DE1277308B - Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfaenger mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer selbsttaetigen Verstaerkungsregelspannung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-33/51

Nummer: 1277 308

Aktenzeichen: P 12 77 308.9-31 (P 20529)

Anmeldetag: 18. April 1958

Auslegetag: 12. September 1968

In einem Fernsehempfänger mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung zur Konstanthaltung der Signalamplitude und des Pegels der Synchronimpulsscheitel an der Bildröhre wird die Kontrasteinstellung vielfach durch Beeinflussen der Verstärkungsregelung vorgenommen, vorzugsweise durch Änderung eines gleichstromdurchflossenen Widerstandes, mit dem eine Hilfsspannung erzeugt und z. B. der Videoverstärkerröhre zugeführt wird. Durch diese Gleichspannung wird die Verstärkung bzw. der Aussteuerbereich der Videoverstärkerröhre verändert; insbesondere, wenn diese Verstärkerröhre mit dem die ursprüngliche Gleichstromkomponente enthaltenden Videosignal gesteuert wird, erhält man dann die gewünschte Änderung der Amplitude des der Bildröhre oder einer anderen Wiedergabevorrichtung zugeführten Signals, so daß die gewünschte Kontraständerung, insbesondere Erhöhung der maxiinalen Helligkeit (für Bildweiß), erreicht wird.

Bei einem Fernsehsignal wird die Regelung von der Amplitude der Synchronimpulsscheitel abhängig gemacht, weil deren Wert von den übertragenen Bildsignalen unabhängig ist. Wenn das Fernsehsignal die ursprüngliche Gleichstromkomponente enthält, stehen Synchronimpulsamplitude und Schwarzpegel in festem Verhältnis zueinander.

Derartige, vorzugsweise mit Spitzengleichrichtung arbeitende Schaltungen regeln bekanntlich im allgemeinen nicht streng genau, sondern es bleibt stets feine gewisse Änderung des geregelten Signals übrig, Aus welcher Änderung die erforderliche Regelspannung abgeleitet wird. Wenn die Verstärkungsregelung zur Kontrasteinstellung verändert wird, ergibt sich auch hierbei die erwähnte geringe Verschiebung in den Impulsscheiteln. Für die Impulsübertragung und für die Wiedergabe der hellen Bildteile ist dies praktisch unerheblich. Die gleichfalls eintretenden Änderungen des Schwarzpegels können jedoch sehr störend sein.

Bekanntlich weist das Auge eine logarithmische Empfindlichkeit auf, wodurch kleine Helligkeitsänderungen in dunklen Partien stark merklich sind. Durch geringe Verschiebungen bei der Kontrastein-Siellung kann es sich dann ergeben, daß die dunkelsten Stellen sich zwischen Schwarz und Grau verändern oder daß eine Änderung von Schwarz in entgegengesetzter Richtung eintritt, derart, daß auch q|e untersten Graustufen schwarz erscheinen und die dunklen Bildeinzelheiten in diesen Partien verlorengehen. Daher ist es sehr wichtig, daß der Schwarzwert in gewünschter Weise von der Kontrasteinstel-Itog unabhängig gehalten wird.

Schaltungsanordnung in einem
Fernsehempfänger mit einer Einrichtung zur
Erzeugung einer selbsttätigen
Verstärkungsregelspannung

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Gerhard Förster, 2800 Bremen

Bei einer Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer selbsttätigen Verstärkungsregelspannung zur Konstanthaltung der Signalamplitude und des Pegels

so der Synchronimpulsscheitel an der Bildröhre, wobei durch Änderung eines gleichstromdurchflossenen Widerstandes der Aussteuerbereich einer von dem die ursprüngliche Gleichstromkomponente enthaltenden Videosignal gesteuerten Verstärkerröhre der

as Kontrast eingestellt wird, werden diese Nachteile vermieden, und auch der letzte Rest der Abhängigkeit des Schwarzwertes von der Kontrasteinstellung kann beseitigt werden, wenn gemäß der Erfindung wenigstens ein Teil der am Kontrastregelwiderstand auftretenden Gleichspannung derart, daß ihre Änderung in gleichem Sinne wie die Änderung der Synchronimpulsscheitel wirkt, der Regeleinrichtung zugeführt wird, derart, daß der Schwarzpegel an der Bildröhre unabhängig von der Kontrasteinstellung praktisch völlig konstant ist.

Mit einer derartigen Schaltungsanordnung ist somit eine vorzügliche Schwarzwert-Stabilisierung möglich. Unter Umständen kann aber auch durch unvollständige oder übermäßige Kompensation ein gewünschter anderer Zusammenhang zwischen der Signalamplitude und der Grundhelligkeit erreicht werden.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß auch eine Schaltungsanordnung bekannt ist, bei der die Amplitude der Synchronimpulse im Anodenstromkreis einer Videoendröhre dadurch konstant gehalten wird, daß auf diese Impulse eine Tastung stattfindet und eine Verstärkungsregelspannung für den Zwischenfrequenzverstärker abgeleitet wird. Der Kontrast wird durch Änderung des Kathodenwiderstandes und damit auch der Gegenkopplung der Videoröhre oder durch Einstellung ihrer Grundgittervorspannung

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verändert. Wegen der festgehaltenen Synchronimpuls- 10 kOhm dem Steuergitter einer Verstärkerröhre 13 amplitude wird dabei der Schwarzwert im Maße der zugeführt.

Kontrastregelung verschoben. Der Kathode dieser Röhre 13 wird über einen

Bekanntlich ergibt sich beim Auffall von Raum- zwischen dem positiven Pol der Speisequelle und licht auf den Schirm eine gewisse Aufhellung, die in 5 Erde eingeschalteten Spannungsteiler aus den Widererster Linie die dunklen Bildpartien überstrahlt. Für ständen 14 von z. B. 220 kOhm und 15 von z. B. eine gute Wiedergabe soll die Einstellung so gewählt 33 kOhm eine positive Grundvorspannung von z. B. werden, daß die vom Elektronenstrom hervorgerufene etwa 25 Volt gegeben. Zur Vermeidung von Schwan-Grundhelligkeit H₀ bei Bildschwarz etwa gleich der kungen dieser Vorspannung ist der Widerstand 15 durch das Raumlicht hervorgerufenen Helligkeit H₁. io durch einen Kondensator 16 von z. B. 4 μΡ überdes Schirms ist. Dies kann man praktisch auch leicht brückt. Auch die Einschaltung eines kleinen Kondeneinstellen, indem man die Grundhelligkeit H₀ so weit sators 17 zwischen Gitter und Erde der Röhre 13 erhöht, daß gerade die Zeilenstruktur nicht mehr von z. B. 400 pF kann zweckmäßig sein. Der Anode erkennbar ist; dann ist die Helligkeit der nur vom der Röhre 13 werden in an sich bekannter Weise Raumlich beleuchteten Zwischenräume zwischen den 15 über einen Koppelkondensator 18 von z. B. 1000 pF Zeilen gerade etwa gleich der Zeilenhelligkeit. Bei positiv gerichtete Tastimpulse zugeführt. Zwischen dieser Einstellung ist die Minimalhelligkeit H_m des der Anode der Röhre 13 und Erde ist die Reihen-Gesamtbildes etwa gleich der Summe der eigenen schaltung zweier Widerstände20 und 21 von z.B. je Grundhelligkeit der Bildröhre und der Helligkeit H₁. 100 kOhm eingefügt, deren Anzapfung die Regeldes reflektierten Raumlichtes. ao spannung für vorangehende Röhren, insbesondere

Aber auch die Maximalhelligkeit H_n, der Wert für die Zwischenfrequenzröhren, entnommen wird. Bildweiß, muß oder soll bei Änderung der Grund- Parallel zur Speisequelle liegt weiter ein Potentio-

helligkeit korrigiert werden. Unter den beim Fern- meter 22 von z. B. 500 kOhm, dessen Abgriff mit sehen vorliegenden Bedingungen kann das Auge dem Schirmgitter der Röhre 5 und über einen Konpraktisch nur einem Kontrastumfang (Verhältnis von 25 densator 23 von z. B. 4 μΡ mit Erde verbunden ist. Maximalhelligkeit zur Minimalhelligkeit) von etwa Durch Verändern der Schirmgitterspannung der 30 bis 50 erfassen, wobei sich 30 bis 35 unterscheid- Röhre 5, die durch das Videosignal nahezu bis an bare Graustufen ergeben, wenn die Helligkeitswerte den Sperrpunkt ausgesteuert wird, verschiebt sich die der Stufen sich jeweils um etwa 12% unterscheiden. Kennlinie gegenüber der zunächst vorhandenen Für eine gute Wiedergabe soll daher nicht nur die 30 Videospannung. Dadurch verändert sich die Ampli-Grundhelligkeit den Raumlichtverhältnissen angepaßt tude der Synchronimpulse an der Anode der Röhre 5 werden, sondern es soll auch der Gesamtkontrast und am Gitter der Röhre 13, insbesondere gegenüber etwa konstant bleiben. der im Kathodenkreis liegenden Schwellwertspan-

Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis der nung. Die Röhre 13, die während der gleichzeitig mit Maximalhelligkeit zur doppelten Grundhelligkeit 2 H₀ 35 den Synchronimpulsen auftretenden Anodenimpulse konstant gehalten wird. Auch diese Bedingung läßt leitend ist, führt dann mehr oder weniger Strom, so sich nach dem der Erfindung zugrunde liegenden Ge- daß sich — wie bei einer echten Eingangssignaländedanken in einfacher Weise erfüllen. rung — die erzeugte Regelspannung ändert, und

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der zwar in dem Sinne, daß das Videosignal so weit ver-Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die den 40 größert oder verringert wird, daß die Synchron-Videodemodulator und eine Videoverstärkerröhre impulsspitzen wieder etwa den gleichen Wert an der zusammen mit einer Anordnung zur selbsttätigen Kathode der Bildröhre 9 erreichen. Der Schwarzwert Verstärkungsregelung zeigt. jedoch verschiebt sich dabei beträchtlich, und zwar

In F i g. 1 werden die zwischenfrequenten Bild- in dem Sinne, daß bei größerem Videosignal die Signalschwingungen von den Eingangsklemmen 1 45 Grundhelligkeit erheblich zunimmt, einer Induktivität 2 zugeführt. Diese ist gekoppelt Nach der Erfindung kann dies dadurch vermieden

mit einer Induktivität 3, deren eines Ende geerdet ist werden, daß die Schinngitterspannung über einen und deren anderes Ende mit der Kathode einer Widerstand 24 von z. B. 3,85 MOhm dem Eingangs-Demodulatordiode 4 verbunden ist. Die Anode der kreis der Regelspannungseinrichtung, hier der Ka-Diode 4 liegt am Steuergitter einer Videoverstärker- 50 thode der Verstärkerröhre 13, zugeführt wird. Wenn röhre 5, deren Kathode über einen Widerstand 6 von bei kleinerem Videosignal das Steuergitter der z. B. 33 Ohm geerdet ist. Zwischen Gitter und Erde Röhre 13 während der Synchronimpulse stärker posiist weiter ein Widerstand 7 von z. B. 3 kOhm ein- tiv gesteuert wird — zur Erzeugung einer die Vergeschaltet, der insbesondere als Belastung für die Stärkung vermindernden starken negativen Regel-Gleichrichterschaltung dient. 55 spannung —, ergibt sich in diesem Fall durch die Die Anode der Röhre 5 ist über einen Arbeits- kleinere Schirmgitterspannung eine etwas niedrigere widerstand 8 von z. B. 3,3 kOhm mit dem positiven Kathodenspannung; der Änderungssinn der zuge-PoI der Speisequelle U₀ von z. B. 220VoIt verbun- führten Hilfsspannung ist also, auf die Gitterden. Von der Anode der Röhre 5 wird die Kathode kathodenstrecke gesehen, gleich. Der aus dem Widereiner Bildröhre 9 gesteuert. 60 stand 24 und insbesondere dem Widerstand 15 ge-Am ersten Gitter der Röhre 5 tritt das Bildsignal bildete Spannungsteiler für die von der Schirmgittermit negativ gerichteten Synchronimpulsscheiteln auf; spannung abgeleitete Gegenspannung kann leicht so an der Anode haben diese Scheitel dann positive bemessen werden, daß bei Änderung der Kontrast-Richtung; ihre Spannung ist nur wenig kleiner als die einstellung durch Verschieben des Schleifers des Betriebsspannung. Diese positiv gerichteten Impulse 65 Potentiometers 22 der Schwarzpegel an der Bildwerden über einen zwischen der Anode der Röhre 5 röhre 9 praktisch unverändert bleibt, und Erde eingeschalteten Spannungsteiler aus den F i g. 2 zeigt eine im Prinzip gleiche Anordnung, Widerständen 11 von z. B. 60 kOhm und 12 von z. B. bei der die Verstärkungsänderung und damit die

Kontrasteinstellung der Videoverstärkerröhre dadurch erfolgt, daß im Kathodenkreis der Röhre S ein veränderbarer Widerstand 26 von z. B. 300 Ohm eingeschaltet ist. Die an der Kathode der Röhre 5 auftretende Spannung wird über einen andererseits geerdeten Spannungsteiler 27, 28 aus Widerständen yon z. B. je 5 kOhm dem Fußpunkt des Gitterwider-Standes 12 zugeführt. Das Schirmgitter der Röhre 5 liegt dabei mittels des Spannungsteilers 29, 30 auf festem Potential. Da bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 im Unterschied zu F i g. 1 die Gleichspannung am geregelten Widerstand 26 zunimmt, wenn die Signalamplitude kleiner wird, muß gemäß F i g. 2 die kompensierende HilfsSpannung mit gegenüber der Synchronimpulsamplitude gleichen Ändejrungssinn in den Eingangskreis der Röhre 13 zur Korrektur der Schwellenwertspannung eingeführt werden, also in den Gitterzweig; nach F i g. 1 erfolgt die Zuführung aber in den Kathodenzweig.

Wie bereits oben erwähnt, ist es in vielen Fällen zweckmäßig, die Grundhelligkeit H₀ des Leuchtschirmes für die Wiedergabe von Bildschwarz der Raumhelligkeit H₁. entsprechend zu verändern und auch die Videosignalamplitude anzupassen, derart, daß bei größerer Grundhelligkeit auch die Maximalhelligkeit H_n für Bildweiß erhöht wird, vorzugsweise derart, daß das Verhältnis von Maximalhelligkeit zur doppelten Grundhelligkeit etwa konstant gehalten wird. Hierzu wird nach der Erfindung in Schaltungen der erwähnten Art wenigstens ein Teil der am Kontrastregelwiderstand auftretenden Gleichspannung der Regeleinrichtung so zugeführt, daß ihre Änderung im entgegengesetzten Sinn wirkt wie die Ändehing der Synchronimpulsscheitel. Gegenüber den zunächst erwähnten Anordnungen zur verbesserten Konstanthaltung wird also ausgehend von einer den Schwarzwert absolut stabilisierenden Anordnung, eine Kompensationsspannung in entgegengesetztem Sinne angewendet. Ersichtlich kann man auch von einer nicht ausreichend stabilisierten Anordnung ausgehen und durch unvollständige oder übermäßige Kompensation eine gewünschte geringe Abhängigkeit des Schwarzpegels von der eingestellten Verstärkung erreichen. Dazu wäre z.B. in Fig. 1 der Wert des Widerstandes 24 etwas größer zu wählen, z. B. 5MOhm.

Die gleiche Wirkung einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung erhält man natürlich auch bei Verwendung anderer Verstärkerelemente, z. B. Transistoren, oder bei mehreren Videoverstärkerstufen. Dann ist natürlich eine gegebenenfalls auftretende $>hasenumkehrung zu berücksichtigen. Sollte dabei für die Kompensation eine höhere Spannungsände-Jrung erforderlich sein als für die Verstärkungsänderung bzw. Kennlinienverschiebung (zur Kontraständerung), ist gegebenenfalls von einem Hilfsspannungsteiler auszugehen, von dem die erforderlichen Teilspannungen und ihre Änderungen durch Teilung Abgeleitet werden können.

Claims (8)

60 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer selbsttätigen Verstärkungsregelspannung zur Konstanthaltung der Signalamplitude und des Pegels der Synchronimpulsscheitel an der Bildröhre, wobei durch Änderung eines gleichstromdurchflossenen Widerstandes der Aussteuerbereich einer von dem die ursprüngliche Gleichstromkomponente enthaltenden Videosignal gesteuerten Verstärkerröhre der Kontrast eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der am Kontrastregelwiderstand auftretenden Gleichspannung derart, daß ihre Änderung in gleichem Sinne wie die Änderung der Synchronimpulsscheitel wirkt, der Regeleinrichtung zugeführt wird, derart, daß der Schwarzpegel an der Bildröhre unabhängig von der Kontrasteinstellung praktisch völlig konstant ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Verstärkungsspannung in an sich bekannter Weise eine normalerweise gesperrte Verstärkerstufe, z. B. mit einer Elektronenröhre (13), enthält, die durch die Scheitel der Synchronimpulse geöffnet wird, wenn diese einen vorbestimmten Wert überschreiten.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Videoverstärkerröhre eine Schirmgitterröhre (5) dient, deren Schinngitterspannung durch Verändern eines zwischen Schirmgitter und den positiven Pol der Spannungsquelle eingeschalteten Widerstandes (22) verändert wird, und daß die Schirmgitterspannung über einen Spannungsteiler (24, 15) dem Eingangskreis der Regelspannungs-Erzeugereinrichtung, insbesondere dem Kathodenkreis der Verstärkerröhre (13), mit gegenüber den Synchronimpulsen entgegengesetztem Änderungssinn zugeführt wird, wobei der Spannungsteiler derart bemessen ist, daß bei Änderung der Kontrasteinstellung der Schwarzpegel praktisch unverändert bleibt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrasteinstellung im Kathodenzweig des Eingangskreises der Videoverstärkerröhre (5) ein veränderbarer Widerstand (26) liegt und die an ihm auftretende Spannung, gegebenenfalls über einen Spannungsteiler (27, 28), dem Eingangskreis der Regelspannungs - Erzeugereinrichtung, insbesondere dem Gitterkreis der Verstärkerröhre (13), mit gegenüber den Synchronimpulsen gleichem Änderungssinn zugeführt wird, wobei der Spannungsteiler derart bemessen ist, daß bei Änderung der Kontrasteinstellung der Schwarzpegel praktisch unverändert bleibt.

5. Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer selbsttätigen Verstärkungsregelspannung zur Konstanthaltung der Signalamplitude und des Pegels der Synchronimpulsscheitel an der Bildröhre, bei der durch Änderung eines gleichstromdurchflossenen Widerstandes der Aussteuerbereich einer von dem die ursprüngliche Gleichstromkomponente enthaltenden Videosignal gesteuerten Verstärkerröhre der Kontrast eingestellt wird, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der am Kontrastregelwiderstand auftretenden Gleichspannung derart, daß ihre Änderung in entgegengesetztem Sinne wie die Änderung der Synchronimpulsscheitel wirkt, der Regeleinrichtung zugeführt wird, derart, daß der dem Schwarzpegel entsprechende Helligkeits-

wert der Bildröhre mit zunehmender Videospannung 7imiTrrmt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmgitterspannung über einen Spannungsteiler (24, 15) dem Eingangskreis der Regelspannungs-Erzeugereinrichtung mit gegenüber den Synchronimpulsen entgegengesetztem Änderungssinn zugeführt wird, wobei der Spannungsteiler derart bemessen ist, daß der dem Schwarzpegel entsprechende Helligkeitswert der Bildröhre mit zunehmender Videospannung zunimmt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am veränderbaren Kathodenwiderstand (26) auftretende Spannung, gegebenenfalls über einen Spannungsteiler (27, 28), dem Eingangskreis der Regelspannungs-Erzeugereinrichtung mit gegenüber den Synchronimpulsen gleichem Änderungssinn zuge-

führt wird, wobei der Spannungsteiler derart bemessen ist, daß der dem Schwarzpegel entsprechende Helligkeitswert der Bildröhre mit zunehmender Videospannung zunimmt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, -dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schwarzpegel entsprechende Helligkeitswert der Bildröhre mit zunehmender Videospannung derart zunimmt, daß das Verhältnis der Maximalhelligkeit zum doppelten Wert der von der Bildröhre erzeugten Grundhelligkeit wenigstens annähernd konstant bleibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 21615 Villa/21 al

(bekanntgemacht am 5. 6. 1952);
deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1729 666,

1754956;
»Funkschau«, 1958, H. 5, S. 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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