DE3705184C2

DE3705184C2 -

Info

Publication number: DE3705184C2
Application number: DE3705184A
Authority: DE
Inventors: Isaac Michael Indianapolis Ind. Us Bell
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1989-06-29
Also published as: JP2511261B2; GB2187069B; FR2594618B1; IT1202556B; CA1245347A; HK146694A; SG14492G; US4704631A; GB8703667D0; FI87414B; GB2187069A; PT84309B; JPS62199194A; PT84309A; KR950006245B1; FI87414C; FR2594618A1; IT8719403A0; KR870008479A; FI870598A

Description

Die Erfindung betrifft eine Videosignal-Verarbeitungseinrichtung mit einem Verstärker zur Ansteuerung einer Bildwiedergabevorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Einrichtung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 35 10 798 bekannt.

Zur Ansteuerung der Intensitätssteuerelektroden, wie der Kathoden, einer Bildröhre in einem Farbfernsehempfänger werden mehrere Display-Ansteuer-Videoendstufen verwendet, welche hochpegelige verstärkte Videosignale mit einer Amplitude bis zu 150 V_ss liefern. Die Hochspannungs-Endverstärker-Transistoren von diesen und anderen Ansteuerstufen können durch Videosignale großer Amplitude in den gesättigten Zustand ausgesteuert werden, insbesondere Videosignale, welche Farbinformation hoher Farbsättigung, Spitzenweiß-Bildinformation und versteilerte Ränder von weißen Bildbereichen darstellen.

Ein Videoendverstärkertransistor, der durch ein Videosignal großer Amplitude in den gesättigten Zustand ausgesteuert wurde und sich anschließend wegen der Wirkungen der Ladungsspeicherung im Transistor nur langsam erholt, kann im Anschluß an die Wiedergabe eines Bildbereichs, der durch das Videosignal großer Amplitude erzeugt wurde, eine störende weiße oder farbige Fahne oder Bildverschmierung verursachen. Wenn beispielsweise ein weißer Bildbereich wiedergegeben wird, und der Rot-Ausgangstransistor so vorgespannt wird, daß er sättigt, besteht die Gefahr, daß infolge dieser Sättigung eine rote Fahne auf den weißen Bildbereich folgt.

Um diese störenden sättigungsbedingten "Nachzieheffekte" zu vermindern, enthält die aus der erwähnten Offenlegungsschrift bekannte Einrichtung eine Signalbegrenzungsschaltung in Form einer normalerweise leitfähigen Strombegrenzungsdiode im Videosignal-Eingangsweg des Wiedergabe-Ansteuer-Verstärkers. Während die Anode dieser Diode am Signaleingang des Verstärkers liegt, ist ihre Kathode über einen Widerstand mit einer Quelle für eine positive Vorspannung gekoppelt.

Eine weitere, aus der Deutschen Offenlegungsschrift 34 39 704 bekannte Möglichkeit zur Verminderung der erwähnten Nachzieheffekte besteht darin, dem Wiedergabe-Ansteuer-Verstärker eine nichtlineare Signalverstärkungscharakteristik zu geben, derart, daß die Signalverstärkung in Abhängigkeit von Videosignalen reduziert wird, deren Amplitude zu einer Sättigung des Ausgangstransistors des Verstärkers führen könnte. Diese nichtlineare Charakteristik wird im bekannten Fall durch Ausbildung des Verstärkers als Rückkopplungsverstärker erhalten, von dessen Signalausgang zu seinem Signaleingang eine Rückkopplungsimpedanz geschaltet ist, bestehend aus zwei Widerständen, dessen einer durch normalerweise leitende Dioden überbrückt ist. Diese Dioden reagieren auf das Videosignal, um den Wert der Rückkopplungsimpedanz so zu verändern, daß die Signalverstärkung bei Videoausgangssignalen herabgesetzt wird, die in Weißrichtung eine vorgegebene Größe überschreiten.

Die vorstehend beschriebene Technik hat den Nachteil, daß die parasitären Kapazitäten der Dioden das Frequenzverhalten der Videoendstufe ungewollt beeinflussen. Insbesondere bei der zweitgenannten Methode können die parasitären Kapazitäten die Hochfrequenzansprache der Videoendstufe beeinträchtigen. Der Wert der parasitären Kapazität läßt sich zwar, wie in der betreffenden Offenlegungsschrift ausgeführt, durch Verwendung zweier hintereinandergeschalteter Dioden und einer dazwischen angeschalteten Querkapazität etwas reduzieren, was jedoch nicht voll befriedigt und außerdem aufwendig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für die Beseitigung der oben erwähnten sättigungsbedingten Nachzieheffekte eine weitere Alternative anzugeben, die sehr einfach ist und den Einfluß parasitärer Kapazitäten einer verwendeten Leitschwellen-Vorrichtung fernhält. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt die Leitschwellen-Vorrichtung nicht im Eingangssignalweg des Wiedergabe-Ansteuer-Verstärkers, sondern ist mit dem Signalausgang des Verstärkers gekoppelt; sie ist normalerweise nichtleitend und wird erst leitend, wenn das Videoausgangssignal eine vorgegebene Amplitude überschreitet. Die begrenzende Widerstandsanordnung ist ein zwischen die Leitschwellen-Vorrichtung und den Signaleingang des Verstärkers geschalteter Widerstand. Dieser Widerstand entkoppelt die parasitäre Kapazität der Leitschwellen-Vorrichtung in vorteilhafter Weise vom Signalausgang des Verstärkers.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Teil eines Farbfernseh empfängers zeigt, der eine Display-Ansteuer-Videoendstufe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Der dargestellte Teil des Farbfernsehempfängers enthält eine Farbvideosignalquelle (10), die Farbvideosignale (r, g und b) kleiner Amplitude liefert. Diese Signale werden durch eine Rot-, Grün- bzw. Blau-Display-Ansteuer-Videoendstufe (12 a, 12 b bzw. 12 c) verstärkt, welche ihrerseits verstärkte Farbvideosig nale (R, G und B) großer Amplitude an entsprechende Intensitätssteu er-Kathodenelektroden (15 a, 15 b) bzw. (15 c) einer Farbbildröhre (16) liefern. Da die Videoendstufen (12 a, 12 b) und (12 c) im Aufbau und Betrieb gleich sind, wird nur die Stufe (12 a) im einzelnen beschrieben.

Die Rot-Endstufe (12 a) enthält eine Eingangs-Vorverstärkerstufe (20) und einen Videoendverstärker-Transistor (21) mit einem Emitter-Signaleingang und einem Kollektorlastwiderstand (23), der mit einer Betriebsspannungsquelle (B+) gekoppelt ist, die bei diesem Beispiel eine Spannung von etwa +230 V liefert. Am Kollektorausgang des Transistors (21) tritt ein Videosignal (R) hoher Amplitude auf, welches über einen Strombegrenzungswi derstand (24) der Kathode (15 a) der Bildröhre (16) zugeführt wird. Der Widerstand (24) dient dazu, den Transistor (21) gegen eine Beschädigung durch hohe Ströme zu schützen, die bei einem Überschlag an der Bildröhre auftreten können. Die Vorverstärkerstu fe (20) kann eine Transistorverstärkerstufe in Emitterschaltung enthalten, die mit dem in Basisschaltung arbeitenden Transistor (21) eine Kaskodeverstärkerschaltung bildet. Die Basisvorspannung für den Transistor (21) wird von einer Basisvorspannungsquelle (+VB) über einen Vorspannungswiderstand (25) zugeführt.

Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist eine Videosig nal-Amplitudenbegrenzungsschaltung, die einen Widerstand (28) und eine normalerweise nichtleitende Amplitudenbegrenzungsdiode (26) enthält, in Reihe vom Kollektorausgang des Transistors (21) zu einer Vorspannungsquelle (27) niedriger Impedanz geschal tet, welche eine Vorspannung (+VS) liefert.

Die Amplitude des am Kollektorausgang des Transistors (21) auftretende Videosignal wird zunehmend negativer, wenn die Videosignal-Bildinformation sich von Schwarz über Grau nach Weiß ändert. Die Diode (26) ist so vorgespannt, daß sie bei kleinen bis zu mäßig großen, negativer Richtung verlaufenden Videosignalamplituden am Kollektor des Transistors (21) nicht leitet. Sehr große, negativ gerichtete Videosignale, die dem Emittereingang des Transistors (21) zugeführt werden, d.h. Videosignale, die stark gesättigten Farbbildbereichen und Spitzen weiß-Bildbereichen entsprechen, wären ohne die Diode (26) und den Widerstand (28) in der Lage, den Transistor (21) in den gesättigten Leitungszustand auszusteuern. Bei diesem Beispiel ist dem gesättigten Zustand eine Kollektorspannung des Transistors (21) von etwas weniger als +30V zugeordnet. Die Erholung des Transistors vom gesättigten Zustand wird durch im Transistor gespeicherte Ladungen verzögert und kann störende Nachzieheffek te (Bildverschmierungen) im Anschluß an farbgesättigte oder Spitzenweiß-Bereiche verursachen.

Die Diode (26) ist so vorgespannt, daß sie in Ansprache auf Videosignale einer Größe von etwa +30V (bezüglich Masse) am Kollektor des Transistors (21) leitet. Der Wert +30V ist etwas größer (d.h. etwas positiver) als der Wert, bei dem eine Sättigung des Transistors (21) zu erwarten ist. Das Leiten der Diode (26) hindert den Transistor (21) am Sättigen, indem es den Hub der Kollektorspannung des Transistors (21) bei Videosignalen großer Amplitude begrenzt.

Genauer gesagt klemmt die Diode (26), wenn sie leitet, die Kollektorspannung des Transistors (21) auf ein Potential, das größer ist als die Kollektorsättigungsspannung.

Der Widerstand (28) entkoppelt die parasitäre Kapazität der Diode (26) in vorteilhafter Weise vom Kollektorausgang des Transistors (21) und verhindert dadurch, daß die parasitäre Kapazität der Diode (26) die Hochfrequenzansprache der Videoendstu fe beeinträchtigt. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß die parasitäre Kapazität des Widerstandes (28), bei dem es sich beispielsweise um einen 1/8 Watt Kohlewiderstand handeln kann, ungefähr 10mal kleiner ist als die parasitäre Kapazität der Diode (26). Die Diode (26) kann eine Allzweck-Diode mit einem Nennstrom von etwa 25 mA sein.

Der Widerstand (28) dient außerdem als Strombegrenzer, der die Diode (26) gegen Beschädigung durch übermäßige Ströme schützt, die bei Bildröhrenüberschlägen auftreten können. Weiterhin wirkt der Widerstand (28) in vorteilhafter Weise als Strombegren zungseinrichtung oder Sicherung, die die Spannungsquelle (27) und andere Empfängerschaltungen, die durch die Vorspannungsquelle (27) vorgespannt werden, im Falle eines Kurzschlusses der Diode (26) gegen Überströme schützt.

Der Wert des Widerstandes (28) ist nicht kritisch, er sollte jedoch verhältnismäßig klein sein, d. h. in der Größenordnung von einigen Kiloohm, da ein übermäßig großer Wert des Widerstandes (28) die Begrenzungswirkung der Diode (26) beeinträchtigen würde. Um eine effektive Begrenzung durch die Diode (26) zu gewährleisten, sollte außerdem die Spannungsquelle (27) niedriger Impedanz eine Ausgangsimpedanz aufweisen, die beträchtlich kleiner, z. B. 5mal kleiner als der Wert des Widerstandes ist.

Bei manchen Fernsehempfängern oder Monitorschaltungen kann die Begrenzungsschaltung mit der Diode (26) und dem Widerstand (28) nicht für alle drei Videoendstufen (Rot-, Grün- und Blau-End stufe) nötig sein, je nach dem, welche Ansteuerungsbedingungen für die jeweiligen Endstufen vorliegen. Eine Begrenzungsschaltung zur Sättigungsverhinderung wird im allgemeinen bei der Videoendstu fe zweckmäßig sein, welche die niedrigste Sperrspannung hat. Diese Endstufe ist häufig die Videoendstufe, welche die größte Ansteuerung erfordert, d.h. diejenige, die dem Bildröhrenleucht stoff mit dem geringsten Wirkungsgrad zugeordnet ist, bei dem es sich meist um den roten Leuchtstoff handelt.

Claims

1. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung mit
einer Bildwiedergabevorrichtung (16) zur Wiedergabe von Videoinformation unter Steuerung durch ein Videoausgangssignal, das einer Intensitätssteuerelektrode (15 a) der Bildwiedergabevorrichtung (16) zugeführt ist;
einem Wiedergabe-Ansteuer-Verstärker (21), der einen Signaleingang für ein Videoeingangssignal und einen Signalausgang zum Erzeugen des Videoausgangssignals für die Intensitätssteuerelektrode (15 a) der Bildwiedergabevorrichtung (16) liefert, enthält;
einer Vorspannungsanordnung (27);
einer einen Leitschwellenwert aufweisenden Vorrichtung (26), die mit der Vorspannungsanordnung und dem Wiedergabe-Ansteuer-Verstärker (21) gekoppelt ist;
einer Widerstandsanordnung (28) zur Begrenzung des die Leitschwellenwert-Vorrichtung (26) durchfließenden Stroms,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitschwellenwert-Vorrichtung (26) normalerweise nichtleitend ist und mit dem Signalausgang des Wiedergabe-Ansteuer-Verstärkers (21) gekoppelt ist und leitend wird, wenn das Videoausgangssignal eine vorgegebene Amplitude überschreitet, um die Größe des Videoausgangssignals zu begrenzen und dadurch eine Sättigung des Wiedergabe-Ansteuer-Verstärkers (21) zu verhindern, und
daß die Widerstandsanordnung ein Widerstand (28) ist, der die Leitschwellenwert-Vorrichtung (26) mit dem Signalausgang des Wiedergabe-Ansteuer-Verstärkers (21) koppelt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschwellenwert-Vorrichtung (26) eine Halbleitereinrichtung mit pn-Übergang ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiedergabe-Ansteuer-Verstärker (21) einen Transistor mit einer Basiselektrode, einer Emitterelektrode und einer Kollektor-Signalausgangselektrode enthält.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsanordnung (27) eine Vorspannungspotentialquelle mit einem Innenwiderstand enthält, der kleiner ist als der Wert des Widerstandes (28).