DE2501968A1 - Schaltungsanordnung in einer bildwiedergabeanordnung zum korrigieren der horizontalen linearitaet - Google Patents

Description

ΡΗϊί.7338 WIJEVH.

-~:e: PHN- 7338

λ .meiüuna von». 17. Jan. 1975

"Schaltungsanordnung in einer Bi^wiedergabeanordnung zum Korrigieren der horizontalen Linearität"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs-

o
anordnung in einer Bildwiedergabeanordnung zum Korrigieren der Linearität des durch eine Horizontal-Ablenkspule fliessenden Ablenkstromes, welche Spule einen Teil einer Reihenschaltung bildet, die eine Korrekturinduktivität mit einem vormagnetisieren Kern enthält und an welcher Reihenschaltung während des Ablenkintervalls eine nahezu konstante Spannung vorhanden ist.

In einer derartigen Schaltungsanordnung verursacht der ohmsche Widerstand der Ablenkspule einen Linearitätsfehler des Ablenkstromes dadurch, dass dieser Strom nicht linear ist, sondern einen sich allmählich

50983W0569

verringernden zeitlichen Differentialquotienten hat. Dabei ist die sogenannte S-Korrektur der Einfachheit · halber ausser Betracht gelassen. Der Ausdruck für den genannten Quotienten ist ja

ί _ ^E - V

dt - L_y
in welcher Gleichung Ly der Induktivitätswert und r der Wert des Ohmschen Widerstandes der Spule ist und in der i der von der angelegten Spannung E verursachte Ablenkstrom ist.

Der genannte Fehler kann auf bekannte Weise mittels einer Induktivität mit einem vormagnetisierten Kern korrigiert werden, der mit der Ablenkspule in Reihe geschaltet ist und sich als negativer Widerstand verhält. Die Polarität der Vormagnetisierung·ist derart gewählt worden, dass sie am Anfang des Ablenkintervalls vom Ablenkstrom aufgehoben wird, so dass der Induktivitäts· wert der Korrekturinduktivität dann maximal ist. Es entsteht daran soviel Spannung, dass der Differentialquotient des Ablenkstromes am Anfang des Ablenkintervalls auf denselben Wert zurückgebracht wird, wie am Ende

f.

desselben. Während dieses Intervalls wird der Kern allmählich wieder gesättigt, wodurch der Induktivitätswert. der Korrekturinduktivität und der Spannungsabfall an derselben kleiner werden. Der Anfangsinduktivitätswert

S098-34/0569

kann eingestellt werden, um Unterschiede im Wert des Ohmschen Widerstandes der Ablenkspule infolge von Toleranzen zu berücksichtigen. Dadurch wird selbstverständlich der Induktivitätswert anderswo im Intervall auch eingestellt, zwar mit einer gewissen Annäherung, jedoch nicht am Ende des Intervalls, wo er wegen des Sättigungszustandes des Kerns kaum geändert werden kann.

Es gibt Fälle, in denen eine Einstellmöglichkeit. am Ende des Ablenkintervalls erwünscht ist, wodurch ein zweiter Preiheitsgrad beim Korrigieren der Linearität erhalten wird. Ein derartiger Fall tut sich dar, wenn keine Zentrierschaltung vorgesehen wird. Mittels einer Zentrierschaltung wird zum Ablenkstrom ein Gleichstrom addiert, damit die Treffpunkte des Elektronenstrahles am Schirm der Bildwiedergaberöhre ohne Zeilenablenkung mit der geometrischen mittleren vertikalen Linie des Schirms zusammenfällt. Die genannte Schaltungsanordnung enthält meistens Dioden, Wicklungen, Kondensatoren grosser Kapazität und Potentiometer und ist daher ziemlich teuer. Ausserdem fliesst durch die Schaltungsanordnung ein von der Zeilenendstufe gelieferter Strom, der nicht gering ist, was einen Leistungsverlust und eine zusätzliche Belastung des Zeilenendtransistors bedeutet. Wenn jedoch die Wiedergaberöhre mit ausreichender Genauigkeit, beispielsweise was die Lage des Elektronenstrahl-

509834/0569

erzeugungssystems gegenüber dem Hals der Glash-ülle anbelangt, gebaut ist, kann die Zentrierschaltung fortge-. lassen werden. Bei einer bestimmten Konstruktion hat es ' sich, herausgestellt, dass die grösste Abweichung nach links oder nach rechts 5 nun ist bei einem Schirm mit einer Breite von etwa 50 cm, d.h. eine Abweichung von maximal etwa 2$. Weil die Ablenkung sich meistens einigermassen bis ausserhalb des Schirms erstreckt ist ein derartiger Zentrierfehler kaum sichtbar. Ein derartiger Fehler führt jedoch zu einem Linearitätsfehler.

In Wirklichkeit ist der Ablenkstrom während des Ablenkintervalls nicht linear, sondern S-korrigiert, wodurch die nicht konstante Abtastgeschwindigkeit am Schirm infolge des nicht konstanten Strahles vom Ablenkzentrum bis zum fast flaöhen Schirm korrigiert wird. Die erhaltene S-Form des Stromes muss gegenüber dem der Mitte des Schirms entsprechenden Wert symmetrisch sein. Gibt es eine Zentrierabweichung und fehlt die Zentrierschaltung, so entsteht eine Asymmetrie der S_Form, die im allgemeinen nicht behoben werden kann. Die Linearität=· korrektur hat ja fast keine Wirkung am Ende des Ablenkintervalls, d.h. an der rechten Seite des Schirms,

Dieser Effekt lässt sich auch wie folgt erklären. Die erforderliche Form des Ablenkstromes wird durch drei Einstellmb"glichke'iten erhalten und zwar durch

509834/0569

die Kapazität des S-Kondensators,. die Zentrierschaltung und die Linearitätsinduktivität. Da nun eine der drei· Möglichkeiten fehlt, entsteht das Bedürfnis nach einem neuen Freiheitsgrad. Eine Einstellung der genannten Kapazität wäre verwickelt und hätte .ausserdera einen Einfluss auf die Amplitude des Ablenkstromes. Es ist daher besser, die Ablenkschaltung rait einer Linearitatseinstellung zu versehen, die auch am Ende des Ablenkintervalls wirkt.

Ein anderer Grund ist folgender. Gibt es eine Zentrierabweichung, so fällt ein Teil der Video-Information ausserhalb des Schirms. Es ist möglich, diesen Teil wieder sichtbar zu machen, beispielsweise mittels einer Phaseneinstellung der Horizontal-Synchronschaltung,

ο
aber dann mit dem genannten Linearitätsfehler. Weist das wiedergegebene Bild eine gleiche Einzelheit am linken sowie am rechten Rand des Schirms auf, so fällt dieser Fehler gleich auf, was der Fall ist, wenn beispielsweise ein Testbild mit Quadraten oder ein Bild mit Untertiteln wiedergegeben wird.

Das Fehlen der Zentrierschaltung ist nicht der einzige Fall, in dem eine Linearitätskorrektur im ganzen Ablenkintervall erwünscht ist. Dies kann auch der Fall sein, wenn infolge von Toleranzen die Streuung des Wertes des Ohmschen Widerstandes in der Ablenkschaltung

509834/0569

ziemlich, gross ist. Die Erfindung bezweckt nun, eine derartige Korrektur zu ermöglichen, und dazu weist die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung das Kennzeichen auf, dass die Reihenschaltung zugleich ein Netzwerk enthält, an dem während des Ablenkintervalls eine Spannung vorhanden ist, die eine nahezu lineare Funktion der Zeit ist.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird auf diese Weise zu der an der Linearitätsinduktivität herrschenden Spannung eine nahezu lineare Spannung addiert. Weil der Ablenkstrom annähernd linear ist, kann die Schaltungsanordnung nach der Erfindung das Kennzeichen aufweisen, dass das Netzwerk ein Widerstand ist. Diesbezüglich sei erwähnt, dass die Notwendigkeit einer Linearität skorrektur entstanden ist, weil die Ablenkspule einen unerwünschten Widerstand hat, während die Linearität nun gerade mittels eines zusätzlichen Widerstandes verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Schaltplan einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2a, b, c und d Wellenformen, die in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftreten, Fig. 2e und 3 Spannungsformen, die auftreten,

509034/0569

wenn die erfindungsgemässe Massnahme nicht angewandt.wird,

Fig. H Spannungsformen, die auftreten wenn die erfindungsgemässe Massnahme angewandt wird.

Fig. 1 zeigt den vereinfachten Schaltplan der Horizontal-Ablenkschaltung einer (nicht dargestellten) Bildwiedergabeanordnung, Die Schaltungsanordnung enthält in Reihe eine Horizontal-Ablenkspule, einen Linearitätsregler L und einen Kondensator C für die S-Korrektur. Die Ablenkspule, die auf bekannte Weise aus zwei oder mehr Spulenteilen bestehen kann, kann als Reihennetzwerk aus .einer Induktivität Ly und einem Ohmschen Widerstand r dargestellt werden, während der Regler L eine Induktivität mit Vormagnetisierung mittels eines permanenten Magnetes ist. In Reihe mit der Ablenkspule, der Induktivität L und

dem Kondensator C sind nach der Erfindung zwei Widerstände R₁ und R₂ desselben Wertes R (R ist etwa 0,5 Ohm bei r >£45 Ohm) aufgenommen. Mittels eines Schalters S kann in einer ersten Stellung desselben der Widerstand R„ kurzgeschlossen werden. In einer zweiten Stellung wird die Reihenschaltung aus den beiden Widerständen kurzgeschlossen, während in einer dritten Stellung der Schalter ο

geöffnet ist.

Die Elemente Ly, r, L, R₁, R„ und C sind zwischen zwei Klemmen 1 und 2 in Reihe geschaltet. Während des " Ablenkintervalls (der Hinlaufzeit) herrscht zwischen

509334/0569

diesen Klemmen auf bekannte Weise eine nahezu konstante Gleichspannung E beispielsweise dadurch, dass ein durch die Parallelschaltung eines Transistors und einer Diode gebildeter Schalter die Reihenschaltung nach Pig. 1 an eine Gleichspannungsquelle anschliesst. Durch die Reihenschaltung fliesst der Ablenkstrom i , der die in Fig. 2a angegebene S-Form hat während der Hinlaufzeit T. Die Situation während der Rticklaufzeit ist in der vorliegenden Beschreibung nicht von Bedeutung und aus diesem Grunde ausser Betracht gelassen*

In Fig. 2b, 2c und 2d ist der Verlauf während der Zeit T der Spannungen ν an der Induktivität L , ν am Widerstand r und ν am Kondensator C dargestellt, wobei die Fig. 2 sowie Fig. 2d annähernd eine Parabel aufweisen. Fig. 2e zeigt dbn Verlauf der Spannung Vj an der Induktivität L für den bekannten Fall, in dem die Widerstände R₁ und R₂ fehlen. Die Polarität der Vormagnetisierung ist derart gewählt worden, dass sie am Anfang t.. der Zeit T vom Strom i aufgehoben wird, so dass der Induktivitätswert der Induktivität L dann maximal ist. Nach, dem Zeitpunkt t₁ wird der Kern derselben allmählich gesättigt, wodurch der Induktivitätsw^ert der Induktivität und der Spannungsabfall an derselben kleiner werden. Am Ende tg der Zeit T nimmt die Spannung v_ ihren Minimalwert an. Die Wellenform nach Fig. 2e kann

509834/0569

von der nach Fig. 2b, 2c und 2d abgeleitet werden, da die Summe der vier wiedergegebenen Spannungen der Spannung E entsprechen muss.

In Fig. 3 stellt die gezogene Linie die Wellenform nach Fig. 2e abermals dar, während die zwei gestrichelten Linien die Spannung v_T bei anderen Werten der Vormagnetisierung darstellen. Der Wert der Spannung v_T kann dadurch in Zeitpunkt t^ wohl, im Zeitpunkt t- nicht eingestellt werden, da der Kern der Induktivität L im Zeitpunkt t_g gesättigt ist. Aus Fig. 3 geht hervor, dass die Linearität in einer bestimmten Zeitdauer, die dem Zeitpunkt t~ vorhergeht, kaum korrigiert werden kann.

Damit die Linearität aus den obenstehend erläuterten Gründen während der ganzen Hinlaufzeit körrigiert "werden kann, sind nach der Erfindung die Widerstände R-. und R„ und der Schalter S angeordnet. In Fig. steht der Schalter S in der ersten Stellung, wobei der Widerstand R₂ kurzgeschlossen ist. Die Induktivität L wird dann derart eingestellt, dass die Linearität für den Fall, wo keine Zentrierabweichung auftritt, korrigiert ist, d.h. die Induktivität L erhält den Wert, der der Korrektur des Ohmschen Wertes r + R entspricht. In Fig. h ist der Spannungsabfall während der Zeit T an der Reihenschaltung L, R₁ (Kurve a) dargestellt. Weil der Spannungsabfall am Widerstand R.. annähernd linear ist,

509834/0569

ist der Verlauf in Fig. k die Summe von dem aus Fig. 3 und einer linearen Funktion,

Fird nun beim Einstellen eine Zentrierabweichung nach links am Schirm wahrgenommen (vom Zuschauer aus betrachtet), so tritt ein Linearitätsfehler auf, wobei die Abbildung an der linken Seite des Schirms grosser ist als an der rechten bei einem gleichen Ablenkwinkel, Die Abbildung an der linken Seite ist ja weiter weg von der senkrechten Projektion des Ablenkzentrums auf den Schirm als die Abbildung auf der rechten Seite, Dies bedeutet, dass die Stärke des Stromes i im Zeitpunkt t.. zu gross ist. Der Fehler kann dadurch korrigiert werden, dass der Schalter'S in die dritte Stellung gebracht wird, wobei die beiden ¥iderstände R₁ und R„ in Reihe mit der Induktivität L geschaltet werden. Die Kurve b in Fig. k stellt den Spannungsabfall in dieser Reihenschaltung dar. Weil dieser Spannungsabfall im Zeitpunkt t₁ grosser ist als im vorhergehenden Fall, ist die Spannung an der Induktivität L niedriger, während diese Spannung im Zeitpunkt t„ höher ist, wodurch der gewünschte Effekt erreicht wird..

Auf ähnliche Weise wird der durch eine Zentrierabweichung nach rechts verursachte Linaritätsfehler dadurch korrigiert, dass der Sehalter S in die zweite Stellung gebracht wird, wobei die beiden Widerstände R^

509834/0569

und R₂ kurzgeschlossen sind. In Fig. k zeigt die Kurve c die Korrekturspannung, die dann an der Induktivität L vorhanden ist und die verursacht, dass der Strom i im Zeitpunkt t- vergrössert und im Zeitpunkt t„ verringert wird, Weil der Spannungsabfall am Widerstand R₁ bzw. an den Widerständen R- und R„ in der Mitte t_Q der Hinlauf-

T annähernd Null ist, schneiden die Kurven a, b und c einander in diesem Zeitpunkt etwa an derselben Stelle.

Aus Fig. h geht deutlich hervor, dass die

erfindtingsgemässe Massnahme eine Einstellung der Linearität über die ganze Breite des wiedergegebenen Bildes er- möglicht. Wenn die Einstellung mittels eines Schalters mit drei Stellungen und zwei Widerständen zu grob ist, kann selbstverständlich ein veränderlicher Widerstand verwendet werden, wodurch Kurven, die in Fig. k zwischen den Kurven b und c liegen, beliebig erhalten werden können. Im nominellen Zustand wird dann die Induktivität' L eingestellt, während der Wert des Widerstandes die Hälfte des Maximalwertes i.st. ■

Es dürfte einleuchten, dass die erfindungsgemässe Massnahme auch dadurch angewandt werden kann, dass eine horizontal-frequente sägezahnförmige Spannungsquelle statt der Widerstände R₁ und Rp in Reihe mit der Induktivität L geschaltet wird. Auch dürfte es einleuchten, dass die Erfindung bei jedem Typ Bildwiedergaberöhre anwendbar ist,

509834/0569

Mit der Schaltungsanordnung nach Fig« 1 und einer Farbwiedergaberöhre mit drei Elektronenstrahlerzeugungssystemen in einer Ebene hat es sich herausgestellt, dass der
durch die obengenannte Zentrierabweichung von 5 mni verursachte Linearitätsfehler innerhalb 4$ gehalten werden kann.

509834/0569

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1♦/ Schaltungsanordnung in einer Bildwiedergabe" anordnung zum Korrigieren der Linearität des durch eine Horizontal-Ablenkspule fliessenden Ablenkstromes, welche Spule einen Teil einer Reihenschaltung bildet, die eine Korrekturinduktivität mit einem vormagnetisieren Kern enthält und an welcher Reihenschaltung während des Ablenkintervalls eine nahezu konstante Spannung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenschaltung zugleich ein Netzwerk enthält, an dem während des Ablenkintervalls eine Spannung vorhanden ist, die eine nahezu lineare Punktion der Zeit ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk ein Widerstand ist,
3. 3. . Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Widerstandes einstellbar ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, dass der Induktivitätswert der Korrekturinduktivität beim Fehlen einer horizontalen Zentrierabweichung eingestellt wird, während der Wert des Widerstandes die Hälfte des maximalen Wertes desselben ist, 5· Bildwiedergabeanordnung mit einer Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

   &Q9834/GS69