专利名称：动态聚焦电压幅值控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子束着屏失真校正装置。
在阴极射线管(CRT)上显示的图象可能遭到畸变或失真，例如对于CRT上电子束扫描易发生的散焦或非线性。这种畸变或失真的出现是因为CRT的电子枪与屏板的距离随电子束的偏转而改变，例如，在水平方向上，通过以水平速率产生具有抛物线状电压分量的动态聚焦电压及将该动态聚焦电压施加给CRT的聚焦电极来动态地改变聚焦电压可获得当电子束在水平方向偏转时出现的散焦的减小。已知可用水平偏转输出级的S整形电容器上产生的S校正电压以水平速率驱动抛物线状电压分量。
电视接收机，计算机或监视器具有使用不同水平扫描频率的偏转电流在同一CRT上选择显示图象信息的能力。当显示根据广播标准规定的电视信号的图象信息时，可以经济地使用速率为16KHz、即所谓1fH速率的水平偏转电流。而当显示高清晰度电视信号或显示监视器数据信号的图象信息时，水平偏转速率将大于32KHz。该高速率被称为2nfH。该值等于或大于1。
在能以多速率工作的视频显示监视器的水平偏转电路输出级中，已知使用开关变换的S电容器可改变电路内S电容器的数目。S电容器的选择是根据所选择的水平偏转频率通过可选择的开关自动地作出的。
当使用非开关式回扫电容器时，水平回扫间隔的长度在不同水平频率时相同。其结果是，在不同的频率时的S校正电压所需幅值可以不同。而动态聚焦电压的抛物线状电压分量的所需幅值将需要相等。因此，希望使在不同水平频率上动态聚焦电压的抛物线状电压分量的幅值控制与S校正电压幅值的控制方式分开。
在实施本发明的一个特征时，在S整形电容器上产生抛物线状水平速率电压。抛物线状电压将通过受控制的可变电压分压器来衰减。分压器的输出被连接到差分放大器的输入端，用于比较及调节抛物线状电压的峰峰幅值并使之等于参考电压。该峰-峰幅值的调整是通过受控制的可变分压器的光敏电阻的阻值控制作出的。衰减的抛物线状电压被高压放大器放大。由此，使衰减变化以控制不同水平频率下动态聚焦电压的抛物线状电压分量的幅值。
在实施另一发明特征时，抛物线状电压则是通过与开关连接的分压器衰减的，及衰减的抛物线状电压被高压放大器放大。衰减器的开关响应于指示所选水平频率的开关控制信号。由此，使衰减变化以控制不同水平频率下动态聚焦电压的抛物线状电压分量的幅值。
实施本发明特征的视频图象装置包括在涉及从多个频率中选择的偏转频率上的第一抛物线信号源。第一抛物线信号具有根据所选频率确定的幅值。包括电阻的分压器具有与第一抛物线信号源连接的输入端，以产生具有相应于电阻值的幅值的衰减抛物线信号。控制电路，它响应于指示第一抛物线信号幅值的控制信号并与电阻连接，用于根据控制信号改变电阻值。响应于衰减抛物线信号及与聚焦电极连接的放大器放大衰减抛物线信号并产生聚焦电极上的动态聚焦电压。
图1及图2表示根据本发明特征的水平偏转电路输出级及包括可控制衰减器的动态聚焦电压发生器；及图3表示根据本发明特征的、图2中衰减器的一个替换例。
图1表示具有多扫描频率功能的电视接收机的水平偏转电路输出级101。级101由产生供电电压B+的调节电源100供电。传统的驱动级103响应于所选水平扫描频率nfH的输入信号107a。驱动级103产生驱动控制信号103a，以控制输出级101的开关晶体管104的开关操作。作为例子，n＝1的值可代表根据给定标准如广播标准的电视信号的水平频率。晶体管104的集电极连接到回扫变压器T0的初级绕组T0W1。晶体管104的集电极也连接到非开关式回扫电容器105。晶体管104的集电极还连接到水平偏转线圈LY，以形成回扫谐振电路。晶体管104的集电极还连接到传统阻尼二极管108。偏转线圈LY与线性电感LIN及非开关式正扫电容或S电容CS1连接。电容CS1连接在端子25及参考电位或地GND之间，以使端子25插在电感LIN及S电容CS1之间。
输出级能够产生偏转电流iy。偏转电流iy对于从2fH至2.4fH的范围中选择的任何所选水平扫描频率及所选水平扫描频率1fH具有实质相同的预定幅值。偏转电流iy的幅值控制是通过当水平频率增加时自动增加电压B+来实现的，并反之亦然，由此维持偏转电流iy的恒定幅值。电压B+受到工作在通过变压器反馈绕组T0W0的闭环方式的传统调节电源100的控制。电压幅值B+将根据具有指示电流iy幅值的整流反馈脉冲信号FB来建立。垂直速率抛物线信号E-W以未示出的传统方式产生。信号E-W通常连接到电源100，用于电压B+的垂直速率抛物线分量，以提供左-右失真校正。
开关电路60用于校正电子束着屏误差，如线性度误差。电路60选择地仅将两个正扫或S电容CS2及CS3中的一个与正扫电容CS1相并联。选择连接是根据选择水平扫描频率的频率范围确定的。在开关电路60中，电容器CS2连接在端子25及场效应晶体管(FET)开关Q2的漏极之间。晶体管Q2的源极连接到地GND。保护晶体管Q2上过电压的保护电阻R2并联在晶体管Q2上。
寄存器201提供开关控制信号60a及60b。控制信号60a通过缓冲器98连接到晶体管Q2的栅极。当控制信号60a在第一可选择电平上时，晶体管Q2关断。另一方面，当控制信号60a在第二可选择电平上时，晶体管Q2导通。缓冲器98提供信号60a的所需电平移动，以完成上述传统方式的开关操作。
在开关电路60中，电容器CS3连接在端子25及场效应晶体管(FET)开关Q2’的漏极之间。FET开关Q2’以类似于FET开关Q2受控制的方式受到控制信号60a的控制。因此，缓冲器98’具有类似于缓冲器98的功能。
微处理器208响应频率-数据信号转换器209产生的数据信号209b。信号209B具有指示同步信号HORZ-SYNC或偏转电流iyD的频率的数字值。转换器209譬如包括在信号HORZ-SYNC的给定周期时对时钟脉冲计数的计数器，并根据出现在给定周期中的时钟脉冲数产生字信号209a。微处理机208产生控制数据信号208a，后者连接到寄存器201的输入端。信号208a的值根据信号HORZ-SYNC的水平速率来确定。寄存器201根据数据信号208a控制信号60a及60b，后者的幅值根据信号HORZ-SYNC的频率由信号208a确定。另一方式是，信号208a的值可由未示出的键盘提供的信号109b确定。
当水平偏转电流iy的频率是1fH时，晶体管Q2及Q2’被导通。其结果是，两个S电容CS2及CS3为线路中电容，它们与非开关S电容CS1并联及形成最大S电容值。当水平偏转电流iy的频率等于或大于2fH及小于2.14fH时，晶体管Q2被关断及晶体管Q2’被导通。其结果是，S电容CS2从非开关S电容CS1断接，及S电容CS3与S电容CS1连接以形成中间S电容值。当水平偏转电流iy的频率等于或大于2.14fH时，晶体管Q2及晶体管Q2’被关断。其结果是，S电容CS2及CS3与非开关S电容CS1断接，及形成最小S电容值。电容CS1，CS2或CS3中的偏转电流iy产生S整形抛物线状电压V5。由电容105形成的总回扫电容在不同扫描频率时不改变。因此，在不同扫描频率时回扫间隔具有相同长度。电容器CS1，CS2及CS3的值在不同扫描频率时被选择，以产生不同幅值的抛物线状电压V5。电压V5的不同幅值是需要的，因为回扫间隔长度是恒定的。
图1B表示实施本发明特征的动态聚焦电压发生器99。图1A及1B中相似的符号及标记表示相似的功能部分。图1B的电压V5具有负向回扫峰值。抛物线状电压V5的峰-峰幅值在16KHz或1fH时约为60V，在2fH时约为80V及在2.4fH时约为125V。抛物线状电压V5通过电容器C4容性地连接到电阻R16。
包括电阻R16及电阻CDS的可控分压器或衰减器70在端子120上产生衰减的抛物线状电压V5’。分压器70的衰减是由光耦合器PC1一部分的硫化镉光敏电阻CDS的导电状态确定的。二极管LED发出的光代表来自达林顿晶体管Q10的电流。达林顿晶体管Q10及达林顿晶体管Q11彼此相连接及连接到电阻R19，电阻R23和电阻R24形成差分放大器。达林顿晶体管Q11的基极连接到3V的恒定参考电压，它由12V电源经过由电阻R11及电阻R12组成的分压器分压得到。
电压V5’的DC分量接近0V。其AC分量由电阻R16、CDS及电阻R12确定。电阻CDS的值由发光二极管LED的光能量确定。电压V5’的AC分量即电压V5”通过电容C21连接到达林顿晶体管Q10的基极及箝位二极管D6的阴极。电压V5”的负峰值被箝位二极管D6保持在-0.6V。当达林顿晶体管Q11的基极电压超过+3V电平时电压V5”的正峰值将使达林顿晶体管Q10导通。当达林顿晶体管Q10导通时，电流流过二极管LED并产生光通量。该光通量作用于电阻CDS使其电阻值、电压V5’的幅值及电压V5”的幅值减小。电阻CDS电阻值改变的响应速度很慢。它的作用如负反馈环中的低通滤波器。当V5”的正峰值低于+3V时，晶体管Q10的导通时间缩短，及二极管LED的平均光能量减小，直到建立平衡为止。电压V5”的正峰值则维持正稍大于+3V。电压V5”及V5’的峰-峰值维持在约4V上，与输入频率或峰值无关。
在电阻CDS及R16连接端子120上的驱动电压V5’通过电容器C3、电阻R17及电容器C24容性地连接到聚集放大器97的求和节点输入端121。电阻CDS的增益控制作用调节了端子121上的电压，使其在每个1fH，2fH及2.4fH速率时具有相等的峰-峰值。
电容器C3提供对水平抛物线电压的容性连接。电容器C10容性地连接到以未示出的传统方式产生的垂直抛物线电压V8。聚焦放大器97的直流工作点由电阻R5而不是由抛物线信号确定，因为容性连接消除了直流分量。电容器C24校正由放大器97未示出的杂散输入电容引起相位延迟，由此使水平聚焦校正能正确定时。
在放大器97中，晶体管Q5及晶体管Q6彼此连接形成差分输入级。这些晶体管具有很大的集电极电流对基极电流比率，即β值，以增加端子121上的输入阻抗。晶体管Q5及Q6的基极-发射极电压彼此补偿并减小随温度改变的直流偏压飘移。电阻R11及电阻R12形成分压器，它将+12V的电源电压V10分压为约+3V的偏置晶体管Q6的偏压。对与晶体管Q5及Q6的发射极相连接的发射极电阻R10的值进行选择，以使最大导电电流约为6mA。这保护了高压晶体管Q20。晶体管Q20通过作为开关工作的晶体管Q13与晶体管Q5连接。晶体管Q20以级联方式通过晶体管Q13与晶体管Q5连接。晶体管Q20需要免于过载的保护，因为晶体管Q20仅可耐至多10mA的集电极电流。这是由于放大器97在集电极电流低于6mA时具有高跨导而在高于6mA时具有低跨导来实现的。晶体管Q20、Q13及Q5的级联构型隔离了晶体管Q20集电极-基极结上未示出的Miller电容，由此增加了带宽。该级联构型也使放大器增益与高压晶体管Q20的低β值无关。
图1A中变压器T0的绕组T0W3产生阶形回扫电压，并通过二极管D12整流及电容C13滤波以提供对图1B中的动态聚焦电压发生器99供电的电源电压VSU。有源负载晶体管Q1具有与电源电压VSU连接的集电极。晶体管Q1的基极负载电阻通过包括二极管D7及电容C26的自举或升压结构与电压VSU连接。二极管D5与电阻R1串联并连接到晶体管Q20的集电极。二极管D4连接在晶体管Q1的发射极即端子97a及晶体管Q20的集电极之间。
当端子97a上输出波形的负峰值期间，二极管D7将其阴极上电容C26的的端子箝位在+1600V的电源电压VSU上，及晶体管Q20将电容C16的另一端拉到接近地电位。晶体管Q1由二极管D4及D5的作用保持关断。当端子97a上的电压升高时，存储在电容器C26上的能量通过电阻R1供给晶体管Q1的基极。电阻R1上的电压保持高电位，及晶体管Q1的基极电流亦被维持，甚至当晶体管Q1的集电极-发射极电压接近零时也是如此。因此，晶体管Q1的发射极电流也被维持。端子97a上的正峰值输出则可很接近于+1600V电源电压VSU，而无失真。
电容C1代表聚焦极17及导线杂散电容的和。有源上拉晶体管Q1能从端子97a向充电杂散电容C1供给电流。下拉晶体管Q20能通过二极管D4从电容C1吸收电流。有利的是，有源上拉结构用来获得快速响应时间并降低功耗。放大器97使用分路反馈，通过反馈电阻R2以在端子97a上输出。电阻R17及R2被选择以在端子97a上产生1000V的水平扫描速率电压。其结果是，放大器97的电压增益为几百。
由电压V5产生的水平速率的及由电压V8产生的垂直速率的动态聚焦电压分量通过隔直电容C22容性地连接到CRT的聚焦极17，以产生动态聚焦电压FV。由电阻R28及电阻R29构成的分压器所产生的直流电压分量等于8KV。
当垂直消隐期间及跟随垂直消隐后称为AKB测量间隔、未示出的四个视频行时间期间，周期控制信号V13为“高”状态。信号V13由延迟电路200产生，它使传统垂直消隐信号VERT-BLANK延迟适当视频行数如4行。信号V13通过电阻R26连接到开关晶体管Q15的基极。晶体管Q15的集电极通过电阻R27连接到晶体管Q20的发射极及晶体管Q13的集电极之间的节点上。晶体管Q13的集电极连接到晶体管Q20的发射极，及晶体管Q13的发射极连接到晶体管Q5的集电极。在垂直消隐期间及在AKB测量间隔期间，晶体管Q13被晶体管Q15关断，并阻止电流从晶体管Q5的集电极流到晶体管Q20的发射极。
有利的是，当通过电阻R27及晶体管R15的AKB测量间隔期间维持了Q20的发射极电流。当AKB测量间隔期间电阻R27连接在晶体管Q20的发射极及地之间。当AKB测量间隔期间，电阻R27上通过约11.3V的恒定电压。选择电阻R27的值使晶体管Q20中的恒定电流导致电阻R1上的电压降等于电源电压VSU及端子97a上动态聚焦电压峰值之差。这消除了不希望有的聚焦电压瞬变及首视频行的散焦，否则当AKB测量间隔后的常规动态电压开始时会发生散焦。如果电阻R27未与晶体管Q20的发射极连接，端子97a上放大器97的输出电压将趋于接近+1600V的电源电压VSU幅值。但是，端子97a上波形所需幅值通常为1450V。如果端子97a上放大器97的输出电压变为1600V，当AKB测量间隔期间，在第一可见水平行开始时在图象顶部将发生大的瞬变。该瞬变将不利地使发生在AKB测量间隔随后的第一可见水平行的开始部分散焦。
为了阻止这种大的瞬变，在垂直消隐期间及在AKB测量间隔期间，通过电阻R27对晶体管Q20提供电流通路的晶体管Q15中的电流使端子97a上的输出电压减小。晶体管Q20作为电流源并引起电阻R1上的电压降。在AKB测量间隔期间，端子97a上的动态聚焦电压被设在约等于水平及垂直抛物线分量和的峰值。由此，有利地，显著降低了AKB测量间隔随后的聚焦电压瞬变。
图1C表示开关式衰减器70’，它可用在图1B的电路中代替非开关式衰减器70。图1A、1B及1C中的类似符号及标记表示相似的功能部分。
图1C中的衰减器70’包括电阻R71及电阻R72，它们与图1B的电阻R16形成可控分压器。分压器的衰减由连接到电阻R72的开关晶体管Q20及连接到电阻R71的开关晶体管Q21的导电状态确定。晶体管Q21及Q20分别受控制信号60c及控制信号60d的控制。控制信号60c及60d在图1A的寄存器201中以类似于控制信号60a及60b的方式产生。图1C中的控制信号60c仅当频率等于2.4fH时为“高”状态。控制信号60d当频率等于或大于2fH时为“高”状态。当频率等于1fH时两个信号60c及60d为“低”状态。
当信号60c及60d为“高”状态时，晶体管Q21及Q20分别导通。当晶体管Q20及Q21均关断时，没有衰减，这发生在频率等于1fH时。当晶体管Q20导通及晶体管Q21关断时具有中等衰减，这发生在频率等于2fH时。当晶体管Q20及Q21均导通时具有最大衰减，这发生在频率等于2.4fH时。
选择电阻R16、R17及R72的值，以使得端子121上的电压在每个1fH、2fH及2.4fH速率时具有相等的峰-峰幅值。电阻R16、R17及R72的选择原则在于，使每个1fH、2fH及2.4fH速率时聚焦放大器97的输出端97a上的水平抛物线聚焦校正幅值均衡。在图1C的电路中，不同于图1B，电阻R16的值等于56KΩ。
权利要求
1.视频图象装置，包括包括聚焦极(17)的阴极射线管(10)；在频率涉及从多个频率中选择的偏转频率(fH)上的第一抛物线信号(V5)源，它具有根据所选频率确定的幅值；其特征在于包括第一电阻(CDS)的分压器(CDS，R16)，它具有与所述第一抛物线信号(V5)的所述源连接的输入端，以产生其幅值根据所述第一电阻值的衰减抛物线信号(V5’)；控制电路(70)，它响应指示所述第一抛物线信号(V5)幅值的控制信号并与所述第一电阻(CDS)连接，以根据所述控制信号改变所述第一电阻(CDS)的值；及放大器(97)，它响应所述衰减抛物线信号(V5’)并与所述聚焦极(17)连接来放大所述衰减抛物线信号(V5’)，以在所述聚焦极(17)上产生动态聚焦电压(FV)。
2.根据权利要求1的视频图象装置，其中所述分压器(CDS，R16)还包括第二电阻(R16)，及其中所述控制电路(70)包括放大器(Q10，Q11，R19，R23，R24)它响应所述抛物线信号(V5)，用于根据所述第一抛物线信弓(V5)的幅值调节所述第一及第二电阻(CDS，R16)之间的比率。
3.还包括放大器(Q10，Q11，R19，R23，R24)它响应所述衰减抛物线信号(V5’)，以负反馈方式自动地控制所述衰减抛物线信号(V5’)。
4.根据权利要求1的视频图象装置，其中所述第一电阻(CDS)包括一个光敏电阻。
5.根据权利要求1的视频图象装置，其中所述第一抛物线信号(V5)出现在S整形电容器(CS1，CS2，CS3)上，并容性地(C4)连接到所述分压器(CDS，R16)。
6.视频图象装置，包括包括聚焦极(17)的阴极射线管(10)；在频率涉及从多个频率中选择的偏转频率(fH)上的抛物线信号(V5)源，它具有根据所选频率确定的幅值；其特征在于可控开关(Q21，Q20)，它们响应指示所述抛物线状电压(V5)的频率(fH)的信号(60c，60d)，并当选择第一频率时具有第一状态(HIGH，HIGH)及当选择第二频率时具有第二状态(LOW，LOW)。包括电阻(R16)的分压器(R16，R71，R72)，它与所述开关(Q21，Q20)连接，用于当选择第一频率时选择所述电阻，及当选择第二频率时不选择所述电阻，以产生衰减抛物线信号(V5’)，以使所述分压器的衰减根据所述开关的状态确定；及放大器(97)，它响应所述衰减抛物线信号(V5’)并与所述聚焦极(17)连接来放大所述衰减抛物线信号(V5’)，以在所述聚焦极(17)上产生动态聚焦电压(FV)。
7.视频图象装置，包括包括聚焦极(17)的阴极射线管(10)；在频率涉及从多个频率中选择的偏转频率(fH)上的第一抛物线信号(V5)源，它具有根据所选频率确定的幅值；其特征在于包括第一阻抗(CDS)的分压器(CDS，R16)，它具有与所述第一抛物线信号(V5)的所述源连接的输入端，以产生其幅值根据所述第一阻抗值的分压抛物线信号(V5’)；控制电路(70)，它响应所述分压抛物线信号(V5’)，并与所述第一阻抗(CDS)连接，以根据连接到所述聚焦极(17)的所述分压抛物线信号(V5’)来在所述聚焦极(17)上产生动态聚焦电压(FV)。
8.视频图象装置，包括包括聚焦极(17)的阴极射线管(10)；在频率涉及从多个频率中选择的偏转频率(fH)上的第一抛物线信号(V5)源，它具有根据所选频率确定的幅值；其特征在于包括第一阻抗(CDS)的分压器(CDS，R16)，它具有与所述第一抛物线信号(V5)的所述源连接的输入端，以产生其幅值根据所述第一阻抗(CDS)值的分压抛物线信号(V5’)；控制电路(70)，它响应控制信号并与所述第一阻抗(CDS)连接，以根据所述第一控制信号以连续非开关方式改变所述第一阻抗(CDS)的所述值，所述分压抛物线信号(V5’)与所述聚焦电极(17)连接，以在所述聚焦电极(17)上产生动态聚焦电压(FV)。
全文摘要
电阻分压器响应于工作在选择的偏转频率上的偏转电路的S整形电容器中产生的抛物线状电压。该分压器包括可控电阻网络,用于根据所选偏转频率自动地选择分压器的衰减系数。放大器响应衰减抛物线状电压来在放大器输出端上产生周期输出电压,它被容性地连接到聚焦极以产生动态聚焦电压。在第一实施例中,可控电阻网络包括光敏电阻以提供自动增益控制。在替换的第二实施例中,分压器被开关转换。
文档编号G09G1/00GK1254231SQ9912191
公开日2000年5月24日 申请日期1999年8月7日 优先权日1998年8月7日
发明者J·B·乔治 申请人:汤姆森消费电子有限公司