DE3419282A1

DE3419282A1 - Videosignalverarbeitungsschaltung mit automatischen regelsystemen fuer weissabgleich und strahlstrombegrenzung bei der bildroehre

Info

Publication number: DE3419282A1
Application number: DE19843419282
Authority: DE
Inventors: Donald Henry Indianapolis Ind. Willis
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1984-11-29
Also published as: NZ208243A; IT8420873A0; SE8402639D0; ZA843856B; DE3419282C2; DK163778C; GB2140652A; US4516152A; PT78574B; AT391236B; GB8412559D0; FI841967A0; JPS601990A; AU578417B2; SE8402639L; DK163778B; JPH0356513B2; ATA168984A; FR2546699B1; GB2140652B

Description

RCA 79,730 Sch/Vu
U.S. Ser. No. 497,157
vom 23. Mai 1983

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

Videosignalverarbeitungsschaltung mit automatischen

Regelsystemen für Weißabgleich und Strahlstrombegrenzung bei der Bildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf ein Videosignalverarbeitungs- und Darstellungssystem, wie einen Fernsehempfänger, welcher Schaltungen zur automatischen Einstellung des Weiß· abgleichs und zur Begrenzung übermäßiger Strahlströme bei einer zugehörigen Bildwiedergaberöhre enthält.

Die Emissionseigenschaften der Elektronenstrahlsysteme einer Farbbildröhre in einem Fernsehempfänger ändern sich in Abhängigkeit unter anderem von Temperatur und Alterung. Wenn solche Änderungen die mit dem Verstärkungsgrad zusammenhängende Steilheit eines oder mehrerer Strahlsysteme beeinflussen, dann stimmen die von den betreffenden Strahlsystemen geführten Weißpegelströme bei Ansteuerung durch ein Weißpegel-Videotreibersignal nicht mehr. So entsteht für ein Weiß-Videosignal ein nicht weißes Farbbild, und die Gesamtfarbtreue eines Wiedergabebildes ist beeinträchtigt.

Einige Farbfernsehempfänger enthalten Systeme zur automatischen Kompensierung von Änderungen der Elektronenstrahlsystem-Emissionseigenschaften, die mit den Verstärkungen der Strahlsysteme zusammenhängen. Solche automatischen Regelsysteme sind erwünscht, weil sie die richtigen Ver-

stärkungscharakteristika der Elektronenstrahlsysteme ständig aufrechterhalten und weil sie die Notwendigkeit zeitaufwendiger Einstellungen der Bildröhrenverstärkung von Hand bei der Herstellung des Empfängers oder später bei Alterung der Bildröhre überflüssig machen. Solche automatischen Pegeleinstellsysteme für die Bildröhre sind auch als "Weißbalance"-Systeme bekannt und arbeiten häufig mit Zuführung eines Weißbezugssignals zu vorausgehenden Videosignalverarbeitungsschaltungen in Zeitintervallen, wo keine Videoinformationssignale vorliegen. Dann wird der resultierende Strahlsystemstrom der Bildröhre gemessen und mit einem Bezugssignal verglichen, das einem richtigen Weißstromwert für die Bildröhre entspricht. Als Ergebnis dieses Vergleichs wird ein Regelsignal erzeugt, welches die Größe der Abweichung des Weißstromwertes des Elektronenstrahlsystems vom richtigen Wert angibt, und dieses Regelsignal wird zur Einstellung der Signalverstärkung eines zugehörigen Verstärkers im Videosignalweg bis zum Auftreten des richtigen Weißstromwertes des Strahlsystems verwendet.

Viele Fernsehempfänger enthalten auch ein System zur automatischen Begrenzung übermäßiger Bildröhrenstrahlströme, die in Abhängigkeit von der Bildinformation des Videosignals fließen. Ein System dieser Art ist in der US-PS 4 167 025 der gleichen Anmelderin beschrieben. Solche übermäßigen Strahlströme können ein Wiedergabebild beeinträchtigen durch Unterbrechung des Betriebs der Ablenkschaltungen des Empfängers und durch Defokussierung des Elektronenstrahlauftreffpunktes sowie Bildüberstrahlungen.

übermäßige Strahlströme können auch über den zulässigen Strombereich der Bildröhre hinausgehen und diese sowie zugehörige Schaltungskomponenten möglicherweise beschädigen.

Es sei hier erwähnt, daß der Betrieb eines automatischen Weißabgleichsystems für die Bildröhre unerwünschterweise durch das Ausgangssignal des automatischen Strahlstrom-

begrenzers gestört werden kann. Um dies zu verhindern, sieht die Erfindung eine Schaltung vor, bei welcher das Ausgangssignal des Strahlbegrenzers die Videosignalverarbeitungsschaltungen während Intervallen, in denen der Strahlstromfühlteil des Regelsystems für den Weißabgleich arbeitet, nicht beeinflussen kann.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Farbfernsehempfängers mit einer automatischen Regelschaltung für den Weißabgleich und einem automatischen Strahlstrombegrenzer für die Bildröhre mit einer Schaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 Signalformen zur Erläuterung der Betriebsweise der

Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 3 Schaltungsdetails aus Fig. 1;

Fig. 4 Schaltungsdetails einer Strahlstrombegrenzerschaltung und einer Schalteranordnung zur Ver-Wendung bei der Schaltung nach Fig. 1 und

Fig.4a Signalformen zur Erläuterung der Betriebsweise der Schatung nach Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 werden Farbfernsehsignale von einer Quelle 10 einer Frequenzselektionsschaltung 12 (die beispielsweise ein Kammfilter enthalten kann) zur getrennten Leuchtdichtekomponente des Fernsehsignals an eine Leuchtdichteverarbeitungsschaltung 14 und Farbkomponenten an eine Farbsignalverarbeitungsschaltung 16 zugeführt. Die Farbsignalverarbeitungsschaltung liefert Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y, die in einer Matrix 18 mit einem von der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 kommenden Leuchtdichtesignal Y kombiniert werden. Die Matrix 18 liefert Farbbildsignale niedrigen Pegels r', g' und b' jeweils an regelbare Verstärker 20, 21 bzw. 23, die ihrerseits verstärkte Farbsignale r, g und b an Treiberstufen 24, 25 bzw. 26 für die Bildröhre liefern. Die Bildröhren-Treiber-

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verstärker liefern Farbsignale R, G und B hohen Pegels, die sich zur Ansteuerung der Intensitätssteuerelektroden 36a, 36b und 36c einer Farbbildröhre 35 eignen. Die jeweiligen Ausgangssignale der Bildröhren-Treiberverstärker werden über Schaltungen 30, 31 und 32, die auch als Stromsensoren dienen, wie noch erläutert werden wird, den Kathoden 36a, 36b bzw. 36c zugeführt.

Die Bildröhre 35 ist eine selbstkonvergierende Inline-Röhre mit einer einzigen Steuergitterelektrode 38, die gemeinsam gegen jede der Kathoden 36a, 36b und 36c vorgespannt wird, die ihrerseits mit dem Gitter 38 das Rot-, Grün- bzw. Blaustrahlsystem der Bildröhre bilden. Eine hohe Betriebsspannung für die Anode der Bildröhre 35 wird von einer Hoch-Spannungsquelle 40 (die beispielsweise einen Spannungsvervielfacher enthalten kann) aufgrund von Horizontalrücklaufimpulsen geliefert, die von den Ablenkschaltungen des Empfängers abgeleitet werden. Über einen Widerstand 42 werden von einer Betriebsgleichspannungsquelle B+ Nachladeströme für den Bildröhrenstrom an die Hochspannungsschaltung 40 geliefert.

Der Empfänger enthält auch eine automatische Strahlstrombegrenzer-Regelschaltung 50 für die Bildröhre zur Begrenzung der Videosignalansteuerung der Bildröhre, um so übermäßige Bildröhrenstrahlströme zu begrenzen, wenn festgestellt wird, daß sie zu hohe Strahlströme (Kathodenströme) oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes führt. Während der Bildablenkintervalle (HinlaufIntervalle) des Videosignals werden die Größen der für das Videobild repräsentativen Kathodenströme der Bildröhre durch Schaltungen 30, 31 bzw. 32 abgefühlt und diese abgefühlten Ströme werden in einer Schaltung 45 zu einem Gesamtabfühlstrom kombiniert, der in Beziehung zum Gesamtkathodenstrom der BiIdröhre steht. Die Größe dieses Stroms wird von einer Strahlstrombegrenzungs-Regelschaltung 50 abgefühlt, welche - beispielsweise mit Hilfe eines Kondensators - ein Aus-

gangsregelsignal erzeugt und speichert, das in Beziehung zu derjenigen Größe steht, um welche der abgefühlte Bildröhrenstrom den vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Dieses Regelsignal wird über einen normalerweise leitenden elektronischen Schalter S1 auf die Farbsignalverarbeitungsschaltung 16 und die Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 40 mit einer solchen Polarität gegeben, daß die Werte der Färb- und Leuchtdichtesignale bekannt werden, so daß der Bildröhrenstrahlstrom auf einen vorbestimmten Sicherheitswert begrenzt wird.

Die Strahlstrombegrenzung läßt sich bekanntermaßen erreichen durch Verringerung des Gleichstrompegels des Leuchtdichtesignals (also durch Verringerung der Bildhelligkeit) und durch Verringerung der Spitzenamplituden der Leuchtdichte- und Farbsignale (also durch Verringerung des Bildkontrastes). Hinsichtlich der letztgenannten Amplitudenregelung ist anzumerken, daß viele Farbfernsehempfänger eine Schaltung, beispielsweise mit einem vom Zuschauer einstellbaren Potentiometer, enthalten, welche gleichzeitig die Amplituden der Leuchtdichte- und Farbsignale verändert. Das Regelsignal für die Strahlstrombegrenzung kann einer solchen Schaltung zum Zwecke der gleichzeitigen Regelung der Amplituden der Leuchtdichte- und Farbsignale zugeführt werden.

Die Betätigung des Schalters S1 steht im Zusammenhang mit dem Betrieb des automatischen Weißabgleich-Regelsystems der Bildröhre. Das Weißabgleichsystem kompensiert automatisch Änderungen der Emissionseigenschaften der Strahlsysteme der Bildröhre, welche mit den Verstärkungsgraden der Strahlsysteme zusammenhängen, um die richtigen Ansteuerverhältnisse für die Strahlsysteme aufrechtzuerhalten. Die Verstärkungscharakteristika der Strahlsysteme ändern sich beispielsweise mit Temperatur und Alterung, und die Fähigkeit der Bildröhre, bei einem weißen Videoansteuersignal auch ein richtiges weißes Bild zu liefern, wird dann beeinträchtigt, sofern man nicht, etwa durch ein Weißabgleichsystem,

für eine Kompensation sorgt.

Das Weißabgleichsystem enthält mehrere Treiber-Regelschaltungen 60, 62, 64, die den jeweiligen Signalkoppelwegen für die Rot-, Grün- und Blaukathode der Bildröhre entsprechend zugeordnet sind, und eine Quelle eines Weiß-Treiberbezugssignals 65, die mit der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 gekoppelt ist. Sofern nichts anderes gesagt wird, stimmen die funktioneilen Elemente der Treiber-Regelschaltungen 60, 62 und 64 überein. Daher seien hier nur die Funktionselemente der Regelschaltung 64 für das Blau-Elektronenstrahlsystem veranschaulicht und erläutert.

Die folgende Erläuterung der Betriebsweise des Weißabgleichsystems erfolgt mit Bezug auf die in Fig. 2 dargestellten Signalformen für die zeitliche Steuerung des Weißabgleichs. Diese Zeitsignale werden von einem Zeitsignalgenerator 55 geliefert, der aufgrund der Vertikal- und Horizontalbildsynchronsignale (V bzw. H), die von den Ablenkschaltungen des Empfängers abgeleitet werden, arbeitet und Kombinationslogikschaltungen wie etwa logische Torschaltungen und sequentiell arbeitende logische Schaltungen wie Binärzähler, enthalten kann.

Am Ende jedes Vertikalhalbbildrücklaufintervalls während jedes Vertikalaustastintervalls, wenn keine Videobildinformation vorliegt, wird ein Bezugssignal (beispielsweise eine Gleichspannung), das ein erhebliches Weiß-Treiberpegel-Leuchtdichtesignal darstellt, von der Bezugsquelle 65 auf die Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt mit Hilfe eines WEISS-Zeitsignals, welches wenige Horizontalzeilenintervalle umfaßt und am Ende des Vertikalrücklaufintervalls beginnt. Die Größe des der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 zugeführten Weißbezugssignals kann bei etwa 10% eines vollen Weißleuchtdichtesignals liegen, wenn auch manche Empfängersysteme ein größeres Weißbezugssignal er-

-ΙΟΙ fordern, welches sich der Größe eines normalerweise mit 100% erwarteten Spitzenweißleuchtdichtesignals nähert. Zu dieser Zeit wird der Farbsignalverarbeitungsschaltung 16 und denjenigen Schaltungsteilen der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14, welche den Schaltungsteilen, denen das Weißbezugssignal zugeführt wird, vorangehen, ein Signal AUSTASTEN zugeführt. Dieses Signal sperrt die Schaltungsteile der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14, um sicherzustellen, daß keine zufälligen Signale und Synchronkomponenten des Videosignals den Betrieb des Weißabgleichsystems stören. Zu dieser Zeit werden auch Signale R und G den Rot- und Grünsignalverstärkern mit einer Amplitude und in solchem Sinne zugeführt, daß diese Verstärker gesperrt werden, wenn das Weißabgleichsystem hinsichtlich des Signalweges für das Blau-Elektronenstrahlsystem der Bildröhre arbeitet. Von den regelbaren Verstärkern 20, 21 und 22 für Rot-, Grün- und Blausignale bleibt also nur der Blau-Verstärker 22 in Betrieb, wenn das Weißabgleichsystem hinsichtlich des Blau-Signalweges und des zugehörigen Blau-Elektronenstrahlsystems arbeitet.

Wie Fig. 2 zeigt, werden während eines ersten Vertikal-Halbbildaustastintervalles, wenn der Weißstrom des Blau-Strahlsystems abgefühlt wird, durch negativ gerichtete 5 Signale R und G gesperrt, während infolge des Zustandes des Signals B der Blau-Verstärker 22 während des Weißabgleich-Testintervalles im Betrieb bleibt. Fig. 2 zeigt ferner die gegenseitigen Verhältnisse der Signale R, G und B während des nachfolgenden zweiten und dritten HaIbbildaustastintervalls, wenn die Strahlströme des Grün- und Rotstrahlsystems jeweils abgefühlt werden.

Das Weißbezugssignal fließt durch den Verstärker 22 und den zugehörigen Bildröhrentreiberverstärker 26 und erzeugt ein Weißbezugstreibersignal für das Blau-Strahlsystem mit der Kathode 36c. Der aus der Blaukathode fließende zugehörige Weißbezugssignalstrom wird von einem Sensor 32 abgefühlt

und über eine Schaltung 45 zum Eingang der Regelschaltung 64 für den Blau-Treiber gekoppelt.

Die Blautreiber-Regelschaltung 64 enthält einen elektronisehen Eingangsschalter S2, eine Bezugsstromquelle 66, eine Differenz-Stromvergleichsschaltung 67 und eine Ausgangsspeicherschaltung 68. Sowohl der Eingangsschalter S2 als auch die Vergleichsschaltung 6 7 werden durch ein Signal ABFÜHLEN gesteuert, welches während des vom Zeitsignal WEISS umfaßten Intervalls auftritt. Die Größe des Bezugsstroms von der Quelle 66 ist so vorgewählt, daß sie der Größe des der Vergleichsschaltung 67 zugeführten Blau-Kathodenstroms entspricht, wenn dieser, in Abhängigkeit von dem Weißbezugssignal fließend, korrekt ist. So hängt die Größe des Weißbezugssignals von der Quelle 6 5 und die Größe des Bezugsstroms von der Quelle 66 miteinander zusammen, und eine ist mit Bezug auf die andere gewählt. Das der Schaltung 64 zugeführte abgefühlte Signal könnte auch in Form einer Spannung anstatt eines Stromes vorliegen, dann würde die Quelle 66 eine geeignete Bezugsspannung liefern, und die Vergleichsschaltung 67 wäre eine Spannungsvergleichsschaltung .

Während des Weißstrom-Abfühlintervalls für das Blau-Elek-5 tronenstrahlsystem macht das Signal ABFÜHLEN den Schalter 22 leitend und setzt die Vergleichsschaltung 67 in Betrieb. Die Vergleichsschaltung erzeugt ein Fehlerkorrektursignal, wenn der Blau-Strahlstrom zu hoch oder zu niedrig ist. Dieses Korrektursignal wird von einer Speicherschaltung 68 gespeichert (die beispielsweise einen Kondensator enthalten kann) und es wird dem Regeleingang des Verstärkers 22 zur Änderung von dessen Verstärkung in solchem Sinne zugeführt, daß im Blau-Strahlsystem ein korrekter Strom zum Fließen kommt. Die Speicherschaltung 68 hält das Fehlerkorrektursignal am Regeleingang des Verstärkers 22 bis zum nächsten Abfühlintervall für den Blaustrahlstrom aufrecht, welches drei Vertikalhalbbilder später auftritt. Das Ver-

Stärkungskorrektursignal von der Vergleichsschaltung 6 7 bleibt unverändert, wenn die von der Vergleichsschaltung 67 abgefühlten Ströme im wesentlichen gleich sind und damit anzeigen, daß der vom Blau-Strahlsystem geführte Strom (also dessen Verstärkung) korrekt ist.

Die Rot- und Grün-Treiber-Regelschaltungen 60 und 62 arbeiten während der nachfolgenden Halbbildaustastintervalle hinsichtlich der Weißabgleichsmessung für das Rot- und Grün-Elektronenstrahlsystem in gleicher Weise. Die Pegel der von den Bezugsstromquellen in den Rot- und Grün-Treiber-Regelschaltungen 60 und 62 gelieferten Bezugsströme werden in Übereinstimmung mit den normal "korrekten", mit der Verstärkung zusammenhängenden Emissionseigenschaften der Rot- und Grün-Strahlsysteme gewählt. Ebenso werden Eingangsschalter und Vergleichsschaltung der Rot- und Grün-Treiber-Regelschaltungen 60, 62 während der Weißabgleichmeßintervalle für das Blau-Strahlsystem gesperrt. Zu diesem Zwecke hat das dem Eingangsschalter der Vergleichsschaltung der Schaltungen 60, 62 zugeführte Signal ABFÜHLEN eine ausreichende Größe und Polarität, um den Eingangsschalter und die Vergleichsschaltung in den Schaltungen 60, 62 während des WeißabgleichmeßIntervalls für das Blau-Strahlsystem zu sperren. Obwohl nur eine Leitung ABFÜHLEN von der Quelle 55 gezeichnet ist, soll diese einen Strang von mindestens drei Leitungen darstellen, welche Signale führen, die für aufeinanderfolgende Halbbilder unterschiedlich sind. Dementsprechend wird nur diejenige Treiber-Regelschaltung, die dem gerade untersuchten Strahlsystem zugeordnet ist, während eines gegebenen Halbbildintervalles in Betrieb gesetzt.

Es sei bemerkt, daß der Schalter S1 für die Dauer jedes Zeitsignals WEISS gesperrt wird. Dadurch wird das Regelsignal für die Strahlstrombegrenzung von der Schaltung während der PrüfIntervalle für den Weißabgleich vom Videosignalweg gekoppelt. Andernfalls würde das Regelsignal

für die Strahlstrombegrenzung unerwünschterweise das Leiten des Videosignalweges beeinflussen und zu einer Störung des von der Bildröhre geführten abgefühlten Weiß-Treiberstroms führen.
5

Als Beispiel sei angenommen, daß das Regelsignal für die Strahlstrombegrenzung, das in Abhängigkeit von der Videoinformation aus einem vorangegangenen Halbbild abgeleitet wird, den Verstärkungsgrad der Schaltungen in der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 herabsetzen möge. Diese Verstärkungsverringerung würde auch einen herabgesetzten Pegel des Weißbezugs-Ausgangssignals von der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 14 zur Folge haben und würde - unter der Annahme, daß die Verstärkungseigenschaften der Bildröhrenstrahlsysteme andererseits korrekt sind fälschlicherweise durch die Regelschaltungen für den Weißabgleich als ein Zustand interpretiert werden, der eine Erhöhung des Verstärkungsgrades im Videosignalweg erfordert, um eine niedrige Strahlsystemverstärkung zu kompensieren.

Damit würde die Treibersignalverstärkung fälschlicherweise erhöht und den Auswirkungen der Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung entgegenwirken.

Durch Verhinderung einer Beeinflussung des Videosignalweges durch die Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung während der Weißabgleichs-Meßintervalle werden die Weißabgleichsmessungen richtig durchgeführt ohne Beeinflussung durch die Strahlstrombegrenzungsschaltung, und diese arbeitet ansonsten normal.
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Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten des Stromfühlers 32 sowie Einzelheiten einer als Strahlstrombegrenzungs-Regelschaltung 50 geeigneten Schaltungsart.

Gemäß Fig. 3 werden Blau-Treibersignale der Blaukathode 36c der Bildröhre 35 über einen PNP-Emitterfolgertransistor 80 zugeführt, dessen Kollektorstrora in Beziehung zu

dem durch das Blau-Strahlsystem fließenden Treiberstrom steht, und durch einen Kollektorwiderstand 82 fließt. Dieser Strom wird durch eine Stromvergleichsschaltung 6 7 abgefühlt, wenn der Schalter 62 während des Weißabgleich-Intervalls für das Blausystem geschlossen ist.

Zum Zwecke der Strahlstrombegrenzung werden in einer Summierschaltung 4 5 der vom Transistor 80 geführte Bildinformationsstrom des Blau-Strahlsystems mit den durch ähnliche Transistoren in den Fühlern 30 und 31 geführten Bildinformationsströmen im Rot- und Grünsystem summiert. Die summierten Ströme werden von einem PNP-Transistor 83 abgefühlt, an dessen Kollektor ein RC-Zeitkonstantenglied mit einem Speicherkondensator 84 und einem Widerstand 85 angeschlossen ist. Die am Kondensator 84 entstehende und von diesem gespeicherte Spannung steht in Beziehung zur Größe des Bildinformations-Gesamtstrahlstroms der Bildröhre. Diese Spannung wird der Basis eines normalerweise gesperrten Transistors 86 zugeführt, dessen Leitungsschwelle durch eine Emittervorspannungsschaltung 87 bestimmt wird. Genügt die Basisspannung des Transistors 86, um diesen leitend zu machen, dann bedeutet dies, daß ein übermäßiger Strahlstrom in der Bildröhre fließt. In diesem Falle liefert der Kollektorkreis des Transistors 86 eine Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung über den leitenden Schalter S1 an den Videosignalweg in einem solchen Sinne, daß dessen Leitung zur Begrenzung des übermäßigen Strahlstroms verändert wird.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung einer Fühl- und Regelschaltung 50 zur Strahlstrombegrenzung, sowie Details einer zugehörigen Schalteranordnung, die sich zur Verwendung bei einer solchen Fühl- und Regelschaltung eignet. Einer Hochspannungsquelle 40' wird eine Ergänzungsstromkomponente (I_n) eines durch den Widerstand 42' fließenden Quellenstromes (I_c) zugeführt. Der Ergänzungsstrom ist ein Maß für den Bildröhrenstrahlstrombedarf. Eine Diode

leitet normalerweise in Abhängigkeit von einer Vorspannung, die von einer GleichvorSpannungsquelle (+2 4 Volt) und einen Widerstand 91 geliefert wird.

Auf diese Weise wird ein Mittelwertfilter- und Speicherkondensator 94 über die Diode 90, sofern diese leitet, leitend zwischen einen Abfühlknotenpunkt A und Masse gekoppelt. Die Spannung am Knotenpunkt A steht in Beziehung zum Strahlstrombedarf. Der Knotenpunkt A wird mit Hilfe einer Diode 95 auf eine feste Spannung geklemmt, bis ein Schwellwertzustand des übermäßigen Strahlstroms als Folge eines angestiegenen Pegels des Ergänzungsstroms I_R erreicht wird. Dann nimmt die Spannung am Knotenpunkt A genügend ab, um die Diode 95 zum leiten zu bringen, und die Spannungsänderung am Kondensator 94 ist ein Maß für die Größe des übermäßigen mittleren Strahlstroms.

Wenn ein übermäßiger vorübergehender Spitzenstrahlstrombedarf vorliegt, dann wird die Diode 90 gesperrt, so daß der Kondensator 94 von Masse abgekoppelt wird. Die Spannung am Knotenpunkt A nimmt dann schnell ab und folgt dem übermäßigen vorübergehenden Spitzenergänzungsstrombedarf. Die Schaltung mit der Diode 90, dem Widerstand 91, dem Kondensator 94 und der Diode 95 läßt damit vorteilhafterweise eine Spannung am Abfühlknotenpunkt A in Abhängigkeit von sowohl übermäßigen mittleren als Spitzenstrahlstromzuständen entstehen, wie dies im einzelnen in der US-PS 4 167 025 beschrieben ist.

Eine Schalteranordnung mit den Transistoren 101 und 102 verhindert, daß die Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung, welche am Knotenpunkt A entstanden ist, einer Strahlstrombegrenzerverstärker- und Regelfolgeschaltung 100 zugeführt wird. Der Basis des normalerweise leitenden Transistors 101 wird das Vertikalsignal über einen Widerstand 105 und einen Kondensator 106 zugeführt. Die positiv gerichtete Flanke des Vertikalsignals, welches am Ende des

— Ιοί Vertikalrücklaufs auftritt (siehe Fig. 4a) sperrt den Transistor 101. Dieser bleibt etwa 150 ils lang gesperrt, bis der Kondensator 106 sich über den Widerstand 107 genügend weit entladen hat. Während der Transistor 101 gesperrt ist, läßt die mit den Widerständen 110 und 112 abgeleitete Vorspannung den Transistor 102 während des ΙδΟμ Intervalls leiten. Dies entspricht dem Sperrintervall der Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung. Durch das Schalten des Transistors 101 entsteht also ein Signal SPERREN zur Bestimmung des Leitungszustandes des Transistors 102.

Der Kollektor des Transistors 102 ist über einen Widerstand 120 an einen Strahlstrombegrenzungsfühlpunkt A gekoppelt. Die Kollektorspannung des Transistors 102 liegt, wenn dieser leitet, nahe bei einer Emitterspannung (also beim Massepotential). Durch den Leitungszustand des Transistors 102 während des SperrIntervalls wird verhindert, daß die Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung am Knotenpunkt A der Schaltung 100 zugeführt wird, weil der Transistor 102 während des SperrIntervalls als Kurzschluß wirkt. Am Ende des Sperrintervalls beginnt der Transistor 101 wieder zu leiten, so daß der Transistor 102 gesperrt wird und die normale Regelwirkung der Strahlstrombegren-5 zung wieder eintreten kann.

Der Kollektor des Transistors 102 ist über geeignete Zwischenschaltungen mit einer Strahlstrombegrenzer- und Regelfolgeschaltung 100 gekoppelt, welche Schaltungen für eine sequentielle Strahlstrombegrenzungsregelung enthalten kann, wie dies in der US-PS 4 253 110 (Erfinder L.A. Harwood u.a.) beschrieben ist. Danach liefert die Schaltung 100 eine erste und eine zweite Regelspannung für die Strahlstrombegrenzung in Abhängigkeit von der am Knotenpunkt A auftretenden Regelspannung. Die erste Regelspannung wird erzeugt, wenn ein übermäßiger Strahlstrom einen Schwellwert über einem ersten Bereich übersteigt,

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und sie dient zur Herabsetzung der Signalverstärkung im Videosignalweg zur Begrenzung übermäßiger Strahlströme innerhalb des ersten Bereiches. Wenn der Strahlstrom einen Schwellwert oberhalb des ersten Bereiches über einen zweiten Bereich übersteigt, dann wird die zweite Regelspannung erzeugt und sorgt für eine zusätzliche Strahlstrombegrenzung durch Verringerung des Gleichstrompegels der im Videosignalweg fließenden Signale. Durch diesen Mechanismus erfolgt eine Strahlstromregelung durch aufeinanderfolgende Regelung des Bildkontrastes (über die Signalverstärkungsregelung) und der Bildhelligkeit (über eine Regelung des Signalgleichstromwertes).

Die erfindungsgemäße Schaltung kann bei Videosignalverarbeitungssystemen verwendet werden, die mit analogen Signalverarbeitungsschaltungen arbeiten, also auch bei digitalen Signalverarbeitungsschaltungen wie diejenigen, die in dem digitalen Fernsehsignalverarbeitungssystem enthalten sind, das kürzlich durch die Worldwide Semiconductor Group (Freiburg, BRD) der ITT eingefügt worden ist. Dieses letztgenannte System enthält integrierte Schaltungen unter anderem die MAA2000 Central Control Unit, die MAA2100 Video Codec Unit und die MAA22OO Video Processor Unit zur Lieferung einer digitalen Version des Farbfernsehsignalgemisches, zur Frequenztrennung der Leuchtdichte- und Farbsignale und für verschiedene Leuchtdichte- und Farbsignalverarbeitungs- und Regelfunktionen, wie dies in der ITT-Veröffentlichung "VLSI Digital TV System - DIGIT 2000" beschrieben ist. Dieses digitale Fernsehsignalverarbeitungssystem enthält auch Vorkehrungen zur Begrenzung übermäßiger Bildinhalts-Strahlströme der Bildröhre und zur automatischen Durchführung eines Weißabgleichs hinsichtlich der einzelnen Strahlsysteme der Bildröhre.

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Claims

DR. DIETER Y. BEZDLD

DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER
PATENTANWÄLTE

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U.S. Ser. No. 497,157
vom 23. Mai 1983

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

Videosignalverarbeitungsschaltung mit automatischen

Regelsystemen für Weißabgleich und Strahlstrombegrenzung bei der Bildröhre

Patentansprüche

/1 )J Anordnung mit einem Videokanal zur Verarbeitung
eines Bildinformation enthaltenden Videosignals und mit
einer Bildwiedergabeeinrichtung, die aufgrund von ihr über den Videokanal zugeführte Signale arbeitet, und mit einer
Begrenzungsschaltung (50) zur automatischen Begrenzung
übermäßiger Strahlströme, die aufgrund der Bildinformation des Videosignals in der Bildwiedergabeeinrichtung fließen, wobei die Begrenzungsschaltung ein Strahlstrombegrenzungs-Regelsignal an den Videokanal zur Regelung von dessen Leitungszustand liefert, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Videokanal (20-26) und mit
der Bildwiedergabeeinrichtung (35) eine Uberwachungsschaltung (30,31,32) zur Überwachung der Stromleitung der Bild-

Wiedergabeeinrichtung während vorbestimmter Überwachungsintervalle gekoppelt ist und daß eine Unterdrückungsschaltung (55,51) zur Unterdrückung des Regelsignals für die Strahlstrombegrenzung während der vorbestimmten überwachungsintervalle vorgesehen ist.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (30,31,32) während der Überwachungsintervalle die in der Bildwiedergabeeinrichtung fließenden Weißpegelströme überwacht.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Videokanal während der Überwachungsintervalle ein Bezugssignal (WEISS) zugeführt wird, das eine erhebliche Amplitude hat und in Weißrichtung verläuft, um den in der Bildwiedergabeeinrichtung während der Überwachungsintervalle fließenden Strom zu erhöhen, und daß die Überwachungseinrichtung (30,31,32) die Größe der in der Bildwiedergabeeinrichtung aufgrund des Bezugssignals fließenden Ströme abfühlt.
4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung eine Bildröhre (35) mit einem Elektronenstrahlsystem ist, dessen Kathode die Intensitätssteuerelektrode (36) darstellt, daß das Bezugssignal (WEISS) der Kathode über den Videosignal zugeführt wird und daß die Überwachungseinrichtung (30,31, 32) die Größe des Kathodenstrahls abfühlt.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal dem Videokanal während der Bildaustastintervalle zugeführt wird.
6) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungsschaltung für das Regelsignal einen elektronischen Schalter (51) enthält, welcher zwischen die

1 Begrenzungsschaltung für den Strahlstrom und den Videokanal geschaltet ist und welcher während der Überwachungsintervalle in den Sperrzustand gebracht wird, um das Regelsignal vom Videosignal abzukoppeln.