動態聚焦電壓幅度控制器和高頻補償的製作方法
2023-12-10 17:23:02
專利名稱：動態聚焦電壓幅度控制器和高頻補償的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種束著靶失真校正裝置。
在陰極射線管(CRT)上顯示的圖象可以具有諸如散焦或非線性之類的在CRT上的束掃描所附帶的缺陷或失真。這種缺陷或失真的出現是因為隨著束例如被沿水平方向偏轉，從CRT的電子槍到屏盤的距離顯著地改變。減小隨著束被沿水平方向偏轉而出現的散焦，例如可以通過產生具有水平速率的拋物線電壓分量的動態聚焦電壓，並將該動態聚焦電壓施加在CRT的聚焦電極上，以動態地改變聚焦電壓來實現。已知由S-校正電壓獲得水平速率的拋物線電壓分量，該S-校正電壓在水平偏轉輸出級的S-成形電容器(S-Shaping capacitor)中產生。
電視接收機、計算機或監視器可以具有在同-個CRT中用不同水平掃描頻率的偏轉電流有選擇地顯示畫面信息的能力。當顯示根據廣播標準限定的電視信號的畫面信息時，利用約為16KHz速率的水平偏轉電流可能更經濟，該速率被稱為1fH速率。然而，當顯示高清晰度電視信號或顯示監視器數據信號的畫面信息時，水平偏轉電流的速率可以等於或大於32KHz。該更高的速率被稱為2nfH。n的值等於或大於1。
在能夠工作於多掃描速率的視頻顯示監視器的水平偏轉電路輸出級中，已知使用被轉換的S-電容器來改變電路內S-電容器的數目。S-電容器的選擇是按照所選擇的水平偏轉頻率經可選擇開關自動進行的。
當採用非轉換回掃電容器時，不同水平頻率下的水平回掃間隔的長度相同。結果，在不同頻率下所需的S-校正電壓的幅度可能不同。在動態聚焦系統中，希望在垂直周期期間保持水平拋物線幅度恆定。還希望在水平頻率隨掃描模式變化時保持水平拋物線幅度恆定。
在實施本發明的特徵時，拋物線水平速率電壓是在S-成形電容器中產生的。通過受控的可變分壓器使拋物線電壓衰減。將分壓器的輸出耦合到差動放大器的輸入上，該差動放大器將拋物線電壓的峰-峰幅度與電壓基準進行比較，並將其調節到與電壓基準相等。在垂直周期期間，通過將拋物線的峰-峰幅度與基準電壓比較，使水平拋物線幅度保持恆定。經過反饋放大器和受控衰減器，拋物線幅度被調節成與基準相等。
在實施本發明的特徵時，增益控制環將不希望有的低頻枕形校正調製從來自S-電容器的輸入電壓中去除。如果不被去除，則該調製可能不利地使得在畫面的中心處水平動態聚焦校正太大。通過藉助於增益控制環進行補償，不會引入相位誤差。
另一個本發明的特徵在於聚焦高壓放大器的高頻響應下降被補償。拋物線經過具有與放大器類似的頻率響應下降的低通濾波器。將這樣被衰減的拋物線設定成與基準相等。驅動放大器的拋物線信號超前於濾波器。該信號在高頻被升壓，以便適當地在放大器輸出端提供恆定的幅度。
實施本發明的特徵的視頻成像裝置包括陰極射線管，該陰極射線管包括一個聚焦電極。其頻率與選自多個頻率的偏轉頻率相關的第一拋物線信號的源具有按照所選擇的頻率確定的幅度。控制電路具有被耦合到該第一拋物線信號的源的輸入端，用於產生輸出信號。輸出信號用於對於多個偏轉頻率保持第一拋物線信號的幅度。響應該輸出信號的放大器被耦合到聚焦電極上，用於放大拋物線信號，以便在聚焦電極上產生動態聚焦電壓。
圖1A示出了水平偏轉電路輸出級。
圖1B示出了按照本發明的特徵的用於控制水平拋物線幅度的自動增益電路。
圖1C示出了聚焦高壓放大器。
圖1示出了具有多掃描頻率能力的電視接收機的水平偏轉電路輸出級101。輸出級101由產生電源電壓B+的穩壓電源100供電。常規的驅動級103響應所選的水平掃描頻率nfH的輸入信號107a。驅動級103產生驅動控制信號103a，以便控制輸出級101的開關電晶體104中的開關操作。例如，n＝1的值可以代表與給定的標準如廣播標準相應的電視信號的水平頻率。電晶體104的集電極耦合到逆程變壓器T0的初級繞組TOW1的端子TOA上。電晶體104的集電極還耦合到非轉換的回掃電容器105上。電晶體104的集電極另外還耦合到水平偏轉繞組LY上以便形成回掃諧振電路。電晶體104的集電極還耦合到常規的阻尼二極體108上。繞組LY與線性電感器LIN和非開關的軌跡(trace)或S-電容器CS1串聯耦合。電容器CS1耦合在端子25和基準電位或地GND之間，使得端子25插在電感器LIN和S-電容器CS1之間。
輸出級101能產生偏轉電流iy。對於選自2fH到2.4fH範圍內的信號103a的任何所選的水平掃描頻率以及所選的1fH水平頻率，偏轉電流iy具有基本上相同的預定幅度。對偏轉電流iy的幅度控制通過在水平頻率增大時自動增大電壓B+以及反之減小B+來實現，從而保持偏轉電流iy的恆定幅度。電壓B+由常規穩壓電源100控制，該穩壓電源100經由變壓器TO的反饋繞組TOWO以閉環結構工作。按照被整流的反饋逆程脈衝信號FB來確定電壓B+的量值，該脈衝信號FB具有表示電流iy幅度的量值。以來示出的常規方式產生垂直速率拋物線信號E-W。信號E-W一般耦合到電源100上，用於產生電壓B+的垂直速率拋物線分量，以保證東-西失真較正。
開關電路60用於校正諸如線性之類的束著靶誤差。電路60有選擇地與軌跡或S-電容器CS2及軌跡或S-電容器CS3中的任何一個都不耦合、只耦合其中之一或兩個都耦合，該軌跡或S-電容器CS2和CS3與軌跡電容器CS1並聯。選擇性耦合被作為頻率範圍的函數來確定，水平掃描頻率選自該頻率範圍。在開關電路60中，電容器CS2耦合在端子25和場效應電晶體(FET)開關Q2的漏極之間。電晶體Q2的源極耦合到地GND。防止電晶體Q2兩端的過壓的保護電阻R2耦合在電晶體Q2兩端。
寄存器201施加開關控制信號60a和60b。控制信號60a經由緩衝器98被耦合到電晶體Q2的柵極上。當控制信號60a處於第一可選電平時，電晶體Q2被關閉。另一方面，當控制信號60a處於第二可選電平時，電晶體Q2被接通。緩衝器98以常規的方式提供所需的信號60a的電平移動，以便實現上述開關操作。
在開關電路60中，電容器CS3被耦合在端子25和FET開關Q2』的漏極之間。以與控制信號60a控制FET開關Q2類似的方式，用控制信號60b控制FET開關Q2』。這樣緩衝器98』實現了與緩衝器98類似的功能。
微處理器208響應在頻率-數據信號轉換器209中產生的數據信號209b。信號209b具有表示同步信號HORZ-S-YNC或偏轉電流iy的頻率的數值。轉換器209包括例如在信號HORZ-S-YNC的給定時段期間對時鐘脈衝的數目進行計數，並按照在給定時段中出現的時鐘脈衝數產生字信號209b的計數器。微處理器208產生被耦合到寄存器201的輸入端的控制數據信號208a。信號208a的值根據信號HORZ-S-YNC的水平速率確定。寄存器201根據數據信號208a產生控制信號60a和60b，該控制信號60a和60b的電平由信號208a按照信號HORZ-S-YNC的頻率確定。一種替代的方式是，信號208a的值可由信號109b確定，該信號109b由未示出的鍵盤提供。
當水平偏轉電流iy的頻率是1fH時，電晶體Q2和Q2』被接通。其結果是，兩個S-電容器CS2和CS3都成為並聯地與非轉換S-電容器CS1耦合的電路內S-電容器，並且確定了最大S-電容值。當水平偏轉電流iy的頻率等於或大於2fH，並小於2.14fH時，電晶體Q2被關閉，並且電晶體Q2』被接通。結果是S-電容器CS2與非轉換S-電容器CS1去耦，並且S-電容器CS3被耦合到S-電容器CS1上，從而確定一個中等的S-電容值。當水平偏轉電流iy的頻率等於或大於2.14fH時，電晶體Q2和Q2』被關閉。結果是S-電容器CS2和CS3都與非轉換S-電容器CS1去耦，並且確定了-個最小的S-電容值。偏轉電流iy在電容器CS1、CS2或CS3中產生S-成形拋物線電壓V5。
由電容器105形成的總回掃電容在不同的掃描頻率下不改變。因此，回掃間隔在不同的掃描頻率下具有相同的長度。選擇電容器CS1、CS2和CS3的值，使得在不同掃描頻率下產生不同幅度的拋物線電壓V5。由於回掃間隔長度恆定，因而電壓V5的不同幅度是必要的。
圖1B示出實施本發明的特徵的用於控制水平拋物線幅度的自動增益電路。圖1A和1B中類似的符號和數字表示類似的項目或功能。圖1A的電壓V5具有負向回掃峰。拋物線電壓V5的峰-峰幅度在16KHz或1fH下約為60V，在2fH下約80V，在2.4fH下約125V。拋物線電壓V5經由電容器C4容性地耦合到電阻器R16上。
圖1B示出按照本發明的特徵的控制水平拋物線幅度的自動增益電路。S-成形拋物線電壓V5通過電容器C4被AC耦合併在其負峰處被二極體D6箝位在12伏。在二極體D6的陰極，拋物線電壓總是比11.4伏更正。電晶體Q11在其基極具有恆定的11.4伏，在其發射極具有恆定的12伏。
跨接在電阻器R16上的正拋物線電壓給Q11和Q12的發射極提供成比例的拋物線電流。假設Q12不處於導通狀態，則該電流通過電晶體Q11並產生跨接在電阻器R4上的電壓。該電壓然後被射極跟隨器Q50緩衝，並出現在輸出端OUT。
輸出電壓還通過由電阻器R55和電容器C54構成的低通濾波器被耦合。選擇電阻器R55和電容器C54的值，使得跨接在電容器C54上的被低通濾波的電壓按比例跟蹤連接在輸出端OUT上的聚焦高壓放大器(FHVA)97所固有的低通響應。
跨接在電容器C54上的電壓通過電容器C53被AC耦合，然後由二極體D53負峰箝位在地。
由電晶體Q53和Q54構成的差動放大器對起電壓比較器的作用，該比較器只在電晶體Q53的基極電壓超過Q54的基極電壓時通過電晶體Q53導引電流，其中Q54的基極電壓是3V的恆定基準電壓。流過電晶體Q53的電流將電容器C52充電，直到電晶體Q12導通為止。然後電晶體Q12將流入節點A的拋物線電流的一個百分比導引到地。對於該電流的所有幅度，將相同百分比的流入節點A的電流通過電晶體Q12導引，因此，電晶體Q11中的電流的幅值被線性地減小。
跨接在電阻器R4上的電壓幅度被減小，而其拋物線形狀沒有失真。如上所述，跨接在電阻器R4上的被減小的電壓的經過處理的複製電壓還出現在電晶體Q53的基極。這樣完成了電壓幅度保持反饋環。當電晶體Q53的基極上的該電壓幅度被充分地減小，使得電晶體Q53隻最小程度地導通以便維持反饋環中的平衡時，電晶體Q53的基極上的電壓幅度將只稍大於3伏，並且將藉助於反饋環的增益保持在幾乎恆定。
由電阻器R55和電容器C54構成的低通濾波器是該環的一部分。它以對放大器FHVA97所固有的高頻衰減進行補償的方式，使得諸如那些31KHz或38KHz的更高頻率的拋物線在電晶體Q53基極處被衰減，並在輸出端OUT處被放大，並且對於從15KHz到38KHz的所有不同掃描模式中的拋物線實現來自放大器FHVA97的恆定輸出。
圖1C更詳細地示出了FHVA97。如圖1C所示，電容器C23為水平拋物線提供與聚焦電壓放大器97的容性耦合。電容器C10將按未示出的常規方式產生的垂直拋物線V8容性耦合到端子121上。聚焦放大器97的直流工作點由電阻器R5確定，而不由拋物線信號確定，因為容性耦合消除了直流分量。電容器C24校正由放大器97的未示出的雜散輸入電容引起的相位延遲，從而使水平聚焦校正被適當地定時。
參看圖1C，在放大器97中，電晶體Q5和電晶體Q6互相耦合以形成差動輸入級。這些電晶體具有非常高的被稱為β的集電極電流-基極電流比值，從而增加了端子121處的輸入阻抗。電晶體Q5和Q6的基-射結電壓互相補償，並減小了隨溫度而改變的直流偏置漂移。電阻器R11和R12形成被加有+12V電源電壓V10的分壓器，用於將電晶體Q6的基極電壓偏置在約+3V。選擇被耦合到電晶體Q5和Q6的發射極的發射極電阻器R10的值，使導引的最大電流約為6mA。這保護了高壓電晶體Q20。電晶體Q20按共射共基放大器結構耦合到電晶體Q5上。需要保護電晶體Q20，使之免受過驅動，因為電晶體Q20隻能承受高至10mA的集電極電流。這一點的實現是由於FHVA放大器97在高達6mA的集電極電流下具有高跨導，而在6mA以上具有較低的跨導。電晶體Q20和Q5的共射共基放大器結構隔離了跨接在電晶體Q20的集電極-基板結上的未示出的Miller電容，由此提高了帶寬。共射共基放大器結構還使放大器增益不受高壓電晶體Q20的低β值限制。
圖1A的變壓器TO的繞組TOW3產生階梯式上升的電壓，該電壓在二極體D12中被整流，並在電容器C13中被濾波，從而產生用於給圖1C的動態聚焦電壓發生器99供電的電源電壓VSU。有源上拉電晶體Q1具有耦合到電源電壓VSU上的集電極。電晶體Q1的基極上拉電阻器R1經過包括二極體D7和電容器C26在內的自舉或升壓裝置耦合到電壓VSU上。二極體D5與電阻器R1串聯耦合，並耦合到電晶體Q20的集電極上。二極體D4耦合在端子97a處的電晶體Q1的發射極和電晶體Q20的集電極之間。
在端子97a處輸出波形的負峰期間，二極體D7將二極體D7陰極處的電容器C26的端部端子箝位在+1600V電源電壓VSU上，而電晶體Q20將電容器C16的另一個端部端子拉至接近地電位。電晶體Q1被二極體D4和D5的作用保持為關閉。隨著端子97a處電壓的升高，存儲在電容器C26中的能量通過電阻器R1饋入電晶體Q1的基極。甚至在跨接在Q1上的集電極-發射極電壓接近零時，跨接在電阻器R1上的電壓也被保持較高，並且同時保持了電晶體Q1的基極電流。因此，保持了電晶體Q1的發射極電流。這樣，在端子97a處輸出正峰可以非常接近+1600V的電源電壓VSU而沒有失真。
電容C1代表聚焦電極17和導線的雜散電容之和。有源上拉電晶體Q1能夠從端子97a處取出電流給雜散電容C1充電。下拉電晶體Q20能夠經過二極體D4吸入來自電容C1的電流。有利的是，有源上拉裝置被用於在降低的功耗的情況下獲得快的響應時間。放大器97經由反饋電阻器R2將並聯反饋用於在端子97a處的輸出。選擇電阻器R17和R2，以便在端子97a處產生1000V的峰峰水平速率電壓。結果，放大器97的電壓增益為幾百。
由電壓V5(圖1A)產生的水平速率的動態聚焦電壓分量和由電壓V8產生的垂直速率的動態聚焦電壓分量經過隔直電容器C22被容性耦合到CRT10的聚焦電極17上，以產生動態聚焦電壓FV。藉助由電阻器R28和電阻器R29形成的分壓器引出的電壓FV的直流電壓分量等於8KV。
權利要求
1.一種視頻成像裝置，包括陰極射線管(10)，包括一個聚焦電極(17)；其頻率與選自多個頻率的偏轉頻率相關的第一拋物線信號(V5)的源(CS1)，具有按照所選擇的頻率確定的幅度；其特徵在於控制電路(圖1B)，具有被耦合到所述第一拋物線信號的所述源上的輸入端(C4)，用於產生輸出信號(OUT)，所述輸出信號用於對於所述多個偏轉頻率保持所述第一拋物線信號的幅度；以及放大器(97)，響應所述輸出信號，並被耦合到所述聚焦電極(17)上，用於放大所述拋物線信號，以便在所述聚焦電極上產生動態聚焦電壓。
2.如權利要求1的視頻成像裝置，其特徵在於，所述控制電路(圖1B)包括一個電壓幅度反饋環。
3.如權利要求2的視頻成像裝置，其特徵在於，所述電壓幅度反饋環還包括一個低通濾波器(R55，C54)。
4.如權利要求3的視頻成像裝置，其特徵在於，所述低通濾波器對高頻進行補償。
5.如權利要求1的視頻成像裝置，其特徵在於，所述第一拋物線信號(V5)在S-成形電容器(CS1)中產生，並被容性耦合(C4)到所述控制電路上。
全文摘要
一種視頻成像裝置包括一個陰極射線管(10),該陰極射線管包括一個聚焦電極(17)。其頻率與選自多個頻率的偏轉頻率相關的第一拋物線信號(V5)的源具有按照所選擇的頻率確定的幅度。控制電路圖(B)具有被耦合到該第一拋物線信號(V5)的源上的輸入端,用於產生輸出信號(OUT)。輸出信號用於對於多個偏轉頻率保持第一拋物線信號(V5)的幅度。響應該輸出信號的放大器(97)被耦合到聚焦電極(17)上,用於放大拋物線信號,以便在聚焦電極上產生動態聚焦電壓。
文檔編號G09G1/04GK1272745SQ9912447
公開日2000年11月8日 申請日期1999年11月19日 優先權日1998年11月19日
發明者J·B·喬治 申請人:湯姆森消費電子有限公司