DE4443709A1

DE4443709A1 - Bidirektionales Ablenk- und Anzeigesystem

Info

Publication number: DE4443709A1
Application number: DE4443709A
Authority: DE
Inventors: Luc Tripod
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1995-06-14
Also published as: US5652482A; JP3565592B2; KR950022866A; JPH07203238A; CN1110852A; KR100317073B1; GB9325371D0; CN1093349C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von bidirektiona ler Abtastung in Fernsehempfängern, Video-Monitoren und anderen in einem Raster abgetasteten Anzeigevorrichtungen.

Direkt zu anzeigende Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesy steme verwenden magnetische Ablenkung und eine unidirektionale Abtastung unter Benutzung eines Sägezahnstroms mit einem schnel len Rücklauf. Mit der Einführung von Fernseh- und Signalverar beitungsverfahren mit hoher Auflösung (HDTV) zur Verbesserung der Bildqualität sind Anzeigevorrichtungen mit höheren Horizon tal-Abtastraten, z. B. bis hinauf zu 64 kHz erwünscht. Eine Abta strate von 64 kHz entspricht 4f_H, wobei f_H eine übliche Horizon tal-Abtastrate ist, z. B. 15.734 kHz. Aufgrund der kurzen Rück laufzeit führt die Sägezahn-Zeilenablenkung zu hohen Energiever lusten, z. B. etwa 70 Watt (W) bei 64 kHz, starken Strahlungspro blemen und einer erhöhten Belastung des Zeilenausgangs-Transi stors. Diese Nachteile können durch Verwendung einer bidirektio nalen Ablenkung überwunden werden, wobei für die Video-Anzeige sowohl Vorwärts- als auch Rückwärts-Abtastungen verwendet wer den. Das allgemeine Prinzip einer bidirektionalen Abtastung ist in Fig. 1 dargestellt. Zeilen des Rasters werden abwechselnd in Vorwärtsrichtung (von links nach rechts) und in der umgekehrten Richtung (von rechts nach links) abgetastet. Es gibt keinen Rücklauf wie bei einem nur in Vorwärtsrichtung abgetasteten Ra ster. Die Vertikal-Ablenkung ist während jeder Zeilenabtastung konstant.

Das Hauptproblem bei bidirektionalen Ablenksystemen besteht darin, eine gute Ausrichtung von zwei benachbarten Zeilen zu er reichen, um den Reißverschlußeffekt zu vermeiden. Ein bidirek tionales Raster mit guter Ausrichtung ist in Fig. 2(a) darge stellt. Ein bidirektionales Raster mit schlechter Ausrichtung mit ersichtlichem Reißverschlußeffekt ist in Fig. 2(b) darge stellt.

Bekannte Verfahren zur bidirektionalen Abtastung verwenden eine sinusförmige Horizontal-Ablenkwellenform.

Messungen haben gezeigt, daß die Hysterese des Ferrits des Jochs nur eine Randwirkung auf die Leuchtpunktlage ausübt (beispielsweise +/- 0,8 mm in der Mitte einer 36 Zoll-Röhre). Daher ist es in einer ersten Annäherung ausreichend, ein hohes Maß an Spiegelsymmetrie der Verläufe des Jochstroms bei der Vor wärts- und Rückwärts-Abtastung zu garantieren, was in Fig. 3(a) gezeigt ist, um eine gute Video-Zeilenausrichtung zu erreichen.

Im Gegensatz zu einer sinusförmigen Ablenkung, die in dem Stand der Technik vorgeschlagen wird, erlauben "S"-förmige drei eckige Zeit-Ablenkschaltungen eine Erhöhung des traditionellen nicht-austastenden Tastverhältnisses von 80% bis nahezu 100%, d. h. die Horizontal-Austastperiode ist sehr sehr kurz. Demzu folge kann eine Erhöhung in der Helligkeit und der horizontalen Auflösung von 20% ohne Erhöhung des Spitzenstrahlstroms erreicht werden. Im Falle einer sinusförmigen Ablenkung wird die aktive Zeit auf etwa 70% vermindert.

Eine Zeilenablenkschaltung hat einen aktiven Schalter zur Zuführung einer Rechteckwellen-Ausgangsspannung mit der halben Zeilenfrequenz und mit einem Tastverhältnis von 50% zu einem der Anschlüsse der Ablenkspule. Der andere ist mit dem Ausgang eines Leistungsverstärkers verbunden, der hauptsächlich als negativer Widerstand für den Ablenkstrom dient. Ein Tangential-Kondensator kann in Reihe mit dem Joch geschaltet werden. Der Null-Durch gangsaugenblick des Ablenkstroms wird gemessen und durch Steue rung des Wertes des negativen Widerstandes zeilenzentriert ge halten. Andere sekundäre Korrekturvariable (z. B. Getterverluste und Hysteresekompensation) können einem der Eingänge des Lei stungsverstärkers zugeführt werden.

Ein bidirektionales Horizontal-Ablenksystem gemäß der Erfin dung umfaßt: ein Horizontal-Ablenkjoch mit Eingangs- und Aus gangsanschlüssen; eine Quelle für ein symmetrisches Rechteck wellensignal mit dem Mittelwert Null, das dem Eingangsanschluß zugeführt wird; und einen negativen Widerstand, der mit dem Aus gangsanschluß verbunden ist und einen negativen Widerstandswert hat, der Widerstandsverluste in dem Joch kompensiert, wobei ein Jochstrom, der in dem Joch ansprechend auf das Rechteckwellensi gnal erzeugt wird, eine symmetrische dreieckige Wellenform auf weist.

Das Rechteckwellensignal kann dem Eingangsanschluß über eine S-formende Kapazität zugeführt werden, was auch den Mittelwert Null sicherstellt.

Das System kann ferner eine Null-Durchgangs-Steuerschleife für den Jochstrom enthalten, wobei der negative Widerstandswert so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Null-Durchgänge des Jochstroms zeitgleich mit jeweils der Mitte aufeinanderfolgender Horizontal-Abtastzeilen auftreten. Die Null-Durchgangs-Steuer schleife kann einen Phasendetektor enthalten, um einen Pegel übergang eines binären Steuersignals, in dem der Pegelübergang zeitgleich mit jeweils der Mitte der aufeinanderfolgenden Hori zontal-Abtastzeilen und mit jeweils allen aufeinanderfolgenden Null-Durchgängen des Jochstroms auftritt, in der Phase abzuglei chen.

Das System kann ferner eine Schaltzeit-Steuerschleife für das Rechteckwellensignal enthalten, wobei die Quelle für die Rechteckwelle so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Pegel übergänge des Rechteckwellensignals zeitgleich mit aufeinander folgenden Wechseln der Abtastrichtung auftreten. Das die aufein ander folgenden Wechsel der Abtastrichtung darstellende Signal kann ein Tastverhältnis von 50% haben, wodurch die Symmetrie des Rechteckwellensignals sichergestellt wird.

Die Schaltzeit-Steuerschleife kann Binärsignal-Flankendetek toren enthalten, die bestimmen, ob die Pegelübergänge des Rechteckwellensignals vor oder nach Pegelübergängen eines binären Steuersignals auftreten, wobei die Pegelübergänge des binären Steuersignals zeitgleich mit den aufeinanderfolgenden Wechseln der Abtastrichtung auftreten.

Die Erfindung kann auch in einem Video-Anzeigesystem verkör pert sein mit: einer Video-Anzeige; einem Video-Prozessor mit Speicherblöcken zum Speichern aufeinanderfolgender Zeilen mit Video-Daten, wobei eine erste Gruppe von alternierenden Zeilen mit Video-Daten aus den Speicherblöcken in aufsteigender Reihen folge und eine zweite Gruppe von verbleibenden alternierenden Zeilen mit Video-Daten in umgekehrter Reihenfolge aus den Speicherblöcken ausgelesen werden; und einem Horizontal-Ab lenkjoch, das Eingangs- und Ausgangsanschlüsse hat, wobei das Anzeigesystem gekennzeichnet ist durch: eine Quelle für ein sym metrisches Rechteckwellensignal mit dem Mittelwert Null, das dem Eingangsanschluß zugeführt wird; und einen negativen Widerstand, der mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist und einen negativen Widerstandswert hat, der Widerstandsverluste in dem Joch kompen siert, wobei ein Jochstrom, der in dem Joch ansprechend auf das Rechteckwellensignal erzeugt wird, eine symmetrische dreieckige Wellenform hat.

Das Rechteckwellensignal kann auch dem Eingangsanschluß über eine S-formende Kapazität zugeführt werden, die ebenfalls den Mittelwert Null sicherstellt.

Der Video-Prozessor kann ein erstes Steuersignal mit Pegel übergängen erzeugen, die identifizieren, wenn jeweils eine Hälfte aufeinanderfolgender Video-Zeilen aus einem der Speicher blöcke ausgelesen worden ist, und der Video-Prozessor kann ein zweites Steuersignal mit Pegelübergängen erzeugen, die jeden Wechsel der Abtastrichtung vor dem Auslesen jeder Video-Zeile aus einem der Speicherblöcke identifizieren.

Das System kann ferner eine Null-Durchgangs-Steuerschleife für den Jochstrom und eine Schaltzeit-Steuerschleife für das Rechteckwellensignal enthalten. Die Null-Durchgangs-Steuer schleife kann einen Phasendetektor enthalten, um die Pegelüber gänge eines ersten Steuersignals in der Phase mit jedem aufein anderfolgenden Null-Durchgang des Jochstroms abzugleichen. Die Schaltzeit-Steuerschleife kann Binärsignal-Flankendetektoren enthalten, die bestimmen, ob die Pegelübergänge des Rechteckwel lensignals vor oder nach den Pegelübergängen des zweiten Steuer signals auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 ein Diagramm, das nützlich zur Erklärung der bi direktionalen Abtastung ist,

Fig. 2(a) und 2(b) Diagramme, die nützlich zur Erklärung einer guten bzw. schlechten Zeilenausrichtung bei der bidirektionalen Abtastung sind,

Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) Wellenformen, die nützlich zur Erklärung der Spiegelsymmetrie von dreieckigen Ablenkströmen sind,

Fig. 4 ein Schaltbild, das nützlich zur Erklärung des Prinzips der Erzeugung eines dreieckförmigen Rechteckstroms ist,

Fig. 5(a) und 5(b) Wellenformen, die nützlich zur Erklä rung der Wirkungen von Hysterese und einer Kom pensation der Hysterese sind,

Fig. 6 eine Wellenform eines S-geformten dreieckigen Ablenkstroms,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Ablenkschaltung, die einen dreieckigen Ablenkstrom erzeugt,

Fig. 8(a) bis 8(i) ein Zeitverlaufs-Diagramm von Wellen formen, das nützlich zur Erläuterung des Be triebs der in Fig. 7 dargestellten Schaltung ist,

Fig. 9 ein detailliertes Schaltbild einer ersten Aus führungsform der Horizontal-Ablenkschaltung mit Dreieckstrom,

Fig. 10 ein detailliertes Schaltbild einer Schaltzeit- Steuerschaltung für die erste Ausführungsform,

Fig. 11 ein detailliertes Schaltbild einer Null-Durch gangs-Steuerschaltung für die erste Ausführungs form,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Teils eines Horizon tal-Ablenksystems mit Dreieckstrom gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 13 ein detailliertes Schaltbild eines Teils eines Horizontal-Ablenksystems für die zweite Ausfüh rungsform.

Das allgemeine Prinzip einer bidirektionalen Abtastung ist in Fig. 1 dargestellt. Zeilen des Rasters werden alternierend in der Vorwärtsrichtung (von links nach rechts) und in der umge kehrten Richtung (von rechts nach links) abgetastet. Eine erste Konsequenz der bidirektionalen Abtastung besteht darin, daß die Videosignale jeder Zeile in einem Speicher gespeichert werden müssen und jede zweite gespeicherte Zeile mit Videosignalen aus dem Speicher in umgekehrter Reihenfolge ausgelesen werden muß. Dies ist in einem Empfänger, der bereits zur Digitalisierung von Videosignalen oder zum Empfang von digitalen Videosignalen aus gerüstet ist, nicht schwierig oder besonders teuer. Ein solcher Empfänger könnte digitalisierte Videosignale verwenden, bei spielsweise, um fortschrittliche Anzeigearten auszuführen, um eine Zeilenverdoppelung für Horizontal-Abtastung ohne Zeilen sprung, mit doppelter Rate auszuführen, oder um Signale aus di gitalen Quellen zu verarbeiten, um nur einige zu nennen. Eine zweite Konsequenz besteht darin, daß eine Vertikal-Ablenkschal tung vorgesehen werden muß, bei der die Zeilen als paralleler und horizontaler Pegel angezeigt werden, anstatt mit kleinem ab wärts gerichteten Verlauf eines üblichen Rasters. Solche Verti kal-Ablenkschaltungen sind bekannt. Eine dritte Konsequenz be steht darin, daß kein Rücklaufimpuls vorhanden ist und daher keine aus dem Rücklauf abgeleiteten Stromversorgungen. Die Not wendigkeit und die Kosten einer Hochspannungs-Versorgung und an derer davon abgeleiteten Stromversorgungen müssen in Betracht gezogen werden. An einem gewissen Punkt jedoch, beispielsweise vielleicht bei vierfachen Horizontal-Abtastraten, d. h. 4f_H, kann eine unidirektionale Abtastung einfach unpraktisch sein.

Das Hauptproblem bei bidirektionalen Ablenksystemen ist die Erzielung einer guten Ausrichtung von zwei benachbarten Zeilen, um den Reißverschlußeffekt zu vermeiden. Ein bidirektionales Ra ster mit guter Ausrichtung ist in Fig. 2(a) gezeigt. Spalten von Pixeln, die vertikal ausgerichtet sein sollten, sind vertikal ausgerichtet. Ein bidirektionales Raster mit schlechter Aus richtung, was durch den Reißverschlußeffekt ersichtlich ist, ist in Fig. 2(b) dargestellt. Spalten von Pixeln, die vertikal ausgerichtet sein sollten, sind nicht vertikal ausgerichtet. Ein bidirektionales Raster mit guter Ausrichtung kann mit den erfin dungsgemäßen Anordnungen mit einem dreieckigen Ablenkstrom er reicht werden.

Ein perfekter symmetrischer dreieckiger Ablenkstrom ist in Fig. 3(a) dargestellt. Die Zeitperiode tf der Vorwärts-Abtastung ist gleich der Zeitperiode tb der umgekehrten Abtastung. Eine erste Art einer schlechten Spiegelsymmetrie ist in Fig. 3(b) dargestellt, die auftritt, wenn die Null-Durchgänge des Ablenk stroms nicht auf den horizontalen Zeilen zentriert sind. Eine zweite Art einer schlechten Spiegelsymmetrie ist in Fig. 3(c) dargestellt, die auftritt, wenn die Rechteckwelle nicht symme trisch ist. Die Zeitperiode tf der Vorwärts-Abtastung ist nicht gleich der Zeitperiode tb der umgekehrten Abtastung.

Fig. 4 zeigt eine grundlegende Ablenkschaltung 10 mit drei eckigem Strom. Eine Ablenkspule 12 hat einen Eingangsanschluß 14 und einen Ausgangsanschluß 16. Das Joch hat einen Induktivitäts wert von L_H und einen Widerstandswert von R_H. Der Eingangsan schluß 14 der Ablenkspule wird von einer gleichspannungsfreien (Mittelwert Null) Rechteckwellenspannung V₁ mit einem Tastver hältnis von genau 50% angesteuert. Der Ausgangsanschluß 16 ist mit einem negativen Widerstand 18 verbunden, der einen Wider standswert von -R_H hat, der Widerstandsverluste des Jochstroms (beispielsweise Kupfer, Wirbelstrom, Schalterwiderstand usw.) kompensiert. Die Eingangs-Rechteckwelle V₁ "sieht" eine verlust lose Induktivität, und der Jochstrom I_LH ist ein echtes Integral der Eingangsspannung, nämlich eine symmetrische dreieckige Wel lenform. Diese Strom-Wellenform erfüllt die strengen Erforder nisse für Spiegelsymmetrie bei bidirektionaler Ablenkung, was in Fig. 3(a) dargestellt ist. Die Spannung VR an dem negativen Wi derstand -R_H hat ebenfalls eine symmetrische dreieckige Wellen form.

In der Praxis werden die Widerstandsverluste im Jochstrom nicht vollständig unwirksam gemacht, da es möglich ist, kleine Nicht-Linearitäts-Fehler infolge von Hysterese dadurch zu kom pensieren, daß ein kleiner restlicher Widerstand in der Joch- Stromschleife belassen wird. Bildpunktlage-Fehler sind in Fig. 5(a) dargestellt. Mit dem Joch kann aus zwei Gründen ein Konden sator in Serie geschaltet werden: um jegliche Gleichstromkompo nenten der Eingangs-Rechteckwellenspannung zu blockieren; und um dem Ablenkstrom eine "S"-Form zu geben, was bei modernen Bild röhren erforderlich ist. Fig. 5(b) zeigt die Kompensation für die Hysterese-Nicht-Linearität. Der in Fig. 6 dargestellte re sultierende Ablenkstrom ist der lineare Teil einer ungedämpften Sinuswelle mit der Frequenz f_O. Die Frequenz f_O ist die Reso nanzfrequenz der Reihen-Resonanzschaltung L_H und C_S, worin L_H die Induktivität des Joches und C_S die S-formende Kopplungskapa zität ist. Insbesondere kann die Frequenz f_O definiert werden als:

Fig. 7 zeigt eine grundlegende Schaltung für ein Video-An zeigesystem 20, das das in Fig. 4 dargestellte bidirektionale Ablenksystem 10 mit dreieckigem Strom verkörpert. Bei dem Anzei gesystem enthält ein digitaler Video-Prozessor 22 einen Zeilen verdoppler zum Umwandeln des Videosignals in ein Format, das für eine 2f_H-Abtastung geeignet ist. Als Folge der bidirektionalen Abtastung ist eine Zeitinversion des Videosignals in alternie rende Zeilen erforderlich. Diese Funktion wird in der Video-Ver arbeitungsschaltung durch Speicherung jeder ankommenden Zeile in einem Speicher und deren zweifaches Auslesen mit doppelter Ge schwindigkeit realisiert, zunächst in der ankommenden Reihen folge und dann in der entgegengesetzten Reihenfolge. Dies führt zu einer doppelten Zeilengeschwindigkeit, nämlich 2f_H. Ein Ein gangs-RGB-Signal bei 1f_H ist in Fig. 8(a) dargestellt. Ein Aus gangs-RGB-Signal mit 2f_H ist in Fig. 8(b) dargestellt. Eine Vi deo-Ausgangsstufe 24 liefert Signale zur Ansteuerung einer Ka thodenstrahlröhre 26.

Der Video-Prozessor liefert ferner Takt/Synchronisationssignale, die zur Erzeugung eines Rasters mit guter Spiegelsymmetrie notwendig sind, einschließlich ein Abtast-Richtungssignal (SD) und ein Zeilen-Mittensignal (LC). Das in Fig. 8(c) dargestellte SD-Signal ist ein Eingang zu einer Schaltzeit-Steuerung 28. Das SD-Signal zeigt an, ob der Zeilen speicher im Prozessor 22 in ankommender oder entgegengesetzter Reihenfolge ausgelesen wird, d. h. ob die Ablenkung vorwärts oder rückwärts abtasten soll. Die in Fig. 8(d) dargestellten Flanken des LC-Signals zeigen die Mitte der Video-Information einer Zeile an, d. h. wenn die halbe Anzahl von Bildelementen (oder Pi xeln) aus dem Speicher gelesen wird.

Das Rechteckwellen-Spannungssignal V₁ wird durch eine Schal tanordnung 36 mit Schaltern S₁ und S₂ in einer Halbbrücken-Kon figuration erzeugt. Die Schalter S₁ und S₂ arbeiten in Abhängig keit von der Schaltzeitsteuerung 28. Da die Abtastrichtung ein Ergebnis des Zustandes des Rechteckwellen-Spannungssignals V₁ ist, müssen die Flanken des Signals V₁ mit den Flanken des SD- Signals verriegelt werden. Dies kann durch Steuerung der Aus schaltzeiten der Schalter S₁ und S₂ erfolgen, da die Pegelüber gänge des Signals V₁ durch ein Ausschalten der Schalter S₁ oder S₂ verursacht werden. Wenn das Signal SD ein logisches NIEDRIG ist, ist die Rechteckwellenspannung V₁ ein logisches HOCH, wo durch eine Vorwärts-Abtastung bewirkt wird. Wenn das Signal SD HOCH ist, ist die Rechteckwellenspannung V₁ NIEDRIG, wodurch eine umgekehrte Abtastung bewirkt wird.

Das Rechteckwellen-Spannungssignal V₁ wird dem Horizontal- Joch 12 über einen S-formenden Kondensator C_S zugeführt. Der Kondensator C_S stellt ferner sicher, daß das Signal V₁ den Gleichstromwert Null hat, wenn es dem Joch 12 zugeführt wird. Ein Schaltzeit-Detektor 30 überwacht das Signal V₁ an der Ver bindung des S-formenden Kondensators mit dem Joch 12. Der Schaltzeit-Detektor erzeugt ein in Fig. 8(e) dargestelltes Schaltzeitsignal (ST), dessen Flanken die Augenblicke der Pegel übergänge des Signals V₁ darstellen. Die Flanken des Signals V₁ werden in Phase mit dem Signal SD durch die Schaltzeit-Steuerung gehalten, die die Schalt-Augenblicke der Schalter S1 und S2 steuert. Da das Signal SD ein Tastverhältnis von 50% hat, hat auch das Signal V₁ ein Tastverhältnis von 50%.

Der in Fig. 8(i) dargestellte Jochstrom I_LH fließt durch einen Null-Durchgangs-Detektor 34 und den negativen Widerstand 18. Der Null-Durchgangs-Detektor überwacht den Jochstrom I_LH und erzeugt ein in Fig. 8(f) dargestelltes Null-Durchgangs-Signal (ZX), dessen Flanken die Augenblicke der Null-Durchgänge des Jochstroms I_LH darstellen. Das Spannungssignal V_R, das den Span nungsabfall an dem negativen Widerstand 18 darstellt, ist pro portional zu dem durch ihn fließenden Jochstrom, aber von entge gengesetzter Polarität wie der Jochstrom, was in Fig. 8(j) dar gestellt ist. Der Augenblick des Jochstrom-Null-Durchgangs lie fert eine Information über die Verluste in der Ablenk-Schaltung, nämlich je höher die Verluste sind, umso früher in der Zeit ist der Null-Durchgang. Ohne Verluste ist der Null-Durchgang in der Mitte der Zeile.

Das LC-Signal und das ZX-Signal bilden Eingänge zu einer Null-Durchgang-Zeitsteuerung 32. Die Null-Durchgang-Zeitsteue rung regelt den -R_H-Wert des negativen Widerstands 18, so daß das Signal ZX und das Signal LC miteinander in Phase sind. Der Null-Durchgangs-Augenblick des Ablenkstroms wird daher mit den Flanken des Signals LC verriegelt.

Fig. 9 bis 11 sind zusammengenommen eine vollständige Schal tung, die schematisch für eine erste Ausführungsform eines Zei len-Ablenksystems mit dreieckigem Strom ist. Fig. 9 zeigt eine Ablenkschaltung, Fig. 10 eine Schaltzeit-Steuerung und Fig. 11 eine Null-Durchgang-Zeitsteuerung. In Fig. 9 enthält eine Schal tanordnung 36 Transistoren Q₁ und Q₂, die jeweils eine inte grierte inverse Diode haben. Die Transistoren Q₁ und Q₂ sind als Halbbrücken-Schalter ausgebildet, um das Rechteckwellen-Span nungssignal V₁ zu erzeugen. Das Signal V₁ wird dem Joch L_H über den S-Kondensator C_S zugeführt. Der Kondensator C_S vermindert die Änderungsrate (dV/dt) der Übergänge von V₁. Dies ist erfor derlich, um Schwingungen in dem Joch nach den Übergängen zu ver meiden. Die Mitten der Übergänge von V₁ werden durch die Ver gleichsschaltung U1a festgestellt und der Schaltzeit-Steuerung 30 (s. Fig. 10) in Form eines digitalen Signals zugeführt, das als das ST-Signal bezeichnet ist. Ein Netzwerk mit einem Konden sator C₁, der mit dem Schleifer des Potentiometers P₁ verbunden ist, versieht das Signal ST mit einer kleinen einstellbaren Ver zögerung (0 bis 50 nsec), um einen Hystereseversatz und Verzöge rungen des Video-Prozessors 22 und der Ausgangsstufe 24 zu kom pensieren.

Der Wandler T₁ und der Widerstand R₁ wandeln den Jochstrom I_LH in ein Spannungssignal V₂. Der Null-Durchgangs-Augenblick des Signals V₂ wird durch U1b festgestellt und der Null-Durch gang-Zeitsteuerung 32 (s. Fig. 11) in digitaler Form als das ZX- Signal zugeführt. Auch hier wird dem Signal eine kleine ein stellbare Verzögerung durch ein Potentiometer P₂ und einen Kon densator C₂ hinzugefügt, ebenfalls um einen Hystereseversatz und Verzögerungen des Video-Prozessors 22 und der Ausgangsstufe 24 zu kompensieren.

Der negative Widerstand 18 wird durch einen Leistungs-Opera tionsverstärker U2 mit einer durch Transistoren Q₃ und Q₄ gebil deten Klasse-A-Pufferstufe verkörpert, der als invertierender Verstärker mit dem Signal V₂ als Eingangssignal geschaltet ist, worin V_R = -k_*V₂ ist, für k < O. Da das Signal V₂ proportional zum Jochstrom I_LH und das Signal V_R proportional zum Signal V₂ mit entgegengesetzter Polarität ist, erscheint das Signal V_R für I_LH als die Spannung an einem negativen Widerstand. Der Gewinn des Verstärkers hängt von dem EIN-Widerstand des J-FET Q₅ ab, wobei eine Steuerung des Wertes des negativen Widerstands durch Änderung der Gate/Source-Spannung des Transistors Q₅ über ein Signal vorgesehen ist, das als das Linearitäts-Steuerspannungs- Signal (LIN) bezeichnet ist. Der Kondensator C₄ bewirkt eine kleine Phasenverschiebung, um die Verzögerung des Verstärkers zu kompensieren.

Die Amplitude des Rechteckwellen-Spannungssignals V₁ muß mo duliert werden, um die Ost-West-Rasterverzerrung durch eine Ost- West-Korrekturschaltung 38 zu korrigieren. Die Ost-West-Korrek tur kann durch Modulation der Spannung an dem unteren Anschluß des Halbbrücken-Schalters mittels eines Leistungsverstärkers U₃ bewirkt werden, der diesen Punkt mit einem Vertikal-Parabol- Spannungssignal ansteuert. Der Kondensator C₃ liefert einen Weg niedriger Impedanz für den Ablenkstrom, um zu verhindern, daß der Ablenkstrom in den Verstärker fließt.

Gemäß Fig. 10 verriegelt die Schaltzeit-Steuerung 30 die Schaltzeiten des Signals ST, und damit die Flanken des Signals V₁ mit den Schaltzeiten des SD-Signals durch Steuerung des Ti mings der Schalter-Ansteuersignale Drv1 und Drv2. Die Schaltzei ten der fallenden und ansteigenden Flanken des Signals V₁ werden unabhängig jeweils mit ihrer eigenen Steuerschleife gesteuert. Beide Schleifen arbeiten in der gleichen Weise, so daß daher nur die Schleife für die ansteigende Flanke des Signals V₁ oder des Signals ST erklärt wird.

Die Signale SD und ST werden einmal mit einer NAND-Funktion im Gatter U5a und einmal mit einer ODER-Funktion im Gatter U4a kombiniert. Wenn die Flanke des ST-Signals zu früh ist, erzeugt das NAND-Gatter einen schmalen Rückstell-Impuls für das Flip- Flop U7a. Wenn die Flanke des ST-Signals zu spät ist, erzeugt das ODER-Gatter einen Setz-Impuls für das Flip-Flop U7a. Somit wirkt die erste Stufe als Zeitvergleichsanordnung für die Si gnale SD und ST. Der Q-Ausgang des Flip-Flop U7a wird über einen Puffer U8a einem aus einem Widerstand R₄ und einem Kondensator C₅ gebildeten Tiefpaßfilter zugeführt, was zu einer Steuerspan nung VC führt. Während des HOCH-Zustandes des Signals SD ist der Q-Ausgang des Flip-Flop U7a vom Widerstand R₄ durch Unwirksamma chen einer Drei-Zustands-Vorrichtung U8a abgetrennt, da während dieser Zeit das Flip-Flop U7a Information für die zweite Schleife trägt, die eine Zeitmultiplex-Timing-Vergleichsschal tung ist. Ein monostabiler Multivibrator U9a hat eine Ausgangs- Impulsbreite von dem invertierten Q-Ausgang im Bereich von etwa 0,5 bis 2 Mikrosekunden, gesteuert durch die Spannung VC. Eine hohe Spannung führt zu einem kurzen Impuls, und eine niedrige Spannung führt zu einem langen Impuls. Die Stufe wird als span nungsgesteuerte Zeitverzögerung verwendet. Das LC-Signal und das Start-Ein/Aus-Signal (SO/F) sind Eingänge zu einem NAND-Gatter U5c. Der monostabile Multivibrator wird etwa 3 Mikrosekunden vor der fallenden Flanke des Signals SD bei der fallenden Flanke des Ausgangs des NAND-Gatters U5c ausgelöst.

Das Signal SO/F ist ein von der Video-Schaltung synchron zu den Steuersignalen SD und LC erzeugtes Hilfs-Signal. Die Haupt- Funktion des SO/F-Signals ist die abwechselnde Auslösung der mo nostabilen Multivibratoren U9a und U9b, um die in der Breite ge steuerten Ausgangs-Impulse zu erzeugen. Dies wird bei beiden Ausführungsformen durch Kombination des Signals SO/F oder des Signals S/DLY mit dem Signal LC erreicht. Die auslösende Flanke ist die invertierte ansteigende Flanke des Signals S/OF oder des Signals S/DLY. Eine andere Funktion des SO/F-Signals ist die ab wechselnde Rückstellung der Flip-Flops U10a und U10b, um die Leistungs-Transistoren Q₁ und Q₂ abwechselnd einzuschalten. Die fallenden Flanken des SO/F-Signals werden für diesen Zweck ver wendet. Das Abwechseln wird durch Kombinieren des SO/F-Signals mit dem SD-Signal bewirkt. Die Einschaltzeit der Leistungstran sistoren ist nicht kritisch, da das Einschalten lediglich ir gendwann während der ersten Hälfte des Vorlaufs auftreten muß.

Das Ende des in der Breite gesteuerten Impulses vom Flip- Flop U9a löst das Flip-Flop U10a aus, wodurch der Drv1-Ausgang hochgesetzt wird. Dies bewirkt, daß der Transistor Q₁ (s. Fig. 9) abschaltet, was zu einem Übergang von niedrig-zu-hoch des Spannungssignals V₁ führt. Es gibt eine undefinierte Verzögerung (annähernd 1,5 Mikrosekunden) zwischen den Niedrig-zu-hoch-Über gängen von Drv1 und dem Signal V₁, die hauptsächlich durch die Speicherzeit des Schalttransistors verursacht wird. Die Verzöge rung ändert sich mit der Temperatur und der Jochstrom-Amplitude, jedoch wird sie voll durch die Schaltzeit-Steuerung 30 kompen siert. Etwa 1 Mikrosekunde nach der ansteigenden Flanke des Si gnals SD wird der Transistor Q₁ durch Rückstellung des Flip-Flops U10a mit einer Kombination des SD-Signals und des SO/F-Signals, geliefert vom ODER-Gatter U4c eingeschaltet. Die Einschaltzeit ist nicht kritisch, da die in Sperrichtung geschaltete Diode D₁ während der ersten Hälfte des Hinlaufs den Jochstrom leitet.

Gemäß Fig. 11 ist die Null-Durchgangs-Zeitsteuerung 32 die selbe Schaltung wie der erste Teil der Schaltzeit-Steuerung 30, nämlich die Zeitverlaufs-Vergleichsschaltung und das Tiefpaßfil ter. Die Null-Durchgangs-Zeitsteuerung verriegelt die anstei gende Flanke des ZX-Signals mit der fallenden Flanke des LC-Si gnals, indem der Wert des negativen Widerstands -R_H über das LIN-Signal, wie zuvor beschrieben, verändert wird. Aufgrund der Symmetrie des Jochstroms reicht es aus, den Null-Durchgangs-Au genblick des Jochstroms nur für eine Abtastrichtung zu steuern. Die Reihenfolge der Serienschaltung des Null-Durchgangs-Detek tors 34 und des negativen Widerstands 18 kann umgekehrt werden.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Teils einer zweiten Ausführungsform eines Zeilen-Ablenksystems 20′ mit dreieckigem Strom. Teile des Systems, die nicht dargestellt oder nicht in Einzelheiten erläutert werden, entsprechen der ersten Ausfüh rungsform. Bei der zweiten Ausführungsform versorgt ein digita ler Video-Prozessor 22′ eine Schaltzeit-Steuerung 28′ mit dem selben SD-Signal, demselben LC-Signal und einem Startverzöge rungs-Signal (S/DLY). Eine Schaltanordnung 36′ hat einen einzel nen Schalter S3, der durch ein einzelnes Ansteuer-Signal gesteu ert wird, das durch die Schaltzeit-Steuerung 28′ erzeugt wird. Ein symmetrisches Rechteckwellenform-Signal V₁ wird einem Hori zontal-Joch 12 über einen S-formenden Kondensator CS wie bei der ersten Ausführungsform zugeführt. Der Jochstrom fließt durch einen negativen Widerstand 18 und hat wie bei der ersten Ausfüh rungsform eine dreieckige Form.

Fig. 13 veranschaulicht die Einzelheiten des Blockschaltbil des von Fig. 12. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in zweifacher Hinsicht. Zum einen wird ein einzelnes Ansteuer- Signal anstatt von zwei Signalen Drv1 und Drv2 wie bei der er sten Ausführungsform erzeugt. Zweitens werden die Transistoren Q₁ und Q₂ durch einen einzelnen Wandler T3 anstatt durch zwei Transformatoren T2 angesteuert. Monostabile Mulivibratoren U9a und U9b empfangen dieselben entsprechenden Eingangssignale VC und V′C wie in Fig. 10. Die Ausgänge dieser monostabilen Multi vibratoren werden jedoch von den nicht-invertierenden Q-Ausgän gen anstatt von den invertierenden Q-Ausgängen genommen. Die Flip- Flops U10a und U10b werden unterschiedlich benutzt. Das Flip- Flop U10a empfängt das invertierte LC-Signal als D-Eingang und das S/DLY-Signal, das in Fig. 8(h) dargestellt ist, als Taktein gang. Der invertierte Q-Ausgang wird dem D-Eingang des Flip-Flops U10b zugeführt. Die Q-Ausgänge der monostabilen Multivibratoren U9a und U9b sind Eingänge zu einem NOR-Gatter U5c. Der Ausgang des NOR-Gatters U5c ist ein Eingang zum Inverter U6c. Der Aus gang des Inverters U6c ist der Takt-Eingang zum Flip-Flop U10b. Der Q-Ausgang des Flip-Flop U10b ist das einzelne Ansteuersignal DRIVE.

Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Steuerung der beiden Flanken des Signals V₁ dieselbe, und die Steuerung nur einer Flanke wird in Einzelheiten erläutert. Der Multivibrator U9a wird durch die fallende Flanke des NAND-Gatters, das die Si gnale LC und S/DLY empfängt (s. U5c in Fig. 10) etwa 10 Mikrose kunden vor der fallenden Flanke des SD-Signals ausgelöst. Der Impulsbreiten-Ausgang nimmt mit VC zu und umgekehrt, wodurch die spannungsgesteuerte Zeitverzögerung bewirkt wird. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators U9a setzt den Ausgang (das ein zelne Ansteuer-Signal DRIVE) des Flip-Flops U10b über das ODER- Gatter U5c und den Inverter U6c hoch. Dies bewirkt die Abschal tung des Transistors Q₁, was zu einem Niedrig-zu-hoch-Übergang der Spannung V₁ führt. Bei dieser Ausführungsform ist die Ver sorgungsspannung für die Transistoren Q₁ und Q₂ +280 Volt, mehr als doppelt so hoch wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Haupt-Funktion des S/DLY-Signals ist dieselbe wie die des SO/F-Signals bei der ersten Ausführungsform, nämlich abwech selnd die Multivibratoren U9a und U9b auszulösen, um die brei tengesteuerten Ausgangs-Impulse zu erzeugen. Dies wird durch Kombination des S/DLY-Signals mit dem LC-Signal bewirkt. Die auslösende Flanke ist die invertierte ansteigende Flanke des S/DLY-Signals. Eine andere Funktion des S/DLY-Signals, die sich von der des SO/F-Signals unterscheidet, ist die Erzeugung eines Signals (QOFF), das bestimmt, welcher der Leistungs-Transistoren Q₁ und Q₂ abgeschaltet werden soll. Das QOFF-Signal wird durch Verwendung der Signale SD und L/DLY und des Flip-Flops U10a er zeugt. Das QOFF-Signal wird dem D-Eingang des Flip-Flops U10b zu geführt. Wenn das QOFF-Signal niedrig ist, wird der Transistor Q₂ abgeschaltet. Wenn das QOFF-Signal hoch ist, wird der Transi stor Q₁ abgeschaltet. Da beide Leistungs-Transistoren von dem selben Treiber angesteuert werden, enthält das Signal DRIVE nur die Abschaltkommandos. Das Einschalten der Leistungs-Transisto ren erfolgt automatisch innerhalb der Ansteuerstufe.

Die Ansteuerschaltung und die Speicherzeit des Transistors Q₁ bewirken eine undefinierte Verzögerung von annähernd 4 Mikro sekunden zwischen den Niedrig-zu-hoch-Übergängen des Signals DRIVE und dem V₁-Signal. Die Verzögerung schwankt mit der Tempe ratur und der Jochstromamplitude, sie wird aber voll durch die Schaltzeit-Steuerschleife kompensiert. Die Einschaltzeit der Transistoren ist nicht kritisch, weil die integrierten in Sper richtung betriebenen Dioden den Jochstrom unmittelbar nach den Pegelübergängen des Signals V₁ leiten.

Wie bei der ersten Ausführungsform wird das Signal V₁ dem Joch 18 über einen S-formenden Kondensator CS zugeführt. Das Si gnal V₁ wird ferner einem Schaltzeit-Detektor 30 zugeführt, der das ST-Signal erzeugt. Ein Null-Durchgangs-Detektor 34 erzeugt das ZX-Signal.

Claims

1. Bidirektionales Horizontal-Ablenksystem mit einem Ho rizontal-Ablenkjoch (12), das Eingangs- und Ausgangsanschlüsse hat, gekennzeichnet durch
eine Quelle (28, 36) für ein symmetrisches Rechteckwellensi gnal (V₁) mit dem Mittelwert Null, das dem Eingangsanschluß zu geführt wird; und
einen negativen Widerstand (-R_H), der mit dem Ausgangsan schluß verbunden ist und einen negativen Widerstandswert hat, der Widerstandsverluste in dem Joch kompensiert, wobei ein Joch strom (I_LH), der in dem Joch ansprechend auf das Rechteckwellen signal erzeugt wird, eine symmetrische dreieckige Wellenform aufweist (Fig. 8(i)).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechteckwellensignal (V₁) dem Eingangsanschluß über eine S- formende Kapazität (C_S) zugeführt wird.

3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Null-Durchgangs-Steuerschleife (22, 32, 34) für den Jochstrom (I_LH), wobei der negative Widerstandswert (-R_H) so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Null-Durchgänge des Jochstroms zeitgleich mit jeweils der Mitte aufeinanderfolgender Horizon tal-Abtastzeilen auftreten.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Durchgangs-Steuerschleife einen Phasendetektor (32) enthält, um in der Phase einen Pegelübergang eines binären Steu ersignals (LC) abzugleichen, in dem der Pegelübergang zeitgleich mit jeweils der Mitte der aufeinanderfolgenden Horizontal-Ab tastzeilen und mit jeweils den aufeinanderfolgenden Null-Durch gängen (ZX) des Jochstroms (I_LH) auftritt.

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltzeit-Steuerschleife (22, 28, 30, 36) für das Rechteckwel lensignal (V₁), wobei die Quelle (28, 36) für die Rechteckwelle so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Pegelübergänge des Rechteckwellensignals zeitgleich mit aufeinanderfolgenden Wech seln der Abtastrichtung auftreten.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal (SD), das die aufeinanderfolgenden Wechsel der Abta strichtung darstellt, ein Tastverhältnis von 50% hat.

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzeit-Steuerschleife Binärsignal-Flanken-Detektoren (28) enthält, die bestimmen, ob die Pegelübergänge (ST) des Rechteckwellensignals (V₁) vor oder nach Pegelübergängen eines binären Steuersignals (SR) auftreten, wobei die Pegelübergänge des binären Steuersignals zeitgleich mit den aufeinanderfolgen den Wechseln der Abtastrichtung auftreten.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das binäre Steuersignal (SD) ein Tastverhältnis von 50% hat.

9. Bidirektionales Horizontal-Ablenksystem mit einem Ho rizontal-Ablenkjoch (12), das Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist, gekennzeichnet durch:
eine einstellbare Quelle (28, 36) für ein symmetrisches Rechteckwellensignal (V₁), das kapazitiv mit dem Eingangsan schluß gekoppelt ist;
einen negativen Widerstand (-R_H), der mit dem Ausgangsan schluß verbunden ist und einen einstellbaren negativen Wider standswert hat, der Widerstandsverluste in dem Joch kompensiert, wobei ein Jochstrom (I_LH), der in dem Joch ansprechend auf das Rechteckwellensignal erzeugt wird, eine symmetrische dreieckige Wellenform aufweist (Fig. 8(i));
eine Null-Durchgangs-Steuerschleife (22, 32, 34) für den dreieckigen Jochstrom, wobei der negative Widerstandswert so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Null-Durchgänge des Jochstroms zeitgleich mit jeweils der Mitte aufeinanderfolgender Abtastzeilen auftreten; und
eine Schaltzeit-Steuerschleife (22, 28, 30, 36) für das Rechteckwellensignal (V₁), wobei die Quelle für die Rechteck welle so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Pegelübergänge des Rechteckwellensignals zeitgleich mit jedem Wechsel der Abta strichtung auftreten.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechteckwellensignal (V₁) dem Eingangsanschluß über eine S- formende Kapazität (CS) zugeführt wird.

11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal (SD), das die aufeinanderfolgenden Wechsel der Ab tastrichtung darstellt, ein Tastverhältnis von 50% hat.

12. Video-Anzeigesystem mit:
einer Video-Anzeige (26);
einem Video-Prozessor (22) mit Speicherblöcken zum Speichern aufeinanderfolgender Zeilen mit Video-Daten, wobei eine erste Gruppe von alternierenden Zeilen mit Video-Daten aus den Speicherblöcken in aufsteigender Reihenfolge und eine zweite Gruppe von verbleibenden alternierenden Zeilen mit Video-Daten in umgekehrter Reihenfolge aus den Speicherblöcken ausgelesen werden; und
einem Horizontal-Ablenkjoch (12), das Eingangs- und Aus gangsanschlüsse hat, gekennzeichnet durch:
eine Quelle (28, 36) für ein symmetrisches Rechteckwellensi gnal (V₁) mit dem Mittelwert Null, das dem Eingangsanschluß zu geführt wird; und
einen negativen Widerstand (-R_H), der mit dem Ausgangsan schluß verbunden ist und einen negativen Widerstandswert hat, der Widerstandsverluste in dem Joch kompensiert, wobei ein Joch strom (I_LH), der in dem Joch ansprechend auf das Rechteckwellen signal erzeugt wird, eine symmetrische, dreieckige Wellenform hat (Fig. 8(i)).

13. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Null-Durchgangs-Steuerschleife (22, 38, 34) für den dreieckigen Jochstrom (I_LH), wobei der negative Widerstandswert so einge stellt ist, daß aufeinanderfolgende Null-Durchgänge des Joch stroms zeitgleich mit jeweils der Mitte aufeinanderfolgender Ho rizontal-Abtastzeilen auftreten.

14. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Schaltzeit-Steuerschleife (22, 28, 30, 36) für das Rechteckwel lensignal (V₁), wobei die Quelle für die Rechteckwelle so einge stellt ist, daß aufeinanderfolgende Pegelübergänge des Rechteck wellensignals zeitgleich mit jedem Wechsel der Abtastrichtung auftreten.

15. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:
eine S-formende Kapazität (C_S), die das Rechteckwellensignal mit dem Eingangsanschluß koppelt;
eine Null-Durchgangs-Steuerschleife (22, 32, 34) für den dreieckigen Jochstrom, wobei der negative Widerstandswert so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Null-Durchgänge des Jochstroms (I_LH) zeitgleich mit jeweils der Mitte aufeinander folgender Horizontal-Abtastzeilen auftreten; und
eine Schaltzeit-Steuerschleife (22, 28, 36, 30) für das Rechteckwellensignal, wobei die Quelle für das Rechteckwellensi gnal (V₁) so eingestellt ist, daß aufeinanderfolgende Pegelüber gänge des Rechteckwellensignals zeitgleich mit jedem Wechsel der Abtastrichtung sind.

16. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Video-Prozessor (22) ein erstes Steuersignal (LC) mit Pegel übergängen erzeugt, die identifizieren, wenn eine Hälfte jeder aufeinanderfolgenden Video-Zeile aus einem der Speicherblöcke ausgelesen worden ist, und daß der Video-Prozessor ein zweites Steuersignal (SD) mit Pegelübergängen erzeugt, die jeden Wechsel der Abtastrichtung vor dem Auslesen jeder Video-Zeile aus einem der Speicherblöcke identifizieren.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die Null-Durchgangs-Steuerschleife (22, 32, 34) einen Pha sendetektor (32) enthält, um die Pegelübergänge des ersten Steu ersignals (LC) in der Phase mit jedem aufeinanderfolgenden Null- Durchgang (ZX) des Jochstroms (I_LH) abzugleichen; und
die Schaltzeit-Steuerschleife (22, 28, 36, 30) Binärsignal- Flanken-Detektoren (28) enthält, die bestimmen, ob die Pegel übergänge (ST) des Rechteckwellensignals (V₁) vor oder nach den Pegelübergängen des zweiten Steuersignals (SD) auftreten.