DE2252181C3 - Videoverstärker für ein Farbfernsehbildüberwachungsgerät - Google Patents
Videoverstärker für ein FarbfernsehbildüberwachungsgerätInfo
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- DE2252181C3 DE2252181C3 DE2252181A DE2252181A DE2252181C3 DE 2252181 C3 DE2252181 C3 DE 2252181C3 DE 2252181 A DE2252181 A DE 2252181A DE 2252181 A DE2252181 A DE 2252181A DE 2252181 C3 DE2252181 C3 DE 2252181C3
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Description
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Videoverstärkers;
F i g. 3 einen Teii der Schaltung der F i g. 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 m
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 Zeitabschnit- ι ■>
tes <0—rl übertragen, wenn eine Kathodenstrahlröhre
(nicht dargestellt) sich im nichtausgetasteten Zustand befindet. Eine Rücklaufperiode 11 — f 5 dient normalerweise
dazu, einen SYNC-Impuls und ein Farbsynchronsignal zur Synchronisierung einer Horizontalabtastung ;«
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 /1 — f5 kein Signal r>
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 Kathoden- j»
strahlröhre entspricht, bzw. eine einstellbare Amplitude
— ν 2, die sich entsprechend der Einstellung einer Kontrastregelung ändert. Der Wert — ν 1 gibt die
Hintergrundsbeleuchtung des Bildschirms wieder, wenn kein Videosignal übertragen wird, und ändert sich mit r·
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. m
Fig.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 <r>
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 wiedergege- ;«
ben. 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 wi 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 f2—14 jedes es
Vidiosignal unterdrückt Während der Periode /2—i3 wird ein Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 erzeugt dessen
Amplitude einen festen Wert hat, unabhängig von der Einstellung der Helligkeits- bzw. Kontrastregelung. Der
Schwarzwert-Bezugsimpulsgenerator 28 wird dann mit dem Stromsummierkreis 20 verbunden.
Im Anschluß an den Schwarzwert-Bezugsimpuls erzeugt ein Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 20 einen
Weißwert-Bezugsimpuls 12, dessen Amplitude durch einen Kontrastregelkreis 32, der beispielsweise ein
Potentiometer aufweist eingestellt werden kann. Der Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 30 steht ebenfalls
mit dem Stromsummierkreis 20 in Verbindung. Mit dem Weißwert-Bezugsimpulsgenerator 30 ist eine Helligkeitsregelung
34 verbunden, um während der Nichtaustast-Periode den Stromsummierkreis 20 mit einem
Gleichstrom zur Helligkeitsregelung zu speisen. Der Aufbau dieses Kreises wird nachstehend in Verbindung
mit Fig.3 genauer erläutert, jedoch sei hier schon erwähnt, daß das Helligkeitsregelungssignal automatisch
durch die Einstellung des Kontrastregelkreises 32 geregelt wird, weil der Helligkeits-Regelbereich unmittelbar
der Einstellung des Kontrastregelkreises 32 proportional ist Dieser Schaltungsaufbau eliminiert
somit die gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Kontrastregelkreis 32 und der Helligkeitsregelung 34.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, überlagert der Stromsummierkreis 20 den von der Helligkeitsregelung 34
erhaltenen Gleichstrom zur Helligkeitsregelung jedem Farbvideosignal, das die Anschlüsse 18, 18' und 18"
während der nichtausgetasteten Periode f 0—11 beaufschlagt,
und der Schwarzwert-Bezugsimpuls 11 sowie der Weißwert-Bezugsimpuls 12 werden im wesentlichen
während der Austastperiode 11 — / 5 übertragen. Es sei
darauf hingewiesen, daß diese drei Farbvideosignaie in
dem Stromsummierkreis 20 ohne gegenseitige Beeinflussung fibertragen werden und so zu den Eingängen
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 Ausgangssignal des Stromsummierkreises 20, das dem in
F i g. 1 wiedergegebenen Signal ähnlich ist, beaufschlagt zunächst — über eine Stufe 40 mit selbsttätiger
Verstärkungsregelung — einen ersten Verstärker 42 konstanter Verstärkung. Von hier gelangt der Ausgang
des ersten Verstärkers 42 über einen Strombegrenzer 44 zu einem zweiten Verstärker 46. Der Ausgang des
zweiten Verstärkers 46 ist mit der Kathode der Kathodenstrahlröhre über einen Ausgang 48 verbunden.
Eine Teilerstufe 50 ist mit dem Ausgang 48 verbunden, um die Signalamplitude am Ausgang 48 in
einen geeigneten Wert umzuwandeln. Der Ausgang der Teilerstufe 50 beaufschlagt Austaststufen 52 und 54, die
Scheitelwerte der Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimpulse 11,12 austasten, die die Austaststufen 52,
54 beaufschlagen, wenn Austast-Steuerimpulse 57, 59 von dem Zähler 26 über die Leitungen 56 bzw. 58
zugeführt werden. Da die Zeitdauer für die Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimulse 11 und 12 jeweils 3
bis 4 us beträgt können die Austast-Steuerimpulse 57 und 59 in dieser zeitlichen Größenordnung erzeugt
werden, beispielsweise 1 us nach dem Anstiegsteil der Schwarzwert- bzw. Weißwert-Bezugsimpulse 11,12. So
stellt der Schaltungsaufbau sicher, daß die richtigen Scheitelwerte für die Impulse 11 bzw. 12 erhalten
werden. Die zeitliche Zuordnung der Bezugsimpulse 11
und 12 einerseits und der Austast-Steuerimpulse 57,59 andererseits ist infolge einer relativ längen Zeitdauer
der schwarzen bzw. weißen Bezugsimpulse U und 12 nicht kritisch. Die Austaststufen 52 und 54 können von
einem Transistor- oder Feldeiitkttransistor-Schaltkreis
gebildet sein, durch den Austastwerte der schwarzen bzw. weißen Bezugsimpulse 11 und 12 übertragen
werden, wenn die Austast-Steuerinipulse 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 Färb Videosignale ohne
gegenseitige Beeinflussung verarbeiten zu können. Jeder Abschnitt weist eine Konstantstromquelle 76, 76'
und 76" auf, die beispielsweise einen Transisitor 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 82' sowie 80" und 82" verbunden sind. Über
Widerstände 92, 92' und 92" beaufschlagt ein Helligkeitsregelsignal von der Helligkeitsregelung 34 aus die
Anschlüsse 18,18' und 18".
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
und eine positive Spannungsquelle geschaltet ist. Die Basen der Transistoren 80,80' und 80" sind gemeinsam
an die Verbindungsstelle der Widerstände 102 und 104 angeschlossen, während die Basen der Transistoren 82,
82' 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 110 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.
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 über
einen Spannungsteiler 140 und 142 sowie eine Diode verbunden, und die Basis des Transistors 132 liegt über
eine Diode 150 an einem Vorspannungskreis mit Widerständen 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, 112' und 112" jedoch
während der letzteren Hälfte der horizontalen Austastperiode ί3 — i4 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-Regelbereich 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
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, 112' und 112" dagegen mit
einem negativen Impuls. Dadurch werden die Transistoren 80,80', 8C", 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-GIeichstrom
überlagerten Videosignale den Anschlüssen 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 Rückkoppiungswiderstand 166 aufweist. Für das beschriebene spezielle
Ausführungsbeispiel haben die Widerstände 156, 162, 164 und 166 sowie das Potentiometer 154 jeweils den
gleichen Widerstandswert.
ίο 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
IS Strompfade mit dem Widersland 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 154fc und 156 gleich VI(R 156 + R 1546Jl
andererseits durch den Widerstand 164 gleich -R I66xv/(R 162 -r- 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 wer-
«5 den, weil die Transistoren 78, 78', 78", 80, 80', 80", 82,
82', 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 Vergleichen: 60 beaufschlagen den Verbindungspunkt der beiden Dioden 172,174 unmittelbar bzw. über
einen Widerstand 176. Der erste Verstärker 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 X 78. 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 HiiHergrund-Signalwert oder
die Helligkeit bei Änderung des Kontrasts dei
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 eiüem konstanten Weri 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 tassen, und umgekehrt. Dadurch wird die Verstärkung
der Stufe 40 herabgesetzt und somit auch die
ίο Gesamtverstärkung jedes Video-Ausgangsverstärkers
14, 15 bzw. 16 verringert. Der zweite Verstärker 46 ist
— was aus F i g. 4 nicht unmittelbar hervorgeht — ein Stronv/Spannungswandler, der die Ausgangsspannung
für die Speisung der Kathode der Kathodenstrahlröhre liefert.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, kann der Video Verstärker 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 (12)
1. Videoverstärker für ein Farbfernsehbild-Überwachungsgerät,
das vorzugsweise mit einer Trinitron-Kathodenstrahlröhre
arbeitet und drei identi- s sehe, hinsichtlich Gleichspannungsniveau und Verstärkung
geregelte Videoverstärker aufweist, wobei die Videoverstärker zur Verstärkung eines Videosignals
mit verschiedenen Intensitätspegeln dienen und eine Einrichtung zur Einschaltung eines ιυ
Bezugspegels während der horizontalen Rücklaufperiode und zur Verstärkungsregelung aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) den Bezugspegel als Schwarzwert- (11) und
WeiBwertbezugsimpulse (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
(U) eine vorgegebene Amplitude hat, die der Sperrspannung der einzelnen Elektronenstrahler- >»
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, >r>
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 Steuer- ■'<>
impulses 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 einzuschal- ■'">
ten.
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. r>r>
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- ί<> 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- *>>
gelkreises (32) ändert, einen Schwarzwert-Impulsgenerator (28) zur Erzeugung eines Schwarzwert-Bezugsimniilses
(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 Rücklaufperiode, um die Bezugsimpulse (11,12) zusammen mit den drei Videosignalen
(10) den drei Videoverstärkern (14, 15, 16)
zuzuführen, und zur Oberlagerung der drei Videosignale
(10) über das HeUigkeitsregehingssignal, 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 Summiereinrichtung (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-Sezugsimpuls (12) erzeugt
9. Videoverstärker nach einem der Ansprüche 1—8 £tir 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, «owie 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!), 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, 154tyan die Widerstands- und Verstärkereinrichtungen
angeschlossen ist
11. Videoverstärker nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtungen (160) aus einem Operationsverstärker mit Eingangswiderstand
(162), Rückführungswider.itand (166) und Ausgangswiderstand (164) bestehen.
12. Videoverstärker nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstände (162,164,166)
im wesentlichen den gleichen Widerstandswert aufweisen und daß die Helligkeitsrege lung (34) einen
zweiten Operationsverstärker (168) umfaßt, dessen Eingang mit dem Ausgangsanschhiß 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.
Bsi einem Fernsehempfänger oder einem Monitor werden drei verschiedene Videoausgangt verstärker
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 BiWteilen festlegt
Damit sich bei der Einstellung keine Farbverschiebung ergibt, ist e.» 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 bereite 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. Ähnliches 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
Nichtiinearität 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 Rücklaufperiode 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
J;eses erfindungsgemäßen Videoverstärkers.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen
dargestellt ist. Es zeigt
Fig. 1 ein Beispiel für ein der Kathode einer
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