DE3128832A1 - "anordnung zum ausgleichen von kennlinienunterschieden bei elektronenstrahlerzeugern" - Google Patents

Description

RGA 73,772 Ks/Ei

U.S. Serial Ko: 170,74-2

Piled: July 21, 1980

ECA Corporation

lewlork, ]J.T., V.St.v.A.

Anordnung zum Ausgleichen von Kenn"! i η ienunt er sch Jeden "bei Elektronenstrahlerzeugern

Die Erfindung "bezieht sich auf Bildwiedergabegeräte, insbesondere solche in Flachbauweise, und betrifft speziell eine Anordnung zur Kompensation eventueller Änderungen in den 'Übertragungskennlinien der Elektronenstrahlerzeuger eines solchen Geräts.

Die US-Patentschrift 4-126 814- offenbart ein System zur gleichmäßigen Regelung der Bildhelligkeit eines modularen Bildwiedergabegeräts in Flachbauweise. Das betreffende Bildwiedergabegerät ist in eine Vielzahl von Kanälen unterteilt, deren jeder jeweils einen Teil zu jeder Horizontalzeile des wiedergegebenen Bildes beiträgt. Solche Geräte sind unter der Bezeichnung "modulare" Bildwiedergabegeräte bekannt. Das von einem modularen Gerät dargestellte Bild ist nur dann zufriedenstellend, wenn die Bildhelligkeit der Beiträge aller Kanäle gleichmäßig innerhalb der Grenzen des Wahrnehmungsvermögens des menschlichen Auges ist.

Außerdem muß die Bildhelligkeit der "Module" des Geräts gleichmäßig innerhalb etwa 1% sein, um sicherzustellen, daß die Grenzen zwischen den Modulen unsichtbar sind und nicht als wahr nehm-

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"bare Nähte im Bild erseheinen« Bei ©iaea modularen Bildwiedergabegerät hat jeder Kanal einen gesonderten Elektronenstrahlerzeuger. Die Obertragungskennlinien der Strahlerzeuger und der ihnen zugeordneten Schaltungsanordnungen sind aber typischerweise nicht gleichmäßig, und daher kann sich die Bildhelligkeit der Kanäle mit den Änderungen der tibertragungskeBslinien ändern. Bei dem in der oben genannten US-Patentschrift "b es ehr i ebenen System wird diese© Problem dadurch begegnet, daß die Helligkeits-Steuerspannungen, die zur Erzeugung von 64 verschiedenen vorbestimmten Werten der Bildhelligkeit für jeden der Strahlerzeuger erforderlich sind, gespeichert werden. Die gespeicherten Steuerspannungen werden aus einem Spannungsbereich ausgewählt, der in 256 gleich beabstandeten Spannungsstufen unterteilt ist« Der Strahl©rsauger wird durch die Stufenspannungen angesteuert, und die an einem Elektronenkollektor erzeugten Spannungen werden mit einer !Referenzspannung verglichen Diejenige Stufenspannung, welche die Kollektorspannung auf die Referenzspannung bringt, wird dann gespeichert» Dieses Verfahren wird für 64 Referenzspannungen wiederholt, so daß schließlich 64 d@r 256 diskreten Steuerspannungen gespeichert sind» Hiermit wird ein® gleichmäßige Helligkeit für alle Modul© im Bildwiedergabegerät erreicht, weil die Helligkeitswerte für alle Modul® auf jeweils die gleichen 64 Heferensspaaaungea bezogen sind« Da jedoeh die Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger variieren, muß der Steuerspannungsbereich j aus d®m die 256 Stufenspannumgen ausgewählt werden, genügend breit sein, um am unteren lade den Strahlerzeuger mit der größten Sperrspannung (Einsatzspannung) und am oberen Ende" denjenigen Strahlerzeuger ^u erfassen, bei welche® die Steuerspannung zur Erzielung maximaler Bildhelligkeit am höchsten ist. In vielen Fällen sind die Kennlinien d@r Strahleraauger so unterschiedlich ,. daß der Bereich für die 256 diskreten Steuerspannungen erweitert werden muß, um die beiden erwähnten Strahlerzeuger zu umfassenc Die Folg© ist eis Yerlust an Helligkeitsauflö-

Die Aufgabe der Erfindung besteht dar in, eine Anordnung sur

Justierung der gespeicherten Steuerspannungen für die in einem modularen Bildwiedergabegerät verwendeten Strahlerzeuger zu schaffen, so daß der SteuerSpannungsbereich für alle Strahlerzeuger der gleiche ist und eine maximale Anzahl der 256 diskreten Helligkeits-Steuerspannungen für alle Strahlerzeuger verwendet werden kann. Die wesentlichen erfindungsgemäßen Merkmale einer diese Aufgabe losenden Anordnung sind im Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgemäßes Steuersystem zum Vorspannen der Gitterelektroden von Strahlerzeugern für die Erzielung gleichmäßiger Helligkeit enthält eine Einrichtung zur Lieferung digitaler, die Helligkeitspegel darstellende Signale und weist eine adaptive Schaltung auf, um die Werte der Grenzen der Helligkeitspegel zur Kompensation von Unterschieden in den Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger einzustellen. Die adaptive Schaltung enthält eine Einrichtung, welche die Digitalsignale und mindestens ein Ziel-Signal empfängt und ein Steuersignal liefert, dessen Polarität durch die Polarität der Differenz zwischen dem Digitalsignal und dem Ziel-Signal bestimmt ist. Das Steuersignal wird dazu verwendet, ein Stellsignal einer für das Steuersignal charakteristischen Polarität zu erzeugen. Dieses Stellsignal wird der Video-Steuer schaltung angelegt, um die Vorspannung am Gitter des Strahlerzeugers entsprechend dem gewählten Eelligkeitspegel zu ändern.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Pig. 1 zeigt perspektivisch und teilweise aufgebrochen ein Flachbau-Bildwiedergabegerät, in welchem die Erfindung realisiert werden kann;

Pig. 2 zeigt eine bevorzugte Aus führ ungs form der Erfindung als Einfügung in ein vereinfachtes Blockschaltbild des Systems nach der o.e. US-Patentschrift 4 126 814;

Fig» 3 heraus chaulicht die Unter schiede in den Übertragungskennlinien bei einigen Strahlerzeugern;

Figuren 4a bis 4k zeigen in einem Zeitdiagramm Impulsfolgen, wie sie in einer erfindungsgemäßen Anordnung auftreten;

Fig« 5 zeigt eine andere Aus führungsform der Erfindung.

Das in Fig* 1 dargestellte Bildwiedergabegerät IO in Flachbauweise, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angewendet werden kann, enthält einen evakuierten Kolben 11 mit einem Bilderzeugungsabschnitt 13 νω.ά einem Strahl erz eugungs abschnitt 14_e Der Kolben 11 hat eine Frontplatte 16 und eine Rückoder Grundplatte 17* die durch Seitenwände 18 im Abstand parallel zueinander gehalten werden. Über die Frontplatte 16 erstreckt sich ein Bildschirm 12, der sichtbar aufleuchtet^ wenn er von Elektronen getroffen wird.

Zwischen der Vorderwand 16 und der Büekplatte 17 befindet sich eine Vielzahl beabstandeter paralleler Stützwände, die dem Kolben den gewünschten inneren Halt gegenüber dem äußeren Atmosphärendruck geben und ihn in eine Vielzahl von Kanälen 21 unterteilen. Eine Strahlfuhrungsanordnung, die beabstandete parallele Strahlführungsgitter 22 und 23? ein Fokussierungsgitter 27 und ein B@sehleunigungsgitter 28 enthält_? erstreckt sich quer über di© Kanäle und längs jedes einzelnen Kanals. Ein Kathodenhalter 29 hält eine Linienkathode 26, die so angeordnet ist, daß sie Elektronen in die Zx-iischenräum® 24 zwischen den Führungsgittern 22 und 23 in jedem Kanal 21 emittiert_? so daß die Elektronen längs durch die Kanäle laufen. Jeder der Kanäle 21 enthält einen Strahlersauger für die drei Farben, die zvm Aufbau eines Farbbildes verwendet werden« Die Strahlerzeuger umfassen jeweils einen Teil der Linienkathode und enthalten Elektroden, die vorgespannt werden9 um die Elektronen ia die Zwischenräume 24 @i»tr@<»» ten zu lassen« Jedes der Gitter 22₅ 23 _s 27 und 28 hat eine Viel-

zahl von öffnungen 32, die Spalten in Längsrichtung der Gitter und Reihen in Querrichtung der Gitter bilden. Auf der inneren

Oberfläche der Rückplatte 17 befindet sich eine Vielzahl sogenannter Extraktionselektroden 33» die sich quer über die gesamte Querabmessung des Kolbens 11 erstrecken. Venn eine bestimmte Zeile des Bildes auf dem Bildschirm 12 wiedergegeben werden soll, wird einer der Extrakt ions elektroden 33 eine Spannung angelegt, so daß die Elektronen aus dem Raum zwischen den Führungsgittern 22 und 23 jedes Kanals hinausgestoßen werden und zum Schirm 12 wandern, um dort eine einzelne Bildzeile darzustellen. Somit trägt jeder der Kanäle 21 einen Teil zur gesamten Zeile des Bildes bei, und aus diesem Grund ist eine Steuerung für gleichmäßige Helligkeit über das Bild erforderlich.

Die Pig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausf uhr ungs form einer Schaltung 34 zur Kompensation von Unterschieden in den Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger eines modularen Bildwiedergabegeräts. Diese Schaltung ist in ein für gleichmäßige Helligkeit sorgendes Steuersystem eingefügt, wie es in der weiter oben genannten US-Patentschrift 4 126 814 beschrieben ist. Ein Pufferregister 36 empfängt die digitalisierten Videoeingangssignale, die dann dem Eingang Δ eines Multiplexers 37 zugeführt werden. Der Multiplexer 37 arbeitet praktisch in der gleichen Weise wie ein ODER-Glied, er bringt jedoch eine Entkopplung zwischen seinen beiden Eingängen A und B. Ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 38 speichert die verschiedenen Helligkeitspegel, die zur Bildung der Elektronenstrahlen notwendig sind, um den Schirm des Bildwiedergabegeräts in der gewünschten Helligkeit aufleuchten zu lassen. Die digitalisierten Videoeingangssignale werden über den Multiplexer 37 zum Speicher 38 geleitet. Das digitale Aus gangssignal des Speichers 38 wird einem Digital-Analog-Wandler 39 zugeführt, worin es in ein Analogsignal umgewandelt wird, das einer Video-Ans teuer schaltung 40 angelegt wird. Das Ausgangssignal der Ansteuerschaltung 40 wird auf das Gitter 21 eines Elektronenstrahlerzeugers gegeben, so daß das Gitter mit dem gewünschten Helligkeitssignal moduliert wird.

Gleichmäßige Helligkeit wird erzielt unter Verwendung einer einzigen Referenssignal-Erzeugungsschaltung für das System und jeweils eines gesonderten Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM-Speicher) für aeden Elektronenstrahlerzeuger im Bildwiedergabegeräte Die Referenzsigxial-Erzeugungsschaltung (Referenzsignalgeber) enthält einen 6-Bit-Zähler 43, einen Digit al -Anal og-Wandler 47 und einen Vergleicher 46 in Zusammenwirkung mit einem 8-Bit^Zähler 42 und einem Elektronenkollektor 44 innerhalb des Bildwiedergabegeräts 10. Die Funktion des Referenzsignalgebers besteht darin, Helligkeits-Steuerspannungen während des Vertikalrücklaufs, wenn kein sichtbarer Bildausgang vorhanden ist, in den RAM-Speicher 38 einzugeben.

Beim anfänglichen Start sind sowohl der 6-Bit-Zähler 43 als auch der 8-Bit-Zähler 42 auf Null gestellt. Beim Start liefert der 6-Bit-Zähler 43 ein Helligkeits-Heferenzsignal mit einem Minimalwert, das durch den D/A-Vandler in ein Analogsignal timgeformt und dann als Referenzsignal einem Eingang des Vergleichers 46 angelegt wird. Gleichzeitig wird der 8-Bit-Zähler 42 durch Taktimpulse fortgeschaltet und gibt ein digitales Helligkeits-Steuersignal an die erste Adresse des RAM-Speichers 38 ein. Dieses Steuersignal wird dem D/A-Wandler 39 zugeführt und steuert nach seiner Umwandlung in ein Analogsignal das Gitter 41 über die Video-Ansteuerschaltung 40. Die Kathode emittiert Elektronen proportional zum Pegel der Steuerspannung, und weil kein Bild erzeugt wird, ttferden die Elektronen vom Kollektor 44 aufgefangen» Eine Leitung 45 koppelt den Kollektor 44 mit dem anderen Eingang des Vergleichers 46, so daß.diesem Vergleicher eine dem Elektronenstrom proportionale Spannung angelegt wird» Der Vergleicher 46 erzeugt einen Ausgangsimpuls erst wenn die Spannung vorn Kollektor 44 die Referenzspannung vom D/A-Vandler 47 übersteigt«, Der 8-Bit-Zähler 42 erhöht schrittweise die an das Gitter 41 angelegte Steuarspannung, so daß die Spannung vom Kollektor 44 schließlich die Referenzspannung überschreitet, die vom 6<=Bit-Zähler 43 über den D/A-Wandler 47 kommt. Der 8-Bit~Zähler 42 liefert nacheinander 256 Steuerspannungen, die

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in gleich großen Schritten zunehmen. Each dem anfänglichen Start wird die erste oder niedrigere der Steuerspannungen über die erste Adresse cLes RAM-Speichers 38, den D/A-Wandler 39 und die Video-Ansteuerschaltung 41 auf das Gitter 41 gegeben. Wenn die Spannung vom Kollektor 44 unterhalb des Referenzsignals ist, dann "bewirkt der Vergleicher 46 nichts. Anschließend gelangt die nächste, um eine Stufe höhere Steuerspannung vom 8-Bit-Zähler auf das Gitter 41, so daß die Spannung am Kollektor 44 leicht ansteigt. Die vom Kollektor 44 an den Vergleicher 46 gelegte Spannung wird also durch die Wirkung des 8-Bit~Zählers 42 in kleinen Stufen allmählich erhöht, his das Referenzsignal vom 6-Bit-Zähler 43 überschritten wird und der Vergleicher 46 daraufhin ein Triggersignal zum 6-Bit-Zähler 43 liefert. Das vom Vergleicher 46 kommende Triggersignal schaltet den 6-Bit-Zähler 43 um einen Schritt weiter, was gleichzeitig mehrere Folgen hat. Dem Vergleicher" 46 wird vom D/A-Wandler 47 ein anderes und höheres Referenzsignal angelegt. Außerdem wird der RAM-Speicher 38 auf die nächste Adresse weitergeschaltet, und der Wert der vom 8-Bit-Zähler 42 gelieferten stufenweise erhöhten Steuerspannung, der das Ansprechen des Vergleichers 46 verursacht hat, wird an der ersten Adresse des RAM-Speichers 38 gespeichert.

Der 8-Bit-Zähler 42 fährt damit fort, die Spannung am Kollektor 44 schrittweise zu erhöhen, his die zweite Referenzspannung vom 6-Bit-Zähler 43 überschritten wird und die Anordnung auf die dritte Referenzspannung und die dritte Adresse des RAM-Speichers 38 umschaltet, während die zweite Steuerspannung an der zweiten Adresse des RAM-Speichers 38 gespeichert wird. Hierauf wiederholt sich das Spiel.

Der Zähler 43 ist ein 6-Bit-Zähler, und daher werden 64 Referenzsignale geliefert, so daß 64 der 256 Steuerspannungen vom 8-Bit-Zähler im RAM-Speicher 38 gespeichert werden können. Jedoch sind die kombinierten Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger und der zugeordneten Ansteuerschaltungen nicht einander gleich, und daher muß der Bereich für die 256 Steuerspannungsstufen genügend

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breit sein, um sowohl die minimale als auch die maximale Steuerspannung für jeden Elektronenstrahlerzeuger zu umfassen» Da der Steuerspannungsbereich in 256 gleich© Schritte oder Stufen unterteilt istj wird die Auflösung für jede Stufe kleiner, wenn der Spannungsbereich größer xcLrd»

Die Figo 3 zeigt die kombinierten übertragungskenalinien für drei Elektronenstrahlerzeuger*, Die Steuerspannung Vn _s die sich in 256 SteuerspanmingsstufenÄV aufteilt, ist entlang der Abszisse aufgetragenjund der für die Bildhelligkeit charakteristische Strom entlang der Ordinate_o Die Kurve C1 stellt die kombinierte Übertragungskennlinie eines Elektronenstrahlerzeuger und seiner zugehörigen Schaltungsanordnung dar₉ die wie gewünscht innerhalb eines Spanmmgsbereichs Y-n funktionierte Di® Κήττθ 01 schneidet den Mindestpeg©! 1-^ des Helligkeitsstroms "b©i einem niedrigen Spanaungswert9 so daß mn? wenige der Spannungsstufen Al aufgewendet werden mussen_? um den ersten der 64 Eeferentwerte zu speichern,., Der MaximalpegeX 1™ des HelligkeitsStroms wird bei der 256ο Spannungsstufe erreicht.. Daher werden alle 64 Helligkeitswerte aus dem Zähler 43 innerhalb des Spanaungsbereichs V_ß gespeichert_s und die Auflösung des Systems ist ausreichende

Die Kurve 02 stellt eine kombiniert© Übartragungskennlinie dar, di@ den Minimalpegel I^ des Helligk©itsstroms böi höherem Span= nuagswert erreicht und bei welcher daher ©ine größere Anzahl von Spannungs stuf en Δ ¥ übermmden wtrdsa muß, um di© erste Heferenzspannung zu speichern_o Zur Speicherung der ersten Hefe= renzspannung vom Zähler 43 ist eine Inaahl n^, (z₀B₀ 100) von Spannungsstufen A Y zu überwinden_s und die Kennlinie hat eine solche Steigungj daß der Maximalpegel I^ des HelligkeitsStroms noch nicht erreicht ist, ϊτ@&η di© l©tst© der 256 Spammngsstufen an di@ Heihe gekommen ist«, Daher muß di© obere Grenze des SteuerspanaOi3gsb®reichs V^ des Systems um das Maß iS.12 erhöht werden, damit dor Strahlerzeuger mit dor ubartragungskemiliai© 02 uo« faßt wird=. Dies führt zu einam Verlust an Auflösung, weil jededer 256 Spannungsstufen Δ Ύ größer gemacht werden muß, um den

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vergrößerten Steuerspannungsbereich auszufüllen. Das Auflösungsverhältnis ΔΊ/Ί. des Systems steigt also, und die Auflösung des Systems nimmt ab.

Die Kurve C3 stellt eine kombinierte Übertragungskennlinie dar, die den Minimalpegel Ij₁ des Helligkeitsstroms bei einer Spannung erreicht, die niedriger ist als die untere Grenze des Bereichs V^. Ferner hat die Kennlinie eine solche Steigung, daß der Maxiraalpegel 1-^ des Hell igke its Stroms erreicht wird, bevor die 256. Spannungsstufe an die Eeihe kommt. Somit muß die untere Grenze des Steuerspannungsbereichs Vg des Systems um das Maß AV, herabgesetzt werden, damit der Strahlerzeuger mit der Übertragungskennlinie C-z umfaßt wird. Der Sp annungs bereich Vg für ein System, das die Übertragungskennlinien C,., C₂ und C^ enthält, muß also gleich VR+AVp+AV, sein. Das Auflösungsverhältnis 41/1 des Systems hinsichtlich des Einflusses von A V ist dann Λ V=(VR+AV₂+ Δν^)/256, was eine wesentliche Abnahme der Auflösung im Vergleich zum Wert Vg/256 hat, der gilt, wenn der Bereich Vg für das System verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung erlaubt die Verwendung des Spannungsbereichs Vg ungeachtet der Übertragungskennlinien der Elektronenstrahlerzeuger. Die Notwendigkeit der Bereichserweiterung lüttAVv entfällt infolge der Verwendung einer Kompensationsschaltung, welche die Wirkung hat, das untere Ende aller Kennlinien so zu verschieben, daß sie den Mindeststrom I^ bei einem Spannungswert schneiden, der z.B. gleich zwei Spannungsstufen Δ V ist. Eine ähnliche Kompensationsschaltung bewirkt, daß alle Kennlinien den Maximalstrom 1™ bei einem Spannungswert schneiden, der z.B. um zwei Spannungsstufen Δ V niedriger ist als das obere Ende des Spannungsbereichs Vg.

Der Verlust an Auflösung, der dadurch bedingt wird, daß die Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger den Minimalstrom Ij₁ bei verschiedenen Spannungen erreichen, wird durch Verwendung der in Fig. 2 dargestellten adaptiven Schaltung 34- überwunden, die für alle Elektronenstrahlerzeuger einen digitalen "Zielwert" einstellt, der die niedrigste Spannung darstellt, bei welcher alle

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Strahl erzeuger kennlinien den Minimalwert I^ des -Helligkeits-. stroms erreichen. Die adaptive Schaltung 34 stellt die Vorspannung am Gitter 41 jeweils so nach, daß der an der erstes Adresse des RAM-Speichers 38 gespeicherte Miniraalwsrt der Helligk®its-Steuerspannung ein Zielwert nahe Full ist und ausreicht, den Vergleicher 46 "bei einer gewählten Stufe der Stufenspannungen ÄV vom 8-Bit-Zähler 42 ansprechen zu lassen«, Für den Zielwert wird ein kleiner endlicher Wert und nicht der Wert STuIl gewählt, denn wenn man den Wert Hull wählen würde, dann könnte die Polarität, des Fehlers nicht erfaßt werden_β Somit wird für den Zielwert eine Größe gewählt, die sehr nahe an der niedrigsten der 256 vom 8-Bit-Zähler 42 gelieferten Steuerspannungsstufen liegt; ZoBo wird der Zielwert vorzugsweise auf die zweite oder dritte Steuerspannungsstufe eingestellt» Die Verwendung eines Zielwerts hat den Effekt, daß die Übertragungskennlinien nach Figo 3 längs der Abszisse verschoben werden, so daß der Mindest-Helligkeitsstrom It zwei Steuerspannungsstufen A V von der Y-Achse entfernt liegt j unabhängig von der Kennlinie des betreffenden Strahlerzeugers ο Das heißt, die Kennlinie C- würde nach links und die Kennlinie Οχ nach rechts verschobene

In der Anordnung nach Fig. 2 empfängt ©in© Verriegelungssehaltung 48-die digitalisierten, sich stufenweis® ändernden Steuersignale vom 8-Bit=Zähler und gibt sie auf den Α-Eingang eines digitalen Tergleichers 49» Die Verriegelungssehaltung 48 empfängt außerdem ein Abtastsignal vom Ausgang des Vergleichers 46 über eine Setz/ Eücksetz=Verriegelungsschaltung 57» Wenn das Signal auf der Aus= gangsleitung 46a des Vergleichers 46 niedrig ist, dann ist das Signal am Qk&usgang der Setz/Rücksetz-Sehaltung hoch und wird als Abtastsignal für die Verriegelungsschaltung 48 verwendet _a In dieses Zustand werdan die digitalisierten Spannungswert© vom 8=Bit-Zähler 42 zum digitalen Verglsiehss? 49 durchgelassen» Wenn d©r Vssgleicher 46 anspricht, dans wird das ÄbtastsigmL niedrig, und der Ausgang der Verriegalungsschaltung 48 bleibt fest auf derjenigen Stufenspannung, die das Ansprechen des Vergleichers 46 herbeiführte ο Der Vergleicher 49 empfängt außerdem

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den digitalen Zielwert 50 an seinem B-Eingang. Der Ziel wert ist eine feste T-stellige (z.B. vierstellige) Dualzahl aus Nullen und Einsen, die den Y (z.B. den vier) niedrigstwertigen Bits derjenigen Stufenspannung vom 8-Bit-Zähler 42 entspricht, die als Mindest-Helligkeitswert gewählt wurde. Wenn also die zweitniedrigste Stufenspannung hierfür gewählt wurde, dann ist das digitale Zielsignal die aus den Binarziffern 0010 "bestehende Zahl. Das Ausgangssignal des Vergleichers 49 wird einem umkehrbaren Zähler 51 zugeführt, dessen Ausgangssignal an einen D/AWandler 52 gelegt wird. Wie weiter unten noch ausfuhrlicher erläutert, wird im Falle unterschiedlicher Eingangesignale an den A- und B-Eingängen des Vergleichers 49 der Zähler 51 zur Vorwarts- oder Rückwärts zählung veranlaßt, je nach der Polarität dieses Unterschiedes. Wenn die Signale an den Eingängen A und B gleich sind, dann wird ein Sperrsignal an eine Torschaltung 55 gelegt, so daß vom Taktgeber 54- keine Impulse zum Zähler 51 gelangen können. Venn das Signal am Α-Eingang des Ver gleich er s 49 höher ist als das Signal am B-Eingang, dann wird der Zähler 51 so eingestellt? daß er beim Empfang von über die Torschaltung 55 kommenden Impulsen in Vorwärtsrichtung zählt. Ist das Signal am B-Eingang höher als das Signal am Α-Eingang, dann zählt der Zähler rückwärts. Das Ausgangssignal des Zählers 51 ändert sich also mit dem Empfang der Impulse von der Torschaltung 55» wobei die Inderungsrichtung durch die Polarität am Eingang des Vergleichers 49 bestimmt ist. Wenn keine Impulse über die Torschaltung 55 empfangen werden, dann bleibt das Ausgangssignal des Zählers 51 fest auf demjenigen Wert, der beim Aufhören der Taktimpulse besteht. Der Zähler 51 und der D/A-Wandler 52 wirken also als stabiles digitales Potentiometer, dessen Einstellung durch die Torschaltung 55 erhöht oder vermindert wird, wie es das Polaritätssignal vom Vergleicher 49 vorschreibt.

Das analoge Ausgangssignal vom D/A-Wandler 52 wird der Video-Ansteuerschaltung 40 zugeführt, um die Vorspannung an dieser Schaltung zu ändern. Das Ausgangssignal vom D/A-Wandler 52 hat also die Wirkung, die kombinierten Übertragungskennlinien nach

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o 3 so zvl verschieben, daß alle diese Kennlinien den MindeststroEipegel Ij₁ "bei derselben Stufenspanmung kreuzen. Durch das Ansprechen des Vergleichers 46 wird der 6~Bit-Zähler 43 •weitergeschaltet, wodurch eine höhere !Referenzspannung an den Vergleich er 46 gelegt und der EM-Speicher 38 auf die nächste Adresse weitergeschaltet wird. Somit bewirkt die im RAM-Speicher 48 gespeicherte Mindest-Helligkeitssteuerspannung, daß dem Vergleicher 46 ein Signal angelegt wird, welches stets höher ist als die niedrigste Referenzspannung vom 6-Bit-Zähler 43, -während sur zwei der Steuersparmungsstuf en Al vom 8-Bit«Zäaler 42 verwendet werden. nachdem das Ausgangssignal des Zählers 51 die Steuerspannuag von der Video-Ansteuersehaltung 40 geändert hat, funktioniert das Steuersystem für gleichmäßige Helligkeit in der gleichen Weise , wie es oben unter Bezugnahme auf die US-Patentschrift-4 12:6 81A beschrieben wurde.

Falls gewünscht, kann ein Bereichswi&erstand 53 verwendet werden, um das Eingangs signal zur Video-Ansteuerschaltung 40 schneller auf den Mindest-Helligke its wert einzustellen. Der Widerstand 53 wird mit einer konstanten Gleichspannung vorgespannt, die einen nominellen Mindest-Helligkeitswert bewirkt, so daß die erfordere liehe Nachstellung durch den Zähler 51 minimal ist«

Die Arbeitsweise der a&aptiven Schaltung 34 sei nun im einzelnen anhand der Figuren 2 und 4a bis 4k erläuterte Gemäß der Fig» 4a wird beim Anfangsstart des Systems ein zobl Zeitpunkt Tq beginnen.= der SAH-Auffrischungsimpuls 58 ausgelöst. Solch© Impulse werden in allen Fernsehempfängen verwendet? uad ihre Erzeugung ist allgemein bekannt= Die Rückflanke 58a dieses Impulses erscheint zum Zeitpunkt Τ* und bewirkt mehrere Vorgänge» Der Multiplexer 37 wird auf seinen B-Eingang, doh_a auf das Ausgangssignal des 6=.Bit-Zählers 43, umgeschaltet, und des EAM-Speicher 38 wird auf SehreiVbetrigfb gesetzt _o Außerdem wird vom taktgeber <?& di@ in Figo 4b gezeigte Taktimpulskette (RAM-Auffrischung) zum 8-nBit«. Zähler 42 gegeben, und der RAM-speiehei» 38 ©apfäagt die Stufen·* spannungen AV vom S-Bit-Zähles?« Das in- Figo 4e dargestellte

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IZÖÖOZ

Abtastsignal für die Verriegelungsschaltung 48 ist hoch, und das in Fig. 4c dargestellte Eingangssignal der Verriegelungsschaltung besteht auch am Ausgang dieser Schaltung, wie in Fig. 4f gezeigt.

Das Signal am Eingang A des Vergleichers 49 ist niedriger als das Signal am Eingang B, so daß der Zähler 51 das Steuersignal "Rückwärtszählung" empfangt, wie es im ersten Abschnitt der Figuren 4g und 4i für den Zeitpunkt I. gezeigt ist.

Die vorstehenden Bedingungen existieren, wenn der 8-Bit-Zähler

42 die Stuf enspannungen A V erzeugt. Wenn der Wert der Stufenspannung der gleiche ist wie der digitale Ziel wert 50, darin sind die Signale an den A- und B-Eingängen des Vergleichers 49 gleich, und es wird der in Fig. 4h gezeigte Impuls erzeugt,um die Torschaltung 55 zu. sperren. Das Aus gangs signal des Vergleichers 49 (Eingang zum Zähler 51) schaltet auf hohen Pegel (Fig. 4g) und der Zähler 51 wird auf Vorwärtszählung eingestellt (Fig. 4i).

Der 8-Bit-Zähler 42 liefert weiterhin die Stufenspannungen, es ändert sich jedoch nichts bis zum Zeitpunkt Q?2» wenn die Ausgangsgröße vom Kollektor 44 das Referenzsignal vom 6-Bit-Zähler

43 übersteigt. Der Zeitpunkt ^ wird durch das Ansprechen des Vergleichers 46 bestimmt und ändert sich daher typischerweise in seiner Lage für jeden Elektronenstrahlerzeuger. Zum Zeitpunkt T₂ liefert der 6-Bit-Zähler 43 ein neues Referenzsignal. Diejenige Stufenspannung, die zum Ansprechen des Vergleich er s führte, wird im RAM-Speicher 38 gespeichert, und die Verriegelungsschaltung 48 wird gesetzt, so daß die am Ausgang gelieferte Größe die gleiche ist wie die vier niedrigstwertigen Bits der im RAM-Speicher enthaltenen Datea.

Das Helligkeitsregelsystem nach der tfS-Patentschrift 4 126 814 arbeitet in der oben beschriebenen Weise weiter, bis zum Zeitpunkt T* die 64. Referenzspannung überschritten wird, worauf-

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lain sich mehreres ereignet ο Der Multiplexer 37 wird-auf seinen !-Eingang geschaltet, der RAM-Speieher 38 wird in den Wiedergäbebetrieb versetzt₉ und der RAM-»Taktgeber wird gesperrt» Die Zeitspanne zwischen T₂ ¹^ ^τζμ wird dazu verwendet, alle anderen RAM-Speicher des Regelsystems in der gleichen ¥eise aufzufrischen, wi© es für den Speicher 38 "beschrieben wurde, und-tan das Video·= "bild wiederzugeben _a Bs sei erwähnt, daß während des oben beschriebenen anfänglichen Auffrischungszyklus die adaptive Schaltung keinerlei Kompensationswirkung auf die Video-Ansteuerschaltung

40 ausgeübt hat«

Zum Zeitpunkt T^ beginnt die Anstiegsflanke 59a eines zweiten Auffrisehunggimpulses 59 (Fig„ 4a) d.©a zweiten Auffrischungsayklus mit der Wirksamaaehung des !Taktgebers 54» Der ^zähler beginnt5 für di© Dauer d©s Auffrischung^ impulses vorwärts zu zählen (Fig* 4i). Di© Ausgangsgröße des Zählers 51 wird durch den D/A-Ümsetzer 52 in Analogform gebracht und dazu verwendet, di© Vorspannung dar Yideo=Ansteu©rschaltung 40 nachzustellen. Die Anzahl der auf den Zähler 51 gegebenen Takt impulse ist eine vorbestimmte Zahl, so daß die Inderuag der dem Gitter 41 angelegten Steuerspannung ebenfalls vorbestimmt is te In manchen 3?äl<~ len kann es notwendig sein₉ die Ausgangsgröße des Zahlers 51 mehr als einmal nachzustellen, bevor eine vollständige Korrektur erreicht wird«, Wegen d@r durch den Widerstand 53 angelegten Bereichsspanausg ist jedoch typischerweise nur ©in© ©insige Korrektur erforderlich» Zum Zeitpunkt Tc macht di® Rückflanke 59"fe des Auffrischungsimpulses 59 dan Taktgeber 54 uatiirksam, und @s beginnt ein zweiter Auffrischungszyklus ähnlich dem ob<s&. beschriebenen ersten Auffrischungszyklus * Zum Zeitpunkt T₁^ hat der Zähler 51 eine Vorwärts zählung begonnen? weil er xfährend des ersten Zyklus entsprechend eingestellt war· Gesäß den Figuren 4g₉ 4h und

41 hatte d@r Vergleichen an seinen Eiagäagen A und B gleiche Signal® esapfaagea uad war vom aieteigea in den hohes Zustand übergsgangen? ifodurch der Zähler 51 "von Abwartszählrag auf Aufwärtszählung umgeschaltet worden war= Diese Inderung trat ein_s weil der erste Impuls P₇, (Figo 4d) vöia Vergleicher 46 erschienea war₉ nachdem das Ausgangssignal "A=B" des Zählers 51 erschien»

In Fällen, wo die Übertragungskennlinie des Strahl er zeugers zu einem Vergleicherimpuls führt, bevor das Signal I=B erscheint, wird der Zähler seinen Zustand nicht ändern und zum Zeitpunkt T₁^ rückwärts zu zählen beginnen, wodurch die Steuer spannung für das Gitter 41 vermindert wird. Somit wird der Schnittpunkt mit dem Mindeststrompegel IV in Fig. 3 entweder nach rechts oder nach links verschoben, je nachdem, wie die dem betreffenden Strahlerzeuger zugeordnete kombinierte Übertragungskennlinie aussieht.

Eine ahnliche adaptive Schaltung kann dafür sorgen, daß alle Übertragungskennlinien den maximalen Helligkeitsstrorapegel I™ bei der gleichen Stufenspannung A V schneiden. Dieser Schnittpunkt liegt wegen der Ungleichförmigkeit der kombinierten Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger und der zugeordneten Analogs chaltungen ebenfalls an verschiedenen Stellen. In Fig. 3 ^werden alle Übertragungskennlinien den Maximalpegel I^ des Helligkeitsstroms bei der gleichenJ\V-Stufe schneiden. Da jedoch die kombinierten Übertragungskennlinien der Strahlerzeuger selbst nicht geändert werden können, besteht die Wirkung der adaptiven Schaltung darin, die Übertragungskennlinien um den Schnittpunkt des Minimalstroms I^ zu drehen, so daß die Steigungen der Kurven geändert werden. Der digitale Zielwert 50 für den Vergleicher 49 wird gerade unterhalb der höchsten Stufenspannung ΔV eingestellt (z.B. gerade unter der 254. Stufe), und dem Kegelsystem nach der erwähnten US-Patentschrift wird eine Schaltung hinzugefügt, die ansonsten gleich mit der Schaltung 34 ist. Die Verriegelungsschaltung 48 wird so eingestellt, daß sie sich auf die vier niedrigstwertigen Bits des Werts der höchsten Stufenspannung einstellt, die im RAM-Speicher 38 gespeichert wird. Der zusätzliche digitale Vergleicher vergleicht dann die vom 8-Bit-Zähler 42 gelieferten Stufenspannungen mit dem gewählten maximalen Zielwert und betätigt einen zusätzlichen umkehrbaren Zähler, um den Verstärkungsfaktor der Video-Ansteuerschaltung 40 für den Maximalwert einzustellen. Wenn der 6-Bit-Zähler 43 auf die letzte bzw. 64. Stufe geschaltet ist, dann

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wird die höchste Stufeaspannung im RAM-Speicher 38 gespeichert. ¥enn das nachfolgende Eingangssignal vom Vergleicher 45 empfangen wird, dann liefert der Zähler 43 ein Überlauf signal auf der Leitung 43a. Dieses Signal wird als Abtastsignal an die Verriegelungsschaltung 48 gelegt_s um sie auf die höchste gespeicherte Strafenspannung zu verriegeln. Während des nächsten Auffrischungs»* zyldLus wird die höhere Ansteuerspannung for das Gitter 41 nachgestellt, so daß der maximale Helligkeitsstrom Im "bei dem gespeicherten Spannungswert auftritt.

Die Verwendung zweier adaptiver Schaltungen 34 führt dazu, daß der Minimalpegel und der Maximalpegel des Helligkeitsstroms über das gesamte Bild genau auf gemeinsame ¥erte bezogen wird, und man dabei nur vier der 256 Steuerspannungsstufen "benötigt, die vom 8-Bit-Zähler 42 verfügbar sind. Dies ist ein merklicher Fortschritt gegenüber dem System nach der erwähnten US-Patentschrift 4 126 814, wo die Anzahl von Steuerspannungsstufen am unteren Ende der Helligkeitsskala durch den Strahlerzeuger mit der niedrigsten Einsatzspannung bestimmt xtfurde und wo in manchen lallen die volle Auflösung der Abstufung nicht erreicht ?nirde.

Di© !ig» 5 zeigt eine bevorzugte Ausführung® form, bei welcher nur ein digitaler Vergleicher 61 sowohl für den Minimalwert als auch den Maximalwert der Helligkeit verwendet wird und die ebenfalls entsprechend dem Zeitdiagramm nach den 3?ig. 4a bis 4k arbeitet. Der Vergleicher 61 empfängt die Stufenspasmungen A V vom 8-Bit« Zähler 42 an seinem A-Eingang* Ein digitaler Minimum~Zielw©rt 62 und ein digitaler Maximum-Zielwert 63 werden dem B-Bingang über einen Digitalschalter 64 angelegt₉ wi® er an sich allgemein, bekannt ist. Der digitale Ziel wert wird von 62 auf 63 umgeschaltet, nachdem die Vorspannungssteuerung verriegelt ist; somit kaaa der Impuls P1 in Figo -4d zur H®E?b©ifüta?ung dieser Uasehal·= tung verwendet werden. Das Vergleiehssignal "A>B" oder "A< B" ist am O-Ausgang verfügbar, und das Signal "A » B" ist an D-Ausgang verfügbar«, Eine Verriegaluagsschaltung 66 für den sini= malen Helligkeitsstrom Xr und ©ine Verriegelungsschaltung 67

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für den maximalen Helligkeitsstrom I_M empfängt das Ausgangssignal vom C-Ausgang des Vergleichers 61 über eine Leitung 68. Das vom D-Ausgang kommende Ausgangssignal wird den "beiden Verriegelungsschaltungen 66 und 67 über eine Leitung 69 angelegt.

Die Verriegelungsschaltung 66 empfängt ein. Abtastsignal, wenn das erste Referenzsignal vom "Vergleicher 46 (Fig. 2) überschritten wird. Die Verriegelungsschaltung 67 empfängt das Überlaufsignal vom 6-Bit-Zähler als Abtastsignal 72, nachdem die 64 Referenzspannungen 41 im 6-Bit-Zähler 63 überschritten sind. Ein umkehr "bar er Zähler 75 wird durch das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 66 auf Zählung eingestellt. Der Zähler zählt die vom Taktgeber 76 über eine Torschaltung 7^ kommenden Taktimpulse. Die Torschaltung 74 empfängt von der Verriegelungsschaltung 66 das Signal "A « B", um die Durchgabe der Taktimpulse an den Zähler zu sperren. Ein D/A-Vandler 77 empfängt das Ausgangesignal des Zählers 73 und legt ein entsprechendes Analog» signal an den Vorspannungs-Steuer eingang der Video-Ansteuerschaltung 40.

Ein umkehrbarer Zähler 78 wird durch die Verriegelungsschaltung 67 auf Zählung eingestellt und wird durch einen Taktgeber 81 über eine Torschaltung 79 angesteuert, die ebenfalls durch das Signal "A = B" vom Vergleicher 61 gesperrt wird. Die Ausgangsgröße des Zählers 78 wird in einem D/A-Wandler 82 in ein Analogsignal umgewandelt und dazu verwendet, die Verstärkung der Video-Ansteuerschaltung 40 zu steuern. Dadurch schneiden die Übertragungskennlinien aller Strahlerzeuger sowohl den Minimalpegel I_T als auch den Maximalpegel I des Helligkeitsstroms bei der

gleichen Stuf enspannungAV in der gleichen Weise, wie es oben für die Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben wurde, jedoch benötigt man bei der Anordnung nach Fig. 5 nur einen Vergleicher 61.

Leerseite

Claims (8)

1. PATENTANWÄLTE

   DR. DIETER V. BEZOLD

   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

   DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

   MAR1A-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 06 68

   D-eOOO MUENCHEN 86

   ECA 73,772, Ks/Ei " ~". ^TELEFON

   UoSo Serial Ιο: 170,742 _{AB SEPT}. _loeo, _47O60O6

   Filed: July 21, 1980 TELEx₅₂₂₆₃₈

   TELEGRAMM SOMBEZ

   ROA Corporation New York, ΪΓ.Υ., V. St.v.A.

   Anordnung zum Ausgleichen τοπ KeTvniiTiienunterschieden bei Elektronenstrahlerzeugern

   Patentansprüche

   Anordnung zum Vorspannen der Gitter von Elektronenstrahl-* ©rzeugern in einem Bildwiedergabegerät unter Bereitstellung digitaler, für Helligkeitspegel charakteristischer Signale gum Vorspannen der Elektronenstrahlerzeuger, d a d u r c h gekennzeichnet , daß eine Schaltungsanordnung (34) Torgesehen ist, welche die Werte der Grenzen der Helligksitspegel einstellt, um Unterschiede in den tfoertragungskanalinisn der Elektronenstrahlerzeuger auszugleichen, und daß diese Schaltungsanordnung folgendes enthält:

   Eine Einrichtung (4-8 _ψ 49), welche die digitalen Signale und mindestens ein für zumindest einen der Helligkeit»- p@g©l charakteristisches Zielsignal empfängt und ein

   ^ZUCELASSKN BEIM EUROPA'SCHEN PATENTAMT · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE POSTSCHECK MONCHFN NR. 69148-800 ■ BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN (8LZ 70020040) K.TO. 60 βό 23 73 78 SWIFT HYPQ~DE~MM

   J I ZööJZ

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   Steuersignal erzeugt, dessen Polarität charakteristisch für die Polarität des Unterschiedes zwischen dem digitalen Signal und dem Zielsignal ist;

   eine Einrichtung (51), die das Steuersignal empfängt und ein Stellsignal mit einer Polarität gemäß der Polarität des Steuersignals liefert;

   eine Einrichtung (52) zum Anlegen des Stellsignals an das Gitter, so daß das Gitter entsprechend dem gewählten Helligkeitspegel vorgespannt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche die digitalen Signale empfängt, eine Vergleichs einrichtung (4-9) und mindestens eine Verriegelungsschaltung (48) enthält.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Yergleichseinrichtung (49) ein digitaler Vergleicher ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielsignal ein Digitalsignal mit Y Bits ist, die den Y niedrigstwertigen Bits des digitalen Signals entsprechen.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Lieferung eines Stellsignals ein umkehrbarer Zähler (51) ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale der Verriegelungsschaltung (48) zugeführt werden und daß der Vergleicher (49) das Zielsignal und das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung (48) empfängt.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Lieferung eines Stellsignals ein umkehrbarer Zähler (51) ist.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß sie

   ferner ein© Einrichtung (55) enthält, die den Zähler sperrt, wann die digitalen Signale und das Zielsignal gleich sind.

   ο Anordnung nach Anspruch 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß X Helligk©itspegel vorhanden sind toad daß der niedrigste Pegel der fX-(X-2)l-te Pegel ist und daß der höchste Pegel der (X-2)-te Pegel ist -und daß gw©i Zielsignale (62 und 63) vorhanden sind und daß die Schaltungsanordnung eine ümschalt» ©iariehtung (64) aufweist, um wahlweise das eine oder das andere Zielsignal an dan Yargleichar (61) au legen«

   1Oo Anordnung nach Anspruch 9₉ dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Yerriegelungsschaltung (66) vorgesehen ist_$ die auf d@a V@rgleich©r (61) anspricht, >?@sn der niedrigste Helligkeits« pegel und das erst© Zielsignal einander gleich sind, und eine zweite Verriegelungssehaltung (6?), die auf des. Te?gl@icher (61) anspricht, wenn der höchste Helligkeitspegel und das aweite Zielsignal einander gleich sind»

   ο Anordnung nach Anspruch 10_s dadurch gekennzeichnet, daß fer~ ner ein erster und ein zweiter digitaler Zähler (73 und 7θ) vorgesehen ist, die individuell auf die erste und die zweite Verriegelungsschaltung (66 und 67) ansprechen, und daß ein erster und ein zweiter Digital-Analog=¥andl@r (77 "und 82) vorgesehen ist_s die individuell auf die Zähler (73 und 78)