DE1294445B

DE1294445B - Fernsehempfaenger mit Schwarzsteuerung

Info

Publication number: DE1294445B
Application number: DE1963S0087061
Authority: DE
Inventors: Loughlin Bernard Dunlevy
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1962-09-13
Filing date: 1963-09-03
Publication date: 1969-05-08
Also published as: NL297801A; GB1012502A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Fernsehempfänger mit ist, jedoch bei höheren Werten im Vergleich hierzu kapazitiver Zuführung des Wechselstromanteils des abnimmt, wie unten bei der Beschreibung der AusVideosignals zur Bildröhre und mit einem im Ein- führungsform näher erläutert wird, gangskreis der Bildröhre liegenden, vom Gleich- Fig. 1 zeigt einen nach der Erfindung ausgestromanteil des Bildröhrenstroms durchflossenen 5 bildeten Fernsehempfänger;

Steuerorgan zur Schwarzsteuerung. F i g. 2 a bis 2 d und F i g. 3 zeigen Diagramme Der Gleichstromanteil kann in bekannter Weise zur Erläuterung der Arbeitsweise des Empfängers, durch eine Klemmschaltung wieder eingesetzt wer- .„ . . ,, , „ ... den, in der der Synchronimpuls gleichgerichtet und Allgemeiner Aufbau des Empfangers zur Erzeugung des Gleichstromanteils ausgenutzt io Die Antenne 10 liegt am Eingang eines Eingangswird. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß sie auch teils 14, der die Hochfrequenzstufen und den Deauf Störimpulse anspricht, die größer als die Syn- modulator zur Erzeugung der Videospannung entchronimpulse sind, wodurch eine Verfälschung der hält. Am Ausgang des Eingangsteils 14 liegen der Helligkeitswerte bei der Wiedergabe entsteht. Tonwiedergabeteil 22 und ein Videoverstärker 15 so-Man hat versucht, diesen Nachteil bekannter 15 wie der Synchronsignaltrenner 19, der Synchron-Klemmschaltungen durch die Verwendung einer impulse an zwei Ablenkspannungsgeneratoren 20 und Triode als Gleichrichter zu beseitigen, an deren 21 liefert. Die von diesen erzeugten Ablenkspannun-Steuergitter das Videosignal gelegt wurde, wodurch gen gelangen zur Bildröhre 17. Die Ausgangs-Störimpulse von größerer Amplitude als der Syn- spannung des Verstärkers 15 gelangt zu den Einchronimpuls die Leitfähigkeit der Triode herabsetzen 20 gangsklemmen 23 eines Bildwiedergabesystems 16, und zur Unterdrückung der Einwirkung der Stör- das nach der Erfindung ausgebildet ist und die Bildimpulse auf die Klemmschaltung beitrugen. Ein röhre 17 sowie ein Steuerorgan 26 für die Schwarz-Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß bei der steuerung enthält. Triode keine scharfe Ansprechschwelle vorhanden ~ „.., . , , , _Λ/-ist, was erforderlich wäref wenn sie teils auf die *₅ Das Bildwiedergabesystem 16 Synchronimpulse ansprechen und teils auf alle dar- Die an den Klemmen 23 erscheinende Videoüber hinausragenden Störimpulse überhaupt nicht spannung gelangt über einen Kondensator 24 zu der ansprechen sollte. Zur völligen Sperrung der Triode Kathode 25 der Bildröhre 17.

muß der Überschuß ziemlich groß sein, so daß ein Das Steuerorgan 26 umfaßt einen einen Mittelwert Ansprechen der Klemmschaltung auf Störimpulse 30 bildenden Gleichrichter mit einer Röhre 18, die zwidoch immer vorhanden ist. sehen der Kathode 25 und Erde einen Gleichstrom-Die Erfindung ist gegenüber dem Bekannten da- widerstand für den Kathodenstrahlstrom zur Steuedurch gekennzeichnet, daß das zur Schwarzsteuerung rung desselben bildet. Das Steuergitter 30 der Röhre vorgesehene Steuerorgan den dasselbe durchfließen- 18 liegt an Erde, und die Anode 31 ist über einen den Strom in Abhängigkeit von einem aus dem 35 Widerstand 32 gleichstrommäßig mit der Kathode 25 Videosignal gebildeten Mittelwert steuert. verbunden, wodurch deren Vorspannung als Anoden-Ein Vorteil dieser Anordnung gegenüber dem spannung für die Röhre dient. Ein Spannungsteiler-Bekannten liegt darin, daß bei der Bildung eines kreis mit Widerständen 27, 28 und 34 und einer Mittelwerts aus dem Videosignal durch passende Diode 33 erzeugt eine Vorspannung für die Kathode Wahl der Zeitkonstante erreicht werden kann, daß 40 29 des Gleichrichters. Der Widerstand 27 ist mit dem der Mittelwert durch Störimpulse sehr wenig be- positiven Pol einer Spannungsquelle V verbunden, einflußt wird. Insbesondere ist die Bildung eines und der gemeinsame Punkt der Widerstände 28 und Mittelwerts nicht von einer Empfindlichkeitsschwelle 34 steht über einen Kopplungskondensator 35 mit abhängig, und die genannten, bei der Steuerung einer der Anode 31 in Verbindung. Die Diode 33 liegt mit Triode vorhandenen Schwierigkeiten werden dadurch 45 ihrer Kathode an Erde, umgangen. „.. ,

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß durch wirkungsweise

die Steuerung des das Steuerorgan durchfließenden Durch die wechselstrommäßige Verbindung der

Stroms die Schaltung sehr viel weniger empfind- Bildröhre mit dem Ausgang des Videoverstärkers

lieh gegenüber Betriebsspannungsänderungen oder 5° und die gleichstrommäßige Verbindung mit dem

anderen, z. B. in Zusammenhang mit der Aus- Steuerorgan wird eine richtige Schwarzsteuerung zu-

wechslung der Bildröhre auftretenden Umständen ist, mindest in einem gewissen Variationsbereich der

die den Spannungspegel beeinflussen können, der bei mittleren Bildhelligkeit bewirkt. Dieser Variations-

der Bildröhre als Schwarz wiedergegeben wird. Bei bereich erstreckt sich von Schwarz bis zu einem

einer Klemmschaltung findet ein Vergleich mit dem 55 Zwischenwert zwischen Schwarz und Weiß. Wenn

Spannungspegel an einer bestimmten Stelle der die mittlere Helligkeit den Zwischenwert übersteigt,

Schaltung statt, und dieser Pegel kann sich z. B. bei wird die Schwarzsteuerung unvollständig, und man

der Auswechslung der Bildröhre verschieben, wo- nähert sich einer Arbeitsweise mit Übertragung des

durch eine Nachregelung erforderlich wird. Wechselstromanteils. Hierdurch wird die Gefahr

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Er- 60 einer Überlastung der Hochspannungsquelle der

findung spricht das Steuerorgan auf den Mittelwert Bildröhre herabgesetzt.

des auf einer Seite der Wechselstromachse liegenden Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise soll Teils des Wechselstromanteils des Videosignals an. die Funktion der Schaltung für verschiedene Typen Diese Anordnung kann von Vorteil sein, um der von Videosignalen näher untersucht werden. Tendenz einer Überlastung der Bildröhre durch hohe 65 Die zum Kondensator 24 gelangende Video-Werte des Gleichstromanteils entgegenzuwirken, weil spannung kann einen kleinen, einen mittelgroßen der in dieser Weise gebildete Mittelwert bei niedriger oder einen hohen Wert der mittleren Helligkeit aufmittlerer Helligkeit dieser annähernd proportional weisen. Durch den Kondensator 24 gelangt nur der

Wechselstromanteil zur Kathode 25. Die Gleichrichterröhre 18 ist kein Spitzengleichrichter, sondern ein den Mittelwert bildender Gleichrichter und spricht außerdem nur auf den Signalteil auf der einen Seite der Nullachse an, nämlich auf den negativen Signalteil. Die Videospannung gelangt über den Widerstand 32, den Kondensator 35 und den Widerstand 28 zu der Kathode 29. Durch den Spannungsteiler wird der Kathode 29 eine positive Vorspannung zugeführt, durch die die Röhre 18 ge- ίο sperrt wird, wenn kein Videosignal ankommt.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen die Wirkungsweise für drei verschiedene Signaltypen.

In der F i g. 2 a bezeichnet A die Videospannung für ein Bild mit nur Schwarz und Weiß darin und mit einer Verteilung, durch die die mittlere Bildhelligkeit einen sehr kleinen Wert hat. Da die Videospannung an die Kathode der Bildröhre gelegt wird, befindet sich Schwarz oben und Weiß unten in den Spannungskurven. Wie gesagt, wird nur der negative ao Spannungsanteil, d. h. der unterhalb der gestrichelt gezeichneten Wechselstromachse liegende Teil, gleichgerichtet. Dieser negative Spannungsanteil sperrt die Diode 33 und sendet einen Strom durch die Röhre 18. Der positive Spannungsanteil dagegen kann durch die Diode 33 nach Erde fließen, und die Röhre 18 ist dann gesperrt. Die Kurve B der F i g. 2 a zeigt den negativen Spannungsanteil, der auf die Röhre 18 einwirkt. Der durch ihn erzeugte Strom ist im wesentlichen gleich der Spannung dividiert durch die Summe der Widerstände 32 und 28 und entspricht somit auch der Kurve B. Der Gleichstromanteil dieses Stroms entspricht der Bildung eines Mittelwerts im Gleichrichter und wird durch die Kurve C der F i g. 2 a veranschaulicht. Da nur ein sehr kleiner Teil der Bildfläche weiß ist, ist der vom Gleichrichter gebildete Mittelwert gemäß der Kurve C sehr klein. Bei dem Signal nach F i g. 2 b ist der weiße Bildteil erheblich größer, so daß die mittlere Helligkeit einen höheren Wert erreicht. Der gleichgerichtete Strom ist, wie aus der Kurve B der F i g. 2 b ersichtlich, von etwas kleinerer Amplitude im Vergleich zur F i g. 2 a, jedoch ist der erzeugte Mittelwert nach der Kurve C größer, weil die weiße Bildfläche größer ist.

Beim Videosignal nach der Kurve A der F i g. 2 c ist die Bildfläche überwiegend weiß, der Röhrenstrom hat einen sehr kleinen Wert, wie durch Kurve B angedeutet, und der gebildete Mittelwert nach der Kurve C bleibt deshalb klein, obwohl der Strom während längerer Zeit fließt.

Die Fig. 2d faßt das Ergebnis dieser Untersuchung zusammen. Sie zeigt den durch die Gleichrichtung gewonnenen Mittelwert des Röhrenstroms als Funktion der mittleren Helligkeit//. Man erhält die Kurve S, die von Null ausgeht und einen Höchstwert erreicht, um danach wieder abzusinken, jedoch nicht ganz auf Null, da die Synchronimpulse immer schwarz sind.

Der durchschnittliche Strom durch die Röhre 18 hat wegen der Reihenschaltung des Steuerorgans mit der Kathode 25 denselben Wert wie für die Bildröhre 17. Durch passende Ausbildung des Gleichrichters läßt sich somit erreichen, daß sein mittlerer Anodenstrom mit dem mittleren Bildröhrenstrom für den Schwarzpegel übereinstimmt, wodurch der Gleichstromanteil wieder eingesetzt und die richtige Schwarzsteuerung verwirklicht wird. Bleibt der Gleichrichterstrom unterhalb des richtigen Werts, ergibt sich eine Unterdrückung von Schwarz in dem wiedergegebenen Bild. Bei richtiger Schwarzsteuerung nimmt der durchschnittliche Bildröhrenstrom geradlinig mit der mittleren Helligkeit zu, wie durch die Kurve R der F i g. 2 d angedeutet. Durch passende Bemessung des Gleichrichters kann die Kurve S in einem Variationsbereich von H, der sich von Null bis zu einem Zwischenwert erstreckt, annähernd denselben Verlauf wie die Kurve R haben. Für größere Werte der mittleren Helligkeit H findet nur eine teilweise Schwarzsteuerung statt. Es rindet eine Unterdrückung der schwarzen Bildteile statt, aber man erreicht den Vorteil, daß die Gefahr einer Überlastung der Hochspannungsquelle gemindert wird. Bilder von sehr großer durchschnittlicher Helligkeit kommen ziemlich selten vor, und eine teilweise Unterdrückung der schwarzen Teile solcher Bilder kann subjektiv sehr wohl geduldet werden.

Der mittlere Bildröhrenstrom, der zur richtigen Schwarzsteuerung erforderlich ist, ist grundsätzlich (im Idealfall) demjenigen Mittelwert des Bildröhrenstroms gleich, der sich bei Übertragung der Gleichstromkomponente des Videosignals ergeben würde. Bei kleineren Werten der mittleren Helligkeit kann dies dadurch verwirklicht werden, daß die Summe der Widerstände 32 und 28 gleich dem Kehrwert der Steilheit der Bildröhre 17 gemacht wird. In praktischen Fällen wird man die Summe der Widerstände etwas kleiner machen, so daß sich eine bessere Annäherung über einen größeren Variationsbereich der mittleren Helligkeit ergibt.

Wenn die Widerstände 28 und 34 gleich groß sind, stimmt der gleichgerichtete Strom mit dem Mittelwert des negativen Teils der Videospannung überein, weil die Diode 33 und die Röhre 18 abwechselnd durchlässig sind und der resultierende Widerstand im Verbindungspunkt der Widerstände 28 und 34 im wesentlichen konstant und unabhängig von der Polarität ist. Wenn jedoch die Widerstände 28 und 34 verschiedene Größen haben, ist der sich ergebende Widerstand von der Polarität abhängig, und es ergibt sich eine Art von Spitzengleichrichtung. Anders ausgedrückt, es findet eine Verschiebung der Wechselstromachse in Abhängigkeit von den Spitzenwerten der Spannung statt, d. h., die Durchlässigkeit der Röhre 18 erstreckt sich nicht nur über den Spannungsanteil der einen Polarität, sondern umfaßt auch einen Teil des anderen Spannungsanteils bzw. erstreckt sich nur teilweise über den Spannungsanteil der einen Polarität. Die Form der Kurve S der F i g. 2 d kann somit abgeändert werden, wenn das Verhältnis zwischen den Widerständen 28 und 34 entsprechend gewählt oder die Diode 33 fortgelassen wird.

Eine passende Kurvenform, besonders für einfachere Empfänger, kann durch Fortlassung der Diode 33 erreicht werden, wobei der Widerstand 34 gleich oder etwas kleiner als der Widerstand 28 gewählt wird. Auf der anderen Seite kann eine verbesserte Kurvenform mit etwas Spitzengleichrichtung erreicht werden, wenn die Diode 33 beibehalten wird und der Widerstand 34 kleiner als der Widerstand 28 gemacht wird oder sogar ganz fortgelassen wird.

F i g. 3 zeigt für verschiedene Fälle den Mittelwert des Bildröhrenstroms in Abhängigkeit von der mittleren Helligkeit//. H₀ entspricht Schwarz, H₂ Weiß und H₁ einem Zwischenwert zwischen Schwarz

und Weiß. Die Kurve α ist die eines Empfängers mit Wiedereinsetzung des Gleichstromanteils, die Kurve c entspricht einem Empfänger mit Übertragung nur des Wechselstromanteils, und die Kurve b ist die eines nach Fig. 1 ausgebildeten Empfängers.

Die Schaltung nach Fig. 1 hat den weiteren Vorteil einer relativen Unempfindlichkeit gegenüber Störungen, da sie auf den Mittelwert statt auf den Spitzenwert der Videospannung anspricht.

Aus der obigen Darstellung ist ersichtlich, daß man beim erfindungsgemäßen Empfänger auf einen mit der Hand einstellbaren Helligkeitsregler verzichten kann, weil der Wert des mittleren Bildröhrenstroms durch die Röhre 18 und nicht durch die Bildröhre 17 bestimmt wird. Dies ist ein Vorteil sowohl wegen der Herstellungskosten wie wegen der einfachen Einstellung des Empfängers durch den Betrachter. Eine Bildröhre vom selben Typ kann, unabhängig von dem Wert ihrer Sperrspannung, ohne weiteres verwendet werden.

Als Beispiel für eine mögliche Bemessung der Schaltung nach F i g. 1 können folgende in Klammern angegebenen Werte dienen: Widerstände (in Kiloohm) 27 (1200), 28 (33), 32 (18), 34 (0), Kondensatoren (in Mikrofarad) 24 (0.22), 35 (0.25), Spannungsquelle +V (265V), Kathodenspannung der Bildröhre 17 (105 V). Röhren 33 (IN34A), 18 (12 AT 7), 17 (21DEP 4 A).

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehempfänger mit kapazitiver Zuführung des Wechselstromanteils des Videosignals zur Bildröhre und mit einem im Eingangskreis der Bildröhre liegenden, vom Gleichstromanteil des Bildröhrenstroms durchflossenen Steuerorgan zur Schwarzsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan den dasselbe durchfließenden Strom in Abhängigkeit von einem aus dem Videosignal gebildeten Mittelwert steuert.

2. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan bei höheren Werten der mittleren Bildhelligkeit eine nur unvollständige Schwarzsteuerung bewirkt.

3. Fernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan auf den Mittelwert des auf einer Seite der Wechselstromachse liegenden Teils des Wechselstromanteils des Videosignals anspricht.

4. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Wechselstromanteil des Videosignals der Kathode der Bildröhre zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (26) eine mit der Kathode (25) der Bildröhre (17) gleichstrommäßig verbundene Elektronenröhre (18) umfaßt.

5. Fernsehempfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis der Steuerröhre (18) über einen Kondensator (35) mit der Kathode (25) der Bildröhre (17) verbunden ist.

6. Fernsehempfänger nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen parallel zum Eingangskreis der Steuerröhre (18) liegenden Gleichrichterkreis (28, 34,33), der den auf der anderen Seite der Wechselstromachse liegenden Teil des Wechselstromanteils durchläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen