JPS63254866A - 負帰還方式垂直偏向回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はＣＲＴディスプレイの垂直偏向回路に係り、特
に、電解コンデンサの容量変化に強い、負帰還方式のり
ニアリティ補正回路に関する。

〔従来の技術〕

゛　　従来の垂直偏向回路は、その安定度を期待するこ
とが困難なケミカル中ヤパシタに依存シて、５次のりニ
アリテイ歪み（いわゆる８字歪み）の補正を行っている
ところに根本的な問題点があった。

以下、第２図に従って従来技術の問題点について省察す
る。同図において、１は垂直のこぎり波発生回路、２は
、増幅回路、５は、垂直偏向ヨーク（そのイ／ダクタン
スをＬｌとする）４（Ｒ＋）は該ヨークの損失抵抗、５
（Ｃ＋　）は、３次歪み補正用及び直流阻止用のケミカ
ルキャパシタ、６　（Ｒ２）は電流検出用抵抗、７は、
出力電圧バイアス安定化用、兼、６次歪み補正用負帰還
回路でＲｓ　、　Ｒ４゜Ｃ２はその構成素子、８は加算
器、９け垂直サイズ調整用ボテ／シ■メータ、１０は２
次歪み神正用ボテンシ層メータ、である。

同図の動作について説明する。同図１ののこきり波発生
回路の入力ＶＤは、垂直同期信号である。

該同期信号に同期して該のこぎり波発生回路の出゛力１
１には、垂直周期ののこぎり波が生成される。

該のこぎり波は、増幅器２で増幅され、偏向ヨーク３に
印加される。これに応じて偏向ヨークには電流が流れ、
その電流が、検出抵抗６によって検出される。

フィードバック径路は３通り存在する。第１のフィード
バック径路はボテンシ目メータ９を経て、加算器８を経
て増幅器２の負入力端子へと至るＮＦＢ路である。これ
が主負帰還路である。

第２の路は１回路７．加算器８を経る副食帰還路である
。

第３の路は、ボテンンヨメータ１０．抵抗１２（Ｒｓ）
を経てのこぎり波発生回路１に至る正帰還回路である。

この正帰還回路は、後述するよって、既述第２の負帰還
回路における３次歪補正機能に付随して発生する２次歪
みを打ち消すだめのものである。

のこぎり波発生回路１の中の電子スイッチＳＷは、入力
垂直同期信号に同期して短期開閉じて、キャパシタａＳ
の電位を瞬時にＢｃｃへと充電する。

残りの期間は、トランジスタＱのコレクタ電流によって
ｃ　Ｓ　Ｏ電位は徐々に放電する。７３−＜ｔ、てのこ
ぎり波がＣｓの両端に得られる。

増幅器２の利得は、約６０ａｎ以上と大きいため、垂直
周波数（６０Ｈ２）及び主要な高調波川波数において、
ンスデムのループゲインは充分１より大きい。従って増
幅器２の負側入力端子１３には、端子１１とほぼ等しい
波形が生成されるように、フィードバックルーズが働く
。

偏向ヨーク３を通って電流検出用抵抗６に流れる電流Ｉ
　Ｉ）　Ｙと端子１３の電圧Ｅｒｓとの関係は、信号の
流れの計算に基き次式で与えられる。

実際上、Ｔ２の値は約１００ｒｒＬｓｅｃと大きな値に
選定されることから、式■は次式の通り変形、近似でき
る。（１＋　ＰＴ２　）→ＰＴ、と近似。

ここに、Ｋ、＝よりＹｘＲ２ ０式の意味を説明するために、まず以下に具体回路定数
例を示す。

Ｌ　１　＝：　ｓ　＋ｎ　ＨＲ５＝ｓ　ｏ　ｋΩＲ１＝
８Ω　　　　　　　Ｒｎ：１０にΩＣ１＝　０．５６ｍ
Ｆ　　　　　　Ｃ２＝　１３ａＦＲ２＝２Ω　　　　　
　　Ｋ４＝０．２５に９＝＝１，０　　　　　　　　　
　　　　　よりＹのＰＰＩ直＝２Ａｐｐこれらを式■に
代入して次式を得る。

２Ｑｍｓ＝ｃｐ 既述の通り負帰還作用に基き、端子１１の電圧Ｅ　１１
とＦｉｔｓとは等しいと見て良い。よって式■から次式
を得る。

式■は増幅器２への垂直周期ののこぎり波入力”＋１に
対応する、出力Ｋ　２（ＩＤＹＲ２）の応答と解釈でき
る。

弐〇の右辺の（）の中の第１項（１）はのこぎり波その
ものを意味する。

み補正項を表す。

８字歪みを発生する理由を以下に考察する。

８字歪みを発生する理由は、ＣＲＴの螢光面が平面状で
あるためである。螢光面が、偏向中心をその中心とする
球面上にあれば、８字歪みは発生しない。何故なら、偏
向角の正弦が偏向ヨークに流れる電流に比例し、該球面
上の偏向距離も偏向角の正弦に比例するからである。垂
直方向の偏向角をθとすると、平面状螢光面の偏向きよ
りは、−〇に比例する。よって、 ｄｔａｎθ　　　　　　１ ｄ　　ｅ、ｉｊ１θ　　　　ｉ　θ 中　　１　　＋　−ｓｍ　２　　θ 中　　１＋−ｆａｎ　’　　θ　　　　　　　　・・・
・・・■式■は、画面の上。下部が中心部（θ＝０）に
対して伸張されるいわゆる８字歪みを表している。

具体例として垂直偏向角θ＝±１５　　のとき、約１１
係の上下伸び歪みとなる。

以上によって８字歪み発生理由が定ｎｔ的に把握された
。該８字歪みを補正するためには画面上下部の偏向速度
を画面中央部のそれに比べて約１１％減少させる必要の
あることが理解される。

さて、この８字歪みが、式■の右辺第３項によって、打
ち消される原理について以下に説明する。

式■の”１１＊”２の代りにその時間微分ｈ＝　＋　Ｅ
ｘに着目して説明を判り易くする。

まず、”１１が完全なのこぎり波であったと仮定しよう
。すると凱１は、垂直周期の完全なく形波となる。これ
を第３図の”１１及びシ１１に示す。同図で、横軸は時
間ｔである。

同図には１式■の右辺第２項、第３項の寄与も示しであ
る。第１と第３項との加算結果が同図最下欄に記しであ
る。同図から判るように、目的とする約１１係の８字歪
み補正、即ち画面上下部の偏向速度の低減補正が達成さ
れていることが判る。

以上で、従来技術における８字歪み補正原理についての
説明を終る。

次にその副作用について説明する。

副作用はふたつあり、その第１は、式■の右辺第２項で
表わされる２次歪みである。この項の寄与は第５図の６
番目の波形から判るように、画面上部を約１０チ伸ばし
画面下部を約り０％縮めるという作用をする。

一般に、５チ以上のりニアリティ歪みは図形の忠実再生
上、有害である。

該２次のりニアリティ歪みを打ち消すために、第２図の
ボテンシ゛■メータからトランジスタＱを経由する正帰
還ループが追加されている。このループｆ′ｉ、画面上
部を縮め、画面下部を伸ばすように働く。

第２の副作用は、クミヵル中ヤパシタの素子値の変動に
弱いという事実である。式・■の第３項の成り立ちを、
ａつて式（２）■から考察すると判る通り、２．重９分
作用を２つのケミカルキャパシタｃ１・。

Ｃ７によって得ている。これらのキャパシタは低温にて
素子値が各々約０．７倍に低減する。この結果補償作用
は２倍に増加してしまう。この結果、たとえ常温では完
全に補償されていたとしても、低温では補償過多となり
、画面上下部が約１１チ、縮むという欠点があった。更
に、上記正帰還ループによる打消効果が不足するため、
画面上部が下部に比べて伸びてしまうという欠点があっ
た。

また、周知の通りケミカルキャパシタは、長期的に素子
値が低減する傾向がある。従って、長期的にＩＪ　ニア
リティ歪みを発生するという問題点があった。

一方、高温においては、偏向ヨークの巻線の内在直列抵
抗Ｒ１が増加し、これに伴い１式■の右辺第２項が増大
し、２次歪みが増大するという欠点があった。

一般て、電源スイツチ投入後の初期ドリフトによって巻
線の抵抗値は、約２０チ増加する。これに伴い、画面の
２次歪みが２０４Ｘ０．２＝４％程変動するという問題
があった。

以上、垂直偏向角度が約±１５度という、比較的小さい
場合について述べた。一般に３次のりニアリテイ歪みは
式■から判る通り偏向角の２乗に比例する。従って、よ
り大偏向角度のシステムにおいては、上述の問題点は更
に加速される。

近年のディスプレイの傾向として、単にひとつの垂直走
査周波数に対応できるのみならず、複数。

の種類（例：　６０Ｈ２〜１２０Ｈｚ）の周波数に対応
できることが望まれつつあるが、上述の従来の垂直偏向
回路は、その３次歪み補正原理を２重積分回路に依存し
ているために、ｌ、ＱＨｚで最適化すると、１２０Ｈｚ
では補正効果がＴに劣化してしまうという欠点があった
。

尚、この種の技術として関連するものに特開昭６０−１
２７８７７号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明から了解される通り、従来技術においては、
８字歪み補正手段として、２重積分回路に依存していた
。また、付随して、正帰遣方式による２次歪み補正回路
を必要としていた。このため、従来技術においては、ケ
ミカルキャパシタの素子値の温度変動及び経時劣化また
は偏向ヨークの巻線の抵抗値の飄度変動に依存して、画
面上に１）　ニアリティ歪みを発生するという問題点が
あった。

本発明の目的Ｖｉ、上記従来技術の欠点を根本的に克服
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては周波数依
存性を持たない３次波発生回路を、新規に、負帰還ルー
プに付加する。

〔作用〕

該３次波発生回路の作用によって、画面上の３次歪みを
補償、消去することができる。

〔実施例〕

第１図に本発明の基本実施例を示す。

２重点線部２５が、本発明の要部であり、ブロック２１
が６次波発生回路、２２は加算器である。

その他、第２図と同一符号を付した部分は、同一の働き
をなす部分である。

点線部１は垂直周期ののこぎり波発生回路、２は利得約
６０ｄＢの増幅回路、Ｌ１Ｆｉ垂直偏向ヨークＲ１はＬ
ｌに内在する抵抗である。Ｃ１は直流阻止用キャパシタ
、Ｒ２は偏向電流検出用抵抗である。点線部７け、バイ
アス電圧安定化用ＬＰＦであり、その垂直周波数成分に
対する利得は、従来技術に比べて小さく設定する。ポテ
ンシ冒メータ９は。

画面サイズ調整用である。

以下、ボテノンｌメータ９の利得を１（Ｋ９：１．）と
して、増幅器２の負側入力Ｅ１ｓと、電流検出用抵抗Ｒ
２の電位Ｅ２との関係を定量的に求め、３次波発生回路
２１に必要とされる利得係数Ａを求める。

式■を求めたのと同じ過程によって、次式を得式■と同
じ過程により次式を得る。

式■と同じ過程により次式を得る。

ＴＶ　を垂直周期（約１６ｍ９ｅｃ）とし、画面中央部
に時間軸の原点をとり、のこぎり波Ｅ　Ｎの振幅ｐｐ値
をＫｏとすると、Ｅｌｌの波形は次式のように表現一が
積分演算子であることを考慮して、弐〇に上式を代入す
ると次式を得る。

リニアリティに着目するために上式を時間ｔで微分して
次式を得る。

本発明の目的を達成するためには、式＠の（）内の第２
項、第６項を各々約５チ以内とすることが望ましい。ま
た、左辺のＡＰ　　の項は３次歪みを打ち消すように設
定する必要がある。

ＴＶ よって次式達を得る。（１＝−を代入）に４Ｔｖ２ ＜　　　０．０５　　　　　　　　・・・・・・・−［
相］８Ｃ，Ｒ，Ｔ２− ここに、θは垂直偏向角を表す。

式Ｏ２［相］、［相］を満たす定数例を次に示す。

Ｒ１＝２Ω　　　　Ｋ４：０・１８ に９：１・０　　　より！のｐｐ値中２Ａｐｐｓ（２Ｖ
）” 上記定数例に対して、式■、０．＠を計算すると、Ｔ、
＝１７５ｍ＆１ｃを代入して次式を得る。

Ｋ４Ｔ、’ ＳＡＥ　　中０．１１　　　　　　・・・・・０２■四 式０．＠は式＠において（）内の第２，３項を無視でき
るための条件であり、この場合、式［相］は次式によっ
て近似できる。

Ｊ　（１＋ＡＩ　　）中”１１　　　　　　　・・・・
・・［相］式［相］によって目的とする８字補正を達成
できる理由を図４に示す。

同図において、Ｂ１１け完全なのこぎり波を示す。

１０ＡＥ　は３次波を１０倍に拡大して示したものであ
る。Ｅ２は画面上下部に対応する部分が対称になまって
おり、これが８字歪み補正の効果の証である。このＥ２
は、第１図の電流検出用抵抗Ｒ２の電位であり、偏向ヨ
ークに流れる電流よりＹに比例するものである。

ところで、本非直線式Ｓ字補正回路は、いわゆるループ
のハンティング現象を避けるために、次述のような注意
が必要である。まず式◎から出発して、ハンティング現
象について考察する。

弐〇の左辺Ｅ１Ｍは、ループゲインが大きいことを考え
れば、”１１で置き換え得る。式ＯからＥ２を求めると
次式を得る。

ＰＣｌＲ，（ｉ＋ＰＴ２） 式［相］の分母をＧ　（ｐｉとするとＧ　（ｆ）Ｊは次
のように変形できる。

Ｇ（ｐｌ＝　ｘ４＋ｃ、Ｒ，（１＋に４　）ｐ＋　ｃ、
ｕ、’ｒ、ｐ”＝＝に４（１＋２ζ１ｐ＋（１ｐ）　　
）　　・・・・・・［相］式［相］のζは制動係数であ
り、この値が０．１より小さいと電源投入時などに画面
が過渡的に振動するハンティング現象が甚しくなる。

既述具体定数を代入すると、 従って実施例では、強いハンティングは発生しない。

逆に強いハンティングを防止するには、次式を満たすこ
とが望ましい。

本発明の第１図と、従来技術の第２図とを比較すれば判
る通り、本発明においては、低周波位相進み用抵抗Ｒ４
の付加によって、ループのハンティング性を改善するた
めの自由度を確保しである。

更にハンティングを軽減するだめの補助手段としては、
第１図において、キヤパシタＣ２に直列に若干の抵抗素
子（約１０００）を挿入することが有効である。

式０を弐〇に代入して次式を得る。

Ｌ＋　　　　　　　１＋２ζｒｐ＋（！ｐ）’１＋２ζ
ｒｐ＋（ｗｐ）２ この式によって、電源投入時の過渡振動を評価すること
ができる。

次に、３次波発生回路（第１図の２１）の構成方法てつ
いて述べる。

第５図に乗算回路全２ケ用いた３次波発生回路を示す。

同図で、３１．１は各々乗算回路である。

入力ｔＪｅとするとき、出力ｙに５５を得ることができ
る。乗法回路自体は、周知の任意の形式のものを使用で
きる。

第６図にデジタル技術を活用した３次波発生回路を示す
。同図で３３けＡＤコンバータ回路でありこの回路のデ
ジタル回路を３４で示されるＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）のアドレス入力へと接続し該ＲＯＭのデータ出力を
３５で示されるＤＡコンバータへと接続する。該ＲＯＭ
のｘ７を地アドレスには、ｘ５なるデータを予め格納し
ておく。かくすれば、出力端子ｙ　ＩＩＣｚ５なる所望
の出力を得ることができる。

第７図に対数増幅器を活用した例を示す。同図で５６は
対数増幅器であり、出力に−Ｘを得る。３７は利得５倍
の直線増幅器でちり、その出力に５廟Ｘを得る。３８は
指数増幅器であり、その出力ＫｘＳを得る。対数増幅器
３６は、正極性の入力のみを許容できるので、負極性の
入力に対しては、別途極性を反転して、並列に、第７図
と同様の回路で処理し、然る後、極性を反転して第７図
の出力に加算する。

第８図は、３次波発生回路と、加算器（第１図の２１．
２２）とを組み合わせだ一例を示す。同図で３９．４０
　　はダイオードである。４１．４２は抵抗であり、数
百０の直が適切である。ダイオード３９．４０の働きに
よって、第４図の最下欄の波形と類似の作用の発生する
ことが理解されよう。

第８図の回路において、入出力を結ぶ直列の枝に並列に
、更にダイオードの数を増した非直線回路を追加すれば
、補正精度を向上させることができる。これを第９図に
示す。

以上で、本発明の基本実施例についての説明を終り、次
は、若干の変形例について述べる。

式＠から式［相］を導くに際して、式■の右辺の（）内
の第２項を無視することを述べた。この項を無視できな
い場合には、画面上部が伸び、下部が縮む傾向の歪みを
発生する。この場合には、第８図においてダイオード６
９と直列の抵抗４１を小さ目Ｋ、ダイオード４０と直列
の抵抗４２を太き目に選定することによって、該非対称
歪みを補正することができる。

第１０図にマルチスキャン式垂直偏向回路への応用例を
示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、次の効果を得ることができる。

■　従来技術において問題とされていた、ケミカルキャ
パシタの経年変動に伴う画面のりニアリテイの劣化を約
半分以下と大幅に軽減できる。

＠　周凹湛度の変動に付随して発生していた画面の＋７
　ニアリティの劣化を約半分以下と大幅に軽減できる。

■　信号源の垂直走査周波数の２乗に反比例して発生し
ていたリニアリティ補正効果を周波数非依存、独立化で
きるため、広範囲な周波数範囲に対して、一様なりニア
リテイ補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本実施例を示す回路図５第２図は従
来の垂直偏向回路を示す回路図、第３図は、従来技術に
おけるリニアリティ補正原理を示す波形図、第４図は本
発明のりニアリテイ補正原理を示す波形図、第５図乃至
第９図は３次波発生回路を示すブロック図または回路図
である。 １・・・のこぎり波発生回路。 ２・・・増幅回路、 ３・・・垂直偏向ヨーク、 ６・・・電流検出用抵抗、 ７・・・バイアス安定化回路、 ２１・・・３次波発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １のこぎり被発生回路、負帰還増幅回路、偏向ヨークか
   らなる垂直偏向回路において、該負帰還増幅回路の帰還
   回路は、３次波発生回路を備え、帰還信号に正極性の３
   次歪みを含有せしめ、これによつて偏向電流に負極性の
   ３次歪みを含有せしめることを特徴とする垂直偏向回路
   。