DE2158250B2

DE2158250B2 - Bildwiedergabeanordnung mit einem Zeilenphasendiskriminator zum Erzeugen einer Regelspannung

Info

Publication number: DE2158250B2
Application number: DE2158250A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hendrik Amsen; Paulus Joseph Maria Hovens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1971-11-24
Publication date: 1979-08-30
Also published as: ES397232A1; IT945060B; AT313385B; DE2158250C3; FR2115333A1; JPS5340048B1; NL7017137A; DE2158250A1; IT946081B; US3937876A; FR2115333B1; AU3595771A; CA963164A; AU466246B2; GB1372240A

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildwiedergabeanordnung, in der Horizontal-Synchron-, Vertikal-Synchron- und Ausgleichsimpulse sowie Vertikal-Austastimpulse verarbeitet werden, mit einem Zeilenphasendiskriminator, der an einer Ausgangsklemme eine Span-

IS rrrng zum Nachregeln des Oszillators liefert, und mit einem Vertikal-Kippgenerator.

Am oberen Rand des Schirms der Bildröhre in einer Bildwiedergabeanordnung kann bekanntlich eine Flimmererscheinung auftreten, die dadurch verursacht wird, daß eine ungerade Anzahl breiter Vertikal-Synchronimpulse sowie eine ungerade Anzahl Ausgleichsimpulse bei bestimmten Fernsehsystemen, wie beispielsweise dem 625-Zeilen-CCIR-System, das in den meisten europäischen Ländern angewandt wird, auftreten, wenn der Horizontal-Oszillator der Anordnung indirekt, beispielsweise mittels eines Phasendiskriminators, synchronisiert wird. Der Phasendiskriminator erzeugt nämlich ungleiche Regelspannungen am Ende der zweiten Ausgleichzeit zweier aufeinanderfolgender Teilbilder. Bei Fernsehsystemen, wie beispielsweise demjenigen, das in den Vereinigten Staaten angewandt wird, und bei dem sowohl die Anzahl breiter Vertikal-Synchronimpulse als auch die Anzahl Ausgleichimpulse gerade ist, tritt die erwähnte Flimmererscheinung nicht auf, weil die zwei genannten Regelspannungen dann gleich sind.

In den beiden Fällen hat die Regelspannung, die nach den den breiten Vertikal-Synchronimpulsen folgenden Ausgleichimpulsen erzeugt wird, nicht die gleiche Amplitude wie die Regelspannung, die vor den diesen breiten Impulsen vorhergehenden erzeugt wird, bei einer gleichgebliebenen Horizontal-Frequenz. Dies ist am wiedergegebenen Bild als Verschiebung der ersten geschriebenen Zeilen des Bildes sichtbar, was am oberen Rand des Schirms der Bildröhre als störend empfunden wird, insbesondere wenn das Bild ein Muster vertikaler Linien aufweist

In der deutschen Patentschrift 948 525 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben worden, mittels der

so eine Kompensationsspannung während der Vertikal-Rücklaufzeit der vom Zeilenphasendiskriminator erzeugten Regelspannung zugefügt wird, wodurch die erwähnte Verschiebung verringert wird.
Diese Kompensationsspannung ist jedoch vertikalfrequent, also für jedes Teilbild gleich, so daß die Flimmererscheinung nicht völlig verschwinden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden störenden Erscheinungen wenigstens nahezu zu beseitigen. Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung das Kennzeichen auf, daß an einem Integrator der Mittelwert der Regelspannung gebildet wird, der Qber einen, infolge von Steuerimpulsen sich vertikalfrequent schließenden, zwischen den Ausgangsklemmen des Integrators und des Diskriminators liegenden Schalter übertragen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Unterschied zwischen den über einige Teilbildperioden genommenen Mittelwerten der vom Zeilenphasendis-

kriminator erzeugten Regelspannung und dieser Regelspannung selbst an einem bestimmten Augenblick und insbesondere am Anfang einer Vertikal-Hinlaufzeit, sehr gering ist

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

In der Figur ist ein Zeilenphasendiskriminator 1 vom bekannten Typ eines Fernsehempfängers dargestellt, in dem die Frequenz und die Phase der empfangenen Horizontal-Synchronimpulse mit denen der vom Zeilenoszillator 2 des Empfängers erzeugten Impulse verglichen werden. Der Diskriminator 1 liefert zwischen einer AusgangskJemme 3 und Ei'de an einen verhältnismäßig kleinen Glättungskondensator 4 eine Spannung, die zur Nachregelung des Oszillators 2 einer Reaktanzschaltung 5 zugeführt, wird.

Die Schaltungsanordnung in der Figur enthält zugleich zwei sogenannte Darlington-Schaltungen, die aus nahezu identischen Transistoren bestehen und von denen die erste, die durch zwei Transistoren 6 und 7 gebildet ist, durch die an der Klemme 3 vorhandene Regelspannung V₃ über einen Trennwiderstand 8 gesteuert wird, während die Kollektorelektroden dieser Transistoren miteinander und mit einer Klemme einer Speisespannungsquelle V_B von beispielsweise etwa 12 verbunden sind, deren anderer Pol geerdet ist Der Emitter des Transistors 7 ist mit dem des zweiten Transistors 10 der zweiten Darlington-Schaltung 9, 10 und mit dem Kollektor eines weiteren Transistors 11 verbunden, der eine konstante Stromquelle bildet Die Transistoren 7,10 und 11 bilden auf diese Weise eine sogenannte »long tailed pail -Schaltung«. Weiter sind die Kollektorelektroden der Transistoren 9 und 10 miteinander und mit der Basis des Transistors 9 verbunden, während ein Widerstand 12 von hohen Wert, beispielsweise 12 lcfi, zwischen diesen Kollektorelektroden und der Speiseklemme liegt Zwischen denselben Kollektorelektroden und Erde liegt die Reihenschaltung aus einem Widerstand 13 mit kleinem Wert und einem Kondensator 14 mit großer Kapazität

Die erste Darlington-Schaltung 6, 7 benimmt sich wechselstrommäßig als Emitterfolger, d. h, die Basisspannung des Transistors 6 ist am Kollektor des Transistors 11 vorhanden, während die Eingangsimpedanz dieser Schaltung sehr groß ist, so daß der Diskriminator nahezu nicht belastet wird. Durch die Stromquelle 11 wird außerdem dafür gesorgt, daß die genannte Impedanz unabhängig von der Regelspannung V₃ konstant bleibt Die Transistoren 9 und 10 können ds Dioden betrachtet werden und haben die Aufgabe, etwaige Schwankungen der Emitter-Basis-Schwellenspannungen der Transistoren 6 und 7, beispielsweise infolge von Schwankungen der Temperatur oder der Speisespannung Vb, auszugleichen. Die zwei Darlington-Schaltungen und die Stromquelle 11 sind auf diese Weise als Trennung zwischen dem Widerstand 8 und dem /?C-Netz-Werk 13, 14 zu betrachten, wobei die Transistoren 6 und 9 nur als eine Verfeinerung zu betrachten sind.

Für eine gute Wirkung der Schaltungsanordnung muß die Wechselspannung an den Kollektorelektroden der Transistoren 9 und 10 der Regelspannung Vj nahezu gleich sein. Eine Bedingung dafür ist, daß die Emitter-Basisschwellenspannungen der Transistoren 6, 7, 9 und 10 einander gleich sind und folglich, daß die Emitterströme und nahe-u die Kollektorströme der Transistoren 7 und 10 je der Hälfte des Kollektorstromes des Transistors 11 gleich sind. Die Basis dieses Transistors ist über einen Widerstand 15 mit dev Speisespannung Vb und über einen als Diode geschalteten Transistor 16 mit Erde verbunden. Weil der Kollektorstrom des Transistors 11 dem durch den Widerstand 15 fließenden Strom entspricht, lautet die obengenannte Bedingung:

in der R_n und R^ die Werte der Widerstände 12 bzw. 15 und Vbedie Emitter-Basisschwellenspannung des Transistors 16 ist Daraus folgt daß

ß|S 1 Va — V_k„ 1

R₁₂ 2 V₈-V₃ 2'

wenn die Spannungen Vj und Vt_x gegenüber der Speisespannung Vb klein sind. Irr beschriebenen Beispie! ist der Wert des Widerstandes 15 etwa 6,8 ΚΩ. In diesem Fall sind die beiden Ströme, und daher die Schwellenspannungen der Transistoren 7 und 10, nahezu unabhängig von der Schwankung der Temptratür und von der der Speisespannung Vb. Damit diese Schwellenspannungen einander gleich sind, muß außerdem die größte Schwankung der Regelspannung V₃ gegenüber der Speisespannung Ve klein sein, denn sonst

müßte das Verhältnis -=⁰· veränderlich sein.

R₁₂

Unter diesen Umständen ist die Wechselspannung an den Kollektorelektroden der Transistoren 9 und 10 der Regelspannung V₃ nahezu gleich. Der Spannungsabfall am Widerstand 8 (ca. 330 Ω) ist ja vernachlässigbar klein. Ändert sich die Regelspannung V₃, so ist der Gleichgewichtszustand zerstört Der Kondensator 14 wird durch die Speisespannung Vb über die Widerstände

12 und 13, sowie durch die Stromquelle 11 über die Transistoren 9 bzw. 10 nachgeladen und über den

AO Widerstand 13 entladen, je nach der Richtung der Schwankung der Regelspannung V₃, bis der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt ist Am Kondensator 14 entsteht auf diese Weise eine Spannung, die das Resultat der Integration der Regelspannung V₃ ist dies ist der Mittelwert dieser Spannung, mit einer Zeitkonstante, die dem Produkt des Wertes des Widerstandes

13 und der Kapazität des Kondensators 14 entspricht Diese Zeitkonstante ist derart gewählt worden, daß die Spannung am Kondensator 14 während einer Teilbildzeit sich nicht nennenswert ändert, d.h., daß die Zeitkonstante derselben Größenordnung ist wie eine Teilbildperiode. Bei der beschriebenen Ausführungsform beträgt der Wert des Widerstandes 13 etwa 680 Ω, während die Kapazität des Kondensators 14 etwa 25 μΡ ist so daß die Zeitkonstante etwa 17 ms beträgt Bekanntlich dauert ein ganzes Teilbild 20 ms oder 16,7 ms, je nach dem Fernsehsystem.

Einer Klemme 17 werden vertikal-frequente Impulse 18 zugeführt, die von dem in der Figur nicht dargestellten Bild-Kippgenerators des Fernsehempfängers herrühren. Die Impulse 18 steuern übet' einen Emitterfolger 19 die Basiselektroden zweier Transistoren 20 und 21. Der Emitter des Transistors 20 ist mit dem Kollektor des Transistors 21 und der Emitter des

b5 Transistors 21 ist mit ώιπ Kollektor des Transistors 20 verbunden. Zwischen dem erstgenannten Knotenpunkt und der Klemme 3 liegt ein Trennwiderstand 22 mit kleinem Wert (etwa 100 Ω), währnd der zweite

Knotenpunkt mit dem des Widerstandes 13 und des Kondensators 14 verbunden ist.

Beim Fehlen eines Impulses 18 sind die Basiselektroden der Transistoren 20 und 21 über den Emitterwiderstand des; Transistors 19 geerdet und folglich sind diese Transistoren gesperrt Beim Auftreten des Impulses 18 wird jedoch einer dieser Transistoren, je nach der Rolarität des Spannungsunterschiedes zwischen der Klemme 3 und der nicht geerdeten Hülle des Kondensators 14, leitend Die Transistoren 20 und 21 bilden daher einen vertikalfrequenten Schalter, der von einem Strom durchflossen wird der entweder durch den Transistor 20 oder durch den Transistor 21 fließt.

Ohne die Elemente, die von 6 an numeriert worden sind, würde während der Vertikal-Austastzeit an der Klemme 3 eine Störspannung entstehen, und zwar während der ersten Reihe von Ausgleichimpulsen, der breiten Vertika'-Synchronimpulse und der zweiten Reihe von Äusgieichimpuisen. Dadurch könnten einer oder die beiden obengenannten Effekte, und zwar die Verschiebung und die Flimmererscheinung, auftreten. Trifft der Impuls 18 mit der genannten Zeit zusammen, d. h. mit der Vorderflanke vor dem ersten der Ausgleichimpulse, die den breiten Vertikal-Synchronimpulse vorangehen und mit der Rückflanke nach dem letzten der Ausgleichimpulse, die denselben breiten Impulsen folgen, so wird im gleichen Zeitabschnitt die am Kondensator 14 vorhandene Spannung an die Klemme 3 gelegt, so daß die erwähnte Störspannung verschwindet. Weil außerdem die auf diese Weise angelegte Spannung der Mittelwert der Regelspannung Vj ist, ist der Unterschied zwischen den beiden sehr gering. In dem Augenblick, wo der Schalter 20, 21 aufs neue geöffnet wird, gibt es daher nahezu keinen Unterschied zwischen der Spannung, die gerade an der Klemme 3 vorhanden war und der Spannung, die nun durch die Wirkung des Diskriminators 1 daran aufgebaut wird. Dazu muß die angelegte Spannung von einer niederohmigen Quelle herrühren, und daher muß die Kapazität des Kondensators 14 gegenüber der des Kondensators 4 groß sein. Im bereits genannten Ausführungsbeispiel betragen diese Kapazitäten 25 μΡ bzw. 26 ηF. Daraus folgt, daß der Wert des Widerstandes 13 niedrig sein muß, so daß die Trennschaltung 6 bis

to einschließlich 12 und IS, 16 notwendig ist, damit der Phasendiskriminator 1 nicht zu stark belastet wird.

Es läßt sich bemerken, daß der Impuls 18 nicht notwendigerweise so genau definiert sein muß, wie dies obenstehend geschehen ist. Die Wirkung der Schal- -. tungsanordnung ist nahezu die gleiche wenn der Impuls 18 irgendwo während der Vertikal-Austastzeit auftritt, wenn nur seine Dauer den definierten Zeitabschnitt umfaßt. Auch läßt sich bemerken, daß die bekannte Schaltungsanordnung nur für die Horizontai-Nennfre-

.'Ii quenz einen guten Ausgleich gewährleisten kann. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist dagegen das Ergebnis immer gut. Weicht nämlich die Frequenz der empfangenen und/oder der vom Zeilenoszillator 2 erzeugten Horizontal-Synchronimpulse vom

>-, Nennwert ab, so weicht zwar die Regelspannung V₁ auch vom Nennwert ab, aber die am Kondensator 14 vorhandene Spannung weist eine gleiche Abweichung auf.

Weiter läßt sich bemerken, daß sämtliche Elemente

in der Schaltungsanordnung, mit Ausnahme der Kondensatoren 4 und 14, auf einfache Weise in einem Halbleiterkörper integrierbar sind. Dadurch wird übrigens besser gewährleistet, daß die Basis-Emitterschwellenspannungen der Transistoren 6, 7, 9 und 10 unter allen Umständen nahezu identisch sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bildwiedergabeanordnung, in der Horizontal-Synchron-, Vertikal-Synchron- und Ausgleichsimpulse sowie Vertikal-Austastimpulse verarbeitet werden, mit einem Zeilenphasendiskriminator, der an einer Ausgangsklemme eine Spannung zum Nachregeln des Oszillators liefert, und mit einem Vertikal-Kippgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Integrator (13, 14) der Mittelwert der Regelspannung (Vz) gebildet wird, der über einen, infolge von Steuerimpulsen sich vertikalfrequent schließenden, zwischen den Ausgangsklemmen des Integrators (13, 14) und des Diskriminators (1) liegenden Schalter (20, 21) übertragen wird.

2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20, 21) mit einer .Steuerelektrode versehen ist, der vom Vertikal-Kippgenerator herrührende Steuerimpulse (18) während der Vertikal-Austastzeit zum Schließen des Schalters (20,21) zugeführt werden.

3. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse (18) jeweils vor dem ersten der den breiten Veitikal-Synchronimpulsen vorhergehenden Ausgleichimpulse anfangen und nach den den breiten Vertikal-Synchronimpulseit folgenden Ausgleichimpulsen enden.

4. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Integrators (13,14 von derselben Größenordnung ist wie die TeilbUdperiode.

5. Bildwiedergnbeanovdnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an die Ausgangsklemme des Diskriminators ein Kondensator geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (13, 14) aus der Reihenschaltung eines Widerstandes (13) und eines Kondensators (14) besteht, wobei der Verbindungspunkt die Ausgangsklemme des Integrators (13, 14) ist, und daß die Kapazität des Kondensators (14) im integrator (13, 14) um viele Male größer ist als die des Kondensators (4) an der Ausgangsklemme des Diskriminators (1).

6. Bildwiedergabeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennschaltung (6 bis 12,15,16) zwischen der Ausgangsklemme (3) des Diskriminators (1) und dem Integrator (13,14) liegt

7. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschaltung (6 bis 12, 15, 16) mindestens zwei emittergekoppelte Transistoren (7,10) und einen dritten Transistor (11) enthält, wobei der Kollektor des dritten Transistors (11) mit den Emitterelektroden der zwei genannten Transistoren (7,10) verbunden ist, während die Basis des dritten Transistors (11) über einen ersten Widerstand (15) mit einer ersten Klemme (+Ve) einer Speisespannungsquelle und der Emitter mit der zweiten Klemme derselben verbunden ist, wobei eine Diode (16) zwischen derselben Basis und der zweiten Klemme der Quelle und ein zweiter Widerstand (12) zwischen dem Kollektor eines der emittergekoppelten Transistoren (10) und der ersten Klemme (+ V») der Quelle liegt, welcher Kollektor mit dem Integrator (13,14) verbunden ist.

8. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Widerstandes (15) etwa die Hälfte des Wertes des zweiten Widerstandes (12) beträgt und die Speisespannung (+ Ve) gegenüber der Regelspannung groß ist.