专利名称：磁场衰减型非线性电感器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用在诸如电视机接收器或计算机图象显示部件之类的光栅扫描阴极射线管(CRT)显示器中的磁场衰减型非线性电感器。
光栅扫描CRT显示器包括用于在一对电磁行扫描线圈中产生锯齿波偏转电流的行扫描电路。该偏转电流激励线圈产生随时间变化的磁偏转场。该偏转磁场在行扫描期间，从CRT屏幕的一侧向另一侧扫描一个或多个电子束，并且在回扫期间，快速将电子束返回到欲被扫描光栅的下一行的起点。行扫描电路通常包括一个与高压固态开关(例如，双极型晶体管)相串联的电感器。在行扫描期间，开关是闭合的，并且电流流经电感器及开关从高电压直流电源DC(通常是100V)流向地。流经电感器的电流与扫描线圈中的电流以与电感器两端电压成正比的速度增大。在回扫期间，开关是打开的。电感器中的电流快速反相，并且电感器中的消失磁场在电感器两端产生反电势(EMF)或“回扫脉冲”。该回扫脉冲受一个与开关并联的调谐电容的控制。反电势损耗引起扫描线圈中的电流迅速反相。于是电子束就被快速返回到下一扫描行的起点。
理想情况下，偏转线圈应该是纯电感的。然而，实际上，线圈带有直流(DC)电阻。该电阻在锯齿波偏转电流中引起非对称、非线性。这种非线性引起CRT屏幕上显示图象的不良非对称失真。该非对称失真是偏转线圈的电感与电阻之比的函数，进而也正比于频率而变化。
在常规CRT显示器中，可以通过一个与偏转线圈串联的非线性电感器来校正这种非对称、非线性。该非线性电感器通常包括一个与感应线圈相邻的永磁铁。非线性电感器的电感在工作点附近随流经线圈的电流的变化而变化。一些非线性电感器包括一个在制造过程中被放置的可移动磁铁。允许对该可移动磁铁做一些相对于线圈的磁极性人工调整，从而改变电感器的工作点。在彩色CRT显示器中，将低级磁校正场设置在CRT管颈周围，以便优化电子束的汇聚及彩色纯度。来自磁铁的磁场会干扰这些校正场，从而会降低图象质量。为了将这种降低减少到最小，通常使非线性电感器尽可能远离CRT。然而，因为CRT显示器的尺寸正变得越来越小，而CRT分辨率越来越高，所以防止非线性电感器的漏磁场干扰校正场也就变得日益困难。
可以通过在磁性上把非线性电感器与CRT隔离开来防止这种干扰。然而，这不但成本高，并且也浪费空间。另一种方法，后面参照附图7所描述的，在非线性电感器的附近放置另一块磁铁，以使非线性电感器的磁场偏离CRT。然而，由这另一块磁铁提供的偏转对其相对于CRT与非线性电感器的位置非常敏感，所以必须留出印刷电路版的空间用于安放另一块磁铁。
根据本发明，现在提供一种非线性电感器，它包括承载感应线圈的线圈架，与该线圈相邻的第一永磁铁;以以下方式设置且相对第一块磁铁定向的第二永磁铁，即，使得非线性电感器产生的磁场能基本上得到衰减。
因为可以调整第二块永磁铁来基本上消除磁场，所以不再需要附加的磁铁来使磁场偏离CRT。
从第二个方面来考虑本发明，提供一个非线性电感器，它包括承载感应线圈的线圈架，与线圈相邻的第一块永磁铁;相对于第一块磁铁设置和定向的，并能使其产生的磁场与第一块磁铁产生的磁场反相的第二块永磁铁。
因为第二块磁铁是全悬置的，所以本发明的非线性电感器占据的印刷电路版面积与传统的非线性电感器相同。
现在参照附图中的例子，描述一下本发明的一个较佳实施例，其中
图1是先有技术中CRT显示器的行扫描电路的电路图。
图2是与图1中行扫描电路相对应的波形图。
图3是非线性偏转电流的波形图，及相应的图象几何失真。
图4是先有技术非线性电感器的立体视图。
图5表示随着流经非线性电感器的电流的变化而变化的非线性电感器的电感特性。
图6表示随着流经非线性电感器的锯齿波偏转电流的变化而变化的非线性电感器的电感特性的波形图。
图7是用于将如图4所示的非线性电感器产生的磁场偏离CRT的传统装置的立体视图。
图8是本发明的非线性电感器的立体视图。
图1表示了行扫描或“回扫”电路的一个例子，它包括连接于高压(100V)电源干线V与双极晶体管开关11的集电极之间的电感器10。晶体管11的发射极接地。电容器12连接于晶体管11的集电极与地之间，而二极管13与电容器12并联用以将电流从地导向晶体管11的集电极。一对行偏转线圈14也与晶体管11的集电极相连。线圈14的电感比电感器10的电感小得多。一个S校正电容器15连接在线圈14与非线性电感器16之间。电容器15补尝由CRT屏幕上偏转角与电子束偏移之间几何关系产生的对称线性误差。电容器15的电容量比电容器12的大得多。非线性电感器16连接在电容器15与地之间。
现在参照图2，工作时，交变方波基电流20以50%的负载周期导通与截止晶体管11。当晶体管11导通时，电流21从电源干线通过电感器10流经晶体管11流向地。电流以与电感器10两端电压V成正比的比率增大。当晶体管11截止时，电流22通过电感器10流入电容器12。随着电容器12充电，其两端电压23升高，于是电感器10两端的电压反相。从而使电感器10中的电流较快速地下降。二极管13阻碍电容器12两端电压在t2处变负，以防止电容器12两端电压发生振荡。现在电流24从地通过二极管13(而不是电容器12)及电感器10流向电源干线。于是，在整个周期上，电感器10都载有锯齿波电流25。因此，可以通过线圈14得到与锯齿波电流25相近的电流。
电容器15将线圈14交流耦合到地，以便从线圈14的电流中除掉任何直流漂移。进一步地说，偏转电流在电容器15的两端产生抛物线电压，该电压是偏转电流的积分。随后，抛物线电压也调制线圈14中的偏转电流，以消除对称线性误差。
现在参看图3，理想情况下，不带S校正或线性校正的偏转电流是对称的、线性的锯齿波电流25。然而，实际上，偏转电流是非对称、非线性的锯齿波电流30。与频率有关的、来自电路内复杂寄生阻抗的能量消耗在偏转电流中产生了非对称、非线性。该非对称偏转电流30引起一种漂移，即电子束的非线性行漂移。这产生了如图中交叉线31所示的失真图象。
参看图4，一个非线性电感器16的例子，它包括一个承载电感线圈41的哑铃形铁氧磁芯40。永磁铁42贴在磁芯40上。磁铁42引起电感器16的电感L随线圈41中流动的电流I的变化作非线性变化。图5中图示了电感器16的非线性函数。
现在参看图6，波形50表示电感L响应线圈41中流动的锯齿波电流I25在最大值Lmax与最小值Lmin之间的变化。于是，在某一特定频率下，电感器16的阻抗也在最大值与最小值之间变化。所以，电感器两端的电压信号51就会下降。
再回过来参看图1，线圈14与电感器16形成一个分压器。工作时，流经线圈14的锯齿波偏转电流在电感器16两端部生电压信号51。电压信号51调幅电容器电压23，以这种方式消除偏转电流上寄生阻抗的影响。
现在参照图7，如上所述，通过在铁氧体磁芯110上，靠近非线性电感器16设置另一块磁铁100可以使非线性电感器16的磁场偏离CRT。然而，从图7可以理解到，另一块磁铁提供的偏转对其相对于CRT及非线性电感器的位置非常敏感。而且也能理解到，为了安装这另一块磁铁，必须留出印刷电路板的空间。
现在参看图8，本发明非线性电感器的一个例子包括承载电感线圈41的哑铃形铁氧体磁芯或线圈架40。一个第一永磁铁42贴在线圈架40的一端。磁铁42引起电感器16的电感L随着在线圈41中流动的电流I的变化作非线性变化。一个第二磁铁200以一种使第二磁铁200的一个磁极面对第一磁铁42相同的磁级的方式，位于第一磁铁之上。一个厚度不变的绝缘体210将第二磁铁与第一磁铁42隔开。第一磁铁与第二磁铁的磁特性曲线基本上相同，并且确定绝缘体的厚度，以便在使用中，第二磁铁能基本上消除由非线性电感器产生的磁场。然而，也可以理解到，在本发明的其它实施例中，第二磁铁的磁性强度可以比第一磁铁的磁性强度小一些，但须足以将非线性电感器的磁场衰减到一个可接受的水平。
权利要求
1.一种非线性电感器，其特征在于承载电感线圈41的线圈架40；与线圈41相邻的第一永磁铁42；和第二永磁铁200，它以以下方式被设置且相对于该第一磁铁40定向，即能使非线性电感器产生的磁场基本上得到衰减。
2.一种非线性电感器，其特征在于承载电感线圈41的线圈架40;与线圈41相邻的第一永磁铁42;和第二永磁铁200，它以以下方式被设置用相对于第一磁铁定位，即能使其产生的磁场与第一磁铁42产生的磁场相反。
3.一种用于阴极射线管显示装置的行扫描电路，该电路的特征在于包括如权利要求1所述的非线性电感器。
4.一种阴极射线管显示装置，其特征在于包括如权利要求3所述的行扫描电路。
全文摘要
用于CRT行扫描电路的非线性电感器，包括承载电感线圈41的线圈架40及与电感线圈41相邻的第一永磁铁42。第二永磁铁200被相对于第一永磁铁42设置且定向，能使非线性电感器产生的磁场基本上被衰减。因为第二磁铁200是全悬置的，所以非线性电感器占用的印刷电路板空间与传统的非线性电感器相同。而且，因为调整第二磁铁200的方向可以基本上消除磁场，所以不需要额外的磁铁来将磁场偏离CRT。
文档编号G09G1/00GK1073037SQ9210961
公开日1993年6月9日 申请日期1992年8月18日 优先权日1991年9月2日
发明者马尔克姆·丹, 特瑞斯·K·景伯斯, 艾恩·D·麦瑞科, 格瑞汗姆·拉克 申请人:国际商业机器公司