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Schaltungsanordnung zur Einstellung des Kontrastes in einem Fernsehempfänger
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung .zur Einstellung des Kontrastes
in einem Fernsehempfänger.
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Es ist bekannt, in einem Fernsehempfänger den Kontrast dadurch einzustellen,
daß die Verstärkung des Zwischenfrequenzverstärkers und damit die Amplitude des
zwischenfrequenten Trägersignals verändert werden. Diese Lösung hat den Nachteil,
daß die Steuerspannung für die Impulsabtrennung, die Tonvischenfrequenzspannung
und die Steuerspannung für eine Abstimmautomatik von der Kontrasteinstellung abhängig
sind.
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" Es ist auch bekannt, in einer Brückenschaltung im Ausgang der Videoendstufe
den Querzweig der Brücke als Spannungsteiler auszubilden, an dessen Abgriff die
Videospannung abgenommen wird, und durch Änderung des Spannungsteilerverhältnisses
den Kontrast einzustellen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß der Kontrasteinstellbereich
ohne größeren Aufwand nicht beliebig groß gewählt werden kann. Um den Einstellbereich
groß zu machen, muß nämlich ein Querzweig der Brücke niederohmig sein, was aber
einen großen Querstrom und damit eine zu starke Belastung des Netzgerätes bedingt.
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Es ist auch bekannt, den Arbeitswiderstand der Videoendstufe mit einem
einstellbaren Abgriff zu versehen und die Videospannung für die Bildröhre von diesem
Abgriff abzunehmen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß der Frequenzgang des Videoverstärkers
in starkem Maß von der jeweiligen Stellung des Abgriffes abhängig ist.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, wischen dem einstellbaren
Abgriff des Arbeitswiderstandes der Videoendstufe und einem Ende dieses Arbeitswiderstandes
eine Kapazität vorzusehen, die durch eine mechanische Kupplung mit dem einstellbaren
Abgriff bei der Einstellung so verändert wird, daß die Spannungsteilung über den
Einstellbereich frequgnzunabhängig bleibt. Eine solche LösxKng mit einem kontinuierlich
veränderbaren Kondensator ist jedoch recht teuer und daher in einem Fernsehempfänger
aus Kostengründen kaum realisierbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Schaltungsanordnung
die Mittel zur Erzielung der Frequenzunabhängigkeit der Teilung zu vereinfachen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Kapazität bei der Einstellung nur stufenweise
bei solchen Einstellwinkeln und in solchen Schritten verändert wird, daß die Treppenkurve,
die die Abhängigkeit der Kapazität von der Schleiferstellung darstellt, der Kurve,
die den Idealwert der Kapazität für optimale Frequenzunabhängigkeit der Spannungsteilung
in Abhängigkeit von der Schleiferstellung darstellt, angenähert ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine für praktische Zwecke
befriedigende Frequenzunabhängigkeit der Teilung auch durch stufenweise Änderung
der Kapazität erreicht werden kann, wenn die Einstellwinkel, bei denen die Kapazität
sprungartig geändert wird und der Betrag der Kapazitätsänderung in der genannten
Weise gewählt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt zwischen
dem Schleifer und einem Ende des Potentiometers ein fester Kondensator, während
mit einem mit dem Schleifer gekuppelten Schalter zwischen den Schleifer und das
andere Ende des Potentiometers in Abhängigkeit von der Schleiferstellung verschieden
große Kondensatoren anschaltbar sind. Eine solche Anordnung mit einem mit dem Potentiometer
gekuppelten Schalter und einigen handelsüblichen festen Kondensatoren ist wesentlich
billiger und leichter realisierbar als die bekannte Anordnung mit einem mit dem
Potentiometer gekuppelten Drehkondensator.
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Es ist zwar bei Meßgeräten wie Oszillographen bekannt, eine stufenweise
Einstellung eines Spannungsteilers mit einer Anschaltung verschieden großer Kondensatoren
zu kombinieren, damit die Spannungsteilung bei jeder Einstellung des Spannungsteilers
frequenzunabhängig ist. Diese bekannte Anordnung erlaubt aber keine kontinuierliche
Einstellung des Kontrastes. Sie ist daher für Fernsehempfänger, bei denen der Kontrast
kontinuierlich einstellbar ist, nicht geeignet.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der Kontrastregelung,
F
i g. 2 eine Kurve zur Erläuterung der F i g. 1; F i g. 3 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele
der Erfindung; F i g. 4 stellt Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise der F i
g. 5 dar.
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Dabei sind gleiche Teile in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern
versehen.
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In F i g. 1 wird das Videosignal von einer Klemme 1 dem Steuergitter
einer Videoverstärkerröhre 2 zugeführt. Im Anodenkreis der Röhre 2 liegt ein Arbeitswiderstand
R, an dem die verstärkte Videospannung abfällt. Die verstärkte, zur Steuerung der
Bildröhre verwendete Videospannung wird an einem Schleifer S abgenommen und von
einer Klemme 3 einer Steuerelektrode der Bildröhre zugeführt. Zwischen dem Schleifer
S und dem oberen Ende 4 des Potentiometers R liegt eine Kapazität CK und zwischen
dem Schleifer S und dem unteren Ende 5 des Potentiometers R eine Kapazität CS. Ein
derartiger Kontrastregler bewirkt eine frequenzunabhängige Spannungsteilung, wenn
die Bedingung
erfüllt ist.
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Dabei ist « der jeweilige Drehwinkel und a,"ax der Gesamtdrehwinkel
des Potentiometers R. CS sind im wesentlichen Schalt-, Streu- und Röhrenkapazitäten.
CK ist die Kompensationskapazität, die bei der jeweiligen Stellung des Schleifers
S erforderlich ist, um eine frequenzunabhängige Spannungsteilung zu erzielen.
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F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit dieser erforderlichen Kompensationskapazität
CK vom Drehwinkel a. Es ist ersichtlich, daß eine merkliche Änderung von CK erst
bei größeren Drehwinkeln auftritt. Man kann also ohne- großen Fehler die Kompensation
mit der Kapazität CK auch stufenweise vornehmen, wie durch die gestrichelte Kurve
6 angedeutet. Diese Kurve 6 ist der idealen Kurve 7 um so besser angenähert, je
größer die Stufenzahl für die Kompensationskapazität CK gewählt wird. Bei einem
praktischen Ausführungsbeispiel für einen Fernsehempfänger waren vier Kompensationsstufen
für CK ausreichend.
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F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit dem Schleifer
S des Potentiometers R ist ein Schalter 8 gekuppelt, der in Abhängigkeit vom Drehwinkel
a des Schleifers S gemäß der gestrichelten Kurve 6 von F i g. 2 die Kompensationskapazitäten
CK mittels einer Schleifbahn nacheinander zwischen den Schleifer S und das Ende
4 einschaltet. Der Widerstand R2 dient zur Minimalkontrastbegrenzung und ist ebenfalls
mit einer Kapazität 9 kompensiert. Parallel zu der Reihenschaltung der Widerstände
R und R, liegt ein Widerstand R1, der zusammen mit.den Widerständen R und R2 den
Arbeitswiderstand der Videoverstärkerröhre 2 darstellt. In der unteren Stellung
des Schleifers S ist der Winkel a gleich Null. Die Kompensationskapazität Cl( ist
dann gemäß F i g. 2 gleich Null, d. h., keiner der in F i g. 3 dargestellten Kondensatoren
CK ist mit dem Schalter 8 eingeschaltet. Bei a""r befindet sich der Schleifer S
in der oberen Endstellung. Es sind dann alle vier dargestellten Kapazitäten CK angeschaltet.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Potentiometers R und des Schalters 8 befindet
sich auf der Einstellachse eines gebräuchlichen Potentiometers eine Kontaktscheibe,
die den Schleifer des Potentiometers beim Drehen der Achse zuerst mit einem, dann
gleichzeitig mit zwei, dann mit drei, dann mit vier weiteren Kontakten verbindet,
an die die einzelnen Kompensationskapazitäten CK angeschlossen sind.
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Wegen des Gleichspannungsabfalls an der Reihenschaltung der Widerstände
R und R2 würde bei einer galvanischen Kopplung zwischen der Videoendröhre 2 und
der Bildröhre eine Verschiebung des Schwarzwertes in Abhängigkeit von der Stellung
des Kontrastreglers auftreten. F i g. 4 zeigt diese Abhängigkeit der an der Kathode
der Bildröhre liegenden Spannung UK von dem Drehwinkel a für verschiedene Helligkeitswerte
des Videosignals. Bei Ultraschwarz ist die Kathode der Bildröhre stark positiv,
durch die Widerstände R und R2 fließt also nur ein kleiner Strom. Der Spannungsabfall
über diesen Widerständen ist also gering, so daß auch die Spannung UK an der Kathode
der Bildröhre weniger stark von dem Drehwinkel ca abhängt. Für die Helligkeitsstufe
Weiß ist die Kathode weniger stark positiv, der Gleichspannungsabfall über den Widerständen
R und R2 ist groß, so daß auch die Abhängigkeit der Spannung UK an der Kathode der
Bildröhre stärker von dem Drehwinkel a abhängt. Die F i g. 4 läßt erkennen, daß
in unerwünschter Weise der Schwarzwert von dem Winkel a, d. h. der Stellung des
Kontrastreglers R abhängig ist. Dies läßt sich dadurch vermeiden, daß mit dem Schleifer
S noch ein einstellbarer Widerstand gekuppelt ist, der im Weg des Helligkeitsreglers
für die Bildröhre liegt.
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In F i g. 5 ist eine derartige Schaltungsanordnung dargestellt. Der
Schleifer S, der Schalter 8 und der Widerstand RN im Weg des Helligkeitsreglers
RH sind mechanisch miteinander gekuppelt. Mit dem Widerstand RN wird durch eine
Nachsteuerung der an der Steuerelektrode 10 der Bildröhre 11 liegenden Gleichspannung
die Abhängigkeit des Schwarzpegels vom Drehwinkel a gemäß F i g. 4 ausgeglichen.
Bei einem großen Winkel a befindet sich der Schleifer des Widerstandes RN an seinem
unteren Ende. Dadurch verschiebt sich die Gleichspannung am Schleifer des Helligkeitsreglers
RH in negativer Richtung, so daß sich die Spannung an der Steuerelektrode
10 der verringerten Spannung an der Kathode 12 anpaßt und die Spannungsdifferenz
zwischen Kathode 12 und Steuerelektrode 10 annähernd konstant bleibt. Die Widerstände
R3, R4, R5, Re, R7 und RB sowie der Photowiderstand F bewirken eine automatische
Raumlichtanpassung. Diese Schaltung koppelt in Abhängigkeit von der Raumhelligkeit
eine zusätzliche Gleichspannung U in den Steuergitterkreis der Röhre 2 ein. Bei
Tageslicht oder bei hellem Raum ist diese Spannung U = Null. Die Punkte
A und B sind dann über den sehr niederohmigen Photowiderstand F praktisch
kurzgeschlossen. Die Videoverstärkerröhre 2 hat dan ihre maximale Verstärkung. Bei
Verringerung der Umfeldbeleuchtung wird der Photowiderstand F hochohmig. Dadurch
sinken die Spannungen an den Punkten A und B, während gleichzeitig die Spannungen
an den Punkten B und C ansteigen. Durch die absinkende Spannung an D wird über die
automatische Verstärkungsregelung des Zwischenfrequenzverstärkers die Videosignalspannung
verkleinert. Der gleichzeitige Spannungsanstieg an dem Punkt C wird auf das Steuergitter
der Bildröhre übertragen und kompensiert die Schwarzwertverfälschung, die durch
die Verkleinerung des Videosignals hervorgerufen wird.