專利名稱：磁場衰減型非線性電感器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及用在諸如電視機接收器或計算機圖象顯示部件之類的光柵掃描陰極射線管(CRT)顯示器中的磁場衰減型非線性電感器。
光柵掃描CRT顯示器包括用于在一對電磁行掃描線圈中產生鋸齒波偏轉電流的行掃描電路。該偏轉電流激勵線圈產生隨時間變化的磁偏轉場。該偏轉磁場在行掃描期間，從CRT屏幕的一側向另一側掃描一個或多個電子束，并且在回掃期間，快速將電子束返回到欲被掃描光柵的下一行的起點。行掃描電路通常包括一個與高壓固態開關(例如，雙極型晶體管)相串聯的電感器。在行掃描期間，開關是閉合的，并且電流流經電感器及開關從高電壓直流電源DC(通常是100V)流向地。流經電感器的電流與掃描線圈中的電流以與電感器兩端電壓成正比的速度增大。在回掃期間，開關是打開的。電感器中的電流快速反相，并且電感器中的消失磁場在電感器兩端產生反電勢(EMF)或“回掃脈沖”。該回掃脈沖受一個與開關并聯的調諧電容的控制。反電勢損耗引起掃描線圈中的電流迅速反相。于是電子束就被快速返回到下一掃描行的起點。
理想情況下，偏轉線圈應該是純電感的。然而，實際上，線圈帶有直流(DC)電阻。該電阻在鋸齒波偏轉電流中引起非對稱、非線性。這種非線性引起CRT屏幕上顯示圖象的不良非對稱失真。該非對稱失真是偏轉線圈的電感與電阻之比的函數，進而也正比于頻率而變化。
在常規CRT顯示器中，可以通過一個與偏轉線圈串聯的非線性電感器來校正這種非對稱、非線性。該非線性電感器通常包括一個與感應線圈相鄰的永磁鐵。非線性電感器的電感在工作點附近隨流經線圈的電流的變化而變化。一些非線性電感器包括一個在制造過程中被放置的可移動磁鐵。允許對該可移動磁鐵做一些相對于線圈的磁極性人工調整，從而改變電感器的工作點。在彩色CRT顯示器中，將低級磁校正場設置在CRT管頸周圍，以便優化電子束的匯聚及彩色純度。來自磁鐵的磁場會干擾這些校正場，從而會降低圖象質量。為了將這種降低減少到最小，通常使非線性電感器盡可能遠離CRT。然而，因為CRT顯示器的尺寸正變得越來越小，而CRT分辨率越來越高，所以防止非線性電感器的漏磁場干擾校正場也就變得日益困難。
可以通過在磁性上把非線性電感器與CRT隔離開來防止這種干擾。然而，這不但成本高，并且也浪費空間。另一種方法，后面參照附圖7所描述的，在非線性電感器的附近放置另一塊磁鐵，以使非線性電感器的磁場偏離CRT。然而，由這另一塊磁鐵提供的偏轉對其相對于CRT與非線性電感器的位置非常敏感，所以必須留出印刷電路版的空間用于安放另一塊磁鐵。
根據本發明，現在提供一種非線性電感器，它包括承載感應線圈的線圈架，與該線圈相鄰的第一永磁鐵;以以下方式設置且相對第一塊磁鐵定向的第二永磁鐵，即，使得非線性電感器產生的磁場能基本上得到衰減。
因為可以調整第二塊永磁鐵來基本上消除磁場，所以不再需要附加的磁鐵來使磁場偏離CRT。
從第二個方面來考慮本發明，提供一個非線性電感器，它包括承載感應線圈的線圈架，與線圈相鄰的第一塊永磁鐵;相對于第一塊磁鐵設置和定向的，并能使其產生的磁場與第一塊磁鐵產生的磁場反相的第二塊永磁鐵。
因為第二塊磁鐵是全懸置的，所以本發明的非線性電感器占據的印刷電路版面積與傳統的非線性電感器相同。
現在參照附圖中的例子，描述一下本發明的一個較佳實施例，其中
圖1是先有技術中CRT顯示器的行掃描電路的電路圖。
圖2是與圖1中行掃描電路相對應的波形圖。
圖3是非線性偏轉電流的波形圖，及相應的圖象幾何失真。
圖4是先有技術非線性電感器的立體視圖。
圖5表示隨著流經非線性電感器的電流的變化而變化的非線性電感器的電感特性。
圖6表示隨著流經非線性電感器的鋸齒波偏轉電流的變化而變化的非線性電感器的電感特性的波形圖。
圖7是用于將如圖4所示的非線性電感器產生的磁場偏離CRT的傳統裝置的立體視圖。
圖8是本發明的非線性電感器的立體視圖。
圖1表示了行掃描或“回掃”電路的一個例子，它包括連接于高壓(100V)電源干線V與雙極晶體管開關11的集電極之間的電感器10。晶體管11的發射極接地。電容器12連接于晶體管11的集電極與地之間，而二極管13與電容器12并聯用以將電流從地導向晶體管11的集電極。一對行偏轉線圈14也與晶體管11的集電極相連。線圈14的電感比電感器10的電感小得多。一個S校正電容器15連接在線圈14與非線性電感器16之間。電容器15補嘗由CRT屏幕上偏轉角與電子束偏移之間幾何關系產生的對稱線性誤差。電容器15的電容量比電容器12的大得多。非線性電感器16連接在電容器15與地之間。
現在參照圖2，工作時，交變方波基電流20以50%的負載周期導通與截止晶體管11。當晶體管11導通時，電流21從電源干線通過電感器10流經晶體管11流向地。電流以與電感器10兩端電壓V成正比的比率增大。當晶體管11截止時，電流22通過電感器10流入電容器12。隨著電容器12充電，其兩端電壓23升高，于是電感器10兩端的電壓反相。從而使電感器10中的電流較快速地下降。二極管13阻礙電容器12兩端電壓在t2處變負，以防止電容器12兩端電壓發生振蕩。現在電流24從地通過二極管13(而不是電容器12)及電感器10流向電源干線。于是，在整個周期上，電感器10都載有鋸齒波電流25。因此，可以通過線圈14得到與鋸齒波電流25相近的電流。
電容器15將線圈14交流耦合到地，以便從線圈14的電流中除掉任何直流漂移。進一步地說，偏轉電流在電容器15的兩端產生拋物線電壓，該電壓是偏轉電流的積分。隨后，拋物線電壓也調制線圈14中的偏轉電流，以消除對稱線性誤差。
現在參看圖3，理想情況下，不帶S校正或線性校正的偏轉電流是對稱的、線性的鋸齒波電流25。然而，實際上，偏轉電流是非對稱、非線性的鋸齒波電流30。與頻率有關的、來自電路內復雜寄生阻抗的能量消耗在偏轉電流中產生了非對稱、非線性。該非對稱偏轉電流30引起一種漂移，即電子束的非線性行漂移。這產生了如圖中交叉線31所示的失真圖象。
參看圖4，一個非線性電感器16的例子，它包括一個承載電感線圈41的啞鈴形鐵氧磁芯40。永磁鐵42貼在磁芯40上。磁鐵42引起電感器16的電感L隨線圈41中流動的電流I的變化作非線性變化。圖5中圖示了電感器16的非線性函數。
現在參看圖6，波形50表示電感L響應線圈41中流動的鋸齒波電流I25在最大值Lmax與最小值Lmin之間的變化。于是，在某一特定頻率下，電感器16的阻抗也在最大值與最小值之間變化。所以，電感器兩端的電壓信號51就會下降。
再回過來參看圖1，線圈14與電感器16形成一個分壓器。工作時，流經線圈14的鋸齒波偏轉電流在電感器16兩端部生電壓信號51。電壓信號51調幅電容器電壓23，以這種方式消除偏轉電流上寄生阻抗的影響。
現在參照圖7，如上所述，通過在鐵氧體磁芯110上，靠近非線性電感器16設置另一塊磁鐵100可以使非線性電感器16的磁場偏離CRT。然而，從圖7可以理解到，另一塊磁鐵提供的偏轉對其相對于CRT及非線性電感器的位置非常敏感。而且也能理解到，為了安裝這另一塊磁鐵，必須留出印刷電路板的空間。
現在參看圖8，本發明非線性電感器的一個例子包括承載電感線圈41的啞鈴形鐵氧體磁芯或線圈架40。一個第一永磁鐵42貼在線圈架40的一端。磁鐵42引起電感器16的電感L隨著在線圈41中流動的電流I的變化作非線性變化。一個第二磁鐵200以一種使第二磁鐵200的一個磁極面對第一磁鐵42相同的磁級的方式，位于第一磁鐵之上。一個厚度不變的絕緣體210將第二磁鐵與第一磁鐵42隔開。第一磁鐵與第二磁鐵的磁特性曲線基本上相同，并且確定絕緣體的厚度，以便在使用中，第二磁鐵能基本上消除由非線性電感器產生的磁場。然而，也可以理解到，在本發明的其它實施例中，第二磁鐵的磁性強度可以比第一磁鐵的磁性強度小一些，但須足以將非線性電感器的磁場衰減到一個可接受的水平。
權利要求
1.一種非線性電感器，其特征在于承載電感線圈41的線圈架40；與線圈41相鄰的第一永磁鐵42；和第二永磁鐵200，它以以下方式被設置且相對于該第一磁鐵40定向，即能使非線性電感器產生的磁場基本上得到衰減。
2.一種非線性電感器，其特征在于承載電感線圈41的線圈架40;與線圈41相鄰的第一永磁鐵42;和第二永磁鐵200，它以以下方式被設置用相對于第一磁鐵定位，即能使其產生的磁場與第一磁鐵42產生的磁場相反。
3.一種用于陰極射線管顯示裝置的行掃描電路，該電路的特征在于包括如權利要求1所述的非線性電感器。
4.一種陰極射線管顯示裝置，其特征在于包括如權利要求3所述的行掃描電路。
全文摘要
用于CRT行掃描電路的非線性電感器，包括承載電感線圈41的線圈架40及與電感線圈41相鄰的第一永磁鐵42。第二永磁鐵200被相對于第一永磁鐵42設置且定向，能使非線性電感器產生的磁場基本上被衰減。因為第二磁鐵200是全懸置的，所以非線性電感器占用的印刷電路板空間與傳統的非線性電感器相同。而且，因為調整第二磁鐵200的方向可以基本上消除磁場，所以不需要額外的磁鐵來將磁場偏離CRT。
文檔編號G09G1/00GK1073037SQ9210961
公開日1993年6月9日 申請日期1992年8月18日 優先權日1991年9月2日
發明者馬爾克姆·丹, 特瑞斯·K·景伯斯, 艾恩·D·麥瑞科, 格瑞汗姆·拉克 申請人:國際商業機器公司