SE469456B - Foerfarande och anordning i en bildskaermsenhet foer att reducera elektriska vaexelfaelt i enhetens omgivning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 Åâc) 456 2 En metod för att åtgärda verkan.av bl.a. de elektriska växelfälten framför en bildskärm är att använda en transformator i högspänningsdelen med låg inre impedans, vilket är en dyr lösning om verkan av detta skall bli effektiv. En annan metod är att koppla en yttre kondensator över accelerationsspänningen. Denna åstadkommer en glättning av accelerationsspänningen speciellt för de låga frekvenser, som faller inom band I, men det har visat sig att denna åtgärd för att tillfredsställande de mera spänningsvariationer, som finns inom band II. åstadkomma en högfrekventa inte räcker utjämning av Enligt andra metoder anbringas en elektriskt ledande panel e.d. framför bildröret. Det fordras en mycket god ledningsförmåga hos en dylik panel för att kunna reducera växelfälten i både band I och band II. Detta gör att dylika paneler är dyra och/eller leder till försämrade synergonomiska egenskaper. Exempelvis blir bilden defokuserad, dvs suddig, och ljusutbytet blir sämre än för en normal bildskärm, dvs panelen har icke full ljustransmission.

Uppfinningen har till syfte att i en bildskärmsenhet främst av CRT-typ åstadkoma så små elektriska växelfält som nöjligt i bildrörets omgivning, speciellt framför enhetens bildskärm.

Ett annat syfte med uppfinningen är att ge kompensation för relativt högfrekvent spänningsrippel på accelerationsspänningen till en bildskärmsenhet av CRT-typ, speciellt inom band II.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen med ett arrangemang av det slag, som anges :i patentkravet 1” Ytterligare egenskaper och vidareutvecklingar av arrangemanget enligt uppfinningen anges i de övriga patentkraven.

Uppfinningen avser följaktligen en metod vid en bildskärmsenhet, såsom ett bildrör, för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bildskärmsenhetens omgivning till ett minimum, varvid bildskärmsenheten är försedd med en 10 15 20 25 K x' O 469 456 3 spänningsförande del, t.ex. en elektriskt ledande beläggning, på vilken oönskade signalvariationer uppträder. De oönskade spänningsvariationerna indikeras, en signal genereras, som är fasvänd i förhållande till de indikerade spänningsvariationerna, och den fasvända matas till den genererade signalen spänningsförande delen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, där fig. 1 visar ett snitt genom ett bildrör av CRT-typ tillsammans med en kopplingskrets enligt en utföringsform av arrangemanget enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett ekvivalent schema på den elektriska matningskretsen för accelerationsspänningen i anordningen, fig. 3 visar ett blockschema på en första utföringsform av den 2 strömgenerator, som visas i fig. 1 och 2, och fig. 4 visar ett kopplingsschema på en andra utföringsform av den strömgenerator, som visas i fig. 1 och 2.

Det i fig. l visade bildröret innefattar ett ytterhölje 1 av glas.

Detta glashölje har en bildrörsfront 2, som är i stort sett Qlan och rektangulär i den riktning, som är vänd framåt mot en användare. Bildröret smalnar av bakåt för att sluta i en rörformig del 3, kallad bildrörshalsen.

Insidan på bildrörsfronten 2 har ett skikt 4 av fluorescerande salter. Ett tunt aluminiumskikt 5, vilket är dels speglande och dels elektriskt ledande, är anbringat på ytterhöljets 1 insida, innanför det fluorescerande skiktet 4 vid bildrörets front och direkt mot höljets yta på den avsmalnande delen av höljet mellan bildrörshalsen 3 och bildrörsfronten 2 och dessutom ett stycke på insidan av bildrörshalsen 3 och är elektriskt anslutet till bildrörets accelerationselektrod 6. Ett elektriskt ledande kolskikt 7 är anbringat på ytterhöljets bildrörshalsen 3 och bildrörsfronten 2. 1 utsida mellan 10 15 20 25 30 35 fi. 1.» fi.

. U '9 456 4 I bildrörshalsen 3 finns bildrörets elektronkanon med sin glödtråd 8, den av glödtråden uppvärmda katoden 9, accelerationselektroden 6 och styrgallren 10, 11, 12. I elektronkanonen kan elektroner tillåtas att accelereras av accelerationsspänningen på accelerationselektroden och skiktet 5 till att träffa det fluorescerande skiktet 4 på bildrörets l front 2. När elektronerna träffar skiktet 4 med fluorescerande salter emitteras ljus från detta. passera genom gallren och Ett avlänkningsspolpaket 13 är anbringat omkring bildrörshalsen.

Detta spolpaket innefattar tvâ lindningspar, och med hjälp av dessa och ändamålsenlig styrning av dem kan ett magnetfält alstras, som är variabelt i tvâ mot varandra vinkelräta riktningar. När elektronerna passerar genom detta magnetfält, de. Med hjälp styrs elektronernas träffpunkt på bildrörsfronten och därmed var på avlänkas av avlänkningsspolpaketet bilrörsfronten som ljus alstras.

När bildröret är i funktion är en accelerationsspänning på kopplad mellan aluminiumskiktet 5 och katoden 9. Kolskiktet 7 är anslutet till OV, dvs jordpotential. Accelerationsspännningen mellan katod och accelerationselektrod kopplas på accelerationselektrodsidan in på sidan av bildröret i en speciell kontakt VGS ansluten till aluminiumskiktet 5 och uppgår normalt till mellan l2kV och 30kV beroende på tillämpning. Skikten 5 och 7 bildar därigenom en kapacitans Cl, som är uppladdad till accelerationsspänningen och som utgör en energireservoir. som lämnar elektronkanonen för att träffa det fluorescerande skiktet 7, innebär att en elektrisk ström IB flyter från aluminiumskiktet 5 till elektronkanonens katod 9. Detta har markerats som en strömgenerator 14 i fig. 2. En ström I1 avleds De elektroner , också via den kapacitans Cl, som bildas mellan skikten 5 och 7, vilket innebär att strömmen IB kommer därvid att ta energi från kapacitansen Cl och därvid urladda denna. \\«, 10 15 20 25 Ls) Q 35 469 456 5 Det ovan beskrivna är helt konventionell teknik. I en normal bildskärmstillämpning alstras accelerationsspänningen av sekundärlindningen hos en transformator Tl. Denna levererar energi, vanligtvis i form av strömpulser IT vid accelerationsspänning, till kapacitansen Cl. Kapacitansen Cl är relativt stor, varigenom den verkar som en glättningskondensator, som håller accelerationsspänningen på ungefär konstant nivå.

En diod D i serie med transformatorn Tl ser till att ström enbart kan flyta åt ett håll. På grund av inre impedans i transformatorn Tl och lastvariationer på grund av variationer i strålströmen i bildröret trots allt en accelerationsspänningen till bildröret. uppstår spänningsvariation hos Denna spänningsvariation bidrar till de elektriska växelfälten framför bildrörets front speciellt inom band I, dvs inom frekvensområdet 5Hz-2kHz. Detta kan visserligen avhjälpas delvis genom att använda en transformator Tl med relativt låg inre impedans. Det är också vanligt att koppla en yttre kondensator över accelerationsspänningen, dvs i praktiken parallellt, med glätta kapacitansen Cl, för att ytterligare accelerationsspänningen.

Det finns emellertid en annan starkt bidragande orsak till spänningsvariationer på accelerationsspänningen.

Avlänkningsspolpaketet är format efter'bildröret, och det spolpar, som sitter närmast bildröret får en kapacitiv koppling C2 till aluminiumskiktet 5 inuti bildröret 1 på höljets insida. Detta spolpar är de s.k. linjeavlänkningsspolarna, och dessa drivs med höga spänningar (en toppspänning på l kV är icke ovanligt) och med frekvenser på mellan l5kHz och l00kHz, dvs inom band II. En ström I2 komer att flyta från dessa spolar till aluminiumskiktet 5.

Spänningsvariationen på accelerationsspänningen blir av detta bidrag så kraftig, att det icke är praktiskt möjligt att 10 15 20 25 35 469 åse 6 åstadkomma en kompensering för den med enbart en yttre kondensator .

Den störning, som uppkommer p.g.a. detta förhållande ger i sin tur sitt bidrag till de elektriska växelfälten framför bildrörets front inom band II, dvs inom frekvensområdet 2kHz-400kHz.

I enlighet med uppfinningen kompenseras spänningsripplet på bildrörets accelerationsspänning ut genom att en kompenserande växelström I3 via en kopplingskondensator C3 matas till aluminiumskiktet 5 eller alternativt direkt till accelerationselektroden 6 . Därvid överlagras en kompensationsspänning mot ripplet på accelerationsspänningen.

Kompensationsströmmen I3 kommer därigenom att adderas till den ovan omtalade strömmen IB mellan aluminiumskiktet 5 och katoden 9 (eller kolskiktet 7). Denna kompensationsström regleras så att den blir lika stor men fasvänd jämfört med de störströmmar inom frekvensbandet II, som orsakar spänningsvariationerna på accelerationsspänningen. Därigenom reduceras de elektriska växelfälten framför bildrörets bildskärm.

Kompensationsströmmen I3 alstras av en spänningseller strömgenerator 15. Denna kan ha många utformningar. En utföringsform av en strömgenerator visas i fig. 3.

Accelerationsspänningen AV anbringas över ingången på en avkänningsenhet 20. Denna enhet kan vara anpassad för band II men kan även vara bredare. Utsignalen från avkänningsenheten 20 matas till ingången på ett fasvändararrangemang 21, som fasvänder signalen från enheten 20. Fasvändararrangemanget 21 kan eventuellt innefatta ett flertal parallella enheter, vilka fasvänder var sin frekvensdel i den inkonunande signalen. Utsignalen från avkänningsenheten 20 matas även till en likriktarkrets 22, som på sin utgång har en signal, som anger ripplets storlek. Utgången på fasvändararrangemanget 21 är kopplad till signalingången på en styrbar förstärkare 23, som på sin utgång har strömmen I3.

Utgången på likriktarkretsen är kopplad till förstärkarens 23 10 15 20 25 30 35 469 456 7 styringång för att servoreglera förstärkaren 23 till ändamålsenlig signalstyrka I3.

Den i fig. 4 visade kompenseringskretsen är av betydligt enklare slag. Kretsen ingår som en del i styrkretsarna för bildröret.

Dessa styrkretsar visas icke. Accelerationsspänningen erhålles över en sekundärlindning 30 på en högspänningstransformator Tr. _ Sekundärlindningen 30 är kopplad mellan jord och kontakten VG5 via en diod Dl för att accelerationselektroden 6 enbart skall ske vid spänningspulser överstigande accelerationsspänningen och undvika urladdning genom lindningen 30. Ett högohmigt skyddsmotstånd R1 är kopplat mellan mellan jord och kontakten VG5. uppladdning av beläggningen 5 och Spänningsvariationerna på accelerationsspänningen avkänns icke direkt utan över en andra sekundärlindning 31 med betydligt lägre spänning, som är lätt att hantera. Ena änden på sekundärlindningen 31 är kopplad till jord och den andra är via en diod D2, ett motstånd R2 och en stor kondensator C4 kopplad till jord.

Kopplingen är ett likriktarsteg för att alstra en drivspänning +V över kondensatorn C4, som verkar som en glättningskondensator.

Denna likspänning +V är kopplad som drivspänningskälla för ett fasvändarsteg 32.

Kopplingspunktenlmellan sekundärlindningen 31 och dioden D3 är via ett motstånd R3 kopplad till ingången på ett fasvändarsteg 32.

Detta ger en första insignal il. Avlänkningsspolpaketet 13 matas även från högspänningstransformatorn (icke visat). Därför matas en andra ström i2 från avlänkspolpaketet 13 via ett motstånd R4 också till ingången på fasvändarsteget 32 för att adderas till il i en ändamålsenlig proportion.

Fasvändarsteget 32 innefattar en första NPN-transistor Tl, vilken är gemensam-emitterkopplad och har sin emitter via en parallellkoppling av en kondensator C5 och ett motstånd R5 kopplad till jord. Denna parallellkoppling verkar som ett högpassfilter 10 15 20 25 30 35 456 8 och transistorn Tl som fasvändare. Kretsen i fig. 4 har ingen Servostyrning av signalnivån utan denna justeras in med en potentiometer P i grenen mellan transistorns T1 bas och jord av den spänningsdelarkoppling med motstånden R6 och R7, P kopplad till transistorns Tl bas för att hålla denna på en ändamålsenlig arbetspunkt. som skall kompenseras har i praktiken en relativt stabil storlek, varför det kan räcka med en De störspänningar, _ fast injustering på detta sätt.

Transistorns Tl kollektor är kopplad till ingången på ett förstärkaroch buffertsteg innefattande en NPN-transistor T2 och en PNP-transistor TB med hopkopplade emittrar och med sina kollektor/emitter-banor seriekopplade och kopplade mellan drivspänningskällan +V och jord. Transistorns Tl kollektor är kopplad till transistorns T3 bas, och dessutom via en diod D3 till med dioden D3 till Fasvändarstegets 32 transistorns T2 bas och i serie drivspänningskällan +V. utgång mellan transistorernas T2 och T3 emittrar är kopplade till en nod n mellan två dioder D4 och D5 kopplade i sin spärriktning mellan jord och drivspänningen +V. Noden är via kondensatorn C3', som motsvarar kondensatorn C3 i fig. 1 och 2 kopplad till kontakten VG5 .

Praktiska laboratorieförsök med uppfinningen med den kretslösning, som visas i fig. 4, har visat att de elektriska växelfälten för band II (2-400kHz) ursprungliga värdet. Det visade sig dessutom att de elektriska växelfälten inom band I (5Hz-2kHz) samtidigt minskade tack vare kan minskas ner till ca 1/30 av det kopplingskondensatorn C3 ' , som inom detta frekvensområde fungerar som en ren avkopplingskondensator. En extra avkopplingskondensator behövde därför inte vara inkopplad.

Jämförande prov på en 15" monokrom monitor har utförts och har givit resultaten i nedanstående tabell. Det som uppmättes var högfrekventa växelfält inom band II rakt framför bildskärmen, på ett avstånd på 30 cm från denna. Först presenteras värdena vid 10 15 20 25 469 456 9 originalutförande, dvs utan några somnhelst åtgärder för reduktion av elektriska växelfält. Därefter presenteras värdena med enbart en extern.kondensator på 3nF kopplad mellan aluminiumskiktet 5 och kolskiktet 7. Sedan presenteras värdena.med en framför bildskärmen anbringad panel. Denna var i detta fall av s.k. OCLI-typ, vilket innebär att den är av glas och har ett ledande skikt på sin ena sida och är antireflexbehandlad på sin andra. Sist presenteras värdena erhållna med kompenseringen enligt uppfinningen.

Mätresultat Originalskick 17V/m Kondensator 3nF 5,5V/m Med panel 0,4V/m Kompensering enl. uppfinningen 0,6Vfim Det rekommenderade gränsvärdet är 2,5V/m mätt på 50 cm avstånd, och man ser här att den kompensering, som erhålles med metoden enligt uppfinningen håller sig väl under detta gränsvärde.

Det är givet att uppfinningen inte är begränsad till den typ av bildskärmsenhet, och.de:material i dess beläggningar, som angivits i beskrivningen ovan. Det väsentliga är att spänningsvariationer, som uppkommer hos en bildskärmenhet, och som ger upphov till elektriska växelfält framför bildskärmsenheten kompenseras genom att spänningsvariationen uppmäts och att en fasvänd spänningsvariationssignal bildas och âtermatas för att kompensera för spänningsvariationerna för att minska det elektriska växelfältet till ett minimum.

Claims (7)

10 15 20 25 30 4 o 6 10 PATE NTKRAV

1. Förfarande vid en. bildskärmsenhet (1) för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bildskärmsenhetens omgivning till ett minimum, varvid bildskärmsenheten är försedd med en spänningsförande del (5) på vilken oönskade signalvariationer uppträder, k ä n n e - t e c k n a t av att de oönskade spänningsvariationerna indikeras, att en signal genereras, som är fasvänd i förhållande till de indikerade spänningsvariationerna, och att den genererade fasvända signalen matas till den spänningsförande delen (5). k ä n n e t e c k n a t av att

2. Förfarande enligt krav 1, spänningsvariationerna på den spänningsförande delen indikeras inom ett frekvensband med en i förväg vald undre gränsfrekvens.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att signalstyrkan på.den indikerade signalvariationen avkännes och att signalstyrkan hos den till den spänningsförande delen (5) matade signalen servoregleras den avkända med hjälp av signalstyrkan.

4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att signalstyrkan på den indikerade signalvariationen är fast men manuellt reglerbar vid fasvändningen.

5. Anordning vid en bildskärmsenhet (1) för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bildskärmsenhetens omgivning till ett minimum, varvid bildskärmsenheten är försedd med en spänningsförande del (5), på vilken oönskade spänningsvariationer uppträder, k ä n n e - t e c k n a t av en första enhet (20), som avkänner variationer hos accelerationsspänningen; en andra enhet (l4;21,23;32)) som genererar en signal, som är fasvänd i förhållande till de av den första enheten avkända spänningsvariationerna; och att den andra 10 11 456 enhetens utsignal är kopplad till bildskärmsenhetens spänningsförande del (5).

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den andra enhetens utsignal är kopplad 'till beläggningen via en kopplingskondensator (C3).

7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att den första enheten (20) innefattar ett avkänningsenhet (20) med en i förväg bestämd undre gränsfrekvens.