DE1189123B

DE1189123B - Circuit arrangement for automatic contrast control in television sets with the help of a photo resistor

Info

Publication number: DE1189123B
Application number: DET18524A
Authority: DE
Inventors: Paul Theisen
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-06-13
Filing date: 1960-06-13
Publication date: 1965-03-18

Description

Schaltungsanordnung zur automatischen Kontrastregelung in Fernsehgeräten mit Hilfe eines Fotowiderstandes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kontrastregelung in Fernsehgeräten durch Veränderung der Vorspannung einer Videoverstärkerröhre.Circuit arrangement for automatic contrast control in television sets with the aid of a photoresistor The invention relates to a circuit arrangement for contrast control in televisions by changing the bias voltage of a video amplifier tube.

Bei solchen Schaltungen ist es bekannt, den Kontrastumfang des Fernsehbildes mit Hilfe eines lichtempfindlichen Widerstandes, eines sogenannten Fotowiderstandes, der Raumhelligkeit entsprechend anzupassen. Der meist als Potentiometer oder Regelwiderstand ausgebildete Kontrastregler behält in einer solchen Schaltung seine Regelfunktion bei. Bei einer solchen bekannten Schaltung ist beispielsweise ein Potentiometer an eine Betriebsspannung gelegt, dessen Schleifer über einen Widerstand und den Fotowiderstand mit einem Ende des Potentiometers verbunden ist, wobei vom Verbindungspunkt des Widerstandes und des Fotowiderstandes die Regelspannung abgenommen wird. Allerdings erlaubt es die Kombination eines Kontrastreglers mit einem Fotowiderstand in den gebräuchlichen Schaltungen nicht, die beiden Regelelemente völlig unabhängig voneinander zu betreiben. Je nach der Schaltungsart besteht entweder nicht die Möglichkeit, bei einem hochohmigen Fotowiderstand, d. h. geringer Raumbeleuchtung, einen Maximalkontrast mit dem Handregler einzustellen oder aber, bei niederohmigen Fotowiderstand, d. h. großer Raumbeleuchtung, eine Reduzierung des Kontrastes auf Minimalkontrast vorzunehmen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.In such circuits it is known to adjust the range of contrast of the television picture with the help of a light-sensitive resistor, a so-called photo resistor, to adjust accordingly to the brightness of the room. Mostly as a potentiometer or rheostat trained contrast regulator retains its control function in such a circuit at. In such a known circuit, for example, is a potentiometer placed on an operating voltage, its wiper via a resistor and the Photoresistor connected to one end of the potentiometer, being from the connection point of the resistor and the photoresistor, the control voltage is removed. However it allows the combination of a contrast regulator with a photo resistor in the conventional circuits do not, the two control elements completely independent of each other to operate. Depending on the type of connection, it is either not possible to in the case of a high-ohm photoresistor, d. H. low room lighting, a maximum contrast set with the hand controller or, with a low photoresistor, d. H. large room lighting to reduce the contrast to minimum contrast. The invention is based on the object of avoiding these disadvantages.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung zur Kontrastregelung in Fernsehgeräten unter Verwendung eines an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Potentiometers, dessen Schleifer mit einer Steuerelektrode einer Videoverstärkerstufe verbunden ist, bei der zur automatischen Anpassung des Kontrastes an die Raumhelligkeit an das Potentiometer ein Fotowiderstand angeschlossen ist, darin, daß das Potentiometer einen zusätzlichen festen Abgriff aufweist, der einen Eckpunkt einer Brückenschaltung bildet, wobei ein Teilwiderstand des Potentiometers als Brückenwiderstand geschaltet in Serie mit einem weiteren Brückenwiderstand an die Gleichspannungsquelle gelegt ist und der andere Teilwiderstand des Potentiometers in der an den Abgriffpunkt des Potentiometers angeschlossenen Brückendigonale liegt und die beiden restlichen Brückenzweige aus je einem weiteren Widerstand bestehen, und daß der Fotowiderstand einem der beiden zuerst genannten Brückenwiderstände parallelel geschaltet ist. Die von der Raumhelligkeit gesteuerten Widerstandswerte des Fotowiderstandes stören dabei das Brückengleichgewicht mehr oder weniger. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient als Speisespannung der Brückenschaltung eine aus Rücklaufimpulsen der Zeilenablenkschaltung gewonnene negative Gleichspannung.The invention consists in a circuit arrangement for contrast control in televisions using a connected to a DC voltage source Potentiometer, the wiper of which is connected to a control electrode of a video amplifier stage is connected, in the case of automatic adjustment of the contrast to the brightness of the room a photoresistor is connected to the potentiometer, in that the potentiometer has an additional fixed tap which is a corner point of a bridge circuit forms, with a partial resistance of the potentiometer connected as a bridge resistance connected in series with another bridge resistor to the DC voltage source and the other partial resistance of the potentiometer in the at the tap point of the potentiometer and the remaining two Bridge branches each consist of a further resistor, and that the photo resistor one of the first two bridge resistors is connected in parallel. The resistance values of the photo resistor, which are controlled by the brightness of the room, interfere thereby the bridge equilibrium more or less. In a preferred embodiment the invention is used as the supply voltage of the bridge circuit from return pulses the line deflection circuit obtained negative DC voltage.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer Abbildungen näher erläutert, wobei F i g. 1 und F i g. 2 bisher bekannte Schaltungen darstellen, während F i g. 3 das Prinzip der Brückenschaltung in Verbindung mit einem Fotowiderstand veranschaulicht. In F i g. 4 ist die praktisch ausgeführte Schaltung zur Kontrastregelung dargestellt, während die Kurven der am Kontrastregler anliegenden Spannungen für die beiden Grenzfälle, maximale und minimale Raumbeleuchtung, aus F i g. 6 hervorgehen. F i g. 5 zeigt ein weiteres Schaltungsbeispiel.The invention is explained in more detail below with reference to several figures explained, where F i g. 1 and F i g. 2 represent previously known circuits while F i g. 3 the principle of the bridge circuit in connection with a photo resistor illustrated. In Fig. 4 is the practically executed circuit for contrast control while the curves of the voltages applied to the contrast regulator for the two borderline cases, maximum and minimum room lighting, from FIG. 6 emerge. F i g. 5 shows another circuit example.

In F i g. 1 wird über den Widerstand 1 eine negative Spannung dem Kontrastregler 2 zugeführt. Je nach der Stellung des Schleifers 3 wird die Spannung am Punkt 4 mehr oder weniger kurzgeschlossen. Befindet sich der Schleifer am oberen Regleranschluß, so ist die Spannung an Punkt 4 Null, während sie in entgegengesetzter Reglerstellung einen Wert einnimmt, der von der Höhe der negativen Speisespannung sowie von den Widerstandsverhältnissen 1 und 2 abhängt. Dies trifft allerdings nur dann zu, wenn der zwischen Punkt 4 und Masse geschaltete Fotowiderstand 5 sehr hochohmig ist. Sein Wert ist aber von der Raumbeleuchtung abhängig, so daß diese die Spannung am Punkt 4 mitbeeinflußt. Da der Widerstandswert des Fotowiderstandes 5 zwischen einigen Kiloohm und mehreren Megohm veränderlich ist, übernimmt er mit die Regelfunktion des Kontrastreglers. Seine Regelsteilheit ist um so größer, je hochohmiger der zwischen dem Schleifer 3 und dem Punkt4 verbleibende Widerstand des Kontrastreglers 2 ist. Die an Punkt 4 auftretende Regelspannung wird durch die Widerstände 6, 7 geteilt und über die Spule 8 dem Gitter 9 der Videoendröhre 10 zugeleitet. Die Schaltung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der in F i g. 1 dargestellten Schaltung durch die andersartige Zuschaltung des Fotowiderstandes. In beiden Schaltungen sind gleiche Schaltungselemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Fotowiderstand 5 ist in der vorliegenden Schaltung zwischen den Schleifer 3 des Kontrastreglers 2 und Masse geschaltet. Seine größte Regelsteilheit ist dann gegeben, wenn sich der Schleifer 3 am oberen Ende des Kontrastreglers befindet. Der Widerstand 5' dient zur Begrenzung der Regelsteilheit des Fotowiderstandes und bestimmt somit den maximalen Kontrast im dunklen Raum. Die Widerstände 6, 7 dienen auch in dieser Schaltung zur Teilung der Kontrastregelspannung vor ihrer Einspeisung an das Gitter der Videoendröhre. Der Nachteil der Schaltung nach F i g. 1 ist der, daß im hellen Raum, also bei niederohmigem Fotowiderstand, der Maximalkontrast durch Betätigung des Reglers nicht reduziert werden kann, da der Fotowiderstand die Spannung an Punkt 4 bereits kurzgeschlossen hat. Die Schaltung in F i g. 2 dagegen hat den Nachteil, daß bei Stellung des Kontrastreglers auf Maximalkontrast dieser sich im hellen Raum zwar einstellt, aber nicht im dunklen Raum. Damit ist der Kontrastregelumfang im dunklen Raum begrenzt.In Fig. 1, a negative voltage is fed to the contrast regulator 2 via the resistor 1. Depending on the position of the wiper 3, the voltage at point 4 is more or less short-circuited. If the slider is at the upper regulator connection, the voltage at point 4 is zero, while in the opposite regulator position it assumes a value that depends on the level of the negative supply voltage and on the resistance ratios 1 and 2. However, this only applies if the photoresistor 5 connected between point 4 and ground has a very high resistance. However, its value depends on the room lighting, so that this also influences the voltage at point 4. Since the resistance value of the photoresistor 5 is variable between a few kilo ohms and several megohms, it takes over the control function of the contrast regulator. Its control steepness is greater, the higher the resistance of the contrast regulator 2 remaining between the wiper 3 and the point 4. The control voltage occurring at point 4 is divided by the resistors 6, 7 and fed to the grid 9 of the video output tube 10 via the coil 8. The circuit according to FIG. 2 differs from that in FIG. 1 through the different connection of the photo resistor. The same circuit elements are provided with the same reference numerals in both circuits. In the present circuit, the photoresistor 5 is connected between the slider 3 of the contrast regulator 2 and ground. Its greatest control steepness is given when the grinder 3 is at the upper end of the contrast regulator. The resistor 5 'is used to limit the control slope of the photoresistor and thus determines the maximum contrast in the dark room. The resistors 6, 7 are also used in this circuit to divide the contrast control voltage before it is fed to the grid of the video output tube. The disadvantage of the circuit according to FIG. 1 is that in a bright room, i.e. with a low-ohm photoresistor, the maximum contrast cannot be reduced by operating the controller, since the photoresistor has already short-circuited the voltage at point 4. The circuit in FIG. 2, on the other hand, has the disadvantage that when the contrast regulator is set to maximum contrast, it is set in a bright room, but not in a dark room. This limits the range of contrast control in a dark room.

Die der Erfindung zugrunde liegende Prinzipschaltung ist in F i g. 3 dargestellt. Die Widerstände 11, 12, 13 und 14 der Brückenschaltung 15 sind so ausgelegt, daß in einem Grenzfall, dem hochohmigen Zustand des Fotowiderstandes 5, Brückengleichgewicht herrscht. Somit ist der Widerstand 16 stromlos. Am Widerstand 14 fällt eine von der anliegenden Speise-spannung und den Widerstandsverhältnissen 11: 12 und 13:14 abhängige Spannung ab. Die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 17 und 18 entspricht der zwischen den Punkten 17 und 19. Der andere Grenzfall ist der, daß der Fotowiderstand 5 niederohmig ist. Denn dann ist das Brückengleichgewicht gestört, und die Spannung am Punkt 18 entspricht der an Punkt 17, also Masse. Der Widerstand 16 ist nun stromführend, so daß die Spannung an Punkt 19 sich gegenüber der im vorhin beschriebenen Grenzfall ändert. Diese unerwünschte Änderung ist aber um so geringer, je größer das Verhältnis der Widerstände 16: 12 ist. Bei richtiger Auslegung der Widerstände entspricht der nun am Widerstand 16 herrschende Spannungsabfall ungefähr dem, welcher bei hochohmigem Fotowiderstand 5 am Widerstand 14 auftritt. Wird dafür gesorgt, daß bei hochohmigem Fotowiderstand die Spannung am Widerstand 14 und bei niederohmigem Fotowiderstand sie am Widerstand 16 abgegriffen und über einen die Brückenverhältnisse nicht beeinflussenden hochohmigen Teiler dem Gitter der Videoendröhre zugeführt wird, so läßt sich unbeeinflußt von der Raumbeleuchtung jeder Kontrast mit Hilfe des Widerstandsabgriffes einstellen.The basic circuit on which the invention is based is shown in FIG. 3 shown. The resistors 11, 12, 13 and 14 of the bridge circuit 15 are designed so that in a borderline case, the high-resistance state of the photoresistor 5, bridge equilibrium prevails. The resistor 16 is thus de-energized. A voltage that is dependent on the applied supply voltage and the resistance ratios 11: 12 and 13:14 drops across resistor 14. The voltage difference between points 17 and 18 corresponds to that between points 17 and 19. The other limit case is that the photoresistor 5 has a low resistance. Because then the bridge equilibrium is disturbed and the voltage at point 18 corresponds to that at point 17, i.e. ground. The resistor 16 is now live, so that the voltage at point 19 changes compared to the limit case described above. This undesired change is the smaller, the larger the ratio of the resistors 16: 12 is. With the correct design of the resistors, the voltage drop now prevailing across resistor 16 corresponds approximately to that which occurs at resistor 14 with a high-ohm photoresistor 5. If it is ensured that in the case of a high-ohmic photoresistor the voltage at the resistor 14 and in the case of a low-ohmic photoresistor it is tapped at the resistor 16 and fed to the grid of the video output tube via a high-ohmic divider that does not affect the bridge conditions, then any contrast can be unaffected by the room lighting with the help of the Set the resistance tap.

In der in F i g. 4 dargestellten praktischen Ausführung sind die Widerstände 14 und 16 in einem Potentiometer zusammengeschaltet, wobei der Punkt 18 als fester Abgriff ausgebildet ist. Zusätzlich ist der veränderbare Spannungsabgriff 20, welcher als Potentiometerschleifer die gewünschte Spannung zur Kontrastregelung abgreift. Diese Spannung wird durch Widerstände 21 und 22, entsprechend den Widerständen 6 und 7 in F i g. 1, geteilt und über die Spule 23 dem Steuergitter 24 der Videoendröhre 25 zugeführt. In F i g. 5 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dieser Schaltung wiedergegeben. Es unterscheidet sich von der Schaltung in F i g. 3 durch den Wegfall der Widerstände 11 und 12. Deshalb ist an Punkt 19 eine niederohmige Fremdspannung erforderlich, welche der an Punkt 18 bei hochohmigem Fotowiderstand entspricht.In the in F i g. 4, the resistors 14 and 16 are interconnected in a potentiometer, the point 18 being designed as a fixed tap. In addition, there is the variable voltage tap 20, which, as a potentiometer wiper, taps the desired voltage for contrast control. This voltage is provided by resistors 21 and 22, corresponding to resistors 6 and 7 in FIG. 1, divided and fed to the control grid 24 of the video output tube 25 via the coil 23. In Fig. 5 shows a modified embodiment of this circuit. It differs from the circuit in FIG. 3 due to the elimination of resistors 11 and 12. Therefore, a low-resistance external voltage is required at point 19 , which corresponds to that at point 18 for a high-resistance photo resistor.

Der Spannungsverlauf am Schleifer des Kontrastreglers in Abhängigkeit von seiner Stellung ist in F i g. 6 im Diagramm wiedergegeben. Die Kurve a entspricht einem Widerstandswert des Fotowiderstandes von R = cc, während Kurve b für einen Widerstand von R = 0 gilt. Es ist angenommen, daß der feste Abgriff 18 (»Anzapf«) des Kontrastreglers in der Mitte des Potentiometers liegt, daß also die Teilwiderstände 14 und 16 gleich groß sind. Außerdem ist der Widerstand 16 groß gegenüber dem Widerstand 12, eine Voraussetzung, die mit Sicherheit durch die Schaltung gemäß F i g. 5 wegen der niederohmigen Spannungsquelle am Punkt 19 erfüllt ist. Die Spannung am Schleifer 20 des Potentiometers ist zwischen »Anfang« und »Anzapf« in Kurve a gleich groß, fällt aber vom »Anzapf« bis zum Reglerende geradlinig auf 0 Volt ab. Dagegen wird in Kurve b der Regelspannungshub zwischen »Anfang« und »Anzapf« des Reglers geradlinig überstrichen, während bis zum Reglerende die Spannung auf 0 Volt stehenbleibt. Das Maximum an Regelspannung entspricht dem Minimalkontrast, das Minimum dagegen dem Maximalkontrast. Somit läßt sich auch bei den extremsten Betriebsbedingungen, d. h. größter und kleinster Raumbeleuchtung, jeder Kontrast einstellen. Das gilt natürlich auch für alle Zwischenwerte. Um das zu veranschaulichen, ist die Kurve c für eine mittlere Beleuchtungsstärke eingetragen.The voltage curve on the wiper of the contrast regulator as a function of its position is shown in FIG. 6 reproduced in the diagram. Curve a corresponds to a resistance value of the photoresistor of R = cc, while curve b applies to a resistance of R = 0. It is assumed that the fixed tap 18 ("tap") of the contrast regulator is in the middle of the potentiometer, so that the partial resistances 14 and 16 are equal. In addition, the resistor 16 is large compared to the resistor 12, a prerequisite that is definitely met by the circuit according to FIG. 5 is fulfilled because of the low-resistance voltage source at point 19. The voltage at the wiper 20 of the potentiometer is the same between "start" and "tap" in curve a, but drops in a straight line from "tap" to the end of the controller to 0 volts. On the other hand, in curve b, the control voltage swing between the "start" and "tap" of the controller is covered in a straight line, while the voltage remains at 0 volts until the controller ends. The maximum control voltage corresponds to the minimum contrast, while the minimum corresponds to the maximum contrast. In this way, any contrast can be set even under the most extreme operating conditions, ie the greatest and smallest room lighting. Of course, this also applies to all intermediate values. To illustrate this, curve c is entered for an average illuminance.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for contrast control in television sets using a potentiometer connected to a DC voltage source, the slider of which is connected to a control electrode of a video amplifier stage, in which a photoresistor is connected to the potentiometer for automatic adjustment of the contrast to the room brightness, d a -through characterized in that the potentiometer (14, 16) has an additional fixed tap (18) which forms a corner point of a bridge circuit, a partial resistor (14) of the potentiometer, connected as a bridge resistor, in series with a further bridge resistor (13) to the DC voltage source is applied and the other partial resistance (16) of the potentiometer is in the bridge diagonal connected to the tapping point (18) of the potentiometer and the two remaining bridge branches each consist of a further resistor (11 or 12), and that the photoresistor (5) one of the two n first mentioned bridge resistors (13, 14) is connected in parallel.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the potentiometer (14, 16) and the photoresistor (5) are high-resistance.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the potentiometer (14, 1.6) and the photo resistor (5) are low-resistance.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the bridge resistors (11, 12) connected to the fixed tap (18) of the potentiometer (14, 16) facing away from the bridge corner point (19) connected by one connected to this end point (19), preferably low-resistance voltage source are replaced.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a negative direct voltage obtained from flyback pulses of the line deflection circuit is used as the supply voltage of the bridge circuit. Considered publications: German Auslegeschrift No. 1073 535: "Funkschau", 1.959, Issue 9, p. 196; "Radio-Mentor", 1958, issue 6, p. 395.