专利名称：精密光点测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种应用于检测显示管光点仪器，属于真空显示技术中光点检测的技术领域。
随着显示技术的不断发展，人们对于显示的质量要求也越来越高。显示管的分辨率的测量方法也越来越引起人们的关注。显示管的分辨率的测量方法很多。目前市场上的测试系统都是为了适合大规模生产的产品检测而设计的。它们往往采用扫描光栅，通过信号发生器或者测试软件产生测试信号。此方法却存在以下问题1．在测量过程中光点在移动。例如对于59″PS显示管而言，如果脉冲和视频放大器是理想的，那么在50Hz帧频时，在脉冲宽度为100ns内光点将在屏上水平方向移动约1mm。
2．视频放大器的带宽也将对水平线上等光点产生影响。例如对于给定的10MHz的信号将在屏上水平方向产生约2mm的线条。因此，为了得到真实的光点，视频放大器的带宽至少需要20MHz以上。
3．要得到所测量时的电流信息极其困难。
4．如果我们采用显微镜或摄像机来观察屏上光点时会发现屏上光点并不稳定。
本实用新型的发明目的是提供一种能够精确检测显示屏的光点，从而能精确分析电路中各部件对屏上光点影响的精密光点测试仪。
本实用新型的精密光点测试仪由信号发生部分、信号采集部分和信号处理部分所组成，其中主频同步电路的输出端接脉冲发生器的输入端，脉冲发生器的输出端分别接延时电路的输出端和阴极脉冲放大器的输入端，阴极脉冲放大器的输出端接显像管的阴极，延时电路的输出端接同步信号电路，同步信号电路的输出端接摄像头，摄像头的输出端接计算机。在阴极脉冲放大器中触发器U9的输出端“Q、Q”分别接有两路相同的电路至显像管的阴极，其中触发器U9的输出端“Q”通过反相器U10、U12与光电耦合器P3的输入端相接。光电耦合器P3的输出端通过反相器U14和电阻R23与晶体管BG1、BG2的基极相接，晶体管BG1、BG2的发射极连接后与场效应管G5的栅极相接，场效应管G5的源极通过电阻R28和二极管D4与显像管(6)的阴极相接。
该测试仪采用了阴极脉冲刷新和电源主频率同步的方法，产生一个与电源主频同步的脉冲，一路给阴极脉冲放大器，产生一个在主频下脉冲宽度为100ns，脉冲的上升和下降沿小于20ns，脉冲上限幅度为200V，下限幅度为根据所需设定的阴极电流Ik(0-6mA)可以进行任意调整的电压值Vk的阴极脉冲给阴极射线管的阴极，并在阴极射线管上产生一个实时光点。另一路通过延时给CCD摄像头或数码摄像机或数字像机一个同步脉冲，进行光点采集，并通过计算机专用软件进行分析计算，精确地测量出光点的亮度分布、光点的型状及三维亮度分布曲线，并可计算出相对于最高亮度值的5％、20％、1/e、50％时的X和Y方向的光点尺寸。
本实用新型的优点在于1．采用了脉冲方法刷新光点，并且刷新频率和电源主频率保持同步，从而避免了扫描及视频方法引起的测量误差，同时避免了散逸电磁场的影响。并克服了采用扫描光栅，通过信号发生器或者测试软件产生测试信号来进行测试的系统存在的问题。
2．为了真实的反映上屏光点的情况，并保证在大电流产(100uA-6mA)和高电压(20KV-34KV)时荧光屏不被烧毁，我们要求将电压脉冲宽度设计为100ns，脉冲的幅度大于200V。为了测量光点稳定以及和CAD设计计算的可比性，脉冲的上升和下降沿尽可能的小(小于20ns)，脉冲的顶端平整。为了测量不同上屏电流时的光点大小，我们采用了嵌位电路使得阴极脉冲电平连续可调。为了测量屏上任意位置可以采用直流偏转或脉冲偏转的方法。对于偏转线圈电阻不大的线圈可以直接采用由稳定的直流电源产生直流偏转。而对于偏转线圈电阻大直流偏转会产生温度大幅上升时，则可以采用脉冲偏转的方法。
3．光点采集系统、阴极脉冲与电源主频率同步。
4．可以测量出光点的电流波形。


图1是本实用新型的总体结构示意图。其中有主频同步电路1、脉冲发生器2、阴极脉冲放大器3、延时电路4、同步信号电路5、显像管6、显像管驱动电路61、透镜7、摄像头8、计算机9。
图2是本实用新型的电原理图。在阴极脉冲发生器中共有三路一样的阴极驱动电路，该电原理图中只示意其中一路。
本实用新型的实施方案如下主频同步电路1主要包括变压器T1、电阻R1、R2、光电耦合器P1；脉冲发生器2主要包括反相顺U1、U7、U8及触发器U2、U5、U6；阴极脉冲放大器3主要包括触发器U9、反相器U10～U15、晶体管G1～G4、场效主管G5、G6；延时电路4主要包括反相器U3、U4；同步信号电路5主要包括(P2 TLP521-2)；显像管6为被测试的显像管，显像管驱动电路61为现有的标准驱动电路；摄像头8采用普通的CCD摄像头或数码摄像机或数字像机，并位于显像管6的正前方，透镜7位于摄像机与显像管之间；计算机9为普通PC机，CCD摄像机的信号输出给计算机的数据输入口相连。以上电路中，反相器U10、U11、U14、U15采用的型号为“74LS06”，U12、U13为74LS00，触发器U2、U9采用的型号为“74LS121”，触发器U5、U6采用的型号为“74LS123”，晶体管G1、G3采用的型号为2N3904，G2、G4采用的型号为2N2907，场效应管G5、G6采用的型号为“K1198”，光电耦合器P1、P3、P4采用的型号为“6N137”。
其工作原理和工作过程如下市网电压通过降压变压器T1变为5V的交流电压，经过光电耦合器P1输出信号，由此保证光电耦合器P输出的脉冲信号频率与市网电压相同。电阻R1的作用除了限流以外，还可控制光电耦合器P输出的脉冲宽度。二极管D1的作用是将电源负向滤除。U1是施密特反相器，对波形进行整形反相，得到的矩形脉冲信号经过Rc微分电路，形成一正、负相间的尖脉冲。而二极管D2的作用是将负向的尖脉冲滤除，最终得到一正向的尖脉冲作为U2单稳态多谐振荡器的触发信号。U2是脉冲产生电路，输出脉冲脉冲脉宽的大小，可以根据R3、C1大小来设定。U5、U6、U7、U8是延时电路的核心。根据上升沿和下升沿触发信号的变化达到延时一个脉宽的目的。调整电阻和电容R4、C2、R5、C3，可以改变延时时间的大小。延时电路的输出作为U9单稳态多谐振荡器的触发信号，通过调整电位器W，使U9输出脉宽为100ns，周期为20ms的脉冲信号。输出为互补对称式信号。经过反相器U10、U11、U12、U13分别给光电耦合器P3、P4作为高压脉冲放大器的驱动信号。
由光电耦合器P3、P4、反相器U14、U15、晶体管G1、G2、G3、G4和场效应管G5、G6等器件组成高压脉冲放大器。它是本电路的核心，从光电耦合顺P3、P4输出的互补对称式脉冲信号，分别送给反相器U14、U15，经过三极管G1、G2和G3、G4组成互补对称式射极跟随器，将电流进一步放大，使场效应管G5、G6轮流导通。产生高压脉冲信号，其幅度在UK～+200V之间。其中UK是根据所设定的阴极电流IK(0～6mA)可以进行任意调整的电压值。调节UK的大小，即可满足用户在设定不同阴极电流下测量光点的大小，从而保证阴极脉冲与阴极发射电流一致。
电感L1为去耦电感，电容C9为滤波电容，电阻R7的作用是为了保护在开机瞬间防止，显像管阴栅之间不短路。二极管D4、电容C10对信号进行整形。
权利要求1．一种精密光点测试仪，由信号发生部分、信号采集部分和信号处理部分所组成，其特征在于主频同步电路(1)的输出端接脉冲发生器(2)的输入端，脉冲发生器(2)的输出端分别接延时电路(4)的输出端和阴极脉冲放大器(3)的输入端，阴极脉冲放大器(3)的输出端接显像管(6)的阴极，延时电路(4)的输出端接同步信号电路(5)，同步信号电路(5)的输出端接摄像头(8)，摄像头(8)的输出端接计算机(9)。
2．根据权利要求1所述的精密光点测试仪，其特征在于在阴极脉冲放大器(3)中触发器U9的输出端“Q、Q”分别接有两路相同的电路至显像管(6)的阴极，其中触发器U9的输出端“Q”通过反相器U10、U12与光电耦合器P3的输入端相接，光电耦合器P3的输出端通过反相器U14和电阻R23与晶体管BG1、BG2的基极相接，晶体管BG1、BG2的发射极连接后与场效应管G5的栅极相接，场效应管G5的源极通过电阻R2S和二极管D4与显像管(6)的阴极相接。
专利摘要精密光点测试仪是一种检测显示管光点的仪器,该仪器的主频同步电路的输出端接脉冲发生器的输入端,脉冲发生器的输出端分别接延时电路的输出端和阴极脉冲放大器的输入端,阴极脉冲放大器的输出端接显像管的阴极,延时电路的输出端接同步信号电路,同步信号电路的输出端接摄像头,摄像头的输出端接计算机。
文档编号G01R31/24GK2434785SQ0022083
公开日2001年6月13日 申请日期2000年6月28日 优先权日2000年6月28日
发明者李晓华, 郑姚生, 杨晓伟, 张 雄 申请人:东南大学