偏转系统

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电视机中,偏转系统是关键性的组件之一,它的好坏直接影响图象的质量。现将它的工作原理、绕制方法介绍如下。

工作原理和结构

当电子束以垂直于磁力线的方向穿过磁场时(电子束射向与电流方向相反),其运动方向将发生偏转,偏转后的方向可按左手定则来确定,如图1。其结论是:电子束(电流)通过上下垂直方向的磁场时,受到水平方向的作用力,使电子束沿水平方向偏转:当通过水平方向的磁场时,受到的是垂直方向的作用力,电子束沿垂直方向偏转。电子束在磁场中受到偏转力的大小与磁场强弱有关。磁场的强弱决定于线圈匝数和线圈中电流的安培数(即安匝数)。在同样电流情况下,导线集中的地方磁力线密度就大,磁场就强,对电子束偏转的作用就大。偏转线圈就是以此原理为基础的。电视机中偏转系统包括一组水平(行)偏转线圈和一组垂直(帧)偏转线圈,每组偏转线圈都包含两个圈数相等、形状一样的相互串联或并联的绕组。对于偏转角为90度和110度显象管所用的垂直偏转线圈,其绕组是绕在铁淦氧磁环上,如图2,所产生的磁场应是水平方向的。因此垂直偏转线圈的两个绕组是放在显象管管颈的上、下部位。电子束在其磁场作用下,发生垂直方向的偏转。垂直偏转线圈流过的是50赫的锯齿形电流。在扫描正程的开始a点如图2(b),电流是负的最大,此时电子束射在荧光屏的最上端,然后锯齿形电流逐渐增大至零即b点,电子束相应地由上向下移,偏转到荧光屏的中心。此后电流继续增大至最大值c点,则电子束由荧光屏的中心继续向下偏转到达荧光屏的最下端,这时扫描正程结束。接着电流从正的最大值c点急速下跌至负的最大值d点,这相应于垂直扫描的逆程。此时电子束很快地由荧光屏的下端迅速地返回到上端,于是完成一个垂直扫描周期(即一场的扫描)。水平扫描的原理与此相同。水平偏转线圈的绕组不是绕在磁环上,而是做成马鞍形如图3,两只绕组装在显象管管颈的上、下部位,所产生的磁场方向是垂直于水平面的,使电子束作水平方向的偏转。当水平偏转线圈通过频率为15625赫的锯齿形电流时,电子束就沿水平方向作往返的扫描运动。当水平和垂直偏转线圈同时各自通以相应的锯齿形电流时,电子束就从左至右,同时又从上到下作扫描运动,射到荧光屏上,使荧光物发光而成光栅。

图1
图1 🔍原图 (702×383)
图2
图2 🔍原图 (899×308)
图3
图3 🔍原图 (727×400)

一个完整的偏转系统除了偏转线圈和磁环外,还没有中心位置调节磁铁,它是用以调节光栅位置的。由于显象管电子枪在安装时的误差(电极间轴线不重合)和密封时产生的误差(电子枪与管颈的轴线不重合),而使扫描光栅中心与荧光屏的几何中心不重合,这就需要采用外加一固定磁场来纠正,使其中心相重合。中心位置调节磁铁装在偏转线圈的后面,有两种,如图4。一种是由两片环形磁铁片相迭组成(90度和110度显象管采用),改变它们的相对位置,使其磁场的强弱和方向改变,以达到调节的目的。另一种是在一个铁夹上装一小磁柱,通过旋转小磁柱和铁夹来调节中心位置。

图4
图4 🔍原图 (863×426)

另外对于太偏转角度的显象管(如110度的),为了校正枕形失真还设有校正“磁柱”,见图5。这是因为显象管在各个方向的角度是不同的,如110度显象管其垂直方向角度最小为85度,水平方向较大为102度,对角线方向角度最大为110度,偏转角愈大,焦平面的半径愈短,投影到较平坦的荧光屏上的偏差也愈大。从图6可看出对角线方向的几何失真最大,水平方向次之,垂直方向最小,这种四角向外伸展,中间压缩的光栅几何失真称为枕形失真。当偏转线圈确定后,剩余部分失真就从外加的四个这种磁柱来校正,其作用原理示于图5。图中的铁卡箍不仅用于固定磁柱,还起导磁作用,使磁柱能以一个伸展得较为均匀的磁场来影响光栅。

图5
图5 🔍原图 (581×324)

设计时应注意的问题

为了获得良好的光栅,在设计偏转线圈时应注意以下几个问题

1.电子束的扫描应是匀速的,否则将使荧光屏上的图象亮度与原实际情况不同,清晰度和线性也不好。为此通过偏转线圈的电流必须是线性锯齿电流,这就要求所用漆包线的直径和绕的匝数要合适。

2.偏转线圈产生的磁场应当均匀一致,以保证产生的光栅几何失真最小。因此,应注意:

①正确设计绕组的绕法和形状,需沿管颈轴线辐向按余弦分布的原则来绕制(说明见后)。此外,为了减少线圈两端边缘磁场不均匀,影响电子束的聚焦,往往把线圈两端向外翘起成马鞍形。

②每组两只线圈的匝数、外形和松紧等都要一致,绕组内部不应有短路。

③组装时,要保证两组线圈产生的磁场互相垂直。不然光栅会产生平行四边形失真。并注意线圈在管颈上前后的位置要合适,否则光栅不够满幅,有暗角。

3.偏转灵敏度要高,也就是说光栅能布满整个荧光屏。这就要求:

①把水平偏转线圈放在里面,使其紧贴管颈。

②用一只铁淦氧磁环,以减少外部磁阻,使磁场更为集中。

③显象管偏转角度越大,偏转线圈越向前紧贴显象管锥体的张开处。

4.能承受一定的高压,而不被击穿,由于水平偏转线圈工作时两端有数千伏的脉冲电压,因此,应采用高绝缘强度的漆包线绕制,而且垂直偏转线圈与水平偏转线圈之间也应有好的绝缘,以免跳火、击穿。

5.在一定的温度范围内,能稳定地工作,特别是铁淦氧磁环,其性能要稳定。

以上几个问题是相互关联的,因此要互相兼顾。如偏转灵敏度与几何失真及清晰度三者之间就存在着较大的依赖关系,偏转灵敏度越大,几何失真小而边缘清晰度就差;相反灵敏度小,几何失真大,而清晰度却提高了。

偏转线圈的绕制

对于90度和110度(或114度)偏转角的显象管所用行偏转线圈,都做成马鞍形状,须用胎具绕制,若无胎具,也可以按图7所示分层绕制,然后弯成马鞍形。方法是:按图所标尺寸,用两块三合板做夹板,其间隔为4毫米左右,在板上打好插针孔。然后在夹板间从内向外逐层插大头针做临时骨架绕制,并逐层分段将绕好的线圈绑扎好,使其固定不松脱,最后弯成马鞍形状。

图6
图6 🔍原图 (508×865)

垂直偏转线圈绕在喇叭状磁环上,绕制前先将铁淦氧磁环用电割法切成两半,否则装配时,水平偏转线圈无法装入。切割的方法是先在磁环被切处,划好铅笔线,用两只表笔串联一只100瓦以上的灯泡,接通220伏电源,再使两笔同时接触铅笔线上的一点,然后迅速均匀地沿铅笔线拉开两笔。由于铅笔粉沫能导电并有一定电阻,使磁环因冷热不均匀而切开。磁环切开后,在要绕线的部位缠上绝缘黄蜡绸,就可绕线圈了。绕组成橄榄状(中间密集向两边扇形展开,即“余弦”分布)如图8。偏转线圈的绕制数据和要求如下:

图7
图7 🔍原图 (621×449)

1.偏转角为90度,荧光屏对角线尺寸为23厘米的显象管,用晶体管作扫描输出级的水平偏转线圈,用直径为0.31毫米自粘漆包线(或一般高强度线)2股并绕,每只绕组为80圈。若电源电压为12伏,则需4股并绕,每只绕40圈。若用电子管作扫描输出级的,可用单股线绕160圈。垂直偏转线圈,这两种电路均可用直径为0.23毫米漆包线共绕671圈,分11层绕在磁环上,从第1层到第11层相应的圈数为:81、77、73、69、65、61、57、53、49、45、41。线圈绕向相同。

2.对于偏转角为110(或114)度,对角线尺寸为47(或40)厘米的显象管,用晶体管作扫描输出级的水平偏转线圈,用直径为0.35毫米自粘(一般高强度)漆包线,3股并绕,每只60圈。若用电子管作扫描输出级,可用单股线绕180圈。垂直偏转线圈也均用直径为0.27毫米高强度漆包线分8层绕,共绕630圈。第1层到第8层相应的圈数为:100、94、86、82、74、70、64、60。

偏转线圈故障分析

因水平或垂直偏转线圈不良等原因引起的光栅几何形状失真分别见表1、表2。(工人 宗承玮 技术员 束川保)

图8
图8 🔍原图 (1115×1065)
图9
图9 🔍原图 (1100×1208)