Q1 120의 전하가 충전되어 있다면 a c간의 전위차는 몇 v인가

본 발명은 비디오 표시 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 음극선관을 갖는 투사형 비디오 표시 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 편향 소실에 응답하여 동작하는 음극선관(CRT) 보호 회로에 관한 것이다.

텔레비전 수상기와 같은 투사형 비디오 표시 장치는, 통상 개별적으로 적색 화상, 녹색 화상, 청색 화상을 발생하는 3개의 단색(monochrome) 음극선관을 포함하고 있다. 각 음극선관에는 일반적으로 확대 렌즈 어셈블리가 설치되어 있고, 이것은 음극선관으로부터의 광을 1개 이상의 거울에 전달하며, 그 거울에서 광은 배면 투사형의 수상기용의 투사 스크린의 관찰 영역으로 반사된다. 각 음극선관으로부터 중첩된 화상으로 형성된 확대 화상이 스크린이 전면 위치로부터 관찰될 수 있도록, 스크린은 광을 어느 정도 투과시킨다. 이 스크린은 음극선관으로부터의 광을 어느 정도 확산하여, 스크린의 전면 주변의 허용 관찰 영역을 확대하기 위해 관찰각을 크게 하도록 작용한다.

통상의 실내 밝기에서 관찰이 가능한 충분한 밝기를 갖는 최종 확대 영상을 형성하기 위해, 각 음극선관은 높은 레벨의 전자빔 전류 밀도에 상당하는 고휘도 레벨에서 동작할 필요가 있다. 어느 음극선관 혹은 전체 음극선관의 전자빔의 수평 또는 수직 편향, 또는 주사 기능이 상실 또는 저하되면, 음극선관의 1개 이상의 형광체 스크린의 작은 영역 상에 전자빔의 에너지가 집중된다고 하는 바람직하지 않은 형상이 발생한다. 주사 (기능의) 상실 또는 저하가 짧은 시간에도 지속되고, 특히 수평 주사 (기능의) 상실이 발생하고 수직선 또는 스포트(수직 또는 수평 편향이 행해지고 있지 않음)가 CRT 스크린 상에 나타나면, 표시 스크린 상에 영구적 손상을 줄 수 있는 가능성이 있다. 그러므로, 전자빔 편향의 소실 또는 감소를 보다 빠르게 감지하고, 예컨대 전자빔을 소거시키는 것에 의해, 음극선관의 손상을 방지하는 적절한 형태의 응답을 행하는 어떤 형식의 보호회로를 설치할 필요가 있다.

후버(Hoover)의 미국 특허 제4,642,532호에는, 수직 및 수평 편향 전류를 나타내는 신호가 감지되는 투사형 텔레비전 편향 소실 보호회로가 개시되어 있다. 수평 또는 수직의 어느 편향 신호가 소실되는 때, 영상관 구동 회로의 동작을 정지시켜 음극선관(CRT)의 스크린을 소거하는 신호를 발생시키는 것이 소망된다.

편향 소실이 발생하는 때, 1개 이상의 비디오 구동 회로 또는 증폭기가 단락되는 때, 예컨대 콜렉터와 에미터가 단락하게 되어 CRT의 음극이 접지 전위 레벨과 그리드 전압에 매우 근사하게 된 경우에도, 편향 소실에 의해 음극선관 스크린의 형광체가 훼손되는 것을 방지하는 보호회로를 설치하는 것이 소망되고 있다.

또한, 최대 비디오 신호의 범위에 대해서, 즉 비디오 신호에 따라서, CRT에 의해 발생될 수 있는 최대 빔 전류를 제공하기 위해 CRT 그리드를 음극 전압에 충분히 가까운 전압 레벨에 둘 수 있고, 더욱이 스윕(sweep) 기능의 상실이 발생하는때에 바로 CRT의 블랭킹이 가능하도록 보호회로를 제공하는 것이 소망된다.

또한, 트랜지스터와 같은 최소 기능 소자를 요구하는 CRT 보호 회로를 제공하는 것이 소망된다.

더욱이, 이와 같은 보호 회로는, 공급 전압원이 오프로 전환된 직후, CRT의 음극에 대한 공급 전압원으로부터의 인출(drain)을 최소로 하도록 된 것이 소망되고 있다.

또한, 수평 스윕 기능의 상실이 발생하는 때, 용장성을 갖는 CRT 보호를 제공하는 CRT 보호 회로를 제공하는 것이 소망되고 있다.

더욱이, 텔레비전 수상기의 CRT 음극용의 공급 전압 외에 어떤 부가적 직류(DC) 저전압 전원에 의해 가동될 필요가 없는 CRT 보호 회로를 제공하는 것이 소망되고 있다.

수상기가 오프로 전환된 후, 어느 정도의 시간 기간 동안, CRT 스크린을 블랭킹 상태로 유지하고, 또한 텔레비전 수상기가 온으로 된 직후에도, 주사 기능의 상실이 발생하면 즉시 CRT 스크린의 블랭킹이 가능하도록 한 CRT 보호 회로가 소망된다.

본 발명의 한 양상에 의하면, 음극선관의 음극에 의해 방출된 전자빔에 의해서, 음극선관 스크린이 손상되지 않도록 보호하는 회로는, 전자빔용 편향 신호에 관련된 신호의 공급원에 결합되도록 된 제어 입력을 가지며 전압 공급원에 결합된 스위치 수단과, 이 스위치 수단과 음극선관의 제어 그리드에 결합되는 전하 축적수단을 포함하고 있다. 전하 축적 수단은, 편향 신호가 스위치 수단의 제어 입력에 존재하고 있는 경우는, 상기 전압원으로부터 상기 스위치 수단을 흐르는 전류에 의해서 충전되고, 또한 편향 신호가 존재하지 않는 경우에는, 상기 스위치 수단은, 상기 전압원을 상기 전하 축적 수단으로부터 분리하여, 상기 편향 신호에 관계한 신호가 존재하지 않는 경우에 전하 축적 수단에 나타나는 블랭킹 전압을 상기 제어 그리드에 공급하여, 음극선관의 전자빔 전류를 차단시킨다.

본 발명의 한 실시예에서, 스위치 수단은 PNP 바이폴라 트랜지스터를 포함하고, 편향 신호를 나타내는 신호는 텔레비전 수상기의 수평 편향 신호를 나타내는 신호로 구성된다. 블랭킹 전압은 캐패시터를 포함하는 전하 축적 수단의 양단 사이에 생성된 음(negative)의 전압을 포함한다.

제1(a)도 및 제1(b)도를 참조하여 본 발명을 설명한다. 투사형 비디오 표시 장치, 예컨대, 텔레비전 수상기는 단색 CRT, 또는 영상관(kinescope)(10, 11 및 12)을 포함하고 있다. 예컨대, 영상관(10)은 적색 화상, 영상관(11)은 녹색 화상, 영상관(12)은 청색 화상을 생성한다. 이들 3개의 화상은 광학 시스템에 의해 관찰스크린 상에 결합되어 시청자에 표시된다.

각각이 단자(RV-RV′)의 사이, 단자(GV-GV′)의 사이, 및 단자(BV-BV′)의 사이에 결합된 수직 편향 권선(14, 15 및 16)은 수직 편향 회로(13)의 출력 단자(13a)와 단자(13b)의 사이에 직렬로 접속되어 있다. DC 차단 캐패시터(CV)와 전류 샘플링 저항기(RS)는, 권선(14, 15 및 16)과 직렬로, 단자(13a)와 접지점 사이에 결합되어 있다. 수직 편향 회로(13)는, 캐패시터(CV)를 통해서 흐르고, 통상의 동작 동안은 포물선 전압 성분을 포함하는 수직 주파수 레이트 신호(VERT)를 단자(13b)에 발생시키는 톱니파형의 수직 편향 전류(iV)를 발생시킨다. 예컨대, 권선(14, 15 및 16)의 어느 1개가 개방된 때와 같은 수직 주사 기능의 상실이 발생하면, 포물선 신호(VERT)는 발생되지 않는다.

선 주파수(line late), 즉 수평 편향 회로(122)가, 단자(RH-RH′, GH-GH′ 및 BH-BH′)에 수평 구동 신호를 발생시키고, 이들 신호가 수평 편향 권선(20, 21 및 22)에 각각 공급되어 그 권선에 수평 편향 전류를 발생시킨다. 수평 편향 회로(122)는 플라이백(flyback) 변압기, 또는 고전압 변압기(111)의 1차 권선(121)에 결합되고 있다. 고전압 변압기(111)는 정류단의 다이오드(D3)를 통해서 단자(32)에 전압 레벨(+V1)을 발생시키는 부하 회로 공급 권선(31)을 포함한다. 전압 레벨(+V1)은, 예컨대 +225V 정도로 할 수 있다. 전압 레벨(+V1)은, 후술하는 바와 같이, CRT(10, 11 및 12)의 음극에 직렬 결합된다.

편향 주기(cycle)의 트레이스(trace) 기간 동안, 주지된 바와 같이 방식으로, 플라이백 변압기(111)의 권선(31)의 양단 사이에 트레이스 전압(V31)이 발생된다. 트레이스 전압(V31)은, 예컨대 -28V 이다. 트레이스 기간 중에 도통되도록 극성으로 접속된 다이오드(D2)가 권선(31)의 단자(31b)와 공통 도체 또는 접지점 사이에 결합되어 있다. 다이오드(D2)는 트레이스 전압(V31)을 필터 캐패시터(C5)의 양단 결합하여, 이 캐패시터(C5)의 양단 사이의 전압 레벨(+V2)을 권선(31)의 단자(31a)에 발생시키며, 이 전압 레벨(+V2)은 수직 편향 회로(13)에 투입되는 양(positive)의 전압 레벨이다. 이 전압 레벨(+V2)은 대략 +26V 이다.

고전압 변압기(111)는, 또한 수평 편향 회로(122)의 통상의 동작 동안에, 수평 주파수의 리트레이스(retrace) 펄스 신호(HOR)를 발생하는 권선(42)을 포함하고 있다. 수평 편향의 소실이 발생하는 경우, 신호(HOR)는 발생되지 않는다고 가정한다.

고전압 변압기(111)는, 또한 음극선관의 양극에 대한 고전압, 또는 필터 전압(U)을 발생하는 권선(43)을 갖는다. 얼터(ultor) 전압을 정류하기 위해, 다이오드(D1)가 설치되어 있다. 얼터 전압(U)은, 일반적으로는 포커스(집속:focus) 제어를 위해 분압 회로(도시하지 않음)를 통해서 CRT의 포커스 전극(애노드)에, 또는 분압기를 통해서 CRT 스크린의 그리드에도 공급될 수 있다.

수직 포물선 신호(VERT)는 캐패시터(C7)를 통해서 고장 검출기(70)의 다이오드(D5)의 음극에 공급된다. 다이오드(D5)의 양극은 직류 전압(VREF)에 결합되어 있다. 따라서, 거의 전압(VREF)의 레벨로 클램프된 포물선 전압(VERT1)이 다이오드(D5)의 음극에 나타나게 된다. 전압(VERT1)은 다이오드(D6)를 포함하는 피크 정류기를 통해서 비교기(72)의 비반전 입력 단자에 결합된다. 증폭기(72)의 반전 입력 단자는 전압(VREF)에 결합되어 있다. 신호(VERT)가 통상의 수직 편향 상태를 나타내는 정상 동작 레벨일 때, 비교기(72)의 출력 전압(V72)은 약 12V 이다. 수직 편향이 실행되지 않게 되면, 출력 전압(V72)은 거의 0V로 된다.

정상 수평 주사 상태를 나타내는 신호(HOR)가 정류 다이오드(D4)를 통해서 고장 검출기(70)의 트랜지스터(Q1)의 에미터에 공급된다. 캐패시터(C6)는 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 비교기(71)의 비반전 입력 단자에 결합되어 있다. 비교기(71)의 반전 입력 단자는 분압기를 통해서 기준 전압(VREF)에 결합되고 있다. 통상의 수평 주사 상태를 나타내는 신호(HOR)가 발생되면, 비교기(71)의 출력 단자(71a)에 나타나는 출력 전압(V71)은 약 +12V 보다 크게 된다. 한편, 신호(HOR)가 없어지게 되어, 수평 주사 기능의 상실(수평 주사가 실행되지 않음)을 나타내는 것이라면, 전압(V71)은 거의 0V로 된다.

전압(V71및 V72)은 각각 1쌍의 트랜지스터(Q2 및 Q3)의 베이스에 결합된다. 트랜지스터(Q2 및 Q3)의 에미터는 접속 단자(70a)에서 서로 접속되어 있다. 단자(70a)는 바이패스 캐패시터(C10)와 병렬로 접속된 저항기(R10)를 통해서, 예컨대, +12V의 전압 레벨(+V3)에 결합되어 있다. 트랜지스터(Q2 및 Q3)의 콜렉터는 대응하는 저항기(73 및 74)를 통해서 접지점에 연결되어 있다. 수평 주사 기능의 상실 또는 수직 편향 기능의 상실중 어느 1개가 발생하면, 0V에 근사한 전압(SWEEP-LOSS)이 단자(70a)에 나타난다. 정상 동작 동안, 전압(SWEEP-LOSS)은 약 +12V이다.

안테나 또는 다른 신호원(8)으로부터의 낮은 레벨 비디오 신호가 비디오 처리기(9)에 의해 영상관 구동관(55)에 공급된다. 비디오 처리기(9)는 예컨대, 안테나 또는 다른 신호원(8)으로부터의 입력 신호를 수신하는 투사형 텔레비전 수상기의 종래 비디오 처리단을 포함하고 있다. 구동단(55)은 공통 베이스 증폭기 트랜지스터(51)와 캐스코드 증폭기 구성으로 배치된 공통 에미터 증폭기 트랜지스터(50)를 갖는다. 처리단(9)에 의해 발생된 비디오 신호는 트랜지스터(50)의 베이스 입력에 결합된다. +12V의 트랜지스터(51)의 베이스 전압은, 정상 편향 동작 동안에 전압(SWEEP-LOSS)으로부터 저항기(25)를 통해서 공급된다.

트랜지스터(51)를 포함하는 단과 동일한 트랜지스터 단이, 도시하는 바와 같이, 투사형 텔레비전 시스템의 CRT의 각각에 설치되어 있고, 그 에미터가 각 증폭기단(50)의 콜렉터 출력에 접속된다. 이 접속의 상세한 것은 도시하지 않는다.

구동단(55)의 출력 회로는, 인덕터(L1), 다이오드(D10), 인덕터(L2), 저항기(27) 및 저항기(28)로 형성된 직렬 배열(29)을 포함하고 있고, 이 직렬 배열(29)은 트랜지스터(51)의 콜렉터의 콜렉터 부하를 형상하고 있다. 높은 레벨로 증폭된 비디오 신호는 트랜지스터(51)의 콜렉터에 나타난다. 구동단(55)의 출력 회로는, 또한 B급 증폭기를 구성하는 반대 도전형의 에미터 팔로워 트랜지스터(30 및 81)를 포함하고, 이들 트랜지스터의 베이스 입력은 다이오드(D10)와 병렬로 트랜지스터(51)의 콜렉터에 접속되어 있다. 트랜지스터(81)의 에미터 출력은 트랜지스터(30)의 에미터 출력에 결합되어 있다. 높은 레벨로 증폭된 비디오 신호는, 영상관 아크(arc) 전류 제한 저항기(33)와, 저항기(35)와, 다이오드(36)를 포함하는 피킹(peaking) 회로를 통해서, PNP 팔로워 트랜지스터(30) 또는 NPN 팔로워 트랜지스터(81)의 에미터 출력(이것은 구동단(55)의 출력 단자에 대응한다)으로부터 화상 재생 영상관, 즉 CRT(10)의 음극(56)에 공급된다. 트랜지스터(30)에 공급된 컬렉터 저항기(30a)가 영상관 아크 전류 제한 저항기로서 작용한다.

영상관 공급 전압 레벨(+V1)은, 직렬 배열(29)과 저항(34)의 사이의 단(55)의 단자(28a)에 공급된다. 이 영상관 공급 전압 레벨(+V1)은, 필터 캐패시터(C8)에 결합된 저항기(R24)와 자기 바이어스 다이오드(60)를 통해서 단자(28)에 결합된다. 다이오드(60)의 설치 목적을 이하에서 설명한다. 단(55)과 유사한 구성(도시하지 않음)이 CRT(11 및 12)의 각각에 설치되어 있다.

예컨대, 사용자에 의해 텔레비전 수상기로서 전력 공급이, 예컨대 주전원전압(116)을 차단하는 것에 의해, 오프로 전환되면, 편향 기능의 소실이 발생하고, 전압(SWEEP-LOSS)은 0V 레벨에 근사한 레벨로 된다. 0V에 근사한 전압(SWEEP-LOSS)은 트랜지스터(51)를 비도통이 되도록 한다. 전압 레벨(+V1)이 (예컨대, 수상기의 필터 캐패시터(C4)에 축전된 전하 등에 의해) 발생되는 한, CRT(10)의 음극 전압(VR)은 거의 +225V로 유지된다(이때, 비디오 신호는 존재하지 않는 것으로 한다). CRT(10)의 제어 그리드에 나타나는 그리드 전압(VG)은 +27V 보다 크지 않은 양(positive)의 전압으로 유지된다. CRT(10)의 음극과 그리드 사이의 큰 전압차에 의해, CRT(10)에는, CRT(10)의 음극에서의 빔 전류(iBEAM)가 거의 0으로 근사하게 되는 차단 상태가 발생한다. 전압(SWEEP-LOSS)이 0V로 되는 것에 의해, 얼터 전압(U)이 큰 빔 전류를 발생시킬 만큼 큰 경우에도, CRT(10)의 표시 스크린이 손상되지 않도록 보호한다. 이것은, 텔레비전 수상기가 또한 온의 상태의 있는 때 SWEEP-LOSS가 발생되는 경우에도 같다.

예컨대, 텔레비전 수상기로의 전력 공급이 이미 온으로 전환될 때, 또는 사용자가 텔레비전 수상기로의 전력 공급을 오프로 전환할 때, 전압 레벨(+V)이 정상동작으로 된 시점보다 크게 낮아지게 되고, 예컨데 0V로 되고, 얼터 전압(U)은 여전히 정상 레벨, 또는 어느 정도 높은 레벨에 있도록, 고장 상태를 상정한다. 예컨대, 사용자가 텔레비전 수상기를 오프로 전환하면, 수평 및 수직 편향을 정지하고, 상술한 바와 같이 전압(SWEEP-LOSS)은 0으로 된다. 그 결과, 트랜지스터(51 및 30)는 비도통으로 된다.

전압 레벨(+V1)이 정상 동작으로 된 시점보다 크게 낮아지면, 다이오드(60)는 역 바이어스되고, 예컨대, 단자(32)(제1(a)도 참조)에서 공급 전압원의 캐패시터(C4)를 통해 접지점에 빔 전류(iBEAM)가 흐르는 것을 방지한다. 그러므로, 빔 또는 음극 전류(iBEAM)는 CRT(10)의 음극에 형성된 음극 용량(CP)을 충전하여, 자기 바이어스 형태로 큰 음극 전압(VR)이 나타나게 된다. 전압(VR)은 CRT(10)가 실제 차단되도록 하는 이점을 갖는다. 이 결과, 빔 전류(iBEAM)는 부궤환 방식으로 0에 거의 근사하게 된다. CRT(10)의 음극 전압은, 음극 용량(CP)이 약 15pf 정도로 작은 값이기 때문에 급속하게 증가할 수 있다는 이점이 있다. 이에 의해, 다이오드(60)는, CRT(10)의 음극 전극에, 접지점에 대해서, 비디오 구동단(55)의 고출력 임피던스를 발생하게 된다. 용량(CP)에 의해 결정된 고출력 임피던스는, 빔 전류(iBEAM)를 차단시키기 위해 자기 바이어스를 CRT(10)에 가한다.

캐패시터(C4 및 C8)가 다이오드(60)와 같은 스위치를 통해서 단(55)의 단자(28a)에 결합되지 않다면, 전압 레벨(+V1)의 대폭적인 저하에 의해 빔 전류(iBEAM)가 접지점에 흐르도록 할 수 있다. 전류(iBEAM)는, 트랜지스터(81)의 에미터베이스간의 P-N 접합의 애벌란시 또는 항복 상태 때문에, 이 PN접합을 포함하는 주전류 경로를 통하거나, 또는 예컨대 캐패시터(C4 및 C8)를 통해서, 또는 캐패시터(C4)의 단자에 접속되어 있는 다른 공금 부하를 통해서 흐른다. 따라서, CRT(10)의 음극 전압이 너무 작아 빔 전류(iBEAM)의 블랭킹을 행하는 것이 불가능하다 그러므로, (후술하는 회로(777)에 구체화된 본 발명에 의한 보호 회로의 동작을 고려하지 않는 경우는) 작은 음극-그리드 전압차만이 CRT(10)에 발생될 수 있다. CRT(10)의 이 작은 음극-그리드 전압차는, 편향 기능을 행하지 못하게 되는 때(편향 기능의 소실), CRT(10)의 스크린을 손상시키는 빔 전류(iBEAM)를 생성하게 된다. 용량(CP)의 값이 작기 때문에, CRT(10)에 차단(컷-오프) 상태를 발생시키는 응답 시간이 단축된다고 하는 이점이 있다.

본 발명의 한 양상에 의하면, SWEEP-LOSS 신호와, 자기 바이어스 다이오드(60)를 포함하는 회로에 용장성을 부가하여 부가적인 CRT 보호를 제공하기 위해, 그리드 바이어스 차단 회로(777)가 설치된다. 회로(777)는, 정상 동작 동안에는 그리드 전압(VG)을 약 +27V로 유지하고, 정상 수평 편향을 나타내는 신호(HOR)가 발생되고 있지 않는 때에는, 전압(VG)을 약 -200V 로 한다. 각종 고장 상태에서, 회로(777)는 CRT(10)를 블랭킹할 수 있는 부가적인 보호를 제공한다.

상술한 바와 같이, 주사 기능이 실행되지 않는 때에, CRT 스크린을 보호하기 위한 회로는, 특히 투사형 텔레비전 수상기에서 중요하다. 그 이유는 투사형 텔레비전 수상기에서는, 그 빔 전류 밀도가 높기 때문에 CRT 스크린의 손상 문제를 취급하는 회로는, 어느 구성 요소가 고장이 난 경우에도, CRT 스크린이 훼손되지 않도록 하기 위해, 용장도를 갖고 있지 않으먼 안된다.

그러나, 주사 기능이 상실되어 버리는 경우, CRT 스크린의 부가적 보호를 갖고 있어야 하는 중요한 경우가 있다. 예컨대, 고장이 나서 수직 주사가 행해지지 않게 되는 때에, 전압(SWEEP-LOSS)이 0V에 근사하게 되지 않는 경우가 있다. 또한, 비디오 증폭기중 1개, 예컨대 트랜지스터(51) 1개가 콜렉터-에미터 간의 단락을 초래하여, 주사기능의 행해지지 않게 되는 경우, CRT의 음극은 접지 전위에 매우 근사한 레벨로 될 수 있어서, 편향 기능이 정지(상실)하는 그 시점에서 빔 전류를 발생시킨다. 편향 기능의 상실 또는 정지는, 예컨대 사용자가 텔레비전 수상기를 오프로 한 경우 등에 생긴다.

본 발명의 한 양상을 실시한 제1(b)도에 도시한 회로(777)는, 제1(a)도에 도시한 수평 편향단과 공급 전압(+V1)에 결합된 입력과, CRT의 제어 그리드에 결합된 출력을 갖고 있다. 즉, 투사형 텔레비전 수상기의 CRT의 각각에 대하여, 회로(777)가 설치되어 있고, 각 회로(777)의 입력은 신호(HOR)와 공급 전압(+V1)에 결합되어 있고, 출력은 각각의 CRT의 그리드에 결합되어 있다. 회로(777)는, 수상기를 오프로 한 시점에서, 스윕(sweep) 기능의 상실 외에, 다른 소자의 고장, 예컨대 비디오 증폭기의 단락 등이 발생하는 때, SWEEP-LOSS 신호가 CRT 스크린을 보호하기에 불충분하다고 하는 경우, 어느 정도의 용장성을 제공한다.

본 발명에 의한 회로는 3개의 CRT를 갖는 투사형 텔레비전 수상기에 사용되는 타입으로 도시되어 있지만, 물론, 본 발명은, 1개의 CRT 만을 갖고, 높은 빔 전류에 의해 형광체의 손상 또는 편향 기능의 상실을 초래하는 수상기에서도 동등하게 적용될 수 있다.

제1(b)도를 참조하면, 제1(a)도에 도시한 수평 편향단으로부터의 공급되고, 정상 수평 편향 동작을 나타내는 신호(HOR)가 저항기(100)와 이 저항기에 직렬 접속된 캐패시터(102)에 공급된다. 신호(HOR)는 통상 -5V와 +25V의 범위에 있고, +25V의 피크는 수평 리트레이스 기간에 발생하고, -5V- 레벨은 수평 트레이스 기간에 발생한다. 캐패시터(102)는 신호(HOR)에 대한 직류(DC) 차단 교류(AC) 결합 캐패시터로서 기능하며, 신호(HOR)를 전압 레벨(+V1)의 225V로부터 분리한다. 저항기(100)는, 예컨대, 영상관의 아크 동안에, 225V 전원과 선로(HOR)와의 사이에 약 2000V의 차가 발생하는 경우 등에 생기는 큰 전류를 억제하기 위한 전류 제한 저항기이다. 선호(HOR)는 CRT의 필라멘트에 대한 히터용 전원으로서 사용된다. 캐패시터(102)는 다이오드(104)의 양극의 파형으로 도시한 바와 같이, 직류 성분을 접지 레벨로부터 약 200V 까지 시프트시킨다. 다이오드(104)는 정류기 및 피크 클램퍼 장치로서 기능한다.

“그리드·키커(grid kicker)” 회로로도 불리는 편향 기능 상실 보호 회로의 능동 소자는, 캐패시터(102)와 저항기(108)의 상호 접속점에 나타나는 신호(HOR)의 음(negative)의 부분의 기간 동안, 온으로 바이어스되는 베이스-에미터를 갖는 PNP 트랜지스터(106)로 구성되어 있다. 저항기(108)는 트랜지스터(106)로의 베이스 전류를 제한한다. 이 트랜지스터가 온으로 될 때에, 전압 레벨(+V1)의 225V 전원으로부터 저항기(R24) 및 트랜지스터(106)의 에미터-컬렉터 접합을 통해서도 전류가 흐른다. 캐패시터(110)는, 몇 주기에 걸쳐, 트랜지스터(106), 제너 다이오드(112), 다이오드(114) 및 저항기(115)를 통해서 충전된다. 제너 다이오드(112)는, 도시한 실시예에서, CRT 그리드의 전압을 충전 과정 동안의 약 27V의 최대 값으로 클램핑한다. 신호(HOR)의 수 주기(cycle) 후, 캐패시터(110)의 양단간의 전압은 200V에 근사한 값에 도달하고, 트랜지스터(106)의 콜렉터 전압은 거의 +225V로 된다. 이 시점에서, 제너 다이오드(112)는 도통을 정지한다. 그 이유는, 저항기(118 및 119)로 +된 분압기(계산상 저항기(115)는 무시될 수 있다)는 CRT 그리드에 27V의 제너 값보다 작은 약 25V를 제공하기 위해 선택되어 있기 때문이다. 이것은, 정상 수상기 동작시의 제너 다이오드에서의 잡음 발생을 방지하기 위해 행해진다. 트랜지스터(106)가 포화되어, 약 0.5V의 컬렉터-에미터 간 전압이 설정된다. 본 발명의 한 양상에 의하면, 캐패시터(123)가 트랜지스터(106)의 베이스를 컬렉터에 단단하게 교류(AC) 결합하는 것에 의해서 이 트랜지스터 턴-오프를 지연하는 양(positive)의 궤환 밀러 장치로서, 트랜지스터(106)의 콜렉터-베이스 접합 간에 접속되어 있다. 콜렉터 전압을 감소시키면, 베이스가 보다 강하게 온으로 전환되어, 그 감소를 방지한다. 이에 의해, 캐패시터(123)는, HOR 파형의 양(positive)의 부분에서 트랜지스터(106)가 오프로 되는 것을 방지하고, 한편 HOR 파형이 존재하지 않는 때에는, 트랜지스터(106)가 급속히 오프로 전환될 수 있도록 한다.

예컨대, 수평 주사의 상실(喪失)을 표시하는 신호(HOR)가 없어지게 되어, 트랜지스터(106)가 오프로 전환되면, 콜렉터 전압은 저항기(124)에 의해 접지 전위로 강하된다(pull). 캐패시터(110)는 여전히 약 200V의 전압을 갖고 있다. 다이오드(114)의 양극과 CRT 그리드의 전압은, 트랜지스터(106)의 콜렉터에서의 225V의 변화에 따라서, 약 +25V에서 약 -200V까지 저하된다. 이것에 의해, 다이오드(114)는 역바이어스된다. 이어서, CRT의 그리드의 전압은, 이 실시예에서는 저항기(119)와 캐패시터(110)에 의해 실질적으로 정해진 약 12.7초의 시정수로, 접지전위로 향해 점차 증가한다. 그 사이, 트랜지스터(106)와 트랜지스터(51)가 오프로 전환되기 때문에, 전압(+V1)의 225V 전원으로부터는 어떤 전류도 도출되지 않는다. 신호(SWEEP-LOSS)는, 수평 편향이 행해지지 않기 때문에, 거의 0V로 되고, 트랜지스터(106)도 비도통으로 되어 있기 때문에, 전압 레벨(+V1)의 225V 전원으로부터는 어떤 전류 경로도 존재하지 않는다. 이 상태에서는, 일반적으로 225V 전원의 필터 캐패시터(C4)가 부유(浮游) 리키지(stray leakage)에 의해 약 수초간 방전할 때까지, 225V 전원이 CRT의 음극에 유지되어 있다는 이점이 있다. 저항기(115)는 영상관 아크 동안에 제너 다이오드(112)와 다이오드(114)를 흐르는 전류를 제한한다. 캐패시터(126)는 CRT의 음극회로와 그리드 사이에서 비디오를 바이패스하도록 되어 있다. 캐패시터(126), 캐패시터(110), 및 캐패시터(122)의 조합은, 영상관 아크 전류를 트랜지스터(106)를 우회하도록 바이패스하여, 이 트랜지스터의 손상을 방지한다.

주사 기능이 행해지지 않는 동안(주사기능의 상실시), 상술한 바와 같이, 제1(a)도에 도시한 주사 기능 상실 검출기는, 수직 또는 수평 주사의 상실이 검출되면, 거의 0V의 SWEEP-LOSS 신호를 공급한다. 트랜지스터(51)는 보통은 작은 베이스 전류와 12V에 근사한 베이스 전압으로 동작한다. 트랜지스터(51)의 어느 1개에, 콜렉터 개방과 같은 고장이 발생하면, 고장난 트랜지스터의 베이스에 여분의 전류가 흘러들어 가게 되고, 이것에 의해 다른 2개의 증폭기의 바이어스가 저하되고 이들은 오프 상태로 된다. 주사 기능의 상실 라인과 12V 전원과의 사이에 접속되어 있는 캐패시터(C10)는, 캐스코드 증폭기를 구성하는 3개의 베이스 접지된 상측의 트랜지스터(51)에 대한 비디오 신호 바이패스로서 기능한다.

예컨대, 스윕-소실(消失), 특히 수평 스윕-소실 동안, 또는 그 전에, CRT의 어느 것의 음극회로에서 고장이 발생하는 경우에, 회로(777)는 부가적인 보호를 행한다. 예컨대, 트랜지스터(51)에 에미터-콜렉터 간의 단락이 생기면, 트랜지스터(51)의 콜렉터는 접지 레벨로 되고, 트랜지스터(30)를 온으로 구동하고, CRT의 음극에 낮은 전압을 공급한다. 그리드 전압이 약 25V에서 음극전압이 접지 전위에 근사하다면, 큰 빔 전류가 발생한다. 수상기를 오프로 한 동안의 수평 스윕-소실에 의해, CRT 스크린의 중앙 부근에 수직의 선이 나타나고, 회로(777)가 설치되어 있지 않다면, 형광체는 타게 된다(burn). 그러나, 회로(777)는, 수평 편향이 정지하자마자, 트랜지스터(106)의 베이스에 대해 신호(HOR)의 공급이 정지되기 때문에, CRT 스크린에 대한 어떤 손상도 방지할 수 있다. 신호(HOR)가 소실되면, 트랜지스터(106)가 오프로 전환되고, 캐패시터(110)의 양(positive)으로 충전된 단자가 저항기(124)를 통하여 접지됨에 결합된다. 따라서, 저항기(128)를 통해 CRT 그리드에 결합되어 있는 캐패시터(110)의 음(negative)으로 충전되어 있는 단자가 접지점에 대하여 약 -200V까지 접근한다. 수평 스윕-소실 전에, 캐패시터(110)의 음이 단자는 접지점에 대해서 약 +25V를 갖는다. 따라서, CRT의 그리드의 CRT를 차단함과 함께 어떤 빔 전류도 흐르지 않도록 하기에 충분한 음(negative)으로 바이어스되고, 따라서 CRT의 형광체를 손상되지 않게 한다.

CRT 보호 회로(777)는 많은 이점을 가지고 있다. PNP 트랜지스터(106)를 사용하게 되면, 이 트랜지스터는 수평 편향의 소실이 생기는 때에 오프로 전환되고, 이것은 캐패시터(110)의 전하가 저항기(119)의 값에 따라서 정해진 비교적 긴 시간 기간 동안 유지될 수 있다는 것을 의미한다. 도시한 실시예에서, 시정수는 약 12.7초이며, R-C 시정수에서, 그리드는 약 -80V로 유지된다.

PNP 트랜지스터(106)는, 캐패시터(110)가 그리드를 실질적으로 음의 전압으로 유지하고 있는 때에는, 오프로 되어 있다. 따라서, 바람직한 양상으로서, 그리드가 실질적으로 음의 전압으로 유지되고 있는 때는, 전압 레벨(+V1)의 225V 전원에 부하가 거의 없게 된다. 음극 회로에는 고장이 없고, 수평 편향 기능의 소실만이 생기는 경우에는, 스윕의 소실로 인한 비디오 증폭기 회로에서의 트랜지스터(51)와 함께 트랜지스터(10)도 오프로 전환된다. 225V 전원을 수초의 시정수로 방전시키는, 접지점에 이르는 어떤 전류 경로도 225V 전원에 대해서는 존재하지 않는다.

보호 회로(777)는 설계가 단순하여, 능동 소자로는 트랜지스터(106)가 1개만이 있다. 다른 어떤 능동 소자도 필요하지 않고, 신호(HOR)에 의해 직접 제어되므로, 회로는 1개의 전원, 즉 전압 레벨(+V1)의 225V 전원에만 접속되어도 좋고, 동작용으로서 다른 어떤 저전압 전압을 필요로 하지 않는다.

밀러 캐패시턴스(122)를 사용하는 것에 의해, 수평 펄스의 검출이 단순하게 된다. 캐패시터(122)는, 수평 파형(HOR)의 리트레이스 펄스 부분 동안 트랜지스터(106)를 포화상태로 유지하기 위해 사용되고 있다. 캐패시터(122)와 저항기(124)의 비-밀러 RC 적(product)은 약 1.6㎲이다. 도시한 실시예에서는, 트랜지스터(106)의 트랜지스터 전류 이득(β)은 50을 넘고, 280㎲의 최소 밀러 시정수를 제공한다. 이것에 의해, 리트레이스 기간 중의 콜렉터 전압의 새그(sag)의 시정수가 1/100 이하로 되고, 수평 스윕-소실 시의 PNP 트랜지스터의 오프로의 전환 시간이 10 수평선분의 시간보다 단축되게 된다. 따라서, 밀러 캐패시턴스(122)를 사용하는 것에 의해, 신호(HOR)의 존재의 검출이 단순하게 되고, 동시에 신호(HOR)가 존재하지 않는 것을 빨리 검출할 수 있고, 그리고 제어를 통해 CRT 스크린의 빠른 블랭킹이 행해진다.

회로(777)는 3개가 설치되어 있다. 1개의 CRT에 대해 1개의 회로(777)만이 도시되어 있지만, 당업자에게는 분명하게 되는 바와 같이, 다른 2개의 CRT(11 및 12)의 그리드의 각각에도 유사한 회로가 설치된다.

보호 회로(777)의 또 다른 장점은, 정상 동작에서, 그리드가 접지전위에 대하여 거의 +25V로 유지되도록 한다는 것이다. 이것에 의해, 트랜지스터(51)를 포화시키는 것이 없이 최대 빔 전류를 발생시킬 수 있다. CRT의 최대 빔 전류는 전압 레벨이 음극 전압 레벨에 도달하는 때에 얻을 수 있다.

CRT 손상을 방지하기 위해서는, 편향 소실시에 빔 전류를 차단하기 위해 그리드가 높은 음의 전압으로 빨리 스위치되는 것이 가능하도록 하는 것이 중요하다. 이것은, 회로(777)에서, 분압기를 구성하는 저항기(118 및 120)와 함께, 제너 다이오드(112) 및 다이오드(114)에 의해서 달성된다. 트랜지스터(106)를 통한 캐패시터(110)의 충전의 초기에서, 제너 다이오드(112)는 최초로 도통 상태로 되고, 저항기(118)의 양단간에 약 +27V의 전압을 발생시켜, 캐패시터(110)의 급속 충전을 가능케 한다. 캐패시터의 충전되면, 제너 다이오드는, 분압기의 저항기(118 및 120)의 상대적인 값의 선택(저항기(118))의 양단간에 약 25V의 값이 얻어지도록 값을 선택)에 의해 비도통으로 되고, 캐패시터(110)에 축적된 전하는, 거의 상태적으로 높은 저항의 저항기(120)에 놓이게 된다. 수평 스윕-소실이 발생하면, 잃어버린 수평 스윕 신호의 수 주기(cycle) 이내에, 트랜지스터(106)는 오프로 전환되고, 캐패시터(110)에 축적된 전하는 CRT의 그리드에 작용하여, CRT 스크린의 블랭킹을 행한다.

회로(777)는 입력 신호로서, 주사 기능의 상실을 검출하는 회로롤부터의 SWEEP-LOSS 신호 대신에, 수평 편향 신호(HOR)만을 사용한다. 한편, SWEEP-LOSS 신호는 수평 또는 수직 주사 기능의 상실시에 생성된다. 어느 정도의 용장성을 제공하는 것 외에, 이것은 결점이 비디오 증폭기 회로와 수직 편향 회로의 양방에서 이상이 생기는 경우에서도 특히 중요하다.

수직 편향 기능을 상실하고, 비디오 증폭기 트랜지스터(51)의 1개가 단락한다고 가정한다. 상술한 바와 같이, 회로(777)가 없다면, 고장난 트랜지스터(51)를 포함하는 음극회로를 통해서 접지점으로 빔 전류가 흐를 수 있다. 수직 스윕 기능의 상실이 발생하면, 고장난 트랜지스터(51)는 빔 전류가 접지점으로 흐르는 것을 허용한다. 수직 주사의 상실이 발생하는 때에 CTR의 그리드에 충분히 큰 음의 전압을 발생시키기 위해 회로(777)와 유사한 회로가 설치되어 있고, 그 회로가 수직도는 수평 편향의 어느 것이 소실되는 때에 제1(a)도의 회로에서 발생된 SWEEP-LOSS 신호와 유사한 신호에 의해 (신호(HOR)만에 의해서는 아니다) 동작하고, 또한 캐패시터(110)와 유사한 캐패시터가 충전되어 상기 충분히 큰 음의 전압을 생성하도록 되어 있다면, 그 캐패시터 상의 전하는, 몇 개의 시정수의 짧은 기간 방출되게 될 것이다. 이것은, 수직 편향이 소실하는 것에 의해, 캐패시터가 방전되기 때문이다. 그러므로, 수평 라인이 몇 개의 시정수 후에 CTR 스크린 상에 나타난다. 그 후에, 사용자가 텔레비전 수상기를 오프로 전환하고(통상적으로, 수평 라인은 수직 라인 또는 스포트(spot)만큼 급속하게 형광체를 태우지 못한다), 수평 스윕이 소실되면, 캐패시터(110)와 유사한 캐패시터가 이미 방전되어 버렸기 때문에, 제어 그리드의 음의 전압은 더 이상 발생되지 않는다. 따라서, 짧은 시간에, 스크린의 중앙에 빔 스포트가 형성되지만, 이 스포트는 그 스포트 위치에 CTR 형광체에 손상을 입힐 수 있는 것이 가끔 있다.

이 문제는, 회로(777)에 대한 입력으로서, SWEEP-LOSS 신호와 같은 신호 대신에, 수평 스윕 신호(HOR)를 사용함으로써 해결될 수 있다. 비디오 증폭기 트랜지스터의 1개가 단락됨과 동시에 수직 스윕(sweep)의 소실이 발생하는 경우는, 수평 수입이 그 상태로 유지된다고 가정하고 있으므로, CTR 스크린 상의 표시는 1개의 수평 라인으로 된다. 사용자가, 예컨대 고장에 유의하여, 텔레비전 수상기를 오프로 하면, 수평 편향 신호(HOR)의 소실에 의해, 트랜지스터(106)가 오프가 되고, 캐패시터(110)의 음의 전압이 CTR의 그리드에 인가되어, 빔 전류가 흐르는 것이 방지되고, 따라서 수평 필드의 붕괴에도 불구하고, CTR 스크린의 중앙에 스포트가 나타나는 것이 방지된다.