DE3337299C2 - Anordnung zur automatischen Regelung der Vorspannung einer Bildröhre - Google Patents

Abstract

Ein Farbfernsehempfänger, dessen Bildröhre (15) mehrere Strahlerzeuger enthält, die voneinander verschiedene Stromleitungseigenschaften haben können, enthält für jeden dieser Strahlerzeuger einen Regelkreis zur automatischen Regelung der Bildröhrenvorspannung (ABVR). Jeder dieser Regelkreise enthält eine Fühleinrichtung (30) zum Ableiten eines für den Betrag des Schwarzstroms des betreffenden Strahlerzeugers repräsentativen Fühlsignals, eine Quelle (40) für ein Hilfssignal mit einem Betrag, der proportional zur Vorspannung des betreffenden Strahlerzeugers während Bildaustastintervallen ist, und eine Steuerschaltung (58) zur Lieferung eines Vorspannungs-Steuersignals für den betreffenden Strahlerzeuger, um den Schwarzstrom auf einem korrekten Wert zu halten. Damit die korrekten Schwarzstromwerte der einzelnen Strahlerzeuger in praktisch derselben gegenseitigen Beziehung zueinander gehalten werden, wie sie durch die Stromleitungseigenschaften der Strahlerzeuger gegeben ist, sprechen die Steuerschaltungen für jeden Strahlerzeuger sowohl auf den Betrag des zugeordneten abgeleiteten Fühlsignals (V1) als auch auf den Betrag des zugeordneten Hilfssignals (VP) an.

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Fernsehempfänger verwendbare Anordnung zur automatischen Regelung der Vorspannung einer Bildwiedergaberöhre für Videosignale, die mehrere Strahlerzeuger aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung sollen insbesondere

Ein ABVR-System arbeitet typischerweise während der Bildaustastintervalle, in denen die Bildröhre als Antwort auf eine Referenzspannung, die repräsentativ für schwarze Bildsignalinformation ist, einen kleinen Strom leitet, den sogenannten Schwarzstrom. Dieser Strom wird durch das ABVR-System überwacht, urn ein Signa! zu erzeugen, das repräsentativ für die während des Austastintervalls geleiteten Ströme ist und welches zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Schwarzstromwertes verwendet wird.

In einem ABVR-Svstem des in der genannten US-Patentschrift beschriebenen Typs sprechen Steuerschaltungen auf ein periodisch abgeleitetes Impulssignal an. dessen Betrag für den Wert des Schwarzstroms an der Kathode charakteristisch ist Das abgeleitete Signal hat einen von Null verschiedenen Pegel, wenn der Wert des Schwarzstroms korrekt ist, und andere Pegel (z. B. positiver oder weniger positiv), wenn der Schwarzstromwert zu hoch oder zu niedrig ist. Das abgeleitete Signal wird durch Steuerschaltungen verarbeitet, die Kiemmund Abfrageschaltungen enthalten, um. ein Korrektursignal für die Bildröhrenvorspannung zu erzeugen, dessen Betrag zu- oder abnimmt und das auf die Bildröhre zur Aufrechterhaltung eines korrekten £chwarzstromwertes gekoppelt wird.

Wenn die Elektronenstrahlerzeuger der Bildröhre einander völlig gleich sind, so daß sie auch die gleichen Leitfähigkeitseigenschaften (z. B. gleiche Signalverstärkung) haben, dann sind die von ihnen geleiteten Schwarzströme gleich, ebenso ihre bei korrekter Schwarzstromemstellung bemessenen Gitter-Kathodenspannungen (sogenannte Sperrpunkt- oder Einsat/ spannungen). In der Praxis haben die Strahlerzeuger jedoch häufig unterschiedliche Stromleitungseigenschäften, z. B. infolge Herstellungstoleranzen. Wenn also ein Empfänger während seiner Herstellung auf kor ioktes Bildschwar* einjustieri wird, dann können die von den Strahlerzeugern geleiteten Ströme durchaus unterschiedlich sein und dennoch dem jeweils richtigen Schwarzstromwert entsprechen. Die zu solch unter schiedlichen Schwarzstrome gehörenden Sperrpunkispannungen der Strahlerzeuger entsprechen dann eben falls jeweils richtigen Werten, obwohl sie voneinander verschieden sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein ABVR-System, das in Verbindung mit einer Bildröhre verwendet wird, deren Strahlerzeuger unterschiedliche Stromleitungseigenschaften haben, zu schaffen, das die Schwarzstromwerte und die zugehörigen, einem korrekten Bildschwar/ entsprechenden Sperrpunktspannungen auch dann aufrechterhält, wenn diese Strom- und Spannungswerte von Strahlerzeuger zu Strahlerzeuger verschieden sind. Das heißt, diese Bezie-

hungen von Strom- und Spannungswerten sollen bei der Regelung aufrechterhalten bleiben. Dps ABVR-System soll jedoch dann, wenn sich die anfänglich eingestellten Schwarzströme der Strahlerzeuger infolge einer Änderung der Betriebsparameter der Bildröhre wegen Alterung oder Temperatureinflüssen ändern, eine passende Korrektur der Bildröhrenvorspannung vornehmen.

Die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Anordnung welche diese Forderung erfüllt, sind im Patentanspruch 1 aufgeführt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die erfindungsgemäße Anordnung ist Bestandteil eines Videosignale verarbeitenden Systems, das eine Farbbildröhre mit mehreren Strahlerzeugern enthält, deren jeder eine Kathoden-Intensitätssteuerelektrode aufweist und die eine gemeinsame Gitterelektrode umfassen. Die Strahlerzeuger können voneinander verschiedene Stromleitungseigenschaften haben. Das System enthält ferner eine Einrichtung zum Einstellen anfängüchsr korrekter Schwarzströme »ür die Strahlerzeuger mit entsprechenden anfänglichen K.thodenspannungen, wobei diese anfänglichen Strom- und Spannungswerte von Strahlerzeuger zu Strahlerzeuger unterschiedlich sein können. Die Vorspannung der Bildröhre wird automatisch unter Verwendung einer Fühlschaltung und einer Steuerschaltung geregelt Die Fühlschaltung leitet Signale ab, die jeweils repräsentativ für diejenigen Änderungen des Strahlerzeuger-Schwarzstroms sind, die durch Änderungen der Betriebsparameter der Bildröhre hervorgerufen werden. Die Steuerschaltung spricht auf die Beträge sowohl der jeweils abgeleiteten Signale (Fühlsignale) als auch der anfänglichen Kathodenspannungen an, um an die Strahlerzeuger der Bildröhre jeweils Vorspannungs-Steuersignale zu legen, so daß korrekte Schwarzströme der Strahlerzeuger in im wesentlichen der gleichen Beziehung zueinander gehalten werden, wie sie die Stromleitungseigenschaften der Strahlerzeuger zueinander haben.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden HilfsSteuersignale mit einem Betrag erzeugt, der proportional zur Vorspannung eines Strahlerzeugers während Vorspannungs-Steuerintervallen bei ausgetasteter Bildinformation ist. Das Hilfssignal hat solchen Betrag und solche Richtung, daß es das Ansprechen des Stcuernetzwerks auf den Be'./ag des abgeleiteten Signals aufhebt, wenn das abgeleitete Signal repräsentativ für einen Schwarzstrom korrekten Wertes ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichn jngen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Teii eines Farbfernsehempfängers, der ein Sys'em zur automasischen Regelung der Bildröhrenvorspannung (ABVR-System) und einer zugehörigen erfindungsgemäßen Anordnung enthält;

F ι g. 2 zeigt die Wellenform verschiedener Signale beim Betrieb des Systems nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsforrr, einer crfindungsgemäßen Anordnung.

Im Fernsehempfänger nach F i g. 1 liefern Fernsehsignal-Verarbeitungsschaltungen 10 das Leuchtdichtesignal (Y) und das Farbartsignal (C) eines Farbfemsehsignalgemisches getrennt voneinander an eine Leuchtdichte/Farbart-Signalverarbeitungseinheit 12. Die Verarbeitungseinheit 12 enthält Schaltungen zur Verstärkungsregelung der Leuchtdichte- und Farbartsignale, Schaltungen zur Einstellung des Gleichstrompegels (ζ. B. getastete Schwarzw.m-Klemmschaltungen), Farbdemoduiatoren zur Ableitung der Farbdifferenzsignale r—y, g—y und b—y sowie Matrixversiärker zum Kombinieren der letztgenannten Signale mit "erarbeiteten Leuchtdichtesignalen, um die für die Bildfarben repräsentativen Signale r, g und b mit niedrigem Pegel zu liefern. Diese Signale erfahrer, eine Verstärkung und anderweitige Verarbeitung in Schaltungen innerhalb zugehöriger Endverarbeitungsnetzwerke 14a, 14Zj und 14c, welche auf hohen Pegel verstärkte Bildfarbsignale R, G und B an jeweils zugeordnete Kathoden-Intensitätssteuerelektroden 16a, 16b und 16c einer Farbbildröhre 15 geben. Die Netzwerke 14a, 14d und 14c erfüllen außerdem Funktionen für die automatische Regelung der Bildröhrenvorspannung (ABVR), wie es weiter unten erläutert wird. Die Bildröhre 15 sei eine selbstkonvergierende Röhre mit Inline-Strahlsystem, das ein allen Strahlerzeugern mit den Kathoden 16a. 166 und 16c gemeinsam zugeordnetes Steuergitter 18 und ein Schirmgitter 17 enthält, das ebenfalls allen drei Strahlerzeugern gemeinsam zugeordnet ist. Die Vorspannung für das Schirmgitter 17 wird von einer justierbaren Vorsnanni.ir^-Finstellschaltung 19 gelie.t et Bei der hier beschriebenen Ausführungsform sind die endverarbeitungsnetzwerke 14a, 14ö und 14c einander gleich, so daß die nachfolgende Beschreibung des Betriebes des Hetzwerks 14a auch für die Netzwerke 14£> und 14c gilt

Das Vcrarbeitungsnetzwerk 14a enthält eine Bildröhren-Treiberstufe mit einem Eingangstransistor 20 in Emitterschaltung, der über einen Eingangswiderstand das Bildfarbsignal für Rot (Rot-Videosignal) R von der Verarbeitungseinheit 12 empfängt und mit einem ausgangsseitigen Hochspannungstransistor 22 in Basisschaltung, der gempinsam mit dem Transistor 12 einen Video-Treiberverstärker in Kaskadeschaltung bildet. An einem Lastwiderstand 24 (z. B. 12 Kiloohm) im KoI-lektorausgangskreis des Transistors 22 wird das Rot-Videosignal R mit hohem, für die Ansteuerung der Bildröhrenkathode 16a geeigneten Pegel entwickelt. Eine Quelle hoher Gleichspannung B+ (z. B. +230 Volt) liefert die Versorgungsspannung für den Treiberverstärker 20, 22. Eine Gleichstromgegenkopplung für den Verstärker 20,22 wird durch einen Widerstand 25 (z. B. 130 Kiloohm) bewirkt. Die Signalverstärkung des Kaskadeverstärkers 20, 22 ist hauptsächlich bestimmt durch das Verhältnis des Wertes des Gegenkopplur.gswider-Standes 25 zum Wert des Eingangswiders_tandes 21. Die Gegenkopplung sorgt für eine passend niedrige Ausgangsimpedan/ des Verstärkers und trägt dazu bei. den Gleichstrompegel am Verstärkerausgang zu stabilisieren.

Ein Fühlwidersund 30. der in Gleichstromkopplung in Reihe zwischen dio Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren 20 und 22 geschaltet ist, dient dazu, an einem auf relativ niedriger Spannung liegenden Fühlpunkt A eine Spannung zu entwickeln, die repräsentativ für den Schwarzstrom ist. der während der A'istastint2rvalle der Bildröhre über die Bildröhrenkathode geleitet wird. Der Widerstand 50 funktioniert in Verbindung mit dem ABVP.-System des Empfängers, wie es nachstehend beschrieben w Vd.

Ein Zeitsignalgenerator 40. der logische Steuerschaltungen enthält, spricht auf periodische Signale der Honzontalsynchronfrequenz (H) und auf pericdbche Signale der Vertikalsynchronfrequenz (V) an, die beide von Ablenkschaltungen des Empfängers abgeleitet werden.

Der Zeitsignalgeneraipr 40 bildet mit Hilfe dieser periodischen Signale verschiedene Zeitsteuersignale Vb, Vs, Vc, Vp und Vc, die den Betrieb des ABVR-Systems während periodischer ABVR-Intervallc steuern. Jedes

ABVR-Intervall beginnt kurz nach dem Ende des Vertikalrücklaufintervalls innerhalb des Vertikalaustastintervalls und umfaßt einige Horizontalzeilenintervalle, die auch innerhalb des Vertikalaustastintervalls liegen und während welcher keine Bildinformation im Videosignal 5 vorhanden ist. Diese Zeitsteuersignale sind durch die Wellenformen in F i g. 2 dargestellt.

Gemäß der Fig.2 erscheint das Zeitsteuersignal V_B, ein Videoaustastsignal, als positiver Impuls bald nach dem Zeitpunkt Ti des Endes des Vertikalrücklaufintervalls (vgl. die Eintragungen bei der Wellenform V). Dieses Austastsignal V₈ existiert für die Dauer des ABVR-Intervalls und wird an einen Austast-Steuereingang der Leuchtdichte-Farbart-Verarbeitungseinheit 12 gelegt, um die Ausgänge r. g und b dieser Einheit auf einen für schwarzes Bild charakteristischen Gleichstrom-Bezugspegel zu bringen, der dem Fehlen von Videosignalen entsprich' P<« kann dadurch erreicht werden, daß man die Signalverstärkung der Verarbeitungseinheit 12 beim Erscheinen des Signals Vg über die Verstärkungssteuer· Schaltungen dieser Einheit auf im wesentlichen 0 reduziert und daß man den Gleichstrompegel im Verarbeitungsweg des Videosignals über die Gleichstrompegel-Steuerschaltungen der Einheit 12 modifiziert, um an den Signalausgängen der Einheil 12 einen für schwarzes Bild repräsentativen Bezugspegel zu erhalten. Das Zeitstcu· crsignal V₍„ ein positiver Gitterstcuerimpuls, umfaßt drei Horizontalzeilenintervalle innerhalb des Vertikalaustastintervalls. Das Zeitsteuersignal V₍- steuert den Betrieb einer Klemmschaltung, die zur Signa'abfrage im ABVR-System vorgesehen ist. Das Zeitsteue/signal V_s. ein Abfrage-Steuersignal, erscheint kurz nach dem Signal Vr und dient dazu, den Betrieb einer Abfrage- und Halteschaltung zu steuern, die ein Vorspannungs-Steuersignal zum Regeln des Schwarzstroms an der Kathode der Bildröhre erzeugt. Das Signal V_s umfaßt ein Abfrageintervall, dessen Beginn leicht verzögert gegenüber dem Ende des vom Signal V_t umfaßten Klemmintervall ist und dessen Ende im wesentlichen mit dem Ende des ABVR-Intervalls zusammenfällt. Das Signal Vp ist ein negativ gerichteter Hüfsimpuls.der koinzident mit dem Abfrageintervall ist. Die in der F i g. 2 eingetragenen Signalverzögerungen Tp liegen in der Größenordnung von 200 Nanosekunden.

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 spannt während des ABVRlntervalls der positive Impuls Vt, (z. B. in der Größenordnung von + 10 Volt) das Gitter 18 der Bildröhre in Durchlaßrichtung, so daß der die Kathode 16a und das Gitter 18 umfassende Strahlerzeuger stärker leitet. Zu Zeiten außerhalb der ABVR-Intervalle liefert das Signal Vc die normale, weniger positive Vorspannung für das Gitter 18. Als Antwort auf den positiven Gitterimpuls Vc erscheint ein gleichphasiger, positiver Stromimpuls an der Kathode 16a während des Gitterimpulsintervalls. Die Stromamplitude des so erzeugten »Kathodenausgangsimpulses« ist proportional zum Wert des geleiteten Kathodenschwarzstroms (typischerweise einige wenige Mikroampere).

Der erzeugte positive Kathodenausgangsimpuls erscheint am Kollektor des Transistors 22 und wird über den Widerstand 25 auf die Basis des Transistors 20 gekoppelt, so daß die Stromleitung des Transistors 20 während des Vorhandenseins des Kathodenausgangsimpulses in proportionaler Weise erhöht ist. Der vom Transistor 20 geleitete erhöhte Strom hat zur Folge, daß am Fühlwiderstand 30 eine Spannung entwickelt wird. Diese Spannung äußert sich in Form einer negativ gerichteten Spannungsänderung, die am Fühlpunkt A erscheint und deren Betrag proportional zum Betrag des für den Schwarzstrom repräsentativen Kathodenausgangsimpulses ist. Der Betrag der Spannungsänderung am Knotenpunkt A ist bestimmt durch das Produkt des Wertes des Widerstandes 30 (z. B. 560 Ohm) multipliziert mit dem Betrag des zusätzlichen Stroms, der über den Widerstand 30 fließt

Die Spannungsänderung am Knotenpunkt A wird über einen kleinen Widerstand 31 an einen Knotenpunkt B übertragen, wo eine Spannungsänderung Vi entwickelt wird, die im wesentlichen der Spannungsänderung am Knotenpunkt A entspricht. Der Knotenpunkt B ist mit einer Schaltung 50 gekoppelt, in welcher das Korrektursignal zur Regelung der Bildröhrenvorspannung entwickelt wird. Die Schaltung 50 enthält einen eingangsseitigen Koppelkondensator 51. eine Eingangsklemmschaltung und einen abfragenden Operationsverstärker 52 (z. B. einen sogenannten Transkonduktanz-Operationsverstärker) mit einem zugeordneten, auf das Klemmsteuersigna! V₍ ansprechenden Rückkopplungsschalter, sowie einen auf Mittelwerte ansprechenden Ladungsspeicherkondensator 56 mit einem zugeordneten, auf das Abfragesteuersignal Vv ansprechenden Schalter 55. Die am Kondensator 56 entwickelte Spannung wird dazu verwendet, ein Korrektursignal für die Bildröhrenvorspannung über ein Net/ werk 58 und ein Widerstandsnetzwerk 60,62,64 an den Bildröhrentreiber 20, 22 zu legen, und zwar an einem Steuereingang an der Basis des Transistors 20. Das Netzwerk 58 enthält Signalübersetzungs/Pufferschaltungen, um die Korrekturspannung mit einem geeigneten Pegel und niedriger Impedanz entsprechend den Erfordernissen für den Steuereingang des Transistors 20 zu liefern.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach F i g. 1 sei anhand der in F i g. 2 dargestellten Wellenformen beschrieben. Das Hiifssignäi Vp wird an dsn SchaUur.gs knoten B in F i g. 1 gelegt, und zwar über eine Diode 35 und ein spannungsübersetzendes Impedanznetzwerk, das aus einem Widerstand 32 von z. B. 220 Kiloohm und einem Widerstand 34 von z. B. 270 Kiloohm besteht. Das Signal Vp hat einen positiven Gleichspannungspcgcl von ungefähr +8.0 Volt zu allen Zeiten mit Ausnahme während des ABVR-Abfragcintervalls. um die Diode 35 leitend zu halten, so daß am Knotenpunkt ßeine normale Gleichvorspannung entwickelt wird. Wenn das Signal Vp diesen positiven Gleichspannungswert hat. dann wird der Verbindungspunkt der Widerstände 32 und 34 auf eine Spannung geklemmt, die gleich dem positiven Gleichspannungswert des Signals Vp minus dem Spannungsabfall an der Diode 35 ist. Während des ABVR-Abfrageintervalls bildet das Signal V> einen negativgerichteten (weniger positiven) Impuls fester Amplitude. Die Diode 35 wird durch diesen negativen Impuls V₁. nichtleitend gemacht, wodurch die beiden Widerstände 32 und 34 zwischen den Knotenpunkt S und Masse gekoppelt werden. Der Widerstand 31 bewirkt eine unerhebliche Dämpfung der am Knotenpunkt A entwickelten Spannungsänderung gegenüber der entsprechenden Spannungsänderung (Vi) am Knotenpunkt S, da der Wert des Widerstandes 31 (in der Größenordnung von 200 Ohm) klein ist im Vergleich zu den Werten der Widerstände 32 und 34.

Vor dem Klemmintervall, jedoch während des ABVR-Intervalls, lädt die zuvor am Knotenpunkt B existierende nominelle Gleichspannung (Vdc) die positive Klemme des Kondensators 51 auf. Während des Klemmintervalls, wenn der Gittersteuerimpuls V₀ er-

scheint, nimmt die Spannung am Knotenpunkt A aufgrund dieses Impulses um ein Maß ab, das repräsentativ für den Wert des Schwarzstroms ist. Hierdurch sinkt die Spannung am Knotenpunkt B auf einen Wert ab, der im wesentlichen gleich V/*— V, ist. Ebenfalls während des Klemmintervalls wird der Klcmmschalter 54 durch das Zcilsicuersignal Vfgeschlossen (d. h. leitend), so daß der invertierende Signaleingang (—) des Verstärkers 52 mit dem Ausgang dieses Verstärkers gekoppelt wird, wodurch der Verstärker 52 zu einem Spannungsfolger mit dem Verstärkungsfaktor 1 wird. Als Folge wird eine am nichtinvertierenden Eingang (+) des Verstärkers 52 angelegte feste Referenzgleichspannung Vref (z. B. +5 Volt) durch Rückkopplungswirkung über den Ausgang des Verstärkers 52 und den leitenden Schalter 54 auf den invertierenden Signaleingang des Verstärkers 52 gekoppelt. Während des Klemmintervalls ist also die über den Kondensator 56 gemessene Spannung V₃ eine Funktion der durch die Spannung Vner bestimmten Keferenz-Einstellspannung an der negativen Klemme des Kondensators 51 und einer an der positiven Klemme dieses Kondensators erscheinenden Spannung, die der Differenz zwischen dem erwähnten, vorher existierenden nominellen Gleichspannungswert (Vtx) am Knotenpunkt B und der während des kiemmintervaiis am Knotenpunkt B entwickelten Spannungsänderung V_x entspricht. Somit ist die während des Klemmintervalls über den Kondensator 51 gemessene Spannung V₃ eine Funktion des Wertes der für den Schwarzstrom repräsentativen Spannungsänderung Vi. die variieren kann. Die Spannung Vj ist gleich dem Ausdruck (V_1x- V₁)- V_REf.

Während des unmittelbar nachfolgenden Abfrageintervalls ist der positive Gittersteuerimpuls Vc nicht mehr vorhanden, so daß die Spannung am Knotenpunkt B in positiver Richtung auf den nominellen Gleichspannuiigspcgci Vix ansteigt, wie er vor dem Kicmirisritcrvall existierte. Gleichzeitig erscheint der negative Impuls Vp, der die Diode 35 in Sperrichtung spannt und die normale spannungsübersetzende und koppelnde Wirkung der Widerstände 32,34 stört (d. h. vorübergehend ändert), so daß die Spannung am Knotenpunkt Sum ein Maß V'2 vermindert wird, wie es die entsprechende Wellenform in Fig.2 zeigt Zur selben Zeit wird der Klemmschalter 54 nichtleitend und der Abfrageschalter 55 geschlossen (d. h. leitend), wodurch der Ladungsspeicherkondensator 56 mit dem Ausgang des Verstärkers 52 gekoppelt wird.

Während des Abfrageintervalls ist also die Eingangsspannung am invertierenden Signaleingang ( —) des Verstärkers 52 gleich der Differenz zwischen der Spannung am Knotenpunkt B und der über den Kondensator 51 gemessenen Spannung V₃. Die Eingangsspannung am Verstärker 52 ist eine Funktion des Betrages der Spannungsänderung V₁, die mit Änderungen des Schwarzstroms der Bildröhre variieren kann.

Die Spannung am ausgangsseitigen Speicherkondensator 56 bleibt während des Abfrageintervalls unverändert wenn der Betrag der während des Klemmintervalls entwickelten Spannungsänderung Vi gleich dem Betrag der während des Abfrageintervalls entwickelten Spannungsänderung V2 ist, was bedeutet daß der Schwarzstrom der Bildröhre den korrekten Wert hat Dies ist deswegen so, weil während des Abfrageintervalls die Spannungsänderung V-, am Knotenpunkt B in einer positiven Richtung (vom klemmenden Einstell-Referenzwert) ansteigt wenn der Gittersteuerimpuls fortgenommen wird, und weil die Spannungsänderung V2 eine gleichzeitige negativ gerichtete Spannungsänderung am Knotenpunkt B bewirkt. Wenn die Vorspannung der Bildröhre korrekt ist, haben die positiv gerichtete Spannungsänderung Vi und die negativ gerichtete Spannungsänderung V₂ gleichen Betrag, so daß sich diese Spannungsänderungen während des Abfrageintervalls gegenseitig auslöschen und die Spannung am Knotenpunkt B unverändert lassen.
Wenn der Betrag der Spannungsänderung Vi geringer ist als der Betrag der Spannungsänderung Vi, lädt der Verstärker 52 den Speicherkondensator 56 proportional dazu in einer Richtung auf, die im Sinne einer Erhöhung des Kathodenschwarzstroms geht. Umgekehrt entlädt der Verstärker 52 den Speicherkondensator 56 in proportionalem Maß zur Verminderung des Kathodenschwarzstroms, wenn der Betrag der Spannungsänderung Vi größer ist als der Betrag der Spannungsänderung V2.
Es sei angenommen, daß die Amplitude »λ« der Spannungsänderung V_x im Falle korrekten Kathodenschwarzstroms ungefähr 3 Millivolt beträgt und sich über einen Bereich von wenigen Millivolt (±Δ) ändert, wenn der Wert des Kathodenschwarzstroms infolge Änderungen der Betriebseigenschaften der Bildröhre gegenüber dem korrekten Wert ansteigt und abnimmt (vgl. die Eintragungen in F i g. 2). Somit ändert sich während des Klemmintervalls die über den Kondensator 51 gemessene Einstell-Referenzspannung V3, wenn sich der Betrag der Spannung Vi infolge Änderungen des Kathodenschwarzstroms ändert. Die Spannungsänderung V> am Knotenpunkt S hat eine Amplitude »A« von ungefähr 3 Millivolt, was der Amplitude »Λ« der Spannungsänderung Vi im Falle korrekten Schwarzstroms entspricht.

Wie mit der Wellenform Vi or in F i g. 2 gezeigt, bleibt die Spannung am invertierenden Eingang des Verstärkers 52 während des Abfrsgeip.isrvaüs unverändert, wenn die Spannungen V_x und V? beide die Amplitude »A« haben. Hat die Spannungsänderung Vi jedoch die Amplitude »Λ+ζ/«. was einem zu hohen Wert des ■Schwarzstroms entspricht, dann steigt die Eingangsspannung des Verstärkers 52 um ein Maß Δ an, wie es die Wellenform Vh zeigt. In diesem Fall entlädt der Verstärker 52 den ausgangsseitigen Speicherkondensator 56, so daß die auf die Basis des Transistors 20 gekoppelte Vorspannungs-Korrekturspannung eine Erhöhung der Kollektorspannung des Transistors 22 bewirkt, wodurch der Kathodenschwarzstrom auf den korrekten Wert vermindert wird.

Wenn umgekehrt die Spannungsänderung Vi eine Amplitude »A— Av. hat, was einem zu niedrigen Schwarzstrom entspricht, dann nimmt die Eingangsspannung des Verstärkers 52 während des Abfrageintervalls um ein Maß Δ ab. In diesem Fall lädt der Verstärker 52 den ausgangsseitigen Speicherkondensator 56 auf, was zu einer Verminderung der Kollektorspannung des Transistors 22 führt wodurch der Kathodenschwarzstrom in Richtung auf den korrekten Wert erhöht wird. In beiden Fällen können mehrere Abfrageintervalle erforderlich sein, bis der Schwarzstrom den korrekten Wert erreicht hat

Bei manchen ABVR-Systemen kann es zweckmäßig sein, die für den Schwarzstrom repräsentative Spannungsänderung Vi während des Abfrageintervalls zu entwickeln und nicht während des vorangehenden Klemmintervalls, wie es oben beschrieben wurde. Bei einer solchen Alternative wäre der Gittersteuerimpuls Vc so zu legen, daß er während des Abfrageintervalls

zeitlich koinzident mit einem positiven Hilfsimpuls Vp erscheint. Die negativ gerichtete Spannungsänderung V| und die aufgrund des Hilfssignals Vp entwickelte positiv gerichtete Spannungsänderung V₂ treten dann gleichzeitig auf und kombinieren sich direkt am Knotenpunkt B, so daß ^c«e sich gegenseitig auslöschen, wenn der Wert des Schwarzstroms korrekt ist (d. h., in diesem Fall wird keine Gpannungsänderung am Knotenpunkt B entwickelt).

Die beschriebene Abfragetechnik mit kombinierten Impulsen ist ausführlicher in einem Teil der prioritätsgleichen Patentanmeldung DE-OS 33 37 298 beschrieben. Diese Anmeldung enthält auch zusätzliche Informationen über die das Hilfssteuersignal Vp betreffende Anordnung und offenbart außerdem eine geeignete Schaltung für den Zeitsignalgenerator 40 und Schaltungseinzelheiten des Abfrageverstärkers 52.

Die während der Klemm- und Abfrageintervalle des ABVR-S^sterns am Knotcn^mjnkt 3 ^nt^ick?!?¹? Sⁿ?*ⁿ· nung ist eine Funktion der Werte der Widerstände 31, 32 und 34 und des Wertes einer am Knotenpunkt A wirksamen Ausgangsimpedanz Zq (ungefähr 30 bis 50 Ohm). Wenn das Signal Vp den positiven Gleichspannungspegel ( + 8 Volt) hat, der auch während des Klemmintervalls existiert, wird die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 32 und 34 geklemmt, und der über den Widerstand 31 vom Knotenpunkt A zum Knotenpunkt B geleitete Strom ist ein Funktion der Werte der Impedanz Zo, des Widerstandes 31 und des Widerstandes 34. Während des nachfolgenden Abfrageintervalls, wenn der negativ gerichtete Impuls des Signals V> erscheint, ist die Diode 35 nichtleitend und die Klemmung des Verbindungspunktes der Widerstände 32 und 34 aufgehoben. Zu dieser Zeit leitet der Widerstand 31 einen anderen Strom vom Knotenpunkt A zum Knotenpunkt B, der zusätzlich eine Funktion des Wertes des Widerstandes 32 ist, neben den Werten der Impedanz Zo und den Widerständen 31 und 34. Die Spannungsänderung V₂. die am Knotenpunkt ßals Antwort auf den negativ gerichteten Impuls des Signals Vp entwickelt wird, ist proportional zur Differenz zwischen diesen Strömen.

In Verbindung mit einer Bildröhre, in welcher die Strahlerzeuger unterschiedliche Stromleitungseigenschaften haben, hat das beschriebene ABVR-System den Vorteil, daß es die Schwarzströme automatisch auf den für richtiges Bildschwarz eingestellten korrekten Werten hält, auch wenn sich diese Schwarzstromwerte von Strahlerzeuger zu Strahlerzeuger unterscheiden, z. B. bedingt durch Herstellungstoleranzen der Bildröhre. Dieses Merkmal des ABVR-Systems sei nachstehend erläutert.

Wie oben erwähnt, ist die Bildröhre 15 eine selbstkonvergierende Röhre mit einem einzigen Steuergitter 18 und einem einzigen Schirmgitter 17, die jeweils allen drei Strahlerzeugern der Bildröhre gemeinsam sind. Die korrekte Schwarzstromleitung der Bildröhre kann während der Herstellung des Empfängers eingestellt werden, indem man die Vorspannung des Schirmgitters 17 mittels der Vcrspannungs-Einstellschaltung 19 (die z. B. ein von Hand verstellbares Potentiometer aufweist) justiert, bis eine oder mehrere der Bildröhrenkathoden cine gewünschte Spannung haben.

Wenn die Strahlerzeuger der Bildröhre einander völlig gleich sind, so daß sie das gleiche Verhalten hinsichtlich ihrer Stromleitung zeigen, werden sie als Folge des vorstehend beschriebenen Einstellvorgangs gleiche Schwarz^trome leiten und gleiche Sperrpunktspannun-

gen haben (d. h. gleiche Gitter-Kathoden-Spannungen für die Schwarzstromleitung). In der Praxis können sich jedoch die Stromleitungseigenschaften der einzelnen Strahlerzeuger voneinander unterscheiden. Die von den Strahlerzeugern geleiteten Ströme können also durchaus korrekten Schwarzströmen entsprechen, obwohl sie unterschiedliche Beträge haben. Die diesen unterschiedlichen Strömen zugeordneten Gitter-Kathoden-Spannungen entsprechen, obwohl sie voneinander verschieden sind, richtigen Sperrpunktspannungen.

Diese gegenseitige Beziehung der Stromleitung der einzelnen Strahlerzeuger für korrekte Schwarzstrombedingungen bleibt im vorliegenden Fall bewahrt, weil der Betrag der Spannungsänderung V₂ von der Gleich-Spannungskomponente abhängt, die während der Betriebsintervalle des ABVR-Systems am Fühlpunkt A erscheint (wenn man den Effekt des als Antwort auf den positiven Gittersteuerimpuls Vc erzeugten Kathodenaiisgangsimniike«; vernachlässigt). Deise Gleichspannungskomponente ist proportional zur Sperrpunktspannung an der Kathode, wie sie als Gleichspannungskomponente am Ausgang des mit der Bildröhrenkathode gekoppelten Treibertransistors 22 erscheint

Die letztgenannte Beziehung ist durch folgende Gleichung definiert:

Ro-

(R₃₂ + R₃a)

Voc-

Die einzelnen Symbole in dieser Gleichung haben folgende Bedeutung:

V₂ ist der Betrag der Spannungsänderung V₂; Ro ist die Summe der Werte der Widerstände 32 und der Impedanz Zb am Knotenpunkt A; Rn ist der Wert des Widerstandes 32;
R₃A ist der Wert des Widerstandes 34;
Vdc ist der Wert der Gleichspannungskomponente am Knotenpunkt A. in der Größenordnung von + 7 bis +1OVoIt;

Vp ist die feste positive Gleichspannungskomponcnic des Hilfssignals V/·, in der Größenordnung von +8 Volt:

Vo ist die im wesentlichen konstante Offsetgleichspannung der Diode 35. ungefähr gleich + 0,6 Volt.

Die Spannungsänderung V₂ ist z. B. ungefähr gleich -3.4 Millivolt, wenn Vdc gleich +0,8 Volt ist.
Wenn also die drei Strahlerzeuger der Bildröhre entsprechend der anfänglichen Schwarzstromeinstellung unterschiedliche Schwarzströme leiten und die zugeordneten Sperrpunktspannungen voneinander verschieden sind, dann haben die in den einzelnen Verarbeitungsnetzwerken 14a, 14b und 14c entwickelten Spannungs- änderungen V₂ voneinander verschiedene Beträge, obwohl sie von einem gemeinsamen Signal Vp abgeleitet sind. Die verschiedenen Beträge der Spannungsänderungen V₂ sind eine Funktion der verschiedenen Sperrpunktspannungen, die sich als Gleichspannungskomponenten unterschiedlichen Betrages an den Knotenpunkten A der einzelnen Netzwerke 14a. 14b und 14cäußern. Die unterschiedlichen Beträge der Spannungsänderungen V₂ sind so. daß sich für die jeweils zugeordnete Regelschleife des ABVR-Systems die am Knotenpunkt ."Ϊ entwickelte Spannung nicht ändert, wenn die Spannungsänderungen Vi und V₂ miteinander kombiniert werden. Somit bleibt jede ABVR-Regelschleife in Ruhe. Die ABVR-Regelschleifen bleiben so lange vdhig, bis

sich die anfänglich eingestellten Schwarzströme infolge einer Änderung der Betriebsparameter der Bildröhre ändern, z. b. durch Alterung der Bildröhre oder durchTemperatureinflüsse. Es sei z. B. angenommen, daß sich die Betriebsparameter der Bildröhre so ändern, daß die Leitfähigkeit des Rot-Strahlerzeugers abnimmt Der Kaihodenschwarzslrom dieses Strahlerzeugers ist dann zu niedrig. Der als Antwort auf den positiven Gittersteuerimpuls Vc erzeugte Kathodenausgangsimpuls hat dann einen entsprechend verminderten Betrag, die Spannung am Knotenpunkt B ändert sich beim Auftreten der Spannungsänderungen V, und V₂. und die Spannung am ausgangsseitigen Speicherkondensator 56 ändert sich im Sinne einer Reduzierung der am Kollektor des Transistors 22 entwickelten Kathodenvorspannung. so daß der Kathodenschwarzstrom auf den korrekten Wert zurückgebracht (d. h. erhöht) wird. Zu diesem Zeitpunkt bekommt der Betrag der Spannungsänderuiig V₂ einen neuen, ^u der ηün cniwickciieri (korrigierten) Kathodenvorspannung gehörenden Wert, so daß die Spannui.g am Knotenpunkt B im weiteren Verlauf beim Auftreten der Spannungsänderungen V, und V₂ unverändert bleibt (d. h. die ABVR-Regeischleife ist wieder in Ruhe).

Wie nachstehend anhand der F i g. 3 erläutert wird. sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch bei Systemen anwendbar, in denen die anhand der Fig. 1 beschriebene, mit Impulsbeaufschiagung des Gitters und Impulskombination arbe tende Abfragetechnik r.icht angewandt wird.

In der Anordnung nach Fig.3 ist der Kollektorausgang eines Videosignal-Verstärkertransistors 70 über einen als Emitterfolger geschalteten pnp-Hochspannungstransistor 72 mit einer Kathode der Bildröhre 75 gekoppelt Während der ABVR-Intervalle wirkt der Transistor 72 als Stromfühler zum direkten Fühlen des Wertes des Kathodenschwarzstroms. der dem Emitter-Kollektor-Strom des Transistors 72 entspricht Eine an einem Widerstand 76 entwickelte Spannung ist direkt proportional dem Kollektorstrom des Transistors 72, der dem Kathodenschwarzstrom entspricht An den Kollektorausgang des Transistors 70 ist ein aus Widerständen 82 und 83 bestehender Spannungsteiler angeschlossen, um am Verbindungspunkt der Widerstände 82 und 83 eine Spannung zu entwickeln, die proportiona! der zum korrekten Schwarzwertstrom gehörenden Kathodenvorspannung (Sperrpunktspannung) ist wie sie während der Einjustierung des Empfängers eingestellt wurde.

Die für den Schwarzstrom repräsentative Spannung am Widerstand 76 wird an einen Eingang eines Differenzverstärkers 80 gelegt Die am Widerstand 83 entwickelte Spannung, die repräsentativ für die Sperrpunktspannung ist wird über ein Spannungsübersetzungsnetzwerk 85 (die z. B. Pegelverschiebungsschaltungen enthält) auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers 80 gegeben. Ein Abfrageschalter 86 wird durch Tastsignale während ABVR-Intervallen geschlossen (leitend gemacht), um den Ausgang des Verstärkers 80 mit einem Ladungsspeicherkondensator 88 zu ver- ω binden. Am Kondensator 88 wird eine Vorspannungs-Korrekturspannung entwickelt die eine Funktion der an den Widerständen 76 und 83 abfallenden Spannungen ist und die an die Bildröhre gelegt wird (z. B. über den Transistor 701 um den Schwarzstrom der Bildröhre auf einem korrekten Wert zu halten. In diesem Fall ist das »ReferenzÄ-Eingangssignal des Verstärkers 80, das von der am Widerstand 83 abfallenden Spannung abgeleitet wird, proportional zur Sperrpunktspannung (Schwarzwert-Vorspannung) der Kathode.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur automatischen Vorspannungsregelung in einem Videosignale verarbeitenden System, das ein Bildwiedergabegerät mit einem eine Intensitätssteuerelektrode aufweisenden Elektronenstrahlerzeuger enthält, gekennzeichnet durch

eine Fühleinrichtung (30) zur Ableitung eines Fühlsignals (Vi), das repräsentativ für den Betrag des vom Strahlerzeuger während Vorspannungs-Regelungsintervallen geleiteten Schwarzstroms ist;
eine Hilfssignalquelle (32, 34) zur Erzeugung eines Hilfssignals (Vi), das proportional zur Vorspannung des Strahlerzeugers während Vorspannungs-Regelungsintervallen bei ausgetasteter Bildinformation ist;

eine Steuereinrichtung (58), die auf das Fühlsignal und das H«lfssignal anspricht, um eine Vorspannungs-Steuerspannung als Funktion der Beträge sowohl des Fühlsignals als auch des Hilfssignals zu erzeugen;

eine Einrichtung (20,22), die das Steuersignal auf das Biidwiedergabegerät (15) zur Aufrechterhaltung eines korrekten Schwarzstrom^ »rtes koppelt.

2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,

daß das Bildwiedergabegerät eine Bildröhre (15) mit mehreren Strahlerzeugern ist. deren jeder eine Kathoden-Inteiisitätssteuerelektrode (16a bis 16c) hat. die mit einer gegenüber allen iiesen Kathodenelektroden gemeinsam errepten Gitterelektrode (18) zusammenwirkt, wobei die ÜtraK erzeuger voneinander verschiedene Stromleitungseigenschaften haben können;

daß das Videosignale verarbeitende System mehrere Anordnungen (14a bis 146) zur automatischen Vorspannungsregelung enthält, deren jede einem gesonderten der Strahlerzeuger zugeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal (V₂) solchen Betrag uui solche Richtung hat. daß es das Ansprechen der Steuereinrichtung (58) auf den Betrag des abgeleiteten Fühlsignals (V₁) im wesentlichen aufhebt, wenn der Betrag dieses Fühlsignals repräsentativ für einen Schwarzstrom korrekten Wertes ist.

4. Anordnung nach Ansprach 3. dadurch gekennzeichnet, daß das abgeleitete Fühlsignal (V|) einen von Null verschiedenen Betrag hat. wenn der Wert des Schwarzstroms korrekt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4. gekennzeichnet durch eine Einrichtung (40) /ur Modifizierung der Vorspannung der Gitterelektrode (18) während Vorspannungs-Regelungsintervallen derart, daß an jeder Kathode ein Ausgangsslromsignal hervorgerufen wird, dessen Betrag proportional zum Wert des vom betreffenden Strahlerzeuger geleiteten Schwarzstroms ist.

Unterschiede in den Leitfähigkeitskennlinien der verschiedenen Strahlerzeuger kompensiert werden.

Farbfernsehempfänger enthalten manchmal ein System zur automatischen Regelung der Bildröhrenvorspannung (ABVR-System), um für jeden Strahlerzeuger der zum Empfänger gehörenden Bildröhre automatisch den richtigen Schwarzstrompegel einzustellen, & h„ den für das Bilaschwarz charakteristischen Strora Diese Regelung sorgt dafür, daß die von der Bildröhre wiedergegebenen Bilder in ihrer Qualität nicht verschlechtert werden, wenn sich einzelne Betriebsparameter der Röhre ändern (z. B. infolge von Alterung und Temperatureinflüssen). Eine Ausfühnjngsform eines solchen ABVR-Systems ist in der US-Patentschrift 42 63 622 beschrie-