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Schaltungsanordnung zum Korrigieren des Weisspegels
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Einige mögliche Ausführungsformen der Schaltung nach der Erfindung werden an Hand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 eine erste, in Blockform dargestellte Ausführul1gsform, Fig. 2 dient der Erläuterung. Fig. 3 zeigt eine zweite, ebenfalls in Blockform dargestellte Ausführungsform, Fig. 4 eine dritte Ausführungsform und Fig. 5 zeigt eine praktische Ausführungsform des Prinzips der Schaltung nach Fig. 1.
In Fig. l, die eine Schaltungsanordnung für ein Dreifarben-Fernsehsystem zeigt, wird über die Leitung 1 das dem ersten Videodetektor entnommene Farbsignal dem Verstärker 2 zugeführt, der das verstärkte Signal über die Leitungen 3 und 4 den Synchrondetektoren 5 und 6 zuführt, denen ausserdem über die Leitungen 34 und 35 die in einem Hilfsoszillator erzeugten Hilfsschwingungen zugeführt werden. Auf bekannte Weise werden die zwei komplexen Farbsignale in diesen Detektoren getrennt, gleichgerichtet und über die Leitungen 7 und 8 den Addierkreisen 9 und 10 zugeführt, denen ausserdem die gemäss der Erfindung erzeugten Hilfsspannungen über die Leitungen 12 und 13 zugeführt werden. worauf die kombinierten Signale der Matrixschaltung 16 zugeführt werden.
Werden zunächst die über die Leitungen 12 und 13 zugeführten Hilfsspannungen ausser Betracht gelassen, so kann man der Matrixschaltung 16 drei Signale R, G und B (R = rotes Signal G = grünes Signal, B = blaues Signal) entnehmen, wenn über die Leitung 14 ausserdem das Helligkeitssignal Y der Schaltung 16 zugeführt wird.
Werden die über die Leitungen 7 und 8 zugeführten Farbsignale durch X und Z, das über die Leitung 14 zugeführte Helligkeitssignal durch Y und die den Leitungen 17 und 18 entnommenen Farbkomponenten mit R, G und B bezeichnet, so ist die gegenseitige, lineare Beziehung dieser Grössen durch die Gleichungen :
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zwei komplexen Farbsignale, die in dem dem ersten Videodemodulator zugeführten Signal auf zwei gesonderten Hilfsträgerwellen oder mit einem Phasenunterschied von 900 auf eine Hilf strägerwelle aufr"odu- liert sind. Die Seitenbänder der modulierten Hilfsträgerwellep sowohl im ersten wie auch im zweiten Fall, liegen innerhalb des Frequenzspektrums des Helligkeitssignals. Im Falle von zwei Trägerwellen kann die Demodulation auch durch nicht synchrone Detektoren stattfinden.
Wird das Signal Y nicht zugeführt, so sind die Ausgangssignale R - Y, G - Y bzw. B - Y. Dies wird in den meisten modernen Empfängern durchgeführt, wobei das Y-Signal gesonderten Elektroden der Elektronenkanonen zugeführt wird.
Die Leitungen 17,18 und 19 können unmittelbar mit den drei Kanonen mindestens einer Wiedergaberöhre gekoppelt werden.
Soll der Helligkeitspegel für jedes der Signale geändert werden, so müssen den drei Signalen R, G, B Gleichspannungen zugeordnet werden.
Dies führt jedoch zu den eingangs erwähnten Nachteilen, wenn diese Zusetzung in den Ausgangskreisen der Video-Endstufen durchgeführt werden soll. Erfolgt die Zusetzung jedoch in den Eingangsstufen dieser Endstufen, so werden, da diese Endstufen einen Teil der eigentlichen Matrixschaltung bilden, ausserdem die gegenseitigen Verhältnisse der Farbkomponenten beeinflusst. Dies kann dadurch verhütet werden, dass die zuzusetzenden Gleichspannungen in einem bestimmten, die gegenseitige Beziehung nicht störenden Verhältnis zugeordnet werden.
Zum Erzielen der erforderlichen Gleichspannungen in den richtigen Verhältnissen ist gemäss der Erfindung eine Hilfsmatrixschaltung 11 vorgesehen, die derart bemessen werden muss, dass ihre Ausgangs Spannungen dieselbe Beziehung gegenüber den der Hilfsmatrixschaltung zugeführten Gleichspannungen aufweisen wie die Farbsignale gegenüber den zusammensetzenden Farbkomponenten.
Aus vorstehendem folgt, dass die Beziehung zwischen den Korrektionsspannungen und den der Hilfsmatrixschaltung zugeführten Spannungen durch (1) gefunden werden kann.
Werden die der Hi1ísmatrixschaltung zugeführten Gleichspannungen mit r. g und b und die erhaltenen Ausgangsspannungen mit x, z und y bezeichnet, so gilt für diese Signale dieselbe Beziehung wie die durch (1) angegebene, sodass :
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Nur die Spannungen x und z werden benutzt ; sie werden in den Addierschaltungen 9 und 10 zu den Signalen X und Z addiert, so dass der Matrixschaltung 16 die Signale X + x und Z + z zugeführt werden.
Ein Zahlenbeispiel soll vorstehendes verdeutlichen. Bei diesem Beispiel sind die Koeffizienten des amerikanischen N. T. S. C.-Systems verwendet, so dass geschrieben werden kann :
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wobei x = i und z = q angenommen wird, da für das N. T. S. C.-System die Grössen X und Z durch I und Q ersetzt werden können.
Wird z. B. ein cyanfarbiges Bild beobachtet, während ein weisses oder graues Bild erwartet wird, so muss nach rot hin nachgeregelt werden.
Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, die ein Farbendreieck zeigt, bei dessen Eckpunkten die Buchstaben R, G und B angegeben sind, welche die drei Farbkomponenten bezeichnen, wobei W die Stelle andeutet, wo das gegenseitige Verhältnis zwischen den drei Komponenten R, G und B durch die Koeffizienten der Gleichung (5) bestimmt wird. Sind die Komponenten R, G und B einander gleich, so entsteht ein weisses oder graues Bild, wenn sie in den durch (5) bedingten Verhältnissen zugeführt werden.
Bei einer cyanfarbigen Verzeichnung ist dieser Punkt in der Richtung RW verschoben, so dass ein positiver Wert in der R-Richtung zugezählt werden muss, um den Punkt in der WR-Richtung zurückzuschieben, d. h. es muss eine bestimmte, positive Gleichspannung r der Hilfsmatrixschaltung 11 zugeführt werden.
Aus (3) und (4) folgt in diesem Falle :
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In dem N. T. S. C. -System findet man für die korrigierten Signale R, G, und Bol :
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Die komplexen Signale werden dann :
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Dies in die Gleichungen für R, G, und B eingeführt, ergibt :
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Aus den letzten Gleichungen folgt, dass eine Verschiebung nach rot auftritt, so dass die cyanfarbige Verzeichnung korrigiert werden kann. Das Mass der Korrektion wird durch die Grösse der Gleichspannung r bedingt, die dazu geändert werden kann.
Aus :
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folgt, dass das nach der Korrektion mit einer Gleichspannung erhaltene Helligkeitssignal Y2 ungeändert
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geblieben ist, so dass dieses Korrektionsverfahren die Gesamthelligkeit nicht beeinflusst.
Auf ähnliche Weise kann eine rötliche Verzeichnung durch Zuführung einer Gleichspannung-r, eine grünliche Verzeichnung durch Zuführung einer Gleichspannung-g usw. korrigiert werden.
Es sei bemerkt, dass im Prinzip auch die Zuführung von zwei veränderlichen Gleichspannungen zu der Matrixschaltung 11 genügen könnte, da infolge der vorstehend geschilderten Abhängigkeit der drei Farbkomponenten die dritte bei Änderung der beiden andern sich stets mit ändern wird. Die Einstellung ist dabei jedoch nicht mehr unabhängig, was für den Bedienenden eine Erschwerung bedeutet. Dies kann dadurch vermieden werden, dass die drei Komponenten r, g und b zugeführt werden. Zwar besteht nach wie vor die Abhängigkeit, aber sie hat stets die gewünschte Richtung. Dies gilt auch bei dem vorstehenden Zahlenbeispiel. Nicht nur das R-Signal wird mit 0, 7. r vermehrt, sondern es werden auch die G- und B-Signale mit 0, 3. r verringert.
Der Einfluss letzterer zwei Komponenten gemeinsam liegt jedoch wieder in der Richtung rot, so dass die angestrebte Wirkung verstärkt wird.
Ein zweites Ausführungsbeispiel, das auch auf das N. T. S. C.-System gegründet ist, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Matrixschaltung 11 liefert wieder die Signale i und q, die hier den Modulatorschaltungen 29 und 30 zugeführt werden. Diesen Modulatoren werden ausserdem die ? on dem Hilfsoszillator 38 stammenden Hilfsschwingungen zugeführt, die in den Phasenverschiebungsiietzwerken 36 und 37 einer derartigen Phasenverschiebung unterworfen werden, dass sie einen Phasenunterschied von job gegeneinander aufweisen.
Die der Schaltung 29 zugeführte Hilfsschwingung hat die Gestalt : cos (eut + , so dass nach Modula-
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Auf ähnliche Weise wird das Ausgangssignal der Schaltung 20:q sin (ut Das von dem Verstärker 2 stammende Signal hat die Gestalt :
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In den Additionsschaltungen 32 und 33 werden die modulierten Hilfsschwingungen zu dem vom Verstärker 2 stammenden Signal addiert. Die Ausgangssignale E32 und E-dieser Addierschaltungen sind dann :
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Zum Demodulieren dieser Signale wird dem Detektor 5 über die Leitung 35 die Hilfsschwingung cos (wt + ) und dem Detektor 6 über die Leitung 34 die Hilfsschwingung sin (t + ) zugeführt.
Nach Demo- dulation und Filtrierung erhält man die Signale (I + i) und (Q+q), die auf entsprechende Weise der Matrixschaltung 16 zugeführt werden.
Wird auf einem hohen Signalniveau demoduliert, so ist die Matrixschaltung 16 direkt in den Detektoren 5 und 6 untergebracht und die Ausgänge dieser Detektoren können unmittelbar mit den Elektronenkanonen mindestens einer Wiedergaberöhre verbunden werden.
Es sei hier bemerkt, dass sowohl die Bemessung der Hilfsmatrixschaltung als auch die Phase der Hilfsschwingungen angepasst werden müssen, wenn man nicht in der I und Q sondern ? n einer ändern Richtung detektiert.
Vorausgesetzt, z. B., dass man in der R-Y und in der B-Y Richtung zu detektieren wünscht, so kann man für das N. T. S. C. Farbsignal, unter Vernachlässigung der Signale mit 0, 5 MHz überschreitender Frequenz in dem I-Signal, schreiben :
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wtund :
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so dass nach Detektion und Verarbeitung in der den Detektoren zugehörenden Matrixschaltung die Signa-
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le (X + x) = R - Y + x und (Z + z) = B - Y + z erhalten werden, worauf das grüne Differenzsignal aus der Beziehung :
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folgt, so dass
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In diesem Falle müssen die von der Hilfsmatrixschaltung 11 gelieferten Signale den Beziehungen :
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entsprechen, welche mittels der Gleichung (5) leicht abgeleitet werden können.
Es wird einleuchten, dass der Winkel so in den Hilfsschwingungen nicht 0, sondern entsprechend der gewünschten Detektionsrichtung gewählt werden muss, wenn in einer andern als in der R - Y und B - Y Richtung detektiert werden soll.
Die erwähnten Anpassungsmassnahmen müssen auch getroffen werden, wenn die Gleichspannungen nichtvor, sondern hinter den Detektoren den Farbsignalen zugeordnet werden.
Eine sich auf letzteren Fall beziehende Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Figur stellt eine an sich bekannte Detektorschaltung mit den Röhren 45,46 und 48 zum Detektieren der Farbsignale auf hohem Signalniveau dar. Die Farbsignale werden über den Transformator 41 und die Kondensatoren 49 und 50 zugeführt, wobei die Hilfsschwingungen in den richtigen Phasen über die Leitungen 43 und 44 den Steuergittern der Röhren 45 und 46 zugeführt werden.
Bei richtiger Bemessung der Widerstände "3 -84 und der Wicklungsverhältnisse der Wicklungen a, b und c des Transformators 41, die gemeinsam die Matrixschaltung des Systems bilden, können den Leitungen 17,18 und 19 die Farbdifferenzsignale R - Y, G - Y bzw. B - Y entnommen werden, welche unmittelbar den drei Elektronenkanonen der Wiedergaberöhren zugeführt werden, welchen Kanonen ausserdem das Y-Signal zugeführt wird. Die Hilfsmatrixschaltung 11 ist dabei tatsächlich auf die drei Spannungsteiler 74,77 und 80 herabgemindert, die mit Anzapfungen r, g und b versehen sind, die mit der positiven Klemme einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden sind.
Die Gesamtimpedanz der Widerstände 73-81 ist gross gegenüber der Innenimpe- danz der Röhren45 und 46. Durch Verschiebung einer oder mehrerer der Anzapfungen r, g oder b kaundie Anodenspannung der Röhren 45 und 46 geändert werden, wodurch die gewünschte Gleichspannungskomponente für die Weisspegelregelung den Signalen R - Y und G - Y zugezählt wird, aber auch dem B-Y-Signal, da selbsttätig eine Gleichspannungsänderung an den Anoden der Röhren 45 und 46 auf das Steuergitter der Röhre 48 übertragen wird.
Eine Verschiebung der Anzapfungen r, g und b ändert ausserdem die Anodenimpedanzen der Röhren 45 und 46, wodurch die Verhältnisse zwischen den Ausgangssignalen gestört werden, da die Widerstände 73-81 einen Teil der Matrixschaltung dieses Detektionssystems bilden. Der infolgedessen auftretende Fehler.
ist jedoch vernachlässigbar gering in bezug auf die Pegeländerung, da für die Gleichspannung
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oder mehrerer der Anzapfungen r, g und b die Anodenspannungsänderung nahezu umgekehrt proportional der Änderung der Anodenimpedanzen ist, während für das Wechselspannungssignal die Widerstände parallel zu den Röhren gedacht werden können, so dass die Änderung der Anodenimpedanzen nur wenig Einfluss
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teiler 56,57 und 58 liefern die Gleichspannungen g, r und b für die Hilfsmatrixschaltung 11, die aus den Widerständen 59-66 besteht. Die Grösse der Spannungen kann mittels der verschiebbaren Anzapfungen der erwähnten Spannungsteiler geändert werden.
Über die Leitung 12 wird die komplexe Gleichspannung x dem Steuergitter der Röhre 53 zugeführt, dem über die Leitung 7 das Signal X zugeführt wird. Auf ähnliche Weise wird über die Leitung 13 die komplexe Gleichspannung z und über die Leitung 8 das Signal Z dem Steuergitter der Röhre 54 zugeführt. Die Gitterkreise der Röhren 53 und 54 bilden die Addierschal-
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;Matrixschaltung 16, die aus den Röhren 53,54 und 55 und den zugehörenden Widerständen 67-71 besteht, Den Leitungen 17,18 und 19 können die Signale R-Y, G-Y und B - Y mit ihren Gleichspannungen für die Weisspegeleinstellung entnommen und den Kanonen einer oder mehrerer Wiedergaberöhre11 zugeführt werden.
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Es sei bemerkt, dass die Gleichspannung f"r die Schaltung nach Fig. 5 einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle entnommen wird, die eine Gleichspannung Vb liefert. Die Anzapfungen der Spannungsteiler 56,57 und 58 und die von den Anoden der Röhren abgewendeten Enden der Widerstände 67,68 und 69 sind mit der positiven Klemme dieser Spannungsquelle verbunden. Die Steuergitter der Röhren 53 und 54 sind somit positiv gegen Erde, so dass der gemeinsame Kathodenwiderstand 71 und der für die Röhre 54 gesonderte Kathodenwiderstand 70 auch dazu erforderlich sind, dass die Steuergitter der Röhrer 53 und 54 gegen die Kathode negativ vorgespannt sind. Für eine richtige Einstellung der Röhre 55 ist eine Batterie 72 vorgesehen, die dafür sorgt, dass das Steuergitter der.
Röhre 55 die richtige negative Vorspan- nung gegen die zugehörende Kathode hat. Es wird einleuchten, dass sowohl bei der Berechnung der Hilfsmatrixschaltung 11 als auch bei der der Matrixschaltung 16 nicht nur die gewünschten Verhältnisse zwischen den zugeführten Signalen und Gleichspannungen, sondern auch die Gleichstromeinstellung der Röhren 53,54 und 55 und die gewünschten Verhältnisse der Signale an den Anoden der Röhre 53, 54 und 55 berücksichtigt werden müssen.
Mögliche Werte für die Hilfsmatrixschaltung 11 und die Spannungsteiler bei Anwendung für ein Farbsignal nach dem N. T. S. C. -System sind :
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Aus den angegebenen Werten ist ersichtlich, dass der Widerstandswert der Spannungsteiler 56,57 und 58 gering gegenüber dem der Widerstände 59-64 ist. Dies ist für die richtige Wirkung des Ganzen erforderlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Korrigieren des Weisspegels in einem Farbfernsehempfänger zur Wiedergabe eines Farbfernsehsignals, das aus einen, Helligkeitssignal und zusammengesetzten Farbsignalen besteht, die auf mindestens eine Hilfsträgerwelle aufmoduliert sind und die nach Detektion und nach Verarbeitung in einer Mat"ixschaltung Ausgangssignale liefern, die nach etwaiger Verstarkung den Elektronenkanonen mindestens einer Wiedergaberöhre zugeführt werden könneq dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ausserdem eine Hilfsmatrixschaltung enthält, die derart bemessen ist, dass, wenn dieser Schaltung eine Information in Form elektrischer Spannungen zugeführt wird,
die von ihr stammende Information dieselbe lineare Beziehung gegenüber der zugeführten Information aufweist wie die Farbsignale gegenüber den zusammensetzenden Farbkomponenten, ; wobei die erhaltene Information entweder unmittelbar vor oder nach den Detektoren den zugehörenden Farbsignalen zugeordnet wird.