DE19744902A1 - Schaltung zur Steuerung der Bildröhre in einem Fernsehempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur Steuerung der Bildröhre in einem Fernsehempfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem Fernsehempfänger ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal der Bildwiedergabe die maximal auf dem Bildschirm darstellbare Helligkeit, das sogenannte Licht bei Spitzenweiß. Dieses Licht bei Spitzenweiß ist in der Praxis im wesentlichen durch zwei Einschränkungen begrenzt. Erstens durch den Aussteuerbereich bzw. die Sättigungsgrenze der die Bildröhre steuernden RGB-Endstufen und zweitens durch die maximal zulässige Ansteuerung der Bildröhre.

Um eine möglichst hohe Helligkeit zu erzielen, ist es daher erforderlich, die Ansteuerung der Bildröhre, d. h. die Verstärkung der die Bildröhre steuernden RGB-Signale, so hoch wie möglich in Richtung Weiß einzustellen. Dabei sind allerdings wesentliche Toleranzen wirksam, wie z. B. der Cutoff-Abgleich, die Bildröhrenglastransparenz sowie Schwankungen des Eingangssignals. Aufgrund dieser Toleranzen reicht die Aussteuerung der Videoendstufen mehr oder weniger an die Sättigungsgrenze der Verstärker heran. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß sowohl die kundenzugänglichen Einstellungen wie Helligkeit, Kontrast und Farbsättigung sowie die über die Dunkelstromregelung kompensierte Alterung der Bildröhre zu einer weiteren Ansteuerung der Endstufen führen kann.

Wenn nunmehr eine der die Bildröhre ansteuernden Endstufen in die Sättigung gerät, entstehen auf dem Bildschirm sogenannte Fahnen in der entsprechenden Farbe in Form einer Verlängerung eines Bildpunktes oder einer Bildfläche in Zeilenrichtung. Diese Fahnen entstehen hauptsächlich für die Farbe Rot, weil die Bildröhre aufgrund der Phosphorempfindlichkeit der roten Kanone die höchste Ansteuerung benötigt.

Um derartige Sättigungserscheinungen bei den genannten Toleranzen zu vermeiden, müßte somit ein gewisser Sicherheitsabstand in der Aussteuerung der Endverstärker eingehalten werden. Das bedeutet aber wiederum, daß die theoretisch maximal mögliche Aussteuerung in der Regel nicht erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Steuerung der Bildröhre zu schaffen, die eine maximale Aussteuerung der Bildröhre in Richtung weiß ermöglicht, ohne daß im Bild Störungen durch eine Sättigung der Endverstärker in Form von Fahnen auftreten. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Erfindung sind somit die Ausgänge der Endverstärker je über eine Diode an einen gemeinsamen Schaltungspunkt mit einer derartigen Spannung angeschlossen, daß die Amplitude der Ausgangsspannungen der Endverstärker in Richtung Weiß einen vorgegebenen, Spitzenweiß entsprechenden Wert nicht überschreitet.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird also sichergestellt, daß die Amplitude der Ausgangsspannung jedes Endverstärkers den kritischen Wert für die Sättigung des Endverstärkers mit großer Genauigkeit nicht erreicht. Die große Genauigkeit wird dadurch erreicht, daß die Sättigung an der Stelle, nämlich am Ausgang des Endverstärkers, überwacht und verhindert wird, an der sie auftritt. Alle Toleranzen der vorgeschalteten Stufen werden somit aufgegangen und ausgeglichen. Da nunmehr aufgrund der Amplitudenbegrenzung durch die Dioden der kritische Spannungswert der Ausgangsspannung für die Sättigung der Endverstärker mit Sicherheit nicht mehr erreicht wird, kann die Schaltung für eine maximale Aussteuerung der Bildröhre in Richtung Weiß ausgelegt werden. Der schaltungstechnische Aufwand ist gering und besteht im wesentlichen nur in drei Dioden und einigen Bauteilen zur Erzeugung der genannten festen Spannung.

Vorzugsweise sind die drei Dioden für die drei Farbsignale R, G, B an denselben Schaltungspunkt fester Spannung angeschlossen. Diese schaltungstechnische Vereinfachung ist möglich, weil die Sättigungsspannungen für die drei Endverstärker in der Praxis immer nahezu gleich sind. Vorzugsweise ist die feste Spannung durch eine Zenerdiode stabilisiert. Bei einer praktisch erprobten Schaltung ist der die feste Spannung führende Schaltungspunkt über die Parallelschaltung der Zenerdiode und eines Kondensators mit Erde und über einen Widerstand mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist besonders geeignet für einen Endverstärker in Form des integrierten Schaltkreises vom Typ TEA 5101B der Firma SGS Thomson. Die besondere Eignung ergibt sich dadurch, daß dieser Endverstärker einen hohen statischen Innenwiderstand aufweist, der die Begrenzung durch die Dioden ermöglicht.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Schaltungspunkt, an den die Dioden angeschlossen sind, an eine zur Begrenzung des Strahlstroms dienende Steuerklemme eines die Farbsignale R, G, B liefernden Videoprozessors angeschlossen. Vorzugsweise ist der Schaltungspunkt mit der Basis eines ersten Transistors und dessen Kollektor mit der Basis eines zweiten Transistors verbunden, dessen Kollektor/Emitter-Strecke zwischen der Steuerklemme des Videoprozessors und Erde liegt. Diese Weiterbildung der Erfindung hat im wesentlichen folgende Vorteile:

Sie ist besonders geeignet, wenn die Endverstärker für die Farbsignale R, G, B keinen für die Amplitudenbegrenzung genügend hohen statischen Innenwiderstand aufweisen. Die Kontrastreduzierung über die Strahlstrombegrenzung ermöglicht einen geringen Schaltungsaufwand. Es ist nicht notwendig, eine Aussteuerreserve für Toleranzen zwischen dem integrierten Schaltkreis für die Videosignale und dem Endstufenausgang einzuhalten. Es ist dann möglich, die Stufen bis zur Sättigungsgrenze auszusteuern. Farbtonverfälschungen werden weitestgehend vermieden. Bei dieser Lösung handelt es sich somit nicht um eine reine Amplitudenbegrenzung, sondern um eine Regelung, indem die Farbsignale von den Ausgängen der Endverstärker über die Schwellwertschaltung mit den Dioden auf den zur Strahlstromsteuerung dienenden Steuereingang des Videoprozessors zurückgeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung und

Fig. 4 ein Schaltbild einer Weiterbildung der Erfindung.

In Fig. 1 gelangen die Farbsignale R, G, B an die Eingänge von drei Endverstärkern 1, 2, 3. Deren Ausgänge a, b, c sind an die Kathoden der Bildröhre 4 angeschlossen. Die Ausgangssignale UR, UG, UB an den Ausgängen a, b, c steuern die Helligkeit der Bildröhre 4, wobei wegen der Ansteuerung an den Kathoden die Helligkeit auf dem Bildschirm mit sinkender Amplitude dieser Spannungen zunimmt.

Die Ausgänge a, b, c sind über die Dioden 5, 6, 7 an den Punkt d fester Spannung U1 angeschlossen. Die Spannung U1 liegt bei oder etwas oberhalb des Spannungswertes, bei dem die Verstärker 1, 2, 3 in die Sättigung gelangen und Störungen auf dem Bildschirm in Form von Fahnen erzeugen können. Sobald eine der Spannungen UR, UG oder UB den für die Sättigung kritischen Wert U1 erreichen oder überschreiten will, wird jeweils die Diode 5, 6 oder 7 leitend und verhindert somit, daß die Amplitude der Spannung UR, UG, UB diesen kritischen Wert überschreitet. Dadurch werden somit Bildstörungen in Form von Fahnen aufgrund einer Sättigung der Endverstärker 1, 2, 3 vermieden.

Fig. 2 zeigt den Verlauf einer der Spannungen UR, UG oder UB. Es sei angenommen, daß eine dieser Spannungen in der Zeit von t1-t2 den Spannungswert U1 unterschreitet, wie durch die gestrichelte Linie L dargestellt. Dann würde von t1-t2 eine Sättigung des Endverstärkers entstehen und Störungen im Bild erzeugt. Die jeweils leitend werdende Diode 5, 6 oder 7 verhindert nun den gestrichelten Spannungsverlauf L zwischen t1 und t2 und begrenzt während dieser Zeit den Wert der Spannung von UR, UG oder UB auf Spannungswert U1, so daß der störende Sättigungszustand nicht erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine praktisch erprobte Schaltung für das Prinzipschaltbild nach Fig. 1. Als Endverstärker 1, 2, 3 gemäß Fig. 1 dienen drei integrierte Schaltkreise vom Typ TEA 5101B von SGS Thomson. Dieser Schaltkreis ist für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung besonders geeignet, weil dieser integrierte Verstärker einen besonders hohen statischen Innenwiderstand aufweist und dadurch die Amplitudenbegrenzung mittels der Dioden ermöglicht. Für andere Verstärker, die im Gegentakt arbeiten und einen besonders niedrigen statischen Innenwiderstand aufweisen, ist die Schaltung weniger geeignet, weil dann ein zu hoher Strom in den Begrenzungsdioden notwendig wäre. Der Punkt d, an dem die Spannung U1 steht, ist über die Parallelschaltung der Zenerdiode 8 und des Kondensators 9 geerdet und über den Widerstand 10 mit einer Betriebsspannung +UB verbunden. Die Zenerdiode 8 bewirkt eine Stabilisierung der Spannung U1 auf den Wert, bei dem die Sättigung der Endverstärker 1, 2, 3 gerade eben nicht eintritt.

Fig. 4 zeigt eine Schaltung für die genannte Weiterbildung der Erfindung, die mit einer echten Regelung arbeitet. Der die Spannung U1 führende Schaltungspunkt d ist über den Widerstand 12 an die Basis des Transistors T1 angeschlossen, die außerdem über den Widerstand 13 an die Betriebsspannung U1 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T1 ist über den Widerstand 14 geerdet und über den Widerstand 15 an die Basis des zweiten Transistors T2 angeschlossen, dessen Kollektor über den Widerstand 16 mit dem Steuereingang e des Videoprozessors 10 verbunden ist. An den Steuereingang e ist außerdem eine Strahlstrombegrenzung dienende Spannung Us angelegt, die die Größe des Strahlstroms darstellt und von der Stufe 17 für die Zeilenablenkung und die Hochspannungserzeugung abgeleitet ist.

Wenn eine der Spannungen UR, UG, UB den Wert der Spannung U1, abgesehen von der Flußspannung der Dioden 5, 6, 7 unterschreitet, wird die jeweilige Diode 5 oder 6 oder 7 leitend. Dadurch wird auch der Transistor T1 leitend, dessen ansteigende Kollektorspannung am Widerstand 14 den Transistor T2 leitend steuert. Die am Steuereingang e wirksam werdende Steuerspannung reduziert dadurch den Kontrast und stellt dadurch sicher, daß der störende beschriebene Sättigungszustand der Endverstärker 1, 2, 3 nicht erreicht wird. Diese Schaltung arbeitet im Gegensatz zu der Schaltung nach Fig. 1 auch dann einwandfrei, wenn die Endverstärker 1, 2, 3 keinen hohen dynamischen Innenwiderstand aufweisen.

Claims (8)

1. Schaltung zur Steuerung der Bildröhre (4) in einem Fernsehempfänger, bei der die Farbsignale R, G, B über Endverstärker (1, 2, 3) an die Steuerelektroden der Bildröhre (4) angelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Endverstärker (1, 2, 3) je über eine Diode (5, 6, 7) an einen Schaltungspunkt (d) mit einer derartigen Spannung (U1) angeschlossen sind, daß die Amplitude der Ausgangsspannung (UR, UG, UB) der Endverstärker (1, 2, 3) in Richtung Weiß einen vorgegebenen, Spitzenweiß entsprechenden Wert nicht überschreitet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Dioden (5, 6, 7) für die drei Farbsignale R, G, B an einen gemeinsamen Schaltungspunkt (d) fester Spannung (U1) angeschlossen sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Spannung (U1) durch eine Zenerdiode (8) stabilisiert ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (a) über die Parallelschaltung der Zenerdiode (8) und eines Kondensators (9) mit Erde und über einen Widerstand (10) mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endverstärker (1, 2, 3) am Ausgang einen hohen statischen Innenwiderstand aufweist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endverstärker (1, 2, 3) durch einen integrierten Schaltkreis vom Typ TEA 5101 gebildet ist.

7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (d) an eine zur Begrenzung des Strahlstroms dienende Steuerklemme (e) eines die Farbsignale R, G, B liefernden Videoprozessors (10) angeschlossen ist.

8. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (d) mit der Basis eines ersten Transistors (T1) und dessen Kollektor mit der Basis eines zweiten Transistors (T2) verbunden ist, dessen Kollektor/Emitter- Strecke zwischen der Steuerklemme (e) des Videoprozessors (10) und Erde liegt.