DE2054220A1

DE2054220A1 - Matrixschaltung zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen

Info

Publication number: DE2054220A1
Application number: DE19702054220
Authority: DE
Inventors: Takashi Yamato Kanagawa Okada (Japan)
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1969-11-15
Filing date: 1970-11-04
Publication date: 1971-05-27
Also published as: NL7016700A; DE2054220B2; NL159850B; US3764826A; JPS5125697B1; FR2067323A1; FR2067323B1; GB1319326A; DE2054220C3

Description

Sony Corporation, Tokyo / Japan

Matrixschaltung zur Erzeugung von Parbfernsehsignalen

Die Erfindung betrifft eine transistorisierte Schaltung für einen Farbfernsehempfänger, insbesondere eine Matrixschaltung, wie sie in einem Farbfernsehempfänger zur Erzeugung der Primärfarbsignale aus einem Helligkeitssignal und mehreren Farbdifferenzsignalen dient.

Bisher bekannte transistorisierte Matrixschaltungen dieser Art enthalten zwei Transistoren mit unterschiedlichem Leitfähigkeitstyp, nämlich einen npn- und einen pnp-Transistor, die in Reihe miteinander geschaltet sind, wobei das Helligkeitseignal und das Farbdifferenzsignal den Eingangsanschlussen der Transistoren zugeführt wird, um hiervon ein Farbsignal zu gewinnen, üblicherweise werden beim Farbfernsehen Rot3ignale, Grünsignale und Blausignale benötigt, so daß drei Einheiten dieser Transistoren miteinander verbunden werden. Die Notwendigkeit, einen npn-Transistor und einen hiervon unterschiedlichen pnp-Transistor zu benutzen, bringt beträchtliche Schwierigkeiten bei der Herstellung einer integrierten Matrixschaltung mit sich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Nachteiles eine Matrixschaltung so auszubilden, daß nur Transistoren eines einzigen Leitfähigkeitstyps benötigt werden. Die neue Schaltung soll sich somit zur Herstellung als integrierte Schaltung eignen und eine ausgezeichnete Steuerung des Farbsignalniveaus bei einfachem Aufbau ermöglichen. Weiterhin soll die Ausbildung einer

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Mischerschaltung zur Erzeugung einer Vielzahl von Farbsignalen vereinfacht werden und eine unabhängige Steuerung des Wertes einer Vielzahl von Parbsignalen mit einfachen Mitteln ermöglicht werden.

Die Erfindung geht aus von einer Matrixschaltung zur Erzeugung von Parbfernseheignalen für eine Kathodenstrahlröhre, mit einem ersten und einem zweiten Transistor desselben Leitfähigkeitstyps mit einer ersten, zweiten und dritten Elektrode, wobei die erste Elektrode der Transistoren an eine Gleichstrom-Spannungsquelle angeschlossen 1st und die zweiten Elektroden der Transistoren miteinander über ein Impedanzelement verbunden sind.

Dabei besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß ein dritter Transistor desselben Leitfähigkeitstyps wie der erste und zweite Transistor vorgesehen 1st, der gleichfalls eine erste, zweite und dritte Elektrode aufweist, von denen die erste Elektrode mit dem einen Anschluß des Impedanzelementes verbunden ist, daß ferner eine mit dem anderen Anschluß dieses Impedanzelementes verbundene Einrichtung vorgesehen 1st, die einen Strom von vorbestimmtem Wert durch das Impedanzelement hindurchfließen läßt, daß ferner eine Einrichtung vorhanden ist, die eine konstante Gleichspannung der dritten Elektrode des zweiten Transistors zuführt, ferner eine Einrichtung zur Zuführung eines Parbdifferenzsignales und eines Helligkeitssignales zu den dritten Elektroden des ersten bzw. dritten Transistors, so daß an einem Ausgangsanschluß der Schaltung ein primäres Farbsignal gewonnen wird.

Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig.l eine bekannte Matrixschaltung; Fig.2 eine erfindungsgemäße Matrixschaltung;

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Pig.3 und 4 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Matrixschaltung;

Pig.5 und 6 Schaltbilder weiterer Ausführungsformen der Erfindung.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung sei zunächst anhand von Pig.l eine übliche Matrixschaltung beschrieben.

Die npn-Transistoren IR, IQ und IB sind mit ihren Kollektoren über Widerstände an einen Stroraquellenanschluß angeschlossen, während ihre Emitter über Widerstände 7R, 7G und 7B mit dem Emitter eines pnp-Transistors 3 verbunden sind, dessen Kollektor an Masse liegt. Die Basis der Transistoren IR, 10 und IB wird über Eingangsanschlüsse ^.γ» 4_Q__Y und Μ_Β__γ mit Parbdifferenzsignalen R-Y, G-Y und B-Y gespeist (hierbei bedeuten R, G und B Rotfarbe-, Grünfarbebzw. Blaufarbesignale und Y ein Helligkeitssignal). Die Basis des Transistors 3 erhält vom Eingangsanschluß 5 das Helligkeitssignal. Die Kollektoren der Transistoren IR, IG und IB sind mit den Ausgangsanschlüssen 6R, 6G und 6B verbunden.

Bei einer solchen Schaltung fließen Parbdifferenzsignalströme der Parbdifferenzsignale R-Y, G-Y und B-Y in den pnp-Translstoren IR, IG und IB, wobei sie einem Helligkeitssignalstrom des Helligkeitssignales Y überlagert sind; damit ergeben sich an den Ausgangsanschlussen 6R, 6G und 6B Rot-, Grün- und Blaufarbesignale R, G und B. Eine bekannte Matrixschaltung, wie in Pig.l dargestellt, verwendet npn-Transistoren IR, IG und IB und den im Leitfähigkeitstypus hiervon abweichenden Transistor 3» dadurch ist es äußerst schwierig, die Matrixschaltung als integrierte Schaltung herzustellen. Es ist nämlich üblich, die npn-Transistoren IR, IG und IB auf einem n-Halbleiter-Substrat und den pnp-Transistor 3 auf einem p-Halblelter-Substrat herzustellen.

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Durch die Erfindung soll demgegenüber eine Matrixschaltung geschaffen werden, die mit den Transistoren desselben Leitfähigkeitstyps arbeitet, so daß die Transistoren auf demselben Halbleiter-Substrat hergestellt werden können und die Anordnung damit für eine integrierte Schaltung geeignet 1st.

Anhand von Pig.2 sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Die Emitter der npn-Transistoren 8 und 9 sind miteinander über Widerstände 10 und 11 verbunden. Der Kollektor eines npn-Transistors 12 ist an den Verbindungspunkt der Widerstände 10 und 11 angeschlossen; der Emitter des Transistors 12 liegt an Masse. Mit dem Emitter des Transistors 9 ist eine Stromquelle 17 verbunden, die einen bestimmten Strom erzeugt. Der Kollektor des Transistors 8 ist über einen Widerstand 8 an einen Gleichstromanschluß 15 angeschlossen und mit einem Ausgangsanschluß 16 verbunden. In entsprechender Weise ist der Kollektor des Transistors 9 mit einem Gleichstromanschluß 15' verbunden; die Basis des Transistors steht über einen Vorspannungswiderstand 18 ebenfalls mit diesem Gleichstromanschluß 15' in Verbindung und ist über einen Vorspannungswiderstand 19 an Masse angeschlossen. Die Werte der Widerstände 18 und 19 sind so gewählt, daß das Basispotential des Transistors 9 einen vorgegebenen Wert besitzt, beispielsweise dem Gleichspannungs-Basispotential des Transistors 8 entspricht, In diesem Falle bilden der Transistor 9 und die an seinen Emitter angeschlossene Stromquelle 17 eine Gleichstrom-Konstantspannungsquelle; dies bedeutet, daß eine Batterie an den Kollektor des Transistors 12 über den Widerstand 11 angeschlossen ist. Solange sich der Transistor 9 im leitenden Schaltzustand befindet und Kollektorstrom fließt, ist das Basispotential des Transistors 9 konstant vorgespannt; der Emitter befindet sich daher auf einem konstanten Potential, abhängig

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vom Basispotential. Demgemäß werden der Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 9 und der Stromquelle 17 auf einem konstanten Gleichspannungspotential gehalten, das dem Anschluß einer Batterie äquivalent ist. Betrachtet man den Stromfluß, so bewirkt ein Anstieg des über den Widerstand Il zur Stromquelle 17 fließenden Stromes eine Verringerung des Stromes im Transistor 9; eine Verkleinerung des Stromes durch den Widerstand 11 bewirkt eine Vergrößerung des Stromes im Transistor 9·

Bei dieser Anordnung werden ein Helligkeitssignal Y der Basis des Transistors 12 und ein Parbdifferenzsignal C-Y der Basis des Transistors 8 zugeführt. Das Helligkeitssignal gelangt über die Widerstände 10 und 11 zu den Transistoren 8 bzw. 9· Da die Gleichspannungs-Basispotentiale der Transistoren 8 und 9 gleich gehalten werden, wird beim Fehlen des Parbdifferenzsignales das Helligkeitssignal in Abhängigkeit vom Widerstandsverhältnis der Widerstände 10 und 11 dem Transistor 8 zugeführt. Die Transistoren 8,9 und 12 bilden einen Differentialverstärker, so daß der von der Basis des Transistors 8 abgenommene Strom des Parbdifferenzsignales C-Y über die Widerstände 10 und 11 in die Stromquelle 17 fließt. Die Stromquelle 17 ist so ausgebildet, daß ein Strom größer als ein Maximalwert von ^Ε _σ_γ/(RiO⁺¹¹Il ^ ^fließt» wenn das Parbdifferenzsignal C-Y gleich Null ist; hierbei ist E _v der Spannungewert des Parbdifferenzsignales, der der Basis des Transistors 8 zugeführt wird, während R₁₀ und R₁₁ die Werte der Widerstände 10 bzw. 11 sind. Der Parbdifferenzsignalstrom eines maximalen Wertes, der durch den Widerstand 11 fließt, kann der Stromquelle 17 zugeführt werden, ohne daß der Transistor 9 gesperrt wird, unabhängig vom Wert des dem Transistor 12 zugeführten Helligkeitssignales Y, d.h. unabhängig von dem Helligkeitssignalstrom durch den Transistor 9, selbst wenn dieser Helligkeitssignalstrom gleich Null ist. Anders ausgedrückt, kann das Parbdifferenzsignal

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des maximalen Wertes der Basis des Transistors 8 zugeführt werden. In diesem Falle kann die Stromquelle 17 durch ein Impedanzelement, beispielsweise einen Widerstand oder dgl., ersetzt werden, das durchaus die oben beschriebene Punktion der Stromquelle erfüllt.

Auf diese Weise fließen der Helligkeitssignalstrom des Helligkeitssignales Y und der Parbdifferenzsignalstrom des Parbdifferenzslgnales C-Y zum Transistor 8 und ergeben am Kollektor des Transistors 8 ein Farbsignal C, das am Ausgangsanschluß 16 abgenommen wird. Durch Verwendung von drei Paaren der Schaltung gemäß Pig.2 und ihre Speisung mit den Rot-, Grün- und Blaufarbedifferenzsignalen und dem Helligkeitssignal erhält man die Rot-, Grün- und Blaufarbesignale.

Gemäß Fig.3 wird ein veränderlicher Widerstand 10^f anstelle des Widerstandes 10 (Flg.2) benutzt. Durch Einstellung dieses veränderlichen Widerstandes 10· können die Werte des Helligkeitssignales und der Farbdifferenzsignale gleichzeitig eingestellt werden; infolgedessen können die Sättigungsgrade der an den Ausgangsanschlüssen abgenommenen Farbsignale ohne Beeinflussung ihres Farbtones geändert werden.

Bezeichnet man in PIg.3 die Werte des veränderlichen Widerstandes 10^f und des Widerstandes 11 mit R₁₀ bzw. R₁₁* die Spannung des der Basis des Transistors 8 zugeführten Farbdifferenzsignales mit E-, _v und den Helligkeitssignalstrom im Transistor 12 mit i , so ist der Ausgangsstrom 1 durch folgende Gleichung gegeben:

c-y ⁺ (¹OJy = ^R10 ^{+ R}ll

wobei M.qJ _c der Parbdifferenzsignalstrora und M.J der Helligkeitssignalstrom im Transistor 8 ist.

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Wird der Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 10' eingestellt auf R₁₀ + Δ R , so ist der resultierende Ausgangsstrom i ' durch folgende Gleichung gegeben:

c-y ⁺

^R10

^Rio ^{+ AR}io ^{+ R}ii ^E°-y ^{+ R}io ^{+ Δ R}io

wobei /IqΛ der Farbdifferenzsignalstrom und IiQ¹Iy ^der Helligkeitssignalstrom im Transistor 8 bedeuten.

Man erhält damit folgende Beziehungen: (¹OOc-V . _

^R10

fr) -*

^R10

^R10^{+ AR}10

das heißt:

froOc-i

= ¹O* = ^R10

c-y I/O j ^ ¹O ^R10 ^+AR10 ^+R11

Das Helligkeitssignal und das Farbdifferenzsignal werden somit durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes 10' gleichzeitig im selben Verhältnis eingestellt; die Parbsignale ändern sich daher nur in ihrem Niveau und damit im Sättigungsgrad, nicht jedoch im Farbton.

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Pig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Transistoren 9 und 21 in Darlington-Schaltung anstelle des Transistors 9 (gemäß Pig.2 und 3) verwendet, wodurch die Impedanz des Helligkeitssignalweges verringert und damit die HP-Charakteristik verbessert wird.

In Fig.5 ist eine Farbsignal-Ausgangsschaltung für einen Dreifarben-Pernsehempfanger veranschaulicht, die die Färbsignale R, O und B aus den Parbdifferenzsignalen R-Y, G-Y und B-Y unter Verwendung der erfindungsgemäßen Matrixschaltung (gemäß Pig.3) erzeugt. In Fig.5 sind gleiche EIe-A mente mit denselben Bezugszeichen wie in Fig.3 bezeichnet, "' wobei jedoch die Indices R,Q bzw. B hinzugefügt sind. In diesem Falle werden die Farbdifferenzsignale R-Y, O-Y und B-Y der Basis der Transistoren 8R, 80 und 8B über Eih gangsanschlüsse *L· -, ^η.γ ^und ^n-Y ^und ^⁸¹⁸ ^eHig^ei^³-signal Y der Basis der Transistoren 12R, 12G und 12B zugeführt, so daß man an den Ausgangsanschlüssen l6R, 160 und 16b die Parbsignale R, G und B erhält. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Werte der Farbsignale R, G und B unabhängig durch die veränderlichen Widerstände 10¹R, 10¹G und 10¹B eingestellt werden. Das dargestellte AusfUhrungsbeispiel besitzt damit den Vorteil einer getreuen Farbwiedergabe, verbunden mit der gleichzeitigen Niveaueinstel-W lung des Helligkeitssignales und der Farbdifferenzsignale im selben Verhältnis.

Die Schaltungen, die die Transistoren 9R, 90 und 9B mit den Stromquellen 17R, 170 und 17B verbinden, können für die Transistoren 8R, 8G und 8B in eine Schaltung zusammengefaßt werden.

Fig.6 zeigt eine Parbausgangsschaltung ähnlich der In Fig.5, die Jedoch Transistoren 9 und 21 in Darlingtonschaltung anstelle der Transistoren 9R, 9G und 9B verwendet, ferner eine

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Videoverstärkerschaltung als gemeinsame Stromquelle für die einzelnen Farbsignale. Zur Stabilisierung der Vorspannung sind Dioden 22 vorgesehen. Die Wirkungsweise und die Vorteile dieser Schaltung entsprechen denen des zuvor erläuterten Ausführungsbeispieles.

Wenngleich die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit npn-Transistoren erläutert wurde, so versteht es sich, daß statt dessen auch pnp-Transistoren benutzt werden können.

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Claims

Patentansprüche

Matrixschaltung zur Erzeugung von Färbfernsehsignalen für eine Kathodenstrahlröhre, mit einem ersten und einem zweiten Transistor desselben Leitfähigkeitstyps mit einer ersten, zweiten und dritten Elektrode, wobei die erste Elektrode der Transistoren an eine Gleichstrom-Spannungsquelle angeschlossen ist und die zweiten Elektroden der Transistoren miteinander über ein Impedanzelement verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß ein dritter Transistor desselben Leitfähigkeitstyps wie der erste und zweite Transistor vorgesehen ist, der gleichfalls eine erste, zweite und dritte Elektrode aufweist, von denen die erste Elektrode mit dem einen Anschluß des Impedanzelementes verbunden 1st, daß ferner eine mit dem anderen Anschluß dieses Impedanzelementes verbundene Einrichtung vorgesehen ist, die einen Strom von vorbestimmten Wert durch das Impedanzelement hindurchfließen läßt, daß ferner eine Einrichtung vorhanden ist, die eine konstante Gleichspannung der dritten Elektrode des zweiten Transistors zuführt, ferner eine Einrichtung zur Zuführung eines Farbdifferenzsignales und eines Helligkeitssignales zu den dritten Elektroden des ersten bzw. dritten Transistors, so daß an einem Ausgangsanschluß der Schaltung ein primäres Farbsignal gewonnen wird.

2.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Impedanzelement zwischen der zweiten Elektrode des ersten Transistors und dem erstgenannten Impedanzelement angeordnet 1st.

3.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Impedanzelement veränderlich 1st.

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M.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Elektrode des ersten, zweiten und dritten Transistors durch Kollektor, Emitter und Basis gebildet werden.

5.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß mit der ersten Elektrode des ersten Transistors verbunden ist.

6.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode des zweiten Transistors mit einem Gleichspannungspotential gleich dem der dritten Elektrode des ersten Transistors gespeist wird.

7.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Stromflusses durch das Impedanzelement einen Strom erzeugt, der größer als der Maximalwert des durch das Parbdifferenzsignales erzeugten Stromes ist.

8.) Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Stroraflusses ein Impedanzelement' enthält.

9.) Schaltungsanordnung, gekennzeichnet durch drei Schaltungen gemäß Anspruch 1.

10.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Impedanzelement zwischen der zweiten Elektrode des ersten Transistors und dem erstgenannten Impedanzelement angeordnet ist.

11.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Impedanzelement veränderlich ist.

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12.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Schaltungen unterschiedliche Primärfärbsignale erzeugen.

13.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Schaltungen einen zweiten Transistor und eine Stromflußeinrichtung gemeinsam aufweisen.

14.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromflußeinrichtung eine Videoverstärkerschaltung ist.

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