NL8502918A

NL8502918A - Beeldweergeefinrichting met ontstoringsmiddelen.

Info

Publication number: NL8502918A
Application number: NL8502918A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-05-18

Description

> PHN 11539 1

** A

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Beeldweergeefinrichting met ontstoringsmiddelen.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefinrichting voorzien van een beeldbuis, waarvan het achterste gedeelte bestaat uit een cilindervormige hals waarin zich een inrichting bevindt voor het opwekken van elektronenbundels, terwijl het 5 voorste gedeelte bestaat uit een afgeknotte kegel, waarvan het wijdste deel zich aan de voorzijde bevindt en een beeldweergeefscherm met fosforen bevat, alsmede van een rond de beeldbuis gemonteerde elektromagnetische afbuigeenheid voor het afbuigen van elektronenbundels over het beeldscherm, bevattende een lijnafbuigspoel en een 10 beeldafbuigspoel, welke lijn- en beeldafbuigspoel bij bekrachtiging magnetische velden met tenminste een dipoolcomponent opwekken.

Recentelijk zijn er voor bepaalde typen beeldweergeefinrichtingen, en wel met name voor monitoren, strengere normen ingevoerd ten aanzien van het magnetische stoorveld dat zij om 15 zich heen mogen produceren. Tot dusverre zijn er bij beeldweergeefinrichtingen wel eens afschermingen toegepast, zoals bijvoorbeeld een omhulling van de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie met een metalen conus, maar dergelijke afschermingen zijn meer bedoeld om de invloed van externe velden op de beeldweergeefinrichting tegen te gaan, 20 dan om door de beeldweergeefinrichting opgewekte magnetische stoorvelden te verminderen. Een belangrijke bron van magnetische stoorvelden is de lijnafbuigspoel, daar deze, in tegenstelling tot de beeldafbuigspoel, met hoogfrequente stromen (frequenties in het gebied van 10 tot 100 kHz) bedreven wordt. Het is nu eenmaal niet mogelijk om een goed 25 werkende afbuigspoel te ontwerpen die geen strooiveld produceert. Zou men het strooiveld door middel van een afscherming willen elimineren, dan is een dergelijke afscherming pas effectief als de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie ook aan de beeldschermzijde wordt afgeschermd.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag om aan 30 vereiste stralingsnormen te voldoen zonder het gebruik van afschermmiddelen. Deze opgave wordt volgens de uitvinding bij een beeldweergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort opgelost, 8502 9 1 3 S’- -¾ PHN 11539 2 doordat deze voorzien is van tenminste één ontstoringsspoel die zodanig georiënteerd en bekrachtigbaar is, dat gemeten op een voorafbepaalde afstand van de beeldweergeefinrichting de sterkte van het lokale magnetische dipoolveld beneden een gewenste norm ligt.

5 De uitvinding berust op het inzicht, dat voor het ontstoren van magnetische velden op grote afstand van de storende bron (afstanden van bijvoorbeeld meer dan 3 m) het voldoende is om alleen de dipoolcomponent te compenseren. Afbuigeenheden bevatten ook hogere orde (bijvoorbeeld zespool en tienpool) componenten, maar de sterkte daarvan 10 neemt- veel sneller met toenemende afstand af dan de sterkte van de dipoolcomponent. Het magnetische dipoolmoment nu van een storende bron kan gecompenseerd worden door een stroomlus met het tegengestelde dipoolmoment toe te voegen. Dit dipoolmoment kan verkregen worden door een spoel waarvan de windingen in hoofdzaak in één plat vlak liggen 15 (een stroomlus), welke spoel het juiste aantal windingen, het juiste oppervlak en de juiste oriëntatie heeft, te bekrachtigen. Het bekrachtigen kan gebeuren door de ontstoringsspoel in serie met, of parallel aan, de lijnafbuigspoel te schakelen.

De ontstoringsspoel dient bij voorkeur een zo groot 20 mogelijk oppervlak te beslaan. Hoe groter het oppervlak is, hoe minder energie er nodig is om een gewenst magnetisch dipoolmoment te genereren. Een oppervlak van 1 tot 10 dm^ is in de praktijk geschikt gebleken.

Het aantal windingen van de ontstoringsspoel kan gering 25 (minder dan 10) zijn. In veel gevallen kan al met 2 tot 6 windingen volstaan worden.

Een uitvoeringsvorm van een in het bijzonder voor het weergeven van meer kleuren geschikte inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat aan de buitenzijde van de afgeknotte 30 beeldbuiskegel twee ontstoringsspoelen, symmetrisch ten opzichte van het symmetrievlak van de lijnspoel, zijn aangebracht.

Enige uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zullen aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Figuur 1a toont een perspectivisch aanzicht van een 35 beeldweergeefinrichting die voorzien is van een ontstoringsspoel volgens de uitvinding;

Figuur 1b toont schematisch een lijnafbuigspoel; 85 0 2 0 18 i * PHN 11539 3

* -A

t

Figuur 2 toont een assenstelsel waarin een stroomlus is getekend;

Figuur 3 toont een beeldbuis waarop twee ontstoringsspoelen zijn aangebracht.

5 Figuur 1a toont een perspectivisch aanzicht van een in een kast 2 geplaatste afbuigeenheid beeldbuis-combinatie van het in de aanhef genoemde type welke voorzien is van ontstoringsmiddelen volgens de uitvinding. Ter wille van de duidelijkheid zijn alle details die voor een goed begrip van de uitvinding niet van belang zijn weggelaten.

10 De beeldbuis heeft een cilindervormige hals 1 en een afgeknotte kegel 3 waarvan het wijdste deel zich aan de voorzijde van de buis bevindt en een (niet getekend) beeldscherm bevat.

Het beeldscherm bevat fosforen die, wanneer zij getroffen worden door elektronen, oplichten in een voorafbepaalde kleur. In het 15 achterste gedeelte van de hals 1 bevindt zich een elektronenkanonsysteem 7 (schematisch aangegeven). Ter plaatse van de overgang tussen de hals 1 en de kegel 3 is op de buis een schematisch aangeduide afbuigeenheid 9 aangebracht die onder meer een tweetal lijnafbuigspoelen 11 bevat voor afbuiging van de elektronenbundels in horizontale richting. Zoals in 20 figuur 1b schematisch is aangegeven kunnen de lijnafbuigspoelen 11 bijvoorbeeld zadelvormige spoelen zijn waar in de bedrijfstoestand een zaagtandsvormige stroom met een frequentie tussen 10 en 100 kHz, bijvoorbeeld een frequentie van ongeveer 64 kHz doorheen stroomt. In het algemeen zijn de lijnafbuigspoelen 11 omgeven door een (niet getekend) 25 ringvormig kernelement van zachtmagnetisch materiaal, de zogenaamde yokering.

Ervan uitgaande dat het stralingsveld van een spoel met yokering even groot maar tegengesteld is aan dat van een spoel zonder yokering is voor grote afstanden de spoel op te vatten als een 30 stroomkring met een gegeven magnetisch moment, (zie figuur 2).

Voor een stroomkring met stroom nl op een straal R is het magnetisch moment gegeven door: M = ft R2nl 35

Als de kring in het x-z vlak ligt en als het veld in dit vlak wordt gemeten (bijvoorbeeld op een plaats recht voor de 3502318 .Λ. Λ·

X

ΡΗΝ 11539 4 spoel) dan heeft men alleen met de Bö-component te maken.

Daarvoor geldt: Βθ = /Uo M/4ftz3 (1) 5

Wordt de spoel vervangen door een ring met een straal van 4 cm en met n

. . . . O

= 100 windingen bi;j I = 2A dan wordt M = «s>1 Am .

10 Het veld B0 in het centrum van zo'n spoel is niet met bovenstaande formule uit te rekenen; voor BQ geldt: B0 = /UQ nl/2r = 31.4 Gauss 15 Mét yokering zou dat ongeveer het dubbele worden en dat is inderdaad ongeveer het veld van een practische deflectiespoel.

Op grond van formule (1) is het lijnspoelveld op 1 m afstand: 20

Be(1 m) = /U0/4 Tl = io-7 tesla = 1 mGauss

Met een hulpkringstroom met kleine nl-waarde en grote 25 straal, zó dat het magnetische moment hetzelfde is als dat van de spoel zelf, is dit stralingsveld te compenseren.

Als de straal van de compensatielus Rc = 20 cm dan is met 30 ncl/nl = (R/Rc)2 = 1/25 juist compensatie te vinden. Dus voor nc = 4 windingen. Op deze wijze is bijvoorbeeld op een afstand van 3 m en verder van de stralingsbron 35 een reductie van 40 dB te realiseren.

Het is op basis van het bovenstaande principe dat in de kast 2 van de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie van figuur 1a een 8502 9 1 8 PHN 11539 5 ontstoringsspoel 12 is ingebouwd. Een eenvoudige wijze van monteren is bijvoorbeeld tegen het bovenoppervlak van de kast 2. Via aansluitdraden 13 kan de ontstoringsspoel 12 verbonden worden met een geschikte voedingsschakeling. Hij kan bijvoorbeeld in serie (of parallel) staan 5 met de lijnafbuigspoel 11.

De oriëntatie van de ontstoringsspoel 12 is zodanig, dat het bij stroomdoorgang door deze spoel op een voorafbepaalde afstand (bijvoorbeeld 3 m) opgewekte magnetische dipoolmoment het magnetische dipoolmoment van het storende onderdeel compenseert. Daartoe dient het 10 dipoolmoment van de onstoringsspoel evenwijdig aan, en tegengesteld gericht te zijn ten opzichte van, het dipoolmoment van het storende onderdeel. Het storende onderdeel is in de eerste plaats de lijnafbuigspoel. Ook de lijntrafo kan echter een stoorveld genereren en is dan als storend onderdeel te beschouwen. In dat geval geldt: 15 Evenwijdige dipoolmomenten afkomstig van één of meer onderdelen kunnen met één stroomlus gecompenseerd worden. Niet-evenwijdige dipoolmomenten kunnen met één lus gecompenseerd worden wanneer de frequentie en de fase van de te compenseren dipoolmomenten dezelfde zijn.

20 Figuur 3 toont een kleurenbeeldbuis 14 die een afbuigeenheid 15 draagt. Kleurenbeeldbuizen zijn vaak voorzien van zogenaamde degaussingspoelen 16a, 16b. Deze degaussingspoelen 16a, 16b liggen op de buitenzijde van de afgeknotte beeldbuiskegel, symmetrisch ten opzichte van het (X-Z) vlak waarin de drie elektronenkanonnen 25 17 liggen. Daar de degaussingspoelen alleen bij het aanzetten van het apparaat als zodanig gebruikt worden, is het in principe mogelijk om ze tijdens bedrijf zodanig te bekrachtigen dat ze op een bepaalde afstand een dipoolmoment opwekken dat het dipoolmoment van het storende onderdeel compenseert.

30 De uitvinding maakt het dus mogelijk om de magnetische strooivelden van een apparaat, bevattende een aantal directe storende bronnen (lijntrap, deflectiespoel) en een aantal indirecte bronnen ("reflectoren", grondplaten) te compenseren met behulp van een ontstoringsspoel met een beperkt aantal windingen en met een bepaalde 35 diameter.

Door het aantal windingen laag en de diameter groot te kiezen is altijd aan de voorwaarden te voldoen: 3502013 PHN 11539 6

A

1. De magnetische dipoolmomentvector is gelijk aan de som van de dipoolmomenten van alle directe bronnen in het apparaat.

2. De belasting op de voeding en de verstoring op de componenten in het apparaat zelf (met name de deflectiespoel) is voldoende klein.

850 2 9 1 8

Claims

1. Beeldweergeefinrichting voorzien van een beeldbuis, waarvan het achterste gedeelte bestaat uit een cilindervormige hals waarin zich een inrichting bevindt voor het opwekken van elektronenbundels, terwijl het voorste gedeelte bestaat uit een afgeknotte kegel, waarvan het 5 wijdste deel zich aan de voorzijde bevindt en een beeldscherm met fosforen bevat, alsmede van een rond de beeldbuis gemonteerde elektromagnetische afbuigeenheid voor het afbuigen van elektronenbundels over het beeldscherm, bevattende een lijnafbuigspoel en een beeldafbuigspoel, welke lijn- en beeldafbuigspoel bij bekrachtiging 10 magnetische velden met tenminste een dipoolcomponent opwekken, met het kenmerk, dat de inrichting verder voorzien is van tenminste één ontstoringsspoel die zodanig georiënteerd en bekrachtigbaar is, dat gemeten op een voorafbepaalde afstand van de weergeefinrichting de sterkte van het lokale magnetische dipoolveld beneden een gewenste norm 15 ligt.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de windingen van de ontstoringsspoel in hoofdzaak in één vlak liggen.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 de ontstoringsspoel minder dan 10, in het bijzonder 2 tot 6, windingen omvat.

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, O dat de ontstoringsspoel een oppervlak van 1 tot 10 dm beslaat.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 25 aan de buitenzijde van de afgeknotte beeldbuiskegel twee ontstoringsspoelen, symmetrisch ten opzichte van het symmetrievlak van de lijnspoel, zijn aangebracht. ^ — *\ Λ ,5 λ ¢ 3 J JL .· i ö