DE2146089A1 - Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Farbbildern am Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Eindringtiefe der Elektronen - Google Patents

Description

FPHN.^231.

jw/evh.

Dipl.-lng. ERICH E. WALTHER 2146089

, Li, ^

J- 5231

Anmeldunfl vom» 14» Sept. 1971

Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Farbbildern am Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Eindringtiefe der Elektronen,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Farbbildern am Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Eindringtiefe der .ülektronen» wobei am Bildschirm durch Steuerung der Eindringtiefe der Elektronen in einer zu-' sammengesteilten Leuchtschicht, die den Schirm bildet, ein richtiges Bild mit unterschiedlichen Farbtönen und die Farbänderung dea wiedergegebenen Bildes durch Aenderung der Anodenspannung der Elektronenstrahlröhre erhalten wird, welche Schaltungsanordnung mit Umschalt- und Korrekturkreisen zur Erhaltung eines in seiner Grosse und Leuchtdichte richtigen Bildes im genannten Farbton versehen ist«

Ea ist bekannt, dass in einer derartigen Röhre ein Elektronenstrahl, der im allgemeinen durch ein zwischen einem Wehnelt-Zylinder und

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einer Anode vorhandeneg Gitter fokussiert wird, das Bild an einem zusammengestellten Schirm erzeugt. Das Aufleuchten und Jrlöachen des Lichtfleckens wird durch ein von einem Videoverstärker herrührendes Signal gesteuert. Die den Schirm bildende zusammengestellte Schicht wird durch eine Anzahl je einem bestimmten Farbton entsprechender Elementarschichten gebildet. Der aufleuchtende Farbton hängt also von der Eindringtiefe des Strahles ab; diese Tiefe wird durch eine geeignete Modulation der Anodenspannung der Röhre mittels einer Schaltungsanordnung für die Hochspannung zusammen mit einer Anzahl Korrekturkreise geregelt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Steuerung der Umschalt- und Korrekturkreise.

Eine Farbbildwiedergaberb'hre mit unterschiedlichen Eindringtiefen des Elektronenstrahls zur Wiedergabe einer Anzahl von Farbtönen ist in der französischen Patentschrift 1.512.634 insbesondere zur Verwendung in einem Farbfernsehempfänger beschrieben worden. Der beschriebene Empfänger ist für das SECAM-System konstruiert worden. Während einer Bildperiode hat die Anodenspannung der Farbwiedergaberöhre einen bestimmten Wert zur Erhaltung einer bestimmten modulierten Aufleuchtung des Schirms der Röhre in dem betreffenden Farbton.

Wie in der genannten Patentschrift beschrieben wurde, werden die unterschiedlichen Farbtöne durch eine Beschleunigung der Elektronen mit verschiedenen Geschwindigkeiten erzeugt, die derart gewählt werden, dass die Elektronen selektiv bis an die die unterschiedlichen Farbtöne erzeugenden Schichten vordringen. Die Elektronen mit der geringsten Geschwindigkeit dringen nur bis zu der einer Kathode am nächsten liegenden Schicht vor, so dass nur diese Schicht zum Aufleuchten gebracht wird. Die Elektronen mit der höchsten Geschwindigkeit dringen bis zu der am weitesten von der Kathode liegenden Schicht

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vor , wodurch sämtliche leuchtenden Schichten erregt werden.

Dabei tritt das Problem auf, dass die Elektronen mit hoher Geschwindigkeit in einem bestimmten Ablenkfeld weniger stark abgelenkt werden als Elektronen mit geringerer Geschwindigkeit. Zur Erhaltung eines bestimmten Ausgleiches ist dadurch das von Elektronen mit höherer Geschwindigkeit abgetastete Bild kleiner als das von Elektronen mit geringerer Geschwindigkeit abgetastete Bild, so dass das durch Elektronen mit höherer Geschwindigkeit erzeugte Bild nicht mit dem von den Elektronen mit geringerer Geschwindigkeit erzeugten Bild zusammenfallen wird.

Zur Erhaltung einer Koinzidenz der Bilder schafft die

genannte Patentschrift eine Elektronenröhre, die eine Korrekturanordnung für die Information im Augenblick einer Farbänderung pro Bild enthält, welche Anordnung insbesondere einen Schaltkreis für die Hochspannung und einen Ablenkkorrekturkreis enthält.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht nur auf die Verwendung einer 'Farbwiedergabeelektronenröhre in einem Farbfernsehempfänger, sondern auch auf die Sichtbarmachung von Symbolen oder Zeichen am Schirm einer derartigen Röhre. Der Schirm lässt dabei verschiedenartig gefärbte Bildteile nach WunBch aufleuchten.

Die Symbole, Figuren bzw. Buchstaben können auf oszilloskopischem Wege in gezogenen Linien, welche die Symbole bzw. Buchstaben bilden, am Schirm erhalten werden oder durch eine Bildabtastmethode, wobei der Elektronenstrahl ausgetastet oder mit nur einem bestimmten gewünschten Leuchtdichtewert vorhanden ist, der im Gegensatz zum Fernsehsystem nicht moduliert wird.

Bei Aenderung der Anodenspannung der Röhre zur Aenderung des Farbtones des wiedergegebenen Έί". .,es bleibt eine bestimmte Anzahl

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von Grossen vorhanden, wodurch das Bild verzerrt wird. Zur Beibehaltung eines einwandfreien Bildes müssen also mehrere Korrekturen durchgeführt werden, da in einer Elektronenstrahlröhre der Wert der Anodenapannung die Ablenkempfindlichkeit, die Fokussierung, die Leuchtdichte des Fleckens usw. beeinflusst.

Es ist deswegen notwendig, Korrekturen jeder dieser

Grossen durchzuführen und zwar bei einer Aenderung des Anodenspannungswertes zum Uebergang auf einen anderen Farbton. Die Fokkusierung des Lichtfleckens rindert sich beispielsweise bei jedem Wert der an die Anode angelegten Spannung, wodurch eine Bildverzerrung auftritt.

Zur Beibehaltung einer guten Fokussierung des Fleckens muss die an eine Fokussierungselektrode angelegte Spannung jedem Wert der angelegten Anodenspannung entsprechend korrigiert werden.

Andererseits muss entsprechend dem gewählten Farbton

die Ablenkung angepasst werden und zwar zur Vermeidung davon, dass das Ablenksystem bei einer höheren Anodenspannung eine kleinere Figur erzeugt.

Ausserdem ändert sich die erhaltene Leuchtdichte mit dem Farbton, was unerwünscht ist.

Es ist also notwendig, die Intensität des Elektronenstrahlee bei einer Aenderung des Farbtones zu ändern um zu erhalten, dase die unterschiedlichen gleichzeitig wahrgenommenen Farbtöne denselben Lichteindruck machen.

Bei einem Elektronenröhrenwiedergabesystem werden die Steuersignale gebildet durch

- das Horizontal-Ablenksignal (S ),

- daa Vertikal-Ablenksignal (S ),

- das Signal zum Aufleuchten bzw. Löschen des Fleckens unter Ansteuerung eines Videoverstärkers.

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Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Vereinigbarkeit dieser Steuersignale bei einer Farbröhre erhalten worden, wie diese bei Verwendung einer üblichen Schwarz-Weias-Röhre vorhanden sind.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung weist das Kennzeichen auf, dasa sie ein Farbinformationsregiater enthält, daa durch ein Eh-Bit-Farbinformationssignal gesteuert wird und dessen Auagang zum Steuern der Umschalt- und Korrekturkreise daran angeschlossen ist.

Der Unterschied mit den obengenannten Steuersignalen besteht in der Hinzufügung eines einzigen Farbinformationaaignals zur Bestimmung des sichtbar zu machenden Farbtons. Zum Wählen einea Farbtons aus vier möglichen Farbtönen reicht ein aus zwei Bits bestehendes Signal aua (2=4 for π ■ 2); zum Wählen eines Farbtons in einem System mit fünf bis acht Farbtönen wird ein aua drei Bits bestehendes Färbinformationssignal verwendet (2 = 8), welche Möglichkeiten im Rahmen dieser Erfindung liegen.

Die erfindungsgemäßae Wiedergabeanordnung weist weiter das Kennzeichen auf, dasa der Ausgang des Farbinformationsregistera einerseits mit einem Bezugsapannungagenerator und andererseits mit einem Ablenksystem mit einer veränderlichen Auagangaleistung verbunden ist, welches System an Ablenkapulen der Elektronenstrahlröhre angeschlossen iat, wobei der Ausgang des Bezugsspannungageneratora parallel an einen Leuchtdichtekorrekturkreis angeschlossen ist, der die Spannung an einem Wehnelt-Zylinder der Elektronenstrahlröhre steuert, und an einen Kreis für eine schnelle Umschaltung einer Hochspannung, dessen Ausgang einerseits mit einer Anode der Elektronenstrahlröhre und andererseits mit einem automatisch funktionierenden Fokussierungekorrekturkreis verbunden ist, dessen Ausgang an eine Fokuasierungselektrode angeschlossen iet.

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Nach der Erfindung wird der Farbton durch die Anodenapannung der Slektronenstrahlröhre bestimmt, die von einem Kreis für eine schnelle Umschaltung der Hochspannung geliefert wird. Zur Vermeidung von Flinunererscheinungen wird das Bild mit einer Frequenz von beispielsweise 50 Hz wiederholt. Aus diesem Grunde muss ein vollständiges Bild innerhalb einer Zeit geschrieben werden, die kllrzer ist als die sogenannte Bildzykluazeit ( in diesem Fall 20 ms).

Sin logisches Steuersystem, auf das sich diese Erfindung nicht bezieht, erzeugt Signale, die für die aufeinanderfolgenden Elementar-Bildteilchen notwendig ist und ordnet diese entsprechend ihrem Farbton.

Wahrend eines Bildzyklus nimmt die Anodenspannung nacheinander die Werte an, die jedem Farbton entsprechen und zwar während der Zeit, die for die Bilder dieser Farbtone notwendig ist.

Dadurch, dass die Anzahl Umschaltungen der Anodenspannung auf ein Minimum beschränkt wird, wird der Zeitverlust beim Schreiben infolge der Umschaltzeit der Anodenspannung ( in welcher Zeit nicht geschrieben werden kann) auf ein Minimum beschränkt.

Nach der vorliegenden Erfindung werden die Korrekturkreise zur Beibehaltung eines richtigen Bildes während der scheinbar gleichzeitigen Wiedergabe der Bildteile mit unterschiedlichem Farbton durch die nachstehend genannten Kreise gebildet und zwar:

- einen Leuchtdichtekorrekturkreis, der die Intensität des iilektronenstrahla entsprechend dem Farbton ändert; dieser Kreis wirkt auf den Wehnelt-Zylinder der Elektronenstrahlröhre ein, wodurch der gleiche Videoverstärker verwendbar ist wie ia Falle einer Monochromröhre zur Steuerung der Anodenspannung, also beim Aufleuchten bzw. Erlöschen des LichtfleckenB;

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- einen automatisch funktionierenden Fokussierungskreis der unter unnittelbarer Steuerung der Anodenspannung der Fokussierungselektrode eine Spannung liefert, die bei jedem Wert der Anodenspannung eine gute Fokussierung des Lichtfleckens ergibt;

- einen Ablenkkreis mit veränderlicher Verstärkung, der

die Ablenkspulen der Röhre derart beeinflusst, dass die Ausgangsleistung der Ablenkapannungsverstärker entsprechend jedem Farbton geändert wird und eine dem Eingang des Ablenksystems zugeftihrte Wellenform am Schirm unabhängig vom Farbton tiberlagerbare Bilder liefert.

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigeni

Fig. 1 ein allgemeines Schaltbild einer Ausführungsform der erf indungsgemttssen Schaltungsanordnung; darin sind die Verbindungen 7wischen den verwendeten Schaltkreisen angegeben;

Fig. 2 ein Beispiel der sogenannten oszilloskopischen Gestalt der Signale am Eingang der Ablenkverstärker (horizontal S ' und vertikal S ·) zum Zeichnen des Buchstaben C;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Uebereinstimmung zwischen den Werten eines Farbtons (mit zwei Bits), den Werten der Bezugsspannung V , und den Werten der Anodenspannung V der betreffenden Farbtöne während eines Bildzyklus T darstellt;

Fig. 4 den Verlauf einer Fokussierungsapannung V- für einen konstanten älektronenstrom für jeden Farbton (j_) und einen anderen zu einer allmählichen Erhöhung des Slektronenstromes bei Verringerung der Anodenspannung V_ (2) gehörenden Verlauf;

Fig. 5 eine Aueführungsform der Korrektur- und Umschaltkreise der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemSssen Schaltungs-

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anordnung zur Sichtbarmachung von Farbbildern mittels einer Elektronenstrahlröhre 1.

Zwei Schichten aus in unterschiedlichen Farbtönen aufleuchtendem Material 3 und 4 sind am Schirm 2 der Röhre 1 angebracht. Die durch die Differenzspannung zwischen einer Anode 8 und einer Kathode 5 beschleunigten Elektronen bekommen eine kinetische Energie, die der Anodenspannung V proportional ist und geben diese Energie im Leuchtmaterial ab, das dadurch Licht ausstrahlt..Die Röhre 1 ist mit einer Wehneltelektrode 6 und mit einer Fokussierungselektrode 7 versehen, die die Elektronen beeinflussen.

Bei einer niedrigen Anodenspannung V werden die Elektronen

EL

weniger beschleunigt, so dass sie ihre Gesamtmenge an Energie an der ersten Schicht 3 öes Leuchtmaterials abgeben, der sie auf ihrer Bahn begegnen. Das ausgestrahlte Licht hat dann den Farbton der ersten Schicht 3.

Bei einem hohen Wert von V werden die Elektronen stärker beschleunigt, so dass sie bis zur zweiten Farbschicht 4 vordringen. Da die Lichtausbeute der zweiten Schicht 4 viel grosser ist als die der ersten Schicht 3» hat das ausgestrahlte Licht einen Farbton, der dem Farbton der zweiten Schicht 4 annähert.

Die Röhre 1 kann beispielsweise eine Schicht 3 und eine Schicht 4 aufweisen, die rotes bzw. grünes Licht ausstrahlen. Je nach der Anodenspannung V kann das ausgestrahlte Licht beispielsweise den nachfolgenden Farbton aufweisen:

- Rot bei V_a = 6 kV,

- Orange bei V_n = 8 kV,

- Gelb bei V_D = 10 kV,

- Grün bei V_n = 14 kV.

ει

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Fig. 1 zeigt zugleich die Korrekturkreise zur Erhaltung eines richtigen Bildes während der scheinbar gleichzeitigen Wiedergabe der Teile mit unterschiedlichen Farbtönen und die Verbindungen zwischen diesen Kreisen.

In der Reihenfolge der Steuersignale für die Elektronenstrahlröhre 1 befinden sich von links nach rechts zwischen der Kathode 5 und der Anode 8:

- ein Videoverstärkerkreis 11, der durch ein Videosignal gesteuert wird und auf bekannte Weise den am Schirm 2 sichtbar zu machenden Flecken aufleuchten bzw. erloschen lässt}

- ein Farbinformationsregister 22, das durch ein Farbinformationssignal gesteuert wird und dessen Ausgang einerseits mit einem Bezugsspannungsgenerator 24 und andererseits mit einem Ablenksystem 13 mit veränderlicher Verstärkung verbunden ist; der Ausgang des Bezugsspannungsgenerators 24 ist einem Leuchtdichtekorrekturkreia 28, der die Spannung der Wehneltelektrode 6 der Röhre 1 steuert, und einem Kreis 26 für eine schnelle Umschaltung der Hochspannung V„_, die von einem Hochspannungsspeisekreis 25 abgegeben wird, parallelgeschaltet; der Ausgang des Umschaltkreises 26 ist mit der Anode 8 der Röhre 1 und mit einem automatisch funktionierenden Fokussierungskorr-ekturkreis 27 verbunden, dessen Ausgang mit der Fokussierungselektrode 7 verbunden iet, die in der Röhre 1 in der Bahn der Elektronen zwischen der Wehneltelektrode 6 und der Anode 8 liegt.

Das obengenannte System I3 mit einer veränderlichen Ausgangsleistung enthält zwei identische Schaltungsanordnungen, von denen die eine an ihrem Eingang ein Horizontal-Ablenksignal S empfängt und am Ausgang ein Steuersignal für die Horizontal-AbleriKspule 19 liefert, und von denen die andere an ihrem Eingang auf gleiche Weise

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ein Vertikal-Ablenksignal S empfängt und am Ausgang ein Steuersignal für die Vertikal-Ablenkspule 19 liefert. Jede dieser identischen ^: Schaltungsanordnungen enthält einen Verstärkungskorrekturkreis 15 (15 und 15 )» der voa obengenannten Farbinformationssignal gesteuert wird, und einen Ablenkspannungsverstärker 17 0? und I7 )» der die

* y

vom obengenannten Korrekturkreis I5 herrührenden Signale empfängt und die Signale S¹ und S¹ weiterleitet, welche die Ablenkspule 19 der

χ y

Röhre 1 steuern.

Fig. 2 zeigt ala Beispiel die Wellenform der Signale S¹ und S¹ am Eingang der Ablenkverstärker 17 zum Schreiben eines Buchstäben "C" durch eine Reihe von kleinen tDlementarvektoren. Es dürfte einleuchten, dass diese Signale entsprechend dem zu schreibenden Zeichen eine veränderliche Form aufweisen werden.

Diese Schreibmethode unterscheidet sich von der bei Fernsehen, wobei der Lichtflecken ein Bild zeilenweise abtastet und das Bild durch die Modulation des Aufleuchtens des Fleckens beim Durchgang durch jeden Punkt des Schirms 2 gebildet wird, in welchem Fall die Horizontal- und Vertikal-Ablenksignale eine Sägezahnform aufweisen, was als besonderer Fall der Lagenveränderung des Fleckens betrachtet werden kann.

Zum Zeichen von nur Symbolen oder Zeichen, wie beispielsweise den Buchstaben C, ist auch eine Zeilenabtastung eines Bildes anwendbar, wobei die Figuren ausschlieaslich durch das Aufleuchten bzw. Erlöschen des Fleckens erhalten werden, also ohne die Modulation, die normalerweise bei Fernsehen durchgeführt wird.

Fig. 5 zeigt deutlich den Zusammenhang zwischen den unterschiedlichen Werten des Farbkodes mit zwei Bits* 00 01 10 11

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und den Werten der Bezugaspannung V „ (100, 71, 57 und 43 V) und der Anodenapannung V (14, 10, 8 und 6 kV), die zu den vier Farbtönen»

el

Grün, Gelb, Orange und Rot gehören, in einer η » 2 Bits-Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung und der Wellenform der Anodenspannung V während eines Bildzyklus T , auch als Schreibzyklus bezeichnet, mit einer Dauer von beispielsweise 20 ms. Die for jeden Farbton bestimmte Schreibzeit ist nicht die gleiche, da in den meisten Fällen das am Schirm 2 wiedergegebene Bild nicht aus gleichen Streckenlängen bzw. Oberflächen für jeden Farbton zusammengestellt wird,

Selbstverständlich können bei einem anderen Bild diese StreckenverhältniBse jedes Farbtons verschieden sein, wShrend die in Fig. 3 angegebenen Zeiten für jeden Farbton andere Werte aufweisen können.

Ein wesentlicher Vorteil des Kreises für eine schnelle Umschaltung der Hochspannung gemäas der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dadurch zum Schreiben jedes Farbtons eine veränderliche Dauer möglich ist. Da das Bild mit einer Frequenz von 50 Hz geschrieben wird, wird jede Flimmererscheinung vermieden.

Die Farbinformation wird dem Eingang des Systems in Form eines Kodesignals von zwei Bits, das das Farbinformationsregister 22 erregt, zugeführt, wobei die Kombination von logischen Zuständen (1 oder O) in kodierter Form die vier unterschiedlichen Farbtöne darstellt.

Fig. 5 zeigt detailliert einige Teile der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Die vom Farbinformationaregiater 22 gelieferten Signale werden dem Eingang des Bezugsspannungageneratora 24 und dem Eingang der Korrekturkreise I5 dea Ablenksysteme I3 zugeführt.

Der Bezugsepannungsgener ior 24 wird durch einen einfachen

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Kreis mit zwei Tranaistoren T₁ und T₂ gebildet, deren Basiselektroden durch die digitalen Werte des Farbinformationssignals des Registers einzeln gesteuert werden, wahrend jede der Emitterelektroden geerdet und jede der Kollektorelektroden mit einem gemeinsamen Punkt Q über die Widerstände 38 bzw. 39 verbunden ist. Der genannte gemeinsame Punkt Q ist zugleich mit einer Speisespannung V Über einen Widerstand und mit einer Ausgangsleitung verbunden, welche die gewünschte Bezugsapannung V _f zum Leuchtdichtekorrekturkreis 28 und zum Hochspannungsumschaltkreis 26 fUhrt.

Der Bezugsapannungagenerator 24 bildet ein Glied zwischen dem Regiater 22 und dem Hochapannungsumschaltkreia 26. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, dient der Generator 24 zur schnellen Zufuhr von vier stabilen Spannungspegeln entsprechend dem Farbkode, welche Pegel zwischen 0 und 120 V liegen können und im betreffenden Beispiel zwischen 40 V und 100 V liegen. Die Spannungspegel werden dadurch erhalten, dass die Transistoren T₁ und T„ gesondert oder zusammen gesperrt bzw. leitend sind.

Der Kreis für die schnelle Umschaltung der Hochspannung (26) dient zur Speisung der Anode 8 der Elektronenstrahlrohre 1 mit einer einstellbaren stabilen Spannung V , die der Bezugsspannung V „ (Fig. 3) proportional ist und die es ermöglicht, mit der -ülektron en strahlröhre 1 mit veränderlicher :Cind ringtiefe der Elektronen die unterschiedlichen Farbtöne zu erhalten.

Der Kreis 26 enthält drei Trioden 31» 32 und 33; die Anode der mittleren Triode 32 ist unmittelbar mit der Hochspannung V„_m, die vom Speisekreis 25 herröhrt, verbunden, während die Kathode der Triode 32 einerseits über drei Widerstände 35, 36 und 37 in Reihe mit ürde und andererseits mit der Anode 8 der Röhre 1 verbunden ist.

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Die Anode der Triode 31 ist an die Hochspannung ν"ττ_φ über einen Widerstand 34 und an das Gitter der mittleren Triode 32_f welche eine Spannung V₂ führt, angeschlossen. Die Kathode der Triode 31 ist mit der Bezugaapannung V ~ verbunden Und ein Punkt K zwiachen den Widerständen 35 und 36 der reihengeschalteten Widerstände 35» 36 und ist mit dem Gitter der Triode 31 verbunden, das eine Spannung V. führt. Die Anode der Triode 33 ist an eine Verbindungaleitung zwischen der Kathode der Triode 32 und der Anode 8 der Röhre 1 angeachloasen. Im Schaltbild bildet ein Kondensator C die Kapazität der Anode 8 < der Röhre 1 gegenüber ärde. Die Kathode der Triode 33 führt die Bezugsspannung V «. Zum Schluaa ist das Gitter der Triode 33 mit einem Punkt L zwischen den Widerständen 36 und 37 der reihengeschalteten Widerstände 35, 36 und 37 verbunden.

Der Hochspannungaumachaltkreia 26 funktioniert wie folgt: bei statiachem Betrieb ist nur die Triode 33 gesperrt und die Widerstände 35, 36 und 37 bilden einen Gegenkopplungakreis, der die Wirkung des Systems derart bestimmt, dass die Anodenspannung V der Spannung V

a \

der Triode 3I proportional ist.

Die verwendeten Trioden 31» 32 und 33 sind derart, dass ihre Gitter-Kathoden-Differenzspannung gegenüber der Anoden-Kathoden-Bpannung vernachlässigbar ist. Wenn sie leitend sind, kann also geschrieben werden» V_n £ V_ und V₁ Ä V _

a c. ι rei ·

Die Triode 32 verringert den Einfluss des Anodenstromee I

auf den Wert der Anodenspannung V_ und die Art und Weise, wie die Anodenspannung V mittels der Gegenkopplung bestimmt wird, macht V

α β

in äusaerst gerjngem Masse empfindlich gegen Schwankungen der Speisespannung V„ (ia betreffenden Spannungagebiet).

Während einer Umschaltung ist die Wirkung wie folgtt

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In der Annahme, daas die Bezugsspannung V _ plötzlich einen höheren Wert erhält, ist, da die Anodenspannung V noch nicht geändert ist,

ex

der Spannungsunterschied zwischen dem Gitter und der Kathode der Triode 3I derart, dass diese Röhre gesperrt wird. Die Gitterspannung V_? der Triode 32 wird maximal. Die Streukapazität C der iülektronenatrahlröhre 1 wird dann ober den Innenwiderstand der Triode 32 geladen, welcher Widerstand in diesem Fall niedrig ist, wodurch die Anoden-

spannung V₀ schnell zunimmt« Diee hört auf, wenn die Anodenspannung V a a

einen ausreichenden Wert erreicht um die Gitterspannung V₁ der Triode 3"! einen ausreichend hohen Wert erreichen zu lassen um aufs neue die Triode 3I leitend zu machen. Das System erreicht dann einen neuen Gleichgewichtszustand·

Angenommen wird nun, dass die Spannung V _ plötzlich einen viel weniger hohen Wert erhält. Die Triode 3I wird mehr leitend gemacht und die Gitterspannung Vp der Triode 32 sinkt. Die Triode wird gesperrt. Die Triode 33 wird leitend und macht eine Entladung der Kapazität C möglich. Die Triode 33 wird aufs neue gesperrt, wenn die Anodenspannung V niedrig genug ist um die Gitterspannung der

Si

Triode 33 einen Wert, nahezu entsprechend der Bezugsspannung V _, annehmen zu lassen. Das System erreicht aufs neue einen Gleichgewichtszustand.

Der Kreis 26 ermöglicht es also, den stabilen Wert der Spannung V_& zu erhalten, der zur Speisung der Anode 8 der Elektronenstrahlröhre 1 notwendig ist.

Die Umschaltung der Anodenspannung V muss schnell erfolgen. Die Umschaltzeit wird durch die Zeitkonstante RC bestimmt, wobei C die Kapazität der Anode 8 der Elektronenstrahlröhre 1 gegenüber iürde und R den Widerstand darstellen, der über diese Kapazität

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bei Umschaltung geladen und entladen wird.

Der Kreis 26 für die schnelle Umschaltung der Hochspannung wird den Stromverbrauch im Ruhezustand auf ein Minimum beschränken und zwar durch Verwendung der Widerstände 35» 3^ und mit einem hohen Wert und die Umschaltzeit ist durch die künstliche Verringerung dee Widerstandes R im Augenblick der Umschaltung verringert. Dies ermöglicht es, eine nicht geregelte hohe Speisespannung zu verwenden» was eine Einsparung bedeutet.

Die vom Umschaltkreis 26 gelieferte Anodenspannung V

ist äusserst unempfindlich gegen Schwankungen der Speisespannung V„_ und gegen Schwankungen des Wertes des Anodenatromes I der iClektronen-

EL

strahlröhre 1.

Der automatische Fokusaierungskreis 27 nach Fig. 5 dient zur Lieferung der Fokussierungsspannung V_ , die an jeden Wert der Anodenspannung V angepasst ist.

Dieser besondere einfache Kreis ist einer ersten und einer zweiten ürfindung zu verdanken» die durch Fig. 4 näher erläutert werden.

An erster Stelle wurde festgestellt, dass der Ursprung der Graphik, welche die Aenderung der Fokussierungsspannung V-als Funktion der Anodenspannung V bei einem festen Anodenstrom I darstellt, nicht einen Wert gleich Null, sondern einen negativen Wert V„ hat. Aus einer näheren Betrachtung hat sich herausgestellt, dass die Fokussierungsspannung V- einerseits von der Anodenspannung V und andererseits von dem Anodenstrom I abhängig ist.

et

Unter diesen Umständen steht bei einem bestimmten Slektro-

nenstrom die Fokussierungsspannung V- in einem Verhältnis zur Anodenspannung V
dargestellt ist.

Anodenspannung V gemäss der linear- , Beziehung, wie diese in Fig.

CX

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Verauchsweise wurden der Wert der Fokusaierungsspannung V für jeden Wert der Anodenapannung V gefunden. Fig. 4 zeigt mit der

EL

Linie 1 die Aenderung der Fokussierungsspannung V„ die für einen konstanten Anodenstrom mit einem Mittelwert erforderlich ist.

Da die Fokussierungsspannung V„ von der iDlektronenstromintensität abhängig ist, wird eine andere Linie 2_ erhalten und zwar bei einer allmählichen Erhöhung des iülektronenstromes, wie durch den Leuchtdichtekorrekturkreis 20 erhalten werden kann wenn die Anodenspannung V_n abnimmt.

Die zwei resultierenden Linien J_ und 2_ sind nahezu gerade Linien und die Fokussierungsspannung V_ kann automatisch mittels der Anodenspannung V₀ durch die in Fig. 5 angegebene Schaltung erhalten werden.

Der automatische Fokussierungskorrekturkreis 27 enthält drei reihengeschaltete Widerstände 41, 42 und 43» die zwischen der von dem Hochspannungsumschaltkreis 26 herrührenden Anodenspannung V

und der einstellbaren negativen Spannung V„ eine Widerstandsbrücke bilden, wobei der mittels der Kurve 2_ zu bestimmende Wert dieser negativen Spannung zwischen O und -3OO V liegt. Die Ausgangsleitung, welche die gewünschte Fokussierungsspannung V„ liefert^ ist an den als Potentiometer ausgebildeten Widerstand 42 angeschlossen, durch den in erster Instanz der gewünschte Wert der Fokussierungsspannung V eingestellt werden kann.

Die obengenannten Widerstände 41 und 43 » d&s Potentiometer 42 und die negative Spannung V_n werden derart gewählt und eingestellt, dass bei jedem Wert der Anodenspannung V , der einem durch das Farbinformationssignal bestimmten Farbton entspricht, der genannte Kreie automatisch die richtige Fckussierungsspannung entsprechend

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Kurve 2 nach Fig. 4 liefert.

Der Kreis 27 hat zwei wesentliche Vorteile: er hat einen einfachen Aufbau und daa Entnehmen der Fokussierungsspannung V„ an der Anodenspannung V , wodurch der Gebrauch einer zweiten Hoch-

ei

spannungaquelle vermieden wird.

Der Leuchtdichtekorrekturkreis 28 nach Fig. 5 ist vom Speisekreis der Kathode 5 der Elektronenstrahlröhre 1 unabhängig. Der Kreis 28, der von der vom Generator 24 herröhrenden Bezugsspannung V „ und folglich von dem gewählten Farbton gesteuert wird, beeinflusst den Wehnelt-Zylinder 6 derart, dass die Spannung V_y davon erhöht wird, wenn die Anodenspannung V abnimmt, so dass die Verringerung der Lichtausbeute durch eine Erhöhung des Hlektronenstromea in der Elektronenstrahlröhre 1 ausgeglichen wird.

Die Beeinflussung des Wehnelt-Zylinders 6 ist zur Vereinfachung des Speisekreises der Kathode 5 und folglich des Videoverstärkers 11 gewählt worden, der mit einer hohen Frequenz arbeiten muss. Der Leuchtdichtekorrekturkreia 28 enthält einen Transistor T_, der mit drei Widerständen 61, 62, 63 und einem Potentiometer 64 verbunden ist. Die zwei an die Basis angeschlossenen Widerstände 61 und 62 bilden eine Widerstandsbrücke zwischen der Bezugsspannung V „ und einer Spannung V.. Der mit dem Emitter verbundene Widerstand 63 wird durch eine Spannung Vj- gespeist und das mit dem Kollektor verbundene Potentiometer 64 ist an eine Spannung Vg angeschlossen. Die Anzapfung des Potentiometers 64 liefert eine Spannung V„ für den Wehnelt-Zylinder 6 der .elektronenstrahlröhre 1. Die (Basis Widerstände 61 und 62 und der (Emitter)Widerstand 63 bestimmen die Polarität des Kreises 28 derart, dass eine Aenderung der Wehnelt-Spannung V^ erhalten wird, welche die Leuchtdichte des Bildes in Abhängigkeit vom

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gewünschten Farbton korrigiert.

Daa Potentiometer 64 ermöglicht es, die Gröase dieser Spannungsänderung zu regeln.

Fig. 5 zeigt eine Ausflihrungaform dea Verstärkungskorrekturkreiaes 15t der in äas Ablenksystem 13 nach Fig. 1 aufgenommen ist. Die Verstärkungakorrekturkreiae 15 und 15 » mit je vier

χ y

einstellbaren Werten, liegen zwischen dem Farbinformationsregister und den Ablenkverstärkern 17 bzw. I7 nach Fig. 1, wobei die Ver-

x y

stärkungswerte dieser Kreise vom einfachen Farbinformationsaignal gesteuert werden.

Jeder dieser Veratarkungakorrekturkreise 15 und 15 wird

χ y

durch einen Operationsverstärker A (A und A ) mit sehr hohen Ver-

^ y

stärkungswerten mit einer hohen Eingangs impedanz und mit einem ausreichenden Durchlassband um die Ablenksignale S und S nicht zu

χ y

verzerren gebildet, äin üingang des Verstärkers A empfängt das Signal S , dessen Spannung durch V angedeutet wird, über einen Wider-

•A Jt

stand 51 und ein weiterer Eingang dieses Verstärkers A ist Über einen Widerstand 52 in einer negativen Rückkopplungsschleife mit einer Ausgangaleitung verbunden, die daa Signal S¹ als eine Spannung V liefert, während der genannte zweite Eingang des Verstärkers A ebenfalls mit vier Widerständen 53» 54» 55 und 56 verbunden ist, die parallelgeschaltet aind. Der Widerstand 53 iat unmittelbar geerdet und die drei anderen Widerstände 54» 55 und 56 sind über je einen Schalter 47» 48 bzw. 49 geerdet, welche Schalter durch eine Diodenschaltung gebildet werden, welche Schaltungeanordnung in der Durchlassrichtung oder in der entgegengesetzten Richtung in Abhängigkeit von der positiven oder negativen Polarität der zwei Spannungen V„ und Vq polarisiert werden kann. Diese Spannungen werden von einer

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- 19 - FPHN.5231.

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Dekodierechaltung 50 (50 und 50 ) geliefert die vom Farbinformations-

χ y

register 22 gesteuert wird.

Wenn R¹ der äquivalente Wert des Widerstandes 53 und der WiderstSnde 54» 55 und 56 in Parallelschaltung darstellt, wenn letztere mittels ihrer Schalter 47, 48 bzw. 49 geerdet sind, gilt die nachfolgende Beziehung:

v _v

^V X " R' ^VX
Je nachdem, ob der eine oder der andere der betreffenden Schalter 47t 48, 49 geschlossen ist oder diese Schalter alle geöffnet sind, nimmt der änuivalente Widerstand R¹ vier Werte an. Man erhält auf diese Weise vier Verstärkungswerte, einen für jeden Kodewert.

Die Schalter 47, 48 und 49 arbeiten wie folgt: iDine Brückendiodenschaltung, beispielsweise die Diodenschaltung des Schalters 49, wird in Vorwärts- oder ROckwärtsrichtung durch die Spannungen V„ und Vq vorgespannt; die Vorwärtsrichtung gilt bei einer positiven V₇ und einer negativen V_ß und die Rückwärtsrichtung gilt im umgekehrten Fall,

Die Spannungen V- und Vg werden durch die Dekodierschaltung 50 entsprechend dem Farbkode des Registers 22 und folglich entsprechend dem zu schlieseenden Schalter auf die richtige Weise jeder Diodenschaltung (47, 48 und 49) zugeführt.

Wenn die Schaltung in Vorwärts richtung vorgespannt wird, haben die angegebenen Punkte A₁ und A„ eine nahezu gleiche Spannung, während der Schalter 49 dann geschlossen ist.

Wenn die Schaltung in Rückwärtsrichtung vorgespannt wird, kann der Punkt A₁ eine willkürliche Spannung annehmen, wobei der Widerstand 56 keinen Strom liefert und der Schalter 49 dann geöffnet iat.

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- 20 - FPHN.5231.

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Die Spannungen V- und V_Q müssen höhere Absolutwerte
haben als der absolute Maximalwert der Spannung am Punkt A₁.

Ea werden in ein und demselben GehSuee angeordnete Doppeldioden verwendet; die auf diese Weise gebildeten Schalter schaffen eine grosse Genauigkeit der ganzen Schaltungsanordnung.

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Claims (1)

1. - 21 - FEHN.5231.

   2U6089

   PATENTANSPRÜCHE t

   fTj Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung von Farbbildern am Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Eindringtiefe der Elektronen, wobei am Bildschirm durch Steuerung der Eindringtiefe der Elektronen in einer zusammengestellten Leuchtschicht, die den Schirm bildet, ein richtiges Bild mit unterschiedlichen Farbtönen und die Farbänderung dee viedergegebenen Bildes durch Aenderung der Anodenspannung der Elektronenstrahlröhre erhalten wird, welche Schaltungsanordnung »it Umschalt- und Korrekturkreisen zur Erhaltung eines in seiner Grosse und Leuchtdichte richtigen Bildes in dem genannten Farbton versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ein Farbinformationsregister enthKlt, da« durch ein jn-Bit- " Farbinformationssignal gesteuert wird und dessen Ausgang zur Steuerung der Uraschalt- und Korrekturkreise daran angeschlossen ist· 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Farbinforaationsregisters einerseits mit einem Bezugsspannungsgenerator und andererseits mit einem Ablenksystem mit veränderlicher Ausgangsleistung verbunden ist, welches Ablenksystem an Ablenkspulen der Elektronenstrahlröhre angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Besugaspannungsgenerators parallel an einen Leuchtdichtekorrekturkreis angeschlossen ist, der die Spannung eines Wahnelt-Zylinders der Elektronenstrahlröhre steuert, und an einen Kreis für eine schnelle Umschaltung einer Hochspannung, dessen Ausgang einerseits mit einer Anode der Elektronenstrahlröhre und andererseits mit einem automatisch funktionierenden Fokussierungskorrekturkrei« verbunden ist, dessen Ausgang an eine Fokussierungeelektrode angeschlossen ist·

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   - 22 - PPHN.5231.

   2ΊΑ6083

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Färbinformationaregister ein η = 2-Bit-Regiater ist.

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