專利名稱：彩色顯象管偏轉(zhuǎn)線圈繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為彩色顯象管用偏轉(zhuǎn)線圈繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
彩色顯象管用偏轉(zhuǎn)線圈由行、幀偏轉(zhuǎn)線圈組成，分別使電子束在熒光屏上水平及垂直方向偏轉(zhuǎn)。彩色顯象管顯示的圖象質(zhì)量，除與管子本身的質(zhì)量有關(guān)外，還取決于幀、行線包的繞線分布與顯象管的幾何形狀及電參數(shù)能否匹配，以及幀、行線包的電參數(shù)能否與偏轉(zhuǎn)電路匹配。
行線圈通常為鞍形結(jié)構(gòu)(

圖1)，由上下兩個(gè)線包構(gòu)成，線包是在行繞線模中繞制并定型，其沿軸向各斷面上的繞線分布，取決于行線圈模具容線腔體的形狀。幀線包常用環(huán)形，繞線分布由繞在磁環(huán)上的導(dǎo)線的層數(shù)及每層導(dǎo)線的繞線范圍(繞線規(guī)范)確定。
設(shè)計(jì)幀、行線圈的繞組結(jié)構(gòu)就是設(shè)計(jì)出滿足圖象質(zhì)量參數(shù)(會(huì)聚、幾何失真、分解力等)的行線包模具容線腔形狀和幀線包的繞線規(guī)范。常用的設(shè)計(jì)方法，是先繞出試驗(yàn)用原型線圈，測(cè)量線圈內(nèi)的磁場(chǎng)分布，計(jì)算電子運(yùn)動(dòng)軌跡來求出圖象參數(shù)。由計(jì)算結(jié)果通過改繞幀、行線圈的繞組分布，重復(fù)磁場(chǎng)測(cè)量及計(jì)算過程，直至達(dá)到預(yù)定的圖象參數(shù)時(shí)，將該繞組分布作為設(shè)計(jì)結(jié)果。例如，在30AX彩色顯象管中的偏轉(zhuǎn)線圈是經(jīng)過這些過程設(shè)計(jì)出的(W·A·L·Heijnemans，J·A·M·NieuwendijkandN·G·VinkThedeflectionCoilsofthe30AXColour-picturesysten.philipstechRevVol39No6/71980)。此外，也可以直接采用試驗(yàn)法改變幀、行繞組分布，實(shí)測(cè)各種分布下的圖象特性，當(dāng)滿足要求時(shí)，該幀、行繞組分布即為設(shè)計(jì)結(jié)果。
各設(shè)計(jì)方法都要求在滿足圖象性能的前提下，線圈繞組分布的變化范圍盡可能大，以提供更多的選擇方案。此外，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)中，要求每次繞組變動(dòng)要小，以防偏離最佳值。上述諸設(shè)計(jì)方法需要多次繞制試驗(yàn)線圈、裝配及調(diào)試，試驗(yàn)次數(shù)多而過程復(fù)雜。其原因在于未能找出繞組分布與圖象特性之間的定量關(guān)系。
本發(fā)明的目的在于，利用下述特定的試驗(yàn)線圈的繞制和試驗(yàn)方法，在特殊選定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換因子的作用下，將繞組分布用結(jié)構(gòu)值描述，求出圖象參數(shù)與結(jié)構(gòu)值之間的線性方程組，從而實(shí)現(xiàn)了繞組分布與圖象參數(shù)之間的定量描述，為復(fù)雜的繞組分布設(shè)計(jì)提供簡(jiǎn)單、可靠的設(shè)計(jì)方法。
設(shè)計(jì)過程如下1.試驗(yàn)線圈的構(gòu)成用20～60股漆包線扎成束，捆扎在行包塑料骨架上構(gòu)成行分段試驗(yàn)線圈。例如，將上述漆包線束捆扎成鞍形，將兩個(gè)相同的鞍形線圈配成一對(duì)，作為由多段線圈構(gòu)成的試驗(yàn)用行線包中的一個(gè)分段，(圖2)。同樣，將多股漆包線集中繞在磁環(huán)某一位置，即構(gòu)成環(huán)形分段試驗(yàn)線圈中的一個(gè)分段，(圖3)。
試驗(yàn)線圈由幀包、行包構(gòu)成。幀、行線包各含有兩個(gè)以上的上述的分段線圈。
2.試驗(yàn)測(cè)試及數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)測(cè)試時(shí)，將幀、行線包中某一段通入偏轉(zhuǎn)電流并測(cè)出圖象參數(shù)。然后將另一段通入偏轉(zhuǎn)電流測(cè)試，或?qū)啥未雍笸ㄈ腚娏鳒y(cè)出圖象參數(shù)。對(duì)于用兩個(gè)分段組成的幀行線包的試驗(yàn)線圈，可測(cè)出9種組合方式下的圖象參數(shù)而不需折裝線圈或改繞線圈，如用三個(gè)分段構(gòu)成的試驗(yàn)線圈，則可演變成49個(gè)不同繞組的線圈組合，獲得49組相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
3.測(cè)試數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)處理(1)將每次測(cè)量圖象參數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)線圈的繞組分布轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)值。
對(duì)幀、行線圈，可在垂直對(duì)稱軸的平面上按同樣的極座標(biāo)分為若干段。如在1/4象限內(nèi)按10°間隔分段，則有9個(gè)區(qū)段。每段內(nèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換因子可以用以下式子計(jì)算mi=Σ010K ( θ ) c o s 3 θ/ 10,]]>m2=Σ020K ( θ ) c o s 3 θ/ 10……,]]>m9=Σ8090k ( θ ) c o s 3θ / 10]]>mm1=Σ010k ( θ ) c o s 5θ / 10,]]>mm2=Σ1020K ( θ ) c o s 5 θ / 10 ……,]]>m m9=Σ8090K ( θ ) c o s 5 θ / 10]]>式中，K(θ)＝(cosθ)n，n＝0～3。
測(cè)出行包各區(qū)段內(nèi)匝數(shù)為N(0°～10°)，N(10°～20°)……N(80°～90°)則結(jié)構(gòu)值為L(zhǎng)= (N (0°～10°)×m1+ N (10°～20°)×m2+……+ N(80°- 90°)×m9)/(N ( 0°～10°) + N ( 10°～20°) + …… + N ( 80°～ 90°))LL= (N(0°～10°×mm1+N (10°～20°)×mm2+……+N(80°- 90°)×mm9)/(N ( 0°～10°) + N ( 10°～20°) + …… + N ( 80°～ 90°))對(duì)幀線包可以求出F，F(xiàn)F兩個(gè)結(jié)構(gòu)值，用類似上述方法。
(2)用線性回歸方法，求解圖象參數(shù)與結(jié)構(gòu)值之間的線性方程組。
對(duì)會(huì)聚參數(shù)，可在試驗(yàn)線圈的各種組合下測(cè)出屏上的失聚量(圖4)。將多組測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)過線性回歸計(jì)算，求出線性方程組的系數(shù)(a，b，c，aa，bb，ec)。求出的圖象特性與繞組的方程組為△P③＝a③+b③∠
△Q③＝aa③+bb③∠∠+4△P③△P(12)＝a(12)+b(12)F△Q(12)＝aa(12)+bb(12)FF+2.25△P(12)△P②＝a②+b②∠+C②F△Q②＝aa②+bb②∠∠+CC②FF+4△P②式中下標(biāo)符號(hào)③、(12)、②指鐘面上時(shí)針位置，表示水平、垂直、對(duì)角位置。
改變n值使上列方程為線性方程。
4.設(shè)計(jì)行線圈模具容線腔尺寸及幀線圈繞線規(guī)范按求解出的上述方程組，由給定的圖象參數(shù)(△P③，△P(12)，△P②，△Q③，△Q(12)，△Q②)求出幀、行線包結(jié)構(gòu)值(L，LL，F(xiàn)，F(xiàn)F)。用L，LL結(jié)構(gòu)值設(shè)計(jì)行線包斷面容腔尺寸。用F，F(xiàn)F設(shè)計(jì)幀線包的繞線規(guī)范。
在用雙圓弧形成行線圈模容腔形狀時(shí)(圖5)改變偏心(Y，Y)及外圓弧尺寸，使雙圓弧所圍截面積恰能容下線圈所需的匝數(shù)，而由截面形狀計(jì)算出結(jié)構(gòu)值與由上述方程組求解出的結(jié)構(gòu)值相同。用同樣的方法可計(jì)算出垂直對(duì)稱軸其它平面上行線包模具的偏心及內(nèi)外圓弧值。
對(duì)幀線圈用每層導(dǎo)線繞線分布角不同的多層繞組的組合，使計(jì)算出的結(jié)構(gòu)值與求解出的值一致。
5.對(duì)平面型繞組結(jié)構(gòu)，各截面結(jié)構(gòu)值相等。對(duì)非平面型繞組，幀線包有二組結(jié)構(gòu)值，要求設(shè)計(jì)出的繞組在磁環(huán)的二個(gè)端口處的結(jié)構(gòu)值與求解出的值一致。對(duì)非平面行線包，分別在二端及中間部分確定出2-5組結(jié)構(gòu)值，控制行模容腔形狀。
本發(fā)明的特征是，用單束多股線圈構(gòu)成試驗(yàn)線圈，容易構(gòu)成非平面繞組，繞組結(jié)構(gòu)值的變化范圍大。如前述，只要利用各個(gè)線圈分段引出線的換接，對(duì)于幀、行線包各用三段構(gòu)成的試驗(yàn)線圈，在不改繞，不折裝試驗(yàn)線圈以及不需與顯象管重新裝配調(diào)節(jié)條件下，可變換成49種不同繞組分布的線圈。
用建立繞組分布結(jié)構(gòu)值與圖象特性方程的方法，克服常規(guī)方法中需要制作許多繞組分布不同的線圈，經(jīng)實(shí)測(cè)或計(jì)算得出行、幀繞組變化時(shí)對(duì)應(yīng)的圖象特性，按變化趨勢(shì)邊改邊試之弊。本方法中用線性方程組給出繞組結(jié)構(gòu)值與圖象特性參數(shù)之間的定量關(guān)系，使在求解方程組時(shí)測(cè)試次數(shù)減少，而建立方程組后，用求解特性方程的方法，求出幀、行線包的結(jié)構(gòu)值，進(jìn)而得出繞組分布，避免常規(guī)方法中因測(cè)試次數(shù)少而漏掉最佳結(jié)構(gòu)的弊病。
由于同一結(jié)構(gòu)值可以用不同的繞組分布來達(dá)到，只要結(jié)構(gòu)值相同，圖象質(zhì)量相同，因此，用同一結(jié)構(gòu)值設(shè)計(jì)行線包模時(shí)，可允許有不同的結(jié)構(gòu)。如在同樣結(jié)構(gòu)值要求下，可設(shè)計(jì)出分段繞組結(jié)構(gòu)也可設(shè)計(jì)出連續(xù)繞線結(jié)構(gòu)的行繞線模尺寸。
本設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)施。
用本方法設(shè)計(jì)線圈繞組，不需磁場(chǎng)測(cè)量等專用設(shè)備?？捎煤?jiǎn)單方法構(gòu)成試驗(yàn)用原型線圈，設(shè)計(jì)周期短。試驗(yàn)結(jié)果既可用來設(shè)計(jì)連續(xù)繞制偏轉(zhuǎn)線圈，也可用來設(shè)計(jì)分段繞組等線圈結(jié)構(gòu)。
本方法可以監(jiān)控偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)品的質(zhì)量。本方法特點(diǎn)是可以根據(jù)由偏轉(zhuǎn)線圈引起的質(zhì)量變化，給出定量分析結(jié)果，提出幀繞組分布及行繞線模的改進(jìn)措施。
本方法可以以功能模擬方式用于仿制偏轉(zhuǎn)線圈，即可從一種線圈結(jié)構(gòu)仿制出功能相同，而結(jié)構(gòu)不同的偏轉(zhuǎn)線圈。
圖1鞍形連續(xù)繞制線圈，圖中示出上半部分線包。
圖2用二個(gè)分段線包構(gòu)成的行試驗(yàn)線圈，圖中示出行偏轉(zhuǎn)線圈的上半部分。
圖3用二個(gè)分段線包構(gòu)成的環(huán)形幀線圈圖4測(cè)試圖象會(huì)聚特性時(shí)，測(cè)試點(diǎn)的位置。
圖5用雙圓弧偏心所圍截面構(gòu)成行線圈模具容線腔。
圖中符號(hào)ⅠL，ⅡL-行包第一和第二線圈分段。
ⅠF1，ⅡF1-幀包第一和第二線圈分段。
ⅠF2，ⅡF2-幀包下半部分一和第二線圈分段。
△P(12)，△Q(12)-垂直偏轉(zhuǎn)方向屏中部與屏邊緣處的失會(huì)聚;
△P②，△Q②-對(duì)角偏轉(zhuǎn)方向屏中部與屏邊緣處的失會(huì)聚;
△P③，△Q③-水平偏轉(zhuǎn)方向屏中部與屏邊緣處的失會(huì)聚。
R1-行偏轉(zhuǎn)線圈模具斷面上的內(nèi)圓弧半徑。
R-行偏轉(zhuǎn)線圈模具斷面上的外圓弧半徑。
x，y-行偏轉(zhuǎn)線圈模具斷面上外圓弧圓心的水平、垂直位置。
權(quán)利要求
1.一種用于設(shè)計(jì)彩色顯象管環(huán)形偏轉(zhuǎn)線圈(幀線圈)繞組分布和鞍形線圈(行線圈)繞線模具的方法，其步驟為繞制試驗(yàn)線圈，試驗(yàn)和測(cè)試參數(shù)，數(shù)學(xué)處理計(jì)算，本方法的特征在于(1)用20～60股漆包線扎成束，繞制和捆扎成組成幀、行線包所用的線圈分段。構(gòu)成試驗(yàn)線圈的幀、行線包，應(yīng)各由兩個(gè)以上的分段組成。(2)用上述試驗(yàn)線圈，將幀、行線包的分段按單獨(dú)使用、兩段串接……等不同方式組合，以得到不同繞組分布的試驗(yàn)線圈，在各種組合下通以偏轉(zhuǎn)電流，測(cè)出不同組合下的圖象參數(shù)(如會(huì)聚、失真、分解力等)。(3)用結(jié)構(gòu)值來描述幀、行線包的繞組分布，結(jié)構(gòu)值是本法中定義的描述幀、行線包某橫截面繞線分布的物理量，它等于被描述的橫截面上按角度分區(qū)的各區(qū)導(dǎo)線匝數(shù)與該區(qū)奇數(shù)倍角度的余弦值乘積的均值，一個(gè)截面用一組結(jié)構(gòu)值(每組含兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)構(gòu)值)來描述。(4)將(2)中所測(cè)得圖象參數(shù)與對(duì)應(yīng)的幀、行線圈的結(jié)構(gòu)值進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，得出定量描述線圈結(jié)構(gòu)值與圖象參數(shù)關(guān)系的線性方程組，由方程組求出在給定圖象參數(shù)要求下所對(duì)應(yīng)的幀、行線包截面上的結(jié)構(gòu)值。(5)對(duì)于平面繞組線圈，幀、行線包各用一組結(jié)構(gòu)值描述，對(duì)于非平面繞組，幀線包用兩組結(jié)構(gòu)值描述兩個(gè)端口處的繞組分布，行線包用2～6組結(jié)構(gòu)值來描述端口處及中間部位截面上的繞組分布，由此最終計(jì)算出電參數(shù)滿足偏轉(zhuǎn)電路要求的環(huán)形偏轉(zhuǎn)線圈的繞線規(guī)范和鞍形線圈模具尺寸。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，扎成一束的多股線圈股數(shù)在40～60匝。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幀、行線包各由2～4個(gè)分段構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于非平面結(jié)構(gòu)繞組，行線包用3～5組結(jié)構(gòu)值來描述端口處及中間部位截面上的繞組分布。
5.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，按偏轉(zhuǎn)電路要求(電阻、電感等)和以上計(jì)算得出的行線包3～5個(gè)結(jié)構(gòu)值來計(jì)算鞍形線圈模具容線腔相應(yīng)3～5個(gè)截面的尺寸，經(jīng)過平滑處理后設(shè)計(jì)出整個(gè)繞線模具，同時(shí)按偏轉(zhuǎn)電路要求和以上計(jì)算所得的幀線包兩組結(jié)構(gòu)值設(shè)計(jì)幀線包(環(huán)形線圈)繞線的層數(shù)和各層的繞線范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單、易行、可靠，無須昂貴復(fù)雜測(cè)量設(shè)備的設(shè)計(jì)彩色顯象管偏轉(zhuǎn)線圈繞組結(jié)構(gòu)的方法。本法從原理試驗(yàn)線圈繞制，測(cè)試方法及數(shù)據(jù)處理等整個(gè)設(shè)計(jì)過程都有獨(dú)到之處。特別是用特定的結(jié)構(gòu)值描述線圈繞組分布，建立起圖象參數(shù)－結(jié)構(gòu)值－線圈繞組分布之間的定量關(guān)系，克服了定性模索逼近的設(shè)計(jì)方法的弊病。本法可從已有線圈設(shè)計(jì)出功能相同而結(jié)構(gòu)不同的新型線圈；改進(jìn)已有偏轉(zhuǎn)線圈性能；或用于監(jiān)督控制偏轉(zhuǎn)線圈生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01J29/70GK1039929SQ8710063
公開日1990年2月21日 申請(qǐng)日期1987年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1987年2月6日
發(fā)明者徐本裕 申請(qǐng)人:華中工學(xué)院