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Schaltung zur automatischen Einstellung der Farbsättigung in Farbfernsehempfängern
Bei den verschiedenen kompatiblen Farbfernsehsystemen erfolgt die Farbinformation
mittels eines Farbhilfsträgers im Bereich der hohen Videofrequenzen, z. B. mit einer
Frequenz von 4,43 MHz. Dadurch wird vermieden, daß der Farbhilfsträger beim Träger
des Helligkeitssignals Interferenzstörungen hervorruft. Der Empfänger ist dann richtig
abgestimmt, wenn die Zwischenfrequenz des empfangenen Bildträgers in der Mitte der
Nyquistflanke der Zwischenfrequenzdurchlaßkurve und der im Zwischenfrequenzbereich
um 4,43 MHz tiefer liegende Farbträger in der Mitte der zum Tonträger abfallenden
Flanke liegt. Der richtigen Abstimmung des Kanalwähler-Oszillators im eben erläuterten
Sinn dient eine von Hand einstellbare Anordnung zur Regelung des Chrominanzverstärkers
und damit der Farbsättigung.
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Weicht jedoch der Kanalwähler-Oszillator von seiner Sollfrequenz durch
Fehlabstimmung oder durch Verstimmung infolge Temperatur- oder Spannungsschwankungen
ab, dann verändert sich damit durch Abnahme bzw. Zunahme der Zwischenfrequenzverstärkungen
das für eine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe der Farbsättigung erforderliche Verhältnis
des Bildträgers zum Farbträger.
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Tritt eine Verstimmung des Empfängers ein, dann kann der Laie sehr
schwer entscheiden, ob er den Regler für die Abstimmung, den Regler für die Farbsättigung
oder beide Regler bedienen muß, um wieder zu einem erträglichen und natürlich wirkenden
Farbbild zu gelangen.
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Zu dieser Schwierigkeit bei der genauen Abstimmung tritt ein weiterer
erschwerender Umstand hinzu. Bekanntlich ist die Durchlaßkurve des Hochfrequenzverstärkers
im Kanalwähler bzw. UHF-Tuner bei den verschiedenen Kanälen verschieden. Infolgedessen
ändert sich bei Umschaltung von einem Kanal auf einen anderen auch die Farbsättigung,
und man muß den richtigen Regler betätigen, um die Farbsättigung genau einstellen
zu können. Man hat bereits versucht, den Chrominanzverstärker zu regeln. Diese bekannte
Regelung bezieht sich aber nur auf eine konstante Ausgangsamplitude des Chrominanzsignals,
und sie ist unabhängig von der Größe des Helligkeitssignals.
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Die Erfindung zielt darauf ab, das Farbsignal in Abhängigkeit vom
Helligkeitssignal, dem Kontrast, so zu regeln, daß das für die Farbsättigung maßgebende
Verhältnis zwischen der Amplitude des Farbsignals und der Amplitude des Helligkeitssignals
automatisch konstant gehalten wird.
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Es sind bereits Farbfernsehempfänger bekannt, die das gleiche Ziel
verfolgen. So offenbart die deutsche Patentschrift 909 946 eine Empfängerschaltung
mit einer Verformung der Frequenzdurchlaßkurve des Bildhelligkeitsverstärkers. Diese
Schaltung setzt eine gemeinsame Vorverstärkung im Bildhelligkeitsverstärker voraus,
das Chrominanzsignal wird erst nach dem Absorptionszweig über eine Röhre entnommen.
Das hat zur Folge, daß gegebenenfalls die Durchlaßkurven des Bildhelligkeitsverstärkers
und des Chrominanzverstärkers unverändert gleichbleiben müssen.
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Aus der deutschen Auslegeschrift 1022 636 ist es bekanntgeworden,
eine Regelspannung zum Konstanthalten der Farbsättigung herzustellen. Hier ist jedoch
die Regelspannung von der Farbtoneinstellung abhängig, da der Farbsynchronimpuls
durch synchrone Demodulation gewonnen wird. Diese bekannte Anordnung ist, da der
Zeilensynchronimpuls zur Vermeidung von Verschleifungen breitbandig übertragen werden
muß, gegen breitbandige Störungen, insbesondere das Rauschen, sehr empfindlich,
und sie arbeitet nur für die anfänglich in der Farbfernsehtechnik üblichen Dematrixschaltungen
zur Erzeugung der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Da heutzutage die Dematrizierung
in der Farbbildröhre erfolgt und infolgedessen das bei der bekannten Schaltung verwendete
Blausignal in den modernen Fernsehempfängern nicht mehr existiert, ist für diese
die bekannte Schaltung nicht vorteilhaft. Sie ist auch deshalb nachteilig, weil
bei ihr das vom Ausgang des Luminanzverstärkers entnommene Zeilensynchronsignal
durch die in diesem Signalbereich erhebliche Kennlinienkrümmung der Luminanzverstärkerröhre
nichtlinear wird, so daß keine Proportionalität zwischen diesem Synchronimpuls und
dem Videosignal gewährleistet wird.
Die USA.-Patentschrift 3 070
654 zeigt eine Schaltungsanordnung für Farbfernsehempfänger, bei der zur Erzeugung
der ersten beiden zur Gewinnung der Regelspannung miteinander zu vergleichenden
Spannungen der Farbsynchronimpuls selektiv verstärkt und gleichgerichtet wird. An
sich erscheint es naheliegend, zur Erzeugung der zweiten zu vergleichenden Spannung
die Zeilensynchronimpulse heranzuziehen. Jedoch ist es ohne großen Schaltungsaufwand
nicht möglich, die sehr breitbündigen Zeilensynchronimpulse (11,6 kHz bis über 300
kHz) über eine nur im Vertikalrücklauf geöffnete Torschaltung einer Spitzengleichrichtung
zuzuführen. Der für die Zeilensynchronimpulse erforderliche große Frequenzbereich
hat nämlich eine übergroße Anfälligkeit für breitbündige Störungen, wie Rauschen,
Zündfunkenstörungen usw., zur Folge.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die andere der zur Erzeugung
der Regelspannung zu vergleichenden Spannungen dadurch gewonnen wird, daß aus dem
vorzugsweise dem Videodemodulator entnommenen Zeilensynchronimpuls eine Harmonische
ausgesiebt wird, die nach selektiver und vom Bildrücklauf getasteter Verstärkung
gleichgerichtet wird.
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Die Verwendung einer Harmonischen des Zeilensynchronimpulses ist nämlich
deshalb möglich, weil ihre Spitzenspannung bei vorgegebener Impulsform nach CCIR-Norm
entsprechend der Fourier-Zerlegung direkt proportional zur Spitzenspannung des Zeilensynchronimpulses
ist. Für die hier in Frage kommenden Harmonischen, etwa die 4. bis B. Harmonische,
haben durch irgendwelche Bandbegrenzungen bedingte Verformungen des Zeilensynchronimpulses
keinen Einfiuß auf die Amplitude einer dieser Harmonischen. Die Verwendung dieser
Harmonischen hat den Vorteil, daß infolge der schmalbündigen Verstärkung eine erheblich
größere Störfestigkeit erreicht wird und daß auf diese Weise eine einfache und zuverlässig
arbeitende Torschaltung mit einem vom Vertikalrücklaufimpuls geöffneten selektiven
Verstärker ermöglicht wird.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt F i g. 1 die Zwischenfrequenzkurve eines
Fernsehempfangsgerätes mit Angabe der Lage des Bildträgers, des Farbträgers und
des Tonträgers, F i g. 2 ein Blockschaltbild und F i g. 3 ein Schaltungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Zwischenfrequenzkurve 1 eines Fernsehempfängers
liegt der richtig abgestimmte Bildträger bei 2 und der richtig abgestimmte Farbträger
bei 3, während der Tonträger im Zwischenfrequenzband bei 4 liegt. In richtiger Abstimmlage
beträgt die Bildträgerzwischenfrequenz 38,90 MHz, während die Zwischenfrequenz des
Farbhilfsträgers um 4;43 MHz niedriger, bei 34,47 MHz, liegt.
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Angenommen, die Verstimmung habe, wie das in der Praxis vorkommt,
einen Wert von -I-200 kHz. Dann wandert die neue Bildträgerzwischenfrequenz auf
der abfallenden Nyquistflanke 5 in die Lage 2' bei 39,1 MHz, wobei die Amplitude
abnimmt. Die Zwischenfrequenz des Farbhilfsträgers dagegen wandert in die Lage 3',
steigt auf 34,67 MHz, und auch ihre Amplitude wächst entsprechend der ansteigenden
Flanke 6 der Zwischenfrequenzkurve 1. Das aber bedeutet eine Erhöhung der Zwischenfrequenzverstärkung
des Farbhilfsträgers einschließlich der um seine Frequenz gruppierten Seitenschwingungen
mit ihrer Farbinformation.
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Bei der angenommenen Verstimmung von 200 kHz wird, wie F i g. 1 deutlich
erkennen läßt, das für die Farbsättigung maßgebende Verhältnis zwischen der Amplitude
des Farbhilfsträgers und der Amplitude des Bildträgers auf das Zweifache vergrößert.
Das derart beeinfiußte Bild ist derart übersättigt, daß von einer naturgetreuen
Farbwiedergabe nicht gesprochen werden kann. Es muß nun also nachgestimmt werden,
und die Nachstimmung von Hand bereitet aus den obengenannten Gründen Schwierigkeiten.
Diese werden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur automatischen Einstellung
der Farbsättigung beseitigt, deren Wirkungsweise nun am Beispiel des Blockschaltbildes
nach F i g. 2 erklärt wird.
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Einem Chrominanzverstärker 7 wird der Farbsynchronimpuls F entnommen,
und er wird in einem nur im Zeilenrücklauf durch die Zeilenrücklaufimpulse Z geöffneten
selektiven Verstärker 8 verstärkt. Dadurch wird erreicht, daß die Regelung des Chrominanzverstärkers
von dem jeweiligen Bildinhalt unabhängig wird. Gleichzeitig wird eine Harmonische
der dem Videodemodulator entnommenen Zeilensynchronimpulse S im Verstärker 9 selektiv
verstärkt.
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Die Zeilensynchronimpulse selbst können, wie bereits ausgeführt, nicht
ohne weiteres herangezogen und verstärkt werden, deshalb wird deren Harmonische
etwa im Bereich der 4. bis B. Harmonischen gewählt. Da man auch bei der Verstärkung
der Harmonischen vom Bildinhalt frei werden muß, wird auch der Verstärker 9 getastet.
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Eine zeilenfrequente Tastung ist nicht brauchbar, da die gleichen
Harmonischen mit viel größerer Amplitude auftreten und so die auszuwertenden Zeilensynchronimpulse
stören. Deshalb wird der Verstärker 9 mit den vertikalfrequenten Impulsen V getastet.
Die verstärkte Harmonische des Zeilensynchronimpulses S aus dem selektiven Verstärker
9 und die verstärkten Farbsynchronimpulse F aus dem selektiven Verstärker 8 werden
einem Komparator 10 zugeführt. Dort werden die aus den Verstärkern 8 und 9 gewonnenen
und erzeugten Richtspannungen so gegeneinandergeschaltet, daß die aus den Zeilensynchronimpulsen
S erhaltene Richtspannung eine negative und die aus den Farbsynchronimpulsen F erhaltene
Richtspannung eine positive Polarität gegen Masse aufweist.
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Die aus den beiden Richtspannungen gebildete Differenzspannung wird
in einem anodenseitig von den positiven Zeilenrücklaufimpulsen Z gespeisten Gleichspannungsverstärker
11 verstärkt, an dessen Anode die verstärkte negative Richtgleichspannung abgenommen
und zwecks Regelung dem Chrominanzvierstärker 7 zugeführt wird. Durch Einstellung
des Arbeitspunktes des Gleichspannungsverstärkers 11 kann eine Handregelung der
Farbsättigung in einem entsprechend verkleinerten Variationsbereich vorgenommen
werden.
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Nun sei ein erfindungsgemäßes Schaltbeispiel gemäß F i g. 3 erläutert.
Die Röhre 12 verstärkt selek-@ tiv eine Harmonische des Zeilensynchronsignals, das
dem Eingang 13 zugeführt wird. Die Bildrücklaufimpulse V werden bei 14 eingespeist
und öffnen während dieser Zeit die Röhre 12, in deren Anodenkreis
ein
auf eine Harmonische der Zeilenfrequenz abgestimmter Schwingkreis 15 liegt. Diese
Harmonische wird mittels einer Diode 16 gleichgerichtet, so daß am Widerstand 17
eine gegen Masse negative Richtspannung entsteht. Die von der Anode des Burstverstärkers
abgenommenen und in ihm nur während des Zeilenrücklaufs verstärkten Farbsynchronimpulse
werden zwecks Gleichrichtung über den Anschluß 18 der Diode 19 zugeführt, an deren
Parallelwiderstand 20 eine gegen Masse positive Richtgleichspannung entsteht. Die
Differenzspannung der durch die beiden Dioden 16, 19 gebildeten Teilspannungen wird
einem Gleichspannungsverstärker 21 zugeleitet, dessen Arbeitspunkt durch den Regelwiderstand
22 fest eingestellt ist. Die aus den Dioden 16, 19 und den Widerständen 17, 20 bestehende
Komparatorschaltung arbeitet nun so, daß sich der Arbeitspunkt jeweils automatisch
einstellt, so daß die Chrominanzverstärkung durch die an der Anode des Gleichspannungsverstärkers
21 abgenommene negative Regelspannung mit zunehmender Amplitude des Farbsynchronimpulses
heruntergeregelt und mit zunehmender Amplitude der zeilenfrequenten Harmonischen
heraufgeregelt wird. Auch der Gleichspannungsverstärker wird getastet, und zwar
anodenseitig durch die am Anschluß 23 zugeführten Zeilenrücklaufimpulse. Eine Handregelung
der Farbsättigung in einem kleineren Variationsbereich ist mit Hilfe des Reglers
24 möglich.