DE3442381A1

DE3442381A1 - Strahlenindexsteuerungs-farbfernsehempfaenger

Info

Publication number: DE3442381A1
Application number: DE19843442381
Authority: DE
Inventors: Takashi Hosono; Akira Tokio/Tokyo Tohyama
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1985-06-27
Anticipated expiration: 2004-11-21
Also published as: GB2150795A; CA1223337A; DE3442381C2; US4636843A; NL8403543A; GB2150795B; FR2555387B1; KR850004009A; NL192490C; AU572588B2; AU3568984A; KR920006171B1; GB8429266D0; JPS60111588A; MY101905A; NL192490B; FR2555387A1

Description

_3—
Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfänger

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger, bei dem das Ablenken eines Elektronenstrahls entsprechend einem Indexsignal gesteuert wird, das aus Indexstreifen gewonnen wird, die auf einem Bildschirm einer Katodenstrahlröhre angeordnet sind, insbesondere auf einen Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger, der die Funktion einer Echtzeitkompensation eines Ablenkungsgeschwindigkeitsfehlers des Elektronenstrahls entsprechend dem Indexsignal hat.

In einem Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger, bei dem das Ablenken des Elektronenstrahls entsprechend einem Indexsignal gesteuert wird, das aus Indexstreifen gewonnen wird, welche auf einem Bildschirm angeordnet und kennzeichnend für die Ablenkposition des Elektronenstrahls sind, kann die Ablenkposition des Elektronenstrahls mit großer Genauigkeit gesteuert werden. Indessen würde ein Fehler in der Ablenkungsgeschwindigkeit des Elektronenstrahls die Qualität des wiedergegebenen Bildes verschlechtern. Daher ist es notwendig, den Ablenkungsgeschwindigkeitsfehler auf einem sehr kleinen Wert zu halten.

■ .

Bei einem bekannten Verfahren zum Minimieren des Ablenkungsgeschwindigkeitsfehlers werden Daten für ein Halbbild oder Bild zum Kompensieren des Ablenkungsgeschwindigkeitsfehlers in einem Speicher gespeichert, und ein Fehler in der Ablenkungsgeschwindigkeit wird entsprechend den Kompensationsdaten, die aus diesem Speicher ausgelesen werden, kom-■ pensiert.

Dieses Verfahren verlangt indessen sowohl einen Speicher mit großer Kapazität zum Speichern von Kompensationsdaten für ein Halbbild oder Bild sowohl als auch eine komplizierte Schaltungsstruktur zum Einschreiben und Auslesen der Kompensationsdaten.

-A-

DfKweiteren werden die Ablenkungseigenschaften einer Ablenkschaltung zum Ablenken des Elektronenstrahls im allgemeinen infolge von Schwankungen der Eigenschaften eines Ablenkjoches und zahlreicher anderer Komponenten, der Ablenkungsausmaßschwankungen aufgrund von Spannungsschwankungen in der Stromversorgung, aufgrund des Einflusses des Erdmagnetismus und dergl. verändert. Daher können in solchen Fällen, in' denen Fehler in der Ablenkungsgeschwindigkeit durch Verwendung von Kompensationsdaten, die zuvor in einem Speicher gespeichert, wurden, kompensiert werden, die Ablenkungseigenschaften nicht in bezug auf Änderungen kompensiert-werden, die beim tatsächlichen Betrieb der Einrichtungen zum Kompensieren auftreten, was zu einem Linearitätsfehler führt.

· Die vorliegende Erfindung ist aus den zuvor angestellten Betrachtungen heraus entstanden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger zu schaffen, der einen neuartigen Aufbau aufweist, wobei ein Ablenkungsgeschwindigkeitsfehler eines Elektronenstrahls durch eine Echtzeitkompensation entsprechend einem Ir*dexsignal kompensiert wird, wodurch die Linearität des Ablenkungssystems ohne Rücksicht auf Schwankungen der Charakteristika der Ablenkungsschaltung sichergestellt wird und wodurch jederzeit eine Bildwiedergabe mit hoher Qualität gegeben ist.

Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe für die vorliegende Erfindung ist ein Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfänger vorgesehen, der folgende Einrichtungen enthält: Ein Erfassungsmittel zum Erfassen der Tatsache, daß Indexstreifen, die auf einem Katodenstrahlröhren-Bildschirm angeordnet sind, durch einen Elektronenstrahl abgetastet werden, um ein Indexsignal zu erzeugen, ein Fehlersignalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Fehlersignals, das einen Echtzeit-Liniearitätsfehler eines Elektronenstrahlablenkungssystems entsprechend dem Indexsignal repräsentiert, ein Verzögerungs-

mittel, das eine Verzögerungszeit korrespondierend mit einem Abtastzyklus des Elektronenstrahls liefert, einen Addierer zum Addieren- des verzögerten Ausgangssignals aus der Verzögerungsschaltung und des Fehlersignals und zum Abgeben des sich ergebenden Summensignals an die Verzögerungsschaltung, sowie ein Linearitäts-Kompensationsmittel zum Kompensieren von Fehlern in der Linearität des Ablenkungssystems entsprechend dem verzögerten Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung, das als ein Linearitätskompensationssignal emp- fangen wird, wodurch ein Fehlersignal, das einen Echtzeit-Linearitätsfehler des Ablenkungssystems repräsentiert, der durch das Linearitätskompensationsmittel kompensiert worden ist, zu dem Liniearitätskompensationssignal addiert wird, um das sich ergebende Signal als Linearitätskompensationssignal für den nächsten Abtastzyklus zu verwenden.

Die zuvor genannte und weitere Aufgaben sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden anhand mehrerer Figuren gegebenen Beschreibung eines Auführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung ersichtlich.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei- ' Spiels für einen Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger gemäß der vorliegenden Erfindung. 25

Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht der Struktur des Bildschirms einer Katodenstrahlröhre, die in dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel benutzt wird.
30

Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für ein -Horizontal-Ablenksystem in dem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel .

Fig. 4 zeigt die Ansprechcharakteristik des Ersatzschaltbildes in einer z-Ebene.

Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung, die sich auf einen Strahlenindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger, der auf einem sog. punktsequentiellen Abtastsystem basiert, bezieht, wobei jeweils drei Primär- farbphosphorstreifen auf einem Bildschirm 11 einer Katodenstrahlröhre in horizontaler Richtung durch das punktsequentielle Überstreichen durch einen einzigen Elektronenstrahl zur Farbbildwiedergabe überstrichen werden.

' " In diesem- Ausführungsbeispiel werden drei gleichzeitig auftretende Primärfarbsignale E_R, E„ und E_R, die aus einem zusammengesetzten Farbfernsehsignal mittels eines Videosignal-Prozessors (nicht gezeigt) gebildet werden, einer ersten, einer zweiten bzw. einer dritten Eingangsklemme 1, 2 bzw. 3 zugeführt.

Diese Eingangsklemmen 1 ... 3 sind mit einer Farbsignalschal teinrichtung 5 verbunden. Die Farbsignalschaltein- richtung 5 schaltet die drei zuvor genannten gleichzeitig auftretenden Primärfarbsignale E₁-,. E_n u. E_n unter Steuerung eines Oszillator^usgangssignals aus einem spannungsgesteuerten Oszillator 53, der später zu beschreiben sein wird', durch, um dadurch ein zeitserielles Drei-Primär-farbpunkt— Sequentiellsignal S^_0n zu erzeugen. Dieses Signal S_n.,, wird

rCbrb KLrID

einer einzigen Elektronenstrahlkanone 12 der Katodenstrahlröhre 10 zugeführt.

In der Katodenstrahlröhre 10 wird ein Elektronenstrahl, der entsprechend dem punktsequentiellen Signal S-.-., farbmoduliert wird, aus der Elektronenstrahlkanone 12 in Richtung auf den Bildschirm 11 ausgesendet.

Der Bildschirm 11 der Katodenstrahlröhre 10, welcher in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird,-hat eine Struktur, die schmatisch in Fig. 2 gezeigt ist. Er weist rote,

grüne und blaue Phosphorstreifen 13_η, 13„ u. 13_Ώ auf, die sich in vertikaler Richtung, d. h. in der sekundären Ablenkrichtung des Elektronenstrahls, erstrecken.

Diese Phosphorstreifen 13_R, 13-, u. 13_ß sind sequentiell und sich wiederholend bei einem festen Teilungsschritt P in horizontaler Richtung, d. h. in der Hauptablenkrichtung des Elektronenstrahls, angeordnet. Der Bildschirm weist außerdem Abstandsstreif en 1/4 auf, die zwischen benachbarten Farbphosphorstreifen 13_D, 13„ u. 13_n angeordnet sind. Diese Abstandsstreifen-bestehen aus nicht-lichtemittierenden Farbstreifen, z. B. Kohlenstoffschwarz-Farbstreifen. Der Bildschirm weist desweiteren Indexphosphorstreifen 15 auf, die für jeweils N Abstandsstreifen 14, d. h. bei einem Intervall ¥, das mit dem N-fachen des horizontalen Teilungsschrittes P

der Farbphosphorstreifen 13~, 13„ u. 13_n in diesem Ausführt vj a

rungsbeispiel korrespondiert, vorgesehen sind. Diese Indexphosphorstreifen können aus einem ultraviolettfarbenen Phosphormaterial bestehen.

· ■ Die Katodenstrahlröhre 10 hat eine Hauptablenkspule 16 zum Ablenken des Elektronenstrahls, der von der einzigen Elektronenstrahlkanone 12 ausgesendet wird, in der Haupt- (d. h. Horizontal-) Ablenkrichtung und in der zweiten (vertikalen) Ablenkrichtung für die Strahlablenkung. Die Hauptablenkspule 16 wird mit einem Treiberstrom aus einer Hauptablenkschaltung 20 für das Strahlablenken versorgt. Die Katodenstrahlröhre 10 hat außerdem eine zweite Ablenkspule 17 zum Kompensieren von Fehlern in der Horizontalablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls infolge der Wirkung der Hauptablenkspule 16 und der Linearität des Horizontal- ablenksystems.

Die zweite Ablenkspule 17 wird mit einem Ablenkstrom aus einer zweiten Ablenkschaltung 30 entsprechend einem Linearitätsfehler-Kompensationssignal versorgt, das durch eine Kompensationsschaltung 60 gebildet wird, die später zu beschreiben sein wird. Die Katodenstrahlröhre 10 weist des-

weiteren einen Lichtdetektor 18 zum Erfassen von Indexlicht auf, das von den Indexphosphorstreifen 15 ausgesendet wird, wenn diese Streifen von dem Elektronenstrahl beim Überstreichen durch den Elektronenstrahl bestrahlt werden. 5

Wie zuvor erläutert, sind die Indexphosphorstreifen 15 auf dem Bildschirm 11 in dem Intervall W, das mit dem N-fachen des Teilungsschrittes P einer Anordnung der Farbphosphorstreifen 13_R, 13_G u. 13 korrespondiert, ausgebildet. Auf diese Weise wird bei dem horizontalen Ablenken des Elektronenstrahls ein Indexsignal ID bei einer Frequenz f„, die mit dem Intervall korrespondiert, aus dem Lichtdetektor 18 gewonnen. Die Frequenz f des Indexsignals beträgt l/N der

W-

Frequenz f_p, die mit dem Teilungsschritt P der Anordnung der Farbphosphorstreifen 13,-, 13„ u. 13_D korrespondiert..

Das Indexsignal ID, das aus dem Lichtdetektor 18 gewonnen wird, wird durch einen selektiven Verstärker 40 verstärkt, der eine Selektionsfrequenz entsprechend der Frequenz f hat, bevor es einem Phasenkomparator 51 zugeführt wird.

Der Phasenkomparator 51 vergleicht die Phasen eines 1/N-Frequenz-Teilungsausgangssignals eines Frequenzteilers 54, der das Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators 53, der später zu beschreiben sein wird, frequenzmäßig teilt, und des Indexsignals ID. Das Ausgangssignal des Phasenkomparator s wird über ein Tiefpaßfilter 52 als eine Steuerspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator 53 abgegeben.

Die Schwingungsphase des spannungsgesteuerten Oszillators wird demnach durch eine Steuerspannung gesteuert, die über das Tiefpaßfilter 52 von dem Phasenkomparator bl zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Schwingungsphase an die Phase des Indexsignals ID bei einer Frequenz f„ gebunden, die das N-fache der Frequenz f_w des Indexsignals ID beträgt.

-9-

Der Phasenkomparator 51, das Tiefpaßfilter 52, der span- . nungsgesteuerte Oszillator 53 und der Frequenzteiler 54 bilden eine PLL (phase-locked loop)-Schaltung 50.

Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 53 in der PLL-Schaltung 50 hat eine Frequenz f„ gleich der Frequenz N.if_w, welche das N-fache der Frequenz £. des Indexsignals ID ist, &. h. eine Frequenz f , die mit dem Teilungsschritt P der horizontalen Anordnung der Farbphosphorstreifen 13,.., 13„ u. 13_T, auf dem Bildschirm 11 der Kart Lr Jr

todenstrahlröhre 10 korrespondiert. Auf diese Weise kann das Drei-Primärfarbpunkt-Sequentiellsignal S_RGB, das aus der Farbsignalschalteinrichtung 5 gewonnen wird, deren Schaltoperation durch das Oszillatorausgangssignal als Schaltsteuersignal gesteuert wird, eine korrekte Beziehung zu den individuellen Farbphosphorstreifen 13-, 13_ u. 13- einhal-

K Lr Jj

ten, was die akkurate Wiedergabe des Farbbildes auf der Grundlage des sog. punktsequeniellen Abtastens erlaubt.

Die Steuerspannung, die über das Tiefpaßfilter 52 in der PLL-Schaltung 50 aus dem Phasenkomparator 51 an den spannungsgesteuerten Oszillator 53 gelegt wird, korrespondiert mit einer Spannungsumsetzung der Frequenz f„ des Indexsignals ID und ändert sich entsprechend der Frequenz f_ir. Die

Frequenz f„ des Indexsignals ID korrespondiert mit dem Intervall W davon und wird geändert, wenn eine Änderung in der Horizontalablenkungsgeschwindigkeit des Elektronenstrahls aufgrund der Wirkung der Hauptablenkspule eintritt, d. h. sie ändert sich entsprechend der Linearität des Horizontalablenksystems. Die Steuerspannung ist daher eine Echtzeit-Darstellung des Linearitätsfehlers in dem Horizontalablenksystem.

Die Linearität des Horizontalablenksystems hat im allgemeinen in bezug auf den Elektronenstrahl für die Strahlablenkung in der Katodenstrahlröhre einen stark vertikalen Kor-

relations-Charakter zwischen benachbarten horizontalen Abtastzeilen, und sie wird als im wesentlichen gleich zwischen den benachbarten horizontalen Abtastzeilen angenommen.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerspannung, die von dem Phasenkomparator 51 durch das Tiefpaßfilter 52 in die PLL-Schaltung 50 eingegeben wird, als ein Fehlersignal S„ an eine Kompensationsschaltungsanordnung 60 ausgegeben, das den Linearitätsfehler des Horizontalablenksystems repräsentiert. In der Kompensationsschaltungsanordnung 60 wird ein Linearitätsfehler-Kompensationssignal S_c in Übereinstimmung mit dem Fehlersignal S„ erzeugt und der zweiten

Ji

Ablenkschaltung 30 zugeführt.

Die Kompensationsschaltungsanordnung 60 enthält eine 1-H-Verzögerungsschaltung 61 und einen Addierer 63. Die 1-H-Verzögerungsschaltung 61 bildet eine Verzögerungszeit korrespondierend mit einer Horizontalablenkperiode des Elektronenestranls. Der Addierer 63 addiert ein verzögertes Signal, das aus der Verzögerungsschaltung 61 über eine Kompensationsschaltung 62 abgegeben wird, zu dem Fehlersignal. Das Summenausgangsüignal des Addierers 63 wird der Verzögerungsschaltung 61 zugeführt 5 und das verzögerte Signal daraus wird als das Linearitätsfehler-Kompensationssignal bereitgestellt.

Das Horizontalablenksteuersystem des Elektronenstrahls in diesem Ausführungsbeispiel Kann als eine Ersatzschaltung gemäß Fig. 3 dargestellt werden, wobei F. (ω) die Charakteristik der Schaltungsanordnung, die durch die zweite Ablenkschaltung 30 und die zweite Ablenkspule 17 gebildet ist, ί_(_ω) die Charaktersitik des Schaltungssystems, das den Lichtdetektor 18 und die PLL-Schaltung 50 zum Gewinnen des Indexsignals ID in Übereinstimmung mit der Elektronenstrahlablenkung und zum Bilden des Fehlersignals aus dem Indexsignal ID enthält, G(ω) die Vorfiltercharakteristik der Verzögerungsschaltung 61 mit Rücksicht auf den betreffenden

Abtastwert, Η(ω) die Nachfiltercharakteristik der Verzögerungsschaltung 61 und S_Q ein Signal, das die Linearität des Horizontalablenksystems bei NichtVorhandensein einer Kompensation darstellt, repräsentieren. In Fig. 3 repräsentiert E(ω) die Charakteristik der Kompensationsschaltung 62, die vorgesehen ist, um die Charakteristika F (ω) _u. F_?(w) aneinander anzupassen.

Die Ansprechcharakteristik S_Q/S_C der Ersatzschaltung gemäß Fig. 3 wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

· Η(ω) · Ξ(ω)

C e

H (ω)" · Ξ(ω) + Θ(ω) · F (ω) ·

wobei τ die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung ist.

Das Einsetzen von

G (ω)

E (ω)

Η(ω) =

|G · lEle

Hje-JOE

GH

und

(ω)

in die Gleichung (1) ergibt

[ωτ-Θ -θ ¹ GH I

-0_E)-

G · H G * H

h| ·

· F₂

iß. A zeigt einen Nullpunkt P_. und einen Polpunkt P_T in

" ( M T — 0 — P) \

einer Ebene Z = e^J^ ^{GH E} auf der Grundlage der Gleichung (2). Der Nullpunkt P_Q wird zu Z = |g.H | . |e| und der Polpunkt P, zu Z = |G.H | . { | E | If.;F_o|e^J^"FiF₇" "e^} bestimmt.

Mit dem Steuersystem, das als Ersatzschaltung gemäß Fig. 4 darzustellen ist, ist es möglich, zuverlässig Fehler in der Linearität des Horizontalablenksystems des Elektronenstrahls unter Ausnutzung von dessen Vertikal-Korrelation durch Einstellen der Leerlaufverstärkung des Kreises, der die Charakteristika G(üj), Η(ω) u. Ε(ω) bei ω = 0 bis

IG.HI . |e| = 1 -α hat, wobei α eine kleine Menge ist, das Einstellen des Gewinns der Schaltungen, die die Charakteristika Ε(ω) u. F (ω), F (ω) in der Nachbarschaft von ω = 0 haben, auf

|E (ω)|_ω._ο HF₁ (ω) . F₂(U,) |_ω4{) - β

wobei β eine kleine Menge ist, das Einstellen der Phasen der Schaltungen, uie die Charakteristika Ε(ω) u. F. ( O))Fj(U gleich haben, d.h. %_ίιΛ =% _w ,und das Einstellen der Verzö gerungszeit des Kreises, der durch G(u)) , Η(ω), Ε(ω) .dargestellt ist, und der Verzögerungsschaltung gleich einer Horizontalablenkperiode IH zu kompensieren.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß in dem Strahlindexsteuerungs-Farbfernsehempfänger gemäß der vorliegenden Erfindung der Elektronenstrahl-Ablenkungsgeschwindigkeitsfehler durch Echtzeitkompensation unter Ausnutzung der Korrelation der Linearität des Ablenksystems kompensiert wird. Daher ist es möglich, die Linearität des Ablenkungssystems sicherzustellen, um jederzeit eine hohe Bildwiedergabequalität ohne Rücksicht auf Schwankungen der Charakteristika der Ablenkschaltung zu erhalten, wodurch die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zufriedenstellend gelöst wird.

Claims

Anspruch:

Strahlindexsteuerungs-Farbfernsehempfanger mit einer einstrahligen Katodenstrahlröhre zum Wiedergeben eines Fern-"sehbildes in Abhängigkeit von einem empfangenen Videosignal, wobei die Katodenstrahlröhre Indexstreifen aufweist, die derart angeordnet sind, daß sie durch einen Elektronenstrahl abgetastet werden können, gekennzeichnet durch

ein Erfassungsmittel (18) zum Erfassen der Tatsache, TO daß die betreffenden Indexstreifen (15) durch den Elektronenstrahl abgetastet werden, um ein Indexsignal (ID) zu erzeugen;

eine PLL-Schaltung (50), die einen Oszillator (53) und eine Komparatorschaltung (51) zum Vergleichen des Indexsignals (ID) mit einem Signal aus dem Oszillator (53) zum Erzeugen eines Steuersignals für den Oszillator (53) enthält;

eine Schalteinrichtung (5) zum Schalten von Farbinformationssignalen (E_R, Ε_β, E_ß) des Videosignals zum Modulieren des Elektronenstrahls in Abhängigkeit von dem Signal aus dem Oszillator (53);

eine Verzögerungsschaltung (61) zum Verzögern des Signals aus der Komparatorschaltung (51) um im wesentlichen
ein Zeilenintervall zum Erzeugen eines Ablenkungssteuersignals;

eine Ablenksteuereinrichtung (17, 30) zum Steuern der Ablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls in Abhängigkeit von dem Ablenkungssteuersignal aus der Verzögerungsschaltung (61).