DE3242837A1

DE3242837A1 - Schalterkreis fuer die schirmbildanzeige eines fernsehempfaengers

Info

Publication number: DE3242837A1
Application number: DE19823242837
Authority: DE
Inventors: Robert Loren 46226 Indianapolis Ind. Shanley II
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-06-01
Also published as: CA1175551A; IT8224305A0; US4412244A; FR2517151A1; GB2110050A; FR2517151B1; GB2110050B; IT1153061B; JPH037184B2; DE3242837C2; JPS58100579A; IT8224305A1

Description

RCA 77370/Sch/Ro.
US-Ser.No. 323 197
AT: 20. November 1981

RCA Corporation, New York, N.Y. (V-St.A.)

Schalterkreis für die Schirmbildangeige eines Fernsehempfängers.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Zuführung von Hilfsgraphikinformationssignalen zu den Schaltungen eines Fernsehempfängers, damit dieser die Graphikinformation auf seinem Bildschirm darstellt.

Viele Farbfernsehempfänger enthalten Vorkehrungen zur elektronischen Bildschirmwiedergabe graphischer Symbole, welche beispielsweise die Nummer des Kanals darstellen, auf welchen der Empfänger abgestimmt ist. Solche Anzeigen werden typischerweise durch Ersetzen der normalen Videoinformation durch Signale erzeugt, welche in geeigneter Weise horizontal und vertikal synchronisiert sind und graphische Zeichen darstellen und von einem geeigneten Graphikzeichengenerator im Empfänger gebildet werden, so daß auf einem bestimmten Teil des Bildschirmes die graphische Information erscheint. Ein derartiges System ist in der US-Patentschrift Nr. 3 984 828 (Erfinder: Beyers) beschrieben, die mit einem derartigen System dargestellte Information kann nur alphanumerische und graphische Information enthalten (etwa bei Videospielen und Datendarstellungen), oder sie enthält gemischt Video- und Graphikinformation (etwa bei Einblendung der Kanalnummer, der Zeit, von Untertiteln, Wetter-, Sport- oder Verkehrsinformationen), indem im Empfänger geeignete elektronische Steuerschaltungen verwendet wer-

den. Graphikinformationssignale kommen üblicherweise

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auch bei einem Teletextsystem vor, bei welchem graphische Informationen mit Hilfe üblicher Fernsehübertragungseinrichtungen übermittelt werden und die Graphikinformation mit Hilfe eines Fernsehempfängers in bekannter Weise empfangen, decodiert und dargestellt wird.

Es ist bei Schirmbild-Darstellungssystemen wünschenswert, daß die Graphikinformation in einer Weise wiedergegeben wird, bei der eine gute Auflösung entlang den Kanten der dargestellten Graphikbilder beibehalten wird. Bei einem solchen System ist es ferner wünschenswert, die Signale zur Bildröhre koppelnden Schaltungen und die zugehörigen Schaltungen, welche die Graphikinformataonssignale liefern, so auszulegen, daß die Betriebsströme wirtschaftlich ausgenutzt werden. Dieses letzte Erfordernis ist insbesondere bei einem System wichtig, wo die Bildröhrensignal-Koppelschaltungen und die zugehörigen Schaltungen, welche die Graphikinformationssignale an die Bildröhren-Koppelschaltungen liefern/ als integrierte Schaltungen ausgeführt sind. In diesem Falle sollten übermäßige Betriebsströme vermieden werden, damit die Verlustleistung der intergrierten Schaltung verringert wird und damit ihre Zuverlässigkeit steigt. Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gelöst.

Gemäß der Erfindung ist eine Eingangsschaltung für Graphiksignale mit einem Videosignalkoppelweg gekoppelt, der normalerweise Farbbild-Videosignale an die Bildröhre des Empfängers liefert. Die Graphikschaltung enthält eine durch Differenzsignale gesteuerte Stromsteuerschaltung, welche für eine schnelle Umschaltung zwischen normalen Videointervallen und Graphikdarstellungsintervallen aufgrund von Graphikzeitsteuersignalen sorgt. Eine Stromquelle für die Stromsteuerschaltung liefert einen Be-

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] triebsstrom für den Videoweg, wenn normale Videosignale wiederzugeben sind. Die Stromquelle liefert auch einen Betriebsstrom, wenn Graphiksignale oder Signale anderer Farbe als Schwarz dargestellt werden sollen, und sie liefert Betriebsstrom für die Austastung des Videoweges zur Wiedergabe einer Graphikdarstellung in Schwarz.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Farbfernsehempfängers, teilweise als Blockschaltbild und teilweise als Stromlaufplan, welcher eine erfindungsgemäße Graphiksignal-Koppelschaltung enthält

Fig. 2 Schaltungsdetails einer Graphiksignal-tibertra™ gungsschaltung, die zusammen mit der Graphikkoppelschaltung nach Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 einen Teil eines von der Schaltung nach Fig. 1 erzeugten dargestellten Graphiksymbols und

Fig. 4 eine Tabelle, welche die Betriebssustände von Schaltungselementen darstellt, die zur Graphiksignal-Koppe !schaltung gehören.

Gemäß Fig. 1 werden Farbfernsehsignal von einer Quelle 10 in einer Frequenzselektionsschaltung 12 (die beispielsweise einen Kammfilter enthalten kann) zu getrennten Leuchtdichte- und Farbkomponenten (Y bzw. C) des Fernsehsignals verarbeitet. Eine Farbsignalverarbeitungsschaltung 14 erzeugt aus den getrennten Farbkomponenten Farbdifferenzsignale Y-R, Y-G und Y-B, welche Signalverarbeitungsschaltungen 20a, 20b und 20c für die Rot-, Grün- und Blausignale zugeführt werden. Das getrennte Leuchtdichtesignal wird über eine Leuchtdichtesignalverarbei-

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tungsschaltung 16 und einen Emitterfolgertransistor 18 jeweils den Schaltungen 20a, 20b und 20c zugeführt, wo es mit den entsprechenden Farbdifferenzsignalen zu Farbsignalen für Rot, Grün und Blau kombiniert wird. Diese Farbsignale werden einer Farbbildröhre 24 über Ausgangstreiberstufen 25a, 25b und 25c für die Rot-, Grün- und ' Blauvideosignale zur Erzeugung eines Bildes auf dem Schirm der Bildröhre zugeführt.

Die Farbsignalverarbeitungsschaltungen 20a, 20b und 20c gleichen sich hinsichtlich Aufbau und Betriebsweise. Die nachfolgende Beschreibung der Rotsignalverarbeitungsschaltung 20a gilt daher gleichermaßen für die Schaltungen 20b und 20c.

Die Schaltung 20a enthält einen Eingangs-Matrix-Verstärker mit Transistoren 30 und 32 in Differenzschaltung, denen entsprechend das Leuchtdichtesignal und das Rot-Farbdifferenzsignal Y-R zugeführt werden. Ein Rot-Farbsignal entsteht im Kollektorausgangskreis des Transistors 32 und wird dem Rotsignaltreiber 25a über eine Koppelschaltung zugeführt, die mehrere in Kaskade geschaltete Emitterfolgertransistoren 40, 41 und 42 enthält.

Ausgangssignale von der Schaltung 20a werden dem Treiber 25a über den niederohmigen Emitterausgang des NPN-Transistors 42 zugeführt. Das Ausgangssignal der Schaltung 20a wird während der normalen Horizontal- und Vertikalbildaustastintervalle des Fernsehsignals aufgrund eines negativ gerichteten Ausgangssignals V_ ausgetastet, welches dem Emitter des PNP-Folgertransistors 41 zugeführt wird. Der niederohmige Emitterausgang des NPN-Folgertransistors 40 stellt einen günstigen Punkt zum Abfühlen des Schwarz-Bezugspegel des Fernsehsignals dar, welches während eines Bezugsintervalls jedes Horizontal-Bild-

rücklauf-Austastintervalls auftritt. Der Transistor sitzt nahe am Ende des Videosignalverarbeitungskanals unmittelbar vor der Bildröhrentreiberstufe und ergibt auf diese Weise einen bequemen niederohmigen Punkt zum Abfühlen der kumulativen Effekte von Gleichspannungspege!verschiebungen aufgrund vorangehender Schaltungen, insbesondere wenn diese weitgehend gleichspannungsgekoppelt sind. Zu diesem Zweck kann der Emitter des Transistors 40 mit dem Signalfühleingang einer getasteten Schwarzpegel-Klemmschaltung gekoppelt sein,, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 4 197 557 beschrieben ist. Gemäß dieser US-Patentschrift hat eine getastete Vergleichsschaltung einen Eingang zum Abfühlen des Schwarz-Bezugspegels des Videosignals, welcher ein Maß für die Bildhelligkeit ist, und einen anderen Eingang,, der mit einer Quelle einer Helligkeitsbezugsspannung gekoppelt ist (beispielsweise eines vom Benutzer betätigbaren Helligkeits-Einstellpotentiometers).. Den vorangehenden Schaltungen des Videokanals wird ein Ausgangs- steuersignal von der Vergleichsschaltung zum Einstellen des Gleichspannungspegels des Videosignals, und damit der Bildhelligkeit, auf einen der Einstellung des Helligkeitseinstellers entsprechenden Pegel zugeführt,

Die Folgertransistoren 41 und 42 bilden eine temperaturkompensierte Null-Offset-Spannungs-Schaltung zwischen Emitterausgang des Folgers 40 und Eingang des Treibers 25a. Der Folgertransistor 41 dient auch der Pufferung des Emitters des Transistors 40 während der Horizontal- und Vertikalaustastintervalle, so daß bei Benutzung des Emitters des Transistors 40 als Schwärzpegel-Klemm-Fühlpunkt der abzufühlende Schwarz-Bezugspegel nicht durch

das Austastsignal V„ gestört wird.

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-ιοί Die Schaltung 20a enthält auch Emitterfolgertransistoren 52 und 54 in Darlington-Schaltung und eine geschaltete Stromsteuerschaltung 55 mit in Differenzschaltung gekoppelten Transistoren 56, 57 und zugehörigem Stromquellentransistor 58, welcher einen Betriebsstrom von etwa einem Milliampere für die Stromsteuertransistoren 56 und 57 liefert. Die Transistoren 52, 54 und die Schaltung 55 ermöglichen einen Betrieb des Empfängers mit Schirmbildwiedergabe (on-screen) zum Zwecke der Darstellung von Hilfsgraphikinformation während vorgeschriebener Intervalle, wie nun erläutert werden wird.

Eine Graphiksignalquelle 60 liefert Signale entsprechend der darzustellenden Graphikinformation. Wenn beispielsweise die darzustellende Information die Nummer des Fernsehkanals bedeutet, auf welchen der Empfänger abgestimmt ist, dann reagiert die Quelle 60 auf Signale, die vom Kanalabstimmsystem des Empfängers abgeleitet werden, und erzeugt ein binärcodiertes Signal, welches die Nummer des Kanals, auf welchen der Empfänger eingestellt ist, bedeutet. Dieses Signal wird einem geeigneten Graphiksignalgenerator 62 (beispielsweise ein Mikroprozessor) zugeführt. Der Graphiksignalgenerator 62 ist mit horizontal- und vertikalfrequenten Signalen (H bzw.V) synchronisiert, damit die Graphikdaten in einem bestimmten Segment des Bildschirmes erscheinen. Dem Generator 62 können zur geeigneten Umwandlung in ein Videosignalformat für die Wiedergabe auch andere Informationen zugeführt werden, wie etwa die Tageszeit und Teletextinformationen.

™ Die Signale von der Quelle 60 enthalten Information zur Bestimmung beispielsweise, wann die Graphikinformation anstatt der normalen Bildinformation einzufügen ist und in welcher Farbe die Graphikinformation wiedergegeben

werden soll.
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j/_::r I j;O/ 2242837 -11-

Der Graphiksymbolgenerator 62 liefert mehrere Ausgangssignale G_R, G_G bzw. G_ß entsprechend roter, grüner oder blauer Graphiksignalinformation in geeigneter zeitlicher Lage. Diese Signale werden einer Graphiksignalübertragungsschaltung 64 zugeführt, die an ihrem Ausgang Schwarzsteuer-Graphikschaltsignale R, G und B sox^ie Weißsteuer-Graphikschaltsignale W und W liefert, Fig. 2 zeigt Schaltungseinzelheiten dieser übertragungsschaltung 64.

IQ In Flg. 2 liefert der Graphiksignalgenerator 62 bezüglich jedes der Graphiksignale G_n, G^ und G-, Logikausgangssignale mit drei Zuständen. Wie die Kurvenform veranschaulicht, kennzeichnet das Logikausgangssignal mit den drei Zuständen einen ersten Logikpegel von +1,6 V, wenn keine Graphikinformation darzustellen ist (wenn also die Bildröhre das Videosignal normal wiedergibt), sowie einen zweiten Logikpegel von weniger als +0,8 V, wenn Graphikinformation mit einer anderen Farbe als Schwarz darzustellen ist, und einen dritten Logikpegel, der größer als +2,4 V ist, wenn schwarze Graphikinfor=· mation darzustellen ist. Die Ausgangssignale des Graphikgenerators 62 werden entsprechenden Eingängen der Schaltung 64 über strombestimmende Widerstände 70, 71, 72 und Leitungen (beispielsweise abgeschirmte Kabel) 73, 74, 75 zugeführt.

Die Schaltung 64 enthält emittergekoppelte Transistorpaare 80 und 81, 82 und 83, 84 und 85, aus Transistoren komplementären Leitungstyps mit Emittereingang, dem die Graphiksignale G_n, G_n bzw. G_n zugeführt werden. Die von den Transistoren 81, 83 und 85 geführten Kollektorströme werden jeweils mit Hilfe von Stromspiegelschaltungen repliziert, welche einen Transistor 90 mit einer Diode 91, einen Transistor 92 mit einer Diode 93 bzw. einen Transistor 94 mit einer Diode 95 enthalten. Die

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Graphik-Schaltsteuersignale R/ G und B werden von den Kollektorausgängen der Transistoren 90, 92 und 94 abgeleitet. Die Pegel der Signale R, G und B hängen vom Leitungszustand der zugehörigen Stromspiegeltransistoren 90, 92 bzw. 94 aufgrund des Pegels der Graphiksignale G„, G„ und G„ ab. Die von den Transistoren 80, 82 und geführten Kollektorströme werden mit Hilfe von Stromspiegelschaltungen kombiniert und repliziert, welche einen als Diode geschalteten Transistor 100 mit einem Transistor 101 bzw. eine Diode 104 mit einem Transistor 106 bzw. eine Diode 104 mit einem Transistor 108 enthalten. Die Graphik-Schaltsteuersignale W und W gleichen sich hinsichtlich zeitlicher Lage und Größe und werden von den Kollektorausgängen der Transistoren 108 bzw. 106 abgeleitet. Die Pegel der Signale W und W hängen vom Leitungszustand der Stromspiegeltransistoren 108 und 106 aufgrund der Graphiksignale vom Generator 62 ab. Die übertragungsschaltung 64 ist in näheren Einzelheiten in einer US-Patentanmeldung USSN 323,351 beschrieben, die auf die Erfinder R.L. Shanley, II, et al. mit dem Titel "Translating Circuit for Television Receiver 0n-Screen Graphics Display Signals" eingereicht worden ist.

Es sei nun wieder auf Fig. 1 verwiesen, nach welcher das Signal W von der Schaltung 64 dem Basiseingang eines Transistors 35 zugeführt wird, der zusammen mit einem Transistor 36 eine Differenzschaltung bildet. Ein vom Kollektorausgang des Transistors 35 abgeleitetes und vom Pegel des Signals W abhängiges Steuersignal wird über einen ersten Graphiksteuereingang der Rotsignalverarbeitungsschaltung 20a den Darl-ngton-Emitterfolgertransistoren 52 und 54 zugeführt. Das Steuersignal vom Transistor 35 wird auch einem entsprechenden Graphiksteuereingang der Grün- und Blausignalverarbeitungsschaltungen 20b und 20c zugeführt. Das Signal W von

der Schaltung 64 gelangt zum Emitter eines Stromquellentransistors 19, der mit dem Leuchtdichtesignal-Koppeltransistor 18 zusammengeschaltet ist. Das Signal R von der Schaltung 64 gelangt zur Basis des Transistors 56 der Differenzschaltung in der Rotsignalverarbeitungsschaltung 20a entsprechend einem zweiten Graphiksteuersignaleingang der Schaltung 20a. Die Signale G und B werden jeweils entsprechenden zweiten Graphiksteuereingängen der Grün- und Rotsignalverarbeitungsschaltungen 20b und 20c zugeführt.

Es sei nun anhand der Fig. 1, 3 und 4 die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung für den normalen Videosignal-Wiedergabebetrieb und für Graphiksymbol-Darstellungsbetrieb erläutert. Hierfür sei angenommen,, daß die darzustellende Graphikinformation ein roter Buchstabe sein soll, der in einem Graphikintervall erscheint, dem eine schmale schwarze Grenze an den Kanten des Graphiksymbols vorausgeht und nachfolgt. In Fig= 3 ist dementsprechend ein Ausschnitt aus einer Horizontal bildzeile herausgegriffen. Im Zeitraum T_Q vor dem Zeitraum T₁ sowie nach dem Zeitpunkt T« wird normale Videoinformation wiedergegeben. Das Anzeigeintervall für die Symboldarstellung auf dem Bildschirm umfaßt ein Anfangsschwarzkantenintervall vom Zeitpunkt T. bis T₂, ein Graphiksymbol-Darstellungsintervall zwischen den Zeitpunkten T~ und T₃ und ein Endschwarskantenintervall vom Zeitpunkt T- bis T,.

Die Tabelle gemäß Fig. 4 veranschaulicht die Leitungsbzw. Sperrzustände der Transistoren 52, 54, 40, 41, 56 und 57 in der Signalverarbeitungsschaltung 20a nach Fig. 1 zur Erzeugung der Darstellung gemäß Fig. 3. Während der normalen Videosignalintervalle, also während des Zeitraums T_Q bis nach dem Zeitpunkt T. koppeln die

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Emitterfolgertransistoren 40 und 41 Videosignale vom Transistor 32 zum Transistor 42, der seinerseits die Videosignale zum Treiber 25a koppelt. Zu dieser Zeit hält das Signal W den Stromquellentransistor 19 im normalen Leitungszustand, so daß der Transistor 18 Leuchtdichtesignale normal leitet, während das Signal W den Transistor 35 so vorspannt, daß die Transistoren 52 und 54 gesperrt werden. Das Signal R spannt den Stromsteuertransistor 56 der Differenzschaltung in den Leitungszustand vor, so daß über den Signalkoppel-Emitterfolgertransistor 40 und den Transistor 56 Strom fließt. Während der normalen Videosignalbildintervalle bildet also der Transistor 58 die Stromquelle für den Emitterfolgertransistor 40. Während dieser Zeit arbeiten die Signalverarbeitungsschaltungen 20b und 20c in gleicher Weise wie die Schaltung 20a.

Zum Beginn des Symbolanzeigeintervalls, also zum Zeitpunkt T., wird der Transistor 56 der Differenzschaltung durch das Signal R in den Sperrzustand geschaltet, wobei der Transistor 57 leitet und der Strom vom Stromquellentransistor 58 nun durch den Transistor 57 fließt. Im einzelnen fließt Strom vom Transistor 58 auf einem Weg, welcher den Emitterwiderstand 43 des Transistors 41 und den Transistor 57 enthält. Dieser Leitungszustand des Schalttransistors 57 läßt die Emitterfolgertransistoren 40 und 41 sperren und ergibt den Mechanismus, durch welchen der Stromquellentransistor 58 den Strom zur Erzeugung einer Schwarzdarstellung liefert (bei welcher

also das Ausgangssignal der Schaltung 20a ausgetastet ist). Die Transistoren 52 und 54 bleiben infolge des Signals W gesperrt. Daher werden normale Videosignale am Ausgang der Schaltung 20a unterdrückt, und die Bildröhre erzeugt eine Schwarzdarstellung. In diesem Falle erscheint eine Schwarzdarstellung während des Kanten-

intervalles zwischen den Zeitpunkten T. und T₂, in welchen die Signalverarbeitungsschaltungen 20b und 20c denselben Betriebszustand wie die Schaltung 20a einnehmen.

Zu Beginn des DarstellungsIntervalls für (rote) Graphiksymbole , also zum Zeitpunkt T₂, ändern die Stromsteuertransistoren 56 und 57 der Differensschaltung ihren Leitungszustand aufgrund des Signals R, so daß der Transistor 56 leitend und der Transistor 57 gesperrt wird» Daher führt nun der Transistor 56 den Strom vom Stromquellentransistor 58. Zu dieser Zeit werden die Graphiktreibertransistoren 52 und 54 infolge des Signals W in den Leitungszustand gebracht, und der Emitterstrom des Transistors 54 wird über den Schalttransistor 56 vom Stromquellentransistor 58 geliefert. Der Transistor 40 ist an seinem Emitter aufgrund der vom Emitter des leitenden Transistors 54 gelieferten Vorspannung in den Sperrzustand vorgespannt, und der Emitterfolger-Koppeltransistor 41 kehrt infolge des gesperrten Schalttransistors 57 in den Leitungszustand zurück. Die Transistoren 41 und 42 leiten daher zwischen den Zeitpunkten Τ« und T₃ ein Rotgraphikaktivierungssignal zum Rottreiber 25a zur Erzeugung einer roten Graphiksymboldarstellung aufgrund der Ausgangssignale der leitenden Graphik™ treibertransistoren 52, 54.

Es wird darauf hingewiesen, daß während der Graphikintervalle der Betriebsstrom für den Graphiksignal-Treibertransistor 54 vom Stromquellentransistor 58 über den Transistor 56 geliefert wird.

Die Ausgangssignale der Grün- und Blausignalverarbeitungsschaltungen 20b und 20c werden aufgrund der Signale G und B während des Rotgraphiksymbol-Darstellungsintervalls ausgetastet. Diese Signale bringen die Schalt-

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] transistoren in den Schaltungen 20b und 20c, welche den Schalttransistoren 56 und 57 in der Schaltung 20a entsprechen, in den Leitungszustand, wie es zum Sperren des dem Transistor 41 entsprechenden Emitterfolgertransistors gemäß der vorstehenden Diskussion erforderlich ist (die einander entsprechenden Transistoren 56 und 57 in den Schaltungen 20b und 20c werden also in den Sperrzustand bzw. den Leitungszustand gebracht).

Während des folgenden Endschwarzkantenintervalls zwischen den Zeitpunkten T- und T, ist der Betriebszustand der Schaltungen 20a, 20b und 20c der gleiche wie während des bereits erläuterten Anfangsschwarzkantenintervalls T₁-T₃. Entsprechend ist auch der Betriebszustand dieser Schaltungen während des normalen Videointervalls nach dem Zeitpunkt T. derselbe wie während des Videointervalls im Zeitraum T_Q, wie ebenfalls bereits erörtert wurde.

Während der Graphikintervalle können auch andere Farben als Rot dargestellt werden. Beispielsweise läßt sich Weiß darstellen, wenn die Signalverarbeitungsschaltungen 20a, 20b und 20c alle den in der Tabelle nach Fig. für das Intervall zwischen den Zeitpunkten T- und T₃ angeführten Betriebszustand aufweisen. In solch einem Fall sind die Ausgangssignale all dieser Schaltungen während der Graphikintervalle alle im Aktivierungszustand, also unausgetastet. Ein gelbfarbiges Graphiksymbol läßt sich darstellen, wenn die Rotsignalverarbeitungsschaltung 20a und die Grünsignalverarbeitungsschaltung 20b beide den in Fig. 4 angeführten Betriebszustand im Intervall T₂ bis T₃ einnehmen und wenn die Blausignalverarbeitungsschaltung 20c im Intervall T. bis Τ- den in Fig. 4 angeführten Zustand einnimmt, außer daß die entsprechenden Transistoren 52 und 54 in der Schal-

^OsJ tung 20c eingeschaltet oder leitend sind. In diesem

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] Falle sind die Ausgangssignale der Rot- und Grünsignalverarbeitungsschaltungen 20a und 20b im Aktivierungszustand oder unausgetastet, und das Ausgangssignal der Blausignalverarbeitungsschaltung 20c ist ausgetastet, so daß die Bildröhre eine gelbe Darstellung liefert.

Die Transistoren 52 und 54 der Schaltung 20a und die entsprechenden Transistoren in den Schaltungen 20b und 20c werden inaner dann leitend, wenn eine andere Farbe

TO als Schwarz während der Bildschirm-Darstellungsintervalle erscheinen soll. Während des Graphikintervalls von T₂ bis T₃ leitet der Stromquellentransistor 19 stärker infolge des Signals W und verschiebt den Gleichspannungspegel in dem am Kollektor des Transistors 19 erscheinenden Leuchtdichtesignal in einer solchen Richtung, daß sichergestellt wird, daß der Folgertransistor 40 gesperrt bleibt.

Das beschriebene System kann mehrere Farben während der Schirmdarstellungsintervalle wiedergeben, einschließlich Schwarz und Weiß, der Primärfarben Rot, Grün und Blau und der Komplementärfarben Gelb, Cyan und Magenta, durch Austasten der Ausgangssignale geeigneter Kombinationen der Rot-, Grün- und Blausignalverarbeitungsschaltungen 20a, 20b und 20c.

Die beschriebene Schaltungsweise der Schaltung 20a und der entsprechenden Schaltungen 20b und 20c führt zu einer wirkungsvollen Ausnutzung der Betriebsströme während der normalen Video- und Schirmbild-Darstellungsbetriebsweisen. Während der normalen Videowiedergabe wird Betriebsstrom für den Videosignal-Koppel-Emitterfolgertransistor 40 vom Stromquellentransistor 58 des Schalterkreises 55 über den Transistor 56 geliefert.

Der Stromquellentransistor 58 liefert auch Betriebsstrom

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für den Graphiktreiber-Emitterfolgertransistor 54 über den Schaltertransistor 56 während des Schirmbild-Darstellungsbetriebs, wenn eine andere Farbe als Schwarz darzustellen ist. Der Stromquellentransistor 58 liefert weiterhin über den Schaltertransistor 57 den Strom, der zum Austasten des Ausgangssignals der Signalverarbeitungsschaltung benötigt wird, wenn im Schirmbild-Darstellungsbetrieb eine schwarze Farbe erscheinen soll. Die Verwendung eines einzigen Stromquellentransistors 58 in dieser Weise behält die Betriebsstrombenutzung bei und ist besonders vorteilhaft, wenn die Signalverarbeitungsschaltungen 20a, 20b und 20c in ein und derselben integrierten Schaltung realisiert sind. Der Leerlaufstrom wird verringert, und damit verringert sich die Verlustleistung der integrierten Schaltung, und entsprechend erhöht sich die Zuverlässigkeit der integrierten Schaltung. Außerdem wird Oberfläche der integrierten Schaltung eingespart, da keine getrennten Stromquellen benötigt werden.

Der Stromquellentransistor 58 liefert vorteilhafterweise auch den Betriebsstrom für die Transistoren 56 und 57, welche einen durch Differenzsignale gesteuerten Stromsteuerschalterkreis bilden. Die Differenzschaltung und ^ die Steuerung der Transistoren 56 und 57 erlaubt erwünschterweise eine schnelle Schalteransprechzeit (beispielsweise zu den Zeitpunkten T₁, T„, T, und T.), da nur eine kleine Pegeländerung des Signals,R notwendig ist, um die Transistoren 56 und 57 von einem Leitungszustand in den anderen umzuschalten.

Die dargestellte Graphikinfprmation zeichnet sich infolge der Art und Weise, in welcher die Schaltertransistoren 56 und 57 an die niederohmigen Emitterausgänge der Transistoren 40, 41 und 54 angekoppelt sind, durch eine gute Kantenauflösung aus.

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Wenn der Schaltertransistor 57 zu den Zeitpunkten T₁ und T^ zu Beginn der Schwarzkantenintervalle leitet, dann verlaufen jegliche Schaltspitzen, die (beispielsweise durch Auswirkungen parasitärer Kapazitäten) entstehen können, in negative, also Ultraschwarzrichtung. Daher sind solche Ubergangseffekte für den Betrachter nicht wahrnehmbar.

Zum Zeitpunkt T~, wenn der Transistor 41 zu Beginn des Graphikintervalls leitet, dann gerät er in diesen Zustand, weil der Schaltertransistor 57 sperrt. Die Auswirkungen von durch parasitäre Effekte induzierten Schaltschwingungen werden durch die Klemmwirkung am Emitter des Transistors 41 erheblich herabgesetzt, weil solche Uberschwing'ungen auf einen Pegel gleich 1V_B„ oberhalb der Basisspannung des Transistors 41 geklemmt werden. In dieser Hinsicht gleicht der Emitter des Transistors 41 einer niederohmigen Spannungsquelle. Die Transistoren 54 und 56 werden ebenfalls zum Zeitpunkt t~ eingeschaltet, wo die niederohmige Emitterimpedanz des Transistors 54, welcher Strom über den Schaltertransistor 56 leitet, als Spannungsquelle anzusehen ist. Als solche kann der Transistor 54 jegliche parasitären Kapazitäten ansteuern, und auf diese Weise verringert er

^ZJ die Wahrscheinlichkeit des Entstehens parasitär induzierter Ubergangsschwingungen ganz erheblich.

Ähnliche Beobachtungen gelten für den Zeitpunkt T _Λ , wo das System in den normalen Videowiedergabebetrieb zurückkehrt. Zu diesem Zeitpunkt schalten der Transistor 56 und der Signalkoppeltransistor 40 in den Leitungszustand. Die niederohmige Emitterimpedanz des Transistors 40, welcher über den Transistor 56 Strom führt, gleicht einer Spannungsquelle und kann leicht die parasitären Kapazitäten laden und auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit

des Auftretens parasitär bedingter Ubergangsschwingungen erheblich verringern. Der Emitterfolgertransistor führt zu einem ähnlichen Ergebnis.

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Claims

DR. DIETER V.bEZOLD

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLEK

MARIA-THERESIA-STRASSE 2 2 POSTFACH B6O2 60

D-ΘΟΟΟ MUENCHEN 86

ZUGELASSEN BEIM BUHOPAISCHEN PATENTAMT

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPIiENS

TELEFON ΟΘ9/4 70 60 06 TELEX S23 638 TELEGRAMM SOMBEZ

RCA 77370/Sch/Ro.
US-Ser„No. 323 197
AT: 20. November 1981

RCA Corporation, Mew York, N=Y. (V.St₀

Schalterkreis für die Schirmbildanzeige eines Fernsehempfängers.

Patentansprüche

) Steuerschaltung für die Darstellung von Graphiksymbolen in einem Bildwiedergabesystem mit einer Bildröhre (24) zur Darstellung eines Bildes unter Steuerung durch ihr zugeführte Bilddarstellungssignale, mit einer die Bilddarstellungssignale liefernden Quelle (16), einer Hilfsbilddarstellungs-Graphiksignale liefernden Quelle (60, 62) und mit einem die Bilddarstellungssignale zur Bildröhre koppelnden Signalweg (20a, 25a), g e k e η η zeichnet durch

eine mit der Graphiksignalquelle (60, 62) gekoppelten Einrichtung (64) , die erste und zweite Steuersignale für die zeitliche Steuerung der Darstellung der Hilfs-

graphikinformation durch die Bildröhre während Intervallen innerhalb der Bildintervalle des Videosignals liefert,

durch einen Videosignal-Koppeltransistor (40), der durch die Videosignale gesteuert wird und mit einem Ausgang an den Signalweg (60,. 62) angekoppelt ist, einen Graphiksignal-Koppeltransistor (54) , der durch das erste Steuersignal gesteuert ist und mit einem Ausgang an den Signal angekoppelt ist, eine Stromquelle (58) und

eine gesteuerte Stromsteuerschaltung (56, 57), die mit der Stromquelle und mit einem ersten und einem zweiten Ausgang mit dem Signalweg gekoppelt ist und unter Steue rung durch das zweite Graphiksteuersignal wahlweise einen Betriebsstrom von der Stromquelle an den Videosignal-Koppeltransistor (40) über den ersten Ausgang bzw. an den Graphiksignal-Koppeltransistor (54) über den zweiten Ausgang liefert.

2.) Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gesteuerte Strom steuerschaltung (56, 57) komplementärphasige Ausgänge hat, die an den Signalweg (20a, 25a) angekoppelt sind und unter Steuerung durch das zweite Graphiksteuersignal

a) einen von der Stromquelle (58) abgeleiteten Betriebs strom an den Videosignal-Koppeltransistor (40) während Intervallen liefert, wo die Videosignalinformation von der Bildröhre wiedergegeben werden soll, und

b) einen von der Stromquelle abgeleiteten Betriebsstrom an den Graphiksignal-Koppeltransistor (54) während Intervallen liefert, so Graphiksignalinformation von der Bildröhre wiedergegeben werden soll.

] 3.) Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromsteuerschaltung von dem zweiten Steuersignal differenzgesteuert wird.

4.) Steuerschaltung nach Anspruch 2 oder 3„ dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuerschaltung außerdem einen von der Stromquelle (58) abgeleiteten Strom an den Signalweg (20a, 25a) zur Austastung von dessen Ausgangssignal liefert derart, daß während der Graphikdarstellungsintervalle eine schwarze Darstellung auf der Bildröhre erscheint«

5.) Steuerschaltung nach Anspruch 2, -dadurchgekennzeichnet, daß der Signalweg (20a, 25a) einen dem Videosignal-Koppeltransistor entsprechenden ersten Transistor (40) enthält, der mit einem zweiten Transistor (41), dessen Ausgang an die Bildröhre gekoppelt ist, in Kaskade geschaltet ist, daß der Graphiksignal-koppeltransistor (54) mit seinem Ausgang an den Ausgang des ersten Transistors (40) angekoppelt ist, und daß die Stromsteuerschaltung ein erstes und ein zweites Halbleiterelement (56, 57) enthält, deren Hauptstromstrecken an die Stromquelle (58) angeschlossen sind und deren bezüglich zueinander !complement ärphas ige Ausgänge den Stromwegen zugeordnet sind und mit dem Ausgang des ersten Transistors (40) bzw. dem Ausgang des zweiten Transistors (41) gekoppelt sind.

6.) Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Transistor (40, 41) und der Graphiksignal-Koppeltransistor (54) durch Spannungsfolgertransistoren mit

niedriger Ausgangsimpedanz gebildet werden. 35

7.) Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Transistor (40, 41) zueinander kompementäre Leitungstypen haben.
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8.) Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Signalweg einen dem Videosignal-Koppeltransistor entsprechenden ersten Spannungsfolgertransistor (40), der mit seinem Eingang an die Videosignalquelle gekoppelt ist und eine niedrige Ausgangsimpedanz hat, und einen mit dem ersten Spannungsfolgertransistor in Kaskade geschalteten zweiten Spannungsfolgertransistor (41) enthält, der mit einem niederohmigen Ausgang an die Bildröhre gekoppelt ist, daß der Graphiksignal-Koppeltransistor durch einen dritten Spannungsfolgertransistor (54) gebildet wird, dessen Eingang das erste Steuersignal zugeführt wird und der mit einem niederohmigen Ausgang an den Ausgang des ersten Spannungsfolgertransistors (40) angekoppelt ist, und daß einer der komplementären Ausgänge der Stromsteuerschaltung mit den Ausgängen des ersten und dritten Spannungsfolgertransistors (40, 54) gekoppelt ist und der andere der komplementären Stromsteuerausgänge mit dem Ausgang des

zweiten Spannungsfolgertransistors (41) gekoppelt ist. 25

9.) Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Spannungsfolgertransistor (40, 41) vom einander komplementären Leitungstyp sind.
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10.) Steuerschaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuerschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor (56, 57) in Differenzschaltung enthält, deren zusammengeschaltete Emitter mit der Stromquelle (58) gekoppelt sind und deren Kollektoren die Ausgänge bilden.