Цветной кинескоп
Современный цветной кинескоп представляет собой довольно сложную прецизионно изготовленную конструкцию, которая, образно говоря, совмещает в одной стеклянной колбе три кинескопа, формирующих три цветоделенных изображения, соответствующих основным цветам колориметрической системы RGB. Каждое из цветоделенных изображений сканируется «своим» электронным лучом – «красным», «зеленым» или «синим», а каждый из лучей модулируется «своим» информационным сигналом – U R, U G или U B. Для каждого из лучей обычно предусмотрен индивидуальный электронный прожектор, однако для всех трех лучей имеется общая система электростатической фокусировки и магнитного отклонения. Три цветоделенных изображения совмещаются на общем экране, имеющем мозаичную структуру и обеспечивающем пространственное смешение цветов. Высокая четкость цветного изображения обеспечивается, если триада, состоящая из рядом расположенных красного, зеленого и синего элементов и представляющая собой один яркостный элемент, воспроизводится одновременно, для чего необходимо сведение трех лучей на телевизионном экране с точностью до яркостного элемента. Различают статическое и динамическое сведение лучей цветного кинескопа. Статическое сведение – это сведение лучей в центре экрана, достигаемое с помощью постоянных магнитов, воздействующих индивидуально на каждый из трех лучей. Динамическое сведение – это сведение лучей на периферии экрана, достигаемое с помощью электромагнитов, воздействующих индивидуально на каждый из трех лучей. При этом мгновенные значения корректирующих токов, протекающих через обмотки электромагнитов, сложным образом зависят от текущей фазы строчной и кадровой развертки. Широко распространенные ранее так называемые дельта-кинескопы, требующие для сведения лучей использования сложной электромагнитной системы (треугольник сведения, который располагается на горловине кинескопа и обслуживается специальным блоком сведения, имеющим 13 регулировок), к настоящему времени практически вытеснены более совершенными планарными (компланарными) кинескопами со щелевой маской. Принцип работы планарного кинескопа (как и дельта-кинескопа) основан на использовании теневой маски, устанавливаемой перед мозаичным люминесцентным экраном таким образом, чтобы электронные лучи R, G, B прожекторов, проходя через отверстия теневой маски, избирательно засвечивали элементы мозаики: «красный» луч должен попадать на участки экрана, покрытые люминофором с красным цветом свечения, «зеленый» луч – на участки с зеленым люминофором и т.д. Сказанное поясняется на рисунке 4.31, из которого видно, что прожекторы кинескопа расположены в горизонтальной
Рисунок 4.31 – Кинескоп с планарным расположением прожекторов (1), щелевой маской (2) и штриховым экраном (3) плоскости и поэтому три луча, прошедшие через одно отверстие в маске, засвечивают триаду рядом расположенных RGB элементов мозаики, образующих один яркостный элемент. Ход лучей и взаимное расположение цветовых триад на рисунке 4.31 не зависят от вертикального отклонения и, следовательно, структуры теневой маски и мозаичного экрана также не зависят от вертикальной координаты и имеют вид, показанный на рисунке 4.32. Из рисунка видно, что мозаичный характер экрана сохраняется только в горизонтальном направлении, т.е. экран имеет вертикально-штриховую структуру. Теневая маска также имеет вертикально-щелевую структуру, причем одна щель приходится на триаду вертикальных цветных штрихов люминесцентного экрана. Для сохранения необходимой механической прочности и жесткости маски вертикальные щели снабжены горизонтальными перемычками, не влияющими на структуру цветного изображения. Для обеспечения колориметрического согласования разнообразной аппаратуры цветного телевидения основные цвета RGB люминофоров стандартизованы в международном масштабе. В таблице 4.2 приведены трехцветные коэффициенты x и y основных цветов RGB кинескопа, соответствующих европейскому (ЕС) и американскому (NTSC) стандартам, а также трехцветные коэффициенты для опорных белых цветов для указанных стандартов.
Рисунок 4.32 – Фрагменты щелевой маски (а) и штрихового экрана (б) планарного кинескопа
Таблица 4.2
Следует отметить, что хотя в отечественном ТВ стандарте использованы люминофоры и опорный белый стандарта ЕС, в расчетных формулах по ряду причин применены коэффициенты матриц A и A –1, связывающих между собою колориметрические системы XYZ и RGB по стандарту NTSC. Таковы, например, выражения (2.21) и (2.29), которые в стандарте ЕС должны иметь вид соответственно:
Вызванные указанным несоответствием искажения цветности, однако, настолько невелики, что ими можно пренебречь, сохранив единую систему расчетных формул в стандартах ЕС и NTSC. Преимущества планарных кинескопов перед дельта-кинескопами сводятся к следующему: · однородность структуры экрана и маски в вертикальном направлении упрощает их изготовление; · прозрачность маски для электронных лучей увеличивается приблизительно в два раза (30% против 15% для дельта-кинескопа), соответственно вдвое увеличивается и яркость экрана; · поскольку электронные пушки, а следовательно, и электронные лучи совмещены в горизонтальной плоскости, не требуется динамического сведения лучей (в щелевых отверстиях маски) в вертикальном направлении; · имеется возможность отказаться от динамического сведения лучей и в горизонтальной плоскости, реализованная в кинескопах с самосведением. Принцип самосведения заключается в коррекции расслоения вертикальных линий по краям растра и устранении подушкообразных искажений горизонтальных линий с помощью неравномерного (астигматического) магнитного поля отклоняющих катушек, имеющих неравномерное распределение витков по сечению катушек. Подобная отклоняющая система требует высокой точности исполнения и тщательной юстировки ее положения на горловине кинескопа, что выполняется непосредственно на заводе-изготовителе. Система разверток в кинескопе с самосведением требует коррекции подушкообразных искажений вертикальных линий. Эта операция выполняется специальным узлом коррекции растра. Для компенсации погрешностей цветного растра, возникающих из-за неточного изготовления комплекта «кинескоп – отклоняющая система», на горловине кинескопа устанавливается магнитостатическое устройство МСУ, в состав которого входят три пары кольцевых магнитов (рисунок 4.33). Пара двухполюсных магнитов предназначена для регулировки чистоты цвета путем смещения всех трех лучей в одном направлении. Величина смещения регулируется относительным поворотом двух колец друг относительно друга вокруг горловины. Направление смещения регулируется одновременным поворотом обеих колец. При правильной регулировке чистоты цвета каждый из растров цветоделенных изображений окрашен равномерно в один из основных цветов R, G, B. Подобным образом действуют пары кольцевых четырехполюсных и шестиполюсных магнитов, обеспечивающих статическое сведение растров. Принцип действия магнитов (направление магнитных силовых линий и направление смещения лучей) ясен из рисунка 4.33.
Рисунок 4.33 – Магниты устройства МСУ: а) – двухполюсные; б) – четырехполюсные; в) – шестиполюсные Простейшая схема подведения питающих напряжений и управляющих сигналов к планарному кинескопу приведена на рисунке 4.34. Схема сосредоточена на плате кинескопа, на которой расположена ламповая панелька, одеваемая непосредственно на цоколь трубки. Все напряжения, кроме высоковольтного ускоряющего, подводятся к кинескопу через эту панельку. Ускоряющее напряжение подводится к трубке через высоковольтное разъемное соединение X6. Фокусирующее напряжение снимается с движка потенциометра R1 (регулировка «фокус»). Регулировка «ток лучей», соответствующая неоперативной регулировке «яркость», производится потенциометром R9, с помощью которого изменяется напряжение на первом аноде электронных прожекторов. Гашение лучей во время обратного хода осуществляется путем подачи смеси гасящих импульсов (сигнал «гашение») на модулятор прожекторов. Отметим, что все перечисленные электроды являются общими для всех трех прожекторов кинескопа. Через контакты 2, 3 и 4 разъема X3 вводятся сигналы цветности (в отрицательной полярности) -U R, -U G, -U B. В случае черно-белого изображения эти сигналы в блоке цветности превращаются (автоматически) в сигнал -U Y. Регулировка «баланс белого» осуществляется путем изменения «уровня черного» в каналах RGB (это статический баланс белого) и раздельной регулировкой размаха сигналов U R, U G, U B (это динамический баланс белого). Современные микросхемы видеопроцессоров, например,
Рисунок 4.34 – Принципиальная схема платы кинескопа ПК-3-1 К174ХА33, выполняют операцию статического баланса белого автоматически (так называемая система АББ). В заключение отметим, что схема снабжена высоковольтными разрядниками FV1÷ FV8, предотвращающими перенапряжения на электродах кинескопа.
|
(4.51)
