DE1562273B1

DE1562273B1 - Schaltung zur Strahlstromregelung einer Fernsehaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE1562273B1
Application number: DE1963M0057193
Authority: DE
Inventors: White Norman William
Original assignee: Marconi Instruments Ltd
Current assignee: Marconi Instruments Ltd
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1963-06-14
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US3315034A; GB974441A; NL294292A

Description

1 " 2

Die Erfindung betrifft eine Strahlstromregelung , _t von der Bildhelligkeit so regelt, daß der Arbeitseiner Fernsehaufnahmeröhre mit Speicherschirm in punkt der Röhre auf der Kennlinie, die für eine beeiner Fernsehkamera, z. B. für ein Image-Orthikon stimmte Bildhelligkeit die Abhängigkeit der Videooder ein Vidikon. Bekanntlich ist bei solchen Röhren ausgangsspannung vom Strahlstrom darstellt, bei die Amplitude des erzeugten Videosignals von der 5 verschiedenen Werten der Bildhelligkeit stets dort Helligkeit des Aufnahmegegenstandes abhängig. Man liegt, wo die Videoausgangsspannung mit wachsendem ist daher bemüht, diese Helligkeit durch eine ent- Strahlstrom nicht weiter ansteigt, sprechend angepaßte Beleuchtung weitgehend kon- Die Erfindung besteht darin, daß die Regelspanstant zu halten. nung der Steuerelektrode über so bemessene nichtin vielen Fällen läßt es sich jedoch nicht vermeiden, ίο lineare Schaltungselemente zugeführt wird, daß die . daß die Helligkeit "stark schwankt. Beispielsweise Krümmung der Kurve, die die Abhängigkeit der an kann die Helligkeit bei industriellen Kurzschluß- der Steuerelektrode wirksamen Regelspannung von anlagen oder beim Röntgenfernsehen in der Größen- der Videoausgangsspannung darstellt, die Krümmung Ordnung von 1:10Ö0 schwanken. Dabei tritt eine der Kurve, die die Abhängigkeit der Videoausgangs-Schwierigkeit auf, die zunächst an Hand der Fig. 1 15 spannung von dem einzuregelnden, optimalen Strahlder Zeichnung erläutert wird. strom für verschiedene Werte der Bildhelligkeit dar-

F i g. 1 zeigt die Abhängigkeit der Amplitude des stellt, annähernd ausgleicht.

erzeugten Videosignals U₁ von dem in der Aufnahme- Es ist zwar bekannt (deutsche Auslegeschrift röhre eingestellten Strahlstrom /, und zwar für ver- 1131 264), ein Videosignal über ähnlich ausgebildete schiedene Werte der Helligkeit des Aufnahmegegen- 20 nichtlineare Schaltungselemente zu führen. Dort tritt Standes als Parameter. Fig. 1 zeigt, daß die dar- aber die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gestellten Kennlinien an einem Punkt χ von einer gar nicht auf, und es handelt sich auch nicht um eine verhältnismäßig großen Steigung auf eine kleine Regelschaltung. Vielmehr erfolgt dort eine Verzer-Steigung übergehen. Es ist nun zweckmäßig, die rung des Signalverlaufes, um bestimmte Amplituden-Aufnahmeröhre bei sich ändernder Helligkeit stets 25 bereiche zu dehnen oder zu komprimieren (z. B. im Punkt χ zu betreiben, d. h. den Strahlstrom / Gammakorrektur). -

je nach Helligkeit zu ändern. Links vom Punkt* Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis,

würde man nicht die maximal mögliche Amplitude Wenn man aus Fig. 1 für die Maximalamplituden

des Videosignals U₁ erhalten, und es können auch des Videosignals U₁ im Punkt χ den jeweils opti-

Signalanteile verlorengehen, rechts vom Punkt χ 3° malen Strahlstrom I₀ darstellt, ergibt sich ein nicht-

würde die Amplitude des Videosignals nicht mehr linearer Zusammenhang, der in F i g. 2 durch die

nennenswert steigen, jedoch das Signal-Rausch-Ver- Kurve 17 dargestellt ist. Diese Kurve 17 ergibt sich

hältnis verschlechtert. ; aus der Kurve K in F i g. 1. Der optimale Strahl-

Es ist bekannt, die Kamera mit manuellen Ein- strom I₀ ändert sich also mit steigender Amplitude

Stellmitteln für den Strahlstrom zu versehen, die im 35 des Videosignals U₁ weniger stark. Bei Verwendung

allgemeinen stufenweise mit einem Drucktastensatz einer bekannten linearen Regelschaltung wird keine

erfolgt. Dieser wird von Hand so betätigt, daß bei- zufriedenstellende Regelung über den gesamten Bereich

spielsweise bei einer Röntgenfernseheinrichtung das von I erreicht. Wählt man z. B. die Regelverstärkung

Bild optimal ist. Diese Lösung ist aber zeitraubend bei größter Helligkeit (d. h. größtem 7_D) gleich 1, so und insbesondere beim Röntgenfernsehen nachteilig, 40 ist sie bei kleinem I₀ zu klein, weil sich dort der Strahl-

weil der Patient unnötig lange den Röntgenstrahlen strom in Abhängigkeit von U₁ gemäß dem unteren

ausgesetzt ist. Teil der Kurve 17 stärker ändern muß. Es wird dann

Es ist auch bekannt (USA.-Patentschrift 2 987 645), nicht die optimale Regelung erreicht. Wählt man die

eine Regelschaltung für den Strahlstrom vorzusehen, B egelverstärkung bei geringster Helligkeit (d. h. kleindie selbsttätig bei den verschiedenen Werten der 45 stern Strahlstrom) gleich 1, so ist sie bei großem J₀

Helligkeit den Strahlstrom auf den Punkt χ einstellt. zu groß, und es besteht die Gefahr einer Schwing-

Bei dieser Schaltung wird durch Gleichrichtung des neigung. Die erfindungsgemäße Regelschaltung hat

von der Aufnahmeröhre erzeugten Videosignals eine nun eine Kennlinie gemäß der gestrichelten Kurve 18

Regelspannung gewonnen, die auf den Strahlstrom/ ;in Fig. 2, d. h. die Regelspannung Ur ändert sich

einwirkt und diesen bei sich ändernder Helligkeit 50 in Abhängigkeit von dem verstärkten Videosignal U₁

auf einer Kurve K regelt, so daß bei jeder Helligkeit bei steigendem U₁, d. h. steigendem /₀, weniger stark,

der optimale Strahlstrom I₀ eingestellt wird. Die Krümmung der Kurve 17, bedingt durch die

Es hat sich gezeigt/· daß diese bekannte Schaltung Eigenart der Aufnahmeröhre, wird also durch Krümnicht einwandfrei arbeitet. Je nach Größe der Regel- mung der Kurve 18, hergestellt durch die erfindungsverstärkung ist entweder die Regelung nicht aus- 55 gemäße Regelschaltung, ausgeglichen. Über die gereichend oder die Regelschaltung neigt zu Schwin- samte Regelschleife entsteht dadurch eine lineare gungen. Regelung, wie symbolisch durch die Gerade 20 dar-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese gestellt ist.

bekannte Regelschaltung so weiterzubilden, daß sie Die Erfindung wird im folgenden an einem in

eine einwandfreie Regelwirkung hat und unerwünschte 60 F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.

Schwingungen vermieden werden. In F i g. 3 wird ein Röntgenschirmbild S von

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur einer Kamera mit einer Orthikon-Aufnahmeröhre 1 Strahlstromregelung einer Fernsehaufnahmeröhre, bei aufgenommen. Das Videosignal am Ausgang der der von dem Spitzenwert des erzeugten Videosignals Röhre 1 wird in einem Verstärker 2 verstärkt und eine Regelspannung mit einer gegenüber der Ab- 65 nach einer weiteren Verstärkung in einem Verstärtastung eines Speicherelementes großen Zeitkonstante ker 3 einem Wiedergabegerät 21 zugeführt. Der Verabgeleitet wird, die an einer Steuerelektrode der Röhre stärker 3 hat eine steuerbare Verstärkung, die mit einer die Intensität des Abtaststrahles in Abhängigkeit über eine Leitung 22 zugeführten Spannung veränder-

bar ist. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 wird nach einer weiteren Verstärkung in einem Verstärker 4 mit von Hand einstellbarer Verstärkung einem Spitzengleichrichter 5 zugeführt, der eine Zeitkonstante hat, die lang ist gegenüber der Zeit, die der Abtaststrahl in der Röhre 1 zum Abtasten eines Speicherelementes des Speicherschirmes benötigt. Die Zeitkonstante hat z. B. die Dauer von 10 bis 20 Bildern. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 5 wird einem Kathodenfolgerverstärker 6 zugeführt. Die am Ausgang des Verstärkers 6 auftretende Regelspannung wird erfindungsgemäß mit einer Spannungsverformungsschaltung mit einem einstellbaren Widerstand 9, einer Diode 10 und einer einstellbaren Spannungsquelle mit einem Potentiometer 13 gemäß der Kurve 18 von F i g. 2 umgeformt. Die Diode 10 wird bei steigender Regelspannung Ur mehr leitend und formt dadurch die Regelspannung Ur gemäß Kurve 18. Periodische Impulse 23 von der Zeilenablenkschaltung werden dem Steuergitter einer Röhre 7 zugeführt, deren Anode über einen Kondensator 14 und einer Diode 8 mit der Ausgangsklemme des Kathodenfolgerverstärkers 6 verbunden ist. Dort werden sie von der Regelspannung amplitudenmoduliert und kapazitiv über einen Koppelkondensator 15 einem Spitzengleichrichter 11 zugeführt, dessen gleichgerichtete Ausgangsspannung einer einstellbaren Vorspannung von einem Potentiometer 16 überlagert wird. Die Modulation der Impulse 23 mit der Regelspannung hat den Vorteil, daß die Gleichspannungsschaltungen 6 und 11 galvanisch durch den Kondensator 15 getrennt werden und daher einander weniger stören können. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 11 dient als Regelspannung Ur zur Steuerung des Sirahlstroms an einer Elektrode in der Röhre 1.

Der Ausgang des Verstärkers 6 ist außerdem über den Kondensator 15 mit einem Gleichrichter 12 verbunden, dessen Ausgangsspannung eine Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung des Verstärkers 3 bildet. Diese Regelspannung verringert die Verstärkung dieses Verstärkers 3 beim Ansteigen der Amplitude der modulierten Impulse. Dadurch wird die Amplitude des Videosignals am Ausgang des Verstärkers 3, die sich bei ändernder Helligkeit gemäß F i g. 1 ändert, konstant gehalten.

Der Widerstand 13 wird nun so eingestellt, daß in F i g. 2 die Krümmung der Kurve 18 die Krümmung der Kurve 17 annähernd ausgleicht. Die Regelschaltung arbeitet dann bei allen Helligkeitswerten mit optimaler Regelverstärkung, jedoch ohne Gefahr einer Schwingneigung derart, daß der Strahlstrom stets annähernd im optimalen Punkt χ liegt. Zu diesem Zweck ist die Regelverstärkung über die Schleife 1-2-4-5-6-15-11 in dem Teil der Kurven in F i g. 1 unterhalb des Punktes x, also links von I₀, größer als 1 und in dem Teil der Kurven oberhalb vom Punkt x, also rechts von I₀, kleiner als 1 bemessen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Strahlstromregelung einer Fernsehaufnahmeröhre, bei der von dem Spitzenwert des erzeugten Videosignals eine Regelspannung mit einer gegenüber der Abtastung eines Speicherelementes großen Zeitkonstante abgeleitet wird, die an einer Steuerelektrode der Röhre die Intensität des Abtaststrahles in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit so regelt, daß der Arbeitspunkt der Röhre auf der Kennlinie, die für eine bestimmte Bildhelligkeit die Abhängigkeit der Videoausgangsspannung vom Strahlstrom darstellt, bei verschiedenen Werten der Bildhelligkeit stets dort liegt, wo die Videoausgangsspannung mit wachsendem Strahlstrom nicht weiter ansteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung (Ur) der Steuerelektrode über so bemessene nichtlineare Schaltungselemente (9, 10, 13) zugeführt wird, daß die Krümmung der Kurve (18), die die Abhängigkeit der an der Steuerelektrode wirksamen Regelspannung (Ur) von der Videoausgangsspannung (U₁) dargestellt, die Krümmung der Kurve (17), die die Abhängigkeit der Videoausgangsspannung (U₁) von dem einzuregelnden, optimalen Strahlstrom (I₀) für verschiedene Werte der Bildhelligkeit darstellt, annähernd ausgleicht.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinearen Schaltungselemente im Nebenschluß zum Regelspannungspfad (4, 5, 6, 15, 11) liegen und aus der Reihenschaltung eines Widerstandes (9), einer Diode (10) und einer Spannungsquelle (13) bestehen.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (9) und/oder der Spannungswert der Spannungsquelle (13) einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen