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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Videoanzeigen
und insbesondere auf eine Videoanzeigevorrichtung, die die Erzeugung
unerwünschter
Emissionen steuern kann, und auf ein Verfahren für die Emissionssteuerung in
einer Videoanzeigevorrichtung.
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Es
ist gut bekannt, dass eine elektronische Schaltungsanordnung, die
eine Bildanzeigevorrichtung umfasst, elektronische Charakteristiken
zeigen kann, die unerwünschte
Signalkomponenten erzeugen, die das angezeigte Bild oder das akustische Ausgangssignal
verschlechtern können.
Es sind viele Verfahren bekannt, um den Schaltungsbetrieb zu linearisieren
oder die Oberschwingungserzeugung zu verringern, um eine Verschlechterung
der Audioleistungsfähigkeit
oder der visuellen Leistungsfähigkeit der
Vorrichtung zu verhindern. Allerdings sind diese Anstrengungen auf
die Verhinderung einer verschlechterten Anzeigeleistungsfähigkeit,
unter wenig oder keiner Berücksichtigung
unerwünschter
oder unbeabsichtigter von der Anzeigevorrichtung ausgehender Emissionen,
gerichtet.
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Eine
in letzter Zeit eingeführte
Vorschrift der US-Fernmeldeverwaltung,
47 CFR § 15,
Unterteil B, Unbeabsichtigte Strahler, fordert Strahlungspegel für verschiedene
elektronische Erzeugnisse einschließlich z. B. TV-Empfänger, TV-Schnittstellenvorrichtungen,
Kabelsystem-Endgerätvorrichtungen,
weitere Empfänger,
Personal Computer sowie Peripheriegeräte. Genauer müssen alle
in den Vereinigten Staaten zum Kauf angebotenen TV-Empfänger dem
Abschnitt Regel 47 CFR § 15.117
entsprechen.
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Obgleich
technische Anstrengungen auf die Verbesserung der Anzeigebildqualität durch
die Beseitigung unerwünschter
das Bild verschlechternder Artefakte gerichtet sind, erfordert der
Wunsch, die durch die ATSC-Normen geschaffene verbesserte Leistungsfähigkeit
zu erzielen, u. a. eine breitere Schaltungsbandbreite mit dazugehörig Hochfrequenzsignalströmen und
-spannungen. Während
solche Signale mit breiterer Bandbreite notwendig sind, um das gewünschte Niveau
einer verbesserten Leistungsfähigkeit
sicherzustellen, können
sie leider und inhärent
zu unbeabsichtigten Emissionen mit Pegeln führen, die höher als die von der FCC geforderten sind.
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US 5.444.500 offenbart eine
Videoanzeigevorrichtung, die eine Katodenstrahlröhre und eine Korrekturschaltung
zum Steuern der Schärfe
eines angezeigten Bildes umfasst, wobei die Schaltung einen ersten
Eingang zum Empfangen eines röhrenabhängigen Signals
und einen zweiten Eingang zum Empfangen eines videosignalabhängigen Signals besitzt.
Die Schaltung erzeugt in Reaktion auf diese zwei Eingaben ein Korrektursignal.
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US 5.196.941 offenbart eine
Videoanzeigevorrichtung, in der an einen Videoprozessor und an eine
SVM-Schaltung ein Nutzersteuersignal (Schärfe) angelegt wird, sodass
sie gleichzeitig geändert werden,
um den Betrag der Bildschärfe
im selben Sinn zu ändern.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Videoanzeigevorrichtung,
in der die Auflösungserhöhung in
einem besonders weiten Bereich an das Videosignal angepasst werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Anspruch
2 bezieht sich auf eine vorteilhafte Ausführungsform.
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1A ist
ein Blockschaltplan, der eine erfindungsgemäße Anordnung zum Erfassen und Steuern
unerwünschter
Emissionen in einer Bildanzeigevorrichtung zeigt, während die 1B und 1C spezifische
Einzelheiten veranschaulichen.
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2A und 2B sind
Frequenzspektrumdiagramme, die die gemessene Emissionsleistungsfähigkeit
ohne die erfindungsgemäßen Anordnungen
aus 1A zeigen.
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2C ist
ein Frequenzspektrumdiagramm, das die gemessene Emissionsleistungsfähigkeit
mit den erfindungsgemäßen Anordnungen
zeigt.
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3 veranschaulicht
eine erfindungsgemäße Anordnung
zum Erfassen und Erzeugen eines Emissionssteuersignals.
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4 veranschaulicht
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
zum Erzeugen eines Emissionssteuersignals.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG:
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1A ist
ein Blockschaltplan, der einen Teil einer Bildanzeigevorrichtung
zeigt, die drei Katodenstrahlröhren
nutzt, wie sie in einem Projektionsfernsehgerät zu finden sind, und die erfindungsgemäße Anordnungen
zum Erfassen und Steuern unerwünschter
Emissionen enthält.
Obgleich 1A drei CRTs zeigt, sind das
Problem und die erfindungsgemäße Lösung, die
erläutert
werden, gleichfalls auf eine Anzeigevorrichtung mit einer einzelnen
CRT anwendbar. Von einer nicht gezeigten Quelle, z. B. von einer
Basisband-Eingangsverbindung,
von einem Demodulatorausgang oder von einem Multiplexdecodierer,
werden dem Videoprozessor 50 Videokomponentensignale zugeführt, die
z. B. Farbdichte- und Farbdifferenzsignale
Y, U und V repräsentieren.
Der Videoprozessorblock 50 kann mehrere Videosignal-Verarbeitungsfunktionen
bereitstellen. Wie angegeben ist, wandelt der Block 50 z.
B. die Videokomponentensignale Y, U und V in Komponentensignale
r, g und b um, die schließlich
zur Anzeige mit Katodenstrahlröhren 100 gekoppelt
sind. Die durch den Videoprozessor 50 bereitgestellten
Mehrfachverarbeitungsfunktionen können durch eine integrierte
Schaltungsanordnung, z. B. durch den Toshiba-Typ TA1276, ermöglicht werden. Der Videoprozessor 50 ist
mit einem Datenbus gekoppelt gezeigt, der z. B. das I2C-Protokoll nutzt und
der Daten- und Steuerwerte liefern kann, die durch ein Mikroprozessorsystem 30 gesteuert
oder erzeugt werden. Der Mikroprozessor 30, der Datenbus 35 und
der Signalweg Ve' sind
anhand der 1B und 1C gezeigt
und erläutert.
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Der
Videoprozessor 50 ist mit einem Eingangssignal (ABL) gezeigt,
das eine Steuerung der Strahlstromstärke ermöglicht, indem es eine Gegenkopplung
liefert, die die durch jede Katode der CRTs geleiteten Elektronenstrahlströme angibt.
Die Ableitung des Signals ABL ist gut bekannt. Das Signal ABL steuert
innerhalb des Prozessors 50 die Amplitude der Ausgangssignale
g, r und b, die mit den Bildröhren-Ansteuerungsverstärkern 70g, 70r und 70b gekoppelt
sind. Die Bildröhren-Ansteuerungsverstärker 70g, 70r und 70b verstärken die
Eingangssignale, wobei sie Signale G, R und B mit beispielhaften Amplituden
in der Größenordnung
von 150 Volt Spitze-Spitze und mit Signalbandbreiten von angenähert 20
MHz bilden. Somit ist klar, dass diese Signale mit breiter Bandbreite
und großer
Signalamplitude für Kopplung
und Leitung über
die Grenzen der zugeordneten Röhren-
und Ansteuerschaltungsanordnung hinaus anfällig sind. Es ist typisch für die Bildröhren-Ansteuerungsverstärker 70g, 70r und 70b,
dass sie auf einer Leiterplatte angebracht sind, die sich physikalisch
bei dem oder angrenzend an den CRT-Sockel befindet. Diese Bauelementpositionierung
stellt einen Versuch dar, die Schaltungsleistungsfähigkeit
zu optimieren, während
Verluste wegen unerwünschter
Kopplung minimiert werden. Obgleich das beispielhafte Grün-Signal
G über
eine minimale Weglänge,
z. B. 2 Zentimeter oder weniger, verbunden sein kann, kann sich
dennoch, nicht nur aus dem leitenden Weg, sondern auch von den CRT-Metallelektroden,
eine erhebliche Signalstrahlung ergeben. Diese beispielhaften abgestrahlten Felder
und Emissionen sind in 1A durch konzentrische Kreise
F1, die den Verstärkerausgangsleiter umgeben,
und durch gedämpfte
Sinusemissionen Em1 gezeigt. Allerdings kann auch im Ergebnis einer Kopplung
zwischen den CRT-Elektroden
eine Strahlung oder Emission auftreten, was z. B. zu der von der
CRT ausgehenden Emission Em2 führt.
Allerdings sind diese Emissionsfelder der Klarheit halber nur in
dem grünen
Kanal veranschaulicht.
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2A veranschaulicht
das in Übereinstimmung
mit den von der FCC spezifizierten Verfahren gemessene unbeabsichtigte
Strahlungsspektrum und zeigt die abgestrahlte Energie, die sich
allgemein aus der Signalkopplung zwischen den CRT- Ansteuerungsverstärkern und
den CRT-Elektroden ergibt. Dieses unbeabsichtigte Strahlungsspektrum
ist bis angenähert
500 MHz mit einem Messraster veranschaulicht, das die maximal zulässigen abgestrahlten Signalpegel
zeigt. 2A offenbart in dem Gebiet von
50 MHz Spektralkomponenten mit Frequenzkomponenten, die den zulässigen Pegel übersteigen.
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Außerdem zeigt
der Teilblockschaltplan aus 1A einen
Block 90, der eine Abtastgeschwindigkeitsmodulations-Schaltungsanordnung
enthält,
die die Signale formt, um die wahrgenommene Schärfe des angezeigten Bildes
zu verbessern. Die Prinzipien der Abtastgeschwindigkeitsmodulation
sind gut bekannt. Allerdings wird die Abtastgeschwindigkeit des CRT-Elektronenstrahls
durch Stromimpulse I gestört, die
mit der SVM-Ablenkspule 95 gekoppelt sind, um das geforderte
Geschwindigkeitsmodulations-Ablenkfeld zu erzeugen. Der impulsförmige SVM-Strom I
kann eine Stärke
in der Größenordnung
von 1 Ampere und eine maximale Wiederholungsgeschwindigkeit im Bereich
von 15 MHz haben.
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Wie
im Fall der Bildröhren-Ansteuerungsverstärker befindet/befinden
sich der/die SVM-Spulen-Treiberverstärker ebenfalls auf der CRT-Sockel-Leiterplatte. Üblicherweise
ist der Spulentreiberverstärker
durch Drähte
mit der SVM-Spule
gekoppelt, um die SVM-Leistungsfähigkeit
zu optimieren, während
Kopplungsverluste minimiert werden. Allerdings kann die gemeinsame
Wirkung der SVM-Ablenkspule, der Kopplungsdrähte und der dazugehörigen parasitären Kapazität eine Antenne
bilden, die zu erheblicher SVM-Signalstrahlung
fähig ist.
Wie in 1A durch konzentrische Kreise
F3, die den Leiter zur Spule 95 umgeben, und durch eine
gedämpfte
Sinusemission Em3 gezeigt ist, wird somit ein beispielhaftes SVM-Signal
I abgestrahlt. 2B veranschaulicht ein unbeabsichtigtes
Strahlungsspektrum, das sich allgemein sowohl aus der SVM-Spule und aus dem
Modulationsstrom als auch aus den CRTs und aus den Videoansteuersignalen
ergibt. Das Spektrum ist bis angenähert 500 MHz veranschaulicht
und offenbart verschiedene Spektralkomponenten, die die geforderten
Messrasterpegel übersteigen.
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Das
Erzielen der von den ATSC-Normen geforderten verbesserten Videoanzeigeleistungsfähigkeit
erfordert eine breitere Schaltungsbandbreite und die dazugehörigen Hochfrequenzsignalströme und -spannungen.
Eine inhärente
Folge dieser Signale mit höherer
Leistungsfähigkeit
kann die Erzeugung unbeabsichtigter Emissionen sein, wie sie von
der FCC verboten sind. Obgleich eine sorgfältige Beachtung des Schaltungsentwurfs
und der physikalischen Anordnung die Erzeugung und/oder Abstrahlung
unerwünschter
Emissionen erheblich verringern kann, kann das tatsächliche
Anzeigesignal ein Bilddetail mit ausreichender Größe und ausreichendem
Spektralinhalt enthalten, um durch die zuvor beschriebenen Mechanismen
die Wahrscheinlichkeit der unbeabsichtigten Emission zu erhöhen. Zum
Beispiel besitzt eine Seite statischer Text mit angenähert 200 Zeichen über dem
Bildschirm und der Anzeige eines Großbuchstabens H sowohl eine
hohe Signalamplitude als auch einen außerordentlichen Spektralinhalt,
die ausreichen, zu unbeabsichtigten Emissionen zu führen. Ähnlich können Videoanzeigebilder,
die Helligkeitsänderungen
mit hoher Amplitude enthalten, insbesondere dann, wenn das Bild,
z. B. mittels eines optischen Zooms, der in der Weise betrachtet werden
kann, dass er ein gewobbeltes Frequenzspektrum liefert, einer Größenänderung
ausgesetzt wird, ebenfalls ähnliche
Problemsignale erzeugen.
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Der
Blockschaltplan aus 1A enthält eine erfindungsgemäße Emissionssteuerungsanordnung,
die durch einen Emissionsvorhersageblock 10 und durch einen
Emissionsanalysatorblock 20 ermöglicht wird. Diese Steuerungsanordnung
schafft zwei Vorwärtskopplungs-Steuerkreise, STEUERUNG 1 für die Steuerung
von Videoparametern wie etwa Videoamplitude oder -bandbreite im
Videoprozessor 50, und STEUERUNG 2 für die Vorwärtskopplungssteuerung
der Steuerung der SVM-Signalamlitude
oder des SVM-Frequenzgangs im SVM-Block 90. Obgleich 1A drei
CRTs, jeweils mit einem SVM-Verstärker und
einer Spule, zeigt, sind diese der Klarheit halber nicht gezeigt.
Allerdings sind das Problem und die erfindungsgemäße Lösung, die
erläutert
werden, gleichfalls auf eine Anzeigevorrichtung mit einer einzelnen
CRT und SVM-Spule anwendbar.
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Der
Betrieb der erfindungsgemäßen Emissionssteuerungsanordnung
ist wie folgt. Eine beispielhafte Leuchtdichtekomponente Y des Anzeigesignals ist
mit dem Emissionsvorhersageblock 10 gekoppelt, der das
Y-Signal verarbeitet, um ein Ausgangsemissions-Vorhersagesignal Y' zu bilden. Unerwünschte Emissionen ergeben sich üblicherweise
aus schnellen Flankenübergängen in
dem Anzeigebildsignal, die folglich harmonisch verwandte Spektralkomponenten
mit erheblicher Amplitude enthalten. Somit verarbeitet der Emissionsvorhersageblock 10 die Leuchtdichtekomponente
Y, um Informationen über Flanken
zu bestimmen und zu entnehmen, die wahrscheinlich unerwünschte Emissionen
erzeugen. Die Entnahme von Flankeninformationen ist aus Verfahren
bekannt, die für
die Videobildkontrastierung genutzt werden, die z. B. auf die Bildsignalverarbeitung oder
auf die Modulation der Abtastgeschwindigkeit angewendet wird. Zur
Bildung eines Signals Y',
das Bildflankenübergänge oder
die Hochfrequenzspektren, die in der Leuchtdichtesignalkomponente
auftretende Flanken umfassen, repräsentiert, können beispielhafte Differentiations-,
Bandformungsfilter- oder Verzögerungsleitungs-Impulsformungstechniken verwendet
werden. Vorteilhaft kann das Emissionsvorhersagesignal Y' so gekoppelt sein,
dass im Block 90 ein Abtaststrahlgeschwindigkeitsmodulations-Signal
gebildet wird. Der SVM-Block 90 verarbeitet das Signal
Y' weiter, um z.
B. eine Spitzenbegrenzung, ein Rausch-Coring zu ermöglichen
und um in Reaktion auf einen Leistungsverlust in einem Ausgangsansteuerungsverstärker des
Blocks 90, der Stromimpulse I zum Koppeln mit der SVM-Spule 95 erzeugt,
eine Amplitudensteuerung zu ermöglichen.
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Das
Emissionsvorhersagesignal Y' vom Block 10 ist
mit einem erfindungsgemäßen Emissionsanalysator,
Block 20, gekoppelt, der die Spektralzusammensetzung des
Signals Y' analysiert
und in Reaktion auf die Amplitude und auf die Spektralzusammensetzung
ein Steuersignal Ve erzeugt. Das Steuersignal Ve wird als ein Vorwärtskopplungs-Steuersignal
eines offenen Steuerkreises angelegt, das das Steuersignal STEUERUNG 1 für die Videoparametersteuerung
im Videoprozessorblock 50 bildet. Außerdem wird das Emissionssignal
Ve als STEUERUNG 2 an den SVM-Block 90 angelegt,
um eine Vorwärtskopplungs-Amplitudensteuerung
eines offenen Steuerkreises der SVM-Signal-Ansteuerspule 95 zu
liefern. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Steuersignals, das zum
Steuern der Emissionen sowohl von der Bildröhren- als auch von SVM-Schaltungsanordnung
angelegt wird, ist in 2C veranschaulicht, die die
Abwesenheit von Spektralkomponenten zeigt, die die durch das Messraster
angegeben geforderten Maxima übersteigen.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Anordnung,
die die Amplitude und den Spektralinhalt des für die Emissionsanalyse eingegebenen
Emissionsvorhersagesignals Y' analysiert.
Die Anordnung aus 3 erzeugt ein Gleichspannungssignal
Ve, das ein Vorwärtskopplungs-Steuersignal eines
offenen Steuerkreises für
die Steuerung der Anzeigeschaltungsanordnung liefert, die bei bestimmten
Anzeigesignaleingaben wahrscheinlich unerwünschte Emissionen erzeugt.
Das Vorhersagesignal Y' in 3 ist über einen
Kondensator C2 mit der Basis des NPN-Transistors Q1 gekoppelt. Die
Transistoren Q1 und Q2 sind NPN-Transistoren,
die als ein Differenzverstärker
konfiguriert sind. Die Basis des Transistors Q1 ist außerdem über in Reihe
geschaltete Widerstände
R5 und R9 mit der Basis des Transistors Q2 gekoppelt. Durch die
Widerstände
R7, R11, R10 und R12 ist ein Spannungsteiler gebildet. Der Widerstand R12
ist mit einer positiven Versorgung, z. B. 12 Volt, verbunden und
der Widerstand R7 ist mit Masse verbunden. Die Verbindungsstelle
der Widerstände
R5 und R9 ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände R10
und R11 des Spannungsteilers verbunden, um für die Basen der Transistoren
Q1 und Q2 Vorspannungspotentiale von etwa 4 Volt zu liefern. Der
Spannungsteiler erzeugt angenähert
2 Volt für
die Basis des Stromquellentransistors Q3 und angenähert 6,5 Volt
für die
Basis des Ausgangstransistors Q6. Die Verbindungsstelle der Spannungsteilerwiderstände R12
und R10 ist durch den Kondensator C8 wechselspannungsmäßig mit
Masse gekoppelt. Die Verbindungsstelle der Widerstände R10
und R11 ist durch den Kondensator C3 wechselspannungsmäßig mit Masse
gekoppelt und die Widerstände
R11 und R7 sind durch den Kondensator C4 zur Masse entkoppelt. Der
Emitter des Stromquellentransistors Q3 ist über den Widerstand R6 mit Masse
verbunden, wobei der Kollektor Strom zu der Verbindungsstelle der Verstärkungsbestimmungswiderstände R3 und
R4 zuführt,
die zwischen den Emittern der Transistoren Q1 und Q2 in Reihe geschaltet
sind. Durch die Induktionsspule L1, den Kondensator C1 und den Dämpfungswiderstand
R2, die als ein Serienresonanzkreis oder -filter geschaltet sind,
der/das zu den Verstärkungsbestimmungswiderständen R3
und R4 des Differenzverstärkers
parallel geschaltet ist, ist ein frequenzselektives Netz gebildet.
Somit wird die Verstärkung
des Differenzverstärkers
von einem durch die Widerstände
R3 und R4 bestimmten Wert bis zu einem Maximalwert, der angenähert neunmal
größer ist,
fortschreitend erhöht,
während
sich der Serienresonanzkreis oder das Bandpassfilter, der/das durch die
Induktionsspule L1 und den Kondensator C1 gebildet ist, bei angenähert 15
MHz der Serienresonanz annähert.
Die Kollektoren der Differenzverstärkertransistoren Q1 und Q2
sind durch Lastwiderstände R1
und R11, über
die ein frequenzabhängiges
Ausgangssignal gebildet wird, mit der positiven Versorgung verbunden.
Somit wird das Eingangssignal Y' selektiv
verstärkt,
wobei Signalfrequenzkomponenten, die innerhalb der Bandbreite des
Bandpassfilters auftreten, eine stärkere Verstärkung empfangen als Frequenzkomponenten,
die außerhalb
der Filterbandbreite liegen.
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Die
selektiv verstärkten
Komponenten erscheinen gegenphasig bei den Kollektoren der Transistoren
Q1 und Q2 und sind mit den Basen der jeweiligen NPN-Emitterfolger
Q4 und Q5 gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren Q4 und Q5
sind mit der Leistungsversorgung verbunden und die Emitter sind
jeweils über
frequenzselektive Netze mit dem Emitter des Stromquellentransistors
Q6 gekoppelt. Somit können
die Transistoren Q4 und Q5 in der Weise betrachten werden, dass
sie als ein Doppelweggleichrichter arbeiten, der dem Emitter des
Transistors Q6 positive Signalströme zuführt. Das frequenzselektive
Netz des Transistors Q4 umfasst einen Reihenwiderstand R14, der
zu einem Widerstand R13 und zu einem Kondensator C5, die in Reihe
geschaltet sind, parallel geschaltet ist. Ein ähnliches Netz an dem Emitter
des Transistors Q5 umfasst den Reihenwiderstand R15, der zu einem
Widerstand R16 und zu einem Kondensator C6 parallel geschaltet ist.
Der Widerstand und der Kondensator, die in Reihe geschaltet sind,
ermöglichen,
dass höherfrequente
Signalkomponenten die Emitterlastwiderstände R14 bzw. R15 umgehen. Der
Emitter des Transistors Q6 ist über
den Widerstand R17 mit der positiven Versorgung gekoppelt, wobei
der Kollektor durch den Widerstand R18 mit Masse verbunden ist.
Die Basis des Stromquellentransistors Q6 ist von der Verbindungsstelle
der Widerstände
R12 und R10 auf etwa 6,5 Volt vorgespannt, was dazu führt, dass
die mit dem Emitter des Transistors Q6 gekoppelten Emitterfolger
Q4 und Q5 nur auf positiven Signalkomponenten mit ausreichender
Amplitude, um das Emitterpotential des Transistors Q6 zu überwinden,
leiten. Durch die Kombination aus Frequenzselektivität und verarbeiteter
Signalamplitude veranlassen somit nur Anzeigesignale mit spezifischer
Größe und Spektralzusammensetzung
die Erzeugung des Emissionssteuersignals Ve. Die Anordnung der Transistoren
Q4, Q5 und Q6 kann in der Weise betrachtet werden, dass sie als
ein Doppelweggleichrichter arbeitet, der den Kondensator C7 über den
Widerstand R19 positiv lädt,
um das Emissionssteuersignal Ve zu bilden. Allerdings wird nicht
nur der Kondensator C7 durch beide Polaritäten des Eingangssignals Y' geladen, sondern
das Steuersignal Ve reagiert auch auf die Spektralzusammensetzung
des Signals Y'.
Einfach gesagt, je größer die
Anzahl der vom Anzeigebilddetail abgeleiteten Übergänge ist, desto höher ist
die über den
Kondensator C7 erzeugte Spannung. Außerdem empfangen die Frequenzkomponenten
des Signals Y' in
einem Bereich um 15 MHz eine größere Verstärkung. Somit
reagiert das Emissionssteuersignal Ve sowohl auf positive und negative
Signalübergänge als
auch auf die Rate, mit der die Übergänge auftreten,
wobei es für
Vorhersagesignalkomponenten, die im Bereich von etwa 15 MHz auftreten,
zur Erzeugung des Steuersignals Ve hin gewichtet ist.
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Wie
zuvor beschrieben wurde, kann das Emissionssteuersignal Ve so gekoppelt
sein, das durch die Steuerung des Anzeigesignal-Frequenzgangs und/oder
der Signalamplitude Emissionen verringert oder beseitigt werden.
Die Steuerung für
die Amplitude und/oder für
den Frequenzgang kann auf die Bildröhren-Ansteuersignale und/oder
auf das SVM-Ansteuersignal
angewendet werden.
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1B repräsentiert
eine alternative Anordnung für
die Emissionssteuerung durch Koppeln von Daten Ved, die die Emissionssteuersignalwerte
repräsentieren,
z. B. des Signals Ve, mit Anzeigeteilsystemen wie etwa der Videoverarbeitung
oder der SVM, die zur Datenbussteuerung, z. B. unter Verwendung
des I2C-Protokolls, fähig sind. Der Mikroprozessor 30 ist
in 1B mit einem beispielhaften I2C-Datenbus 35 verbunden
gezeigt, der Daten, die die gemessenen Werte Ved repräsentieren,
und Steuerbefehle Shp liefern kann. Der beispielhafte Datenbus 35 ist
mit einem Videoverarbeitungssystem 51 und mit einem Abtastgeschwindigkeitsmodulator-Prozessor 90 verbunden
gezeigt. Das Signal Ve' wird
in den Mikroprozessor 30 zur Verarbeitung eingegeben, um
das Datensignal Ved für
die Busverteilung zu den beispielhaften Buszielen zu bilden. Das Signal
Ve' repräsentiert
das in Bezug auf 1A diskutierte Gleichspannungs-Emissionssteuersignal
Ve und kann ein analoges Signal Ve sein oder kann eine digitale
Darstellung des Signals Ve oder eine ungefilterte Form des Signals
Ve sein. Somit kann der Mikroprozessor 30 entweder ein
analoges Emissionssteuersignal für
die Analog/Digital-Umsetzung
oder eine digitale Form des Emissionssteuersignals annehmen, wobei
eines von beiden Eingangssignalen durch Busübertragung so gekoppelt ist,
dass eine Steuerung von Emissionen geschaffen wird.
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Das
Videoverarbeitungssystem 51 in 1B zeigt
verschiedene Videoverarbeitungs-Teilsysteme, die vorteilhaft so
gesteuert werden können,
dass unbeabsichtigte Emissionen beseitigt oder verringert werden.
Zum Beispiel kann die Videosignalamplitude in Reaktion auf die Bestimmung,
dass das Videosignal Y Spek tralkomponenten erhält, die wahrscheinlich Emissionen über die
zulässigen
Pegel hinaus erzeugen, durch die Blöcke 10 und 20, 1A,
steuerbar verringert werden. Die Verringerung der Amplitude der
Signale r, g und b erzeugt eine entsprechende Verringerung der Amplitude
der Bildröhren-Ansteuersignale
RG und B mit der gewünschten
Verringerung abgestrahlter Spektralkomponenten.
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Ähnlich kann
die Amplitude abgestrahlter Spektralkomponenten durch die selektive
Amplitudenverringerung der Anzeigesignalkomponenten, die wahrscheinlich
für Emissionen
verantwortlich sind, verringert werden. Diese selektive Verringerung
der Frequenzkomponentenamplitude kann z. B. durch gesteuerte Verringerung
der Bildkontrastierung oder der Entzerrung in Reaktion auf das Emissionssteuersignal
Ve erhalten werden. Ein weiteres Verfahren für die Emissionsverringerung
kann durch die gesteuerte Einführung
eines Netzes mit Tiefpassfrequenzgang in den Anzeigesignalkanal
an einem Punkt nach der Emissionsvorhersageverarbeitung erzielt werden.
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1C veranschaulicht
teilweise in Form eines Prinzip- und
teilweise in Form eines Blockschaltbilds eine weitere erfindungsgemäße Anordnung zum
Steuern unbeabsichtigter Emission. Diese erfindungsgemäße Anordnung
nutzt ein Vorwärtskopplungs-Steuersignal
eines offenen Steuerkreises, das mit einem automatischen Strahlstrombegrenzer-Steuerkreis gekoppelt
ist. Die Theorie und der Betrieb eines automatischen Strahlstrombegrenzers sind
gut bekannt. Allerdings zeigt 1C in
einfachen Begriffen einen Strom Is, der einer beispielhaften positiven
12 Volt-Versorgung über
Widerstände R1
und R2 entnommen wird, um am Anschluss ABL einen Strom Ib zu bilden.
Der Strom Ib ist mit einem nicht gezeigten Hochspannungsgenerator
gekoppelt und besitzt eine Stärke,
die repräsentativ
für den Strahlstrom
in einer durch eine Hochspannungsversorgung unter Strom gesetzten
CRT ist. An der Verbindungsstelle der Widerstände R1 und R2 wird eine Spannung
V2 erzeugt, die durch einen Kondensator C1 und eine Diode D1, die
zur Masse in Reihe geschaltet sind, tiefpassgefiltert wird. Die
Diode D1 ist durch einen Strom, der über den Widerstand R3 von einer
positiven 9 Volt-Versorgung zugeführt wird, in Durchlassrichtung
vorgespannt. Die Spannung V2 ist über ein weiteres Tiefpassfilter,
das durch den Widerstand R4 und den Kondensator C2 gebildet ist,
so gekoppelt, dass eine Strahlabtastspannung V1 gebildet wird, die
an den Videoprozessor 52 angelegt wird, um eine Verringerung
der Amplitude der Ausgangssignale r, g und b zu veranlassen. Der
Widerstand R4 ist zu einer Diode D2, die einen Entladungsweg für den Kondensator
C2 bereitstellt, parallel geschaltet. Die Strahlabtastspannung V1
wird an den Videoprozessor 52 angelegt, um eine Steuerung
der Videosignalamplitude zu schaffen. Mit den gezeigten beispielhaften
Bauelementewerten und während
des normalen Nicht-Strahlbegrenzungsbetriebs hat die Spannung V2
einen Wert von angenähert
6,5 Volt oder größer. Unter
den Bedingungen eines übermäßigen Strahlstroms
wird die Spannung V2 infolge eines erhöhten Spannungsabfalls über den
Widerstand R1 verringert. Wenn die Spannung V2 auf 4,5 Volt verringert
wird, wird durch gesteuerte Verringerung der Signalamplituden, z.
B. der Signale g, r, b, die innerhalb des Videoprozessors 52 erzeugt
werden und die mit den jeweiligen Ansteuerungsverstärkern gekoppelt
sind, um die Bildröhren-Ansteuersignale
G, R und B zu bilden, eine maximale Strahlstrombegrenzung erzielt.
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Vorteilhaft
ist das Emissionssteuersignal Ve in 1C über den
Widerstand R6 mit der Basis des Transistors Q1 gekoppelt. Der Emitter
des Transistors Q1 ist über
den Widerstand R7 mit Masse verbunden und der Kollektor ist über den
Widerstand R5 mit der Verbindungsstelle der Widerstände R1 und R2
verbunden. Wie zuvor beschrieben wurde, wird das Emissionssteuersignal
Ve in Reaktion auf Zunahmen bestimmter Signalkomponenten, die das Emissionsvorhersagesignal
Y' umfassen, stärker positiv.
Somit veranlasst ein zunehmender Wert des an die Basis des Transistors
Q1 angelegten Signals Ve eine Leitung des über den Widerstand R1 gelieferten Stroms
Ie und leitet diesen fortschreitend zur Masse um. Diese zusätzliche
Stromsenke veranlasst einen zusätzlichen
Spannungsabfall über
den Widerstand R1, der die Spannung V2 auf einen niedrigeren Wert relativ
zum Massepotential zwingt. Somit wird an den Strahlstrombegrenzer-Steuerkreis
ein Vorwärtskopplungs-Emissionssteuersignal
angelegt, um außer
der Strahlstrombegrenzung eine Emissionssteuerung zu schaffen.
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In
der beispielhaften 1D ist ein vorteilhaftes gesteuertes
Tiefpassfilter gezeigt. Das Tiefpassfilter umfasst ein Widerstands-Kondensator-Filter,
das in Reaktion auf das Emissionssteuersignal Ve durch den Transistor
Qd aktiviert wird. Die Tiefpassfiltercharakteristik wird durch frequenzselektive Potentialteilung
des Eingangssignals Y, z. B. einer Leuchtdichtekomponente des Anzeigesignals,
erhalten. Allerdings kann diese Filterung auf jede einzelne Farbsignalkomponente
angewendet werden. Die Tiefpassfilterung oder der Flankenabfall
des Frequenzgangs des Ausgangssignals Yro wird durch einen Frequenznebenschlussweg
erhalten, der durch einen Kondensator C1 gebildet ist, der über den Transistor
Qd in Reaktion auf das Signal Ve steuerbar mit Masse verbunden ist.
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Ein
weiteres vorteilhaftes Tiefpassfilter, das in Reaktion auf die Größe des Emissionssteuersignals
Ve einen veränderlichen
Flankenabfall des Frequenzgangs liefert, ist in der beispielhaften 1E gezeigt.
Als ein Eingangssignal ist eine beispielhafte Leuchtdichtekomponente
Y des Anzeigesignals gezeigt, wobei diese Filterung aber auf jede
einzelne Farbsignalkomponente angewendet werden kann. Das beispielhafte
Eingangssignal ist mit einem Paar von Filternetzen LPF und HPF gekoppelt,
die eine tiefpassgefilterte bzw. eine hochpassgefilterte Signalkomponente
erzeugen. Die Tiefpasscharakteristik ist derart, dass das Eingangssignal
im Wesentlichen ohne irgendeine Frequenzdämpfung durchgelassen wird.
Die Hochpasscharakteristik schafft einen allmählichen Übergang von dem Niederfrequenz-Sperrband
zu dem Hochfrequenz-Durchlassband.
Beide Filter sind so angeordnet, dass sie ähnliche Gruppenverzögerungscharakteristiken
haben, sodass die Signale von beiden Filtern im Block 200 ohne
erhebliche Signalformverzerrung kombiniert werden können. Die
Signale von den zwei Filtern werden an den Mischer 200 angelegt,
wobei die hochpassgefilterten Signale an den invertierenden Eingang
angelegt werden und die tiefpassgefilterten Signale an den nicht
invertierenden Eingang angelegt werden. Das Emissionssteuersignal
Ve wird an den Mischer 200 angelegt, um die Anteile der
Eingangssignale zu steuern, die das Ausgangssignal Yvar bilden.
Da das hochpassgefilterte Signal invertiert wird, ist der Frequenzflankenabfall
oder die Bandbreitenbegrenzung im Ausgangssignal Yvar umso größer, je
größer der
Beitrag des hochpassgefilterten Signals zu der Ausgabe ist.
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4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
zum regenerativen Erzeugen eines Emissionssteuersignals Ve. Das
Vorhersagesignal Y' ist über einen
Reihenwiderstand R1 und einen Kondensator C1 mit der Basis eines
NPN-Transistors Q1 gekoppelt. Außerdem ist die Basis des Transistors
Q1 mit einer Induktionsspule L1 gekoppelt, die von dem durch die
Widerstände
R2 und R3 gebildeten Spannungsteiler ein Vorspannungspotential von
angenähert
0,5 Volt zuführt.
Der Widerstand R2 ist mit einer positiven Versorgung, z. B. 12 Volt,
verbunden, während
der Widerstand R3 mit Masse verbunden ist. Der Kollektor des Transistors
Q1 ist durch einen Widerstand R4 mit der positiven Versorgung verbunden und
der Emitter ist mit Masse verbunden. Der Kondensator C1 und die
Induktionsspule L1 bilden ein Reihenresonanzfilter mit einer Frequenz
von angenähert
15 MHz. Somit wird die Amplitude von Komponenten des Vorhersagesignals
Y' mit Frequenzen
im Bereich von etwa 15 MHz durch die Resonanzwirkung des Reihenresonanzkreises
erhöht.
Da die Basis des Transistors Q1 bei angenähert 0,5 Volt vorgespannt ist,
reichen nur positive Vorhersagesignalkomponenten mit Amplituden über einigen
wenigen einhundert Millivolt aus, um den Transistor einzuschalten.
Der Kollektor des Transistors Q1 ist über den Widerstand R5 mit der
Basis eines PNP-Transistors Q1 gekoppelt, der einen Emitter, der
mit der positiven Versorgung verbunden ist, und den Kollektor, der über den
Lastwiderstand R6 mit der Masse verbunden ist, besitzt. Der Kollektor
des Transistors Q2 ist außerdem über ein
Differenziernetz, das durch den Kondensator C2 und durch den Widerstand
R7 gebildet ist, die eine Mitkopplung liefern, die eine monostabile
Wirkung erzeugt, zur Basis des Transistors Q1 rückgekoppelt. Somit veranlassen
positive Komponenten des Signals Y' mit ausreichender Amplitude und/oder
mit ausreichendem Frequenzbereich, dass die Transistoren Q1 und
Q2 für
eine Zeitdauer von angenähert
60 bis 100 Nanosekunden, wie durch den Kondensator C2 bestimmt wird,
einen instabilen Zustand annehmen. Die Leitung des Transistors Q2 erzeugt
an dem Kollektor, der mit einem Widerstand R8 und einem Kondensator
C3 gekoppelt ist, die mit Masse in Reihe geschaltet sind, um einen
Integrator zu bilden, einen positiven Impuls PS mit nominell 12 Volt.
Die Verbindungsstelle des Kondensators und des Widerstands ist mit
der Basis eines Emitterfolgertranistors Q3 verbunden, der ein Emissionssteuersignal
Ve erzeugt. Der Kollektor des Transistors Q3 ist durch einen Widerstand
R9 mit der positiven Versorgung verbunden und der Emitter ist über Widerstände R10
mit dem Kondensator C8 gekoppelt, was für das Emissionssteuersignal
Ve ein Tiefpassfilter bildet.
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Wie
zuvor diskutiert wurde, kann der Mikroprozessor 30 auf
das Emissionssteuersignal zugreifen und es verteilen. Allerdings
kann der Mikroprozessor 30 mit dem Emissionsanalysator
aus 1B durch Abtasten, z. B. durch Zählen des
Impulssignals PS am Kollektor des Transistors Q2, Emissionssteuerdaten
ableiten. Somit kann das Emissionssteuersignal durch den Datenbus 35 verteilt
werden. Außerdem
kann der Mikroprozessor 30 geeignete Algorithmen nutzen,
die eine unabhängige
Steuerung der Anstiegs- und Abfallzeiten des Emissionssteuersignals
ermöglichen.