SE454826B

SE454826B - CRT appts. reducing stray magnetic fields

Info

Publication number: SE454826B
Application number: SE8604221A
Authority: SE
Inventors: R Johansson; A Langh; K Madsen
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-05-30
Also published as: SE8604221D0; SE8604221L

Abstract

The leakage field of the c.r.t (3) is composed of dipole and quadrupole fields. A dipole compensation field is generated by a first compensation loop (7) and a quadrupole compensation field by a second loop (9). The first loop is flat and at right angles to the magnetic deflecting field (B). The second loop is also flat and at right angles to the longitudinal symmetrical axis (Z) of the c.r.t. and has upper (9a) and lower (9a) parts which generate two mutually opposing dipole fields (DK2,DK3). The centres of gravity (TP1, TP2) of the loops lie on the symmetrical axis (Z) respectively at the forward edge (6) of the funnel-like casing (4) and the forward part of the deflecting coil (1). The compensation loops are connected in series with the deflecting coil.

Description

15 20 25 30 ._-.._...- . a. e.. e u u o; - u no nu 454 826 2 tvärsektion genom bíldröret, figur 4a visar en perspektivvy av avlänknings- spolen, figur lab visar en planvy fran sidan av avlänkningsspolen, figur 40 visare en planvy bakifrån av avlänkningsspolen, figur 5 visar bildröret i planvy uppifrån med en första kompensationsslinga, figur 6 visar kompensationsslingan i per- spektivvy, figur 7 visar kompensationsslingans elektriska anslutning till bild- rörets avlänkningsspole, figur Ba visar bildröret i planvy bakifrån med den första och en andra kompensationsslinga, figur Bb visar bildröret i planvy från sidan med den första och den andra kompensatíonsslingan, figur 9 visar en alternativ utföringsform av den första kompensationsslingan, figur 10 visar ett diagram med den magnetiska fältstyrkans tidsvariationer i bildrörets omgivning och figur ll visar ytterligare ett diagram med den magnetiska fältstyrkan. 15 20 25 30 ._-.._...-. a. e .. e u u o; Fig. 4a shows a perspective view of the deflection coil, figure lab shows a plan view from the side of the deflection coil, figure 40 shows a plan view from behind of the deflection coil, figure 5 shows the picture pipe in plan view from above with a first compensation loop, Figure 6 shows the compensation loop in perspective view, Figure 7 shows the electrical connection of the compensation loop to the deflection coil deflection coil, Figure Ba shows the picture tube in plan view from behind with the first and a second compensation loop, Figure Bb shows the picture tube in plan view from the side with the first and the second compensation loop, Figure 9 shows an alternative embodiment of the first compensation loop, Figure 10 shows a diagram with the time variations of the magnetic field strength in the vicinity of the picture tube and Figure 11 shows another diagram with the magnetic field strength.

FÖREIDRAGEN UTFÖRINGSFORM I figur l visas en skiss över en känd magnetisk avlänkningsspole l i ett bildrör 3 vars bildyta 3a antytts i figuren. Spolen har en övre halva la och en undra halva lb, vilka är parallellkopplade såsom visas i figur 2. Spolen är mangvarvig men har förenkelhets skull visats med endast ett varv. Spolen är placerad vid bíldrörets bakre del utanpå röret och dess trattlika form ansluter till bildrörets form. Vid spolens l främre, mot bildytan vända del har spolhalvorna la och lb främre ledare lc respektive ld vilka halvcirkelformigt sträcker sig utanpå bildröret 3. Elektriska strömmar ll och 12 i spolhalvorna, där Ilçy, 12, alstrar ett vertikalt magnetiskt avlänkningsfält B i rörets avlänkningszon. En elektron- sträle 2 genom avlänkningszonen avlänkas i sidled och träffar bildytan 3a.PREFERRED EMBODIMENT Figure 1 shows a sketch of a known magnetic deflection coil 1 in a picture tube 3, the picture surface 3a of which is indicated in the figure. The coil has an upper half 1a and a lower half 1b, which are connected in parallel as shown in figure 2. The coil is multi-turn but has been shown with only one turn for simplicity. The coil is located at the rear part of the car tube on the outside of the tube and its funnel-like shape connects to the shape of the picture tube. At the front part of the coil 1, facing the image surface, the coil halves 1a and 1b have front conductors 1c and 1d, respectively, which semicircularly extend beyond the picture tube 3. Electric currents 11 and 12 in the coil halves, where Ilçy, 12, generates a vertical magnetic deflection field B in the tube deflection zone. An electron beam 2 through the deflection zone is deflected laterally and strikes the image surface 3a.

Avlänkningen i sidled, det såkallade linjesvepet, sker med en frekvens 31,7 kHz medan avlänkningen i höjdled, sker med en frekvens omkring 50 Hz och ombesörjes med hjälp av en i figuren icke visad spole.The lateral deflection, the so-called line sweep, takes place with a frequency of 31.7 kHz, while the deflection in the vertical direction takes place with a frequency of around 50 Hz and is provided by means of a coil not shown in the figure.

I figur 3 visas bildröret 3 i genomskäming i ett första vertikalt plan genom rörets längsgående symmetriaxel z. Detta plan är parallellt med riktningen för avlänkningsfältet B och har i figur l betecknats med VPl. Bildrörets bakre del 3b omges som nämnts av avlänkningsspolen l. Denna omges i sin tur av ett skärmande ferrithölje 4 med trattliknande form, vilket avskärmar avlänknings- fältet B mot yttre störningar. Avlänkningsspolen l för det högfrekventa línjesvepet alstrar ett magnetiskt läckfält Bl. utanför bildröret. Ferrithöljet 4 påverkar detta läckfält så att dess fältlinjer 5 huvudsakligen utgår från f.) ü 10 15 20 25 3D 35 ' aa un; "L" 454 826 3 ferrithöljets framåtvända ytterkant 6. Läckfältet BL är sammansatt av ett magnetiskt dipolfält DL och ett magnetiskt kvadrupolfält KL sa som skall förklaras nedan i anslutning till figur lßa, åh och lzc. I figur ha visas avlänknings- spolen 1, där för tydlighets skull den övre halvan la och den undre halvan lb är visade pa avstånd fran varandra. I ett horisontalplan vilket innehåller symmetri- axeln z och är vinkelrätt mot avlänkningsfältet B och vilket i figur 1 betecknats med HP, har spolen l en projektion som visas i figur llb. Spolen genomflytes av strömmarna Il och Iz och alstrar det ovannämnda dipolfältet DL, vilket kan karakteriseras med en magnetisk dipol Dl. I ett andra vertikalt plan, vilket är vinkelrätt mot symmertriaxeln z och i figur l betecknats med VP2, har avlänkningsspolen 1 en projektíon som visas i figur 4c. Den projicerade avlänkningsspolens övre hälft la genomflytes av strömmen Il och alstrar ett magnetiskt dipolfält som kan karakteriseras av en magnetisk dipol D2. Denna dipol är parallell med symmetriaxeln z och är belägen vid den övre spolhalvans la främre ledare lc. Pâ motsvarande sätt alstrar avlänkningsspolens undre hälft lb med strömmen Iz ett magnetiskt dipolfält som kan karakteriseras av en magnetisk dipol DB vilken är belägen vid den undre spolhalvans lb främre ledare ld. De bada dipolerna D2 och D3 är motriktade varandra och bildar tillsammans en magnetisk kvadrupol Kl vilken karakteriserar det ovannämnda magnetiska kvadrupolfältet KL. Läckfältet BL anses, som nämnts ovan, utöva skadlig påverkan på en person som befinner sig i fältet. För att minska denna paverkan kan fältstyrkan hos detta fält reduceras såsom skall beskrivas nedan. Enligt föreliggande uppfinning alstras tvâ magnetiska kompensationsfält, ett dipolfält DK och ett kvadrupolfält KK för att motverka det magnetiska läckfältet BL.Figure 3 shows the picture tube 3 in cross-section in a first vertical plane through the longitudinal axis of symmetry z of the tube. This plane is parallel to the direction of the deflection field B and has in Figure 1 been denoted by VP1. The rear part 3b of the picture tube is surrounded, as mentioned, by the deflection coil 1. This in turn is surrounded by a shielding ferrite casing 4 with a funnel-like shape, which shields the deflection field B from external disturbances. The deflection coil 1 for the high-frequency line sweep generates a magnetic leakage field B1. outside the picture tube. The ferrite casing 4 affects this leakage field so that its field lines 5 mainly start from f.) Ü 10 15 20 25 3D 35 'aa un; "L" 454 826 3 the forward-facing outer edge of the ferrite shell 6. The leakage field BL is composed of a magnetic dipole field DL and a magnetic quadrupole field KL sa to be explained below in connection with Figures lßa, oh and lzc. Figure 1 shows the deflection coil 1, where for the sake of clarity the upper half 1a and the lower half 1b are shown at a distance from each other. In a horizontal plane which contains the axis of symmetry z and is perpendicular to the deflection field B and which in Fig. 1 is denoted by HP, the coil 1 has a projection shown in Fig. 11b. The coil is traversed by the currents II and Iz and generates the above-mentioned dipole field DL, which can be characterized by a magnetic dipole D1. In a second vertical plane, which is perpendicular to the symmetry axis z and in Fig. 1 is denoted by VP2, the deflection coil 1 has a projection shown in Fig. 4c. The upper half 1a of the projected deflection coil 1a is traversed by the current I1 and generates a magnetic dipole field which can be characterized by a magnetic dipole D2. This dipole is parallel to the axis of symmetry z and is located at the front conductor lc of the upper coil half 1a. Correspondingly, the lower half 1b of the deflection coil with the current Iz generates a magnetic dipole field which can be characterized by a magnetic dipole DB which is located at the front conductor 1d of the lower coil half 1b. The two dipoles D2 and D3 are opposite to each other and together form a magnetic quadrupole K1 which characterizes the above-mentioned magnetic quadrupole field KL. The leakage field BL is considered, as mentioned above, to have a detrimental effect on a person who is in the field. To reduce this effect, the field strength of this field can be reduced as will be described below. According to the present invention, two magnetic compensation fields, a dipole field DK and a quadrupole field KK are generated to counteract the magnetic leakage field BL.

Dipolfältet DK är härvid motriktat avlänkningsspolens dipolfält DL och kvadr- upolfältet KK är motriktat avlänkningsspolens kvadrupolfält KL. I figur 5 visas bildröret 3 uppifrån med avlânkningsspolen l och ferrithöljet 4. Det kompen- serande dipolfältet DK alstras av en första kompensationsslinga 7 vilken är belägen huvudsakligen i horisontalplanet. Den yta i horisontalplanet HP som omslutes av den första kompensationsslingan har sin tyngdpunkt TPl pa symmetriaxeln z vid den framátvända ytterkanten 6 hos ferrithöljet 4. Slingan är enligt exemplet utförd med en rektangulär del 7a mellan de streckade linjerna i figuren och tvâ lober 7b. Dessa lober sträcker sig fran den rektangu- lära delen 7a snett framåt utmed bildrörets 3 baksida ut till i jämnbrecld med bildytans 3a ytterkant. Slingan 7 har ett flertal tràdvarv men är i figuren för enkelhetens skull visad med endast ett tradvarv. I figur 6 visas i perspektiv en 10 15 20 25 30 35 a. a.. u s s .a a a. 454 826 li figur av den första kompensationsslingan 7. I området 7a är slingans tradvarv delvis särade för attkunna omfatta ferrithöljet 4 och bildröret 3. Slingans övriga delar ligger i horisontalplanet HP. Slingan 7 är elektriskt ansluten i serie med avlänkningsspolen 1 såsom schematiskt visas i figur 7 och genomflytes av strömmen Il + Iz. Med hjälp av slingan 7 alstras det magnetiska dipolfältet DK som sträcker sig i ett område framför bildrörets 3 bildyta Ba. Genom att välja lämplig strömriktning i slingan 7 blir det kompenserande dipolfâltet DK motriktat det av avlänkningsspolen 1 alstrade dipolfältet DL såsom visas i figur 5., Fältstyrkan hos det kompenserande dipolfältet DK kan varieras genom antalet trådvarv i slingan 7 och genom att förändra slingans ytstorlek. Det kompenserande dipolfältet DK karakteriseras härvid av en magnetisk dipol DKl.The dipole field DK is opposite the dipole field DL of the deflection coil DL and the quadrupole field KK is opposite the quadrupole field KL of the deflection coil KL. Figure 5 shows the picture tube 3 from above with the deflection coil 1 and the ferrite casing 4. The compensating dipole field DK is generated by a first compensation loop 7 which is located substantially in the horizontal plane. The surface of the horizontal plane HP enclosed by the first compensation loop has its center of gravity TP1 on the axis of symmetry z at the forward-facing outer edge 6 of the ferrite housing 4. According to the example, the loop is made with a rectangular part 7a between the dashed lines in the figure and two lobes 7b. These lobes extend from the rectangular part 7a obliquely forward along the back of the picture tube 3 out to be flush with the outer edge of the picture surface 3a. The loop 7 has a plurality of wire turns but is shown in the figure for the sake of simplicity with only one wire turn. Figure 6 shows in perspective a figure of the first compensation loop 7. In the area 7a the wire turns of the loop are partially separated to be able to comprise the ferrite casing 4 and the picture tube 3. The other parts of the loop is located in the horizontal plane HP. The loop 7 is electrically connected in series with the deflection coil 1 as schematically shown in Figure 7 and is traversed by the current Il + Iz. By means of the loop 7, the magnetic dipole field DK is generated which extends in an area in front of the image surface Ba of the picture tube 3. By selecting the appropriate current direction in the loop 7, the compensating dipole field DK becomes opposite to the dipole field DL generated by the deflection coil 1 as shown in Figure 5. The field strength of the compensating dipole field DK can be varied by the number of wire turns in the loop 7 and by changing the loop size. The compensating dipole field DK is hereby characterized by a magnetic dipole DK1.

Denna dipol har samma storlek och läge som den ovannämnda dipolen Dl för läckfältet DL och dipolerna DKl och Dl är motriktade varandra. Genom att på detta sätt anpassa den första kompensationsslingan 7 kan styrkan hos dipolfältet DK anpassas sa att läckfältet DL motverkas och den resulterande fältstyrkan kraftigt reduceras. Denna reduktion av fältstyrkan erhålles i ett stort område framför bildytan 3a om kompensationsslingans tyngdpunkt TPl förläggas såsom beskrivits ovan. I figur Ba visas öildröret 3 bakifrån med ferrithöljet 4 och den första kompensationsslingan 7. Det kompenserande kvadrupolfältet KK alstras av en andra kompensationsslinga 9 med en övre hälft 9a och en undre hälft 9b. l figur Bb visas bildröret 3 från sidan med de båda kompensationsslingorna 7 och 9. Den andra kompensationsslingan är huvudsakligen plan och parallell med det andra vertikalplanet VP2 och omsluter en yta vars tyngdpunkt TPZ ligger på den _ längsgående symmetriaxeln z vid avlänkningsspolens 1 främre ledare lc och ld.This dipole has the same size and position as the above-mentioned dipole D1 for the leakage field DL and the dipoles DK1 and D1 are opposite each other. By adapting the first compensation loop 7 in this way, the strength of the dipole field DK can be adjusted so that the leakage field DL is counteracted and the resulting field strength is greatly reduced. This reduction of the field strength is obtained in a large area in front of the image surface 3a if the center of gravity TP1 of the compensation loop is located as described above. Figure Ba shows the island pipe 3 from behind with the ferrite casing 4 and the first compensation loop 7. The compensating quadrupole field KK is generated by a second compensation loop 9 with an upper half 9a and a lower half 9b. Figure Bb shows the picture tube 3 from the side with the two compensation loops 7 and 9. The second compensation loop is substantially flat and parallel to the second vertical plane VP2 and encloses a surface whose center of gravity TPZ lies on the longitudinal axis of symmetry z at the deflection coil 1 of the deflection coil 1 and ld.

I det visade utföringsexemplet är slingan 9 symmetrisk kring såväl det första vertikalplanet VPl som horisontalplanet HP. Slingan 9 kan emellertid behöva ha en något annorlunda och asymmetrisk form för att kompensera för de oregel- bundenheter hos läckfältet KL som kan orsakas av exempelvis en icke visad metallram som fasthåller bildröret 3. Den andra kompensationsslingan är elektriskt ansluten i serie med den första kompensationsslingan 7 och avlänk- ningsspolen 1, så som schematiskt visas i figur 7, och genomflytes av strömmen ll + 172. i den övre hälften 9a av den' andra kompensationsslingan 9 alstras ett magnetiskt dipolfält som karakteriseras av en magnetiskt dipol DK2 och i den 'undre hälften 9b alstras ett motriktat dipolfält som karakteriseras av en magnetisk dipol DK3. De båda magnetiska dipolerna DK2 och DK3 utgör tillsammans en magnetisk kvadrupol KK1 vilken karakteriserar det ovannämnda 10 15 20 25 30 454 826 5 kompenserande kvadrupolfältet KK. Genom lämpligt val av strömriktníng i slinganl9, slingstorlek och antal varv kan den andra kompensationsslingan 9 anpassas så att det alstrade kvadrupolfältet KK motverkar avlänkningsspolens 1 kvadrupolfält KL och kraftigt reducerar den magnetiska fältstyrkan i bildrörets 3 omgivning.In the exemplary embodiment shown, the loop 9 is symmetrical about both the first vertical plane VP1 and the horizontal plane HP. However, the loop 9 may need to have a slightly different and asymmetrical shape to compensate for the irregularities of the leakage field KL which may be caused by, for example, a metal frame (not shown) holding the picture tube 3. The second compensation loop is electrically connected in series with the first compensation loop 7. and the deflection coil 1, as schematically shown in Figure 7, and is traversed by the current 11 + 172. in the upper half 9a of the second compensation loop 9 a magnetic dipole field is generated which is characterized by a magnetic dipole DK2 and in the lower half 9b, an opposite dipole field is generated which is characterized by a magnetic dipole DK3. The two magnetic dipoles DK2 and DK3 together form a magnetic quadrupole KK1 which characterizes the above-mentioned compensating quadrupole field KK. By appropriate selection of current direction in loop angle 9, loop size and number of revolutions, the second compensation loop 9 can be adapted so that the generated quadrupole field KK counteracts the quadrupole field KL of the deflection coil 1 and greatly reduces the magnetic field strength in the vicinity of the picture tube 3.

En alternativ utföringsform av den första kompensationsslingan 7 visas i figur 9.An alternative embodiment of the first compensation loop 7 is shown in Figure 9.

En kompensationsslinga 8 är sammansatt av två delslingor 8a och Bb, vilka är elektriskt seriekopplade med varandra och seriekopplade med avlänkningsspolen 1. Delslingorna är plana och ligger i det horisontella planet HP. De av delslingorna omslutna ytorna har sin gemensamma tyngdpunkt TPl i samma punkt som den första kompensationsslingan 7 vid ferrithöijets 4 framkant 6. Det bör observeras att kompensationsslingan 7, till skillnad frän kompensations- slingan 8, påverkar kvadrupolfältet i bildrörets 3 omgivning. Kompensations- slingan 7 har nämligen en slingdel 7c enligt figur 6, vilken är parallell med det andra vertikalplanet VP2. Den andra kompensationsslingans 9 storlek och antal varv måste anpassas med hänsyn till den första kompensationsslingans utform- ning.A compensation loop 8 is composed of two sub-loops 8a and Bb, which are electrically connected in series with each other and connected in series with the deflection coil 1. The sub-loops are flat and lie in the horizontal plane HP. The surfaces enclosed by the sub-loops have their common center of gravity TP1 at the same point as the first compensation loop 7 at the leading edge 6 of the ferrite height 4. It should be noted that the compensation loop 7, unlike the compensation loop 8, affects the quadrupole field around the picture tube 3. Namely, the compensation loop 7 has a loop part 7c according to Figure 6, which is parallel to the second vertical plane VP2. The size and number of turns of the second compensation loop must be adapted with regard to the design of the first compensation loop.

I figur 10 visas ett diagram med ett exempel på hur den magnetiska fältstyrkan i bildrörets 3 omgivning pâverkas genom kompensationsslingan 7. I figur ll visas med ett diagram motsvarande påverkan då båda kornpensationsslingorna 7 och 9 är anslutna. Det magnetiska fältets .y-komposant är uppmätt i horisontalplanet HP utmed en cirkel med radien 40 cm som omger bildröret 3. Cirkelns centrum ligger på den längsgående symmertriaxeln z i närheten av slingornas tyngdpunk- ter TPl och TP2 så att avståndet mellan bildytan 3a och mätpunkten på z-axeln är 30 cm. Siffrorna utmed X-axeln i de respektive diagrammen anger det magnetiska fältets tidsvariation i mT/s. Med en kurva 10 anges de uppmätta värdena för bildröret 3 utan någon kompensationsslinga. De uppmätta värdena med den första kompensationsslingan 7 ansluten anges med en kurva ll.Figure 10 shows a diagram with an example of how the magnetic field strength in the vicinity of the picture tube 3 is affected by the compensation loop 7. Figure 11 shows with a diagram a corresponding effect when both grain compensation loops 7 and 9 are connected. The .y component of the magnetic field is measured in the horizontal plane HP along a circle with a radius of 40 cm surrounding the picture tube 3. The center of the circle is on the longitudinal symmetry axis z near the centers of gravity TP1 and TP2 so that the distance between the image surface 3a and the measuring point the z-axis is 30 cm. The numbers along the X-axis in the respective diagrams indicate the time variation of the magnetic field in mT / s. A curve 10 indicates the measured values of the picture tube 3 without any compensation loop. The measured values with the first compensation loop 7 connected are indicated by a curve ll.

Uppmätta värden med både den första 7 och den andra 9 kompensationsslingan ansluten anges med en kurva 12 i figur ll.Measured values with both the first 7 and the second 9 compensation loop connected are indicated by a curve 12 in Figure 11.

Ovan har beskrivits anorchingar för att alstra magnetiskt kompensationsfält BK som motverkar det magnetiska läckfältet BL vilket härrör från avlänknings- spolen l för linjesvepet. Även ett läckfält som härrör från en avlänkningsspole för bildsvepet kan motverkas med hjälp av en motsvarande anordning.Anorchings have been described above for generating magnetic compensation field BK which counteracts the magnetic leakage field BL which derives from the deflection coil 1 for the line sweep. A leakage field originating from a deflection coil for the image sweep can also be counteracted by means of a corresponding device.

Claims

10 15 20 454 826 PATENT REQUIREMENTS

Device for picture tubes for reducing the magnetic field strength in the vicinity of the picture tube, the picture tube having a deflection coil which generates a magnetic deflection field in the transverse direction of the electron beam and magnetic leakage fields in the vicinity of the picture tube, and a shielded envelope of magnetic material surrounding the coil. characterized in that the device comprises on the one hand a first compensating loop (7,8) which is located outside the picture tube (3) in an area at said shielding housing (4) and extends substantially in a horizontal plane (HP) which is perpendicular to the magnetic deflection field ( B) direction and contains the longitudinal axis of symmetry (z) of the picture tube (3) and which loop is electrically connected to the deflection coil (1), and comprises a second compensation loop (9) with an upper (9a) and a lower (9b) half, which loop is located outside the lead tube (3) in an area at the front conductor (le, ld) of the deflection coil (7) and extends h substantially parallel to a second vertical plane (VP2) which is perpendicular to the longitudinal axis of symmetry (z) and which loop is electrically connected to the deflection coil (1) in such a way that both halves (9a, 9b) of the loop (9) generate mutually opposite magnetic fields ( DK2, DK3) wherein the current direction (II + Iz) in the compensation loops (7,8; 9) are arranged in such a way that the loops generate magnetic compensation fields (DK, KK) which are directed towards said magnetic leakage fields (DL, KL) within a range around the picture tube (3) and reduces the magnetic field strength in this area.

Device according to claim 1, wherein the shielding housing of magnetic material is funnel-shaped with a wide end whose edge faces the picture surface of the picture tube characterized in that the projected surface of the first compensation loop (7,8) in said horizontal plane (HP) has its center of gravity (TP1) of the longitudinal axis of symmetry (z) at the edge (6) of the wide end of the shielding housing (4) and the projected surface of the second compensation loop (9) in said vertical plane (VPZ) has its center of gravity (TPZ) on the longitudinal axis of symmetry (z) at the deflection coil (1) facing the image surface (3a) facing front conductor (lc, ld).

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the compensation loops (7, 8; 9) are connected in series with the deflection coil (1).