DE1058097B - Mehrstrahl-Konvergenzschaltung fuer Farbfernsehempfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Farbfernsehempfänger, insbesondere auf Anordnungen, die gewährleisten sollen, daß an allen abgetasteten Punkten einer Dreistrahl-Bildröhre die drei Elektronenstrahlen konvergieren.

Farbfernsehbildröhren des Schattenmaskentyps weisen normalerweise drei Strahlerzeugungssysteme auf, die im Röhrenhals angeordnet sind. Es sind dabei Mittel vorgesehen, durch die erreicht wird, daß die drei Elektronenstrahlen bei der Viellochblende des Bildschirmes konvergieren, wenn sich die Strahlen in der Mitte des abzutastenden Bereiches befinden, so daß sie dann alle drei durch dieselbe öffnung in der Mitte der Viellochblende hindurchtreten. Nach dem Durchlaufen der Viellochblende treffen die Elektronenstrahlen auf drei Phosphorpunkte auf, die jeweils Licht einer verschiedenen Farbe emittieren. Alle drei Strahlen werden jedoch durch eine gemeinsame horizontale und eine gemeinsame vertikale Ablenkeinrichtung abgelenkt, so daß die Strahlen symmetrisch den Bildschirm, überstreichen, dabei werden jedoch bei der Auslenkung vom Mittelpunkt des Bildschirmes die drei Strahlen dejustiert bzw. divergent, wenn nicht Maßnahmen zur Korrektur, die hier als »Konvergenzsystem« bezeichnet werden sollen, vorgesehen werden. Je weiter die drei Strahlen von der Bildmitte abgelenkt werden, umso größer wird die Dejustierung oder Trennung der Strahlen bei ihrem AuftrefFen auf der Viellochblende. Es ist daher üblich, ein dynamisches Konvergenzsystem vorzusehen, das die Dejustierung als Funktion der Auslenkung der Strahlen korrigieren soll. Zu diesem Zweck werden im allgemeinen von den horizontalen und vertikalen Ablenkkreisen Ströme mit einem annähernd parabolischen zeitlichen Verlauf abgeleitet und drei Konvergenz-Elektromagneten zugeführt, um die drei Strahlen in jedem Augenblick konvergent zu halten, so daß sie über die ganze abgetastete Fläche jeweils durch dieselbe Öffnung der Viellochblende treten.

Schaltungen, um eine solche dynamische Konvergenz zu erreichen, erfordern eine sehr forgfältige Einjustierung der Amplitude und der Wellenform der betreffenden Ströme, um zu erreichen, daß an allen abgetasteten Punkten des Bildschirmes eine Strahlkonvergenz erreicht wird. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art trat der Nachteil auf, daß eine Nachjustierung der Konvergenzbedingungen für einen Teil des Bildschirmes die bereits früher vorgenommene Justierung an anderen Teilen des Bildschirmes wieder beeinträchtigte oder ganz zerstörte. Die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Konvergenzregler machte die Einjustierung schwierig und zeitraubend.

Durch die Erfindung soll eine verbesserte Einrichtung zur Erreichung der Konvergenz in einer Mehr-Mehrstrahl-Konvergenzsdialtung
für Farbfernsehempfänger

Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Ε. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. April 1957

James Conrad Schopp, Merchantville, N. J. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

strahl-Farbfernsehröhre angegeben werden, das über lange Zeiten konstant ist und bei welchem Einjustierungen der Konvergenzbedingung an den Rändern des Bildschirms eine früher vorgenommene Einjustierung der Konvergenzbedingung in der Mitte des Bildschirmes nicht beeinträchtigt.

Erfindungsgemäß wird ein Farbfernsehempfänger, der mit einer Dreistrahl-Bildröhre arbeitet, deren Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm konvergieren sollen, vorgesehen, der ein Ablenksystem zur Ablenkung der Elektronenstrahlen über dem Bildschirm enthält, ferner ein Konvergenzsystem, das die Konvergenz der drei Strahlen unabhängig vom Ablenkwinkel aufrechterhält. Das erfindungsgemäße Konvergenzsystem enthält drei Konvergenz-Elektromagnete, Einrichtungen zur Erzeugung von Konvergenzströmen aus den' Ablenkschaltungen, die den Elektromagneten zugeführt werden und im wesentlichen eine parabolische Form haben, wobei die Spitzen der Wellen während der Rücklauf Intervalle jedes Abtastvorganges und die Minima in der Mitte jedes Abtastintervalls liegen; ferner enthält die erfindungsgemäße Schaltung eine Niveauhalteschaltung oder Klemmschaltung, durch die das Minimum der Parabelwelle auf einem Bezugspotential gehalten wird, wobei die Schaltung zur Er- zeugung der Wellenform so einjustiert werden kann, daß eine Konvergenz an den Rändern des Bildschirmes eingestellt werden kann, ohne daß man die Justierung der Konvergenz in der Bildschirmmitte dadurch beeinträchtigt.

909 528/171

In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 ein Querschnitt durch den Hals einer Farbfernsehröhre, die in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 1 Verwendung finden kann,

Fig. 3 ein Diagramm des Stromverlaufes für die horizontale Konvergenz und

Fig. 4 ein Diagramm des Stromverlaufes für die vertikale Konvergenz.

In Fig. 1 werden die horizontalen Ablenkspannungen von einem horizontalen Ablenkkreis geliefert, der innerhalb des gestrichelten Rechtecks 10 angedeutet ist, und dann in Ströme von im wesentlichen parabolischer Form in den Erregerspulen 11 G, Iii? und 11B der drei Konvergenz-Elektromagnete 12 G, 12 R und 125 umgewandelt. Impulse und Sägezahnspannungen werden von einer vertikalen Ablenkschaltung geliefert, die innerhalb des gestrichelten Rechtecks 14 angedeutet ist, und in Ströme mit im wesentlichen parabolischem Verlauf in den weiteren Erregerspulen 13 G, 13 R und 13 5 auf dem bereits erwähnten Konvergenzmagnet 12 umgewandelt. Die Magnete 12 können in der in Fig. 2 gezeigten Art am Röhrenhals 15 der Bildröhre angebracht sein, so daß sie mit innerhalb der Röhre gelegenen Polschuhen 16 zusammenwirken und entsprechende magnetische Felder zur Ablenkung der Elektronenstrahlen 17 in radialen Richtungen erzeugen.

Die Horizontalablenkschaltung 10 enthält einen Transformator 16 mit den Ausgangsleitungen 17 zum Anschluß der Horizontalablenkspule der Bildröhre. Der Transformator 16 weist außerdem die Ausgangsanschlüsse 20 und 20' für das Konvergenzsystem auf. Die Anschlüsse 20 liefern gegen Masse eine Spannungsimpulswelle, die die Zeilenfrequenz besitzt. Die Ausgangsanschlüsse 20' liefern zwei zueinander gegenphasige Spannungen in bezug auf Masse.

Zwischen dem Ausgang 20 und den jeweiligen Erregerspulen HG, IlR und IIB der drei Konvergenzmagnete 12 sind drei Kreise für die horizontale Konvergenz eingeschaltet. Jeder dieser Kreise enthält eine einstellbare Induktivität, einen Kondensator und einen veränderlichen Widerstand, die alle drei in Serie geschaltet sind, ferner eine Verbindung von der entsprechenden Erregerspule parallel zu dem Kondensator und dem veränderlichen Widerstand. Der grüne Konvergenzkreis enthält also die in Serie geschalteten Induktivitäten 21 und 22, den Kondensator 23 sowie die Widerstände 24 und 25. Der rote Konvergenzkreis enthält die Induktivität 21 und 26, den Kondensator 27 und die Widerstände 28 und 25. Die Induktivitäten und Widerstände im grünen und roten Konvergenzkreis sind in einer Art Gegentakt- oder Differentialschaltung angeordnet, um die Einjustierung der Konvergenz zu erleichtern, wobei der grüne und der rote Strahl gleichzeitig zueinander bewegt werden, um einen Konvergenzpunkt festzulegen, auf den der blaue Strahl anschließend einjustiert wird. Der blaue Konvergenzkreis ist ebenfalls an die Ausgangsanschlüsse 20 angeschlossen und enthält eine Induktivität 31. einen Kondensator 32 und einen Widerstand 33. Allgemein gesagt steuern die veränderlichen Induktivitäten die Amplitude der Welle (30 in Fig. 3), die in den jeweiligen Konvergenzspulen 11 fließt, während die einstellbaren Widerstände die Phase, Neigung oder Wellenform der Spulenströme einzustellen gestatten.

Die Horizontalablenkschaltungen enthalten jeweils einen Schalter 35, d.h. den Schalter 35 G, 35 R und 355, um wahlweise einen Anschluß der jeweiligen

Konvergenzspulen 11 mit Masse oder über die Leitungen 36 mit den Ausgangsanschlüssen 20' im Horizontalablenkkreis 10 zu verbinden. Durch die Schalter 35G und 35R können die SpulenllG und Iii? an Spannungen umgekehrter Polarität an den Anschlüssen 20' gelegt werden. Dies geschieht dann, wenn die verwendete Bildröhre dazu neigt, eine Zeile auf dem Bildschirm als grüne und rote Linie mit verschiedener Neigung zu zeichnen, so daß diese sich in der Mitte

ίο des Schirmes kreuzen. Mit dem Schalter 355 kann eine Seite der Konvergenzspule 115 an den Anschluß 20' gelegt werden, der eine gegenüber der am Anschluß 20 liegenden Spannung gegenphasige Spannung liefert. Diese Umschaltung wird dann vorgenommen, wenn der blaue Teil einer Zeile eine Neigung hat, die nicht durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes 33 ausgeglichen werden kann.

In jeder Horizontal-Konvergenzschaltung ist eine Niveauhalteschaltung mit einem Widerstand 39 G,

ao 39 R bzw. 39 5 und einem Gleichrichter 40 G, 40 R bzw. 405 parallel zu der entsprechenden HorizontalKonvergenzspule 11 geschaltet. Da die unteren Anschlüsse der Spulen 11 durch die Schalter 35 entweder direkt mit Masse oder über die Leitungen 36 und die Anschlüsse 20' mit Masse verbunden sind, stellt jeder Niveauhaltekreis mit dem entsprechenden Widerstand 39 und Gleichrichter 40 eine Verbindung zwischen der entsprechenden Spule 11 und einem Punkt eines Bezugspotentials dar. Auf diese Weise wird das Niveau der parabelförmigen Schwingung 30 in Fig. 3 so stabilisiert, daß sich der Mittelteil oder das Stromminimum 42 auf einem Bezugsniveau 43 oder dem Wert Null befindet. Der Wert der Widerstände 39 wird so gewählt, daß durch die Gleichrichter 40 keine Beschneidung eintritt und daß die Kurvenform der Schwingung 30 etwas verbessert wird, indem sie im Bereich 44 etwas abgeflacht wird. Die Gleichrichter 40 können Selengleichrichter sein oder auch irgendein anderer geeigneter Gleichrichter, wie z. B. eine Kristalldiode oder eine Vakuumdiode. Selengleichrichter haben den Vorteil, billig zu sein und hohe Ströme verarbeiten zu können.

Infolge der Stabilisierung des Mittelteils der jeweiligen Konvergenzstromschwingungen durch den Widerstand 39 und Gleichrichter 40 in jedem Horizontal-Konvergenzkreis auf Null wird die Einjustierung der Konvergenzbedingungen erheblich vereinfacht. Um die Konvergenz bei der Zeilenablenkung zu justieren, kann an den Fernsehempfänger ein Meßsender angeschlossen werden, der entsprechende horizontale und vertikale Zeilen auf dem Bildschirm erzeugt, anschließend werden dann statische Justiermittel für die Konvergenz, z. B. justierbare Permanentmagnete, die im Empfänger vorgesehen sind, verstellt, bis alle drei Strahlen in der Mitte des Bildschirms konvergieren. Normalerweise wird sich dann zeigen, daß die drei Strahlen im steigenden Maße voneinander wieder abweichen, je weiter man sich vom Mittelpunkt des Bildschirmes entfernt.

Zur Korrektur dieser Abweichungen, d. h. zur Erzielung einer dynamischen Konvergenz, kann dann der Abgleich in der folgenden Reihenfolge erfolgen: Induktivität 21, Gegentaktspule 22-26, Widerstand 25, Justierwiderstand 24-28, Induktivität 31, Widerstand 33. Dabei zeigt sich, daß grundsätzlich die Konvergenz an der rechten Seite des Schirmes durch die Einstellung der Serieninduktivität in 21, 22-26 und 31 erfolgt und die Konvergenz an der linken Seite durch die Einstellung der Parallelwiderstände 24., 25, 28 und 33. Wenn die Konvergenz dann noch

Claims (3)

nicht ganz vollkommen ist, kann der Abgleich in derselben Reihenfolge nochmal wiederholt werden. Dieses Abgleichsverfahren ist verhältnismäßig einfach und unkompliziert, verglichen mit den Verfahren, die bei den bekannten Schaltungen nötig waren, da jede Einjustierung bei der erfindungsgemäßen Anordnung verhältnismäßig unabhängig von anderen Einjustierungen ist und keine der Einjustierungen die statische Justierung beeinflußt, die vorher durch die statischen Mittel für die Bildschirmmitte vorgenommen wurde. Weiterhin beeinflußt eine Einjustierung der Konvergenz an der einen Seite des Bildschirmes die Einjustierung der Konvergenz an der anderen Seite des Schirmes nicht wesentlich. Diese Fortschritte rühren von der Niveauhalteschaltung 39, 40 in jedem der drei Konvergenzkreise her, die das Stromminimum 42 jeder Schwingung der Konvergenzströme 30, das zeitlich bei jeder Abtastung dem Mittelteil des Bildschirms entspricht, auf einem festen Bezugspotential hält. 3Q Die Abtastung in der senkrechten Richtung erfolgt durch eine Vertikalablenkungsschaltung 14, die Ausgangsleitungen 46 zum Anschluß einer Vertikalablenkspule für die Bildröhre aufweist; es hat sich dabei als sehr zweckmäßig und wünschenswert erwiesen, die hierbei verursachte Verschlechterung der Konvergenz ebenfalls zu kompensieren. Die Schaltung 14 enthält eine Vertikalablenkröhre 48 und Ausgangsanschlüsse 50, die in bezug auf Masse gegenphasige Schwingungen liefern, ferner einen Ausgangsanschluß 50', der eine Sägezahnspannung mit der Rasterfrequenz liefert. An die gegenphasigen Ausgangsanschlüsse 50 der Vertikalablenkschaltung 14 sind die Endanschlüsse von drei Potentiometern 53, nämlich den Potentiometern 53 G, 53R bzw. 535, angeschlossen, die Schleifer dieser Potentiometer sind mit einem Anschluß der entsprechenden Vertikalkonvergenzspulen 13 auf den drei Konvergenzmagneten 12 verbunden. Drei Potentiometer 54, nämlich die Potentiometer 54 G, 54 R und 545, sind praktisch an den Ausgangsanschluß 50' des Vertikalablenkkreises 14 angeschlossen, die Schleifer dieser Potentiometer führen zu den anderen Enden der jeweiligen Vertikalkonvergenzspulen 13. Auf diese Weise ist ein Anschluß der jeweiligen Vertikalkonvergenzspulen 13 G, 13 R und 135 mit einer Spannungsimpulsschwingung von den Anschlüssen 50 verbunden, was eine Sägezahnspannung durch die Konvergenzspulen ergibt. Der andere Anschluß der Vertikalkonvergenzspulen ist mit einer Sägezahnspannung am Anschluß 50' verbunden, woraus sich ein im wesentliehen parabelförmiger Stromverlauf durch die Konvergenzspulen ergibt. Zur Ableitung unerwünschter Signale mit der Zeilenfrequenz ist ein Kondensator 51 vorgesehen. Zu dem Ausgangsanschluß 50' der Vertikalablenkschaltung 14 ist ferner noch eine Drosselspule 60 mit einem hohen Wechselstromwiderstand parallel geschaltet. Der Gleichstromwiderstand der Drossel 60 ist so bemessen, daß durch den Gesamtwiderstand der Gleichstrom von der Vertikalablenkröhre 48 so aufgeteilt wird, daß etwa zwei Drittel durch die Drossel 60 und ein Drittel durch die Widerstände 54 fließen. Selbstverständlich kann der Widerstand des Drosselzweiges vollständig durch die Drosselwicklung gegeben sein, andererseits kann er auch noch ein zusätzliches Widerstandselement enthalten. Der vom Punkt 61 nach Masse fließende Strom kann ungefähr durch die parabelförmige Welle 62 in Fig. 4 dargestellt werden. Die Gleichstromkomponente dieser Schwingung wird durch die Lage der Linie 63 in bezug auf die Strom- nullinie 66 gegeben. Die Welle 67 stellt dann den Strom durch die Widerstände 54 dar, nachdem ungefähr zwei Drittel des Gleichstromanteiles durch die Drosselspule abgeleitet wurden. Es ist ersichtlich, daß die Stromminima 64' der Weife 67, die der Mitte der Vertikalablenkung zugeordnet sind, dem Strom Null durch die Widerstände 54 entsprechen. Mit anderen Worten, die Vertikalkonvergenzströme von den Potentiometern 54 sind durch die gezeichnete Drossel 60 praktisch bei der Mitte der Vertikalablenkung auf den Wert Null oder einen anderen festen Potentialwert stabilisiert. Bei der Justierung der Vertikalkonvergenzschaltung zeigt es sich, daß die Potentiometer 53 die Neigung oder Schräge des oberen Teiles eines vertikalen Testmusters in bezug auf den unteren Teil beeinflussen. Die Potentiometer 54 steuern die Amplitude der parabelförmigen Ströme, die den Vertikalkonvergenzspulen 13 zugeführt werden. Durch die Niveauhaltewirkung der Drossel 60 beeinflußt eine Justierung der vertikalen Neigung durch die Potentiometer 53 und der Potentiometer 54 für die vertikale Amplitude nicht die anfänglich durch die statischen Mittel einjustierte Konvergenz im Mittelteil des Bildschirmes. Der Abgleich ist also sehr bequem und unkompliziert, verglichen mit früheren Anordnungen, wo die einzelnen Justiermöglichkeiten einander stark beeinflußten. Die Niveauhalteschaltung mit der Drossel 60 gewährleistet auch eine Erhaltung der Justierung der Konvergenz in der Vertikalrichtung über lange Zeiten, da der Hauptteil des Gleichstromes, der sich durch Röhrenalterung ändern kann, abgeleitet wird. Patentansprüche:

1. Farbfernsehempfänger mit einer Dreistrahl-Bildröhre, deren drei Elektronenstrahlen am Bildschirm in einem Punkt konvergieren müssen, und mit einer Ablenkschaltung und einem Konvergenzsystem zur Aufrechterhaltung der Konvergenz der drei Strahlen während der Strahlablenkung, welches letztere drei Elektromagnete und Schaltungen zur Erzeugung eines Konvergenzstromes aus den Ablenkschaltungen für die Spulen der Elektromagnete enthält, wobei die Spulenströme etwa parabelförmigen Verlauf mit Schultern innerhalb der Rücklaufintervalle und Minima in der Mitte der Abtastperiode aufweisen, gekennzeichnet durch Niveauhalteschaltungen in den einzelnen Schaltkreisen zur Erzeugung der Konvergenzströme, durch die das Stromminimum der Konvergenzströme auf einem bestimmten Niveau gehalten wird, so daß die Schaltungskreise zur Justierung der Konvergenz an den Rändern des Bildschirmes abgeglichen werden können, ohne die Konvergenz in der Bildschirmmitte zu beeinflussen.

2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvergenzsystem Schaltkreise zur Erzeugung von Horizontalkonvergenzströmen enthält, wobei eine Horizontalspule auf jedem der Elektromagnete mit einer Horizontalablenkschaltung im Empfänger gekoppelt ist, und daß die Niveauhalteschaltungen jeweils einen Gleichrichter und einen Widerstand enthalten, die jeweils an die Schaltkreise zur Erzeugung der Horizontalkonvergenzströme angeschlossen und so gepolt sind, daß die genannte Stabilisierung des Niveaus stattfindet.

3. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ablenkschaltung mit einem Horizontalablenkkreis, der Ausgangsklem-