DE2742937B2 - Videoendverstärker, insbesondere für Farbfernsehsignal - Google Patents

Description

Die Erfindung beiriffi einen Videoendversiärker. wie er im Oberbegriff des Anspruchs I vorausgesetzt ist. Aus der DE-AS 19 24 510 ist eine Videoverslärkerschal Hing bckannl, deren Endstufe mit einer Vakuum, öhre bestückt ist. von deren Anode aus die Bildröhre angesteuert wird. Der Allssteuerbereich einer solchen Vakuumröhre ist normalerweise genügend groß, um sowohl den relativ großen Ampliliidenbereich der Bildsignale als auch einen genügend breiten Einslellbereich für den Schwar/pegel. der /um Ausgleich der Bildröhrcntolcran/en benötigt wird, zu umfassen. Insbesondere bei Prä/isions-lnlinelarbbildröhren (IM-Röhrcn) müssen zugehörige Videoverstärker häufiger einen relativ großen Einstellbcreich für die Gleichspannungskomponenle der Ausgangsspannung haben, damit man die relativ großen Toleranzen der Sperrspannung für den .Strahlstrom der einzelnen .Strahlsysteme ausgleichen kann. Bei einer typischen derartigen Röhre kann ein Einstellbereich von 50 bis 60 Volt für die Strahlsper.-spanming erforderlich sein, während andererseits eine Signalspannungsamplilude in der Größe von I IO bis I JO Volt oberhalb des Sperrpegels (schwarz nach weiß) notwendig sein kann. Zusätzlich bedingen Schwankungen der Versorgungsspanniing und gewisse llelriebseigenschafleii von Verstärker und Bildröhre, (l.iltdie Belricbsgleichspannung (//t ) für die Vidcoend-Verstärker in der Größenordnung '.on 200 Voll liegen soll. Inzwischen stehen preiswerte, breiihandige Videoverstärkern.msislorcn relativ iiiei''iger Leistung /ur

Verfügung, die ohne Kühlkörper arbeiten können (und wegen der deshalb niedrigeren Aiisgangskapa/iiät eine höhere Grenzfrequenz ergeben). |edoch vertragen solche Transistoren keine Versorgungsspannung der erwähnten Höhe.

Um dennoch die aus Kosiengründen und wegen ihrer sonstigen Betriebseigenschaften günstigen derartigen Transistoren in Videoendstufen verwenden /u l· 'innen, kann man einem solchen Verstärkertransistor einen Emitterfolger nachschalten, der nun seinerseits ohne weiteres an eine höhere Betriebsspannung gelegt werden kann. Während in der erwähnter, bekannten Verstärkerschaltung der !indröhre ein Kalhodenfolger •.'orgeschaliel ist, der nur in einem relativ kleinen Bereich ausgesteuert wird und als Impadanzwandler /ur Anpassung an eine Verzögerungsleitung dient, welche der Endröhre vorgeschaltet ist, ist die Ansteuerspannung bei einem als Treiber für die Bildröhre dienenden Emitterfolger erheblich größer, und außerdem ist der Aussteuerbereich eines Emiiterfolgertransistors kleiner als derjenige einer Kathodenfoigerröhre. Da nun dieser Emitterfolgertransistor auf die kapazitive Eingangsimpedanz der Bildröhre arbeilet, kann es vorkommen, daß er bei genügend schneller Ansteuerung in den Sperrzustand gerät und sich die Eingangskapazität der Bildröhre nicht mehr über den reLtiv niedrigen Ausgangswidcrsland des Emitterfolgertransislors entladen kann, sondern sich einen anderen, mit einer größeren /.eilkonstante behafteten Endladeweg sucht. Dadurch werden aber die Ansteuerverhälinisse für die Bildröhre für positiv und negativ gerichtete .Signalflanken unterschiedlich, und die Anstcuersymetrie geht verloren.

Der Erfindung liegi nun die Aufgabe zugrunde, in einfacher Weise zu ermöglichen, daß die Auflade- und Enlladezeitkonslanie für die Bildröhreiikapa/iläl möglichst gleich zu machen ist. um dadurch eine Angleichung der Anstiegs- und Abfall/eilen des Videosignals an der Bildröhre /» erre\thcn.

Diese Aufgabe wird durch die im Kenn/eichenteil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung ermöglicht also die Verwendung solcher preisweniger, breilbaiuliger Transistoren niedriger Leistung auch in Schaltungen, wo die für die Videonusgnngsstufen unter Berücksichtigung eines ausreichenden Einstellberciches für die Sperrspannung benötigte Betriebsgleichspannung größer als die übliche Betriebsspannung solcher Transistoren ist, ohne daß IJnsymmcirien bei der Aussteuerung der Bildröhre in Kauf genommen werden müssen. Solche Bedingungen sind beispielsweise bei monolithischen integrierten Schaltungen anzutreffen. Aber auch wenn die Versiärkertransisloren an sich eine höhere Betriebsspannung vertragen würden, erlaubt die Erfindung kleinere Betriebsspannungen und ilamil niedrigere Verlustleistungen, was für integrierte Schallungen ebenfalls wichtig ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unicransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, die einen Teil ci.n.r !■'ernseheiiipfängerschallung mil drei gemäß der Erfindung aufgebauten Verstärkern /ur Ansteuerung der drei Slr.ihlsyslcMK¹ rmer Earhbildröhi e darstellt.

Von einer Signabcrarbeitungsschallung 10 gelangen l-'arbsign.ile W. (· und Ii über einstellbare Widerslände 12, 14 bzw. lh nach I lin/ufügen von Vorspannungen aus Vorsnaniuinusschallungcn 18, 20 li/w. 22 zu einem

Roisignalversürker 24, einem Grünsignalverstärker 26 h/.w. einem Hlausignulverstiirker 28. In jedem dieser Verstärker 24, 26 und 28 können beispielsweise Breiibandverslärkerelemente niedriger Verlustleistung, wie etwa als B-Verstärker geschaltete komplementäre Transistoren BF 422 und BF42J enthalten sein. Die verstärkten Rot-, Grün- und Blausignale gelangen von den Verstärkern 24, 26 und 28 über Kondensatoren JO, 32 b/.w. 34 /u Vhieoendstufen 36, 38 bzw. 40. Die Rot-, Grün- und Blausignale, deren Gleichspannungspegel einstellbar sind (wie noch erläutert werden wird), werden von den Verstärkern 36, 38 und 40 auf die jeweiligen Kathoden einer Bildröhre 42 gekoppelt. Die dargestellte Kathodenstrahlröhre 42 ist cine Pl-Röhre und enthält somit für alle drei Strahlsysteme eine gemeinsame Vorspannungsquelle für das erste Steuergitter (Ci)) und eine gemeinsame einstellbare Vorspannungsqucllc für das gemeinsame /weile Steuergitier

Die Endstufen 36, 38 und 40 sind prnktisch identisch, und aus diesem Grunde wird nur der Rotsignaiversiä^rker36ini einzelnen beschrieben. Die Endstufe ob enthält einen als Spannungsfolger geschalteten Transistor 44, dessen Basis Eingangssignale über den Kondensator 30 zugeführt werden und von dessen Emitter Ausgangssignale in Glcichspannungskopplung der Rotkalhodc der Bildröhre 42 zugeführt werden. Der Emitterkreis des Transistors 44 enthält die Reihenschaltung von Widersländen 46 und 48 mit einem einstellbaren Glekhspannungspegel-Justierwiderstand 50 und einem an ein Be/iigspolenlial (Masse) geführten Widerstand 52.

Mit Hilfe einer getasteten Klemmschaltung aus in Kaskade geschalteten Transistoren 54 und 56, einem Kollektorlastwiderstand 58. einem Koppclwidcrsiand 60 und einem Fillerkonciensalor 62 wird ein Bruchteil der Ausgangsspannung (am Verbindungspunkt der Widerslände 48 und 50) während jeden Zeilenaust\slintervalls mit einer Be/ugsglciehspannung ( Vm \) verglichen. Der Kollektor des Transistors 56 liegt über einen Widerstand 6u am Verbindungspunkt des Koppelgenerators 30 mit der Basis des Endlransislors 44. so dall an dessen Basis ein gewünschter Gleichspann.ingspegcl aufrechterhalten wird und die G'eiehspanmmgskoniponenie der der Kathode der Bildröhre 42 /ugeführten Alisgangsspannung bestimmt wird. Mit der Zeilcnfreqtien/. auftretende Tastiinpulse werden über einen Anschluß 64 den Kollektoren der Transistoren 54 der Endstufen 36, 38 und 40 zugeführt. Die Tastimpulse füllen /eillich mit den Austastiniervallen jeder Zeilenablcnkpcriode zusammen. Geeignete Spanniingspegel sind an der neben dem Anschluß 64 dargestellten Kiirvenforni vermerkt.

/wischen die Basis des Spannungsfolgerlransistors 44 und eine Anzapfung des Emitterlastwiderstandes (/wischen ilen Widersländen 46 und 48) ist ein Kondensator 66 gekoppelt. Infolge dieses Kondensators 66 kann sich die der Kathode der Bildröhre 42 zugeordnete l.aslkapa/ität 68 über den Widerstand 46, dem Kondensator 30 und die vorangehende Verslärkerstlife 24 entluden, so daß das Übertragungsverhalten des Spanniingsfolgerlransisiors 44 für negativ gerichtete Spannungsampliluden des Ausgangssignals verbessert wird.

Der Kollektor des Transistors 44 liegt an der !!elnebsspanniingsque'lc III·, während der vorausgehende Verstärker 24 an einer niedrigeren Betriebsspannung (11 + .W) liegt. Typische Werte für diese Spannungen sind I- I¹IOVoIi bzw. l· IhOVoIi.

Im Betrieb liefert der Verstärker 24 Rotsignale einer Spit/e-.Spil/.-'-Ampliiude (beispielsweise 130 Voll), wie sie zur Ansteuerung der Kathodenstrahlröhre 42 erforderlich ist. Diese Signale werden mit Bezug auf die Versorgungsspannung des Verstärkers 24 (beispielsweise + 160 Volt) erzeugt, welche im ("alle einer Pl-Röhie für die Kathodenstrahlröhre 42 nicht ausreicht, um die erforderliche .Sperrbereicheinstellung vorzunehmen. Die Signale gelangen über den Kondensator 30 in

^lu Wechselspannungskopplung auf die Basis des Sp.iiinungsfolgertransistors 44. Für positiv gerichtete Sigiulampliiudcn der Ausgangsspannung liefen der Transistor 44 den /ur Aufladung des der Rn¹ kathode der Rohre 42 zugeordneten Lastkondens.s ors 68 (von

^]=> beispielsweise ca. 12 pF) erforderlicher: Strom. Der Transistor 44 set/l die dem vorausgehenden Verstärker 24 sich darbietenden effektiven Kathoden!,apa/iiät um einen Faktor herab, der gleich der Stromverstärkung (hu) des Transistors 44 ist, die in der Größenordnung von 50 liegen kann. Der Transistor 4" .elbst kann \om Typ BF 392 sein, der eine Kapazität in de " Größenordnung von weniger als 2 pF aufweist. Duren die Einführung der Ausgangsstufe 36 zwischen Verstärker 24 und Kathodenstrahlröhre 42 läßt sich die Anstiegszeit der ;'er Kathode der Röhre 42 zugeiührten Signale verkürzen.

Durch negativ gerichtete Ausgangssignalampliluden wird ein üblicher einfacher Spannungsfolger mit einem npn-Transistor normalerweise in Srxrrirhtung gesteuert, und die kapazitive Ausgangslast 68 entlädt sich über den Emitterwiderstand, der für den Spannungsfolger 44 durch die Reihenschaltung der Widerstände 46, 48, 50 und 52 gebildet wird. Der Gesamtwert dieser Widerstände kann etwa 20 kOhm betragen, damit der Leistungsverbrauch dieser Stufe niedrig gehalten wird. Dieser relativ hohe Wert für einen Emitterwiderstand würde jedoch die Übertragungsfähigkeit eines übliehen Spannungsfolgers für große negativ gerichtete Signalampliluden erheblich beeinträchtigen. Die Kalhodenkapaziläl der Röhre 42 könnte nur mil einer relativ langen Zeitl.t>nstanten über einen solchen Emillerwiderstand entladen werden. Dadurch können die Abfall/eiten eines Signals wesentlich größer als des,en Ansüegs/eiten werden. Bei der dargestellten Schaltung ermöglicht

⁴^ der Kondensator 66 eine Entladung der Lastk.ipa/ilät 68 (Kathodenkapa/itäl) über den relativ kleinen Widerstand 46 (beispielsweise 270 Ohm), den großen Kondensator 30 (beispielsweise I μτ) und die Ausgangsimpedanz der vorangehenden Verstärkerstufe 24 auch

^w für negativ gerichtete Signalanslicgc mit genügender Schnelligkeit, um die Anstiegs- und Abfall/eiten praktisch glciehwerdcn zu lassen.

DieGidehspannungskomponcnlcdcr Ausgangsspannung am Emitter des Transistors 44 wird mit Hilfe der ^>r> die Transistoren 54 ind 56 enthaltenden Klemmschaltung eingestellt, die während jedes ZeilciUiustastintervallcs angetastet vird und den über den Widerständen 50 und 52 entstehenden Bruchteil der Ausgangsgleichspannung mit einer flc/ugsspannung (V_Kn) vergleicht.

^h0 Die Transistoren 54 und 56 leiten entsprechend dem ünterschieil /wischen diesen Spannungen und '.erändern die Ladung des Koppelkondunsators ;0. Auf diese Weise vv ml der Gleiehspiinnungspegel des am Emitter des Transistors 44 erscheinenden Videosignals während

'" jedes Zeilena'isiastiniervalls aiii einen gewünschten Pegel wieder hergestellt. Dieser Pegel liilil sich mit HiIk des Widerstandes 50 im Sinne eines gewünschten Schwar/pegels einjustieren. Die Schwar/pegi I'-imii-

llung kin η ilber einen ücreich m der ( Ii'oltcuordmiug \<«M ")() Ins M) VOIl variiert «erden, wie es (in I¹I - K Ii ι Ik ilk· ti si πι hl röhren erforderlich ι si.

Die am Ausgang lies Transistors 44 erscheinende .Signalaniplilude isl prnkliseh gleich der \<nn vorausge henclen Versiiirkcr 24 gelieferten Amplitude, jedoch isl sie hiiisiehllieli tier einstellbarer) Sehw ar/pcgclspan niing unabhängig vom (ileiehspanniingspegel am Ausgang des Verstärkers 24. Weiterhin hat jegliche Tcmperalurdrifl im vorausgehenden Versiiirker 24 keine Ausw irkung auf die (ileiehspanniing am Ausgang des 'transistors 44 Die Versliirkersliifen 24, 2h und 2H können alle mit praktisch gleichen Vorspanniingsbedm giingen betneben werden, die so gewählt sind, dall die gewünschte l.meanUl mit einer minimalen Versor gungsspaniiiing (D I .HVerreiclil wird. Die Verslar kcr 24, 2h und 28 können dadurch auf praktisch gleiche Anstiegs/eilen gebracht werden, so dal! Anstiegs/eil UlIlCl M. Miede ill uOl'l lij\i .NiginnktininCii \ C i iiiiim ΪΊ werden, welche sich auf dem liiklschinn ähnlich w κ· koincrgen/fclder auswirken.

Auch eine I emperaturdrift des transistors 44 selbsi h,Il eine vernachlässigbare Auswirkung auf seine Aiisgangsgleichspannung. da die Spannungsversiiirkiing des I ransistors 44 nur den Wen I hat. Weiterhin ist von den Iransisioren S4 und Sh nur eine lelativ kleiiu I eni|<ei ,iliirdrifl /u erwarten, die überdies von gleichci I cnipcralurdriftcn der den V ei starkem JH und 41 /ugeordnetcn Klcnimschaltungen begleitet isl. he denen praktisch keine Dnlluiilerschiedc. und dann auch keine I ailuerschielningcn. /u erwarten sind I im gemeinsame Drift der Kleininschalliingen kanu and durch cnlgegeiigesei/ie DnIl dci Ikviigsspanuiin: (\ «//^kompensier! wenlcii.

Nachslcheiicl sind noch l'aramelei Im eine l\pischi Sch.lining angegeben

kondensatoren id, 12, i4	I iil
Widerstand 4h	.»70 Ohm
Wiilci stand 48	IK(KI(IOhIIi
W idei"stand V)	KMMI Ohm
	(einslellbai)
W iderstaiid Ϊ2	KM)O Olim
** IU" ' M .1 HVI /O
Kolli ins,Hol h2	100 el
Koiuu'iisaIiM hh	2.2 iil
He/ugssp.inniing (\ m ι)	I KH Voll
Ii ■	I IW Voll
Ii < Π	I K)O Voll

Hierzu 1 niatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Videoendverstürker, insbesondere für l'arbfernsehsignale, zur Ansteuerung einer Iiildwidergabeeinriehtung, die eine kapazitive Eingangskompnnenie hat, mit mindestens einer Breitbandverstärkerstufe, der über einen Koppelkondensator ein Spannungsfolger nachgeschaltet ist, dessen Lastimpedanz einen /um Bezugspotential geführten Spannungsteiler aufweist und mit einer Ansteuerelektrode der Bildwiedergabeeinrichtung gekoppelt ist. d a durch gekennzeichnet, daß vom Abgriff des Spannungsteilers (46, 48) zum Eingang des Spannungsfolgers (44) ein weiterer Kondensator (66) zur Ableitung der Ladung aus der kapazitiven Eingangskomponente (68) der Bildwiedergabeeinrichlung (42) geschaltet ist.

2. Videoendverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Ausgangselektrode des Spannungsfoigcrs (44) und dem Kondensator (66) liegende Widerstand (46) des Spannungsteilers einen wesentlich geringeren Wert als der andere Teilcrwidcrstand (48) hut.

3. Videoendverstärker nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators (66) in derselben Größenordnung wie die Kapazität des Koppelkondensators (30) liegt.

4. Videoendverstärker nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Lastimpedanz (46, 48, 50, 52) zur Sch", ar/pcgclcinslcllung mit Hilfe eines einstellbaren Widerslandes (50> veränderbar ist. an den eine Schwarzpcgclklemmschallung (54, 56) für die Ladungswicderhcrsiell;:ng in· Koppclkondensator (30) angeschlossen ist.