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Schaltungsanordnung zur Erzeugung von drei videofrequenten Farbsignalen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von drei Farbsignalen,
die sich aus rechteckförmigen Einzelimpulsen vorgegebener Dauer und Phasenlage zusammensetzen.
Derartige Farbsignale können gegebenenfalls auf dem Bildschirm eines Farbfernsehempfängers
als Farbbalken sichtbar gemacht werden.
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Zur Prüfung und Einpegelung von Farbfernsehgeräten, insbesondere von
Codierungsgeräten, werden sogenannte Farbbalkengeber benötigt. Dies sind Signalgeneratoren,
deren drei Ausgänge an die drei Farbsignaleingänge für das rote, grüne und blaue
Farbsignal des zu prüfenden Gerätes angeschlossen werden. Diese Farbbalkengeber
erzeugen drei Farbsignale mit horizontalfrequenter Folgefrequenz, die sich aus rechteckförmigen
Einzelimpulsen vorgegebener Dauer und Phasenlage zusammensetzen und deren Dauer
durch die Zeilendauer und durch die Anzahl der darzustellenden Farbbalken gegeben
ist.
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Bei den bekannten Farbbalkengebern werden die rechteckförmigen Einzelimpulse
der Farbsignale entweder durch bistabile oder durch monostabile Schaltstufen, insbesondere
Multivibratoren, erzeugt. Da hinsichtlich der Dauer und Phasenlage dieser Einzelimpulse
eine große Genauigkeit und Stabilität gefordert wird, ergeben sich bei den steilen
Impulsflanken dieser Einzelimpulse häufig Schwierigkeiten, wodurch einerseits unsaubere
Übergänge zwischen angrenzenden Balken, Ausfall einzelner Balken oder Farbänderungen
einzelner Balken auftreten können. Besondere Schwierigkeiten dieser Art ergeben
sich bei Farbbalkengebem mit umschaltbarer Farbfolge, da bei diesen Farbbalkengebern
zur Umschaltung der Synchronisationsfolge Eingänge und Ausgänge der verwendeten
Multivibratoren über Umschalter geführt werden müssen. Die Erfindung bezweckt, eine
Schaltungsanordnung anzugeben, bei der die obengenannten Schwierigkeiten vermieden
werden und mit der in relativ einfacher Weise auch umschaltbare Farbfolgen erzielbar
sind.
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Erfindungsgemäß wird in einem an sich bekannten Treppenspannungsgenerator
eine periodisch wiederkehrende Treppenspannung erzeugt, die sich aus mehreren Spannungswerten
zusammensetzt. Jedem dieser Spannungswerte wird je eine Gleichspannung, Selektorspannung
genannt, zugeordnet. In mehreren Einrichtungen wird diese Treppenspannung mit je
einer bestimmten Selektorspannung amplitudenmäßig verglichen und dabei werden rechteckförmige
Impulsfolgen gewonnen, aus denen, gegebenenfalls nach einer Addition, drei Farbsignale
durch Beschneidung abgeleitet werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
werden somit die Einzelimpulse der Farbsignale nicht wie bisher durch Zeitselektion,
unter Verwendung von Multivibratoren, sondern durch eine Pegelselektion gewonnen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß sich die Einzelimpulse
der Farbsignale hinsichtlich ihrer Dauer und Phasenlage mit großer Genauigkeit und
Stabilität erzeugen lassen, so daß keine Farbsäume zwischen angrenzenden Farbbalken
auftreten. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere zur
Erzeugung umschaltbarer Farbfolgen.
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Als Einrichtungen, denen einerseits die Treppenspannung und andererseits
je eine bestimmte Selektorspannung zugeführt werden, können Amplitudenbegrenzer
verwendet werden, deren Begrenzerpotential in Abhängigkeit von der wahlweise eingestillten
Selektorspannung festgelegt wird. Die Treppenspannung wird dann im Bereich bestimmter
Spannungswerte abgeschnitten, und aus diesen hinsichtlich ihrer Amplitude begrenzten
Signalen werden (gegebenenfalls durch Subtraktion) die rechteckförmigen Einzelimpulse
der Farbsignale gewonnen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann somit insbesondere
unter Verwendung von Elektronenröhren als auch unter Verwendung von Halbleiterbauteilen,
wie beispielsweise Dioden oder Transistoren, betrieben werden.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden jedoch
die Treppenspannung einerseits -und eine der Selektorspannungen andererseits Elektronenstrahlschaltröhren
zugeführt und damit durch Pegelselektion die Einzelimpulse gewonnen, aus denen nach
Formierung, beispielsweise nach Polaritätsumkehr und amplitudenmäßige Begrenzung,
die Farbsignale gewonnen werden.
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Der erfindungsgemäße Gegenstand eignet sich insbesondere zur Erzeugung
von Farbsignalen, wie sie
im Rahmen des NTSC-Systems benötigt werden.
Er ist aber auch zur Erzeugung begiebig verwendbarer Signale geeignet, sofern sich
diese Signale aus rechteckförmigen Einzelimpulsen vorgegebener Dauer zusammensetzen
und eine vorgegebene Phasenlage zueinander haben.
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Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben
an Hand der F i g. 1. bis 5 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte
gleiche Bauteile und Impulsfolgen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Es zeigt F i g. 1 Farbsignale und deren Darstellung auf dem Bildschirm eines Farbfernsehempfängers,
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung mit einer Elektronenstrahlschaltröhre zum amplitudenmäßigen
Vergleich einer Treppenspannung mit einer vorgegebenen Selektorspannung, F i g.
3 Kennlinien der Elektronenstrahlschaltröhre nach F i g. 2, F i g. 4 eine Schaltungsanordnung
zur Erzeugung der Farbsignale nach F i g. 1, F i g. 5 eine Schaltungsanordnung zur
Erzeugung einstellbarer Kombinationen von Farbsignalen.
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Die in F i g. 1 dargestellten Farbsignale R, G, B
werden üblicherweise
mit einem Farbbalkengeber erzeugt und zur Prüfung von Farbfernsehgeräten verwendet
und gegebenenfalls auf dem Bildschirm 1 eines Farbfernsehempfängers als vertikal
verlaufende Balken 2 bis 9, entsprechend den Farben Weiß bzw. Grün bzw. Gelb bzw.
Rot bzw. Violett bzw. Blau bzw. Blaugrün bzw. Weiß, sichtbar gemacht. Diese Farbsignale
R bzw. G bzw. B setzen sich aus Einzelimpulsen 11, 12, 13 bzw. 14, 15 bzw. 16, 17
zusammen, wobei zwischen diesen Einzelimpulsen die Lücken 18, 19 bzw. 21 bzw. 22
gebildet werden. Diese Einzelimpulse 11 bis 17 haben jeweils eine vorgegebene Dauer
und Phasenlage zueinander.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird eine Treppenspannung
25 verwendet, die sich aus einzelnen Spannungswerten 26 bis 33 zusammensetzt. Diese
Treppenspannung 25 wird der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 über Klemme 34 zugeführt
und gelangt über den Kondensator 35 auf das Steuergitter der Pentode 36, die mit
den Widerständen 37 bis 39 eine Verstärkerstufe bildet. Die Anode dieser Pentode
36 ist mit der Ablenkelektrode D' einer Elektronenstrahlschaltröhre 37 leitend verbunden,
wogegen der zweiten Ablenkelektrode D eine Selektorspannung von beispielsweise 120
Volt zugeführt wird, die unter Verwendung eines Spannungsteilers, bestehend aus
den Widerständen 38 bis 41, gewonnen wird. Dabei ist das eine Ende dieses Spannungsteilers
an Masse und das andere Ende über Klemme 42 an den postiven Pol einer Betriebsspannung
(+ 250 Volt) angeschlossen. Das der Anode abgewandte Ende des Arbeitswiderstandes
43 ist über Klemme 44 an eine positive Spannung von 100 Volt angeschlossen, das
zweite Gitter der Elektronenstrahlschaltröhre 37 ist über den Schaltungspunkt 45
an eine Spannung von + 70 Volt und das dritte und vierte Gitter ist über Klemme
42 an eine Spannung von r 250 Volt angeschlossen.
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F i g. 3 zeigt Kennlinien der Elektronenstrahlschaltröhre 37 (Type
E 80 T), wobei die an Hand von F i g. 2 beschriebenen Betriebsspannungen vorausgesetzt
sind. Auf der Abszissenachse des Diagramms nach F i g. 3 sind die Spannungswerte
an der Ablenkelektrode D' und auf der Ordinate die Beträge des Anodenstroms in Miniampere
aufgetragen. Die dargestellten Kurvenzüge sind durch die Spannungen an der zweiten
Ablenkelektrode D (als Parameter) gekennzeichnet. Nach diesen Kennlinien kann nur
dann ein Anodenstrom fließen. wenn die an den Ablenkelektroden D' und
D liegenden Spannungen annähernd gleich sind. Da im vorliegenden Fall an
der Ablenkelektrode D eine Selektorspannung von 120 Volt anliegt und der Spannungswert
29 ebenfalls einer Spannung von 120 Volt entspricht, wird vom Arbeitswiderstand
43 über Klemme 52 ein negativer Impuls 53 abgegeben, der während der Dauer des Spannungswertes
29 auftritt.
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Da der Spannungswert 26 einer Spannung von 60 Volt und der Spannungswert
33 einer Spannung von 220 Volt entspricht, hat die Treppenspannung somit eine Gesamtamplitude
von 180 Volt. Wird diese Gesamtamplitude so weit verkleinert, daß die Spannungsdifferenz
zweier Spannungswerte nicht mehr zur vollen Durchsteuerung der Kennlinie ausreicht,
dann fließt auch während der Dauer der Spannungswerte 28 und 30 ein allerdings kleinerer
Anodenstrom und es ergibt sich der gestrichelt gezeichnete Ausgangsimpuls 54, aus
dem man durch Abschneidung entlang der Linie 55 einen über drei Zeitintervalle durchgehenden
Impuls erhält. In ähnlicher Weise erhält man durch eine Änderung der Spannung an
der Ablenkelektrode D auf beispielsweise + 130 Volt (Mittelwert zwischen den Spannungswerten
29 und 30) und Verringerung der Gesamtamplitude der Treppenspannung 25 einen über
zwei Zeitintervalle reichenden Impuls. Eine Folge von mehreren voneinander getrennten
Impulsen erhält man durch Zusammenschaltung der Anoden mehrerer Elektronenstrahlschaltröhren
(nicht dargestellt), die auf einem gemeinsamen Arbeitswiderstand arbeiten und deren
Ablenkelektroden D verschieden vorgespannt sind. Die von der Elektronenstrahlschaltröhre
erzeugten Impulse haben negative Polarität und müssen daher, wenn sie als Impulse
11 bis 17 (F i g. 1) dienen sollen, vor oder nach entsprechender Begrenzung hinsichtlich
ihrer Polarität umgekehrt werden.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßiger, mit Elektronenstrahlschaltröhren
nicht die Impulse 11 bis 17, sondern die zwischen ihnen liegenden Lücken
18, 19,
21, 22 (F i g. 1) zu erzeugen. Die drei Farbsignale R, G, B enthalten
zusammen sieben Impulse 11 bis 17, zu deren Erzeugung sieben Elektronenstrahlschaltröhren
erforderlich wären. Dagegen sind zur Erzeugung der Lücken 18, 19, 21, 22
nur vier Elektronenstrahlschaltröhren erforderlich, so daß drei derartige Elektronenstrahlschaltröhren
gespart werden und außerdem eine Umkehrung der Polarität der erzeugten Impulse nicht
erforderlich ist.
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F i g. 4 zeigt einen Farbbalkengeber zur Erzeugung von drei Farbsignalen
mit horizontalfrequenter Folgefrequenz. Dabei wird im Treppenspannungsgenerator
61 eine Treppenspannung 25 erzeugt und über den Kondensator 62 (10 nF) und
den Widerstand 63 dem Steuergitter der Pentode 64 (E 84 L) zugeführt, die
mit dem Kondensator 65 den Widerständen 66 bis 72 als Leistungsverstärker für die
Treppenspannung 25 dient. Mit den änderbaren Abgriffen an den Widerständen 69 bis
72 ist die Gesamtamplitude der Treppenspannung einstellbar. Die Glimmröhren 73 bis
75 dienen zur Herabsetzung dieser Spannung. Diese Treppenspannung wird den AblenkelektrodenD'
der
Elektronenstrahlschaltröhren 76 bis 79 zugeführt. Die Spannungen für die :entsprechenden
Ablenkelektroden D werden an einem Spannungsteiler abgegriffen, der aus den Widerständen
81 (3,9 kOhm), 82 (2,2 kOhm), 83 (820 Ohm), 84 (470 Ohm), 85 (680 Ohm), 86 (2,2
kOhm) gebildet wird. Ein Ende dieses Spannungsteilers liegt mit dem negativen Pol
einer Spannungsquelle an Masse, und das andere Ende dieses Spannungsteilers ist
über Klemme 87 an den positiven Pol der Spannungsquelle (-f-150 Volt) angeschlossen.
Die Anoden der Elektronenstrahlschaltröhren 76 bis 79 sind über die Arbeitswiderstände
91 (10 kOhm), 92 (10 kOm), 93, 94 (je 4,7 kOhm), über den Siebwiderstand 95 (47
kOhm) und über Klemme 87 an die Betriebsspannung von 150 Volt angeschlossen. Auf
diese Weise sind über die Klemmen 96 bzw. 97 bzw. 98 Signale abnehmbar, aus denen
durch amplitudenmäßige Abschneidung die Farbsignale B bzw. G bzw. R gewonnen werden.
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F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Farbbalkengebers, womit acht Farbbalken mit beliebig wählbarer Farbfolge gegebenenfalls
auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers dargestellt werden können. Die Widerstände
101 bis 109 bilden einen Spannungsteiler, der einerseits an Masse und andererseits
an eine Spannung von -f-250 Volt angeschlossen ist. Die Abgriffe 101' bis
108' dieses Spannungsteilers sind mit je einem der acht Pole der Schalter
110 bis 116 leitend verbunden. Diese Pole sind den acht Farbbalken zugeordnet, wogegen
die Schalter 110 bis 116 der Reihe nach den Farben Rot, Gelb, Grün, Blaugrün, Blau,
Violett und Weiß zugeordnet sind. Die Mittelabgriffe dieser Schalter 110 bis 116
sind mit den Ablenkelektroden D der Elektronenstrahlschaltröhren 121 bis 132 leitend
verbunden, deren Ablenkelektroden D' sind an den Ausgang des Treppengenerators 61
angeschlossen. Dabei ist insbesondere der Mittelabgriff des Schalters 116 (der Weiß
zugeordnet ist) an die Ablenkelektroden D der drei Elektronenstrahlschaltröhren
124, 128, 132 angeschlossen. Die Schalter 111 bzw.113 bzw. 115, die den Mischfarben
Gelb bzw. Blaugrün bzw. Violett zugeordnet sind, sind mit ihrem Mittelabgriff an
die Ablenkelektroden D jeweils zweier Elektronenstrahlschaltröhren 123,126
bzw. 127,130 bzw. 131,122 angeschlossen. Die Schalter 110 bzw. 112 bzw. 114 sind
den Grundfarben Rot bzw. Grün bzw. Blau zugeordnet und mit ihren Mittelabgriffen
an die Ablenkelektroden D nur jeweils einer Elektronenstrahlschaltröhre 121 bzw.
125 bzw. 129 angeschlossen.
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Im Treppenspannungsgenerator 61 wird also :eine Treppenspannung
25 erzeugt, die sich aus acht verschiedenen Spannungswerten zusammensetzt,
denen je eine an den Abgriffen 101' bis 108' abgenommene Selektorspannung
zugeordnet isst. Unter Verwendung der Schalter 111 bis 116 ist jeweils eine dieser
Selektorspannungen auswählbar und wird den entsprechenden Ablenkelektroden D der
Elektronenstrahlschaltröhren 121 bis 132 zugeführt und dabei amplitudenmäßig mit
der Treppenspannung 25 verglichen. Je vier dieser Elektronenstrahlsahaltröhren 121
bis 124 bzw. 125 bis 128 bzw. 129 bis 132 sind zu je einer Gruppe zusammengefaßt,
und deren Anoden sind leitend miteinander verbunden, so daß an den ent- I sprechenden
Arbeitswiderständen (nicht dargestellt) Impulsfolgen gewonnen werden, die nach Polaritätsumkehrung
und amplitudenmäßiger Begrenzung in den Stufen 1.34 bzw. 135 bzw. 136 Farbsignale
R bzw. G bzw. B ergeben, welche über die Klemmen 137 bzw. 138 bzw. 139 abnehmbar
sind.
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Durch die Stellungen der Abgriffe der Schalter 110
bis 116 kann
jedem der Balken 2 bis 9 (F i g. 1) eine bestimmte Farbe zugeordnet werden. Den
dargestellten Schalterstellungen der Schalter 110 bis 116 entsprechen
folgende Farben der Balken 2 bis 9: Weiß, Gelb, Blaugrün, Grün, Violett, Rot, Blau,
Schwarz. Wenn beispielsweise an Stelle des roten Balkens 7 ein gelber Balken und
an Stelle des gelben Balkens 3 ein roter Balken auf dem Bildschirm eines Farbfernsehempfängers
erscheinen soll, dann müssen die Abgriffe des Schalters 110 und
111 in die gestrichelten Lagen gebracht werden.