專利名稱：陰極射線管的聚焦線圈電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生動態(tài)變化電磁聚焦場的電路裝置，該聚焦場是加在陰極射線管(CRT)電子槍發(fā)出的電子束上的，用于將電子束點聚在CRT屏幕上。
在已有技術(shù)的采用三個CRT的投影電視接收機中，電子束的聚焦是由形成磁透鏡的磁性聚焦場提供的。聚焦場的部分是由放置在電子束路徑區(qū)域內(nèi)與CRT的主偏轉(zhuǎn)線圈相比更靠近電子槍的各CRT頸部的永久磁體產(chǎn)生的。由于CRT的幾何形狀不是球狀的，且當電子束打在CRT屏幕上的落點與中心相比更靠近于CRT屏幕邊緣時，則該電子束更靠近于永磁鐵而通過，這樣由該永磁鐵提供的聚焦不再是最佳的。為了改進在整個屏幕上的整體聚焦，在這種已有技術(shù)中，用一對聚焦線圈來使磁透鏡的聚焦長度作為電子束落點的函數(shù)動態(tài)地改變。聚焦線圈對之一(即此處的垂直聚焦線圈)以垂直速率拋物線方式改變磁性聚焦場。另一個(即此處的水平聚焦線圈)以水平速率拋物線方式改變磁性聚焦場。與每個CRT有關(guān)的每個水平聚焦線圈需要被拋物線形水平速率電流驅(qū)動。需要在不散失過大功率的情況下產(chǎn)生這些電流。
實現(xiàn)本發(fā)明一個方面的視頻顯示裝置包括具有一真空包封的第一陰極射線管。一顯示屏裝設(shè)在包殼的一端，且電子槍組件裝設(shè)在包殼的另一端。電子槍組件產(chǎn)生一電子束，它形成了在屏幕上的電子束撞擊位置的光柵。一偏轉(zhuǎn)線圈放置在CRT頸部附近。在偏轉(zhuǎn)繞組中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電流，用于在以改變電子束撞擊位置的方式改變電子束路徑上產(chǎn)生的主偏轉(zhuǎn)場。第一聚焦線圈靠近第一CRT的頸部設(shè)置。一電容耦合到聚焦線圈上，以在其間形成諧振電路。一開關(guān)電路裝置耦合到諧振電路及電源電感上，并響應(yīng)于其頻率與偏轉(zhuǎn)頻率有關(guān)的開關(guān)控制信號。開關(guān)電路裝置在遠離回掃間隔的第一間隔中將電源電壓加到電源電感上，以在其中存貯磁性能量。開關(guān)電路裝置將從所存貯的能量中產(chǎn)生的電流加到諧振電路上，以在鄰近回掃間隔時出現(xiàn)的第二間隔中在聚焦線圈中產(chǎn)生聚焦線圈電流的諧振電流部分。聚焦線圈電流在CRT的頸部產(chǎn)生一磁性聚焦場，它隨著電子束撞擊的位置變化而對電子束撞擊位置的電子束聚焦。


圖1A和1B示出根據(jù)本發(fā)明一個方面實現(xiàn)的水平聚焦線圈驅(qū)動電路的示意圖；圖2為圖1中采用的已有技術(shù)CRT的仰視圖；圖3為沿圖2的CRT軸線的部分截面圖，示出一種磁性聚焦組件；以及圖4a-4i示出波型，用于解釋圖1的電路。
在圖1A和1B中，日立180BTB22投影電視接收機的三個CRT24，每個均產(chǎn)生一個電子束。在圖1A中僅示出了三個CRT之一，即紅CRT24。諸如繞組L1和L7的水平和垂直偏轉(zhuǎn)繞組使電子束在紅CRT24的整個屏上在垂直排列中形成光柵的水平行中掃描電子束撞擊位置。圖4a-4i示出用于解釋圖1 A和1B的電路裝置工作的波形。在圖1A、1B和4a-4i中，相似的符號或標號表明相似類別或功能。
圖1A的水平振蕩器和驅(qū)動器級124耦合到其集電極耦合在水平回掃變壓器X1的繞組X1a上的水平輸出晶體管Q1上。晶體管Q1的發(fā)射極接地。來自級124的驅(qū)動信號加在晶體管Q1的基極，它使晶體管Q1以2fH的頻率開關(guān)，并經(jīng)變壓器X1的繞組X1a將145伏電源B+接通過來。變壓器X1可以具有各種次級繞組，用于在如圖1A和4a所示的回掃期間產(chǎn)生諸如回掃燈絲輸出脈沖V6。
圖1A的晶體管Q1的集電極還耦合到阻尼二極管D1、回掃電容器CR和主水平偏轉(zhuǎn)線圈L1、L2和L3的并聯(lián)電路上，這三個線圈L1、L2和L3每個具有750微享的電感，它在接收機各CRT的重復(fù)掃描周期中產(chǎn)生用于掃描電子束的水平偏轉(zhuǎn)場。掃描或S-形電容器Cs與并聯(lián)后的三個水平偏轉(zhuǎn)線圈相串接。2fH頻率的斜坡水平偏轉(zhuǎn)電流iH使電子束從在屏幕一端的最大偏轉(zhuǎn)位置經(jīng)在屏幕中心的零偏轉(zhuǎn)位置到達在屏幕另一端的最大偏轉(zhuǎn)位置。
投影電視接收機的紅、綠、蘭的水平偏轉(zhuǎn)線圈L1、L2和L3并聯(lián)耦合。主垂直偏轉(zhuǎn)線圈L7、L8和L9在CRT中提供垂直偏轉(zhuǎn)。
流過線圈L1、 L2和L3并聯(lián)后電路的主水平偏轉(zhuǎn)電流iH其峰-峰值約為10安培，其形狀基本與水平掃描頻率的鋸齒形電流相同。水平掃描頻率為2fH即約為31750KHz，其同期約為32微秒。
三個CRT的每一個都被包括在如圖2所示的對應(yīng)CRT組件20中。圖1A、1B和2中相同或相似的符號和標號代表相同的部件或目同功能。
圖2的CRT組件20包括在CRT24一端裝設(shè)柵網(wǎng)G1和G2的電子槍，用于在另一相對端產(chǎn)生打到屏22的熒光粉上的電子束。在電子槍與屏22之間，具有一個主偏轉(zhuǎn)線圈組件32，其諸如圖1A中L1和L7的主水平和垂直偏轉(zhuǎn)線圈分別用于在垂直連續(xù)相隔的水平行中掃描電子束。
在圖2的組件32后部，沿電子槍到屏22的電子束路徑上提供一磁性聚焦組件50，用來聚焦電子束，這樣，電子束會以界限分明的小點打在屏22的熒光粉上。
圖3示出圖2的磁性聚焦組件50的剖面圖。在圖1A、1B、2和3中，相同或相似符號和標號代表相同或相似的部件或功能。圖3的組件50包括一個環(huán)形永磁體54，它在CRT24頸部周圍并與之同軸。第二環(huán)形永磁體154也在CRT 24頸部周圍并與之同軸。磁鐵154比對CRT24的電子槍更靠近磁體54。由永磁材料制成的環(huán)形場分路裝置56放置在磁鐵54與154之間，以在其間形成具有低磁阻的磁路。磁體54和154以及分路裝置56的電路裝置在CRT24的頸部產(chǎn)生約330高斯的軸向靜態(tài)聚焦磁場。
被磁鐵54包圍的環(huán)形水平聚焦線圈52也包圍在CRT24的頸部。與此類似，被磁鐵154包圍的環(huán)形垂直聚焦線圈152也包圍在CRT24的頸部。聚焦線圈52和152產(chǎn)生疊加在永磁體54和154產(chǎn)生的靜態(tài)場上的動態(tài)變化的聚焦磁場。加到電子束上的最后產(chǎn)生的動態(tài)變化的磁性聚焦場在電子束處于屏幕22的中心時比電子束處于屏幕22邊緣時更強。垂直聚焦線圈152是由垂直速率電流以傳統(tǒng)方式驅(qū)動的(未示出)。結(jié)果是，組件50的聚焦長度動態(tài)地改變，以使所有點都能保持聚焦在屏幕上。
線圈52是圖1B的紅CRT的聚焦線圈L4、綠CRT的聚焦線圈L5和蘭CRT的聚焦線圈L6的代表。線圈L4、 L5和L6并聯(lián)耦合并產(chǎn)生以水平速率方式變化的對應(yīng)聚焦場。水平聚焦線圈L4、L5和L6的每一個均產(chǎn)生一個場，以在電子束點從屏22的中心變到邊緣時減弱聚焦場。
如圖4d所示，在圖1B的水平聚焦線圈L4、L5和L6的每個中產(chǎn)生拋物線形電流IF。由L4、L5和L6每個產(chǎn)生的動態(tài)聚焦場在圖4a所示的回掃脈沖間隔附近出現(xiàn)峰值，并從圖3的永久磁體54產(chǎn)生的場中減除。結(jié)果是，當電子束點在CRT24的屏22的左和右邊時，其最后的聚焦場均比電子束點處在屏幕22的中央位置時弱。在與屏22水平中心對應(yīng)的水平跡線的中間，電流IF的極性與其處在水平跡線端部時的極性相反。因此，線圈L4、L5和L6的每一個均產(chǎn)生一個增加對應(yīng)的最后的磁性聚焦場的場。通過經(jīng)圖3的垂直聚焦線圈152以已知方式(未示出)接通具有可調(diào)電平的直流電流來得到對每個最終磁聚焦場的靜態(tài)調(diào)整。
圖1B示出實現(xiàn)一個發(fā)明特征的、用于產(chǎn)生電流IF的控制電路100所控制的驅(qū)動電路99。驅(qū)動電路99包括一個磁能存貯電感W2，它具有能形成300高Q值的電感與電阻的比值。隔直電容C99耦合在電感W2與聚焦線圈L4、L5和L6的聯(lián)結(jié)點99a之間。電容CRE與線圈L4、L5和L6的每一個并聯(lián)耦合，以使其形成一個回掃諧振電路999。包括串聯(lián)地與開關(guān)晶體管Q2耦合的二極管D10的開關(guān)電路裝置耦合到電感W2與電容C99之間的聯(lián)結(jié)點99b上。
圖1A的2f11頻率的輸出回掃脈沖V6經(jīng)圖1B的反相晶體管Q3耦合到單觸多諧振蕩器101的觸發(fā)輸入端2上。在圖4a的脈沖V6的后沿TE產(chǎn)生圖4f的脈沖TD。脈沖TD的脈寬是圖4a的脈沖V6的周期的1倍半。圖4f的脈沖TD的后沿TE2在圖1B的單觸多諧振蕩器102中產(chǎn)生圖4e的復(fù)位脈沖RE。脈沖RE耦合到圖1B的R-S觸發(fā)器U4的復(fù)位輸入端上。
觸發(fā)器U4的輸出U4a耦合到比較器U3的非反相輸入端4上。比較器U3產(chǎn)生一個開關(guān)控制信號VSW，它具有與輸出端U4a上的信號相似的波形但電位不同。圖4g的信號VSW耦合到圖1B的晶體管Q2的基極，以在圖4e的脈沖RE出現(xiàn)時，關(guān)斷晶體管Q2。在脈沖RE出現(xiàn)之前，圖1B的觸發(fā)器U4處于置位狀態(tài)，使晶體管Q2導通。因此，在晶體管Q2關(guān)斷之前，電感W2中的電流iW2為上升形斜坡電流，以將磁能存貯在電感W2內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的特征，當因脈沖RE和信號VSW的工作使晶體管Q2不導通時，在電感W1中的磁能在圖1B的諧振電路99的端子99b上產(chǎn)生圖4b的正弦單周期的諧振信號V99b。另外，還產(chǎn)生圖4d的電流IF的諧振鐘形波形部分。在圖4b的信號V99b的給定周期中，信號V99b包括一個諧振正部分跟有諧振負部分的諧振周期。
在圖4b的單周期信號V99b的端部出現(xiàn)的剎間T99，信號V99b的電平變?yōu)榱汶娖?。圖1B的信號V99b經(jīng)阻性分壓器120耦合過來，并在比較器U2B中進行過零檢測。結(jié)果，產(chǎn)生圖4C的置位信號121a的高至低的轉(zhuǎn)變。圖1B的信號121a經(jīng)帶有反相輸出的“或”門122耦合，以在觸發(fā)器U4的置位輸入端6產(chǎn)生一置位信號SE。
或門122的第二輸入端9在圖4b的剎間T99已處于“低”狀態(tài)。因此，在圖4c的T99時刻上圖1B的信號121a的前述轉(zhuǎn)變不能防止在圖1B的信號SE中的“低至高”的轉(zhuǎn)變。
由于信號SE的“低至高”轉(zhuǎn)變的結(jié)果，觸發(fā)器U4改變狀態(tài)，且信號U4a變?yōu)楦?，使圖1B和4g的信號VSW保持使圖1B的晶體管Q2導通的適當電平。晶體管Q2從圖4b的T99時刻起導通，并持續(xù)導通直至圖4e的信號RE的前沿RELE在圖4b的時刻T100出現(xiàn)為止。
在實現(xiàn)本發(fā)明的特征中，通過諸如包括在圖1B的諧振電路999中的電感W2的電抗元件的開關(guān)工作，在線圈L4、L5和L6的每個線圈中產(chǎn)生圖1B的諧振電流IF。因而，其優(yōu)點是，電源耗散較低。為了獲得電流IF的所需波形，可以選大于或等于300的足夠大Q值的電感W2。
為了防止在信號V99b的周期中在圖1B的觸發(fā)器U4中的提早轉(zhuǎn)變，需要在信號RE產(chǎn)生之后防止圖1B的比較器U2B的信號121a經(jīng)門122傳送出去。因此，電路裝置110包括由電阻110a、電容器110b和開關(guān)二極管110c組成的斜坡發(fā)生器。二極管110c受多諧振蕩器102的反相輸出端端子12上的開關(guān)信號所控制。電容110b在每次信號RE出現(xiàn)時放電。如圖4h所示，在圖1B的電容110b中產(chǎn)生的圖4h的信號V110b在圖4e的信號RE的脈寬期間被箝位到近似零電平上。比較器U2A根據(jù)基準信號V110和信號V110b產(chǎn)生圖1B和4i的輸出信號V111a。信號V111a禁止了圖4b的信號V99b的正部分期間圖1B的信號SE的產(chǎn)生。因此，有利的是，防止了觸發(fā)器U4的前述提早變化。
圖1B的電流IF補償在CRT中屏幕中心與邊沿之間在電子束路徑的長度上的改變，并彌補電子束在屏幕邊沿圖3的鐵性材料磁體154和54上所受的影響。還裝設(shè)了圖1B的動態(tài)水平聚焦線圈L4、L5和L6以提供足夠的磁通量，對通常約為330高斯的圖3的永磁體54和154所產(chǎn)生的磁平動態(tài)地改變約5％。
權(quán)利要求
1.一種視頻顯示裝置，包括包括在真空包殼中的第一陰極射線管(24R-圖1a)，裝設(shè)在所述包殼一端的顯示屏(22，圖1a)，以及裝設(shè)在所述包殼另一端的電子槍組件，所述電子槍組件在所述屏幕的電子束撞擊位置上產(chǎn)生形成光柵的電子束；一鄰近于所述陰極射線管頸部裝設(shè)的偏轉(zhuǎn)繞組(L1，圖1a)；在所述偏轉(zhuǎn)繞組中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電流(iH，圖1a)，用于在以改變電子束撞擊位置的方式改變的電子束路徑上產(chǎn)生主偏轉(zhuǎn)場的裝置(Q1，圖1a)；裝設(shè)在所述第一陰極射線管的所述頸部附近的第一聚焦線圈(L4，圖1b)；耦合到所述聚焦線圈上以形成諧振電路(999)的電容(CRE)；一電壓源(+10)；一電感(W2)；其特征在于開關(guān)裝置(Q2)，耦合到所述諧振電路和所述電感上，響應(yīng)于與偏轉(zhuǎn)頻率有關(guān)頻率的開關(guān)控制信號(VSW)，在遠離回掃間隔的第一間隔將所述電源電壓加到所述電感上以存貯磁能，并在回掃間隔(在圖4a的脈沖內(nèi))，將從所述存貯的能量中產(chǎn)生的電流(iW2)加到所述諧振電路，以在所述第一聚焦線圈中產(chǎn)生聚焦線圈電流(IF)的諧振電流部分(IF-外部間隔T99-T100，圖4d)，這樣，在掃描期間(T99-T100，圖4d)，所述開關(guān)裝置將所述聚焦線圈電流從所述電容上斷開，以防止所述諧振電流部分的產(chǎn)生，所述聚焦線圈電流在所述陰極射線管的所述頸部產(chǎn)生磁性聚焦場，以隨著所述電子速撞擊位置的改變對所述電子束撞擊位置的所述電子束聚焦。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于比較器(U2B)根據(jù)從所述聚焦線圈電流(IF)中產(chǎn)生的信號來禁止所述諧振電流部分(外部間隔T99-T100，圖4d)的產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述聚焦線圈電流(IF)以拋物線方式變化，且所述諧振電路(999)調(diào)諧到基本比NTSC制水平同步脈沖頻率高的頻率上。
4.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于第二陰極射線管(24-6)具有一第二水平偏轉(zhuǎn)繞組，和鄰近安裝的第二聚焦線圈(L5)，所述第二聚焦線圈耦合到所述電容(CRE)上，用于在所述第二聚焦線圈中產(chǎn)生第二聚焦線圈電流(IF)，其中，所述第一和第二陰極射線管包括在一投影電視裝置中。
5.如權(quán)利要求4的裝置，其特征在于所述第一和第二聚焦線圈(L4、L5)以及所述電容(CRE)彼此并聯(lián)耦合。
6.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于一個產(chǎn)生所述聚焦場一部分的永久聚焦磁體(54)。
7.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述諧振電流部分(IF脈沖)在回掃間隔之前(在圖4a的脈沖期間)在第一方向上傾斜，在所述回掃間隔之后，處于相反的方向。
8.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述諧振電流部分(IF脈沖)的變化使所述磁性聚焦場同時改變，以提供動態(tài)聚焦。
9.一種視頻顯示裝置，包括包括在真空包殼中的陰極射線管(24R)，裝設(shè)在所述包殼一端的顯示屏(22)，以及裝設(shè)在所述包殼另一端的電子槍組件，所述電子槍組件在所述屏幕的電子束撞擊位置上產(chǎn)生形成光柵的電子束；一鄰近于所述陰極射線管頸部裝設(shè)的偏轉(zhuǎn)繞組(L1)；在所述偏轉(zhuǎn)繞組中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電流(iH)，用于在以改變電子束撞擊位置的方式改變的電子束路徑上產(chǎn)生主偏轉(zhuǎn)場的裝置(Q1)；裝設(shè)在所述陰極射線管的所述頸部附近的聚焦線圈(L4)，其特征在于開關(guān)裝置(Q2)，響應(yīng)于與偏轉(zhuǎn)頻率有關(guān)頻率的開關(guān)控制信號(VSW)，且耦合到所述聚焦線圈上，用于在所述聚焦線圈中以與偏轉(zhuǎn)頻率有關(guān)的頻率產(chǎn)生一電流(IF)，這樣，在回掃期間(圖4a的脈沖)，所述開關(guān)裝置處于使所述聚焦電流能夠改變的第一狀態(tài)(關(guān))，且在所述回掃間隔(T99，T100)之外出現(xiàn)的第二間隔期間，所述開關(guān)裝置處于使所述聚焦電流不能改變的第二狀態(tài)(開)，所述聚焦線圈電流在所述陰極射線管的所述頸部產(chǎn)生一磁性聚焦場，它隨著所述電子束撞擊位置的改變聚焦在所述電子束位置處的所述電子束；以及比較器(U2B)，響應(yīng)于在所述聚焦線圈中產(chǎn)生的信號(V99b)，根據(jù)所述聚焦線圈信號產(chǎn)生所述開關(guān)控制信號，以在所述開關(guān)裝置在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)時進行控制。
10.一種視頻顯示裝置，包括包括在真空包殼中的陰極射線管(24R)，裝設(shè)在所述包殼一端的顯示屏(22)，以及裝設(shè)在所述包殼另一端的電子槍組件，所述電子槍組件在所述屏幕的電子束撞擊位置上產(chǎn)生形成光柵的電子束；一鄰近于所述陰極射線管頸部裝設(shè)的偏轉(zhuǎn)繞組(L1)；在所述偏轉(zhuǎn)繞組中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電流(iH)，用于在以改變電子束撞擊位置的方式改變的電子束路徑上產(chǎn)生主偏轉(zhuǎn)場的偏轉(zhuǎn)電路輸出級(Q1)；裝設(shè)在所述陰極射線管的所述頸部附近的聚焦線圈(L4)；耦合到所述聚焦線圈上以形成諧振電路(999)的電容(CRE)；其特征在于開關(guān)裝置(Q2)，耦合到所述諧振電路并且響應(yīng)于與偏轉(zhuǎn)頻率有關(guān)頻率的開關(guān)控制信號(VSW)，并在回掃間隔(在圖4a的脈沖內(nèi))，在所述聚焦線圈中產(chǎn)生聚焦線圈電流(IF)的諧振電流部分(IF脈沖)，在掃描期間的大部分(T99-T100)中，禁止所述諧振電流部分的產(chǎn)生，所述聚焦線圈電流在所述陰極射線管的所述頸部產(chǎn)生磁性聚焦場，以根據(jù)所述諧振電流部分的變化，隨著所述電子束撞擊位置的改變，聚焦在所述電子束撞擊位置的電子束。
全文摘要
一種具有陰極射線管的投影式電視接收機，該陰極射線管帶有將電子束射到屏幕上的電子槍、電磁偏轉(zhuǎn)線圈以及電磁聚焦線圈(L
文檔編號H01J29/58GK1128928SQ95109860
公開日1996年8月14日 申請日期1995年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月8日
發(fā)明者P·R·克賴特, R·E·芬斯勒 申請人:湯姆森消費電子有限公司