SE500865C2 - Anordning och förfarande vid en bildskärmsenhet för att reducera elektriska växelfält i enhetens omgivning - Google Patents

Description

10 15 20 PJ (h 30 35 500 865 2 tioner hos den accelerationsspänning, som är applicerad innanför bildskärmsenhetens frontglas.

En metod för att åtgärda verkan av bl.a. de elektriska växel- fälten framför en bildskärm är att använda en transformator i högspänningsdelen med låg inre impedans, vilket är en dyr lösning om verkan av detta skall bli effektiv. En annan metod är att koppla en yttre kondensator över accelerationsspän- ningen. Denna åstadkommer en glättning av accelerationsspän- ningen.

Enligt andra metoder anbringas en elektriskt ledande panel e.d. framför bildröret. Det fordras en mycket god lednings- förmåga hos en dylik panel för att kunna reducera växelfälten i både band I och band II. Detta gör att dylika paneler är dyra och/eller leder till försämrade synergonomiska egenska- per. Exempelvis blir bilden defokuserad, dvs suddig, och ljusutbytet blir sämre än för en normal bildskärm, dvs panelen har icke full ljustransmission.

Huvudsyftet med uppfinningen är att i en bildskärmsenhet främst av CRT-typ åstadkomma så små elektriska växelfält som möjligt i bildrörets omgivning, speciellt framför enhetens bildskärm.

Ett arrangemang med detta syfte vid en bildskärmsenhet, såsom ett bildrör, för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bildskärmsenhetens omgivning till ett minimum beskrivs i den internationella patentansökningen Nr PCT/SE92/00794 med samma sökande som föreliggande ansökan.

Bildskärmsenheten är försedd med en spänningsförande del, t.ex. en elektriskt ledande beläggning, på vilken oönskade signalvariationer uppträder. De oönskade spänningsvariatio- nerna indikeras, en signal genereras, som är fasvänd i förhållande till de indikerade spänningsvariationerna, och den genererade fasvända signalen matas till den spännings- förande delen. I den där beskrivna anordningen avkännes de oönskade spänningsvariationerna i stor utsträckning på indirekt sätt, såsom från avlänkningsspolpaketet och över en 10 15 20 3G 35 3 500 865 lindning på högspänningstransformatorn. Man har gjort på detta sätt, eftersom man var mest angelägen om att kompensera för oönskade spänningsvariationer inom band II och den huvusakliga källan för dessa erhålles huvusakligen som resultat av den kapacitans, som är bildad mellan aluminium- skiktet för anoden på bildrörets insida och avlänkningsspol- spolpaketet omkring bildrörets hals.

Ett annat huvudsyfte med uppfinningen är att ge kompensation för relativt lågfrekvent spänningsrippel på anoden eller elektriskt ledande skikt i anslutning till denna hos en bildskärmsenhet av CRT-typ, speciellt inom band I.

Ytterligare ett syfte är att ge möjlighet att åstadkomma olika kompenseringsgrad för spänningsrippel inom band I och band II.

Huvudsyftet löses enligt uppfinningen med ett arrangemang av det slag, som anges i patentkravet 1. Ytterligare egenskaper och vidareutvecklingar av arrangemanget enligt uppfinningen anges i de övriga patentkraven.

Uppfinningen är speciellt lämpad att lösa de problem med oönskade spänningsvariationer, som erhålles vid färgskärmar av CRT-typ.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, där fig. 1 visar ett snitt genom ett bildrör av CRT-typ tillsammans med en schematisk kopplingskrets enligt en första utföringsform av arrangemanget enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett exempel på ett kopplingsschema enligt den första utföringsformen av arrangemanget enligt uppfinningen, och fig. 3 visar ett kopplingsschema på ett utförande av en andra utföringsform av en kopplingskrets enligt uppfinningen. 10 15 20 30 35 500 865 4 Det i fig. 1 visade bildröret innefattar ett ytterhölje 1 av glas. Detta glashölje har en bildrörsfront 2, som är i stort sett plan och rektangulär i den riktning, som är vänd framåt mot en användare. Bildröret smalnar av bakåt för att sluta i en rörformig del 3, kallad bildrörshalsen.

Insidan på bildrörsfronten 2 har ett skikt 4 av fluorescerande salter. Ett tunt aluminiumskikt 5, vilket är dels speglande och dels elektriskt ledande, är anbringat på ytterhöljets 1 insida, innanför det fluorescerande skiktet 4 vid bildrörets front och direkt mot höljets yta på den avsmalnande delen av höljet mellan bildrörshalsen 3 och bildrörsfronten 2 och dessutom ett stycke på insidan av bildrörshalsen 3 och är elektriskt anslutet till bildrörets accelerationselektrod 6 och verkar som anod. Ett elektriskt ledande kolskikt 7 är anbringat på ytterhöljets 1 utsida mellan bildrörshalsen 3 och bildrörsfronten 2.

I bildrörshalsen 3 finns bildrörets elektronkanon med sin glödtråd 8, den av glödtråden uppvärmda katoden 9, accelerationselektroden 6 och styrgallren 10, 11, 12. I elektronkanonen kan elektroner tillåtas att passera genom gallren och accelereras av accelerationsspänningen på accelerationselektroden och skiktet 5 till att träffa det fluorescerande skiktet 4 på bildrörets 1 front 2. När elektronerna träffar skiktet 4 med fluorescerande salter emitteras ljus från detta.

Ett avlänkningsspolpaket 13 är anbringat omkring bildrörs- halsen. Detta spolpaket innefattar två lindningspar, och med hjälp av dessa och ändamålsenlig styrning av dem kan ett magnetfält alstras, som är variabelt i två mot varandra vinkelräta riktningar. När elektronerna passerar genom detta magnetfält, avlänkas de. Med hjälp av avlänkningsspolpaketet styrs elektronernas träffpunkt på bildrörsfronten och därmed var på bilrörsfronten som ljus alstras. Avlänkningsspol- paketet 13 är format efter bildröret, och det spolpar, som sitter närmast bildröret får en kapacitiv koppling C2 till aluminiumskiktet 5 inuti bildröret 1 på höljets insida. 10 15 20 h) U| 30 35 s i 500 865 När bildröret är i funktion är en accelerationsspänning kopplad mellan aluminiumskiktet 5 och katoden 9. Kolskiktet 7 är anslutet till OV, dvs jordpotential. Accelerationsspän- ningen mellan katod och accelerationselektrod kopplas på accelerationselektrodsidan in på sidan av bildröret i en speciell kontakt VG5 ansluten till aluminiumskiktet 5 och uppgår normalt till mellan 12kV och 30kV beroende på tillämpning. Skikten 5 och 7 bildar därigenom en kapacitans C1, som är uppladdad till accelerationsspänningen och som utgör en energireservoir.

En högspänningstransformator Tr i serie med en eller flera dioder D1 är kopplad mellan jord och CRT-rörets anod 5.

Parallet med högspänningsgeneratorn Tr är ett högohmigt motstånd R1 kopplat. Det som beskrivits ovan tillhör den kända tekniken.

En kondensator C3 är kopplad med sin ena anslutningspol till anoden 5. Normalt är denna kondensators andra pol kopplad till jord. Kondensatorn C3 verkar som en glättningskondensa- tor. Emellertid krävs en kondensator med mycket stor kapaci- tans för att åstadkomma glättning i tillräcklig grad för att dämpa ripplet på anoden till ett minimum. Konventionella glättningskondensatorer har inte förmått dämpa detta rippel annat än till en viss gräns.

I enlighet med uppfinningen kopplas en krets 20 mellan kondensatorn C3 och jord, vilken krets fungerar som en negativ kondensator med kapacitansen C4. Den resulterande kapacitansen blir då: C = (C3*(-C4))/(c3+(-c4)) = c3*c4/(C4-C3) Denna resulterande kapacitans kan således göras utomordent- ligt stor, om den negativa kapacitansen C4 alstrad av kretsen 20 är obetydligt större än kondensatorns C3 kapacitans.

Ett ändamålsenligt sätt att skapa denna negativa kapacitans C4 visas schematiskt i fig. 2. En operationsförstärkare OA 10 15 20 25 30 35 500 865 6 har sin inverterande ingång kopplad till högspänningskonden- ripple och kallas nedan I1(t), vilken innebär att den är en funktion av tiden t. Den är återkopplad till sin inverterande ingång ((-)- ingången) med en kondensator C5 och till sin icke-inverte- rande ingång ((+)-ingången) med ett motstånd R2 med resistansen R. (+)-ingången är kopplad till jord via ett satorn C3. Den inkommande strömmen är I motstånd R3 med resistansen k*R, där k är en konstant. En spänning U1 finns över motståndet R3, en spänning U2 mellan förstärkarens OA utgång och jord, och en spänning Uc över kondensatorn C5. Följande ekvationer gäller: U1 U2*k/(l+k) Ul = UC + U2 => k*Uc = -U1 01 = -kwc = -(k/cs)*§n(t) dt Impedansen Zl för kretsen blir: Zl = Ul/Il -(k/C5)*(l/Il(t))*§Il(t) dt Zl z -C5/k C4 ll Ett annat sätt att uttrycka hur kretsen 20, såsom den visas i fig. 2, arbetar är det följande. Kondensatorn C3 är kopplad till anoden 5 och har således den rippelspänning U som ripple' skall kompenseras bort på sin ena pol. Kretsen 20 avkänner rippelströmmen I1(t) i högspänningskondensatorn C3 i punkten A. En spänning U (=U1) alstras i punkten A sådan att -U = a där a är en konstant, 05a<1. Detta innebär att U *Uripple' till stor del kompenserar bort U ripple' För band I och band II sker en kompensation med samma faktor a med samma krets, men eftersom källan till de oönskade spänningsvariationerna inom band I är beroende av den inre resistansen i högspänningsgeneratorn och de oönskade spän- ningsvariationerna inom band II huvudsakligen är beroende av kapacitansen C2 mellan avlänkningsspolpaketet 13 och anoden 5, kan en ytterligare kompensering inom band II behöva göras.

Detta är speciellt betydelsefullt för färgbildrör.

Fig. 3 visar en kompenseringskrets, som ger olika kompense- rings-grad för band I och band II. Kretsen för kompensering av oönskade spänningsvariationer inom band I innefattar 10 15 20 25 30 35 i 500 865 operationsförstärkaren OA' med en återkopplingskondensator C5' parallellt med ett högohmigt motstånd R4. Ett lågohmigt motstånd R5 är kopplat mellan högspänningskondensatorn C3 och operationsförstärkarens OA' (-)-ingång. Punkten A är kopplad till kopplingspunkten mellan två seriekopplade dioder D1, D2, vilka är kopplade i sin backriktning mellan en drivspännings- källa +Vcc och jord såsom skydd för kretsen på i och för sig konventionellt sätt.

Ett motstånd R2' är kopplat mellan operationsförstärkarens OA' utgång och (+)-ingång. Ett trimbart motstånd R8 är kopplat mellan kopplingspunkten hos en av två seriekopplade motstånd R6 och R7, kopplade mellan drivspänningskällan +Vcc och jord, och operationsförstärkarens OA' (+)-ingång. Den ovan omtalade kompenseringskonstanten a är intrimbar med motståndet R8.

Den extra kompenseríngen för band II erhålles i enlighet med den princip, som beskrivs i den ovan nämnda internationella patentansökningen Nr PCT/SE92/00794.

Spänningsvariationerna på accelerationsspänningen avkänns icke direkt utan över en sekundärlindning 21 på högspän- ningstransformatorn Tr med betydligt lägre spänning, som är lätt att hantera. Ena änden på sekundärlindningen 21 är kopplad till jord. Andra änden på sekundärlindningen 21 är via ett motstånd R9 kopplad till och matar en ström i, till ingången på ett fasvridarsteg 22.

Avlänkningsspolpaketet 13 matas även från högspänningstransfor- matorn (icke visat). Därför matas en ström iz från avlänk- ningsspolpaketet 13 via ett motstånd R10 också till ingången på fasvridarsteget 22 för att adderas till il i en ändamåls- enlig proportion.

Utsignalen från fasvridarsteget 22 är via en kondensator C6 och ett trimbart motstånd R11 kopplat till spänningsdelarens R6, R7 kopplingspunkt B. Den extra kompensationsgraden för band II trimmas in på motståndet R11. Fasvridningen i fas- 500 8-65 s vridarsteget 22 är anpassat till den fasvridning, som sker i kretsen 0A', C5' R2', R4 och RS, så att den från fasvridar- steget till punkten B kommande signalen i punkten A uppträder som en avpassad del i motfas till insignalen till fasvridarsteget 22 överlagrad på -a*Uripple_ Många modifieringar är möjliga inom ramen för det skyddsom- fång, som anges i de bifogade patentkraven.

Claims (8)

10 15 25 30 35 9 SÛÛ 865 PATENTKRAV

1. Förfarande vid en bildskärmsenhet (1) för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bild- skärmsenhetens omgivning till ett minimum, varvid bild- skärmsenheten är försedd med en spänningsförande del (5) på vilken oönskade signalvariationer uppträder, varvid en glättande högspänningskondensator (C3) med hög kapacitans är kopplad till den spänningsförande delen (5), k ä n n e - t e c k n a t av att högspänningskondensatorns (C3) fria ände frånkopplas från jord; att strömmen genom högspänningskondensatorn (C3) avkännes i högspänningskondensatorns fria ände; och att en kompensationsspänning alstras i beroende av den avkända strömmen, vilken kompensationsspänning fasför- skjuts mot den avkända strömmen så att den ligger i motfas till de oönskade spänningsvariationerna och matas till högspänningskondensatorns (C3) fria ände.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den alstrade kompenseringsspänningens storlek är avpassad att vara en bestämd faktor (a) gånger storleken på de oönskade spänningsvariationerna, där faktorn (a) ligger mellan värdena noll och ett.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att för att få olika kompensationsgrad för ett lågfrekvensband med ett frekvensområde mellan frekvenserna 5Hz och 2kHz och ett högfrekvensband med ett frekvensområde mellan frekvenserna 2kHz och 400kHz avkännes dessutom en storhet, som är beroende av den del av de oönskade spän- ningarna, vilka beror främst av spänningsvariationerna hos bildskärmsenhetens accelerationsspänning, vilken avkända storhet fasvänds och en avpassad del därav överlagras på den kompensationsspänning, som erhålles genom avkänning av strömmen genom högspänningskondensatorn (C3). 10 15 20 25 30 35 590 865 10

4. Anordning vid en bildskärmsenhet (1) för att bringa av bildskärmsenheten alstrade, elektriska växelfält i bildskärmsenhetens omgivning till ett minimum, varvid bildskärmsenheten är försedd med en spänningsförande del (5), på vilken oönskade spänningsvariationer uppträder, varvid en glättande högspänningskondensator (C3) med hög kapacitans är kopplad till den spän-ningsförande delen (5), k ä n n e - t e c k n a d av att mellan högspänningskondensatorn (C3) och jord är en kompensationskrets (20) kopplad, som är anordnad att verka som en negativ kondensator med en kapacitans, som är större än kapacitansen hos högspännings- kondensatorn (C3) med en bestämd faktor.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kompensationskretsen (20) innefattar en operationsförstärkare (OA) med sin inverterande ingång kopplad till högspännings- kondensatorn (C3), varvid operationsförstärkaren är återkopp- lad till sin inverterande ingång med en kondensator (C5) och till sin icke-inverterande ingång med ett motstånd (R2) med resistansen R och har sin icke-inverterande ingång kopplad till jord via ett resistivt organ (R3;R6-R7) med resistansen k*R, där R och k är konstanter.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att spänningsvariationerna på den spänningsförande delen indikeras inom ett frekvensband och fasvrids i en fasvridar- krets (22), och att en avpassad del av fasvridarkretsens (22) utsignal är kopplad till en ingång på kompensationskretsen (20), och fasvridarkretsen (22) har sådan fasvridning, att en avpassad del av fasvridarkretsens ingångssignal uppträder som en överlagrad fasvänd signal på kompensationskretsens (20) till högspänningskondensatorn kopplade kopplingspunkt.

7. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att resistansen hos det resistiva organet (R3;R6-R7) är varier- bar, varigenom konstanten k är varierbar.

8. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att 11 ßÛÜ 865 ett resistivt organ (R11) med varierbar resistans är kopplad mellan fasvändarkretsen (22) och operationsförstärkarens (OA) icke-inverterande ingång.