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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Videodisplays
und insbesondere eine darin verwendete Anordnung, um die Erzeugung
unerwünschter
Emissionen zu detektieren und zu steuern.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Es
ist wohlbekannt, daß Elektronikschaltungen,
die Bilddisplayvorrichtungen umfassen, elektronische Eigenschaften
aufweisen können,
die unerwünschte
Signalkomponenten erzeugen, durch die das angezeigte Bild- oder
Tonausgangssignal verschlechtert werden kann. Es sind viele Verfahren
bekannt, um den Schaltungsbetrieb zu linearisieren oder Erzeugung
von Oberwellen zu reduzieren, um eine Beeinträchtigung der Ton- oder Bildleistung
der Einrichtung zu verhindern. Diese Bemühungen richten sich jedoch
auf die Verhinderung einer verschlechterten Displayleistung, wobei
von der Displayeinrichtung ausgehende unerwünschte oder unbeabsichtigte
Emissionen kaum oder überhaupt
nicht berücksichtigt
werden.
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Eine
jüngst
eingeführte
Richtline der Federal Communications Commission, 47 CFR § 15 Unterabschnitt
B, Unintentional Radiators, schreibt Strahlungsniveaus für verschiedene
Elektronikprodukte vor, einschließlich beispielsweise Fernsehempfänger, Fernsehschnittstelleneinrichtungen,
Kabelsystemterminaleinrichtungen, andere Empfänger, PCs und periphere Geräte. Spezifisch
müssen
alle in den USA zum Verkauf angebotenen Fernsehempfänger Richtlinie
47 CFR Abschnitt § 15.117
entsprechen.
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Aus
EP 0 527 577 A1 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von elektromagnetischen
Störemissionen
von einem CRT-Videodisplay bekannt. Das Dokument lehrt die Verzögerung der einzelnen
Videosignale für
die Elementarfarben, um die Emission von elektromagnetischen Störungen zu reduzieren.
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Aus
EP 0 691 786 A2 ist
die Justierung der Scangeschwindigkeitsmodulation als Funktion einer ausgewählten Schärfe bei
CRT-Displays bekannt. Der Stand der Technik aus dem europäischen Patent 0
691 786 A2 gestattet die Vergrößerung der
Schärfe eines
Videodisplays durch Modulieren der Scangeschwindigkeit als Reaktion
auf vom Benutzer justierbare Einstellungen.
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Aus
US 5,313,294 ist eine automatische Strahlstrombegrenzungsanordnung
in einem CRT-Display bekannt. Die Anordnung umfaßt einen Begrenzer für den mittleren
Strahlstrom, um den Kontrast eines reproduzierten Bilds zu reduzieren, wenn
der mittlere Strahlstrom einen Schwellwert übersteigt, und einen an die
Kathoden der Bildröhre gekoppelten
Spitzenstrombegrenzer zum Steuern einer Stromquelle, der den Schwellwert
des Begrenzers für
den mittleren Strahlstrom als Reaktion auf die Summe der Kathodenströme der CRT
bestimmt.
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Obgleich
technische Bemühungen
auf die Verbesserung der Displaybildqualität abzielten, indem bildverschlechternde
fremde Artefakte eliminiert werden, erfordert der Wunsch nach Erzielung
der durch die ATSC-Normen vorgesehenen verbesserten Leistung unter
anderem eine größere Schaltungsbandbreite
mit den damit einhergehenden Hochfrequenzsignalströmen und
-spannungen. Derartige Signale mit einer größeren Bandbreite sind zwar
erforderlich, damit man das gewünschte
Niveau an verbesserter Leistung erhält, können aber leider und inhärent zu
unbeabsichtigten Emissionen mit Werten führen, die über den von der FCC vorgeschriebenen
liegen.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Unbeabsichtigte
Emissionen werden als Reaktion auf den Spektralgehalt des Displaysignals
gesteuert. Eine Videodisplayvorrichtung umfaßt eine auf ein Videosignal
reagierende Kathodenstrahlröhre (CRT – Cathode
Ray Tube).
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Ein
Prozessor steuert eine Bandbreite des an die Kathodenstrahlröhre gekoppelten
Videosignals als Reaktion auf ein Emissionssteuersignal. Ein Erzeugungsmittel
ist an den Prozessor gekoppelt, um das Emissionssteuersignal als
Reaktion auf eine Komponente des Videosignals zu erzeugen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
ein Blockschaltbild, das eine erfindungsgemäße Anordnung zum Detektieren
und Steuern unerwünschter
Emissionen in einer Bilddisplayeinrichtung zeigt, wobei die
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1B und 1C spezifische
Einzelheiten darstellen.
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2A und B sind Frequenzspektralkurven, die die
gemessene Emissionsleistung ohne die erfindungsgemäßen Anordnungen
von 1A zeigen.
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2C ist
eine Frequenzspektralkurve, die die gemessene Emissionsleistung
mit den erfindungsgemäßen Anordnungen
zeigt.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Anordnung
zum Detektieren und Erzeugen eines Emissionssteuersignals.
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4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
zum Erzeugen eines Emissionssteuersignals.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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1A ist
ein Blockschaltbild, das Teil einer drei Kathodenstrahlröhren verwendenden
Bilddisplayeinrichtung zeigt, wie man sie in einem Projektionsfernseher
antrifft, die erfindungsgemäße Anordnungen
zum Detektieren und Steuern unerwünschter Emissionen enthält. Obwohl 1A drei
CRTs darstellt, lassen sich das Problem und die zu erläuternde erfinderische
Lösung
gleichermaßen
auf eine Displayeinrichtung mit einer einzigen CRT anwenden. Videokomponentensignale,
die beispielsweise Luminanz- und Farbdifferenzsignale Y, U und V
darstellen, werden von einer nicht gezeigten Quelle, beispielsweise
einem Basisbandeingangsanschluß,
einem Demodulatorausgang oder einem Multiplexdecodierer, einem Videoprozessor 50 zugeführt. Der
Videoprozessorblock 50 kann mehrere Videosignalverarbeitungsfunktionen
bereitstellen. Block 50 wandelt wie gezeigt beispielsweise
Videokomponentensignale Y, U und V in Komponentensignale r, g und
b um, die schließlich
zur Anzeige an die Kathodenstrahlröhren 100 angelegt
werden. Die vom Videoprozessor 50 bereitgestellten mehreren
Verarbeitungsfunktionen können
durch eine integrierte Schaltungsanordnung erleichtert werden, beispielsweise
Toshiba Typ TA1276. Der Videoprozessor 50 ist an einen
Datenbus gekoppelt gezeigt, wobei beispielsweise ein I2C-Protokoll
verwendet wird, der Daten- und
Steuerwerte, gesteuert oder erzeugt durch ein Mikroprozessorsystem 30,
bereitstellen kann. Mikroprozessor 30, Datenbus 35 und
Signalweg Ve' sind gezeigt und unter Bezugnahme auf 1B und 1C erläutert.
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Der
Videoprozessor 50 ist mit einem Eingangssignal (ABL) dargestellt,
das die Steuerung der Strahlstromgröße erleichtert, indem eine
negative Rückkopplung
bereitgestellt wird, die die von jeder Kathode der CRTs geleiteten
Elektronenstrahlströme angibt.
Die Ableitung des Signals ABL ist wohlbekannt. Innerhalb des Prozessors 50 steuert
das Signal ABL die Amplitude von Ausgangssignalen g, r und b, die
an Bildröhrentreiberverstärker 70g, 70r und 70b gekoppelt
sind. Die Bildröhrentreiberverstärker 70g, 70r und 70b verstärken die
Eingangssignale unter Bildung von Signalen G, R und B mit Amplituden
beispielsweise in der Größenordnung
von 150 Volt Spitze-Spitze und Signalbandbreiten von etwa 20 MHz.
Es versteht sich somit, daß solche
Signale mit großer
Bandbreite und großer
Signalamplitude über
die Begrenzungen der zugeordneten Röhren- und Treiberschaltungen
hinaus für
Ankopplung und Leitung anfällig
sind. Typischerweise sind die Bildröhrentreiberverstärker 70g, 70r und 70b auf
einer Leiterplatte montiert, die sich physisch bei oder neben der
CRT-Fassung befindet. Eine derartige Komponenten positionierung stellt
einen Versuch dar, die Schaltungsleistung unter Minimierung von
Verlusten aufgrund von unerwünschter
Kopplung zu optimieren. Obwohl beispielsweise das Grünsignal
G über eine
kleinste Weglänge
von beispielsweise 2 Zentimetern oder weniger angeschlossen werden
kann, kann es dennoch zu einer signifikanten Signalabstrahlung nicht
nur vom leitenden Weg, sondern auch von den Metallelektroden der
CRT kommen. Diese beispielhaften abgestrahlten Felder und Emissionen sind
in 1A durch den Verstärkerausgangsleiter umgebende
konzentrische Kreise F1 und gedämpfte sinusförmige Emissionen
Em1 dargestellt. Es kann jedoch auch infolge einer Kopplung zwischen CRT-Elektroden
zu Abstrahlung oder Emission kommen, was beispielsweise zu der von
der CRT kommenden Emission Em2 führt.
Der Übersichlichkeit halber
sind diese Emissionsfelder jedoch nur in dem grünen Kanal dargestellt.
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2A zeigt
ein gemäß den von
der FCC festgelegten Verfahren gemessenes unbeabsichtigtes Strahlungsspektrum
und zeigt abgestrahlte Energie, die sich allgemein von der Signalkopplung
zwischen den CRT-Treiberverstärkern
und CRT-Elektroden
ergibt. Dieses unbeabsichtigte Strahlungsspektrum ist mit einem
Meßnetz,
das höchste
zugelassene abgestrahlte Signalstärken zeigt, bis zu etwa 500 MHz
dargestellt. 2A legt die Spektralkomponenten
mit Frequenzkomponenten offen, die die zulässige Stärke im Gebiet von 50 MHz übersteigen.
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Das
Teilblockschaltbild von 1A zeigt auch
Block 90, der eine Abtastgeschwindigkeitsmodulationsschaltung
enthält,
die Signale zum Verbessern der wahrgenommenen Schärfe des
angezeigten Bilds bildet. Die Grundlagen der Scangeschwindigkeitsmodulation
sind wohlbekannt. Die Scangeschwindigkeit des CRT-Elektronenstrahls
wird jedoch durch Stromimpulse I gestört, die an eine SVM-Ablenkspule 95 gekoppelt
werden, um das erforderliche geschwindigkeitsmodulierende Ablenkfeld
zu erzeugen. Der pulsförmige
SVM-Strom I kann einen Wert in der Größenordnung von 1 Ampere und
eine größte Wiederholfrequenz
im Bereich von 15 MHz aufweisen.
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Wie
es auch bei den Bildröhrentreiberverstärkern der
Fall ist, sind auch der oder die SVM-Spulentreiberverstärker auf
der CRT-Fassungsleiterplatte angeordnet. Um die SVM-Leistung zu optimieren und
dabei Ankopplungsverluste zu minimieren, ist der Spulentreiberverstärker üblicherweise über Drähte an die
SVM-Spule gekoppelt. Der kombinierte Effekt der SVM-Ablenkspule,
der koppelnden Drähte und
der damit einhergehenden parasitären
Kapazität kann
jedoch eine Antenne bilden, die zu signifikanter SVM-Signalabstrahlung
in der Lage ist. Somit wird ein beispielhaftes SVM-Signal I abgestrahlt,
wie in 1A durch den Leiter zur Spule 95 umgebende konzentrische
Kreise F3 und durch gedämpfte
sinusförmige
Emission Em3 dargestellt. 2B zeigt
ein unbeabsichtigtes Strahlungsspektrum, das sich allgemein sowohl
von dem SVM-Spulen- und Modulationsstrom sowie CRTs und Videotreibersignalen
ergibt. Das Spektrum ist bis etwa 500 MHz dargestellt und legt verschiedene
Spektralkomponenten offen, die die vorgeschriebenen Meßnetzwerte übersteigen.
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Die
von den ATSC-Normen geforderte verbesserte Videodisplayleistung
zu erreichen, hat eine größere Schaltungsbandbreite
mit den einhergehenden Hochfrequenzsignalströmen und -spannungen erforderlich
gemacht. Eine inhärente
Folge dieser Signale mit höherer
Leistung kann die Erzeugung von unbeabsichtigten Emissionen sein,
wie sie die FCC verbietet. Wenngleich ein sorgfältiges Vorgehen beim Schaltungsdesign
und beim physischen Layout die Erzeugung und/oder Abstrahlung unerwünschter Emissionen
signifikant reduzieren kann, kann das eigentliche Displaysignal
somit Bilddetail ausreichender Größe und mit ausreichendem Spektralinhalt
enthalten, daß die
Wahrscheinlichkeit unbeabsichtigter Emission durch die bereits beschriebenen
Mechanismen vergrößert wird.
Beispielsweise besitzt eine Seite statischen Textes mit etwa 200
Zeichen über
den Schirm, die einen Großbuchstaben
H anzeigt, sowohl eine hohe Signalamplitude als auch einen extremen Spektralinhalt,
die ausreichen, um zu unbeabsichtigten Emissionen zu führen. Analog
können
auch Videodisplaybilder, die Helligkeitwechsel mit hoher Amplitude
enthalten, ähnlich
problematische Signale insbesondere dann erzeugen, wenn das Bild
einer Größenänderung
unterzogen wird, beispielsweise mit Hilfe eines optischen Zooms,
der so angesehen werden kann, daß er ein überstrichenes Frequenzspektrum
ergibt.
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Das
Blockschaltbild von 1A enthält eine erfindungsgemäße Emissionssteueranordnung,
die durch einen Emissionsvorhersageblock 10 und einen Emissionsanalysiererblock 20 erleichtert
wird. Diese Steueranordnung liefert zwei Mitkopplungssteuerschleifen
CONT. 1 für
die Steuerung von Videoparametern wie etwa Videoamplitude oder Bandbreite
im Videoprozessor 50 und CONT. 2 für die Mitkopplungssteuerung
der SVM-Signalamplitude oder des SVM-Frequenzgangs im SVM-Block 90.
Wenngleich 1A drei CRTs darstellt mit jeweils
einem SVM-Verstärker
und einer SVM-Spule, sind diese aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.
Das Problem und die zu erläuternde
erfindungsgemäße Lösung lassen
sich jedoch gleichermaßen
auf eine Displayeinrichtung mit einer einzigen CRT und SVM-Spule anwenden.
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Die
erfindungsgemäße Emissionssteueranordnung
funktioniert wie folgt. Als Beispiel wird eine Luminanzkomponente
Y des Displaysignals an den Emissionsvorhersageblock 10 gekoppelt,
der das Y-Signal verarbeitet und ein Emissionsvorhersageausgangssignal
Y' bildet. Unerwünschte Emissionen
ergeben sich in der Regel aus schnellen Flankenübergängen in dem Displaybildsignal,
die infolgedessen harmonisch verwandte Spektralprodukte mit signifikanter
Amplitude enthalten. Somit verarbeitet der Emissionsvorhersageblock 10 die
Luminanzkomponente Y, um Flankeninformationen, die wahrscheinlich
unerwünschte
Emissionen erzeugen, zu bestimmen und zu extrahieren. Die Extraktion
von Flankeninformationen ist aus Verfahren bekannt, die für die Videobildschärfung verwendet
werden, die beispielsweise auf die Videosignalverarbeitung oder die
Modulation der Scangeschwindigkeit angewendet wird. Beispielsweise
können
Differenzierung, Bandformungsfilter, oder Verzögerungsleitungsimpulsbildungstechniken
verwendet werden, um ein Signal Y' zu bilden, das für Bildflankenübergänge repräsentativ
ist, oder die Hochfrequenzspektren, die Flanken umfassen, die in
einer Luminanzsignalkomponente auftreten. Vorteilhafterweise kann
das Emissionsvorhersagesignal Y' zur
Ausbildung eines Abtaststrahl-Geschwindigkeitsmodulationssignals
bei Block 90 angekoppelt werden. Der SVM-Block 90 verarbeitet
das Signal Y' weiter,
um beispielsweise eine Spitzenbeschneidung und Rauschentkernung („Noise
Coring") zu erleichtern
und um eine Amplitudensteuerung als Reaktion auf Verlustleistung
in einem Ausgangstreiberverstärker
von Block 90 zu ermöglichen,
der Stromimpulse I zum Ankoppeln an die SVM-Spule 95 erzeugt.
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Das
Emissionsvorhersagesignal Y' von Block 10 wird
an einen erfindungsgemäßen Emissionsanalysierer,
Block 20, angekoppelt, der die Spektralzusammensetzung
von Signal Y' analysiert
und als Reaktion auf die Amplitude und Spektralzusammensetzung ein
Steuersignal Ve erzeugt. Das Steuersignal Ve wird an ein Mitkopplungsregelungssignal angelegt,
wodurch ein Steuersignal CRTL. 1 zur Videoparametersteuerung im
Videoprozessorblock 50 ausgebildet wird. Außerdem wird
das Emissionssignal Ve als CRTL. 2 an den SVM-Block 90 angelegt, um
eine Mitkopplungsamplitudenregelung des die Spule 95 ansteuernden
SVM-Signals zu erhalten. Der
Einsatz des erfindungsgemäßen Steuersignals, das
angelegt wird, um Emissionen sowohl von der Bildröhren- als
auch SVM-Schaltung zu steuern, ist in 2C dargestellt,
die das Fehlen von Spektralkomponenten zeigt, die die vorgeschriebenen
Maximalwerte übersteigen,
die von dem Meßnetz
angegeben werden.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Anordnung,
die die Amplitude und den Spektralgehalt des zur Emissionsanalyse
eingegebenen Emissionsvorhersagesignals Y' analysiert. Die Anordnung von 3 erzeugt
ein Gleichstromsignal Ve, das ein Mitkopplungsregelungssignal für die Steuerung
von Displayschaltungen bereitstellt, die wahrscheinlich unerwünschte Emissionen
mit bestimmten Displaysignaleingaben erzeugen. In 3 ist
das Vorhersagesignal Y' über einen
Kondensator C2 an die Basis eines NPN-Transistors Q1 gekoppelt. Die Transistoren
Q1 und Q2 sind als ein Differenzverstärker konfigurierte NPN-Transistoren.
Die Basis des Transistors Q1 ist auch über in Reihe geschaltete Widerstände R5 und R9
an die Basis des Transistors Q2 gekoppelt. Ein Potentialteiler wird
durch die Widerstände
R7, R11, R10 und R12 gebildet. Der Widerstand R12 ist an eine positive
Versorgung von beispielsweise 12 Volt und der Widerstand R7 an Masse
angeschlossen. Der Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R9 ist mit dem Verbindungspunkt
der Widerstände
R10 und R11 des Potentialteilers verbunden, um ein Vorspannungspotential
von etwa 4 Volt für
die Basen der Transistoren Q1 und Q2 zu liefern. Der Potentialteiler erzeugt
etwa 2 Volt für
die Basis des Stromquellentransistors Q3 und etwa 6,5 Volt für die Basis
des Ausgangstransistors Q6. Der Verbindungspunkt der Potentialteilerwiderstände R12
und R10 ist über
den Kondensator C8 wechselstrommäßig an Masse
gekoppelt. Der Verbindungspunkt der Widerstände R10 und R11 ist durch den
Kondensator C3 wechselstrommäßig an Masse
gekoppelt, und die Widerstände
R11 und R7 sind durch den Kondensator C4 von Masse entkoppelt. Der
Emitter des Stromquellentransistors Q3 ist über den Widerstand R6 mit Masse
verbunden, wobei der Kollektor Strom an den Verbindungspunkt der
verstärkungsbestimmenden
Widerstände
R3 und R4 liefert, die zwischen den Emittern der Transistoren Q1
und Q2 in Reihe geschaltet sind. Ein frequenzselektives Netz wird
gebildet durch die Induktionsspule L1, den Kondensator C1 und den Dämpfwiderstand
R2, die als ein Reihenschwingkreis oder Filter geschaltet sind,
im Parallelkopplung mit den verstärkungsbestimmenden Widerständen R3 und
R4 des Differenzverstärkers.
Somit wird der Verstärkungsfaktor
des Differenzverstärkers
von einem durch die Widerstände
R3 und R4 bestimmten Wert zunehmend auf einen Höchstwert angehoben, der etwa
neunmal größer ist,
wenn sich der durch die Induktionsspule L1 und den Kondensator C1
gebildete Reihenschwingkreis oder das Bandpaßfilter der Reihenresonanz
bei etwa 15 MHz annähert.
Die Kollektoren der Differenzverstärkertransistoren Q1 und Q2 sind
durch Lastwiderstände
R1 und R11, an denen ein frequenzabhängiges Ausgangssignal entsteht,
an die positive Versorgung angeschlossen. Somit wird das Eingangssignal
Y' selektiv mit
Signalfrequenzkomponenten verstärkt,
die innerhalb der Bandbreite des Bandpaßfilters liegen, wodurch sie
eine größere Verstärkung erfahren
als außerhalb
der Filterbandbreite liegende Frequenzkomponenten.
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Die
selektiv verstärkten
Komponenten erscheinen an den Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2
in Gegenphase und werden an die Basen jeweiliger NPN-Emitterfolger
Q4 und Q5 gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren Q4 und Q5
sind an die Stromversorgung angeschlossen, und die Emitter sind
jeweils über
frequenzselektive Netze an den Emitter des Stromquellentransistors
Q6 gekoppelt. Somit können
die Transistoren Q4 und Q5 so angesehen werden, daß sie als
ein Vollwellengleichrichter funktionieren, der positive Signalströme an den
Emitter des Transistors Q6 liefert. Das frequenzselektive Netz des
Transistors Q4 umfaßt
einen Reihenwiderstand R14, der parallel zu einem Widerstand R13
und einem Kondensator C5, die in Reihe geschaltet sind, gekoppelt
ist. Ein ähnliches
Netz in dem Emitter des Transistors Q5 umfaßt einen Reihenwiderstand R15, der
parallel zu einem Widerstand R16 und einen Kondensator C6 gekoppelt
ist. Die Reihenschaltung aus Widerstand und Kondensator gestattet,
daß höherfrequente
Signalkomponenten die Emitterlastwiderstände R14 bzw. R15 umgehen. Der
Emitter des Transistors Q6 ist über
den Widerstand R17 an die positive Versorgung gekoppelt, wobei der
Kollektor über
Widerstand R18 mit Masse verbunden ist. Die Basis des Stromquellentransistors
Q6 ist von dem Verbindungspunkt der Widerstände R12 und R10 auf etwa 6,5
Volt vorgespannt, was dazu führt,
daß die
an den Emitter des Transistors Q6 gekoppelten Emitterfolger Q4 und
Q5 nur bei positiven Signalkomponenten mit ausreichender Amplitude
leiten, um das Emitterpotential des Transistors Q6 zu überwinden.
Indem die Frequenzselektivität
und die Amplitude des verarbeiteten Signals kombiniert werden, bewirken also
nur Displaysignale mit einer spezifischen Größe und Spektralzusammensetzung,
daß das
Emissionssteuersignal Ve erzeugt wird. Die Anordnung der Transistoren
Q4, Q5 und Q6 kann so angesehen werden, daß sie als ein Vollwellengleichrichter
funktioniert, der den Kondensator C7 positiv über den Widerstand R19 auflädt, um das
Emissionssteuersignal Ve zu erzeugen. Es wird jedoch nicht nur der
Kondensator C7 durch beide Polaritären des Eingangssignals Y' geladen, sondern
auch das Steuersignal Ve auf die Spektralzusammensetzung des Signals
Y'. Einfach ausgedrückt, je
größer die
Anzahl der aus dem Displaybilddetail abgeleiteten Übergänge, um so
größer ist
die am Kondensator C7 erzeugte Spannung. Außerdem erfahren Y'-Signalfrequenzkomponenten
in einem Bereich von etwa 15 MHz eine größere Verstärkung. Das Emissionssteuersignal
Ve reagiert somit sowohl auf positive als auch negative Signalübergänge und
die Geschwindigkeit, mit der Übergänge auftreten,
und ist in Richtung auf eine Erzeugung des Steuersignals Ve für im Bereich
von etwa 15 MHz auftretende Vorhersagesignalkomponenten gewichtet.
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Das
Emissionssteuersignal Ve kann wie oben beschrieben gekoppelt sein,
um Emissionen zu reduzieren oder zu eliminieren, und zwar dadurch, daß entweder
der Displaysignalfrequenzgang oder die Signalamplitude oder beide
gesteuert werden. Die Steuerung hinsichtlich Amplitude und/oder
Frequenzgang kann auf die Bildröhrentreibersignale und/oder
das SVM-Treibersignal angewendet werden.
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1B stellt
eine alternative Anordnung für die
Emissionssteuerung dar, bei der Daten Ved, die repräsentativ
für die
Emissionssteuersignalwerte, beispielsweise Signal Ve, sind, an Displayteilsysteme,
wie etwa die Videoverarbeitung oder SVM, angekoppelt werden, die
zu einer Datenbussteuerung beispielsweise durch Verwendung des I2C-Protokolls in der Lage sind. In 1B ist
der Mikroprozessor 30 an einen beispielhaften I2C-Datenbus 35 angeschlossen
gezeigt, der Daten liefern kann, die für Meßwerte Ved und Steuerbefehle
Shp repräsentativ
sind. Der beispielhafte Datenbus 35 ist an ein Videoverarbeitungssystem 51 und
an einen Scangeschwindigkeitsmodulatorprozessor 90 angeschlossen
gezeigt. Das Signal Ve' wird
zur Verarbeitung in den Mikroprozessor 30 eingegeben, um
das Datensignal Ved zur Verteilung über den Bus zu beispielhaften
Buszielen zu erzeugen. Das Signal Ve' ist repräsentativ für das Gleichstromemissionssteuersignal
Ve, bezüglich 1A erörtert, und
kann ein analoges Signal Ve oder eine digitale Darstellung des Signals
Ve oder eine ungefilterte Form des Signals Ve sein. Somit kann der
Mikroprozessor 30 entweder ein analoges Emissionssteuersignal
zur Analog-Digital-Umsetzung oder eine digitale Form des Emissionssteuersignals
annehmen, wobei beide Eingangssignalformate durch Busübertragung
gekoppelt werden, damit man eine Steuerung von Emissionen erhält.
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In 1B zeigt
das Videoverarbeitungssystem 51 verschiedene Videoverarbeitungsteilsysteme, die
vorteilhafterweise gesteuert werden können, um unbeabsichtigte Emissionen
zu eliminieren oder zu reduzieren. Beispielsweise kann die Videosignalamplitude
als Reaktion auf die Bestimmung durch die Blöcke 10 und 20 von 1A,
daß das
Videosignal Y Spektralkomponenten enthält, die wahrscheinlich Emissionen
jenseits der zulässigen
Niveaus erzeugen, steuerbar reduziert werden. Die Reduzierung der
Amplitude der Signale r, g und b erzeugt eine entsprechende Abnahme
der Amplitude der Bildröhrentreibersignale
R, G und B mit der gewünschten
Reduzierung der abgestrahlten Spektralkomponenten.
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Analog
kann die Amplitude abgestrahlter Spektralkomponenten durch die selektive
Amplitudenreduzierung der Displaysignalkomponenten, die wahrscheinlich
für Emissionen
verantwortlich sind, reduziert werden. Eine derartige selektive
Reduzierung der Frequenz-komponentenamplitude kann man beispielsweise
durch eine gesteuerte Reduzierung der Bildschärfung oder der Spitzenbildung
als Reaktion auf das Emissionssteuersignal Ve erhalten. Ein weiteres
Verfahren zur Emissionsreduzierung kann man erhalten durch die gesteuerte
Einführung eines
Tiefpaßfrequenzgangnetzes
in den Displaysignalkanal an einem Punkt hinter der Emissionsvorhersageverarbeitung.
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1C zeigt
teils in Form eines Schemadiagramms und teils eines Blockschaltbilds
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
zum Steuern unerwünschter
Emission. Diese erfindungsgemäße Anordnung
verwendet ein Mitkopplungsregelkreissignal, das an eine Steuerschleife
eines automatischen Strahlstrombegrenzers gekoppelt ist. Die Theorie und
die Funktionsweise eines automatischen Strahlstrombegrenzers sind
wohlbekannt. Einfach ausgedrückt,
zeigt 1C einen Strom Is, der von einer beispielhaften
positiven Versorgung von 12 Volt über die Widerstände R1 und
R2 gezogen wird, um am Anschluß ABL
einen Strom Ib auszubilden. Strom Ib ist an einen nicht gezeigten
Hochspannungsgenerator gekoppelt und weist eine Größe auf,
die für
einen Strahlstrom in einer durch die Hochspannungsversorgung bestromten
CRT repräsentativ
ist. Am Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 wird eine Spannung
V2 erzeugt, die durch den Kondensator C1 und die Diode D1, die in
Reihe an Masse geschaltet sind, tiefpaßgefiltert wird. Die Diode
D1 wird von dem über
den Widerstand R3 von einer positiven 9 Volt-Versorgung gelieferten
Strom in Durchlaßrichtung
vorgespannt. Die Spannung V2 ist an ein weiteres Tiefpaßfilter
gekoppelt, das durch den Widerstand R4 und den Kondenator C2 gebildet
wird, um eine Strahlmeßspannung
V1 zu erzeugen, die an den Videoprozessor 52 angelegt wird, um eine
Reduzierung der Amplitude der Ausgangssignale r, g und b zu bewirken.
Der Widerstand R4 ist parallel zu einer Diode D2 geschaltet, die
einen Entladungsweg für
den Kondensator C2 liefert. Die Strahlmeßspannung V1 wird an den Videoprozessor 52 angelegt,
damit man eine Steuerung der Videosignalamplitude erhält. Mit den
gezeigten beispielhaften Komponentenwerten und während eines normalen, den Strahl
nicht begrenzenden Betriebs weist die Spannung V2 einen Wert von
etwa 6,5 Volt oder größer auf.
Wenn ein übermäßiger Strahlstrom
vorliegt, wird die Spannung V2 infolge eines größeren Spannungsabfalls am Widerstand
R1 reduziert. Wenn die Spannung V2 auf 4,5 Volt reduziert wird,
erhält
man eine maximale Strahlstrombegrenzung durch eine gesteuerte Reduzierung
von Signalamplituden, beispielsweise den Signalen g, r, b, die im
Videoprozessor 52 erzeugt und an jeweilige Treiberverstärker gekoppelt
werden, um die Bildröhrentreibersignale
G, R und B zu erzeugen.
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Vorteilhafterweise
ist in 1C das Emissionssteuersignal
Ve über
den Widerstand R6 an die Basis des Transistors Q1 gekoppelt. Der
Emitter des Transistors Q1 ist über
Widerstand R7 an Masse angeschlossen, und der Kollektor ist über Widerstand R5
an den Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 angeschlossen.
Wie oben beschrieben, wird das Emissionssteuersignal Ve als Reaktion
auf Zunahmen bei bestimmten Signalkomponenten im Emissionsvorhersagesignal
Y' positiver. Somit
bewirkt ein zunehmender Wert des an die Basis des Transistors Q1
angelegten Signals Ve einen leitenden Zustand und lenkt zunehmend
zu Masse ab, wobei Strom Ie über
den Widerstand R1 gezogen wird. Diese zusätzliche Stromableitung führt zu einem
zusätzlichen
Spannungsabfall am Widerstand R1, was die Spannung V2 auf einen
niedrigeren Wert relativ zu Massepotential zwingt. Somit wird ein
Mitkopplungsemissionssteuersignal an die Steuerschleife des Strahlstrombegrenzers
angelegt, damit man zusätzlich
zur Strahlstrombegrenzung eine Emissionssteuerung erhält.
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Ein
vorteilhaftes gesteuertes Tiefpaßfiler ist in der beispielhaften 1D gezeigt.
Das Tiefpaßfilter
umfaßt
ein Widerstands-Kondensator-Filter, das durch den Transistor Qd
als Reaktion auf das Emissionssteuersignal Ve aktiviert wird. Die
Tiefpaßfilterkennlinie
erhält
man durch frequenzselektive Potentialaufteilung des Eingangssignals Y,
beispielsweise einer Luminanzkomponente des Displaysignals. Eine derartige
Filterung kann jedoch auf jede individuelle Farbsignalkomponente
angewendet werden. Eine Tiefpaßfilterung
oder einen Frequenzgangabfall des Ausgangssignals Yro erhält man durch
einen Frequenznebenschlußweg,
der von einem Kondensator C1 gebildet wird, der als Reaktion auf
das Signal Ve steuerbar über
den Transistor Qd mit Masse verbunden ist.
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Ein
weiteres vorteilhaftes Tiefpaßfilter
ist in der beispielhaften 1E gezeigt,
die einen variablen Frequenzgangabfall als Reaktion auf die Größe des Emissionssteuersignals
Ve liefert. Eine beispielhafte Luminanzkomponente Y des Displaysignals
ist als ein Eingangssignal gezeigt, eine derartige Filterung kann
jedoch auf jede individuelle Farbsignalkomponente angewendet werden.
Das beispielhafte Eingangssignal ist an ein Paar Filternetze LPF
und HPF gekoppelt, die tiefpaßgefilterte
bzw. hochpaßgefilterte
Signalkomponenten erzeugen. Die Tiefpaßkennlinie ist derart, daß das Eingangssignal
im wesentlichen ohne jegliche Frequenzdämpfung passiert. Die Hochpaßkennlinie
sorgt für
einen allmählichen Übergang
vom Niederfrequenzstoppband zum Hochfrequenzdurchlaßband. Beide
Filter sind so ausgelegt, daß sie ähnliche
Gruppenlaufzeitkennlinien haben, so daß Signale von beiden Filtern
im Block 200 ohne signifikante Wellenformverzerrung kombiniert
werden können.
Signale von den beiden Filtern werden an eine Mischstufe 200 angelegt,
wobei die hochpaßgefilterten
Signale an einen invertierenden Eingang und die tiefpaßgefilterten
Signale an einen nichtinvertierenden Eingang angelegt werden. Das Emissionssteuersignal
Ve wird an die Mischstufe 200 angelegt, um die Anteile
der Eingangssignale zu steuern, die das Ausgangssignal Yvar bilden.
Da das hochpaßgefilterte
Signal invertiert ist, ist der Frequenzabfall oder die Bandbreitenbegrenzung
beim Ausgangssignal Yvar um so größer, je größer der Beitrag des hochpaßgefilterten
Signals am Ausgangssignal.
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4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
für das
regenerative Erzeugen eines Emissionssteuersignals Ve. Das Vorhersagesignal
Y' ist über einen
Reihenwiderstand R1 und einen Kondensator C1 an die Basis eines
NPN-Transistors Q1 gekoppelt. Die Basis des Transistors Q1 ist auch
an eine Induktionsspule L1 gekoppelt, die ein Vorspannungspotential
von etwa 0,5 Volt von dem durch die Widerstände R2 und R3 gebildeten Spannungsteiler liefert.
Der Widerstand R2 ist an eine postive Versorgung von beispielsweise
12 Volt angeschlossen, wobei der Widerstand R3 mit Masse verbunden
ist. Der Kollektor des Transistors Q1 ist über einen Widerstand R4 an
die positive Versorgung angeschlossen, und der Emitter ist mit Masse
verbunden. Der Kondensator C1 und die Induktionsspule L1 bilden
ein Reihenresonanzfilter mit einer Frequenz von etwa 15 MHz. Somit
wird die Amplitude von Komponenten des Vorhersagesignals Y' mit Frequenzen im
Bereich von etwa 15 MHz durch die Resonanzwirkung des Reihenresonanzkreises
vergrößert. Da
die Basis des Transistors Q1 auf etwa 0,5 Volt vorgespannt ist,
reichen nur positive Vorhersagesignalkomponenten mit Amplituden über einigen
wenigen hundert Millivolt aus, um den ransistor durchzuschalten.
Der Kollektor des Transistors 1 ist über Widerstand R5 an die Basis eines
NPN-ransistors Q2
gekoppelt, dessen Emitter an die positive Versorgung angeschlossen
ist und dessen Kollektor über
den Lastwiderstand R6 mit Masse verbunden ist. Außerdem ist
der Kollektor des Transistors Q2 zur Basis des Transistors Q1 über ein differenzierendes
Netz rückgekoppelt,
das durch Kondensator C2 und Widerstand R7 gebildet wird, die eine
positive Rückkopplung
liefern, wodurch eine monostabile Wirkung erzeugt wird. Somit bewirken Y'-Signalkomponenten
mit ausreichendem Amplituden- und/oder Frequenzbereich, daß die Transistoren
Q1 und Q2 über
einen Zeitraum von etwa 60 bis 100 Nanosekunden, wie durch Kondensator
C2 bestimmt, einen instabilen Zustand einnehmen. Der leitende Zustand
es Transistors Q2 erzeugt einen positiven Impuls PS von nominell
12 Volt am Kollektor, der an einen Widerstand R8 und Kondensator
C3 gekoppelt ist, die in Reihe mit Masse verbunden sind, um einen
Integrierer zu bilden. Der Verbindungspunkt des Kondensators und
Widerstands ist mit der Basis eines Emitterfolgertransistors Q3
verbunden, der ein Emissionssteuersignal Ve erzeugt. Der Kollektor
des Transistors Q3 ist über
einen Widerstand R9 an die positive Versorgung angeschlossen, und der
Emitter ist über
Widerstände
R10 an den Kondensator C8 gekoppelt, was ein Tiefpaßfilter
für das Emissionssteuersignal
Ve bildet.
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Wie
oben erörtert,
kann der Mikroprozessor 30 auf das Emissionssteuersignal
zugreifen und es verteilen. Mit dem Emissionsanalysierer von 1B jedoch
kann der Mikroprozessor 30 Emissionssteuerdaten durch Abtasten
ableiten, beispielsweise durch Zählen
des Impulssignals PS am Kollektor des Transistors Q2. Somit kann
das Emissionssteuersignal über
den Datenbus 35 verteilt werden. Außerdem kann der Mikroprozessor 30 geeignete
Algorithmen verwenden, die eine unabhängige Steuerung der Anstiegs-
und Abfallszeiten des Emissionssteuersignals gestatten.