DE1802326A1 - Bildwiedergabevorrichtung mit einer Bildwiedergaberoehre - Google Patents

Description

"Bildwiedergabevorrichtung mit einer Bildwiedergaberöhre".

Die Erfindung bezieht eich auf eine Bildwiedergabevorrichtung mit einer Bildwiedergaberöhre, einem Hochspannungsgenerator, zwischen dessen Ausgangsklemmen eine hohe Gleichspannung für die Wiedergaberöhre erzeugt wird und zwischen denen eine Reihenschaltung aus einem Element mit einer nichtlinearen Strom-Spannungs- Kennlinie und einem Widerstand angeordnet ist, und mit einem Spannungsteiler, der einer die Intensität des Elektronenstrahles in der Röhre bestimmenden Elektrode eine niedrige Gleichspannung abgibt· Mt Hilfe einer derartigen Bildwiedergabevorriolitung lassen sich elektrische Signale in ein mittels Fluoresaen* erhaltenes optisches Bild auf dem Wiedergabeschiro der Bildwiedergaberöhre uawandeln. Die durch den Hochspannungsgenerator erzeugte hohe Gleichspannung wird zur Beschleunigung der Elektronen in der Bildwiedergaberöhre einer Endanode derselben zugeführt. In einer Ausbildung de« Generators als

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Sucklauf-Hochspannungsgenerator wird zugleich ein sägezahnförmiger Ablenkstrom erzeugt, der den Elektronenstrahl mit Hilfe von um die Bildwiedergaberöhre angeordneten Ablenkspulen ablenken kann. Die Intensität dee durch ein Elektronenstrahlerzeugungseysteei erzeugten Elektronenstrahls wird einerseits auf dynamisohe Heise durch das wiederzugebende elektrische Signal geregelt und andererseits auf statische Weise mit Hilfe des genannten Spannungsteilers eingestellt. Dazu wird das wiederzugebende elektri- ^ sehe Signal zwischen der Kathode und einer ersten Elektrode, dem sogenannten Wehneltzylinder, zugeführt, während fur die mit dem Spannungsteiler einstellbare Helligkeitsregelung die erste Elektrode verwendet werden kann oder eine zweite Elektrode angeordnet ist.

Die zum Aufzeichnen des optischen Bildes auf dem Wiedergabesohirm erforderlichen Änderungen in der Intensität des Elektronenstrahls haben zur Folge, dass sich die Hochspannungsbelastung mit ändert. Da es für die richtigen Bildabmessungen auf dem Schirm erforderlich ist, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Hochspannungsbelastung und dem Ablenkstrom besteht, ist eine Bildwiedergabevorrichtung meistens mit einer Regelschaltung zur Erhaltung des gewünschten Verhältnisses versehen. Das für die Regeleehaltung erforderliche Signal, das ein Mass fur die Hochspannung ist, lässt sich auf bekannte Weise der Reihenschaltung aus einem Element mit einer nicht-linearen Strom-Spannungskennlinie und einem Widerstand entnehmen.

Die für eine Bildwiedergabevorrichtung erforderliche hohe Gleichspannung hat abhängig vom Anwendungsbereich einen Wert, der beispielE weise für Schwarz-Weiss-Fernsehen 18 kV, für Farbfernsehen 25 kV und für Projektions-Fernsehen 60 kV und höher betragen kann. ftir eine bestimmte Einrichtung gilt, dass die hohe Gleichspannung nur eben über den Nennwert

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steigen darf. Überschläge mit allen sich daraus ergebenden vernichtenden und feuergefährlichen Folgen konnten dann sowohl im Generator als auch in der Bildwiedergaberöhre auftreten. Derartige hohe Spannungswerte können auch zur Erzeugung von Röntgenstrahlung in der Einrichtung führen. Die fur Lebewesen gefährliche Röntgenstrahlung muss durch Anwendung von schützenden Kassnahmen auf ein ungefährliches Maes reduziert werden. Sowohl mittels einer die Röntgenstrahlung absorbierenden Einkapselung der Erzeugungssteile als auch durch die Begrenzung dee maximalen Wertes, auf den die hohe Gleichspannung nteigen kann, mit Hilfe einer Schutzschaltung, lässt eich ein ungefährliches Niveau erreichen. Für die Schutzschaltung gilt die Anforderung, daes diese imter allen Umständen funktionieren muss, so dass eine einfache, möglichst wenige Elemente enthaltende Schaltung bevorzugt wird. Zugleich ist es erwünscht, dass der Benutzer der Wiedergabevorrichtung eine unzweideutige Information erhält, dass die Schutzschaltung einresehaltet ist, so dass der Gebrnuch der Vorrichtung eingestellt werden kann.

Die Erfindung bezweckt, eine Hochspannungsschutzschaltung

zu schaffen, die einfaoh und betriebssicher ist und ausserdem eine Infer- ( mation über die Einschaltung gibt. Die erfindungsgemässe Bildwiedergabevorrichtung weist dazu das Kennzeichen auf, dass sie eine Hochspannungsschutzschaltung mit einem in nur einer Richtung stromleitenden Element enthält, das zwischen einer Anzapfung der mit den Ausgangsklemmen des Generators verbundenen Reihenschaltung und einer eine mehr oder weniger konstante Spannung führenden Klemne des Spannungsteiles angeordnet ist, wobei das in mir einer Richtung stromleitende Element leitend wird, wenn die hohe Sieichspannung einen maximal zulässigen Wert, der auf den Wert der genannten mehr oder weniger konstanten Spannung bezogen ist, über-

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schreitet und der genannten Elektrode über den Spannungsteiler eine die Intensität des Elektronenstrahles vergrössemde Gleichspannung abgibt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dadurch, dass für grossere Werte der hohen Gleichspannung als aer maximal zugelassenen diese über beispielsweise eine Diode die Helligkeitsregelung beeinflusst, eine sichere Einrichtung ohne Feuergefahr und ohne gefährliche Röntgenstrahlung erhalten wird. Durch Steigerung der Intensität de· Elektronenstrahles wird nämlich einerseits die hohe Gleichspannung stärker belastet werden und somit ihre Wert abnehmen, während andererseits ein kontrastarmes Bild entsteht, weil die sonst dunklen Stellen im Bild ebenfalls leuchtend hell werden und weil ausserdem der Querschnitt des Elektronenstrahls zugenommen hat· Anstatt dass die Hochspannungsleistung teilweise zur Erzeugung von Röntgenstrahlung verwendet wird, wird sie zu einem grösseren Teil in der Wiedergaberohre verbraucht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Hochspannungsgenerator 1, der zwisehen einer an Hasse gelegten Ausgangeklemue und einer Ausgangskiemine 2 unter den Einfluss ein·· einer Eingangski emine 3 zugeführten, nicht dargestellten Signals «in« hohe Gleichspannung V, erzeugt. Der Generator 1 kann als Inpulshochspannungsgenerator zur Erzeugung nur der Spannung V, und als Rücklaufhochspannungagenerator, in dem zugleich ein aägezahnförmiger Ablenkstrom erzeugt wird, ausgebildet werden.

Die an der Ausgangsklemme 2 auftretende Spannung V, wird u.a. einer Reihenschaltung aus einem Element 4 mit einer nichtlinearen Stroe-Spannunge-Kennlini·, wie beispieleweise einem spannungeabhängigen Widerstand (VDR-Widerstand) und einen mit der anderen Seite an Masse ge-

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legten Widerstand 5 zugeführt. Der Widerstand 5 kann als Potentiometer ausgebildet sein, dessen Abgriff mit einer Regelschaltung 6 verbunden ist. Die Regelschaltung 6 kann zur Erhaltung eines eindeutigen Zusammenhange zwischen dem Wert der hohen Gleichspannung V, und der Amplitude eines veiter unberücksichtigten sägezahnförmigen Ablenkatroms dienen. Es ist ebenfalls möglich, dass die Regelschaltung 6 bei sich ändernder Belastung der Spannung V, den Wert derselben mehr oder weniger konstant hält.

Von einer Bildwiedergaberöhre 7 i*t eine Endanode 8 mit

der Ausgangsklemne 2 verbunden. Die Wiedergaberöhre 7 ist durch einen schema tischen Querschnitt dargestellt, wobei weiter dargestellt sindt eine Kathode 9, eine erste Elektrode 10, die auf bekannte Weise al« Wehneltzylinder ausgebildet sein kann, eine zweite Elektrode 11, mit der sich ebenfalls die Intensität des durch die Kathode 9 gelieferten Elektronenstrahls einstellen lässt, und eine dritte Elektrode 12 für Fokussierungaawecke. Den alt der Kathode 9 und der Elektrode 10 verbundenen Kleinen wird zur Erzeugung eines nicht dargestellten Elektronenstrahls das auf dem Schirm 13 wiederzugebende elektrisch« Signal suführt. Dieses Signal ist für i'ernsehzwecke das Videosignal. Für Schwarz-WaiM-Fernsehan kann beispielsweise die Elektrode 10 an Masse gelegt werden, während für Farbfernsehen meistens das Leuchtdichtesignal der Kathode 9 und das Farbdifferenzsignal der Kathode 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist je naoh der Ausbildung der Röhr· 7 und/oder der Wahl de· verwendeten Farbferneehsyatems eine mehrfach· Ausbildung dar Kathode 9 und dar Elektroden 10, und 12 möglich. Eine dreifaoht Ausbildung wird beispielsweise bei einer ait einer sogenannten Schattenmaske ausgebildeten Röhr· 7 angewandt.

Ein· Elektrode 11, die fur dia in der Figur dargestellt· Ausfuhrungsform zur Einstellung dar Leuchtdichte dea Bildes auf des Sahini

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13 dient, liegt über einen Widerstand 14 am Abariff eines als Potentiometer ausgebildeten Widerstandes 15» dessen «ines Ende über einen Widerstand 16 an Masse und dessen anderes Ende über einen Widerstand 17 an einer »ine Spannung +V führenden Klemme liegt. Die die Spannung +V führende Klemme kann einen Teil einer nicht dargestellten Spannungsquell· T bilden, Ton dar eine dia negativ· Spannung -Y₁ führend· Klemme al· an Jiaa- ·· gelegt betrachtet wird. Die Widerstand· 15, 16 und 17 bilden einen eiastellbaren Spannungsteiler 18, mit dem sich der Wert der Spannung an der Elektrode 11 und somit die Intensität des Elektronenstrahles beliebig einstellen lässt. Auch andere Ausführungsformen des Spannungsteilers 16 al· di· dargestellte sind möglich. Auch dürfte es einleuchten, dass für di« Leiichtdichteeinstellung auch die Elektrode 10 statt der Elektrode 11 verwendot wsraeB kann} diss -und jene« ist oit einer gestrichelten Linie dar-

Bis Elektrode 12, die zur Fokussierung des Elektronenstrahl es dient, kann an di· Anzapfung d·· Element*» 4 mit einer nichtlinearen ^ St?om-Spaiinung~K®nnlinie angeschlossen sein, so dass, wie für eine richtige Fokussierung anrunacht, bei einem sich ändernden Wert der Spannung V. an der Ausgangskieiuce 2 die Spannung an der Elektrode 12 sich aitä'ndert.

Inders Eißzelteile der Wiedergabevorrichtung, die zum Betr-dfcen derselben notwendig sind, beispielaweiae die Ablenkspulen für die Wiedergaberöhre 13, dxs aber zum Veretändni» der Torliegenden Erfindung ala anwieir^-ig betrachtet weiden können, sind fortgelassen.

Die bisher beschriebene Vorrichtung funktioniert unter norms,i#n Betr .ebauB»tanden gut. Di· den Wert der hohen Oleichspannung V^ beatiiiBende Jäegalachaltung^regelt dies· derart, dass dia duroh di· Endanod· 8 dem Elvktronenatraul in der Röhre 7 gegebene Beschleunigung zusammen mit

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einem in den Ablenkspulen erzeugten sägezahnform!gen Strom auf dem Schirm 13 ein Bild mit den richtigen Abmessungen entstehen lässt. I«'innnt jedoch aus irgendeinem Grund, beispielsweise durch Ausfall der Regelschaltung 6, der Wert der Gleichspannung V, zu, so können .die bereits beschriebenen gefahrlichen Erscheinungen auftreten. Der Elektronenstrahl in der Röhre 7 kann näcilich so stark beschleunigt werden, dass beispielsweise aus dem Schirm 13 Röntgenstrahlung heraustritt. Für Schwarz-Weise-Fernsehen liegt die Ursache in der !Tatsache, dass zur Erhöhung der Lichtausbeute der Wiedergaberöhr· 7 der Schirm 13 an der Innenseite mit einer dünnen nichtreflektierenden Aluminiums chi oht versehen ist, während für Faz'bfernsehen, bei dem die Bohre 7 beispielsweise als Schattenmaskenrohre ausgebildet ist die metallene Schattenmaske die Ursache ist. Auch ist es bei einem wi grossen Wert der Spannung V. möglich, dass, wenn der Elektronenstrahl in der Röhre 7 wenigstens nahezu unterdrückt ist, weil das Videosignal weggefallen ist oder Schwarz darstellt. Überschläge zwischen der Endanode B und anderen Teilen, beispielsweise den Elektroden 10, 11 oder 12, erfolgen. Dies hat »ur Folfe, dass eine mit r^etallteile versehene Endanode ο Röntgenstrahlen aussenden kann. i

Zur Vermeidung des Anstieges der Spannung V. auf unzulässige Werte ist der erfindungsgeoässe Hochspannungsgenerator nit einem in mu einer Richtung stromleitenden Element versehen, das als eine Diode 19 ausgebildet und zwischen einer Anzapfung 20 der Reihenschaltung (4, 5) und einer Klemme ti des Spannungsteilers 1t angeordnet ist. Auf diese Weise wird durch die Anordnung einer einzigen Diode 19 eine einfache, betriebssichere Hochspannungsschutzschaltung erhalten.

In normalem Betrieb ier Vorrichtung wird die Diode Ι«) nich" leiten, da der Wert der Spannung an der Anzapfung 20 niedriger i3t als de:

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an dtr Klemme 21. Steigt jedoch aus irgendeinem Grund, beispielsweise durch Ausfall der Hegelspannung 6, der Wert der Spannung V um beispielsweise W/o, so wird der in die Reihenschaltung (4, 5) fliessende Strom unter dem Einfluss der nichtlinearen Strom-Spannungs-Kennlinie des Elementes 4 um beispielsweise 50$ zunehmen. Dies hat zur Folge, dass der*Wert der Spannung an der Anzapfung 20 auch um 50'/o zunimmt und beispielsweise der Spannung an der Klemme 21 gleich wird, so dass die Diode leitend wird. Pur eine etwaige weitere Verdrosserung des Spannungswertes V, wird die Diode 19 leitend bleiben. Der leitende Zustand, in dem sich die Diode I9 befindet, hat zur Folge, dass die Klemme 21 und somit auch die Elektrode 11 eine positivere Spannung aufgeprägt bekommt. Die Intensität des Elektronenstrahles in der Röhre 7 wird zunehmen und damit auch die Belastung der Spannung V, , so dass diese weniger steigen wird, als es ohne Diode 19 der Fall wäre. Die erhöhte Intensität und dazu der grössere Querschnitt des Elektronenstrahles in der Röhre 7 werden bewirken, dass das Bild auf dem Schirm 13 kontrastarm wird. Der Benutzer der Vorrichtung enthält dadurch eine Information in bezug auf die Störung und kann den Gebrauch der Vorrichtung einstellen.

Die Spannung an der Klemme 21 des Spannungsteilers 1Ö muss zur Erhaltung- eines wenigstens nahezu eindeutigen maximal zulassigen Wer tes der Spannung V, mehr oder weniger von der Stellung des Abgriffes des als Potentiometer ausgebildeten Widerstandes I5 unabhängig sein. Auf einfache Weise lässt sich dies dadurch erreichen, dass der Wert des Widerstandes 15 gegenüber dem des Widerstandes 16 klein gewählt und/oder der Strom durch den Widerstand 14 gegenüber dem durch den Widerstand 16 klein gemacht wird. '
• . Es dürfte einleuchten, dass die Spannung für die Regel-

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schaltung 6, die aus der Spannung V. hergeleitet wird, nicht unbedingt der Reihenschaltung (4, 5) entnommen zu werden braucht, sondern dass die Reihenschaltung 1^4, 5) auch allein für die Schutzschaltung verwendet werden kann. Auch kann der Abgriff 20 einen Teil des Widerstandes 5 bilden, so dass nur ein Teil der Spannung am Widerstand 5 der Anode der Diode 19 zugeführt wird.

Es dürfte ebenfalls einleuchten, dass es für die Erfindung nur einen geringfügigen Unterschied macht, ob das Intensitataverhältnis des Elektronenstrahles bei einem zu grossen Anstieg der Spannung V, dadurch zustande gebracht wird, dass der Widerstand 14 mit der Elektrode der Wiedergaberöhre 7 oder mit der Elektrode 10 verbunden ist.

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   ISildwiedergabevorrichtung mit einer Wiedergaberöhre, einem Hochspannungsgenerator, zwischen dessen Ausgangsklemmen eine hohe Gleichspannung für die Wiedergaberöhre erzeugt wird und zwischen denen eine Reihenschaltung aus einem Element mit einer nichtlinearen otrom-Spannungs-Kennlinie und einem Widerstand angeordnet ist, und mit einem Spannungsteiler, der einer die Intensität des Elektronenstrahles in der Röhre be-

   ^ stimmenden Elektrode eine niedrige Gleichspannung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Hochspannungsschutzschaltung mit einei in nur einer Richtung stromleitenden Element enthalt, das zwischen einer Anzapfung der mit den Ausgangsklemmen de3 Generators verbundenen Reihenschaltung und einer eine mehr oder weniger konstante Spannung führenden Klemme des Spannungsteilers angeordnet ist, wobei das in nur einer Richtung stromleitende Eleaent leitend wird, wenn die hohe Gleichspannung einen maximal zulässigen Wert, der auf den Wert der genannten mehr oder weniger konstanten Spannung bezogen ist, überschreitet und der genannten Elektrode über den Spannungsteiler eine die Intensität des Elektronen-

   ™ Strahles vergrössernde Gleichspannung abgibt.

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