Устройство коррекции основных видов аберраций отклонения Советский патент 1980 года по МПК H04N3/26 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре отображения информации.

Известно устройство коррекции основных видов аберрации отклонения, содержащее два канала X и У, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока сдвига, выпрямителя и блока возведения в квадрат, а также сумматор и два умножителя, при этом выходы блоков возведения в квадрат подключены к первому и второму входам сумматора соответственно, вход выпрямителя канала X соединен с первым входом первого умножителя, вход выпрямителя канал У соединен с первым входом второго умножителя, причем второй вход каждого умножителя соединен с выходом сумматора 1.

Однако устройство имеет низкую точность формируемой корректирующей функции.

Цель изобретения - повышение точности коррекции во всем диапазоне отклонения.

Для достижения указанной цели в устройство коррекции основных видов аберрации отклонения, содержащее два канала X и У, каждый из которых состоит из по/;ледовательно соединенных блока сдвига, выпрямителя и блока возведения в квадрат, а также сумматор и два умножителя, при этом выходы блока возведения в квадрат подключены к первому и второму входам 5 сумматора соответственно, вход выпрямителя канала X соединен с первым входом первого умножителя, вход выпрямителя канала У соединен с первым входом второго умно жителя, причем второй вход каждого умножителя соединен с выходом сумматора, введены третий умножитель, блок поворота фазы, четыре селектора квадрантов X, четыре селектора квадрантов У, щесть усилителей, второй и третий сумматоры и две квадрупольные линзы, при этом первый вход третьего умножителя соединен с входом блока сдвига канала X, второй вход - с выходом блока сдвига канала У, и с соответствующим входом блока поворота фазы, выход третьего умножителя через блок поворота фазы подключен к входам первого и второго усилителей, выход блока сдвига канала X соединен с входом каждого селектора квадрантов канала X, выход блока сдвига канала У соединен с входом каждого селектора квадрантов канала У, выходы первого усилителя.

первого и второго селекторов квадрантов канала X и первого и второго селекторов квадрантов канала У подключены к соответствующим пяти входам второго сумматора, к шестому и седьмому входам которого подключены соответственно через третий усилитель выход блока возведения в квадрат канала X и через четвертый усилитель выход блока возведения в квадрат канала У, выход второго сумматора соединен с входом первой квадрупольной линзы, выходы второго усилителя, третьего и четвертого селекторов квадрантов канала X и третьего и четвертого селекторов квадрантов канала У подключены к соответствующим пяти входам третьего сумматора, к шестому и седьмому входам которого подключены соответст венно через пятый усилитель выход блока возведения в квадрат канала X и через шестой усилитель выход блока возведения в квадрат канала У, выход третьего сумматора соединен с входом второй квадрупольной линзы.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство коррекции основных видов аберрации отклонения содержит два канала X и У, каждый из которых состоит из блоков сдвига 1, 2, выпрямителей 3, 4, блока 5, 6 возведения в квадрат, первый и второй умножители 7, 8, сумматор 9, третий умножитель 10, блок 11 поворота фазы, первый и второй селекторы 12, 13 квадрантов канала X, первый и второй селекторы 14, 15 квадрантов канала У, третий и четвертый селекторы 16, 17 квадрантов канала У, третий и четвертый селекторы 18, 19 квадрантов канала X, шесть усилителей 20-25, второй и третий сумматоры 26, 27, две квадрупольные линзы 28, 29.

Устройство работает следующим образом Все виды аберраций, как пятна так и растра, кроме аббераций астигматизма 2-го порядка, симметричны относительно центра экрана, поэтму сигналы, поступающие от внешнего источника информации, например, с цифроаналогового преобразователя, должны быть отсимметрированны относительно центра экрана. Для этого сначала входные сигналы сдвигают по уровню так; чтобы ноль напряжения соответствовал центру экрана, а затем выпрямляются таким образом, чтобы отклонению от центра в любую сторону на одинаковые расстояния соответствовало напряжение одинаковой амплитуды и полярности.

- Сигналы координатного отклонения, изменяющиеся в диапазоне от нуля до -f4B поступают от внешнего источника информации на входы блоков 1,2 сдвига. На вход блока 1 сдвига поступает сигнал горизонтального отклонения, на вход блока 2 сдвига- сигнал вертикального отклонения. Напряжение, симметрично сдвинутое относитель но нуля, поступает с выхода блока 1 сдвига на вход выпрямителя 3, а с выхода блока 2 сдвига на вход выпрямителя 4. Выпрямленные сигналы поступаютна входы блоков 5, 6 возведения в квадрат, построенных на принципе изменения коэффициента усиления дифференциального каскада, причем пара биполярных транзисторов, используемых в дифференциальном каскаде, согласована по параметрам. С выхода выпрямителя 3 сигнал поступает на входы блока 5, а с выхода выпрямителя 4 - на входы блока 6. С выхода блока 5 сигнал, пропорциональный х , поступает на один из входов сумматора 9, выполненного на операционном усилителе интегрального типа. На другой вход сумматора 9 поступает сигнал, пропорциональный у с выхода блока 6. С выхода сумматора 9 сигнал (х2 + у) поступает на катушку динамической фокусировки, аксиально-симметричное магнитное, поле которой осушествляет сжатие пятна, чем устраняет аберрацию кривизны поля. При развертке по любой- оси подушкообразные искажения при переходе развертки через центр экрана электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) меняют знак, прэтому для формирования напряжений коррекции подушкообразных искажений кроме сигналов (х. + у ) используются биполярные сигналы горизонтального и вертикального отклонения, симметричные относительно нуля. Эти сигналы поступают с выходов блоков 1,2 сдвига. На од«н вход умножителя 7 поступает сигнал (х + с выхода сумматора 9. На другой вход умножителя 7 поступает биполярный сигнал горизонтального отклонения х с выхода блока 1 сдвига. На один вход умножителя 8 поступает сигнал (jc + у) с выхода сумматора 9 На другой вход умножителя 8 поступает биполярный сигнал у, симметричный относительно нуля с выхода блока 2 сдвига. Сигнал у (jc + У) с выхода умножителя 8 поступает на вход тракта вертикального отклонения и позволяет устранить подушкообразные искажения и масштабные ошибки по осям X и У.

Для получения стигматического изображения пятна, близкого по размеру и форме к неотклоненному пятну, необходимо устранить ёше два вида аберраций: аберрацию астигматизма отклонения 2-го порядка и астигматизма отклонения 3-го порядка. Для устранения этих аберраций используется поле двух квадрупольных линз 28, 29. квадрупольная линза 28, 29 подключается к сумматору 9, на входы которого подаются все сфрмированные функции предыскажений аберраций астигматизма 2-го и 3-го порядка, причем сигналы коррекции, пропорциональные текушим координатам, устраняют астигматизм 2-го порядка, вызванный несимметрией отклоняющей системы и несоосностью ее с электронным лучом. Величина и знак линейных членов, описывающих астигматизм 2-го порядка, могут принимать

любое значение по полю экрана в зависимости от взаимного расположения ЭЛТ фокусирующей и отклоняющей катушек. Этот вид аберраций устраняется полностью только в случае формирования напряжений коррекции отдельно для каждого квадранта поля экрана. Формирование кфректирующих напряжений осуществляется селекторами 1219 квадрантов. На входы этих селекторов поступают сигналы с выходов блоков 1,2 сдвига. Напряжения коррекции с выходов селекторов квадрантов через сумматор 26 поступачот в квадрупольную линзу 28, а напряжения коррекции с выходов селекторов 16-19 квадрантов через сумматор 27 поступают в квадрупольную линзу 29. Для устранения астигматизма 3-го порядка квадрупольные линзы запитываются токами, изме няющимися пропорционально х, г/, ху. С этой целью на входы сумматора 26 через усилитель 22 подается корректирующий сигнал х, через усилитель 23 на вход сумматора 26 - корректирующий сигнал у. С выхода сумматора 26 токи, пропорциональные х, i/, поступают в квадрупольную линзу 28. На входы сумматора 27 через усилители 24, 25 поступают корректирующие сигналы x и г/2. С выхода сумматора 27 токи, пропорциональные х и г/, поступают в квадрупольную линзу. Для формирования токов, пропорциональных смещанным членам, используется умножитель 10, на один вход которого поступает сигнал от внешнего источника информации, а на другой вход поступает сигнал с выхода блока 2 сдвига. С выхода умйожителя 10 сигнал, пропорциональный ху, поступает на вход блока 11 поворота фазы. На выходе умножителя 10 сигнал ху повернут относительно горизонтального отклонения на некоторый угол, определяемый модулирующим напряжением у. Для устранения поворота сигнала ху относительно горизонтальной оси в блоке 11 поворота фазы осуществляется сложение сигнала ху и сигнала у, поступающего с выхода блока 2 сдвига. Результирующий сигнал ху с выхода блока 11 поворота фазы через усилители 20 и 21 поступает на входы сумматоров 26 и 27. Усилители 20 и 21 определяют величину и знак при смешанных членах. С выходов сумматоров 26 и 27 сигналу ху поступают в квадрупольные линзы 28, 29.

Применение предлагаемого технического рещения позволяет повысить разрещающую способность ЭЛТ по полю экрана, причем на краях растра разрешающая способность увеличивается примерно в два раза. Кроме того, устройство позволяет получить одинаковый размер и форму пятна во всех квадрантах поля экрана.

При использовании предлагаемого устройства увеличение размера пятна по полю экрана не превышает 10% относительно неотклоненного пятна. При отсутствии коррекции астигматизма отклонения размер пятна увеличивается в два и более раз, причем во всех квадрантах электронное пятно имеет разный размер и форму. Применение устройства коррекции, устраняющего астигматизм отклонения, позволяет получить стигматическое изображение пятна во всех квадрантах поля экрана. Увеличение разрешающей способности ЭЛТ при отклонении дает возможность, получения больщрго объема информации на одном кадре. Это позволяет применять устройство коррекции в прецизионной

аппаратуре, такой, как аппаратура микрофильмирования, аппаратура машинного проектирования и др. Увеличение объема информации на одном кадре позволяет в аппаратуре микрофильмирования увеличить быст родействие комплекса микрофильмирования за счет уменьшения количества механических передвижек микрофиши и увеличивает ее надежность. Кроме того, возможность вывода из ЭВМ одновременно большого объема информации (возможность получения 24 формата на одном кадре) в аппаратуре машинного проектирования и микрофильмирования обеспечивает экономию машинного времени упрощает технологию получения чертежей больших форматов (22, 24), что даст большой

экономический эффект.

Формула изобретения

Устройство коррекции основных видов аберрации отклонения, содержащее два канала хну, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока сдвига, вьшря.мителя и блока возведения в квадрат, а также сумматор и два умножителя, при

5 этом выходы блоков возведения в квадрат подключены к перво.му и второму входам сумматора соответственно, вход выпрямителя канала х соединен с первым входом первого умножителя, вход выпрямителя канала соединен с первым входом второго умножителя, причем второй вход каждого умножителя соединен с выходом сумматора, отличающееся тем, что с целью повыщения точности коррекции во всем диапазоне отклонения, введены третий умножитель, блок поворота фазы, четыре селектора квадрантов х, четыре селектора квадрантов у, шесть усилителей, второй и третий сумматоры и две квадрупольные линзы, при этом первый вход третьего умножителя соединен с входом блока сдвига ка нала X, второй вход - с выходом блока сдвига канала г/, и с соответствующим входом блока поворота фазы, выход третьего умножителя через блок поворота фазы подключен к входам первого и второго усилителей,

выход блока сдвига канала х соединен с входом каждого селектора квадрантов канала X, выход блока сдвига канала у соединен с входом каждого селектора квадрантов канала У, выходы первого усилителя.

первого и второго селекторов квадрантов канала X и первого и второго селекторов квадрантов канала У подключены к соответствующим пяти входам второго сумматора, к шестому и седьмому входам которого подключены соответственно через третий усилитель выход блока возведения в квадрат канала X и через четвертый усилитель выход блока возведения в квадрат канала У, выход второго сумматора соединен с входом первой квадрупольной линзы, выходы второго усилителя, третьего и четвертого селекторов квадрантов канала X и третьего и четвертого селекторов квадрантов канала У подключены к соответствующим пяти входам третьего сумматора, к шестому и седьмому входам которого подключены соответственно через пятый усилитель выход блока возведения в квадрат канала X и через шестой усилитель выход блока возведения в квадрат канала У, выход третьего сумматора соединен с входом второй квадрупольной линзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. ИС операционных усилителей в электронно-лучевых индикаторах. «Electronics, 1971, № 1, с. 18 (прототип).