DE2249703A1

DE2249703A1 - Schaltung zur stabilisierung des arbeitspunktes von bildroehren

Info

Publication number: DE2249703A1
Application number: DE2249703A
Authority: DE
Inventors: Dieter Spannhake
Original assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1974-04-18
Also published as: NL7313943A; GB1439791A; FR2203244A1; BE805604A; US3927346A

Description

ROBERT BOSCH FERNSEHANLAGEN GMBH, Darmstadt, Robert-Bosch-Straße

PLI/Mi/Kn Rl.-Nr. 15²I-5/72 6.IO.72

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Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes'für das Steuersystem von Kathodenstrahlröhren, insbesondere Farb-Bildröhren. Sie bezweckt eine möglichst hohe Konstanz des Arbeitspunktes zu erzielen, so daß der Grauwert auf "dem Leuchtschirm der Bildröhre einen festeingestellten Wert behält. ·

Der Arbeitspunkt einer Bildröhre ist einerseits durch die Kathodenspannung U, und andererseits durch die Wehneltspannung U und die Schirmgitterspannung U „ beeinflußbar. Während die Weh-

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neltelektrode und die Kathode im allgemeinen zur Strahlans'teuerung dienen, werden bei Farbbildröhren die Schirmgitter der drei Systeme dazu benutzt, den Arbeitspunkt der Bildröhre auf einen Grauwert entsprechend der gewünschten Farbtemperatur einzustellen. Diese Einstellung erfolgt im allgemeinen durch Lichtmessung am Bildschirm.

Der Durchgriff am Schirmgitter auf die Kathode beträgt bei Farbbildröhren ca. 30?e. Um den Grauabgleich möglichst unverändert zu halten, wird die Spannungsversorgung der Schirmgitter aus einer gemeinsamen Quelle entnommen. Auf diese Weise wirkt sich eine geringe Inkonstanz der Quelle auf alle drei Schirmgitterspannungen fast gleichmäßig aus, wodurch der eingestellte Grauwert und damit auch der Farbtemperatürwert nur. mit geringen Abweichungen eingehalten werden kann.

Stellt man aber mehrere so abgeglichene Empfänger nebeneinander oder übereinander, dann machen sich die restlichen Farbunterschiede doch sehr störend bemerkbar; Der gemeinsame Betrieb mehrerer Empfänger kommt besonders in Studios vor, wo diese Geräte zur Beurteilung der aufgenommenen und ausgesandten Bilder dienen. _ 2 -

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INSPECT!©

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Derartige Farbunterschiede sind selbst dann deutlich zu erkerinen, wenn die Konstanz der Quelle für die Schirmgitterspannungen bei 1 bis 2% liegt. Außerdem müssen bei Einstellungen der Bildbreite oder der Hochspannung stets die U ~ Spannungen nachgestellt werden, da die gemeinsame Quelle dieser Spannungen, nämlich die Boosterspannung oder eine durcil Gleichrichtung des Rücklaufimpulses der Horizontal-Endstufe gewonnene Spannung, nicht konstant bleibt.

Untersuchungen haben ergeben, daß erst bei Erreichen einer Stabilität für die Einstellungen der Schirmgitterspannungen von 2$o Farbverfälschungen nebeneinander stehender Geräte nicht mehr ins Gewicht fallen. Diese Stabilität wird bei den herkömmlichen Schaltungen nicht erreicht.

Die entsprechende Stabilität der Gleichspannungsversorgung für Wehnelt-Kathode liegt bei ca. *\%o. Wird z.B. Kathodonansteuerung gewählt und mit einer Oberspannung des Videoverstärkere von 1i?O Volt gearbeitet, so darf die Änderung dieser Spannung gegenüber dem Wehnelt nicht mehr als 0,15 Volt betragen, wenn Farbverfälechungen beim Aufschalten eines Graubildes ausbleiben sollen.

Kommt es zu größeren Spannungsunstabilitäten als angegeben, so lassen sich in abgedunkelten Räumen die Farbtonverschiebungen deutlich erkennen.

Zur Erzielung einer besonders hohen Langzeitkonstanz des einmal eingestellten Grauwerts bei Farb-Fs-Empfängern, bei denen die gemeinsame Oberspannung der Schirmgittereinstellungen durch ein Hegelvergleich stabilisiert ist, wird erfindungsgemäß in den Regelvergleich auch die gemeinsame Oberspannung der Videoendveretärker einbezogen und werden Änderungen dieser Spannung in dem Maße zur Veränderung der stabilisierten Oberspannung der Schirmgitter-Einstellungen benützt, daß die Änderung der gemein-

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samen Oberspannung der Videoendverstärker, welche die Kathoden einer Farb-Bildröhre steuern, durch die Wirkung des Schirmgitterdurchgriffs kompensiert werden.

Auf diese V/eise wird eine hohe Konstanz des Grauwerts für eine einmal eingestellte Farb-Fernsehrb'hre ereicht, so daß man bei einer Gruppe abgeglichener Farbempfänger auch nach längerer Zeit stets beim Wiedereinschalten eine gleiche Farb-Wiedergabe erhält. Dieser Vorteil rührt daher, daß Störungen sowohl ausgeglichen werden,wenn sie auf die Oberspannung der Videoverstärker, als auch dann, wenn sie auf die Oberspannung der Schirmgitter einwirken.

■Nähere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in welcher auf die in der Figur dargestellte Schaltung bezug genommen wird. In dieser Schaltung ist Up die positive Oberspannung'der Schirmgitter, U_ß die Oberspannung der Videoverstärker, U- eine von den Spannungsteilern R . - der Schirmgitter abgegriffenen Schirmgitterspannung und U c eine negative Referenzspannung. Ein Regelverstärker wird durch die Transistoren T. und Tp von komplementären Typ gebildet, deren Basen je eine Diode D. bzw. D- parallel liegt. Am Eingang des Verstärkers wird an Punkt B des Spannungsteilers R bis Rn, R_Q bis R . ein Bruchteil der Spannung U^ abgefühlt und durch den Kollektorkreis des Transistors T₂ ein Nebenschluß gebildet, durch dessen Strom die Spannung U- am Abgriff des Widerstandes R. verändert wird. Der Kollektorkreis des Transistors Tp ist -mit Zenerdioden T, bis T,- auf eine relativ niedrige Spannung gegenüber dem Emitterpunkt D gelegt Die am Punkt C anliegende Referenzspannung von -85 V wird einer praktisch konstanten Stabilisierungsquelle, vorzugsweise einem Glimmstabilisator entnommen, deren Wert auf Größen von weniger als. 1#° konstant bleibt.

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Rl.-Nr.

Die Konstanthaltung der gemeinsamen Oberspannung für die Schirmgittereinstellungen R₁C- und R₁Q wird nach dem Prinzip des Parallelstromreglers vorgenommen. Die ungeregelte Spannung U₁ wird direkt von einer Hilfswicklung des Ablenk- und Hochspannungstransformators durch Gleichrichtung der Rücklaufimpulse gewonnen. Die Stabilität dieser Spannung ist mit Λ% tiereits relativ gut, aber als Ausgangsspannung für die Einstellung der Schirmgitterspannungen nicht ausreichend.

Die Ausgangsspannung Up wird nun durch Regelung des Spannungsabfalls an R₁ konstant gehalten. Die hierzu verwendete Schaltung aus den Widerständen R₁ bis R₁^₁ den Transistoren T₁ und T_, den Dioden D. bis D_c und dem Kondensator C_n, arbeitet mit einer negativen Referenzspannung am Punkt C von -85 Volt, während am Punkt D eine Spannung von +1^5 Volt steht, welche die gemeinsame Oberspannung der drei Video-Endverstärker zur Steuerung der Kathoden bei Farb-Bildröhren ist. Die Videoverstärker selbst sind in der Schaltung nicht dargestellt.

Mit Hilfe des Spannungsteilers, der zwischen den Punkten A und C der Schaltung liegt, wird die Spannungsänderung der Äusgangsepannung U_ am Punkt A, im Verhältnis

T D

^- ¹^ 2. ~~ΛΛ

geteilt, dem Punkt B und somit der Basis von Transistor T^ zugeführt. Der Transistor T₁ arbeitet als Emitterfolger und steuert die Baeis des Transistors T₂. Da T₁ und T^ von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind, erhält man eine gegenseitige Kompensation der temperaturabhängigen Basis-Emitter-Spannungen von T- und T_.

* Die. Bezeichnung ^p 11 bedeutet, daß der Widerstand aus einer Anzahl Präzisionswiderständen zusammengesetzt ist.

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Rl.-Nr. 15*1-5/72

Der Emitter von T„ ist am Punkt an die niederohmige Spannungs-r quelle von +1V? Volt angeschlossen, der Oberspannung zum Betrieb der Video-Endverstärker, welche die Kathoden steuern. Da der Transistor T ohne Gegenkopplung arbeitet, genügt eine sehr kleine Spannungsänderung an der Basis, um vom Punkt A den Strom zu ziehen, welcher durch Spannungsabfall an R₁ die· Ausgangsspannung U₂ korrigiert. Zum Schutz des Transistors T₂ gegen eine zu hohe Kollektorspannung sind die Dioden D, bis D₁- von je 150 Volt Spannungsabfall zwischen dem Punkt A und dem Widerstand R₁₂ S^e~ schaltet.

Die Dioden D₁ und D₂ verhindern, daß beim Einschalten des Gerätes die Emitterstreckqavon T₁ und T₂ überlastet werden. Der " Kondensator C schließt kapazitiv einströmende Wechselspannungen kurz. Mit Hilfe des Potentiometers Rg läßt sich das Verhältnis ' '

verändern; man hat so eine Möglichkeit, die Ausgangsspannung einzustellen. " '

Von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung ist das Verhältnis der Spannungen an dem Spannungsteiler. Zur Erzielung der erfindungsgemäßen V/irkungen wird das Verhältnis der Spannungen, ausgedrückt durdh den Bruch

welches dem Spannungsteilerverhältnis gemäß dem Bruch

entspricht, gleich dem Durchgriff der Schirmgitter auf die Kathoden gewählt. Durch diese Spannungsteilerwahl erhält man jetzt eine

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Ausregelung evtl. Änderung der gemeinsamen überspannung für die Video-Endverstärker. Die Änderungen dieser Oberspannung wirken direkt auf die Kathoden der Farbwiedergaberöhre; die beschriebene Schaltung verstärkt jetzt diesen Änderungsbetrag um den Faktor 1/D auf die Ausgangsspannung Up, welche dann als Oberspannung für die Schirmgitterspannungen dient. Es wird somit über den Durchgriff der Bildröhre die Änderung der Betriebsspannung für die Video-Endverstärker kompensiert. In der dargestellten Schaltung bilden die Widerstände R.r bis Ro-* den Spannungsteiler für die Einstellungen der Spannungen U ~» wobei R^c» R-,ο und Roals Potentiometer ausgeführt sind.

Berücksichtigt man, daß durch den Spannungsteiler am Schirmgittereine niedrigere Spannung als U_ erzeugt wird, so ergibt sich die Dimensionierung der Schaltung aus folgender mathematischer Ableitung: wenn D der Durchgriff von Up ^au^ die Kathode ist, so gilt:

(1) Δ ti_K · Jl

(2) jLk

(3) AU^ m. Δ<*

Der auf der rechten Seite der Gleichung (Ό stehende Bruch wird jetzt so gewählt, daß er dem Durchgriff D der Farb-Wiedergaberöhre gleich ist; schließlich ergibt sich

(5) J)
(6)

T. Qi*-+*

Bei Berücksichtigung der Video-Oberspannung folgt

A
J).

und in ei'ner guten Annäherung

Ια !,ν 7)

(8)

dabei ist die Größe U- der mittlere Wert von ü .·

Claims

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Patentansprüche

(iy Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren, dadurch gekennzeichnet, daß in den Regelvergleich die überspannung der Video-Endverstärker einbezogen wird und daß Änderungen dieser Spannung in dem Maß zur Veränderung der stabilisierten Oberspannung der Schirmgittereinstellung beitragen, daß die Änderung der Oberspannung des Video-Endverstärkers, welche die Kathode einer Bildröhre steuert, durch die Wirkung des Schirmgitterdurchgriffs kompensiert werden.
2. Schaltung'zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Summe der Widerstände vom Eingang des Regelverstärkers zur negativeren Referenzspannung (Rq-R,. .) im Verhältnis zur Summe der Widerstände (R-Ro) vom Eingang des Regelverstärkers zur stabilisierten Ausgangsspannung wie der Durchgriff D der an der Kathode gesteuerten Bildröhre verhält.
3· Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelverstärker Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verwendet werden.
4. Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die,Basen der Transistoren des Regelverstärkers mit Dioden überbrückt sind, die zur Basis-Emitterstrecke entgegengesetzt gepolt sind.

5· Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (U_?) durch einen einstellbaren Widerstand (Rg) der sich im Vergleichszweig befindet, eingestellt .werden kann.

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Rl.-Hr.

Schaltung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Bildröhren 'nach einera der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Farbbildröhren die geregelte Oberspannung der Schirmgitter die gemeinsame Oberspannung der Schirmgitter für die drei Strahlsysteme darstellt und daß die Oberspannung der Videoverstärker nunmehr die gemeinsame überspannung der drei Video-JJndverstürker ist.