RU2042229C1

RU2042229C1 - Double-beam cathode-ray tube with magnetic deflecting yoke

Info

Publication number: RU2042229C1
Authority: RU
Inventors: Артем Микирдычович Ахекян; Евгений Степанович Гейзлер; Вячеслав Владимирович Цыганенко; Степан Орестович Копыстянский; Иван Васильевич Угорчук; Николай Михайлович Качинский; Евгений Михайлович Щербак
Original assignee: Вячеслав Владимирович Цыганенко
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: cathode-ray tube manufacture. SUBSTANCE: device has envelope, magnetic deflecting yoke, optoelectronic system incorporating electron guns, electrostatic precision beam alignment system separated by diaphragm, each mounting horizontal offset system plate. Second plates of these systems are secured, respectively, on last electrode of one gun and on first electrode of focusing system. To eliminate effect of beam on characteristics, correcting systems are placed at mean potential of adjacent electrodes; to this end, separating diaphragm is joined with accelerating electrode. Additional diaphragms carrying second plates of electrostatic systems have separate leads placed at potentials aligning beams. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-лучевым приборам, и может быть использовано при разработке и в производстве электронно-лучевых трубок для проекционного цветного телевидения, в том числе высокого разрешения (второй ТВ-cтандарт). The invention relates to electronic equipment, in particular to cathode ray devices, and can be used in the development and production of cathode ray tubes for projection color television, including high resolution (second standard TV).

В электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), использующих многолучевые электронно-оптические системы для одновременного воспроизведения более одного изображения, например в многолучевых осциллографах и в цветном телевидении, необходимо осуществлять совмещение изображений с той или иной степенью точности. В осциллографии это требование совмещения начала координат отсчета, в цветном телевидении совмещение изображений от трех электронных прожекторов, воспроизводящих основные цвета. In cathode ray tubes (CRTs) using multi-beam electron-optical systems for simultaneous reproduction of more than one image, for example, in multi-beam oscilloscopes and in color television, it is necessary to combine images with one or another degree of accuracy. In oscillography, this is a requirement for combining the origin, in color television, combining images from three electronic projectors that reproduce primary colors.

В настоящее время в связи с ограничением возможностей достижения в проекционных системах черно-белого и цветного телевидения с помощью однолучевых ЭЛТ больших яркостей при высокой разрешающей способности, нашли применение многолучевые системы, в частности более эффективные двухлучевые ЭЛТ. Такие трубки позволяют значительно улучшить качество изображения за счет разнесения во времени двух одинаковых сигналов, возбуждающих одну точку люминофора. Таким образом воспроизведения можно преодолеть энергетический и температурный пороги насыщения люминофора и значительно повысить яркость изображения при одновременном существенном улучшении разрешающей способности. Разрешение улучшается, так как снижается ток пучка одного электронного прожектора при суммарном токе, большем, чем достигается в однолучевых системах, что дает также возможность обеспечить воспроизведение изображения по второму телевизионному стандарту. Currently, due to the limited possibilities of achieving black-and-white and color television in projection systems using single-beam CRTs with high brightness and high resolution, multi-beam systems, in particular, more effective double-beam CRTs, have been used. Such tubes can significantly improve image quality due to the separation in time of two identical signals that excite one point of the phosphor. Thus, the reproduction can overcome the energy and temperature thresholds of the saturation of the phosphor and significantly increase the brightness of the image while significantly improving the resolution. The resolution improves because the beam current of one electronic searchlight decreases with a total current greater than that achieved in single-beam systems, which also makes it possible to provide image reproduction according to the second television standard.

Однако описанное техническое решение выводит на первый план задачу прецизионного совмещения изображений при временном сдвиге сигнала между электронными прожекторами, решение которой может быть различным в зависимости от конструкции и назначения трубки. However, the described technical solution brings to the fore the task of precision image alignment with a temporary shift of the signal between the electronic spotlights, the solution of which may be different depending on the design and purpose of the tube.

Известны конструкции ЭЛТ, в которых для совмещения пучков в плоскости экрана электронные прожекторы размещены таким образом, что они находятся под углом к оси ЭЛТ с вершиной в центре экрана. Такие системы сложны конструктивно, нетехнологичны, не обеспечивают требуемой точности сведения и при этом не исключают необходимости применения устройств, корректирующих положение отдельных изображений. CRT designs are known in which, to align the beams in the plane of the screen, the electronic projectors are positioned so that they are at an angle to the CRT axis with a vertex in the center of the screen. Such systems are complex structurally, low-tech, do not provide the required accuracy of the information and at the same time do not exclude the need for devices that correct the position of individual images.

Мировой опыт создания многолучевых ЭЛТ показал, что наиболее целесообразным конструктивным решением является такое расположение электронных прожекторов, при котором оптические оси каждого прожектора параллельны общей оси ЭЛТ. В осциллографических ЭЛТ для совмещения положения пучков и коррекции изображения используют чисто электростатические элементы, в том числе отклоняющие системы, как правило плоскопараллельные. Примером такого решения является конструкция ЭЛТ типа 15Л07И, выпускаемой отечественной промышленностью серийно (КД 3.335.193). Существенный недостаток таких систем заключается в некоторой дефокусировке пучка и необходимости взаимного экранирования от смежных систем других электронных прожекторов. Известны также осесимметричные и смещенные относительно осей прожекторов астигматичные сводящие электростатические линзы, применяемые в электронной оптике многолучевых систем. Электростатические линзы сведения планарных систем для цветных кинескопов не обеспечивают полного сведения пучков и используются в сочетании с электромагнитными элементами [1] При этом управление сводящей линзой приводит к нежелательному ухудшению фокусировки, а магнитные элементы в известных конструкциях оказывают на все пучки совокупное, хотя и разное по интенсивности одновременное воздействие. Для точного сведения пучков в проекционных и цветных системах электростатические отклоняющие системы по имеющимся данным не применяются. The world experience in creating multi-beam CRTs has shown that the most appropriate constructive solution is the arrangement of electronic projectors in which the optical axes of each projector are parallel to the common axis of the CRT. In oscillographic CRTs, to combine the position of the beams and correct the image, purely electrostatic elements are used, including deflecting systems, usually plane-parallel. An example of such a solution is the design of a CRT type 15L07I, mass-produced by the domestic industry (KD 3.335.193). A significant drawback of such systems is a certain defocusing of the beam and the need for mutual screening from adjacent systems of other electronic projectors. Also known are axisymmetric and offset relative to the axis of the searchlights astigmatic reducing electrostatic lenses used in electronic optics of multipath systems. Electrostatic convergence lenses for planar systems for color picture tubes do not provide complete beam reduction and are used in combination with electromagnetic elements [1] In this case, control of the converging lens leads to an undesirable focus deterioration, and magnetic elements in known constructions produce an aggregate, albeit different in all intensity simultaneous exposure. According to the available data, electrostatic deflecting systems are not used for accurate beam reduction in projection and color systems.

Наиболее близким техническим решением является принятая за прототип конструкция двухлучевой ЭЛТ [2] Указанная конструкция относится к чисто электростатическим и кроме основных, отклоняющих пучки в двух направлениях систем, имеет в каждой ЭОС пару сводящих отклоняющих пластин. Электронный пучок, сформированный ЭП этими пластинами, отклоняется от оси и направляется в основные отклоняющие системы, а затем в область после ускорения. К недостаткам описанной конструкции следует отнести одинаковую направленность сводящих систем в обоих ЭОС, необходимость их экранирования от взаимного влияния и относительно большие углы наклона пучков для их сведения в центре экрана. The closest technical solution is the design of a two-beam CRT adopted as a prototype [2]. This design refers to purely electrostatic and, in addition to the main systems deflecting beams in two directions, it has a pair of converging deflecting plates in each EOS. The electron beam formed by the electron beam by these plates deviates from the axis and is directed to the main deflecting systems, and then to the region after acceleration. The disadvantages of the described construction should include the same orientation of the reducing systems in both EOSs, the need for their screening from mutual influence and the relatively large tilt angles of the beams for their information in the center of the screen.

Целью изобретения является обеспечение в двухлучевой ЭЛТ прецизионного совмещения изображений от электронных прожекторов в двух взаимно перпендикулярных направлениях в одном направлении от одного и в другом от второго. The aim of the invention is the provision in a two-beam CRT of a precise combination of images from electronic projectors in two mutually perpendicular directions in one direction from one and the other from the second.

Цель достигается тем, что между последними электродами ЭП и фокусирующей системой введены две взаимно перпендикулярные плоскопараллельные электростатические отклоняющие системы, разделенные вдоль оси трубки диафрагмой, причем одна пластина каждой отклоняющей системы соединена с разделительной диафрагмой, которая находится под средним потенциалом смежных электродов, а вторые пластины этих систем изолированы и находятся под управляющим потенциалом, величина и полярность которого зависят от необходимой величины и направления смещения каждого изображения. The goal is achieved by the fact that two mutually perpendicular plane-parallel electrostatic deflecting systems are introduced between the last electrodes of the electric field and the focusing system, separated along the tube axis by a diaphragm, with one plate of each deflecting system connected to the separation diaphragm, which is under the average potential of adjacent electrodes, and the second plates of these systems are isolated and under control potential, the magnitude and polarity of which depend on the required value and direction is shifted ia each image.

Одновременно достигается также существенно упрощение конструкции устройства, в котором применяется ЭЛТ, так как исключается узел магнитных корректоров системы сведения. At the same time, a significant simplification of the design of the device in which the CRT is used is also achieved, since the node of the magnetic correctors of the information system is eliminated.

Сравнение известных конструкций и прототипа с предлагаемой показывает, что она существенно отличается от известных. Признаков, отличающих заявляемую конструкцию от аналогичных, при проведении экспертизы на новизну в описаниях, рефератах, статьях и других материалах не обнаружено. Таким образом, заявляемая конструкция обладает существенными отличиями и соответствует требованиям по новизне. A comparison of the known designs and the prototype with the proposed one shows that it differs significantly from the known ones. Signs that distinguish the claimed design from similar, during the examination of novelty in the descriptions, essays, articles and other materials were not found. Thus, the claimed design has significant differences and meets the requirements of novelty.

На фиг.1 показана двухлучевая ЭЛТ; на фиг.2 разрез по АОВ на фиг.1. Figure 1 shows a two-beam CRT; in Fig.2 a section along the AOB in Fig.1.

Двухлучевая ЭЛТ содержит баллон 1 ЭЛТ, магнитную отклоняющую систему 2, электронно-оптическую систему 3, в которую входят электронные прожекторы 4, электростатические системы 5 и 6 прецизионного совмещения пучков, разделенные диафрагмой 7, на которой размещены по одной пластине системы 5 горизонтального смещения и системы 6 вертикального смещения. Вторые пластины этих систем соответственно закреплены на последнем электроде одного прожектора 4 и на первом электроде фокусирующей системы 8. Электронные пучки 9 и 10 направлены к экрану 11. A two-beam CRT contains a CRT cylinder 1, a magnetic deflecting system 2, an electron-optical system 3, which includes electronic spotlights 4, electrostatic systems 5 and 6 of precision beam alignment, separated by a diaphragm 7, on which one plate of a horizontal displacement system 5 and a system are placed 6 vertical displacements. The second plates of these systems are respectively mounted on the last electrode of one spotlight 4 and on the first electrode of the focusing system 8. The electron beams 9 and 10 are directed to the screen 11.

Как видно из чертежа, электронные прожекторы 4 формируют параллельные оси трубки пучки 9 и 10. Фокусирующая система 8 осуществляет фокусировку пучков 9 и 10 и их сведение в плоскости экрана 11. Прецизионная корректировка положения изображений, формируемых прожекторами 4, осуществляется электростатическими системами 5 и 6, причем в горизонтальном направлении пучок 9 смещается системой 5, а в вертикальном направлении пучок 10 смещается системой 6. Разделительная диафрагма 7 обеспечивает экранирование систем 5 и 6, исключающее их взаимное влияние на пучки 9 и 10. As can be seen from the drawing, the electronic spotlights 4 form beams 9 and 10 parallel to the tube axis. The focusing system 8 focuses the beams 9 and 10 and reduces them in the plane of the screen 11. Precise adjustment of the position of the images formed by the spotlights 4 is carried out by electrostatic systems 5 and 6, moreover, in the horizontal direction, the beam 9 is displaced by the system 5, and in the vertical direction, the beam 10 is displaced by the system 6. The separation diaphragm 7 provides shielding of the systems 5 and 6, eliminating their mutual influence on bundles 9 and 10.

Примером конкретного исполнения является образец двухлучевой ЭЛТ, на котором было исследовано предлагаемое техническое решение. Электронно-оптическая система состоит из последовательно расположенных вдоль оси трубки двух электронных прожекторов 4, вертикально отклоняющей системы коррекции, состоящей из двух плоскопараллельных электродов (пластин) 5, разделительной диафрагмы 7, горизонтально отклоняющей системы 6 коррекции и фокусирующей системы 8. Арматура с помощью несущих стеклянных изоляторов собрана из совокупности плоских диафрагм, формирующих две одинаковые электронно-оптические системы с разделенными катодами и общей фокусирующей линзой 8. An example of a specific implementation is a sample of a two-beam CRT, on which the proposed technical solution was investigated. The electron-optical system consists of two electronic projectors 4 sequentially located along the tube axis, a vertically deflecting correction system consisting of two plane-parallel electrodes (plates) 5, a diaphragm 7, a horizontally deflecting correction system 6 and a focusing system 8. The fittings are made using glass supporting glass insulators are assembled from a set of flat diaphragms forming two identical electron-optical systems with separated cathodes and a common focusing lens 8.

Электронные прожекторы 4 оканчиваются дополнительной диафрагмой, на которой закреплена пластина 5 вертикальной коррекции. Разделительная диафрагма несет на себе вторую пластину системы 5 и первую пластину системы 6 горизонтальной коррекции. Затем расположена еще одна дополнительная диафрагма, предшествующая фокусирующей системе, несущая вторую пластину системы 6. Пары пластин 5 и 6 установлены на диафрагмах таким образом, что они расположены симметрично и эквидистантно осям электронных прожекторов 4 и плоскости их симметрии взаимно перпендикулярны. Фокусирующая линза 8 образована чашеобразным электродом и тонкопроводящим покрытием на внутренней поверхности баллона 1. Electronic spotlights 4 end with an additional diaphragm, on which a vertical correction plate 5 is fixed. The separation diaphragm carries a second plate of the system 5 and a first plate of the horizontal correction system 6. Then there is another additional diaphragm, preceding the focusing system, supporting the second plate of the system 6. The pairs of plates 5 and 6 are mounted on the diaphragms in such a way that they are symmetrically and equidistant to the axes of the electronic spotlights 4 and their symmetry planes are mutually perpendicular. The focusing lens 8 is formed by a cup-shaped electrode and a thinly conductive coating on the inner surface of the cylinder 1.

С целью исключения влияния на характеристики пучков корректирующие системы находятся под средним потенциалом смежных электродов, для чего разделительная диафрагма 7 соединена с ускоряющим электродом. Дополнительные диафрагмы, несущие вторые пластины систем 5 и 6, имеют отдельные выводы, на которые подаются корректирующие положение пучков потенциалы. Размеры пластин 5 и 6 выбраны на основе упрощенного расчета чувствительности по формуле
S l(L-l/2) 2dU_a, где S чувствительность к отклонению;
l длина пластин вдоль оси трубки;
L расстояние от начала пластин до экрана;
d расстояние между пластинами;
Исследованный образец ЭЛТ имеет следующие характеристики: l 4 мм; L 370 мм; d 2 мм; U_a 3000 В. Расчетная чувствительность равна S 0,10 мм/В. Измеренная на образце чувствительность составила 0,08 мм/В, что в пределах точности упрощенной формулы. Полученная чувствительность удовлетворяет самым жестким требованиям, так как величина необходимой коррекции изображений не превышает 2 мм, т.е. необходимо и достаточно иметь низковольтный стабилизированный источник питания.In order to exclude the influence on the characteristics of the beams, the correction systems are under the average potential of adjacent electrodes, for which the separation diaphragm 7 is connected to the accelerating electrode. Additional diaphragms carrying the second plates of systems 5 and 6 have separate leads to which potentials correcting the position of the beams are applied. The sizes of plates 5 and 6 are selected on the basis of a simplified calculation of sensitivity by the formula
S l (Ll / 2) 2dU _a , where S is the sensitivity to deviation;
l the length of the plates along the axis of the tube;
L is the distance from the beginning of the plates to the screen;
d distance between the plates;
The investigated CRT sample has the following characteristics: l 4 mm; L 370 mm; d 2 mm; U _a 3000 V. The calculated sensitivity is S 0.10 mm / V. The sensitivity measured on the sample was 0.08 mm / V, which is within the accuracy of the simplified formula. The resulting sensitivity meets the most stringent requirements, since the magnitude of the necessary image correction does not exceed 2 mm, i.e. it is necessary and sufficient to have a low-voltage stabilized power supply.

Экономическая эффективность от использования предложенного технического решения определяется снижением стоимости аппаратуры потребителя в связи с исключением магнитных корректирующих катушек, сокращением числа источников питания и упрощением настройки. The economic efficiency from the use of the proposed technical solution is determined by reducing the cost of consumer equipment due to the exclusion of magnetic correcting coils, reducing the number of power supplies and simplifying settings.

Claims

A TWO-TONE ELECTRON BEAM TUBE WITH A MAGNETIC BENDING SYSTEM, containing two electronic spotlights with independent control of the beam current and devices for correcting the position of the beams, characterized in that in order to improve the quality of the image by precision combining the image from electronic spotlights in two directions (coordinates) the last electrodes of the spotlights and the focusing system introduced two mutually perpendicular plane-parallel electrostatic deflecting systems, divided along the tube axis with a diaphragm, moreover, one plate of each deflecting system is connected to a separation diaphragm located under the average potential of adjacent electrodes, and the second plate of each deflecting system is isolated and under a control potential, the magnitude and polarity of which are determined by the magnitude and direction of the required image displacement.