DE10026987A1 - Zeilenablenkschaltung für einen Fernsehempfänger - Google Patents

Abstract

In einem Fernsehempfänger wird für eine lineare Bilddarstellung in Horizontalrichtung der sägezahnförmige Zeilenablenkstrom im Sinne einer S-Korrektur durch einen sogenannten Tangenskondensator zu Beginn und am Ende der Zeilenhinlaufzeit abgeflacht. Bei einer Änderung des Bildseitenverhältnisses, zum Beispiel für eine Wiedergabe eines Bildes mit 4 :3 auf einem Bildschirm mit 16 :9, und weitestgehender Ausfüllung des Bildschirms in Horizontalrichtung ist es erwünscht, diese S-Korrektur zu verringern oder ganz abzuschalten, damit bewußt eine Dehnung am linken und rechten Bildrand auftritt. Dafür müsste der Wert des Tangenskondensators erhöht werden. Eine Vergrößerung des Tangenskondensators durch Hinzuschalten eines weiteren Kondensators ist wegen der hohen Werte dieser Kondensatoren schwer realisierbar. DOLLAR A Aufgabe ist es, eine einfache Schaltung zur Umschaltung der Linearität zu schaffen, die ohne Umschaltung des Tangenskondensators arbeitet und bei der die innere Kissenentzerrung nicht beeinträchtigt wird. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, daß parallel zu dem Tangenskondensator (CS1) ein etwa auf die Zeilenhinlaufzeit abgestimmtes frequenzabhängiges Netzwerk, insbesondere in Form eines Reihenschwingkreises mit einer Induktivität (L1) und einer Kapazität (C1), anschaltbar ist. Dieses Netzwerk ändert die Spannung (UC) an dem Tangenskondensator (CS1), derart, daß die S-Korrektur nennenswert verringert und eine erwünschte Zeilendehnung an der linken und rechten Bildkante auftritt.

Description

• Die Erfindung geht aus von einer Zeilenablenkschaltuung für einen Fernsehempfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltung ist bekannt durch die WO 98/09429.
• Bei der Zeilenablenkung in einem Fernsehempfänger würde aufgrund der Geometrie der Bildröhre ein über die ganze Zeilenhinlaufzeit linear sägezahnförmiger Ablenkstrom eine starke Nichtlinearität am linken und rechten Bildrand in Form einer Dehnung des Zeileninhalts bewirken. Der sägezahnförmige Ablenkstrom muß daher zu Beginn und am Ende der Zeile zu einer S-Form abgeflacht werden. Diese Linearitätskorrektur wird allgemein als S-Korrektur oder Tangenskorrektur bezeichnet. Es ist bekannt, diese Korrektur mit einem im Weg des Zeilenablenkstroms liegenden, sogenannten S-Kondensator oder Tangenskondensator zu bewirken. Durch Integration des Ablenkstroms entsteht an dem Kondensator eine parabelförmige Spannung, die die Spannung an der Ablenkspule im Sinne der genannten S-Korrektur während des Zeilenhinlaufs dynamisch ändert. Das Maß dieser S-Korrektur nimmt mit flacher werdenden Bildschirmen zu. Der kritischste Fall besteht bei neuartigen, sogenannten "true flat"-Bildröhren mit einem absolut flachen Bildschirm.
• Eine weitere notwendige Linearitätskorrektur bei der Zeilenablenkung besteht in der sogenannten Ost/West-Kissenkorrektur. Dabei wird die Amplitude des Zeilenablenkstroms in Abhängigkeit von der Vertikallage durch eine vertikalfrequente parabelförmige Korrekturspannung moduliert.
• Ein weiteres Geometrieproblem bei den genannten flachen Bildröhren besteht in der sogenannten inneren Kissenverzerrung, bei der die benötigte S-Korrektur in Vertikalrichtung über den Schirm nicht konstant ist. Die innere Kissenverzerrung kann durch einen S-Kondensator oder Tangenskondensator korrigiert werden, der durch einen durch die Ost/West-Korrektur modulierten Strom geladen und entladen wird. Bei dieser Schaltung ist es auch bekannt, die gesamte S-Korrektur mit der inneren Kissenkorrektur abhängig von der Amplitude der Horizontalablenkung zu bewirken und den S-Kondensator wegzulassen, also durch einen Kurzschluß zu ersetzen. In diesem Fall ist eine im allgemeinen notwendige Umschaltung des S-Kondensators in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bildseitenverhältnis nicht mehr notwendig. Bei den genannten "true flat"-Bildröhren kann ein Teil der S-Korrektur zusammen mit der inneren Kissenkorrektur über einen in einem Diodenmodulator für die Ost/West-Korrektur liegenden "Antitangenskondensator" erfolgen. Dabei muß jedoch ein zusätzlicher S-Kondensator für die vollständige S-Korrektur eingesetzt werden, weil bei der genannten Bildröhre die durch die Kissenkorrektur erzeugte S-Korrektur nicht ausreicht. Dieser Kondensator muß jedoch zur Bewirkung einer geringen S-Korrektur einen hohen Wert haben, weil der größte Teil der benötigten S-Korrektur durch die Korekturschaltung für die innere Kissenkorrektur erfolgt, um die maximale innere Kissenkorrektur zu erzielen.
• In manchen Fällen ist es notwendig, die Horizontalablenkung so umzuschalten, daß bewußt ein Linearitätsfehler in Form einer Dehnung an der linken und rechten Bildkante verbleibt oder eingeführt wird. Das ist z.B. der Fall, um ein Bild mit einem Seitenverhältnis von 4:3 auf einem Bildschirm mit einem Seitenverhältnis von 16:9 unter weitgehender Ausfüllung des ganzen Bildschirms in Horizontalrichtung und ohne nennenswerte Verzerrung in der Bildmitte darzustellen. Das kann grundsätzlich durch eine Verringerung oder vollständige Ausschaltung der beschriebenen S-Korrektur erreicht werden. Jedoch kann leider der durch die innere Kissenkorrektur bewirkte Teil der S-Korrektur nicht unterdrückt oder nennenswert verringert werden, ohne daß dabei die innere Kissenkorrektur selbst verlorengeht oder zu stark verringert wird. Bei dem genannten hohen Wert des Tangenskondensators ist es jedoch insbesondere aus Kostengründen praktisch unrealistisch, dem Tangenskondensator zur Verringerung der S-Korrektur noch einen weiteren Kondensator mit einer hohen Kapazität parallel zu schalten. Andererseits würde ein Kurzschluß, also völliges Weglassen, des Tangenskondensators mittels eines parallel liegenden Schalters zu hohen Spitzenströmen in dem Schalter führen, und der Schalter müßte den gesamten Zeilenablenkstrom von mehreren Ampere führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltung für die Umschaltung der Linearität für unterschiedliche Bildseitenverhältnisse zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden und insbesondere die innere Kissenentzerrung nicht beeinträchtigt wird.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Bei der Erfindung ist somit ein etwa auf die Zeilenhinlaufzeit, also in der Regel 52 ⧠s, abgestimmtes frequenzabhängiges Netzwerk mit einem bei der Umschaltung des Bildseitenverhältnisses betätigten Schalter parallel zu dem Tangenskondensator anschaltbar. Es ist auch eine Abstimmung des Netzwerks auf etwas mehr als die Zeilenhinlaufzeit möglich. Das Netzwerk besteht vorzugsweise aus der Reihenschaltung einer Induktivität und einer Kapazität, einem sogenannten L/C-Reihenschwingkreis. Durch dieses Netzwerk fließt ein sinusförmiger Strom, dessen Amplitude durch die Impedanz des Netzwerks einstellbar ist. Geringere Werte für die Kapazität und höhere Werte für die Induktivität verringern diesen Strom. Die Wirkungsweise dieser Lösung ist folgender Bei geöffnetem Schalter, also abgeschaltetem Netzwerk, hat die Spannung über dem Tangenskondensator näherungsweise eine Parabelform durch eine Integration des durch diesen Kondensator fließenden sägezahnförmigen Ablenkstroms. Es erfolgt dann die übliche S-Korrektur des Ablenkstroms zur Vermeidung der Dehnung an der linken und rechten Bildkante. Bei geschlossenem Schalter wird die Spannung an dem Tangenskondensator durch das Netzwerk über dem Tangenskondensator so geändert, daß diese die Form einer invertierten "Badewanne" annimmt, das heißt die invertierte Form des Querschnitts in der Mitte einer üblichen Badewanne. Das bedeutet, daß die Spannung an dem Tangenskondensator nicht mehr parabelförmig ist, sondern einen flachen Verlauf mit einem im wesentlichen konstanten Teil in der Zeilenmitte hat. Ein konstanter Wert an dem Tangenskondensator bewirkt indessen, daß sich die Spannung an der Ablenkspule während der Zeilenhinlaufzeit nicht mehr oder weniger ändert und somit die S-Korrektur in erwünschter Weise weitestgehend aufgehoben oder verringert wird.
• Die Erfindung bietet insgesamt folgende Vorteile: Für die Verringerung der S-Korrektur, insbesondere für ein Bildseitenverhältnis mit absichtlicher Dehnung an beiden Bildrändern, ist keine Umschaltung des Tangenskondensators mehr erforderlich. Es kann zum Beispiel die Darstellung eines Bildes mit einem Seitenverhältnis von 4:3 auf einem Bildschirm mit einem Seitenverhältnis von 16:9 mit weitestgehender Ausfüllung des ganzen Bildschirms in Horizontalrichtung und mit einer weitestgehend richtigen Bildgeometrie in der Mitte des Bildes erreicht werden. In vorteilhafter Weise wird dabei die innere Kissenkorrektur bei dieser Linearitätsumschaltung nicht beeinflußt. Die Umschaltung der S-Korrektur ist auch deshalb besonders einfach, weil der in dem Schalter fließende Strom mit einem Nullwert beginnt. Es entstehen somit in dem Schalter keine schnellen Stromübergänge.
• Die Zeilenablenkschaltung enthält vorzugsweise einen sogenannten Brückenmodulator oder Diodenmodulator, mit dem für die Ost/West-Kissenentzerrung die Amplitude des Zeilenablenkstroms durch eine vertikalfrequent geänderte Last moduliert wird. Ein derartiger Brückenmodulator enthält unter anderem eine Brückenspule, welche eine der Horizontalablenkspule entsprechende Funktion im Modulator übernimmt. Bei Ablenkschaltungen, bei denen die Hochspannungserzeugung für die Bildröhre mit der Horizontalablenkung gekoppelt ist, kommt es bei der Änderung des Strahlstroms zu einer Verschiebung des Versorgungsstroms durch die Primärinduktivität des Zeilentransformators. Der durch die Verschiebung bewirkte Gleichstromanteil fließt bei jeder Änderung durch die Ablenkspule, den S-Kondensator sowie die Brückenspule zurück zur Quelle. Er erzeugt sowohl eine Umladung des S-Kondensators als auch eine Speicherung von Energie in der Brückenspule, was zu einem Schwingvorgang führt, der im Ablenkstrom sichtbar werden kann. Dabei wird die Energie zwischen Brückenspule und Tangenskondensator ausgetauscht, und es entsteht eine Rückwirkung auf den Ablenkstrom. Bei hohen Werten dieser beiden Bauteile ist die Schwingfrequenz sehr niedrig und nicht leicht zu unterdrücken. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in Reihe zur Brückenspule ein zusätzlicher Kondensator geschaltet, der zum Beispiel denselben Wert hat wie der Tangenskondensator. Dadurch kann die Schwingfrequenz ohne nennenswerte Verringerung des Steuerbereichs in vorteilhafter Weise erhöht, insbesondere verdoppelt werden.
• Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung liegt ein Dämpfungsnetzwerk über dem Tangenskondensator und dem mit dem durch die Kissenentzerrung in seiner Wirkung modulierten Tangenskondensator. Dadurch kann eine Schwingung zwischen der Brückenspule und dem Tangenskondensator unterdrückt werden, weil der Strom durch das Dämpfungsnetzwerk nicht mehr über eine Induktivität fließt.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• 1 eine Zeilenablenkschaltung mit der erfindungsgemäßen Schaltung,
• 2 den Verlauf des Zeilenablenkstroms und der Spannung an dem Tangenskondensator bei abgeschaltetem Netzwerk,
• 3 den Zeilenablenkstrom und die Spannung an dem Tangenskondensator bei angeschaltetem Netzwerk und
• 4 den Zeilenablenkstrom, den Strom durch das erfindungsgemäße Netzwerk und den Strom durch den Tangenskondensator.
• 1 zeigt eine Zeilenablenkschaltung für einen Fernsehempfänger. Dargestellt sind der von der zeilenfrequenten Spannung H periodisch leitend gesteuerte Zeilenendstufentransistor T, die an die Betriebsspannung Ub angeschlossene Primärwicklung LP des Zeilentransformators, die Zeilenablenkspule LH, der Tangenskondensator CS1, die obere Rücklaufdiode D1, die untere Rücklaufdiode D2, der obere Rücklaufkondensator CR1 und der untere Rücklaufkondensator CR2. Dargestellt ist ferner ein sogenannter Brückenmodulator BM für die vertikalfrequente Modulation der Amplitude des Zeilenablenkstroms durch eine vertikalfrequente Spannung. Eine vertikalfrequente Korrekturspannung Uew wird über den Integrationskondensator Cew und die Integrationsspule Lew als parabelförmige Modulationsspannung dem Brückenmodulator BM zugeführt und bewirkt die vertikalfrequente Modulation der Amplitude des Zeilenablenkstroms ia für die genannte Ost/West-Kissenkorrektur. Die soweit beschriebene Schaltung ist bekannt.
• Parallel zu dem Tangenskondensator CS1 ist ein Netzwerk mit der Induktivität L1 und der Kapazität C1 vorgesehen, das mit dem Schalter S wahlweise anschaltbar oder abschaltbar ist. Das Netzwerk L1/C1 ist auf die Zeilenhinlaufzeit, im allgemeinen 52 ⧠s, oder einen etwas höheren Wert als die Zeilenhinlaufzeit abgestimmt. Bei geöffnetem Schalter S ist das Netzwerk L1/C1 unwirksam. Durch Integration des Zeilenablenkstroms ia entsteht an dem Tangenskondensator CS1 eine parabelförmige Spannung UC, die die an der Ablenkspule LH wirksame Spannung dynamisch im Sinne der S-Korrektur, also eine S-förmige Abflachung des Zeilenablenkstroms zu Beginn und am Ende jeder Zeile, bewirkt. Die Schaltung dient dann zu einer linearen unverzerrten Darstellung eines Bildes auf dem Bildschirm. Bei geschlossenem Schalter S wird die Spannung UC an dem Tangenskondensator CS1 so geändert, daß diese nicht mehr eine Parabelform hat, sondern einen wesentlichen konstanten oder badewannenförmigen Verlauf. Die dynamische Änderung der Spannung an der Ablenkspule LH ist dann wesentlich geringer, so daß die S-Korrektur oder Abflachung des Zeilenablenkstroms in erwünschter Weise verringert wird.
• Der Schalter S wird durch einen Steuerimpuls P betätigt. Der Steuerimpuls P wird von einem in 1 nicht dargestellten Detektor erzeugt, der das Seitenverhältnis des empfangenen Fernsehsignales in an sich bekannter Weise erkennt. Eine derartige Detektorschaltung wird beispielsweise von der Firma Sony unter der Bezeichnung CXD 2057 vertrieben. Weiterhin ist es auch möglich, daß der Steuerimpuls P manuell vom Benutzer direkt am Fernsehgerät oder über eine Fernsteuerung erzeugt wird. Der in 1 schematisch dargestellte Schalter S kann durch einen mechanischen Schalter, ein Relais, einen Transistor, einen Thyristor oder einem anderen geeigneten elektronischen oder elektromechanischen Bauteil realisiert sein.
• 2 zeigt den Verlauf des Zeilenablenkstroms ia und der parabelförmigen Spannung UC an dem Tangenskondensator CS1. Es ist ersichtlich, daß der Ablenkstrom ia den gewünschten S-förmigen Verlauf mit von der linearen Sägezahnform abweichenden Abflachungen zu Beginn und am Ende der Zeile aufweist.
• 3 zeigt den Verlauf des Zeilenablenkstroms ia und der Spannung UC an dem Tangenskondensator CS1 bei angeschaltetem Netzwerk L1/C1. Es erfolgt also keine S-Korrektur während der Zeit, wo die Spannung UC etwa konstant ist. Der Ablenkstrom ia ist zu Beginn und am Ende des Zeilenhinlaufs nicht mehr wie in 2 abgeflacht. Dadurch entsteht eine Dehnung der Zeile, wie sie zum Beispiel für die Darstellung eines Bildes mit einem Seitenverhältnis von 4:3 auf einem Bildschirm mit einem Seitenverhältnis von 16:9 mit Ausfüllung der gesamten Bildschirmbreite unter Inkaufnahme einer Geometrieverzerrung am linken und rechten Bildrand erwünscht ist.
• 4 zeigt wieder den Zeilenablenkstrom ia, den Strom iC durch den Tangenskondensator CS1 und den Strom iL durch das angeschaltete Netzwerk für den Fall, daß die S-Korrektur in der Mitte des Bildschirms praktisch null ist.
• 1 zeigt zusätzlich noch den weiteren Kondensator CS2 in Reihe zu dem Brückenspulenteil LB1, mit dem in der beschriebenen Weise die Schwingfrequenz zwischen CS1 und LB1 erhöht, zum Beispiel verdoppelt wird. Außerdem zeigt 1 noch das Dämpfungsnetzwerk mit dem Widerstand RD, dem Kondensator CD und der Diode DD. Dieses Netzwerk liegt über beiden Tangenskondensatoren CS1 und CS3. Dadurch wird erreicht, daß der Dämpfungsstrom gegen Erde abfließen kann, ohne über die Brückenspulenteile LB1 oder LB2 zu fließen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Schwingung zwischen der Brückenspule und dem Tangenskondensator CS1 unterdrückt.

Claims (9)

1. Zeilenablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit einer Ablenkspule (LH), einem in Reihe zu der Ablenkspule liegenden Tangenskondensator (CS1) zur S-Korrektur der Linearität der Ablenkung und mit Mitteln zum Umschalten der Linearität des Zeilenablenkstroms für eine Änderung des Bildseitenverhältnisses, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Tangenskondensator (CS1) ein etwa auf die Zeilenhinlaufzeit abgestimmtes frequenzabhängiges Netzwerk (L1, C1) anschaltbar ist.
2. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzabhängige Netzwerk (L1, C1) auf eine Periodendauer abgestimmt ist, die etwas länger als die Zeilenhinlaufzeit ist.
3. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk durch die Reihenschaltung eine Induktivität (L) und einer Kapazität (C) gebildet ist.
4. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils benötigte Strom (iL) durch das Netzwerk (L1, C1) durch entsprechende Bemessung der Impedanz des Netzwerks eingestellt ist.
5. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkschaltung einen Brückenmodulator (BM) zur vertikalfrequenten Modulation der Amplitude des Zeilenablenkstroms (ia) für eine Ost/West-Kissenentzerrung mit einem ersten Brückenspulenteil (LB1) in Reihe zum Tangenskondensator (CS1) und einem zweiten Brückenspulenteil (LB2) in Reihe mit einem zweiten Tangenskondensator (CS3) zwischen einem Anschluß des ersten Tangenskondensators (CS1) und den Rücklaufkondensatoren (CR1, CR2) enthält.
6. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem ersten Brückenspulenteil (LB1) ein weiterer Kondensator (CS2) zur Erhöhung der durch den ersten Tangenskondensator (CS1) und den ersten Brückenspulenteil (LB1) gebildeten Schwingfrequenz liegt.
7. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kondensator (CS2) so bemessen ist, daß die Schwingfrequenz durch den Kondensator (CS2) verdoppelt ist.
8. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des weiteren Kondensators (CS2) etwa gleich dem Wert des ersten Tangenskondensators (CS1) ist.
9. Zeilenablenkschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsnetzwerk (RD, CD, DD) für die Tangenskorrektur über beiden Tangenskondensatoren (CS1, CS3) liegt.