DE4207350A1 - Ablenkschaltung fuer einen fernsehempfaenger mit symmetrischer ablenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Ablenkschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei der symmetrischen Ablenkung wird der Elektronenstrahl zum Schreiben eines Bildes zu­ nächst vom linken zum rechten Bildrand und anschließend ohne schnellen Rücklauf vom rechten zum linken Bildrad ebenfalls zum Schreiben eins Bildes abgelenkt. Der Zeilenablenkstrom hat dabei insbesondere einen sinusförmigen Verlauf, wobei die halbe Periodendauer dieses Sinus einer geschriebenen Zei­ le entspricht. Bei einer derartigen symmetrischen Ablenkung muß die Vertikalablenkung einen treppenförmigen Verlauf ha­ ben, da sonst die von links nach rechts und von rechts nach linkes geschriebenen Zeilen auseinanderlaufen würden. Das Vertikalablenkfeld muß sich somit jeweils während der Zeilen­ austastzeit sprungartig um einen Betrag ändern, der dem Ab­ stand von zwei Zeilen in Vertikalrichtung entspricht.

Ein vertikaler Ablenkstrom mit einem derartigen treppenförmi­ gen Verlauf hat eine hohe Bandbreite. Zur Erzielung eines relativ niedrigen Vertikalablenkstroms haben übliche Verti­ kalablenkspulen eine relativ hohe Induktivität von etwa 20 mH und insbesondere Sattel/Toroidspulen eine relativ niedri­ ge Parallelresonanz, die häufig in der Größenordnung der ho­ rizontalen Ablenkfrequenz liegt. Es ist daher schwierig, mit vertretbaren Mitteln in einer darartigen Ablenkspule einen treppenförmigen Ablenkstrom mit hohen Frequenzkomponenten zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einwandfreies treppenförmiges Vertikalablenkfeld zu erzeugen, ohne daß die bisher verwendete Vertikalablenkspule geändert werden muß oder der Schaltungs- oder Leistungsaufwand nennenswert an­ steigt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebe­ ne Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Erfindung werden die eigentliche Vertikalablenkspule und der ihr zugeführte sägezahnförmige Ablenkstrom in ihrer bisherigen Form belassen. Statt dessen wird ein zeilenfrequen­ ter Korrekturstrom, der das sägezahnförmige Ablenkfeld in ein treppenförmiges Ablenkfeld umwandelt, einer von der Ver­ tikalablenkspule getrennten Hilfsablenkspule zugeführt. Die­ se Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß der Korrekturstrom nur eine Vertikalablenkung etwa um den Abstand von zwei Zei­ len bewirken muß, damit relativ klein ist und somit auch die getrennte Hilfsablenkspule nur kleine Abmessungen haben muß. Durch die kleinen Abmessungen ergibt sich eine entsprechend kleine Induktivität, so daß die hohen Frequenzkomponenten des zeilenfrequenten Korrekturstromes nicht die Schwierigkei­ ten mitbringen wie bei der Vertikalablenkspule selbst. Bei der Erfindung werden also nicht verschiedene Ablenkströme überlagert und dann einer Ablenkspule zugeführt. Vielmehr erfolgt erst in der Bildröhre eine Überlagerung von zwei Ab­ lenkfeldern, nämlich des bisherigen sägezahnförmigen Ablenk­ feldes für die eigentliche Vertikalablenkung und des zeilen­ frequenten Ablenkfeldes für die Umformung des sägezahnförmi­ gen Vertikalablenkfeldes in ein treppenförmiges Vertikalab­ lenkfeld.

Durch ein unvermeidbares Übersprechen zwischen der Horizonta­ lenablenkspule und der Vertikalablenkspule kann das Vertikal­ ablenkfeld gestört werden. Gemäß einer Weiterbildung der Er­ findung wird daher der Hilfsablenkspule ein weiterer Korrek­ turstrom zugeführt, der die Störung des Vertikalablenkfeldes durch Einstreuung des Horizontalablenkfeldes aus der Horizon­ talablenkspule kompensiert. Auch für eine derartige Kompensa­ tion ist die Hilfsablenkspule geringer Induktivität wesent­ lich besser geeignet als die Vertikalablenkspule selbst.

Bei der symmetrischen Ablenkung muß der horizontale Ablenk­ strom voll symmetrisch sein. Das bedeutet, daß der Elektro­ nenstrahl bei seinem Verlauf vom linken zum rechten Bildrand und vom rechten zum linken Bildrand sich bei einem bestimm­ ten Bildpunkt das Bildes an derselben Stelle befindet. Bei einer Störung dieser Symmetrie würden z. B. zwei im Original­ bild unmittelbar übereinander liegende Punkte in Zeilenrich­ tung versetzt abgebildet, wodurch es zu Doppelstrukturen kom­ men kann. Diese Störung tritt besonders bei höher auflösen­ den Bildröhren auf, wenn Oberwellen des Ablenkstromes nicht ausreichend unterdrückt sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist daher zusätzlich zu der Vertikal-Hilfsablenk­ spule noch eine Horizontal-Hilfsablenkspule vorgesehen, die ebenfalls eine wesentlich geringere Induktivität als die Ho­ rizontablenkspule selbst aufweist. Dieser Horizontal-Hilfsab­ lenkspule wird dann ein zeilenfrequenter Korrekturstrom zuge­ führt, der die geforderte Symmetrie im Verlauf des sinusför­ migen Ablenkstromes herstellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert. Darin zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers mit der erfindungsgemäßen Lösung,

Fig. 2 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung des Übersprechens zwischen den Ablenkspulen und

Fig. 4 Kurven zur Erläuterung einer Schaltung zur Reduzierung eines derartigen Übersprechens.

In der Zeichnung bedeutet H jeweils die Horizontalablenkung und V die Vertikalablenkung.

In Fig. 1 wird mit der Antenne A ein Fernsehsignal empfangen und der Eingangsschaltung 1 zugeführt. Diese enthält den Tu­ ner, den ZF-Verstärker und die Decoder zur Gewinnung der Bildsignale. Die Bildsignale, z. B. das FBAS-Signal, Farbdif­ ferenzsignale, Leuchtdichtesignal oder RGB-Signale gelangen auf den Videosignalspeicher 2, der von der durch das Ein­ gangssignal synchronisierten PLL-Schaltung 3 getaktet wird. Die empfangenen Bildsignale werden dadurch zunächst in den Speicher 2 eingelesen. Für den Auslesevorgang ist die PLL- Schaltung 4 vorgesehen, durch die die Bildsignale so ausgele­ sen werden, daß sie an eine symmetrische Ablenkung angepaßt sind. Der Speicher 2 enthält z. B. FIFO und FILO-Speicher, mit denen die Signalfolge in jeder zweiten Zeile umgekehrt wird, damit diese Zeilen vom rechten zum linken Bildrand ge­ schrieben werden können. Bei dem Auslesen der Signale werden außerdem die Dauer, die Phasenlage und die Kurvenform der Zeilenablenkung berücksichtigt, derart, daß die Bildpunkte des ursprünglichen Bildes auf dem Bildschirm wieder den glei­ chen räumlichen Abstand haben. Die derart aufbereiteten Si­ gnale gelangen über die Videoendstufe 5 auf die Bildröhre 6.

Der Horizontalablenkgenerator 7 erzeugt das horizontale Ab­ lenksignal in Form eines symmetrischen Sinus, das über den Leistungsverstärker 8 den horizontalen Ablenkspulen 9, die in Resonanz betrieben werden, zugeführt wird. Die Zeilendau­ er TH entspricht dabei einer halben Periodendauer des sinus­ förmigen Ablenkstroms IH. Die den horizontalen Ablenkgenera­ tor 7 steuernde PLL-Schaltung 10 bewirkt bei sinusförmiger Ansteuerung der Zeilenablenkspulen 9, daß das sinusförmige Ansteuersignal stets der Resonanzfrequenz des Ablenkkreises entspricht. Hierzu wird kontinuierlich die Phasenlage des Ablenkstroms TH zu der Ausgansspannung des Leistungsverstär­ kers 8 gemessen und entsprechend nachgeregelt.

Der Vertikalablenkgenerator 11 erzeugt einen sägezahnförmi­ ges Ansteuersignal, das über die Vertikalendstufe 12 die Ver­ tikalablenkspulen 13 mit einer sägezahnförmige Spannung mit der Periodendauer TV eines Halbbildes ansteuert. Die Ablenk­ spulen 13 erzeugen somit zunächst in der Bildröhre 6 ein sä­ gezahnförmiges Ablenkfeld FV gemäß Fig. 2a. Bei einer symme­ trischen Ablenkung ist dieses Ablenkfeld jedoch nicht geeig­ net, da dann die abwechselnd von links nach rechts und von rechts nach links geschriebenen Zeilen auseinanderlaufen wür­ den. Vielmehr muß das Ablenkfeld FV einen treppenförmigen Verlauf haben, wobei jeweils eine Treppe die Dauer einer Zei­ le TH hat. Um dieses zu erreichen, wird eine zeilenfrequente Korrekturspannung IVK1 gemäß Fig. 2b über die Addierstufe 17 und den breitbandigen Verstärker 15 einer zusätzlichen Verti­ kal-Hilfsablenkspule 14 zugeführt, die daraufhin in der Bild­ röhre 6 zusätzlich zu dem Ablenkfeld FV gemäß Fig. 2a ein weiteres Ablenkfeld mit dem Verlauf gemäß Fig. 2b erzeugt. Die Steigung der Kurven FV und IVK1 sind gleich, so daß sich jeweils während einer Zeilendauer TH ein waagerechter Ver­ lauf für das resultierende Ablenkfeld FVT und insgesamt ein treppenförmiger Verlauf des Ablenkfeldes FVT ergibt. Die Überlagerung des Kurvenverlaufes FV gemäß Fig. 2a und des Kurvenverlaufes IVK1 gemäß Fig. 2b zur Erzielung des treppen­ förmigen Feldes FVT erfolgt also nicht durch Überlagerung der Ströme, sondern durch Addition der von den getrennten Vertikalablenkspulen 13, 14 in der Bildröhre 6 erzeugten Ab­ lenkfelder. Während die Ablenkspule 13 z. B. eine Induktivi­ tät von 20 mH hat, hat die Hilfs-Ablenkspule 14 nur eine In­ duktivität von einigen µH. Dadurch ist es möglich, in der Hilfsablenkspule 14 einen Ablenkstrom mit hohen Frequenzan­ teilen mit dem Verlauf gemäß Fig. 2b zu erzeugen.

Fig. 3 zeigt einen in der Anordnung nach Fig. 1 auftretenden Fehler. Die Ablenkspulen 9, 13 sind an der Bildröhre 6 im allgemeinen in derselben axialen Lage übereinander angeord­ net. Dadurch kommt es zu einem unvermeidbaren Übersprechen von der Horizontalablenkspule 9 auf die Vertikalablenkspule 13, das in Fig. 3a mit ICT dargestellt ist. Durch das Über­ sprechen dieses sinusförmigen Anteils aufgrund des sinusför­ migen Horizontalablenkstromes ergibt sich ein vertikales Ab­ lenkfeld FVD gemäß Fig. 3b. Durch dieses Übersprechen ent­ steht auf dem Bildschirm eine in der Geometrie stark gestör­ te Vertikalablenkung VA gemäß Fig 3c, bei der die Zeilen ei­ nen unerwünschten, stark gekrümmten Verlauf haben. Das Über­ sprechen kann im Bereich der Grundwelle des horizontalen si­ nusförmigen Ablenkstroms liegen, aber auch Kopplungen im Be­ reich von Oberwellen des Horizontalablenkstromes sind mög­ lich, wobei das Übersprechen nicht in Phase zum Horizontalab­ lenkstrom sein muß, wie dies vereinfacht in Fig. 3c darge­ stellt ist.

Anhand der Fig. 4 wird erläutert, wie in Fig. 1 durch eine Weiterbildung ein derartiges Übersprechen beseitigt wird. Die Korrektureingabe 21 steuert den Speicher 16. Aus dem Speicher 16 wird eine Korrekturspannung IVK2 ausgelesen, die in der Addierstufe 17 der Korrekturspannung IVK1 hinzugefügt wird. IVK2 ist in Gegenphase zu ICT gemäß Fig. 3a und kompen­ siert die sinusförmige Einkopplung von IH in IV gemäß Fig. 4a, die das gestörte Vertikalablenkfeld FVD gemäß Fig. 4b erzeugt. Durch diese Kompensation kann durch die Vertikalab­ lenkspule 13 und die Hilfs-Ablenkspule 14 in der Bildröhre 6 das gewünschte treppenförmige Ablenkfeld FV gemäß Fig. 4d erzeugt werden. Die zweidimensionale Korrekturfunktion wird mit Stützstellen gespeichert (m in horizontaler Richtung, n in vertikaler Richtung). Die eigentliche Korrekturfunktion ergibt sich durch die zweidimensionale Interpolation dieser Stützwerte.

In horizontaler Richtung ist für die exakte Übereinstimmung von hin- und rücklaufendem Elektronenstrahl eine hohe Symme­ trie des horizontalen Ablenkstromes erforderlich, da sonst durch Versatz von Bildpunkten in Horizontalrichtung Doppel­ konturen auftreten können. Diese Symmetrie kann jedoch durch eine nicht hinreichend unterdrückten Oberwellenanteil, aber auch durch parasitäre Felder der Ablenkspule gestört sein. Für eine Feinkorrektur in Horizontalrichtung ist zusätzlich in Fig. 1 eine Horizontal-Hilfsablenkspule 18 vorgesehen, die mit einem Korrekturstrom IHKor gespeist wird. Das dafür notwendige horizontale Korrektursignal wird in dem horizonta­ len Korrekturspeicher 19 erzeugt und über den Verstärker 20 der Hilfsablenkspule 18 zugeführt. Zum Ausgleich parasitärer Nichtlinearitäten im Ablenkfeld wird diese horizontale Kor­ rekturfunktion ebenfalls von k, l Stützstellen (k in horizon­ taler Richtung, 1 in vertikaler Richtung) gebildet. Die Kor­ rektureingabe 21 kann manuell oder auch als ein geschlosse­ ner Kreis mit einem optischen Aufnahmesystem ausgestaltet sein.

Als Hilfsablenkspule 18 kann eine Ablenkspule geringer Induk­ tivität von einigen µH verwendet werden, die ohnehin für ei­ ne Modulation der Horizontalablenkgeschwindigkeit zwecks Ver­ besserung der Bildschärfe vorgesehen ist. Ebenso kann als Vertikalhilfsablenkspule 14 eine bereits vorhandene Ablenk­ spule kleiner Induktivität verwendet werden, die zur Modula­ tion der Vertikalablenkgeschwindigkeit zwecks Erhöhung der vertikalen Bildschärfe vorgesehen ist. Die gesamte in Fig. 1 dargestellte Anordnung mit insgesamt vier Ablenkspulen kann dann eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen. Das sind die Erzeu­ gung eines sägezahnförmigen Ablenkfeldes FV gemäß Fig. 2a durch die Spule 13, die Umformung dieses sägezahnförmigen Ab­ lenkfeldes in ein treppenförmiges Ablenkfeld FVT gemäß Fig. 2c durch die Hilfsablenkspule 14, die Erzeugung eines sinus­ förmigen Ablenkfeldes für eine symmetrischen Ablenkung in der Ablenkspule 9, die Kompensation des Übersprechens von der Horizontalablenkspule 9 in die Vertikalablenkspule 13 durch den Korrekturstrom IVKor in der Hilfsablenkspule 14, die Herstellung der Symmetrie des sinusförmigen Horizontab­ lenkstromes IH durch den Korrekturstrom IHKor, die Modulati­ on der horizontalen Ablenkgeschwindigkeit zwecks Erhöhung der horizontalen Bildschärfe durch die Hilfsablenkspule 18 und die Modulation der vertikalen Ablenkgeschwindigkeit zur Erhöhung der vertikalen Bildschärfe durch die Hilfsablenkspu­ le 14.

Das Auslesen der Signale aus dem Speicher 2 durch die PLL- Schaltung 4 muß phasengenau zu dem Zeilenablenkstrom iH er­ folgen, und zwar derart, daß die Bildpunkte des ursprüngli­ chen Bildes auf der Bildröhre 6 wieder die vorgeschriebene räumliche Lage haben. Im Weg des Zeilenablenkstromes IH liegt daher der Kondensator 22, der eine Abstimmung der Hori­ zontalablenkspule 9 auf die Frequenz des sinusförmigen Zei­ lenablenkstroms IH bewirkt. Die an dem Kondensator 22 abfal­ lende, IH darstellende Spannung wird der Auswertschaltung 23 zugeführt. Diese liefert über die Leitung 24 an die PLL- Schaltung 4 ein Signal über die Dauer, die Phase und die Kur­ venform des Zeilenablenkstromes IH. In Abhängigkeit davon erfolgt das Auslesen der zu den einzelnen Bildpunkten gehö­ renden Signale aus dem Speicher 4 in der Weise, daß das Bild auf dem Bildschirm der Bildröhre 6 mit der richtigen Geome­ trie geschrieben wird.

Claims (6)

1. Ablenkschaltung für einen Fernsehempfänger mit symmetri­ scher Ablenkung, bei der der Ablenkeinheit mit einer Vertikalablenkspule (13) und einer Horizontalablenkspu­ le (9) ein Vertikalablenkstrom (IV), ein Horizontalab­ lenkstrom (IH) und ein zeilenfrequenter Vertikal-Hilfs­ ablenkstrom (IVK1) zugeführt werden, der zusammen mit dem Vertikalablenkstrom (IV) ein treppenförmiges Verti­ kalablenkfeld (VFT) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, für den Hilfsablenkstrom (IVK1) eine von der Vertikalab­ lenkspule (13) getrennte Vertikal-Hilfsablenkspule (14) mit einer gegenüber der Vertikalablenkspule (13) wesent­ lich geringeren Induktivität vorgesehen ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsablenkspule (14) zusätzlich ein zeilenfrequen­ ter Korrekturstrom (IVK2) zur Kompensation des Übersprechens von der Horizontalablenkspule (9) in die Vertikalablenkspule (13) zugeführt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vertikal-Hilfsablenkspule (14) eine ohnehin vorhan­ dene Hilfsablenkspule für eine Modulation der Vertikal- Ablenkgeschwindigkeit ausgenutzt ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Horizontal-Hilfsablenkspule (18) mit einer gegenüber der Horizontalablenkspule (9) wesent­ lich geringeren Induktivität vorgesehen ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Horizontal-Hilfsablenkspule (18) ein horizontalfre­ quenter Korrekturstrom (IHKor) zur Erzielung der exak­ ten Übereinstimmung von hinlaufendem und rücklaufendem Elektronenstrahl zugeführt ist.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Horizontal-Hilfsablenkspule (18) eine ohnehin vor­ handene Hilfsablenkspule für die Modulation der horizon­ talen Ablenkgeschwindung zwecks Erhöhung der horizonta­ len Bildschärfe ausgenutzt ist.