DE2252181B2

DE2252181B2 - Videoverstärker für ein Farbfernsehbildüberwachungsgerät

Info

Publication number: DE2252181B2
Application number: DE2252181A
Authority: DE
Inventors: Victor Beaverton Oreg. Kong (V.St.A.)
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2252181A1; JPS5542765B2; DE2252181C3; GB1407271A; FR2158543B1; NL167824B; JPS5539495A; US3760099A; JPS5094834A; FR2158543A1; JPS5539496A; JPS5837752B2; NL7214717A; RO84842A; NL167824C; JPS5620750B2; CS174858B2; RO84842B; CA959572A

Description

Kathodenstrahlröhre zugeführtes Videoausgangssignal;

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Videoverstärkers;

Fig.3 einen Teil der Schaltung der Fig.2 in größeren Einzelheiten und

F i g. 4 einen anderen Teil der F i g. 2 in größeren Einzelheiten.

Im einzelnen läßt die Zeichnung in F i g. 1 ein Beispiel eines Videosignals erkennen, wie es am Ausgang des Verstärkers auftreten kann und in dessen horizontale Austastperiode ein Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 und ein Weißwert-Bezugsimpuls 12 geschaltet sind. Die horizontale Achse entspricht in üblicher Weise der Zeit, die vertikele Achse dagegen der Signalamplitude. Die Videoinformation 10 wird während eines Zeitabschnittes fO—f 1 übertragen, wenn eine Kathodenstrahlröhre (nicht dargestellt) sich im nichtausgetasteten Zustand befindet Eine Rücklaufperiode 11 — f 5 dient normalerweise dazu, einen SYNC-lmpuls und ein Farbsynchronsignal zur Synchronisierung einer Horizontaiabtastung bzw. eines Farbdemodulator zu übertragen, der normalerweise durch die Zufuhr eines negativen Impulses zu dem gemeinsamen Gitter der Elektronenstrahlerzeugungssysteme ausgetastet wird, so daß während der Rücklaufperiode ti — t5 kein Signal beobachtet werden kann. Der Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 und der Weißwert-Bezugsimpuls 12, die in die Rücklaufperiode eingeführt sind, haben eine Amplitude -vO, die einem feststehenden Sperrwert für jedes Elektronenstrahlerzeugungssystem der Kathodenstrahlröhre entspricht, bzw. eine einstellbare Amplitude — ν 2, die sich entsprechend der Einstellung einer Kontrastregelung ändert. Der Wert -vi gibt die Hintergrundsbeleuchtung des Bildschirms wieder, wenn kein Videosignal übertragen wird, und ändert sich mit der Einstellung einer Helligkeitsregelung. Der Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 und der Weißwert-Bezugsimpuls 12 werden durch entsprechende Bezugsimpulsgeneratoren erzeugt, deren Wirkungsweise weiter unten in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben wird.

F i g. 2 veranschaulicht ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Videoverstärker weist eine Regelschaltung zur Einstellung der Helligkeit sowie des Kontrasts sowie drei identische Video-Ausgangsverstärker 14, 15 und 16 für die Verstärkung der drei Video-Signalkomponenten auf, die der Kathode des roten, grünen bzw. blauen Elektronenstrahlerzeugungssystems der Kathodenstrahlröhre zugeführt werden. In F i g. 2 ist nur der eine Video-Ausgangsverstärker 14 detaillierter wiedergegeben. Die roten, grünen und blauen Videosignale beaufschlagen die Anschlüsse 18, 18' bzw. 18" eines Stromsummierkreises 20.

Ein von einem horizontalen Ablenkkreis für die Kathodenstrahlröhre (nicht dargestellt) abgeleiteter Gate-Impuls beaufschlagt einen Anschluß 22, um einen herkömmlich aufgebauten Oszillator 24 zu betätigen, der einen Ausgangsimpuls mit einer Frequenz von beispielsweise 1 MHz synchron mit dem horizontalen Rücklaufimpuls erzeugt. Ein Zähler 26 mit einer Mehrzahl herkömmlicher Zählerstufen zählt die vom Oszillator 24 erzeugten Impulse. Wenn der Zähler 24 eine vorgegebene Zahl gezählt hat, erzeugt der Schwarzwert-Bezugsimpulsgenerator 28 einen Gate-Impuls, der während der Periode t2—tA jedes Videosignal unterdrückt Während der Periode t2—t3 wird ein Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 erzeugt, dessen Amplitude einen festen Wert hat, unabhängig von der Einstellung der Helligkeits- bzw. Kontrastregelung. De Schwarzwert-Bezugsimpulsgenerator 28 wird dann mi dem Stromsummierkreis 20 verbunden.

Im Anschluß an den Schwarzwert-Bezugsimpul erzeugt ein Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 20 einen Weißwert-Bezugsimpuls 12, dessen Amplitude durch einen Kontrastregelkreis 32, der beispielsweise ein Potentiometer aufweist, eingestellt werden kann. De Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 30 steht ebenfalls

ίο mit dem Stromsummierkreis 20 in Verbindung. Mit dem Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 30 ist eine Hellig keitsregelung 34 verbunden, um während der Nichtaus tast-Periode den Stromsummierkreis 20 mit einem Gleichstrom zur Helligkeitsregelung zu speisen. De

is Aufbau dieses Kreises wird nachstehend in Verbindung mit F i g. 3 genauer erläutert, jedoch sei hier schon erwähnt, daß das Helligkeitsregelungssignal automa tisch durch die Einstellung des Kontrastregelkreises 32 geregelt wird, weil der Helligkeits-Regelbereich unmit telbar der Einstellung des Kontrastregelkreises 32 proportional ist. Dieser Schaltungsaufbau eliminier somit die gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Kontrastregelkreis 32 und der Helligkeitsregelung 34.
Wie aus F i g. ί ersichtlich, überlagert der Stromsum mierkreis 20 den von der Helligkeitsregelung 34 erhaltenen Gleichstrom zur Helligkeitsregelung jedem Farbvideosignal, das die Anschlüsse 18, 18' und 18" während der nichtausgetasteten Periode f0—f 1 beaufschlagt, und der Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 sowie

jo der Weißwert-Bezugsimpuls 12 werden im wesentlichen während der Austastperiode ί 1 — f5 übertragen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese drei Farbvideosignale in dem Stromsummierkreis 20 ohne gegenseitige Beein flussung übertragen werden und so zu den Eingängen

Γι der drei Video-Ausgangsverstärker 14, 15 bzw. 16 gelangen.

Die Video-Ausgangsverstärker 14, 15 und 16 sind Gleichspannungsverstärker, die sowohl Gleich- als auch Wechselspannungssignale verstärken können. Das Aus

•to gangssignal des Stromsummierkreises 20, das dem in Fig. 1 wiedergegebenen Signal ähnlich ist,beaufschlag zunächst — über eine Stufe 40 mit selbsttätige! Verstärkungsregelung — einen ersten Verstärker 42 konstanter Verstärkung. Von hier gelangt der Ausgang

^Ji des ersten Verstärkers 42 über einen Strombegrenzei 44 zu einem zweiten Verstärker 46. Der Ausgang des zweiten Verstärkers 46 ist mit der Kathode der Kathodenstrahlröhre über einen Ausgang 48 verbun den.

Eine Teilerstufe 50 ist mit dem Ausgang 48 verbunden, um die Signalamplitude am Ausgang 48 in einen geeigneten Wert umzuwandeln. Der Ausgang dei Teilerstufe 50 beaufschlagt Austaststufen 52 und 54, die Scheitelwerte der Schwarzwert- bzw. Weißwert-Be zugsimpulse 11, 12 austasten, die die Austaststufen 52 54 beaufschlagen, wenn Austast-Steuerimpulse 57, 59 von dem Zähler 26 über die Leitungen 56 bzw. 5t zugeführt werden. Da die Zeitdauer für die Schwarz wert- bzw. Weißwert-Bezugsimulse 11 und 12 jeweils;

M) bis 4 με beträgt, können die Austast-Steuerimpulse 5Ί und 59 in dieser zeitlichen Größenordnung erzeug werden, beispielsweise 1 μ5 nach dem Anstiegsteil dei Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimpulse 11,12. Sc stellt der Schaltungsaufbau sicher, daß die richtiger

«>5 Scheitelwerte für die Impulse 11 bzw. 12 erhaltet werden. Die zeitliche Zuordnung der Bezugsimpulse 11 und 12 einerseits und der Austast-Steuerimpulse 57,51 andererseits ist infolge einer relativ langen Zeitdauei

der schwarzen bzw. weißen Bezugsimpulse 11 und 12 nicht kritisch. Die Austaststufen 52 und 54 können von einem Transistor- oder Feldeffekttransistor-Schaltkreis gebildet sein, durch den Austastwerte der schwarzen bzw. weißen Bezugsimpulse 11 und 12 übertragen werden, wenn die Austast-Steuerimpulse 57, 59 die Steuerelektroden dieses Schaltkreises speisen.

Die Austastsignale der Austaststufen 52 und 54 beaufschlagen Vergleicher 60 bzw. 64. Bezugsspannungen für die Vergleicher 60 bzw. 64 werden beispielsweise über Potentiometer 62 und 66 zugeführt, die vorzugsweise an der Frontseite des Monitors angeordnet sind. Die Vergleicher 60 und 64 weisen große Energiespeichereinrichtungen auf, beispielsweise einen Kondensator, um die Austastsignale der Austaststufen 52 bzw. 54 zu speichern und so die Verstärkung und das Gleichspannungsniveau der Videoverstärker 14,15 bzw. 16 während der gesamten Periode 10— 15 zu regeln.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 60 dient zur Regelung der Stufe 40, um so die Verstärkung des gesamten Verstärkers 14 zu ändern, und das Potentiometer 62 dient dazu, Differenzen in der Leitfähigkeit der drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme zu kompensieren. Diese Stufe arbeitet so, daß das dem ersten Verstärker 42 zuzuführende Eingangssignal verringert wird, wenn die Amplitude des Weißwert-Bezugsimpulses 12 durch Verstellung des Kontrastregelkreises 32 anwächst, und umgekehrt Andererseits stellt das Ausgangssignal des Vergleichers 64 das Ruhe-Gleichspannungsniveau des ersten Verstärkers 42 nach, so daß das Ruhe-Gleichspannungsniveau des Ausgangs-Videosignals am Ausgang 48 dem Wert — v0 in Fig. 1 bzw. der Sperrspannung der Kathodenstrahlröhre gleicht, wenn die Helligkeitsregelung in die voreingestellte Lage gebracht wird. Das Potentiometer 66 kompensiert Abweichungen in der Sperrspannung der einzelnen Elektronenerzeugungssysteme der Kathodenstrahlröhre. Die Arbeitsweise der Gleichspannungsniveau- und Verstärkungsregelungsstufe der vorliegenden Video-Ausgangsverstärker 14, 15 und 16 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.4 weiter ins einzelne gehend erläutert

Fig.3 zeigt schematisch einen Teilschaltkreis eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, insbesondere den Stromsummierkreis 20 und die zugehörigen Schaltkreise, wobei gleiche Bezugszeichen gleichen Elementen entsprechen. Der Stromsummierkreis 20 weist drei identische Abschnitte 70,72 und 74 auf, um die roten, grünen und blauen Farb-Videosignale ohne gegenseitige Beeinflussung verarbeiten zu können. Jeder Abschnitt weist eine Konstantstromquelle 76,76' und 76" auf, die beispielsweise einen Transistor mit fester Vorspannung enthält Zwei Strompfade sind mit jeder Konstantstromquelle verbunden, die einen Transistor 78 und damit in Reihe geschaltete Transistoren 80 und 82 aufweist Die Kollektoren der Transistoren 78 und 82 sind miteinander, ferner mit einer weiteren Stromquelle verbunden, die einen Widerstand und eine Spannungsquelle sowie einen Ausgang 84 aufweist Die Basen der Transistoren 78,78' und 78" sind gemeinsam über Widerstände 86,86' und 86" verbunden, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt an einen Mittelpunkt eines Spannungsteilers mit Widerständen 88 und 90 angeschlossen ist, die zwischen einer negativen Spannungsquelle und Masse liegen. Die roten, grünen und blauen Farbvideosignale beaufschlagen die Video-Anschlüsse 18, 18' bzw. 18", die ihrerseits mit den gemeinsamen Verbindungen der Transistoren 80 und 82,80* und 82¹ sowie 80" und 82" verbunden sind. Ober Widerstände 92, 92* und 92" beaufschlagt ein Helligkeitsregelsignal von der Helligkeitsregelung 34 aus die Anschlüsse 18,18' und 18".

s Zur Erzeugung des Schwarzwert-Bezugsimpulses 11 mittels des Stromsummierkreises 20 führt der Zähler 26 der Basis eines Schalttransistors 94 über einen Basiswiderstand 96 einen negativen Impuls zu, so daß Dioden 98, 98' und 98" leitend werden, die an die

ίο gemeinsamen Verbindungspunkte der Transistoren 80 und 82,80' und 82* bzw. 80" und 82" angeschlossen sind. Außerdem wird der gleiche negative Impuls des Zählers 26 einem Spannungsteilernetzwerk mit Widerständen 100,102 und 104 zugeführt, das zwischen eine negative

is und eine positive Spannungsquelle geschaltet ist Die Basen der Transistoren 80, W und 80" sind gemeinsam an die Verbindungsstelle der Widerstände 102 und 104 angeschlossen, während die Basen der Transistoren 82, SZ und 82" gemeinsam über Widerstände 106,106' bzw.

% 106" verbunden sind, die ihrerseits an dem Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 108 und einem als Diode geschalteten Transistor UO liegen, wobei die Reihenschaltung aus Widerstand 108 und Transistor 110 zwischen eine positive Spannungsquelle und Masse geschaltet ist Die Transistoren 80,80" und 80" sowie 82, 82* und 82" sind daher unter dieser Bedingung alle nichtleitend, während die Transistoren 78, 78' und 78" leitend bleiben. Der die Ausgänge 48, 48' und 48" durchfließende Ausgangsstrom stellt die Subtraktion

% der Stromquellen 76,76' und 76" von den Stromquellen 83,83' bzw. 83" dar, die das Schwarzwert-Bezugsniveau des Bezugsimpulses 11 an den Ausgängen 48,48'und 48" bestimmen.

Wenn jedoch im nächsten Fall der Zähler 26 den

Kontrastregelkreis 32 mit einem positiven Impuls beliefert, während der negative Impuls die gemeinsame Verbindung der Widerstände 96, 100 und 102 beaufschlagt, so werden die Dioden 112, 112" und 112" nichtleitend.

Der Kontrastregelkreis 32 weist vier Transistoren 114,114', 114" und 116 auf, deren Emitter gemeinsam über Widerstände 118,118', 118" und 120 miteinander verbunden sind. Die gemeinsame Verbindung der Widerstände 118, 118', 118" und 120 ist zu einer positiven Spannungsquelle 122 über einen Festwiderstand 124 und einen veränderlichen Widerstand 126 zur Voreinstellung des Kontrastwertes zurückgeführt Die Basen der Transistoren 114, 114', 114" und 116 sind unmittelbar miteinander verbunden und über einen Vorspannungswiderstand 128 an eine negative Spannungsquelle zurückgeführt Feststehende Anschlüsse eines Kontrast-Regelpotentiometers 130 sind zwischen die positive Spannungsquelle 122 und den Emitter eines Transistorverstärkers 132 geschaltet, der mit seinem Kollektor an Masse liegt Der Schleifer des Potentiometers 132 ist ebenfalls mit der gmeinsamen Verbindung der Widerstände 118, 118', 118" und 120 über einen Schalter 134 verbunden, der offen ist, wenn der Schleifer des Potentiometers 130 sich in der obersten Lage oder einer Kontrast-Voreinstellung befindet Ein Widerstand 136 ist zwischen den Schleifer des Potentiometers 130 und eine geeignete negative Spannungsquelle 138 geschaltet Der Emitter des Transistors 132 ist mit den Basen der Transistoren 114, 114', 114" und 116 Ober einen Spannungsteiler 140 und 142 sowie eine Diode verbunden, und die Basis des Transistors 132 liegt Ober eine Diode ISO an einem Vorspannungskreis mit Widerstanden 146 und 148.

Da der Zähler 26 normalerweise eine negative Spannung an die Dioden 112, 112" und 112" liefert, halten die Dioden die Emitterspannungen der Transistoren 114, 114' und 114" fest, so daß diese nichtleitend bleiben. Wenn die Dioden 112, U? und 112" jedoch s während der letzteren Hälfte der horizontalen Austastperiode (3-/4 mit einem positiven Impuls beaufschlagt werden, so werden die Transistoren 114, 114' und 114" leitend. Da die Kollektoren der Transistoren 114,114' und 114" mit den Ausgängen 84,84' bzw. 84" verbunden sind, nimmt der durch die Ausgänge 84,84' und 84" fließende Ausgangsstrom um den hindurchfließenden Kollektorstrom zu. Durch Einstellung des Kontrast-Potentiometers 130 ändert sich der Strom der Transistoren 114,114', 114" und 116 in gleicher Weise, so daß der Weißwert-Bezugsimpuls 12 mit anderer Amplitude am Ausgang 48 der Verstärker 14,15 und 16 erzeugt wird.

Das Potentiometer 130 ändert seinen Widerstand linear in Abhängigkeit von der Einstellung des Schleifers. Wenn jedoch die Verstärkung des Videoverstärkers der vorliegenden Bauart in bezug auf die Amplitude des Weißwert-Bezugsimpulses nicht linear geändert werden soll, so liefert hauptsächlich der Widerstand 136 diese nicht lineare Funktion des Kontrastregelkreises 32. Wenn der Schalter 134 sich im geöffneten oder im voreingestellten Zustand befindet, so bestimmt der voreingestellte veränderliche Widerstand 126 den die Transistoren 114, 114', 114" und 116 durchfließenden Strom beim optimalen Wert, indem ihr *> Widerstand verändert wird.

Der Helligkeits-Re_belbereich ist eine unmittelbare Funktion der Kontrastregelung. Dementsprechend sollte der Helligkeits-Regelstrom vorzugsweise in Abhängigkeit von der Einstellung des Kontrastregelungs-Potentiometers 130 des Kontrastregelkreises 32 verändert werden, um die störende gegenseitige Beeinflussung zwischen der Helligkeits- und der Kontrastregelung zu eliminieren. Der Transistor 116, dessen Ausgangsstrom den drei anderen Transistoren «o 114,114' und 114" proportional ist, kann diese Funktion ausüben. Wie nachstehend beschrieben, ist der Kollektor des Transistors 116 über einen Lastwiderstand 152 und einen Schleifer eines Helligkeitspotentiometers 154 an Masse angeschlossen.

Wenn die Rücklaufperiode vorüber ist, beaufschlagt der Zähler 26 die gemeinsame Verbindung der Widerstände 96, 100 und 102 mit einem positiven Impuls, die Dioden 112, U2¹ und 112" dagegen mit einem negativen Impuls. Dadurch werden die Transisto- so ren 80, W, 80", 82,82- und 82" leitend, die Transistoren 114,114' und 114" dagegen nichtleitend. Ebenso werden die Transistoren 78, 78' und 78" nichtleitend. Daher werden die dem Helligkeitsregelungs-Gleichstrom überlagerten Videosignale den Anschlössen 18,18' und 18" des Stromsummierkreises 20 zugeführt Wenn die Summen der Video-Eingangssignale und des Helligkeitsregelungs-Gleichstroms, wie sie den Anschlüssen 18, 18' und 18" zugeführt werden, die Kapazität der Stromquellen 76, 76' und 76" überschreiten, so treten dafür repräsentative Ausgangssignale an den Ausgängen 84,84' und 84" auf.

Die Helligkeitssteuerung 34 weist das Potentiometer 154 auf, dessen Schleifer an den Verbindungspunkt zwischen dem Lastwiderstand 152 und dem Kollektor des Transistors 116 angeschlossen ist Zwischen dem einen festen Anschluß des Potentiometers 154 und einem Anschluß 158 liegt ein Widerstand 156, während zwischen den anderen festen Anschluß des Potentiometers 154 und den Anschluß 158 über einen Eingangswiderstand 162 einerseits bzw. einen Ausgangswiderstand 164 andererseits ein Umkehrverstärker 160 geschaltet ist der außerdem einen Rückkopplungswiderstand 166 aufweist Für das beschriebene spezielle Ausführungsbeispiel haben die Widerstände 156, 162, 164 und 166 sowie das Potentiometer 154 jeweils den gleichen Widerstandswert

Der Anschluß 158 ist an den Eingang eines Operationsverstärkers 168 mit einem Rückkopplungswiderstand 170 angeschlossen. Die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers 168 ist so klein, daß der Eingangsstrom des Operationsverstärkers über zwei Strompfade mit dem Widerstand 156 und dem Umkehrverstärker 160 geliefert wird. Der diese beiden Stromzweige durchfließende Strom hängt von der Spannung ab, die an dem Widerstand 152 abfällt sowie von der Einstellung des Schleifers des Helligkeitspotentiometers 154. Bezeichnet man den oberhalb des Schleifers liegenden Widerstandsteil des Potentiometers 154 mit 154a und den unterhalb des Schleifers liegenden Anteil des Potentiometers 154 mit 1546 und geht man davon aus, daß die am Lastwiderstand 152 abfallende Spannung V ist so ist der Strom durch die Widerstände 1546 und 156 gleich VI(R 156 + R \54b), andererseits durch den Widerstand 164 gleich -R \<&bxvl(R 162 + R l54a)R 164. Der Gesamteingangsstrom zum Operationsverstärker 168 ist somit Null, wenn der Schleifer des Potentiometers 154 sich in der Mittelstellung befindet

Wegen der Verbindung des Kontrastregelkreises und der Helligkeitsregelung über den Transistor 116 und den Lastwiderstand 152 kommt es zu keiner lästigen gegenseitigen Beeinflussung zwischen der Kontrastbzw. Helligkeitssteuerung. Parallel zu dem Helligkeitspotentiometer 154 kann ein weiteres Potentiometer (nicht dargestellt) geschaltet sein, um ein Ungleichgewicht zwischen den beiden Stromzweigen zu kompensieren, wenn das Helligkeitspotentiometer 154 sich in der voreingestelllten Lage bzw. normalerweise in seiner Mitteleinstellung befindet

Wie oben beschrieben, kann der Leistungsverbrauch der vorliegenden Schaltung erheblich verringert werden, weil die Transistoren 78, 78', 78", 80,80\ 80", 82, ST, 82", 114,114' sowie 114" nicht gleichzeitig leiten.

Fig.4 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Schaltkreises zur Regelung des Gleichspannungsniveaus sowie der Verstärkung. Die mit selbsttätiger Verstärkungsregelung arbeitende Stufe 40 weist zwei Dioden 172 und 174 auf, deren Anoden mit dem Ausgang 84 des Stromsummierkreises 20 gekoppelt sind. Die Diode 172 ist an den Eingang des ersten Verstärkers 42 angeschlossen, während die Diode 174 an Masse liegt Das Video-Ausgangssignal des Stromsummierkreises 20 und das Ausgangssignal des Vergleichers 60 beaufschlagen den Verbindungspunkt der beiden Dioden 172,174 unmittelbar bzw. über

einen Widerstand 176. Der erste Vi arker 42 weist

beispielsweise drei gleichspannungsgekoppelte Transistoren 178, 180 und 182 auf. Der erste Verstärker 42 arbeitet als offener Verstärker mit hoher Verstärkung und hat einen negativen Rückkopplungswiderstand 184, der zwischen den Kollektor des Transistors 180 und den Emitter des Transistors 178 geschaltet ist Der Emitter und der Kollektor des Transistors 178 sind an Widerstände 186 bzw. 188 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 180 liegt über einen Widerstand 190 an

einer geeigneten positiven Spannungsquelle. Der Kollektor des mit seiner Basis an Masse angeschlossenen Transistors 182 ist über einen Widerstand 192 mit einem Ausgang des ersten Verstärkers 42 verbunden.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 64 beaufschlagt die Basis des Transistors 178, die über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 194 und einer Diode 196 an Masse liegt. Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand 194 und Diode 196 ist über einen Widerstand 198, dessen Größe dem Widerstand 176 entspricht, an den Ausgang des Vergleichers 60 angeschlossen. Das gewährleistet eine einwandfreie Funktion des ersten Verstärkers 42, so daß der Hintergrund-Signalwert oder die Helligkeit bei Änderung des !Contrasts des wiedergegebenen Bilds unverändert bleiben. Ebenso sollten die Dioden 172 und 174 identisch sein. Das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors 182 beaufschlagt den zweiten Verstärker 46 über den Strombegrenzer 44.

Da der erste Verstärker 42 mit negativer Rückkopplung arbeitet, wird der Strom durch die Diode 172 im wesentlichen auf einem konstanten Wert gehalten. Somit ist der Widerstand der Diode 172 konstant. Andererseits ändert sich der Widerstand der Diode 174 infolge des sie durchfließenden Stromes, der in der Hauptsache vom Vergleicher 60 geliefert wird. Wenn ein zur Steuerung der Verstärkung dienender Strom vom Vergleicher 60 infolge entsprechender Verstellung des Kontrast-Potentiometers 130 in F i g. 3 zunimmt, so nimmt der Widerstand der Diode 174 ab, um den Signalstrom vom Stromsummierkreis 20 parallel fließen zu lassen, und umgekehrt. Dadurch wird die Verstärkung der Stufe 40 herabgesetzt und somit auch die

to Gesamtverstärkung jedes Video-Ausgangsverstärkers 14, 15 bzw. 16 verringert. Der zweite Verstärker 46 ist — was aus Fig.4 nicht unmittelbar hervorgeht — ein Stronv/Spannungswamdler, der die Ausgangsspannung für die Speisung der Kathode der Kathodenstrahlröhre liefert.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, kann der Video-Versnärker nach der Erfindung genau geregelte Video-Signale an die Kathoden der drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme einer Farbfernseh-Kathodenstrahlröhre, insbesondere einer Trinitron-Bildröhre, liefern. Dabei ist der Video-Verstärker nach der Erfindung sehr einfach im Aufbau und einfach zu bedienen, und die gegenseitige Beeinflussung zwischen Kontrast- und Helligkeitsregelung wird eliminiert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Videoverstärker für ein Farbfernsehbild-Überwachungsgerät, das vorzugsweise mit einer Trinitron-Kathodenstrahlröhre arbeitet und drei identisehe, hinsichtlich Gleichspannungsniveau und Verstärkung geregelte Videoverstärker aufweist, wobei die Videoverstärker zur Verstärkung eines Videosignals mit verschiedenen Intensitätspegeln dienen und eine Einrichtung zur Einschaltung eines Bezugspegels während der horizontalen Rücklaufperiode und zur Verstärkungsregelung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) den Bezugspegel als Schwarzwert- (11) und Weißwertbezugsimpulse (12) in die vordere bzw. is rückwärtige Hälfte der horizontalen Rücklaufperiode einschaltet, bevor die Impulse zusammen mit dem Videosignal (10) dem Verstärker (14) zugeführt werden, daß am Ausgang (48) des Verstärkers (14) eine Abtasteinrichtung (52, 54) zur Abtastung der Scheitelamplituden der Schwarzwert- und Weißwertbezugsimpulse (11,12) sowie eine Regeleinrichtung (64, 66; 60, 62) zur Regelung des Gleichspannungswertes und der Verstärkung des Videoverstärkers (14) entsprechend der Ausgangssignale der Abtasteinrichtung (52,54) vorgesehen ist.

2. Videoverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwarzwert-Bezugsimpuls (11) eine vorgegebene Amplitude hat, die der Sperrspannung der einzelnen Elektronenstrahler- jo zeugungssysteme der Bildröhre entspricht, und daß der Weißwert-Bezugsimpuls (12) eine regelbare Amplitude aufweist, die sich in Abhängigkeit von der Einstellung einer Kontrastregelung (32) ändert.

3. Videoverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) zur Einschaltung von Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimpulsen (11, 12) einen Zähler (26) zur Zählung von Taktimpulsen einer bestimmten, aufgrund des Empfangs eines horizontalen Steuerimpulses erzeugten Frequenz, sowie drei identische Stromsummierkreise (20) aufweist, um die Schwarzwert- und Weißwert-Bezugsimpulse (11, 12) in Abhängigkeit von der Steuereinwirkung des Zählers (26) in die horizontale Rücklaufperiode einzuschalten.

4. Videoverstärker nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Vergleicher (60, 64) aufweist, um die von der Abtasteinrichtung (52, 54) erzeugten Abtastsignale mit einem einstellbaren Bezugssignal (62, 66) zu vergleichen, um so Differenzen in den elektrischen Eigenschaften der einzelnen Elektronenstrahlerzeugungssystemen sowie verschiedener Bildröhren zu kompensieren.

5. Videoverstärker nach einem der Ansprüche 1 —4 zur Anwendung bei einem Farbfernsehgerät, das einen Kontrastregelkreis sowie eine Helligkeitssteuerung aufweist, wobei die drei Videoausgangsverstärker einstellbare Verstärkung und feststehen- w> des Ruhe-Gleichspannungsniveau besitzen, gekennzeichnet durch einen Weißwert-Bezugsimpulsgenerator (30) zur Erzeugung eines Weißwert-Bezugsimpulses (12), dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Einstellung des Kontrastre- <>ϊ gelkreises (32) ändert, einen Schwarzwert-Impulsgenerator (28) zur Erzeugung eines Schwarzwert-Bezugsimpulses (11) mit feststehender Amplitude entsprechend der Sperrspannung der Elektronenstrahlerzeugungssysteme der Bildröhre, einem Stromsummierkreis (20) zur Einschaltung der Schwarzwert- und Weißwert-Bezugsimpulse (11,12) in die horizontale Rücklaufperiodi;, um die Bezugsimpulse (11,12) zusammen mit den drei Videosignalen (10) den drei Videoverstärkern (14, 15, lö) zuzuführen, und zur Überlagerung der drei Videosignale (10) über das Helligkeitsregelungssignal, eine Abtasteinrichtung (!52,54) zur Abtastung der an den Ausgang (48) des Videoverstärkers (14) gelieferten Schwarzwert- und Weißwert-Bezugsimpulse (11,12) sowie dadurch, daß die Einrichtung den Gleichspannungswert und die Verstärkung der einzelnen Videoverstärker (14) mittels der aufgrund der Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimpulse (11, 12) gewonnenen Austastsignale regelt.

6. Videoverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weißwert-Bezugsimpulsgenerator (30) einen Schaltkreis zur Erzeugung eines Gleichspannungssignals aufweist, das der Amplitude des Weißwert-Bezugsimpulses (12) entspricht, und die Helligkeitsregelung (34) beaufschlagt, um so die gegenseitige Beeinflussung zwischen Kontrastregelkreis (32) und Helligkeitssteuerung (34) zu beseitigen.

7. Videoverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summiereinrtchtung (20) eine Stromquelle (76), einen ersten (80) und einen zweiten (82) Transistor, die zwischen der Stromquelle (76) und dem Weißwert-Bezugsimpulsgenerator (30) angeordnet sind, deren Verbindungspunkt (18) mit dem Videosignal verbunden ist, und einen dritten Transistor (78), der parallel zum ersten (80) und zweiten (82) Transistor geschaltet ist, aufweist.

8. Videoverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (80) und der zweite Transistor (82) abgeschaltet werden, während der Weißwert-Bezugsimpulsgenerator (30) den Weißwert-Bezugsimpuls (12) erzeugt.

9. Videoverstärker nach einem der Ansprüche 1—8 zur Verwendung bei einem Farbfernsehgerät gemäß Anspruch 5, das einen Kontrastregelkreis sowie eine Helligkeitssteuerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitssteuerung (34) ein Paar Signalwege (162, 166, 160, 164; 156) aufweist, die aus Widerstandseinrichtungen und Verstärkereinrichtungen bestehen, sowie Einrichtungen (154) zur Aufnahme des Regelsignals des Kontrastregelkreises (32), um ein Steuersignal für beide Signalwege in einem einstellbaren unterschiedlichen Anteil zu liefern.

10. Videoverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Aufnahme des Regelsignals aus einem Potentiometer (154) bestehen, das mit seinem Schleifer an den Kontrastregelkreis (32) und mit seinen Endanschlüssen (154a, 154i>}an die Widerstands- und Verstärkereinrichtungen angeschlossen ist.

11. Videoverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtungen (160) aus einem Operationsverstärker mit Eingangswiderstand (162), Rückführungswiderstand (166) und Ausgangswiderstand (164) bestehen.

12. Videoverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (162,164,166) im wesentlichen den gleichen Wiiderstandswert aufweisen und daß die Helligkeitsregelung (34) einen

zweiten Operationsverstärker (168) umfaßt, dessen Eingang mit dem Ausgangsanschluß des Paares von Signalwegen verbunden ist.

Die Erfindung betrifft einen Videoverstärker für ein Farbfernsehbildüberwachungsgerät, das vorzugsweise mit einer Trinitron-Kathodenstrahlröhre arbeitet und drei identische hinsichtlich Gleichspannungsniveau und Verstärkung geregelte Videoversträker aufweist, wobei die Videoverstärker zur Verstärkung eines Videosignals mit verschiedenen Intensitätspegeln dienen und eine Einrichtung zur Einschaltung eines Bezugspegels während der horizontalen Rücklaufperiode und zur Verstärkungsregelung aufweisen.

Bei einem Fernsehempfänger oder einem Monitor werden drei verschiedene Videoausgangsverstärker benutzt, um die vom roten, grünen bzw. blauen Elektronenstrahlerzeugungssystem emittierten Elektronenstrahlen gemäß dem Eingangsvideosignal zu modulieren. Die drei modulierten Elektronenstrahlen treffen auf die roten, grünen bzw. blauen Leuchtstoffpunkte oder auch -linien auf, um auf diese Weise auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre ein Farbbild zu erzeugen. Um das auf dem Bildschirm erzeugte Bild an die Lichtverhältnisse der Umgebung anzupassen, muß die Bildhelligkeit, nach Möglichkeit auch der Kontrast des wiedergegebenen Bildes einstellbar sein. Die Helligkeit des erzeugten Bildes ist eine Funktion der Gleichspannungskomponente des Videoverstärkers, der die Hintergrundhelligkeit des Bildschirms festlegt, während der Kontrast durch den Verstärkungsfaktor der drei Videoverstärker festgelegt wird, welcher seinerseits das Verhältnis der Hintergrundkomponente (dunkler Teil des Bildes) zu den hellen Bildteilen festlegt.

Damit sich bei der Einstellung keine Farbverschiebung ergibt, ist es notwendig, daß die drei Videoausgangsverstärker gleichmäßig sowohl bezüglich des Gleichspannunganteils wie auch bezüglich des Verstärkungsfaktors proportional zueinander geändert werden, was insbesondere für eine Trinitron-Kathodenstrahlröhre gilt, bei der alle Gitterelektroden der drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme während der Wiedergabeperiode mit Massepotential und während der Austastperiode mit einem bestimmten negativen Potential verbunden sind. Diese Art Kathodenstrahlröhre weist Unterschiede in den elektrischen Eigenschaften auf, wie beispielsweise in der Sperrspannung wie auch in der Leitfähigkeit des jeweiligen Elektronenstrahlsystems.

Die aus der eingangs genannten DE-OS 14 87 136 bekannte Einrichtung ermöglicht bereits eine gemeinsame Veränderung der Gleichspannungskomponente im Ausgangssignal der drei Videoverstärker mit einem einzigen Potentiometer unter wesentlicher Aufrechterhaltung des Weißabgleichs der Farbbildröhre. Allerdings fehlt die gemeinsame Einstellung des Verstärkungsfaktors und damit des Kontrastes des wiedergegebenen Bildes.

Auch das in der DE-OS 14 62 576 geschilderte Verfahren zur Wiedergewinnung der Gleichstromkomponente bei Farbkameras beschäftigt sich nur mit der Gleichspannungskomponente, nicht dagegen mit dem Verstärkungsgrad. Ahnliches gilt für die DE-OS 20 14 166, die eine automatische Helligkeitsregelung für einen Farbfernsehempfänger zum Inhalt hat, bei der jedoch der Kontrast mit einzelnen Potentiometern eingestellt werden muß. Derartige mechanisch arbeitende Potentiometer zur Kontrastregelung können zwar miteinander mechanisch gekoppelt werden, doch führt diese Anordnung wegen der immer vorhandenen Nichtlinearität und auch wegen nicht zu vermeidenden Unterschieden in den elektrischen Eigenschaften der drei Potentiometer sowie infolge von Rauschen und Signalverzögerungen beim Hindurchlaufen der hochfrequenten Videosignale durch diese normalerweise an der Frontplatte angeordneten Potentiometer zu einem nicht ganz einwandfreien Farbabgleich und nicht hundertprozentig befriedigender Grauskalenanpassung. Darüber hinaus ist eine gegenseitige Beeinflussung von Helligkeit- und Kontrasteinstellung nicht auszuschließen.

Bei einem weiteren Schaltkreis, der aus »The Radio and Elektronic Engineer«, Mai 1969, S. 299—302 bekanntgeworden ist, wurden einige Nachteile der vorgenannten Anordnungen dadurch beseitigt, daß zum einen ein Weißwertbezugsimpuls in die letzte Hälfte der hinteren Schwarzschulter des Videosignals eingefügt wird, um auf diese Weise die Verstärkung der Videoausgangsverstärker zu regeln. Der Wert der hinteren Schwarzschulter dient andererseits als Schwarzwertbezugspegel für die Regelung des Gleichspannungsniveaus der Videoausgangsverstärker. Nachteilig ist jedoch, daß sich der Wert der hinteren Schwarzschulter des zusammengesetzten Videosignals in Abhängigkeit von der Einstellung der Helligkeitsregelung ändert, außerdem ist die Schaltung für die Helligkeits- und Kontrastregelung sehr kompliziert. Schließlich arbeitet der bekannte Schaltkreis wegen der Verwendung des festgelegten Wertes der hinteren Schwarzschulter nur auf das unmodulierte Videosignal. Videosignale von einem Aufzeichnungsgerät führen daher zu Fehlern auf Grund von Gleichspannungspegelverschiebungen während der Dauer des Synchronisationsimpulses.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Videoausgangsverstärker zu schaffen, dessen Ruhe-Gleichspannungspegel und dessen Verstärkungsfaktor automatisch durch ein in die horizontale Austastperiode geschaltetes Pilot-Signal eingestellt werden kann. Dabei soll die Grauskalencharakteristik erhalten bleiben und außerdem Helligkeit und Kontrast ohne gegenseitige Beeinflussung genau einstellbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Videoverstärker der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einschaltung eines Bezugspegels während der horizontalen FLücklaufperiode und zur Verstärkungsregelung diesen Bezugspegel als Schwarzwert- und Weißwert-Bezugsimpuls in die vordere bzw. rückwärtige Hälfte der horizontalen Rücklaufperiode einschaltet, bevor die Impulse zusammen mit dem Videosignal dem Verstärker zugeführt werden, und daß am Ausgang des Verstärkers eine Abtasteinrichtung zur Abtastung der Scheitelamplituden der Schwarzwert- und Weißwert-Bezugsimpulse sowie eine Regeleinrichtung zur Regelung des Gleichspannungswertes und der Verstärkung des Videoverstärkers entsprechend der Ausgangssignale der Abtasteinrichtung vorgesehen ist. Die Unteransprüche lehren vorteilhafte Weiterbildungen dieses erfindungsgemäßen Videoverstärkers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

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