RU2042281C1 - Picture tube protection device - Google Patents

Abstract

FIELD: television equipment. SUBSTANCE: protection device of picture tube against burning-through has diode 1, capacitor 2, resistor 3, source 4 of negative voltage, videoamplifier 5, collector resistor 6, power supply source 7, rectification diode 8, capacitor 9, brightness control 10. Connection of resistor 3 to source 4 of negative voltage makes it possible to select such values of voltage of source 4 and of nominal of resistor 3 which allow to protect picture tube against overload in beam current, to ensure passing of information on brightness of picture object within wide range of values of beam current to cathode of picture tube and to suppress spot in picture tube after equipment is switched off without use of high-voltage capacitor of large capacity. EFFECT: enhanced reliability of picture tube. 3 dwg

Description

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в телевизорах и мониторах для ограничения тока луча кинескопа в работающей аппаратуре и гашения пятна в кинескопе после ее выключения. The invention relates to television technology and can be used in televisions and monitors to limit the beam current of a kinescope in operating equipment and to suppress a spot in a kinescope after it is turned off.

Цель повышение надежности и эффективности использования кинескопа. The goal is to increase the reliability and efficiency of using the tube.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства защиты кинескопа; на фиг. 2 график, иллюстрирующий влияние элементов схемы на качество ограничения тока луча. In FIG. 1 shows a functional diagram of a kinescope protection device; in FIG. 2 is a graph illustrating the effect of circuit elements on the quality of the beam current limit.

Предлагаемое устройство защиты кинескопа содержит диод 1, анод которого соединен с первым выводом конденсатора 2. Второй вывод конденсатора 2 соединен с катодом диода 1 и с первым выводом резистора 3. Второй вывод резистора 3 соединен с отрицательным полюсом источника напряжения 4. Анод диода 1 соединен с выходом видеоусилителя 5 и через коллекторный резистор 6 видеоусилителя с источником питания 7 видеоусилителя, включающим выпрямительный диод 8 и фильтрующий конденсатор 9. Катод диода 1 соединен с катодом кинескопа 10. К модулятору кинескопа подключен регулятор яркости 11. Положительный полюс источника напряжения 4 вместе с отрицательным полюсом источника питания 7 видеоусилителя соединен с корпусом. The proposed kinescope protection device comprises a diode 1, the anode of which is connected to the first output of the capacitor 2. The second output of the capacitor 2 is connected to the cathode of the diode 1 and to the first output of the resistor 3. The second output of the resistor 3 is connected to the negative pole of the voltage source 4. The anode of the diode 1 is connected to the output of the video amplifier 5 and through the collector resistor 6 of the video amplifier with a power supply 7 of the video amplifier, including a rectifying diode 8 and a filtering capacitor 9. The cathode of the diode 1 is connected to the cathode of the picture tube 10. To the picture tube modulator The dimmer 11 is connected. The positive pole of the voltage source 4, together with the negative pole of the power supply 7 of the video amplifier, is connected to the housing.

Работа устройства защиты кинескопа в части ограничения тока луча (ОТЛ) оценивается по следующим критериям:
Способность ограничить максимальный ток луча (постоянную его составляющую) в пределах допустимого на кинескоп при передаче наиболее светлых либо контрастных изображений в режиме максимальной яркости и контрастности;
способность обеспечить достаточный запас по регулировке яркости. В режиме максимальной яркости передаваемое изображение средней освещенности должно воспроизводиться с удовлетворительной яркостью, т.е. при токе луча, близком к максимально допустимому;
ограничение тока луча не должно происходить при малых и средних значениях постоянной составляющей тока луча. Прямая зависимость между яркостью объекта передаваемого изображения и яркостью изображения на экране имеет право нарушаться (начинаться ограничение тока луча) только в предельном или близком к нему режиме работы кинескопа.The operation of the kinescope protection device in terms of beam current limitation (OTL) is evaluated according to the following criteria:
The ability to limit the maximum beam current (its constant component) within the limits of the permissible kinescope when transmitting the brightest or contrasting images in the maximum brightness and contrast mode;
the ability to provide a sufficient margin for adjusting brightness. In the maximum brightness mode, the transmitted image of the average illumination should be reproduced with satisfactory brightness, i.e. at a beam current close to the maximum allowable;
limitation of the beam current should not occur at small and medium values of the constant component of the beam current. The direct relationship between the brightness of the transmitted image object and the brightness of the image on the screen has the right to be violated (the beam current limitation begins) only in the limit or close to it operating mode of the tube.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Транзистор видеоусилителя 5 (см. фиг. 1) с коллекторным резистором 6 с одной стороны и кинескоп 10 с резистором 3 и источником отрицательного напряжения 4 с другой образуют мост, в диагональ которого включены диод 1 и конденсатор 2. Сам кинескоп выступает в роли источника тока, управляемого напряжением между модулятором и катодом. Ток луча кинескопа условно протекает от анода к катоду (от плюса к минусу). Структура видеосигнала такова, что темному участку передаваемого изображения соответствует высокое напряжение на выходе видеоусилителя (в точке А на фиг. 1), светлому участку низкое напряжение. Когда мост не уравновешен и диод 1 открыт (это происходит при большом напряжении в точке А и малом токе луча), постоянная составляющая напряжения видеосигнала, несущая информацию о яркости передаваемого изображения, поступает на катод кинескопа (точка В на фиг. 1). При понижении постоянной составляющей напряжения на выходе видеоусилителя (во время передачи светлого изображения), а также при увеличении напряжения на модуляторе, ток луча будет расти. A video amplifier transistor 5 (see Fig. 1) with a collector resistor 6 on the one hand and a kinescope 10 with a resistor 3 and a negative voltage source 4 on the other form a bridge, the diagonal of which includes a diode 1 and a capacitor 2. The kinescope acts as a current source controlled by voltage between the modulator and the cathode. The beam current of a kinescope conditionally flows from the anode to the cathode (from plus to minus). The structure of the video signal is such that the dark portion of the transmitted image corresponds to a high voltage at the output of the video amplifier (at point A in Fig. 1), the bright portion to a low voltage. When the bridge is not balanced and the diode 1 is open (this occurs at a high voltage at point A and a low beam current), the constant component of the voltage of the video signal, carrying information about the brightness of the transmitted image, is fed to the cathode of the tube (point B in Fig. 1). With a decrease in the DC component of the voltage at the output of the video amplifier (during transmission of a bright image), as well as with an increase in voltage at the modulator, the beam current will increase.

Порог ОТЛ означает постоянной составляющей напряжения на выходе видеоусилителя и постоянной составляющей тока луча, при которых мост уравновешивается и диод 1 закрывается, определяется по формуле:
U_a=I ˙R+U₄ где U_a постоянная составляющая напряжения в точке А (В);
I ток луча кинескопа (А);
U₄ напряжение источника 4 (В);
R сопротивление резистора 3, (Ом).The OTL threshold means the constant component of the voltage at the output of the video amplifier and the constant component of the beam current, at which the bridge is balanced and the diode 1 closes, is determined by the formula:
U _a = I ˙ R + U ₄ where U _{a is the} constant component of the voltage at point A (B);
I beam current of the tube (A);
U ₄ voltage source 4 (V);
R the resistance of the resistor 3, (Ohm).

Графически эта формула поясняется на фиг. 2, где сплошной линией условно показана зависимость тока луча от напряжения U_в на катоде кинескопа (в точке В) при фиксированном напряжении на модуляторе (модуляционная характеристика кинескопа), штрихпунктирной зависимость падения напряжения на резисторе 3 в сумме с напряжением U₄ от тока луча для различных значений сопротивления и напряжения U₄. Точка пересечения линий порог ОТЛ. До точки пересечения напряжение U_в повторяет U_a без учета потерь на открытом диоде.Graphically, this formula is illustrated in FIG. 2, where the solid line conditionally shows the dependence of the beam current on the voltage U _in the cathode of the tube (at point B) at a fixed voltage on the modulator (modulation characteristic of the tube), the dash-dot dependence of the voltage drop across the resistor 3 in total with voltage U ₄ on the beam current for different values of resistance and voltage U ₄ . The point of intersection of the lines threshold EXT. To the point of intersection, the voltage U _in repeats U _a without taking into account losses on the open diode.

После закрывания диода 1 информация о яркости объекта изображения перестанет поступать на катод. Переменная составляющая видеосигнала будет продолжать поступать на катод через конденсатор 2. Постоянная составляющая тока луча будет протекать через высокоомный резистор 3, осуществляющий отрицательную обратную связь по току. Влияние напряжения в точке А на постоянную составляющую тока луча будет значительно ослаблено. Остаточное влияние, обусловленное нелинейностью модуляционной характеристики кинескопа, будет проявляться в том, что видеосигнал шахматного поля, имеющий большой размах, вызовет большую величину постоянной составляющей тока луча, чем видеосигнал серого поля, имеющий такую же величину постоянно составляющей напряжения в точке А, но меньший размах. Стабилизация постоянной составляющей тока луча при передаче различных видеосигналов и при изменении напряжения на модуляторе (регулировке яркости), т.е. эффективность ОТЛ, будет тем выше, чем выше сопротивление резистора 3. After closing the diode 1, information about the brightness of the image object will cease to flow to the cathode. The variable component of the video signal will continue to flow to the cathode through the capacitor 2. The constant component of the beam current will flow through the high-impedance resistor 3, which provides negative current feedback. The effect of voltage at point A on the constant component of the beam current will be significantly attenuated. The residual effect, due to the nonlinearity of the modulation characteristic of the kinescope, will be manifested in the fact that the video signal of a chess field, which has a large amplitude, will cause a larger value of the constant component of the beam current than the video signal of the gray field, which has the same value of the constant voltage component at point A, but a smaller amplitude . Stabilization of the constant component of the beam current during the transmission of various video signals and when the voltage on the modulator changes (brightness control), i.e. the effectiveness of the OTL will be the higher, the higher the resistance of the resistor 3.

Согласно приведенным выше критериям желательно, чтобы порог ОТЛ в режиме максимальной яркости соответствовал току луча, близкому к максимально допустимому и напряжению U_a, равному постоянной составляющей напряжения среднего видеосигнала телецентра в точке А (его эквиваленты видеосигналы серой шкалы или цветных полос).According to the above criteria, it is desirable for the OTL threshold in the maximum brightness mode to correspond to the beam current close to the maximum allowable voltage U _a equal to the constant component of the voltage of the average video signal of the telecentre at point A (its equivalent are gray scale video signals or color bars).

В экономичных схемах видеоусилителей с низким напряжением питания (100-110 В) резерв для повышения напряжения U_a путем выбора режима работы видеоусилителя отсутствует. Поэтому обеспечить согласно критерию 3 порог ОТЛ при токе луча, близком к максимально допустимому (в современных черно-белых кинескопах около 300 мкА), можно лишь уменьшая сопротивление резистора 3 или увеличивая по абсолютной величине отрицательное напряжение U₄ (см. фиг. 2). В схеме прототипа, где резистор 3 соединен с корпусом (U₄=0), приходится уменьшать сопротивление резистора 3 до 200-430 КОм, тем самым ухудшая эффективность работы схемы по критерию 1. Для защиты кинескопа от перегрузки в схему прототипа введен подстроечный резистор, ограничивающий напряжение на модуляторе на малом уровне. Но при этом снижается запас по регулировке яркости (критерий 2). Для хорошей работы схемы по критериям 1 и 2 сопротивление резистора 3 должно быть 750-1000 КОм. Дальнейшее его увеличение не желательно, так как в документации на все ЭЛТ оговаривается максимально допустимое сопротивление между модулятором и катодом 1,5 МОм, а в цепи модулятора еще присутствует регулятор яркости.In economical schemes of video amplifiers with a low supply voltage (100-110 V), there is no reserve for increasing the voltage U _a by choosing the operation mode of the video amplifier. Therefore, according to criterion 3, it is possible to ensure the OTL threshold at a beam current close to the maximum allowable (in modern black-and-white picture tubes of about 300 μA), only by reducing the resistance of resistor 3 or by increasing the absolute value of the negative voltage U ₄ (see Fig. 2). In the prototype circuit, where the resistor 3 is connected to the casing (U ₄ = 0), it is necessary to reduce the resistance of the resistor 3 to 200-430 KOhm, thereby impairing the efficiency of the circuit according to criterion 1. To protect the picture tube from overload, a trimming resistor is introduced into the prototype circuit, limiting voltage on the modulator at a low level. But at the same time, the margin for adjusting the brightness is reduced (criterion 2). For good operation of the circuit according to criteria 1 and 2, the resistance of the resistor 3 should be 750-1000 KOhm. A further increase in it is not desirable, since the documentation for all CRTs stipulates the maximum allowable resistance between the modulator and the cathode of 1.5 MΩ, and there is still a brightness control in the modulator circuit.

Предлагаемая схема благодаря подключению резистора 3 к источнику отрицательного напряжения 4 позволяет для любого кинескопа (с любым значением максимально допустимого тока луча) и широкого диапазона напряжений питания видеоусилителей подобрать такое значение напряжения U₄, которое обеспечит порог ОТЛ на заданном токе луча при оптимальном сопротивлении резистора 3 равном 750-1000 КОм. Тем самым повысится эффективность работы схемы по всем трем критериям. Благодаря слабой зависимости тока луча (после закрывания диода 1) от изменения напряжения на модуляторе, от разброса крутизны модуляционных характеристик кинескопов предлагаемая схема, помимо улучшения качественных показателей, позволяет обойтись без подстроечного резистора, ограничивающего напряжение на модуляторе.The proposed scheme, by connecting a resistor 3 to a source of negative voltage 4, allows for any kinescope (with any value of the maximum permissible beam current) and a wide range of supply voltage of video amplifiers to choose a value of voltage U ₄ that will provide an OTL threshold at a given beam current with optimal resistance of resistor 3 equal to 750-1000 kOhm. This will increase the efficiency of the circuit according to all three criteria. Due to the weak dependence of the beam current (after closing the diode 1) on the change in voltage on the modulator, on the variation in the steepness of the modulation characteristics of picture tubes, the proposed circuit, in addition to improving the quality indicators, allows you to do without a tuning resistor that limits the voltage on the modulator.

Гашение пятна в кинескопе с помощью предлагаемой схемы происходит следующим образом. После выключения телевизора на время, необходимое для остывания катода, создается запирающее напряжение между модулятором и катодом. Достигается это путем задержки разряда конденсатора 9, определяющего напряжение на катоде, в то время как остальные напряжения (на модуляторе, ускоряющем и фокусирующем электродах, напряжение накала, источника питания видеоусилителя и источника 4) быстро уменьшаются до нуля. После выключения телевизора выходной транзистор видеоусилителя закрывается очень быстро (время определяется спадом напряжения в цепи базы) и разряд конденсатора 9 происходит через резистор 6, открытый диод 1, резистор 3 и внутреннее сопротивление источника напряжения 4. Чем больше сопротивление резистора 3, тем дольше держится напряжение на катоде. Существенное увеличение сопротивления резистора 3 в предлагаемой схеме по сравнению со схемой прототипа (эта возможность появилась после введения в схему источника отрицательного напряжения 4) позволяет добиться гашения пятна при более низкой величине емкости фильтрующего высоковольтного конденсатора 9, что создает экономический эффект и снижает габариты конструкции. The quenching of a spot in a kinescope using the proposed scheme is as follows. After turning off the TV for the time required to cool the cathode, a blocking voltage is created between the modulator and the cathode. This is achieved by delaying the discharge of the capacitor 9, which determines the voltage at the cathode, while the remaining voltages (on the modulator, accelerating and focusing electrodes, voltage of the filament, power supply of the video amplifier and source 4) quickly decrease to zero. After turning off the TV, the output amplifier transistor closes very quickly (time is determined by the voltage drop in the base circuit) and the capacitor 9 discharges through resistor 6, open diode 1, resistor 3, and the internal resistance of voltage source 4. The higher the resistance of resistor 3, the longer the voltage lasts at the cathode. A significant increase in the resistance of the resistor 3 in the proposed circuit compared to the prototype circuit (this possibility appeared after introducing a negative voltage source 4 into the circuit) allows to suppress spots at a lower capacitance of the filtering high-voltage capacitor 9, which creates an economic effect and reduces the dimensions of the structure.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КИНЕСКОПА, содержащее параллельно соединенные первые конденсатор и диод, анод которого соединен с выходом видеоусилителя, выполненного на транзисторе, коллекторная нагрузка которого соединена с положительным полюсом первого источника напряжения и с первым выводом входящего в его состав второго конденсатора, а катод диода соединен с катодом электронно-лучевой трубки и с первым выводом первого резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, противоположный вывод первого резистора подключен к отрицательному полюсу второго источника напряжения, положительный полюс которого соединен с общей шиной. KINESCOPE PROTECTION DEVICE, containing the first capacitor and a diode connected in parallel, the anode of which is connected to the output of a video amplifier made on a transistor, the collector load of which is connected to the positive pole of the first voltage source and to the first output of the second capacitor included in it, and the diode cathode is connected to the cathode cathode ray tube and with the first output of the first resistor, characterized in that, in order to increase reliability, the opposite output of the first resistor is connected to the negative the second pole of the second voltage source, the positive pole of which is connected to a common bus.

Images