专利名称：动态聚焦电压幅度控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射线束着屏畸变矫正装置。
如何从水平偏转输出级的S整形电容器上产生的S矫正电压中得到在水平速率上的抛物线电压是公知的。但是，在其中S整形电容的两个端子都不在交流(AC)地电位，也称为悬浮于地电位之上的偏转电路中，抽取抛物线电压可能会非常讨厌地复杂。因此，在S整形电容悬浮于地电位之上的地方，可能需要生成抛物线形、低电位的动态聚焦波形而不从S整形电容上产生的电压中抽取该波形。例如，用于矫正枕形畸变的二极管调制器型电路就可以使S整形电容悬浮于地参考电位之上。这使得采用在S整形电容上产生的抛物线电压波形产生动态聚焦波形不实用。
电视接收器、计算机显示器或监视器能够利用以选择的不同的水平扫描频率的偏转电流在同一个CRT上显示画面信息。在多频率水平偏转系统中，当偏转电路中的AC波形以不同的频率变化时，可能需要保持动态聚焦波形的峰-峰电压为常数。所要求的动态聚焦电压的抛物线电压分量的幅度可能需要在每个水平偏转频率都保持相同。因此，可能需要控制不同水平频率的动态聚焦电压的抛物线电压分量的幅度。而且，对较新的管子，如“纯平”CRT，可能需要“浴缸”整形的电压波形，而不是动态聚焦电压的抛物线电压分量。
一种视频装置，体现一项创新特征，包括响应输入信号，生成抛物线周期信号，以便在阴极射线管的射线束路径上产生根据所述抛物线周期信号变化的场的抛物线发生器。一个幅度检测器响应所述抛物线周期信号，用以生成指示所述抛物线周期信号的幅度的控制信号。一个响应参考电位的信号和上述控制信号，并耦合到上述抛物线发生器，以便以增益控制负反馈方式调节所述抛物线周期信号的幅度的比较器。
优选实施例描述
图1A表示一种抛物线发生器，体现一种创新特征。图2A、2B、2C和2D表示用于解释图1A所示装置的运行的波形。图1、2A、2B、2C和2D中，相似的符号和标号指示相似的项目或功能。
图1A中的放大器U7A用作误差放大器和低通滤波器。放大器U7A在其非反相输入端接收由电阻R50和R51构成的分压器所确定的基准电压。增益控制电压V56通过电阻R57耦合到放大器U7A的反相输入端。相对恒定的直流(DC)电压VU7A耦合到矩形波发生器160的上拉电阻(Pull-up resistor)R54。电压VU7A通过电阻R54耦合到开关晶体管Q21的集电极和矩形波发生器160的相位延迟电容C38。
回扫脉冲电压发生器V22产生如图2D所示具有频率，比如32kHz以及相应的周期H的水平回扫脉冲电压波形VFB。水平回扫脉冲电压波形VFB的频率可以从一频率范围内选择。在电视接收器中，水平回扫脉冲电压波形VFB将从未示出的用于以常规方式向水平偏转输出级供电的回扫变压器或输入电抗线圈中产生。回扫脉冲电压波形VFB的频率和相位与未示出的偏转线圈中的水平偏转电流相同。回扫脉冲电压波形VFB通过图1A中的基极电阻R58耦合到晶体管Q21的基极，以控制晶体管Q21的开关动作。晶体管Q21的开关动作在图1A所示的晶体管Q21的集电极上和电容C38两端，产生图2B所示的矩形波V21，其频率为选定的水平频率。电容C38提供矩形波电压V21的相移。矩形波电压V21的相移用于提供动态聚焦波形对中。实际上发现，为了提供矩形波形V21的相移，要求一个附加电容C58与晶体管Q21的基极电阻R58并联布置。
在晶体管Q21的集电极产生的幅度控制的矩形电压波形V21被单位增益缓冲放大器U8A缓冲，以产生图2B所示的缓冲输出矩形电压波形VU8A。矩形电压波形VU8A通过图1A所示电容C32容性耦合到具有常规拓扑结构的二重积分器150。电容C32防止矩形电压波形VU8A的DC分量将二重积分器150的输出电压VU9A驱动到其工作范围之外。但是，在一种未示出的实施例中，可以使用两个级联的单重积分器。需要缓冲放大器U8A，来防止二重积分器150的变化的输入阻抗使矩形电压波形VU8A畸变。这样，缓冲放大器U8A为二重积分器150提供恒定的驱动阻抗。
二重积分器150从图2B所示的矩形电压波形VU8A生成图2A所示的水平抛物线电压波形VU9A，其相位和频率均锁定在图2D所示的信号VFB。图1A所示的二重积分器或抛物线发生器150包括放大器U9A。由电阻R63和电阻R64的串连装置所组成的输入网络耦合在电容C32与放大器U9A的反相输入端之间。电容C35耦合在地和电阻R64与R63的连接之间。交流(AC)反馈网络包括积分电容C33和积分电容C34的串连装置，该串连装置耦合在放大器U9A的输出端V9Aa和放大器U9A的反相输入端之间。电阻R65耦合在地和电容C33与C34的连接之间。具有比二重积分器的任何元件大的多的阻抗的DC反馈电阻R62用于建立工作放大器U9A的DC工作点。如果没有电阻R62，二重积分器150的DC失调电压将会引起如图1A所示的放大器U9A的如图2A所示的输出电压VU9A达到约等于放大器U9A的电源电压V-或V+的电平，并一直保持在该电平。放大器U9A的输出电压VU9A耦合到峰-峰值检测器161的交流耦合电容C29。不过，在未示出的一种实施例中，可以采样峰值检测器。
峰-峰值检测器161还包括二极管D20，其具有耦合到电容C29的靠端子U9Aa较远的极板的阴极和耦合到地电位的阳极，用于提供电压倍增。二极管D19的阳极耦合到电容C29和二极管D20之间的一个端子，阴极耦合到滤波电容C30和泄露电阻R56，以产生输出电压V56。如前所述，增益控制电压V56耦合到放大器U7A的反相输入端，并与电阻R50和电阻R51之间的端子处产生的参考电压电平相比较。从而在例如从水平偏转频率的一范围内所选择的每一水平偏转频率，放大器U9A的抛物线电压VU9A的幅度保持相同。
例如，当电压VU9A的峰-峰幅度趋向增大时，电压V56也趋向增大。从而，放大器U7A的电压VU7A趋向减小。结果，电压V21的峰-峰幅度趋向减小。电压V21的峰-峰幅度的减小趋向在某种意义上使得电压VU9A的峰-峰幅度减小，以便保持电压VU9A的峰-峰幅度为恒定值。
放大器U9A的输出电压VU9A还耦合到整形电路151的电容C28。电阻R55耦合到电阻R52和与二极管D18串连耦合的电阻R53的并联装置，以形成非线性分压器。当二极管D18导通时，在缓冲放大器U10A的非反相输入端产生的电压由电阻R55与电阻R52和电阻R53的并联装置之间的比例系数建立。缓冲放大器U10A生成如图2C所示的具有修改的浴缸形状的水平速率驱动电压V5’。水平速率驱动电压V5’在每一偏转频率具有相同的幅度。
当图1所示二极管D18不导通时，电阻R53不影响图2C所示的水平速率驱动电压V5’。因此，图1A所示信号VU9A通过比D18导通时，例如在图2C所示电压V5’中的部分85，更小的衰减耦合到放大器U10A。从而，浴缸整形的电压V5’，在部分85，在水平扫描的中心期间被限幅。对浴缸整形的电压V5’所做的限幅比例在水平扫描的中心是受控的。
图1B表示动态聚焦电压放大器97。在图1A、1B、2A、2B、2C以及2D中，相似的符号和标号指示相似的项目或功能。
图1B所示的在端子120产生的水平速率驱动电压V5’通过与电阻R17串联耦合的电容C3容性耦合到晶体管Q5的基极。电容C10将以未示出的常规方式产生的垂直抛物线V8容性耦合到端子121。聚焦放大器97的直流工作点由电阻R5和电阻R2确定，而不是由抛物线信号确定，因为容性耦合可消除直流分量。电容C24矫正由放大器97的未示出的寄生输入电容引起的相位延迟，以使得水平聚焦矫正正确定时。
在放大器97中，晶体管Q5和晶体管Q6相互耦合以形成一个差动输入级。这些晶体管有很高的称作β的集电极电流——基极电流比，以增加端子121处的输入阻抗。晶体管Q5和Q6的基射结电压相互补偿，减少温度变化时直流偏压的漂移。电阻R11和电阻R12形成分压器，作用于+12V的电源电压，以给晶体管Q6提供约+2.6V的基极偏置电压。耦合到晶体管Q5和Q6的发射极的发射极电阻R10的阻值的选择要使得导通最大电流约6mA。这会保护高压晶体管Q20。晶体管Q20通过作为开关工作的晶体管Q13耦合到晶体管Q5。晶体管Q20通过晶体管Q13以共射共基配置的方式耦合到晶体管Q5。晶体管Q20需要被保护，以免遭过度驱动(over-driven)，因为晶体管Q20只能容许最高10mA的集电极电流。这一点可以实现，因为放大器97在集电极电流高至6mA时具有高的互导，而在6mA以上时具有低的互导。晶体管Q20、Q13和Q5的共射共基配置使晶体管Q20的集基结上未示出的Miller电容隔离，从而增加了带宽。共射共基配置还使得放大器增益不受高压晶体管Q20的低β的影响。
电源电压VSU以常规方式产生，以给动态聚焦电压放大器97供电。有源上拉晶体管Q1的集电极耦合到电源电压VSU。晶体管Q1的基极上拉电阻R1通过包括二极管D7和电容C26的自举或升压装置耦合到电压VSU。二极管D5与电阻R1串连耦合，并耦合到晶体管Q20的集电极。二极管D4耦合在端子97a处的晶体管Q1的发射极和晶体管Q20的集电极之间。
在端子97a处的输出波形负峰值期间，二极管D7在二极管D7的阴极处将电容器C26的一个线端钳位在+1600V电源电压VSU，而晶体管Q20将电容C26的另一个线端拉到接近地电位。晶体管Q1通过二极管D4和D5的作用保持关断。随着端子97a处的电压升高，储存在电容C26中的能量通过电阻R1馈送到晶体管Q1的基极。电阻R1上的电压保持为高，也就保持了晶体管Q1的基极电流，即使晶体管Q1的集射极电压接近为0。因此，晶体管Q1的发射极电流就被保持。从而，在端子97a处的输出正峰值就能够接近+1600V电源电压VSU，而没有畸变。
电容C1代表聚焦电极17和线路的寄生电容的总和。有源上拉晶体管Q1能够从端子97a生成(sourcing)电流，为寄生电容C1充电。下拉晶体管Q20能够下沉从电容C1发出、通过二极管D4的电流。有利地，上述有源上拉装置被用于获得低功耗的快速响应时间。放大器97通过反馈电阻R2运用端子97a处的输出的并联反馈。电阻R5和R2被选择在端子97a处产生1000V水平速率电压。结果，放大器97的电压增益为几百。
由电压V5’产生的水平速率动态聚焦电压分量和由电压V8产生的垂直速率动态聚焦电压分量通过隔直电容器C22容性耦合到CRT10的聚焦电极17，产生动态聚焦电压FV。由电阻R28和电阻R29形成的分压器所产生的电压FV的直流电压分量等于8kV。
在垂直消隐期间和例如在垂直消隐随后的未示出的四个视频线、也称作AKB测量间隔的时间里，周期控制信号V13处于HIGH状态。信号V13由将常规垂直消隐信号VERT-BLANK延时合适数量的视频线，例如四个线的延时电路200产生。信号V13通过电阻R26耦合到开关晶体管Q15的基极。晶体管Q15的集电极通过电阻R27耦合到晶体管Q20的发射极和晶体管Q13的集电极之间的一个连接端子。晶体管Q13的集电极耦合到晶体管Q20的发射极，晶体管Q13的发射极耦合到晶体管Q5的集电极。在垂直消隐期间和在AKB测量间隔期间，晶体管Q13被晶体管Q15关断，并割断从晶体管Q5的集电极到晶体管Q20的发射极的电流流动。
有利地，在AKB测量间隔期间，Q20的发射极电流通过电阻R27和晶体管Q15保持。电阻R27在AKB测量间隔期间耦合到晶体管Q20的发射极和地之间。在AKB测量间隔期间，电阻R27上有约11.3伏的恒定电压。电阻R27阻值的选择应在晶体管Q20中形成恒定电流，以便于在电阻R1上产生的压降等于电源电压VSU和端子97a处的动态聚焦电压的峰值的差。这样会消除一种不希望的聚焦电压瞬态过程(transient)和第一视频线散焦，否则，当正常的动态聚焦电压在AKB测量间隔之后启动时，就会发生所述的聚焦电压瞬态过程和第一视频线散焦。如果电阻R27不耦合到晶体管Q20的发射极，在端子97a处的放大器97输出电压将趋向于达到电源电压VSU的+1600V。而要求的在端子97a处的波形的峰值通常为1450V。如果在端子97a处的放大器输出电压变为1600V，在AKB测量间隔期间，在画面顶部的第一可见的水平线的开始将会发生很大的瞬态过程。不利地，该瞬态过程将引起跟随AKB测量间隔发生的第一可见的水平线的起始部分散焦。
为防止这种大瞬态过程，具有通过电阻R27到晶体管Q20电流路径的晶体管Q15中的电流在垂直消隐期间和在AKB测量间隔期间减少了端子97a处的输出电压。晶体管Q20作为电流源并在电阻R1上引起电压降。在AKB测量间隔期间，端子97a处的动态聚焦电压被设置为大约等于水平和垂直抛物线分量总和的峰值电平。从而，有利地，在AKB测量间隔之后，聚焦电压瞬态过程被显著减小。
权利要求
1.一种用来在与偏转频率相关频率产生抛物线周期信号(VU9A，图1A)的视频设备，包括在与偏转频率(水平)相关的频率处的输入信号(VFB)的源；响应所述输入信号产生所述抛物线周期信号从而在阴极射线管的射线束路径上产生根据所述抛物线周期信号变化的场的抛物线发生器(U9A)；其特征在于响应所述抛物线周期信号产生指示所述抛物线周期信号的幅度的控制信号(V56)的幅度检测器(D19，D20)；和响应一个参考电位的信号(R50和R51之间)和所述控制信号并耦合到所述抛物线发生器以增益控制负反馈方式调节所述抛物线周期信号幅度的比较器(U7A)。
2.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述输入信号(VFB)是从一频率范围选择的，并且其中所述抛物线周期信号(VU9A)的所述幅度在每个选定的偏转频率以所述增益控制负反馈方式调节。
3.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述抛物线发生器(U9A)包括二重积分器。
4.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述抛物线周期信号(VU9A)耦合到所述阴极射线管的聚焦电极以提供动态聚焦电压。
5.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述幅度检测器(D19，D20)包括构成电压倍增器的峰-峰检测器。
6.根据权利要求1的视频设备，特征还在于响应所述抛物线周期信号(VU9A)产生浴缸整形的输出信号(V5’)，以在所述射线束路径上产生所述场的非线性网络(D18)。
7.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述抛物线发生器(U9A)包括一个响应所述控制信号并耦合到生成所述抛物线周期信号(VU9A)的积分器(C33，R65，C34)的矩形电压发生器(U8A)。
8.根据权利要求1的视频设备，特征在于所述输入信号(VFB)包括偏转电路的一个回扫信号。
9.一种在与偏转频率相关频率处生成周期信号的视频设备，特征在于在与偏转频率(水平)相关的频率处的输入信号(VFB)的源；响应所述输入信号生成所述输出周期信号以在阴极射线管的射线束路径上产生根据所述输出周期信号变化的场的二重积分器(U9A，C33，C34)；以及响应一个参考电位的信号(R50和R51之间)和所述输出周期信号并耦合到所述二重积分器上以增益控制负反馈方式调节所述输出周期信号幅度的比较器(U7A)。
10.一种在与偏转频率相关的频率生成抛物线周期信号(VU9A)的视频设备，特征在于在与偏转频率(水平)相关的频率处的输入信号(VFB)的源；响应所述输入信号产生所述抛物线周期信号(VU9A)的抛物线发生器(U9A)；和响应所述抛物线周期信号产生浴缸整形的输出信号(V5’)以在阴极射线管的射线束路径上产生根据所述浴缸整形输出信号变化的场的非线性网络(D18，R53)。
全文摘要
一种动态聚焦电压发生器包括频率为水平偏转频率的回扫输入信号(VFB)的源。二重积分器(U9A,C33,C34)响应所述输入信号生成抛物线周期信号(VU9A)。幅度检测器(D19,D20)响应所述抛物线周期信号生成指示所述抛物线周期信号的幅度的控制信号(V56)。比较器(U7A)响应参考电位的信号(在R50和R51之间)和所述控制信号并耦合到所述二重积分器,以增益控制负反馈的方式调节所述抛物线周期信号的幅度。非线性网络(D18,R53)响应抛物线周期信号,产生耦合到阴极射线管的聚焦电极的浴缸整形的输出信号(V5’)。
文档编号H04N3/36GK1380789SQ0210606
公开日2002年11月20日 申请日期2002年4月10日 优先权日2001年4月10日
发明者R·J·格里斯, J·A·维尔伯, R·E·费恩斯勒, W·B·阿尔伦 申请人:汤姆森许可公司