AT390537B - Schaltung zur erzeugung von treibersignalen fuer eine bildroehre und zur regelung des schwarzpegelstromes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung von Treibersignalen für eine Bildröhre und zur Regelung des Schwarzpegelstromes, mit einem Treiberverstärker, dem an einem Eingang zu verstärkende Videosignale zugeführt werden, der mit einem Ausgang an die Intensitätssteuerelektrode der Bildröhre zur Zuführung verstärkter Videosignale angeschlossen ist, und der einen Hauptstromweg aufweist, welcher im Verstärker zwischen dem Ausgang und einem Bezugspotentialpunkt verläuft, einem Rückführungszweig, der zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers verläuft, und mit einer Vorspannungssteuerschaltung, die unter Steuerung durch ein Signal, dessen Größe ein Maß für den durch die Intensitätssteuerelektrode während der Bildaustastintervalle fließenden Schwarzpegelstroms ist, die Vorspannung der Bildröhre im Sinne der Aufrechterhaltung eines gewünschten Pegels des Schwarzstromes regelt.

Fernsehempfänger haben manchmal ein automatisches Vorspannungsregelsystem für die Bildröhre, welches automatisch die richtigen Schwarzstrompegel für jedes der Strahlsysteme der Bildröhre einstellt. Dadurch wird verhindert, daß das Bild durch Schwankungen der Bildröhrenvorspannung von einem gewünschten Pegel (beispielsweise durch Alterungs- oder Temperatureffekte) nachteilig beeinflußt wird. Derartige Regelsysteme sind beispielsweise in den US-PS 4,263,622 und 4,277,798 beschrieben.

Ein Schwarzstromregelsystem arbeitet während der Rücklaufaustastintervalle des Bildes, wo die Bildröhre einen geringen Austaststrom führt, der einen Schwarzpegel darstellt. Dieser Strom wird von dem Schwarzstromregelsystem überwacht und zur Erzeugung einer Korrekturspannung haangezogen, welche ein Maß für die Differenz zwischen dem tatsächlichen Schwarzstrompegel und dem gewünschten Schwarzstrompegel ist. Die Korrekturspannung wird den Videosignalverarbeitungsschaltungen, welche der Bildröhre vorangehen, im Sinne einer Reduzierung dieser Differenz zugeführt

Zur Erfassung des Pegels des in der Bildröhre fließenden Stromes sind verschiedene Techniken bekannt Bei einer wird ein Hochspannungs-PNP-Transistor verwendet, der zur Kathode der Bildröhre gekoppelt ist und unmittelbar den während der Bildröhrenaustastintervalle fließenden Kathodenschwarzpegelstrom ermittelt. Bei einem anderen System wird der Kathodenstrom durch Erfassung der Spannung bestimmt, die über einer Ausgangsimpedanz abfällt, welche einer aktiven Lastschaltung eines Bildröhrentreiberverstärkers zugeordnet ist Es ist auch bekannt, eine den Schwarzpegelstrom darstellende Spannung mit Hilfe einer RC-Reihenschaltung abzuleiten, die vom Ausgang der Bildröhrentreiberstufe zum Eingang eines Abtastverstärkers führt Diese Methoden haben jedoch einen oder mehrere Nachteile hinsichtlich Kosten, Aufwand oder Betriebseigenschaften.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche die oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Schaltungen vermeidet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Impedanz gelöst, die in Serie mit dem Hauptstromweg geschaltet ist und Stromänderungen im Hauptstromweg, welche durch Rückkopplung des den Schwarzpegelstrom darstellenden Signals bedingt sind, erfaßt, wobei die Vorspannungssteuerschaltung an die Impedanz gekoppelt ist, und auf die daran in Abhängigkeit vom erfaßten Strom abfallende Spannung anspricht

Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Farbfernsehempfängers mit einem Regelsystem für den Schwarzpegelstrom mit einer zugehörigen Schaltung gemäß der Erfindung.

Die Femsehsignalverarbeitungsschaltung (10) liefert getrennte Leuchtdichte- und Farbkomponenten ((Y) bzw. (C)) des Farbfemsehsignalgemisches an eine Leuchtdichte-Farbsignal-Verarbeitungsschaltung (12). Die Schaltung (12) enthält Regelschaltungen für die Verstärkung der Leuchtdichte- und Farbsignale, Einstellschaltungen für den Gleichspannungspegel (beispielsweise mit getasteten Klemmschaltungen), Farbdemodulatoren zur Ableitung von Farbdifferenzsignalen (r-y), (g-y) und (b-y), und Matrixverstärker zur Kombinierung der letztgenannten Signale mit den verarbeiteten Leuchtdichtesignalen zu niedeipegeligen Farbsignalen (r), (g) und (h). Diese Signale werden von den innerhalb der Videosignalverarbeitungsschaltung (14a), (14b) und (14c) enthaltenden Schaltungen verstärkt und anderweitig verarbeitet und als verstärkte Farbbildsignale (R), (G) und (B) hohen Pegels an die jeweiligen Kathoden (16a), (16b) und (16c) einer Farbbildröhre (15) geliefert. Die Schaltungen (14a), (14b) und (14c) üben auch Funktionen aus, die mit der Schwarzstromregelung Zusammenhängen, wie noch erläutert wird. Beim hier beschriebenen Beispiel ist die Bildröhre (15) eine selbstkonvergierende Inline-Röhre mit einem gemeinsamen Gitter (18) für alle drei Elektronenstrahlsysteme, welche die Kathoden (16a), (16b) und (16c) umfassen.

Da bei der hier beschriebenen Ausführungsform die Signal Verarbeitungsschaltungen (14a), (14b) und (14c) gleich sind, gilt die folgende Beschreibung der Betriebsweise der Schaltung (14a) ebenso für die Schaltungen (14b) und (14c).

Die Signalverarbeitungsschaltung (14a) enthält eine Bildröhrentreiberstufe mit einem in Emittergrundschaltung arbeitenden Eingangstransistor (20), dem ein Videosignal von der Schaltung (12) über einen Widerstand (21) zugeführt wird, sowie einen in Basisgrundschaltung arbeitenden Hochspannungs-Ausgangstransistor (22), der mit dem Transistor (20) eine Kaskodeverstärkerstufe bildet. Das Videosignal (R) hohen Pegels, mit welchem die Bildröhrenkathode (16a) angesteuert werden kann, entsteht über einem Lastwiderstand (24) im Kollektorausgangskreis des Transistors (22). Eine Quelle positiver Gleichspannung (B+) (beispielsweise +230 V) liefert eine hohe Betriebsspannung für den Treiber (20), (22).

Vom Kollektorausgang des Transistors (22) verläuft eine Gleichstromgegenkopplung über einen Widerstand (25) zum Basiseingang des Transistors (20). Die Signalverstärkung des Kaskodeverstärkers (20), (22) wird in erster Linie durch das Verhältnis der Werte vom Gegenkopplungswiderstand (25) zur Eingangsimpedanz des -2-

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Treibers (20), (22) mit einem Widerstand (21) bestimmt. Die Gegenkopplungsschaltung sorgt für eine geeignet niedrige Ausgangsimpedanz des Verstärkers und trägt zur Stabilisierung des Betriebsgleichspannungspegels am Verstärkerausgang bei.

Der bis hier beschriebene Kaskodetreiberverstärker (20), (22) ist üblicher Bauart. Gemäß der Erfindung ist jedoch ein Widerstand (30) gleichspannungsmäßig in Reihe zwischen die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren (20), (22) geschaltet. Der Widerstand (30) dient zur Erzeugung einer Spannung an einem Schaltungspunkt (A) am Kollektor des Transistors (20), welche den Pegel des während der Austastintervalle durch die Bildröhre fließenden Schwarzpegel-Kathodenstroms darstellt. Der Widerstand (30) arbeitet im Zusammenhang mit dem Regelsystem des Empfängers für den Schwarzpegelstrom, wie nun beschrieben wird.

Eine Steuerlogikschaltung (40) reagiert auf ein horizontalsynchronfrequentes Signal (H) und ein vertikalsynchronfrequentes Signal (V), die beide von den Ablenkschaltungen des Empfängers abgeleitet werden, und sie erzeugt periodische Zeitsteuersignale (Vß), (Vg) und (Vq), welche den Betrieb des Regelsystems für den Schwarzpegelstrom während periodischer Schwarzpegelstrom-Regelintervalle steuern. Dieses Intervall beginnt kurz nach dem Ende jedes Vertikalrücklaufintervalles des Videosignals innerhalb des Vertikalaustastintervalles und umfaßt sieben Horizontalzeilenintervalle innerhalb des Vertikalaustastintervalles, während deren keine Bildsignalinformation vorliegt, wie es beispielsweise in den US-PS 4,263,622 und 4,277,798 beschrieben ist

Kurz nach dem Ende des Vertikalrücklaufintervalls wird ein Zeitsteuersignal (Vß) erzeugt, das für die Dauer des Schwarzpegelstrom-Regelintervalles vorhanden ist. Dieses Signal wird einem Austaststeuer-Eingangsanschluß der Leuchtdichte-Farbsignal-Verarbeitungsschaltung (12) zugeführt, damit die Ausgangssignale (r), (g) und (b) der Signalverarbeitungsschaltung (12) eine Bezugsgleichspannung haben, die der Schwarzbildsignalinformation entspricht. Dies wird erreicht durch Herabsetzung der Signalverstärkung der Schaltung (12) auf im wesentlichen 0 über die Verstärkungsregelschaltungen der Signalverarbeitungsschaltung (12) unter Steuerung durch das Signal (Vß), und durch Veränderung des Gleichspannungspegels in den Videosignalverarbeitungswegen über die Gleichspannungspegelregelschaltungen der Signalverarbeitungsschaltung (12) im Sinne der Erzeugung einer Schwarz darstellenden Bezugsspannung an den Ausgängen der Schaltung (12).

Das Zeitsteuersignal (Vq), ein positiver Gittertreiberimpuls, wird während eines vorbestimmten Teils des Schwarzpegelstrom-Regelintervalls erzeugt (welches beispielsweise zwei Horizontalzeilenintervalle innerhalb des Vertikalaustastintervalls umfaßt. Während jedes Schwarzpegelstrom-Regelintervalls spannt ein positiver Impuls (Vq) das Gitter (18) der

Bildröhre in Durchlaßrichtung vor, so daß das Strahlsystem, welches die Kathode (16a) und das Gitter (18) umfaßt, stärker leitet. Infolge des Gitterimpulses (Vq) erscheint an der Kathode (16a) während des Gitterimpulsintervalls ein gleichphasiger positiver Stromimpuls, dessen Amplitude proportional dem Pegel des Kathodenschwarzstromes (typischerweise wenige Mikroampere) ist

Das Zeitsteuersignal (Vg) erscheint während des Schwarzpegelstrom-Regelintervalls mit dem Zeitsteuersignal (Vq) und aktiviert Abtastschaltungen (36) innerhalb der Signalverarbeitungsschaltungen (14a), (14b) und (14c), so daß sie ein Vorspannungsregelsignal als Maß für den Schwarzstrom der Bildröhre erzeugen.

Der positive Kathodenstromimpuls erscheint am Kollektor des Transistors (22) und wird über den Widerstand (25) zum Basiseingang des Transistors (20) zurückgekoppelt, so daß der Transistor (20) proportional stärker leitet, solange der Kathodenstromimpuls vorhanden ist. Der durch den Transistor (20) fließende stärkere Strom läßt über dem Widerstand (30) eine Spannung entstehen, welche die Form eines negativ gerichteten Spannungsimpulses hat, der an dem Schaltungspunkt (A) auftritt und in seiner Größe proportional zur Größe des den Schwarzpegel darstellenden Kathodenstromimpulses ist. Die Größe dieses Spannungsimpulses wird bestimmt durch das Produkt aus dem Wert des Widerstandes (30) mit der Größe des durch den Widerstand (30) fließenden Stromes. Durch die Gegenkopplungswirkung wird der den Schwarzpegel darstellende Kathodenstromimpuls auf den Kollektor des Transistors (20) übertragen, von wo er für nachfolgende Vorspannungsregelschaltungen benutzt werden kann. Ein über den Widerstand (30) gekoppelter Kondensator (32) kompensiert die parasitäre Kollektor-Basis-Kapazität des Transistors (20), um das gewünschte Hochfrequenzverhalten des Verstärkers (20), (22) für die normale Videosignalverarbeitung zu erhalten.

Der Wert des Widerstandes (30) ist nicht kritisch. Größere Werte für den Widerstand (30) können vorteilhafterweise zur Erzeugung von Impulsen größerer Amplitude am Schaltungspunkt (A) führen. Jedoch sollte der Widerstand (30) nicht zu groß sein, damit der Eingangstransistor (20) bei normalen Signalverarbeitungsbedingungen nicht in die Sättigung gerät, wenn er bei zu großen Videosignalen stark leitet.

Der den Schwarzstrom darstellende Spannungsimpuls wird vom Schaltungspunkt (A) über einen Kondensator (34) zu einer Abtast- und Regel-Signalverarbeitungsschaltung (36) gekoppelt, innerhalb der getastete Abtast-und Halteschaltungen durch das Abtast-Zeitsteuersignal (Vg) zur Erzeugung einer Gleichvorspannungs-Regelspannung, die proportional zur Spannung am Schaltungspunkt (A) ist, aktiviert werden. Die Regelspannung für die Vorspannung wird gespeichert und über einen Widerstand (38) an die Basis des -3

Claims (5)

1. Nr. 390 537 Transistors (20) geführt, um über den Widerstand (25) eine bestimmte Kathodenvorspannung entsprechend einem bestimmten Schwarzpegelkathodenstrom aufrecht zu erhalten. Wenn beispielsweise die Größe des Kathodenstromipulses einem Zustand übermäßigen Schwarzpegelstroms entspricht, dann nimmt die Regelspannung für die Vorspannung ab, so daß die Spannung am Kollektor des Transistors (22) und damit die Vorspannung der Kathode (16a) ansteigt. Dadurch wird der Schwarzstrompegel auf den korrekten Pegel verringert. Die Schaltung (36) kann Abtast- und Halteschaltungen verwenden, wie sie in der US-PS 4,331,981 und in der US-PS 4,331,982 beschrieben sind. Die Schaltung (36) kann auch Abtast- und Regelspannungsverarbeitungsschaltungen der Art enthalten, wie sie in der US-PS 4,277,798 beschrieben sind. Die beschriebene Schaltung hat den Vorteil, daß sie eine wirtschaftliche Technik zur Ableitung eines den Kathodenschwarzstrom darstellenden Signals an einem Niederspannungspunkt, an dem dieses Signal bequem erfaßt werden kann, bildet. Ein Schaltungspunkt niedriger Spannung ist wünschenswert, da er mit den typischen Niederspannungseingangserfordemissen nachfolgender Signalverarbeitungsschaltungen kompatibel ist (wie sie beispielsweise in der Abtastschaltung (36) enthalten sind), die als integrierte Schaltung ausgeführt sein können. Die Prinzipien der Erfindung lassen sich auch auf andere Bildröhren-Treiberverstärker' anwenden (beispielsweise keine Kaskodenverstärker). So kann etwa der Bildröhrentreiber einen einzigen Transistor in Emittergrundschaltung mit Basiseingang für das Videosignal und Kollektorausgang zur Ankopplung an die Kathode der Bildröhre und mit einer Hochspannungsversorgung über eine Lastimpedanz, sowie einer Emitterschaltung und einer Gleichstromgegenkopplung vom Kollektor zur Basis enthalten. In einem solchen Fall kann der Fühlwiederstand (entsprechend dem Widerstand (30)) in den Emitterkreis zwischen den Emitter des Transistors und einem Bezugspotentialpunkt eingefügt werden, so daß der den Schwarzpegel darstellende Spannungsimpuls vom Niederspannungs-Emitterkreis erfaßt werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Schaltung zur Erzeugung von Treibersignalen für eine Bildröhre und zur Regelung des Schwaizpegelstromes, mit einem Treiberverstärker, dem an einem Eingang zu verstärkende Videosignale zugeführt werden, der mit einem Ausgang an die Intensitätssteuerelektrode der Bildröhre zur Auführung verstärkter Videosignale angeschlossen ist, und der einen Hauptstromweg aufweist, welcher im Verstärker zwischen dem Ausgang und einem Bezugspotentialpunkt (Masse) verläuft, einem Rückführungszweig, der zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers verläuft, und mit einer Vorspannungssteuerschaltung, die unter Steuerung durch ein Signal, dessen Größe ein Maß für den durch die Intensitätssteuerelektrode während der Bildaustastintervalle fließenden Schwarzpegelstroms ist, die Vorspannung der Bildröhre im Sinne der Aufrechterhaltung eines gewünschten Pegels des Schwarzstromes regelt, gekennzeichnet durch eine Impedanz (30), die in Serie mit dem Hauptstromweg (24,22,30,20) geschaltet ist und Stromänderungen im Hauptstromweg, welche durch Rückkopplung des den Schwarzpegelstrom darstellenden Signals bedingt sind, erfaßt, wobei die Vorspannungsteuerschaltung (36) an die Impedanz (30) gekoppelt ist, und auf die daran in Abhängigkeit vom erfaßten Strom abfallende Spannung anspricht
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Treiberverstärker zwei in Kaskade geschaltete Transistoren aufweist, von denen der erste an den Eingang und der zweite an den Ausgang des Verstärkers gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz zwischen die Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren (20, 22) geschaltet ist und daß die Vorspannungssteuerschaltung (36) mit ihrem Eingang an den Verbindungspunkt (A) der Impedanz (30) mit dem ersten Transistor (20) gekoppelt ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (30) als Ohmscher Widerstand ausgebildet ist.
4. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Intensitätssteuerelektrode eine Kathode der Bildröhre ist und eine Impulsgeneratorschaltung die Bildröhre während der Bildaustastintervalle vorspannt und einen Kathodenstromimpuls mit einem zum Betrag des Kathodenschwarzpegelstromes proportionalen Betrag erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode gleichstrommäßig mit dem Ausgang (Kollektor von (22)) des -4-
5. 5 Nr. 390 537 Verstärkers verbunden ist, daß der Rückführungszweig einen Ohmschen Widerstand (25) aufweist und daß die Vorspannungssteuerschaltung (36) mit ihrem Eingang wechselstrommäßig an die Impedanz (30) gekoppelt ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-