DE69614780T2 - Bildröhrensteuerungsgerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Verstärker im allgemeinen und insbesondere eine Vorrichtung zur Verstärkung eines Videosignals zur Steuerung der Kathodenelektrode einer Bildröhre.
• In Fernsehgeräten mit Bildröhren mit direkter Betrachtung oder Projektion als Wiedergabeeinheiten ist es erwünscht, daß der Verstärker, der die Kathode der Bildröhre steuert, ein Treibersignal mit einer relativ hohen Spannung, einer großen Bandbreite und einer hohen Anstiegsgeschwindigkeit liefert. Im allgemeinen liegen Steuerspannungen in der Größenordnung von 200 Volt oder dergleichen, die Bandbreiten können 5 MHz oder mehr betragen, und die Anstiegsgeschwindigkeit kann wesentlich größer sein als 100 Volt/Microsekunde.
• Zur Erleichterung des Hochspannungsbetriebs wird im allgemeinen ein Kaskodenaufbau einer Eingangsstufe in Emitterschaltung angewendet, die eine Ausgangsstufe in Basisschaltung steuert. Ein derartiger Aufbau benötigt nur einen Hochspannungstransistor (die Ausgangsstufe) und, da sie in einem Aufbau mit einer Basisschaltung geschaltet ist, wird der sogenannte Miller-Effekt unterdrückt, so daß ein Betrieb mit einer sehr großen Bandbreite möglich ist. In der Praxis sind die tatsächliche Bandbreite und die Anstiegsgeschwindigkeit, die in einem Kaskodenverstärker erreichbar sind, in einem großen Maß abhängig von der wirksamen Lastkapazität an der Ausgangsstufe und dem verfügbaren Ausgangsstrom.
• Im allgemeinen kann man entweder den Betriebsstrom des Verstärkers erhöhen oder die wirksame Lastkapazität verringern, wie in der EP-A-335 607, um die Bandbreite und die Anstiegsgeschwindigkeit des Verstärkers zu maximieren. Jedoch ist es, da eine Erhöhung des Stroms notwendigerweise eine Erhöhung der Verlustleistung des Verstärkers bewirkt, vorzuziehen, Schritte zu unternehmen, um für eine verbesserte Leistungsfähigkeit die wirksame Lastkapazität zu verringern und nicht die Betriebsleistung zu erhöhen.
• Bei Bildröhren-Steueranwendungen ist die dem Verstärker dargebotene "wirksame" Lastkapazität im wesentlichen die der Kathode der Bildröhre und der Streukapazitäten des Sockels und der Fassung, der Funkenstrecken, der Schaltung und dergleichen. Eine wirkungsvolle Lösung zur Verringerung der wirksamen Kapazitätsbelastung besteht darin, den Verstärker über einen Gegentakt- Komplementär-Emitterfolgerverstärker an die Kathode anzuschließen. Ein derartiger Verstärker "trennt" effektiv die Lastkapazität etwa im Verhältnis des Reziprokwertes der Stromverstärkung ("Beta") des Transistors. Der zusätzliche Strom durch den Folgerverstärker bildet eine schnellere Ladung und Entladung der Lastkapazität und erhöht dadurch die Anstiegsgeschwindigkeit und die Bandbreite. Um einen Anstieg in der Ruheverlustleistung im wesentlichen zu vermeiden, ist es allgemeine Praxis, den Folgerverstärker im Modus "Klasse-B" zu betreiben, in dem die Gegentakttransistoren zur Vermeidung einer gleichzeitigen Leitung vorgespannt sind.
• Es wurde von John. H. Furrey in der US-PS 4 860 107 mit der Bezeichnung VIDEO DISPLAY DRIVER APPARATUS, ausgegeben am 22. August 1989, erkannt, daß man durch Anwendung einer "Reihenform" eines Gegentakt-Komplementär- Emitterfolgers eine verbesserte Verringerung der Kapazität erreichen kann als mit der mehr üblichen "Parallelform" eines Gegentakt-Komplementär-Emitterfolgers, und Furrey entwickelte einen Verstärker mit dem gewünschten Betrieb in der Klasse-B.
• Im einzelnen ist in der hier verwendeten Definition eine "Parallelform" eines komplementären Emitter (oder Source)-Folgers eine solche, in der die Eingänge (Basis- oder Gate-Elektroden) eines Paars von komplementären Transistoren (Bipolar oder Feldeffekt) parallel geschaltet sind und ein Eingangssignal von einem Verstärker empfangen, und die Ausgänge (Emitter oder Sourcen) zur Steuerung einer Last parallelgeschaltet sind. Der Ausdruck "Reihenform" des komplementären Emitter- oder Source-Folgers ist ein Ausdruck, in dem die komplementären Emitter (oder Source)-Folger in Reihe geschaltet sind und eine Kaskadenverbindung zwischen dem Ausgang eines Verstärkers und einer Last bilden, und Dioden zur Umgehung des Reihentransistors vorgesehen sind, der nicht die Last steuert.
• In der Reihenform von Furrey eines komplementären "Gegentakt"-Emitterfolgers sind für jeden Transistor Dioden vorgesehen, um den Transistor zu überbrücken, der in Sperrichtung vorgespannt ist. Im einzelnen liegt eine Diode über der Basis/Emitter- Strecke jedes Transistors, und jede Diode ist für eine Leitung mit einem Vorwärtsstrom in einer Richtung entgegengesetzt zu der der zugehörigen Basis/Emitter-Strecke vorgespannt. Das verringert nennenswert die wirksame Lastkapazität der Wiedergabeeinheit (Last der Bildröhre und Streukapazitäten), wodurch das positive und negative Übergangsverhalten des Videosignals verbessert wird.
• Die Anwendung von Verstärkern mit einem Komplementär-Gegentakt-Emitterfolger (oder allgemeiner "Spannungsfolger") in der beschriebenen Form ist wirksam für die Verringerung der den Treiberverstärker dargebotenen Kapazität aufgrund der Kapazität der Bildröhrenkathode. Jedoch wird hier erkannt, daß eine noch weitergehende Verbesserung in der Leistungsfähigkeit des Treiberverstärkers erreicht werden kann, wenn beide Typen (d. h. der "Reihen"-Typ oder der "Parallel"- Typ) des Gegenktakt-Komplementär-Emitterfolgerverstärkers für den Anschluß des Ausgangs des Treibers an die Last der Kathodenelektrode angewendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Anforderung erfüllt. Die Prinzipien der Erfindung können, wie beschrieben wird, auf unsymmetrische oder einseitig geerdete Anwendungen ausgedehnt werden.
• Eine Bildröhren-Steuervorrichtung mit der Erfindung enthält einen Videoverstärker mit einem Ausgang, der über einen Spannungsfolger mit der Kathodenelektrode der Bildröhre verbunden ist. Der Spannungsfolger enthält einen Transistor mit einem Leitweg und einer Steuerelektrode zur Steuerung der Leitfähigkeit des Weges, wobei die Steuerelektrode ein Videosignal von dem Videoverstärker empfängt, ein erstes Ende des Leitweges über eine Stromquelle mit einem Punkt einer Referenzspannung und mit der Bildröhrenkathode verbunden ist, das zweite Ende des Leitweges mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Es ist eine Rückkopplungsschaltung vorgesehen, um eine positive Rückkopplungsspannung dem zweiten Ende des Leitweges des Spannungsfolgertransistors zuzuführen und eine im wesentlichen konstante Spannung über dem Leitweg aufrechtzuerhalten, wobei die im wesentlichen konstante Spannung von Änderungen in dem der Steuerelektrode zugeführten Videosignal unabhängig ist.
• Die obigen und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. In der Zeichnung:
• Fig. 1 ist ein Schaltbild, teilweise in Blockform, einer Fernseh- Wiedergabevorrichtung mit der Erfindung,
• Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 1, in der ein Hochspannungs-Steuerteil für einen Vorwärtsbetrieb und eine Schaltung mit einer positiven Rückkopplung zur Kostenverringerung vereinfacht sind,
• Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 1, in der die komplementären Gegentakt-Emitterfolger-Pufferverstärker vom Paralleltyp durch Gegentakt-Emitterfolger-Pufferverstärker vom Reihentyp ersetzt sind,
• Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 2, in der die komplementären Gegentakt-Emitterfolger-Pufferverstärker vom Reihentyp durch komplementäre Gegentakt-Emitterfolger-Pufferverstärker vom Reihentyp ersetzt sind,
• Fig. 5 ist ein Schaltbild, teilweise in Blockform, und zeigt eine Abwandlung des Beispiels von Fig. 2 für Anwendungen mit einem asymmetrischen oder einseitig geerdeten Bildröhrentreiber, und
• Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung des Beispiels von Fig. 1.
• Vor der Betrachtung von Einzelheiten der Fernsehschaltung von Fig. 1 ist es hilfreich, zunächst im einzelnen das Problem der Anwendung von bekannten Gegentakt- Emitterfolger-Pufferverstärkern für die Trennung der Kapazität der Bildröhrenkathode von dem Ausgang des Bildröhren-Treiberverstärkers zu betrachten. Wie oben erläutert, ist die Anwendung eines Folgervestärkers wirksam für die Verringerung der Kapazität der Kathode (und der Streukapazitäten), die dem Ausgang des Hochspannungs-Videotreiberverstärkers angeboten wird. Es wurde hier jedoch erkannt, daß der Folgerverstärker für sich allein eine kapazitive Belastung für den Treiberverstärker einführen kann, was zu einer Begrenzung der Leistungsfähigkeit der Gesamtschaltung führt.
• Im einzelnen wurde herausgefunden, daß die Hauptquelle der unerwünschten Wirkungen der Kapazitätsbelastung in Bildröhren-Treiberanordnungen vom Typ mit Gegentakt-Folgern die Kollektor/Basis-Kapazitäten der Folger-Ausgangstransistoren sind. Im allgemeinen sind diese Kapazitäten kleiner als die Kapazität der Bildröhrenkathode. Daher bildet die Trennung der Kathode durch einen Folgerverstärker eine Verringerung der Gesamtkapazität sowie eine Verbesserung der Anstiegsgeschwindigkeits und der Bandbreite, verglichen mit direkt gekoppelten Schaltungen. Um jedoch den maximalen Nutzen aus der Anwendung einer Trennung mit einem Emitterfolger zu erzielen, wurde es hier als wünschenswert erkannt, die wirksame Kapazität des Folgerverstärkers selbst zu verringern.
• Um eine wirksame Verringerung der Kapazität des Emitterfolgers zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Rückkopplung in der Weise eingesetzt, daß der Stromfluß unter dynamischen Signalbedingungen in den Kollektor/Basis- Kapazitäten der Folgertransistoren verringert wird. Dieses wird, wie später im einzelnen beschrieben wird, durch eine derartige Anwendung der Rückkopplung erreicht, daß für die Folgertransistoren eine im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Spannung aufrechterhalten wird. Dadurch wird wiederum die Kollektor/Basis-Spannung konstant gehalten. Als Ergebnis gibt es unter dynamischen Signalbedingungen nur eine geringe oder keine Ladung oder Entladung der Kollektor/Basis-Kapazitäten, wenn die Signalspannung sich ändert.
• Die effektive Verringerung in der Eingangsimpedanz des Folgerverstärkers aufgrund der Kollektor/Basis-Kapazitäten des Transistors ist abhängig von dem Prozentsatz der für die Regelung der Kollektor/Emitter-Spannung angewendeten Rückkopplung. Wenn zum Beispiel der Prozentsatz der Rückkopplung so gewählt wird, daß Änderungen in der Kollektor/Emitter-Spannung um fünfzig Prozent verringert werden, dann werden die sich ergebenden Ströme, die die Kollektor/Basis-Kapazitäten des Folgerverstärkers aufladen und entladen, ebenfalls um fünfzig Prozent verringert und somit die "effektive" Kapazitätslastung halbiert. Größere Verringerungen in der Kapazität des Folgerverstärkers können erreicht werden, wenn der Prozentsatz der Rückkopplung in Richtung auf "eins" erhöht wird. In den folgenden Beispielen der Erfindung liegt der Prozentsatz der angewendeten positiven Rückkopplung in der Nähe von 100%. Für eine Stabilität der Schaltung wird Vorsorge getroffen, daß die Rückkopplungsverstärkung nicht gleich "eins" sein oder "eins" überschreiten kann. In den dargestellten Beispielen wird dies dadurch erreicht, daß alle "aktiven" Halbleitereinheiten in den Gegenkopplungswegen in den Spannungs- oder Emitterfolger-Aufbauten verbunden werden.
• Die vorangehende Übersicht über die Prinzipien der Erfindung wird nunmehr im einzelnen anhand des Beispiels von Fig. 1 beschrieben. Die Fig. 1 zeigt eine Fernseh- Wiedergabeanordnung mit einer Videosignalquelle 10 zum Liefern eines Videosignals S1 zu der Bildröhrenkathode 16 für eine Wiedergabe. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind Einzelheiten der Bildröhre und der Signalquelle nicht dargestellt. Es wird vorausgesetzt, daß für eine Farbanordnung drei Treiberverstärker vorhanden wären.
• Als Übersicht: Zur Verstärkung des Videosignals auf die an der Kathode 16 benötigten hohen Spannungswerte enthält die Schaltung einen Kaskodentyp eines Hochspannungsverstärkers 20 (gestrichelt umrandet). Zur Trennung des Ausgangs des Hochspannungsverstärkers 20 von der Kapazität der Bildröhrenkathode 16 ist der Ausgang des Verstärkers 20 (Kollektor des Transistors Q3) über einen Gegentakt-Komplementär-Emitterfolgerverstärker 30 (gestrichelt umrandet) mit der Kathode 16 verbunden. Zum Schutz des Treiberverstärkers gegenüber Bildröhrenüberschlägen ist die Ausgangsklemme 15 des Folgerverstärkers mit der Kathode 16 über einen Widerstand R15 und eine Spule L1 zum Schutz gegen Bildröhrenüberschläge verbunden. Für den Betrieb mit einer automatischen Bildröhrenvorspannung (AKB = automatic kinescope bias) ist eine Abtastschaltung 40 für den Kathodenstrom ("Ik sense", gestrichelt umrandet) vorgesehen, die den Kollektorstrom eines PNP-Transistors (Q1 - Q7) in dem Gegentakt- Emitterfolgerverstärker 30 abtastet, um ein AKB-Ausgangssignal an einer Ausgangsklemme 18 proportional zu dem Kathodenstrom Ik der Bildröhrenkathode 16 zu erzeugen. Dieses Merkmal ist fakultativ und kann, wie später erläutert wird, weggelassen werden.
• Schließlich enthält das System zur Verringerung der effektiven, dem Hochspannungsverstärker dargebotenen Kapazität durch die Kollektor-Basis- Kapazitäten des komplementären Emitterfolgers 30 eine Rückkopplungs- Steuerschaltung 50 (gestrichelt umrandet), die eine im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Spannung für den NPN-Transistor Q4 des Folgerverstärkers 30 aufrechterhält, sowie eine andere Rückkopplungs-Steuerschaltung 60 (gestrichelt umrandet), die eine im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Spannung für den PNP-Transistor Q7 des Folgerverstärkers 30 aufrechterhält. Wie bereits vorher bemerkt und später im einzelnen erläutert wird, regelt der Betrieb der Folgertransistoren bei konstanten Werten der Kollektor/Emitter-Spannung auch die Kollektor/Basis-Spannung auf einen nahezu konstanten Wert. Dies wiederum verringert die Größe der Lade- und Entladeströme der Kollektor/Basis-Kapazitäten der Folgertransistoren. Das vorteilhafte Ergebnis besteht darin, daß, da der Treiberverstärker keine Lade- und Entladeströme für diese "parasitären" oder Streukapazitäten liefern muß, die Gesamteigenschaften der Anstiegsgeschwindigkeit, der Bandbreite und des Übergangsverhaltens verbessert werden.
• Es werden nunmehr die Schaltungsdetails und weitere Betriebsmerkmale der Video- Wiedergabeanordnung von Fig. 1 betrachtet. Die Signalquelle 10 kann einen bekannten Aufbau aufweisen und enthält einen Tuner, einen ZF-Verstärker und einen Videodetektor sowie eine Basisband-Verarbeitung zur Steuerung von Farbton, Sättigung, Helligkeit und Kontrast sowie die Matrixierung in Komponenten (z. Bsp. RGB) für die Wiedergabe. Die Bildröhre kann monochrom oder einfarbig oder eine Farbbildröhre sein (direkte Betrachtung oder Projektion). Für derartige Farb- Videoanwendungen werden drei Bildrohrtreiberschaltungen benötigt, eine für jede anzusteuernde Kathode. Eine Hochspannung (zum Beispiel ungefähr 200 Volt) für den Betrieb des Verstärkers 20 und der Rückkopplung- oder Regelungsschaltungen 50 und 60 wird von der Hochspannungs (H. V.)-Versorgungsklemme 20 geliefert. Die Entkopplung der Hochspannungsquelle (20) erfolgt durch ein Entkopplungsnetzwerk oder Tiefpaßfilter mit einem Widerstand R20 und einem Kondensator C20. Eine Betriebsspannungsklemme 21 mit einer niedrigen Spannung (L. V.) liefert eine relativ niedrige Spannung (z. Bsp. ungefähr 12 Volt) zur Vorspannung der Eingangs- und Kaskodenstufen (Transistoren Q1-Q3) der Hochspannungs-Videotreiberverstärker 20. Dieser Betriebsspannungseingang ist ebenfalls durch ein RC-Netzwerk mit einem Widerstand R21 und einem Kondensator C21 entkoppelt.
• Der Hochspannungs-Treiberverstärker 20 enthält einen NPN-Eingangstransistor Q2 in Emitterschaltung, der mit einem NPN-Ausgangstransistor Q3 in Basisschaltung in Kaskode liegt. Eine konstante Basisvorspannung für den Kaskoden- Ausgangstransistor Q3 wird von dem Niederspannungs (z. B. +12 Volt) - Entkopplungsnetzwerk (R21, C21) geliefert. Eine niedrigere Spannung für den Betrieb des Emitter-Lastwiderstandes R6 des Eingangstransistors Q2 wird durch einen Regler mit einer Zenerdiode geliefert, der einen Widerstand R5 und eine Zenerdiode CR1 zwischen der Basis des Transistors Q3 und Erde enthält. Beispielsweise kann die Zenerspannung 5 oder 6 Volt betragen, die eine Gleichspannungsreferenz für den Lastwiderstand R6 des Kaskoden- Eingangstransistors sowie eine Gleichspannungsreferenz für den AKB- Abtastverstärker 40 bildet. Die Emitterelektrode des Eingangstransistors Q2 ist außerdem über ein Begrenzungsnetzwerk für hohe Frequenzen mit einem Widerstand R7 und einem Kondensator C2, die in Reihe geschaltet sind, mit Erde verbunden.
• Das zu verstärkende Videoeingangssignal von der Quelle 10 wird der Basis des Kaskoden-Eingangstransistors über eine Emitterfolger-Eingangsstufe mit einem PNP-Transistor Q1 zugeführt, dessen Kollektor mit Erde verbunden und dessen Basis über einen Eingangswiderstand R3 mit der Videoeingangsklemme 12 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q1 ist mit der Basis des Transistors Q2 und mit der niedrigen Betriebsspannung 21 über einen Emitterwiderstand R4 verbunden. Zusätzlich erfolgt die Begrenzung gegenüber hohen Frequenzen durch ein weiteres Begrenzungsnetzwerk mit einem in Reihe liegenden Widerstand R1 und Kondensator C1, die parallel zu dem Eingangswiderstand R3 liegt.
• Die Kollektorlast für den Kaskadenverstärker 20 wird durch einen Widerstand R8 gebildet, der zwischen der Hochspannungsquelle 20 und dem Kollektor des Kaskoden-Ausgangstransistors Q3 liegt. Eine Diode CR3 liegt zwischen dem Lastwiderstand R8 und dem Kollektor des Transistors Q3 und liefert eine geringe Offsetspannung zur Verringerung der Übersprechverzerrung in dem komplementären Emitterfolgerverstärker 30.
• Im Betrieb des Kaskodenvestärkers 20 ist die Verstärkung der offenen Schleife direkt proportional zu dem Wert des Lastwiderstands R8 und umgekehrt proportional zu der Impedanz des Emitternetzwerks R6, C2 und C7, wie vorangehend beschrieben. Die Verstärkung der offenen Schleife, die Bandbreite und die Anstiegsgeschwindigkeit sind ebenfalls abhängig von der kapazitiven Belastung des Ausgangs des Verstärkers 20 (d. h. der dem Kollektor des Transistors Q3 dargebotenen Kapazität). Diese wird, wie später im einzelnen beschrieben wird, dadurch verringert, daß die Gegentakttransistoren des komplementären Emitterfolgerverstärkers 30 bei konstanten Werten der Kollektor/Emitter-Spannung betrieben werden. Die Verstärkung der geschlossen Schleife ist, unter der Annahme, daß die Verstärkung der offenen Schleife ausreichend ist, direkt proportional zu dem Wert des Rückkopplungswiderstands R2 und umgekehrt proportional zu der Impedanz des Eingangsnetzwerks R1, R3 und C1.
• Im folgenden werden die Einzelheiten des komplementären Gegentakt- Emitterfolgerverstärkers 30 betrachtet. Dieser Verstärker enthält ein Paar von komplementären Transistoren Q4 und Q7, deren Basiselektroden mit dem Ausgang (Kollektor von Q3) des Verstärkers 20 und deren Emitter über Emitterwiderstände R9 beziehungsweise R12 mit einer Ausgangsklemme 15 verbunden sind. Der Ausgang 15 des Folgers 30 ist, wie vorher erwähnt, über ein Unterdrückungsnetzwerk für Bildröhrenüberschläge mit der Reihenschaltung einer Induktivität L1 und eines Widerstandes R15 mit der Kathode 16 verbunden. Die Betriebsspannung (Kollektorspannungen) für die Folgertransistoren Q4 und Q7 wird über Rückkopplungsschaltungen 50 und 60 geliefert.
• Die Schaltung 50 bewirkt die Regelung der Kollektor/Emitter-Spannung des Folgertransistors Q4 auf einen konstanten Wert. Dafür enthält die Schaltung 50 einen Spannungsregelungs-Transistor Q6, dessen Kollektor mit der Betriebsspannung 20 und dessen Emitter mit dem Kollektor des Transistors Q4 verbunden ist. Der Eingang (Basis) des Spannungsregelungs-Transistors Q6 ist über einen Kondensator C3 parallel zu einer Einheit mit Schwellwertleitung (d. h. eine Zenerdiode) CR3 mit der Emitterelektrode des Folgertransistors Q4 verbunden. Dieser positive Rückkopplungsweg bildet eine im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Offsetspannung für den Folgertransistor Q4 gleich der Zenerspannung. Zur Lieferung eines Betriebsstroms für die Zenerdiode ist deren Kathode über einen Widerstand R11 mit der Hochspannungsquelle 20 verbunden. Zur Minimierung der Belastung der Emitterschaltung des Transistors Q4 ist der Emitter über einen Emitterfolgertransistor Q5 mit dem Kondensator C3 und der Zenerdiode CR3 verbunden. Im einzelnen ist der Transistor Q5 ein PNP-Transistor, dessen Basis über einen Widerstand R10 mit dem Emitter des Folgertransistors Q4 verbunden ist. Die Kollektor/Emitter-Strecke des Folgertransistors Q5 liegt zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators C3 und der Zenerdiode CR3 und Erde. Bei bestimmten Anwendungen kann der Transistor Q5 entfallen, wie es in einem späteren Beispiel der Erfindung gezeigt und beschrieben wird.
• Die Schaltung 60 ist ähnlich zu der Schaltung 50 und bildet die Funktion der Regelung der Kollektor/Emitter-Spannung des Folgertransistors Q7 auf einen konstanten Wert. Dafür enthält die Schaltung 60 einen Spannungsregelungs- Transistor Q9, dessen Kollektor mit einem Betriebsspannungseingang des Abtastverstärkers 40 und dessen Emitter mit dem Kollektor des Transistors Q7 verbunden ist. Der Eingang des Spannungsregelungs-Transistors Q9 ist über einen Kondensator C4 parallel zu einer Einheit mit einer Schwellwertleitung (d. h. eine Zenerdiode) CR4 mit der Emitterelektrode des Folgertransistors Q7 verbunden. Dieser Rückkopplungsweg regelt die Kollektor/Emitter-Spannung des Folgertransistors Q7 auf die Zenerspannung. Zur Lieferung eines Betriebsstroms für die Zenerdiode ist deren Anode über einen Widerstand R14 mit Erde verbunden. Zur Minimierung der Belastung der Emitterschaltung des Transistors Q7 ist der Emitter über einen Emitterfolgertransistor Q8 mit dem Kondensator C4 und der Zenerdiode CR4 verbunden. Im einzelnen ist der Transistor Q8 ein NPN-Transistor, dessen Basis über einen Widerstand R13 mit dem Emitter des Folgertransistors Q7 verbunden ist. Die Kollektor/Emitter-Strecke des Transistors Q8 liegt zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators C4 mit der Zenerdiode CR4 und der Hochspannungsquelle 20.
• Der Abtastverstärker 40 ist für eine Anwendung in Video-Wiedergabeanordnungen mit einer Schaltung zur automatischen Bildröhrenvorspannung (AKB = automatic kinescope bias) vorgesehen und benötigt daher eine Abtastung des Kathodenstroms "Ik" der Bildröhre. Der Verstärker 40 enthält einen Abtasttransistor Q10 für den Kathodenstrom, dessen Emitter mit dem Kollektor des Spannungsregelungs- Transistors Q9 verbunden ist. Eine Referenzspannung für die Basis des Transistors Q10 wird durch die Zenerdiode CR1 geliefert. Der Kondensator C5 parallel zu der Diode CR1 bewirkt eine Siebung der geregelten Zenerspannung. Eine Ausgangsspannung proportional zu dem Kathodenstrom Ik steht an einer Ausgangsklemme 18 über dem Lastwiderstand R16, der zwischen dem Kollektor des Transistors Q10 und Erde liegt. Bei Anwendungen, die keinen AKB-Betrieb benötigen, kann der Abtastverstärker entfallen. In diesem Fall sollte, wie es in einem späteren Beispiel gezeigt wird, der Kollektor des Spannungsregelungs-Transistors Q9 mit Erde oder einer anderen geeigneten niedrigen Referenzspannung verbunden sein.
• Um den oben beschriebenen Betrieb zusammenzufassen: Der Kaskodenverstärker 20 verstärkt, wie vorher beschrieben, das Videosignal von der Quelle 10. Zur Minimierung der kapazitiven Belastung an dem Lastwiderstand R8 aufgrund der Kapazität der Bildröhre 16, seiner (nicht dargestellten) Fassung und Überschlags- Löscheinrichtungen und anderer Streukapazitäten ist der Ausgang (Kollektor des Transistors Q3) des Kaskodenverstärkers 20 über einen komplementären Gegentakt-Emitterfolgerverstärker 30 mit der Kathodenelektrode der Bildröhre verbunden. Der jeweilige Folgerverstärker ist vom "parallelen Typ", in dem die Basiselektroden zum Empfang des verstärkten Videosignals und die Emitter zum Steuern der Kathode parallel liegen.
• Die Aufnahme des Folgerverstärkers 30 bewirkt, wie hier angenommen, eine Verringerung in der dem Verstärker 20 dargebotenen Kathodenkapazität, bewirkt jedoch eine sekundäre Kapazitätswirkung, nämlich die Kollektor/Basis-Kapazitäten der Folgertransistoren Q4 und Q7. Zur effektiven Verringerung der Werte dieser unerwünschten Kapazitäten werden die diesen Kapazitäten zugeführten Blind-Lade- und Entladeströme verringert. Das wird durch die beiden Regeleinheiten 50 und 60 mit positiver Rückkopplung bewirkt, die die Kollektor/Emitter-Spannungen der Folgerverstärker auf konstanten Werten halten.
• Wenn zum Beispiel die Ausgangsspannung des Verstärkers 20 ansteigt, fällt die Emitterspannung des Folgertransistors Q4 ab, jedoch erhöhen die Zenerdiode CR3 und der Regeltransistor Q6 die Kollektorspannung des Folgertransistors Q4. Auf ähnliche Weise nimmt für eine Abnahme der Ausgangsspannung des Verstärkers 20 die Emitterspannung des Folgertransistors Q4 ab, und die Zenerdiode CR3 und der Regeltransistor Q6 bewirken eine Verringerung in der Kollektorspannung des Folgertransistors Q4. Zum Beispiel wird für eine Zenerspannung von 10 Volt die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q4 gleich der Zenerspannung, minus der Spannungen (Vbe) an der Basis/Emitter-Strecke der Transistoren Q5 und Q6. Für die angenommene Zenerspannung von 10 Volt beträgt die resultierende Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q4 ungefähr 8,8 Volt (bei einem Wert von Vbe von 0,6 Volt).
• Somit ist, ob die Eingangsspannung des Folgers zunimmt oder abnimmt, die Spannung über dem Folgertransistor vom Kollektor zum Emitter konstant. Da das Eingangssignal durch Wendepunkte läuft, ändert sich die Basisspannung um einige Hundert Millivolt relativ zum Emitter, wenn der Folgertransistor in Durchlaßrichtung und in Sperrichtung vorgespannt ist (Gegentaktbetrieb). Es wurde jedoch herausgefunden, daß die Änderungen der Basis/Emitter-Spannung relativ geringfügig sind, verglichen mit der geregelten Kollektor/Emitter-Spannung (z. Bsp. einer Zenerspannung von 10 Volt oder dergleichen). Als Ergebnis kann man davon ausgehen, daß die Änderungen der Kollektor/Basis-Spannung "nahezu" konstant sind und somit unter dynamischen Signalbedingungen eine geringe Ladung und Entladung der Kollektor/Basis-Kapazität erfolgt. Da derartige Blindströme gemäß der Erfindung unterdrückt werden, werden die wirksamen Kollektor/Basis-Kapazitäten für den Folgerverstärker verringert.
• Wie oben beschrieben, beträgt die Rückkopplung für die Regelung der Kollektor/Emitter-Spannungen für die Folgertransistoren nahezu 100 Prozent. Sie kann niemals gleich 100 werden, da zum Beispiel die Verstärkungen der Transistoren Q5 und Q6 nicht gleich "1" werden können, weil das unendliche Stromverstärkungen erfordern würde. In anderen Worten: Die Transistoren Q5 und Q6 sind beide als Emitterfolger geschaltet, und die Verstärkung eines Emitterfolgers kann sehr dicht bei "1" liegen, jedoch nie gleich "1" werden. Daher ist, selbst wenn die Rückkopplung positiv ist, die Schaltung stabil. Bei einem bestimmten Anwendungsfall können im Bedarfsfall geringere Rückkopplungsbeträge, zum Beispiel 50%, angewendet werden. Es sei bemerkt, daß die tatsächliche Zenerspannung kein kritischer Parameter der Schaltung ist. Der Überbrückungskondensator (C3 oder C4) für die Zenerdiode bewirkt eine gewünschte Verringerung der Wechselspannungsimpedanz des Spannungsreglers, um einen Breitbandbetrieb weiter zu erleichtern.
• Das Beispiel von Fig. 1 kann modifiziert werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist die Rückkopplungsteuerung der Verstärkung des Kaskodenverstärkers durch eine Vorwärtssteuerung ersetzt, und der AKB-Abtastverstärker 40 ist weggelassen. Zusätzlich wurden die Spannungsregler 50 und 60 vereinfacht.
• Im einzelnen: In dem Hochspannungs-Kaskodenverstärker 20 von Fig. 2 wurden der Rückkopplungwiderstand R2 sowie die Bauteile zur Begrenzung des Eingangs wie der Widerstand R1 und der Kondensator C1 weggelassen. Die derart geänderte Verstärkung ist durch den Lastwiderstand R8 und die Emitterimpedanz des Eingangstransistors Q2 bestimmt (d. h. der Emitterwiderstand R6 und das Begrenzungsnetzwerk mit dem Kondensator C2 und dem Widerstand R7).
• Abgesehen von diesen Modifikationen ist die Wirkungsweise ansonsten dieselbe wie in dem Beispiel von Fig. 1.
• Der Wegfall des AKB-Abtastverstärkers 40 erfordert, wie ober erläutert, eine Quelle relativ niedriger Spannung für den Kollektor des Regeltransistors Q9 für die positive Rückkopplungsspannung. Der Kollektor sollte an eine geeignete Spannung in der Nähe von Erde angeschlossen sein. Hier ist er direkt mit Erde verbunden.
• Die Vereinfachung der Spannungsreglerschaltungen 50A und 50B für die positive Rückkopplung bedeutet auch einen Wegfall der Transistoren Q5 und Q8 und einen Wegfall der Widerstände R10 und R13. In den obigen Beispielen bewirkten diese Bauteile die Verbindung der Emitter der Folgertransistoren zu den jeweiligen Einheiten mit Schwellwertleitung und Kondensatoren. In diesem Beispiel ist der Emitter des Folgertransistors Q4 mit dem Kondensator C3 und der Zenerdiode CR3 verbunden, indem diese Bauteile direkt an die Ausgangsklemme 15 angeschlossen sind. Dasselbe erfolgt für den Kondensator C4 und die Zenerdiode CR4.
• Im Betrieb liefert der Widerstand R11 einen Strom von der Hochspannungsquelle 20 über die Zenerdiode CR3 zu der Ausgangsklemme 15. Das bildet eine geregelte Spannung an der Basis des Regeltransistors Q6, die gleich ist der Emitterspannung des Transistors Q4, abzüglich des Spannungsabfalls über dem Widerstand R9, plus der Zenerspannung der Diode CR3. Der Widerstand R9 bildet in erster Linie einen Schutz gegen eine gleichzeitige Leitung der Transistoren Q4 und Q7 und kann daher einen relativ kleinen Wert haben (zum Beispiel 30 Ohm oder ähnlich). Somit ist der Spannungsabfall über dem Widerstand R9 vernachlässigter, und der Transistor Q4 arbeitet bei einer wesentlich konstanten Kollektor/Emitter-Spannung. Die Wirkungsweise des modifizierten Rückkopplungsreglers 60A ist dieselbe wie für 50A, mit Ausnahme der Transistorpolaritäten und der Richtungen des Stromflusses.
• Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des Beispiels von Fig. 1, in der die "parallele" Form des komplementären Gegentakt-Emitterfolgers 30 durch eine "Reihen"-Form des komplementären Gegentakt-Emitterfolgers 30B ersetzt ist. Der modifizierte Folger enthält einen NPN-Transistor Q302, dessen Basis/Emitter-Strecke in Reihe liegt mit der eines PNP-Transistors Q306 zwischen einer Eingangsklemme 301 und einer Ausgangsklemme 308. Die Dioden CR300 beziehungsweise CR304 liegen über den Basis/Emitter-Strecken der Transistoren Q302 und Q306 und sind gegensinnig gepolt zu der Polung der zugehörigen Strecken. Somit ist die Diode CR300 leitend, wenn der Transistor Q302 in Sperrichtung vorgespannt ist, und umgekehrt. Auf ähnliche Weise wird die Diode CR304 leitend, wodurch der Transistor Q306 in Sperrichtung vorgespannt wird. Die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q302 wird auf etwa den Wert der Zenerspannung der Diode CR3 geregelt, indem der Widerstand R10 mit dem Emitter des Folgertransistors Q302 verbunden ist, um die Emitterspannung abzutasten und den Emitter des Spannungsreglertransistors Q6 mit dem Kollektor des Folgertransistors Q302 zu verbinden. Das bildet eine positive Rückkopplung für die Regelung der Kollektorspannung des Transistors Q302 auf einen Wert, der gegenüber der Emitterspannung versetzt und proportional zu der Zenerspannung der Diode CR3 ist.
• Auf ähnliche Weise wird die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q306 etwa auf den Wert der Zenerspannung der Diode CR4 geregelt, indem der Widerstand R13 mit dem Emitter des Folgertransistors Q306 verbunden ist, um die Emitterspannung abzutasten und den Spannungsreglertransistor Q9 mit dem Kollektor des Folgertransistors Q306 zu verbinden. Das bildet eine positive Rückkopplung zur Regelung der Kollektorspannung des Transistors Q302 auf einen Wert, der gegenüber der Emitterspannung versetzt und proportional zu der Zenerspannung der Diode CR4 ist.
• Da die Diode CR2 in der abgewandelten Schaltung nicht benötigt wird, ist der Lastwiderstand R8 für den Kaskodenverstärker 20 direkt mit dem Kollektor des Kaskoden-Ausgangstransistors Q3 verbunden, und dieser Punkt ist direkt mit dem Eingang 301 des Folgers 30B verbunden. Im Betrieb bewirkt eine zunehmende Videosignalspannung am Eingang 301 eine Vorspannung des Transistors Q302 in Flußrichtung, um einen Treiberstrom über die Diode CR304 der Bildröhrenkathode 16 zuzuführen, und der Regler 50 hält die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q302 konstant. Eine abnehmende Videosignalspannung am Eingang 301 bewirkt eine Vorspannung des Transistors Q306 in Flußrichtung, um Treiberstrom über die Diode CR300 von der Bildröhrenkathode zurückzuführen, und der Regler 660 hält die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q306 auf einem im wesentlichen konstanten Wert. Für Zwecke der AKB-Abtastung wird der Kollektorstrom des Regeltransistors Q9 der Abtastverstärker-Schaltung 40 zugeführt, deren Wirkungsweise so wie vorher beschrieben ist.
• Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Beispiels von Fig. 1, in der die "parallele" Form des komplementären Gegentakt-Emitterfolgers 30 durch eine "Reihen"-Form eines komplementären Gegentakt-Emitterfolgers 30C ersetzt ist. Der modifizierte Folger enthält einen NPN-Transistor Q400, dessen Basis/Emitter-Strecke in Reihe mit der eines PNP-Transistors Q402 zwischen einer Eingangsklemme 401 und einer Ausgangsklemme 409 liegt. Dioden CR404 beziehungsweise CR406 liegen über den Basis/Emitter-Strecken der Transistoren Q400 und Q402 und sind gegensinnig zu den zugehörigen Strecken gepolt. Somit ist die Diode CR404 leitend, wenn der Transistor Q400 in Sperrichtung vorgespannt ist, und umgekehrt. Auf ähnliche Weise wird die Diode CR406 leitend und dadurch der Transistor Q402 in Sperrichtung vorgespannt. Die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q400 wird auf etwa den Wert der Zenerspannung der Diode CR3 geregelt, indem der Emitter des Transistors Q6 mit dem Kollektor des Transistors Q400 und der Emitter des Transistors Q6 über den Kondensator C3 und die Zenerdiode CR3 mit dem Ausgang 409 verbunden ist. Das ergibt eine positive Rückkopplung zur Regelung der Kollektorspannung des Transistors Q400 auf einen Wert, der gegenüber der Emitterspannung versetzt und proportional zu der Zenerspannung der Diode CR3 ist.
• Auf ähnliche Weise wird die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q402 auf etwa den Wert der Zenerspannung der Diode CR4 geregelt, indem der Emitter des Regeltransistors Q9 mit dem Kollektor des Transistors Q402 und die Basis des Transistors Q9 über einen Kondensator C4 und die Zenerdiode CR4 mit der Ausgangsklemme 409 verbunden ist. Das bildet eine positive Rückkopplung zur Regelung der Kollektorspannung des Transistors Q302 auf einen Wert, der gegenüber der Emitterspannung versetzt und proportional zu der Zenerspannung der Diode CR4 ist.
• Da die Diode CR2 in der modifizierten Schaltung von Fig. 4 nicht benötigt wird, ist der Lastwiderstand R8 für den Kaskodenverstärker 20 direkt mit dem Kollektor des Kaskoden-Ausgangstransistors Q3 verbunden, und dieser Punkt ist direkt mit dem Eingang 401 des Folgers 30C verbunden. Im Betrieb bewirkt eine zunehmende Videosignalspannung am Eingang 401 eine Vorspannung des Transistors Q400 in Flußrichtung, und der Treiberstrom wird über die Diode CR406 der Bildröhrenkathode 16 zugeführt, und der Regler 50 hält die Kollektor/Emitter- Spannung des Transistors Q400 konstant. Eine abnehmende Videosignalspannung am Eingang 401 bewirkt eine Vorspannung des Transistors Q402 in Flußrichtung, um Treiberstrom über die Diode CR404 von der Bildröhrenkathode zurückzuziehen, und der Regler 60 hält die Kollektor/Emitter-Spannung des Transistors Q402 auf einem im wesentlichen konstanten Wert. Da die AKB-Abtastung nicht benötigt wird, ist der Kollektor des Spannungsreglertransistors Q9 mit einer Quelle einer relativ niedrigen Spannung (Erde) verbunden.
• Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Beispiels von Fig. 2 zur Bildung eines einseitig geerdeten oder unsymmetrischen Betriebs des Folgers. Der Ausdruck "Spannungs"- Folger, wie er hier verwendet wird, bedeutet Emitterfolger (die bipolare Transistoren anwenden) und Quellenfolger oder Sourcefolger (die Feldeffekttransistoren anwenden). In diesem Beispiel der Erfindung arbeitet der Spannungsfolger in einem Modus gemäß der Klasse A, in dem der Folgertransistor die gesamte Zeit leitend ist. Dadurch wird eine Übersprechverzerrung beseitigt, die in komplementären Folgern auftreten kann, in denen die Transistoren in einem Modus in Klasse B mit einer begrenzten Leitung arbeiten. Andererseits wird aus Gründen der Verlustleistung der Betrieb in Klasse B oder im Gegentakt bevorzugt, da die Effizienz wesentlich höher ist als mit einseitig geerdeten oder unsymmetrischen Folgern.
• Als kurze Übersicht: In diesem Beispiel der Erfindung ist ein Videoverstärker (20A) über einen Spannungsfolger 500 mit der Kathodenelektrode 16 der Bildröhre verbunden. Der Spannungsfolger enthält einen Transistor mit einem Leitweg und einer Steuerelektrode zur Steuerung der Leitung des Weges. In diesem Fall ist der Spannungsfolger ein Emitterfolger, und der Folgertransistor ist ein bipolarer Transistor Q502. Die Steuerelektrode (z. Bsp. die Basis des Transistors Q502) empfängt ein Videosignal von dem Videoverstärker. Ein erstes Ende des Leitweges (zum Beispiel der Emitter von Q502) ist über eine Stromquelle 504 mit einem Punkt einer Referenzspannung (hier Erde) und mit der Bildröhrenkathode 16 verbunden. Das zweite Ende (d. h. der Emitter von Q502) des Leitweges ist mit einer Quelle (20) einer Betriebsspannung verbunden. Eine Rückkopplungsschaltung 50A ist an das erste Ende des Leitweges angeschlossen und liefert eine positive Rückkopplungsspannung an das zweite Ende des Leitweges des Spannungsfolgertransistors (Q502), um eine im wesentlichen konstante Spannung über dem Leitweg aufrechtzuerhalten, die unabhängig von Änderungen in dem der Steuerelektrode zugeführten Videosignal ist.
• Im einzelnen: In Fig. 5 ist der Ausgang des Kaskodenverstärkers 20A mit der Bildröhrenkathode 16 über einen einseitig geerdeten oder unsymmetrischen Emitterfolgerverstärker 500 mit einem Emitterfolgertransistor Q502 verbunden, dessen Basiselektrode mit dem Ausgang (Kollektor) des Transistors Q3 in dem Kaskodenverstärker 20A verbunden ist. In diesem Fall ist der Kollektor- Lastwiderstand R8 direkt mit dem Kollektor des Ausgangstransistor Q3 verbunden. Der Emitter des Transistors Q502 ist mit einer Ausgangsklemme 506 verbunden, die über eine Stromquelle 504 mit Erde verbunden ist, die einen konstanten Treiberstrom an die Ausgangsklemme 506 liefert. Die Kathodendelektrode 16 ist über das Bildröhren-Überschlags-Dämpfungsnetzwerk mit der Ausgangsklemme 506 verbunden, das die Reihenschaltung des Widerstandes R15 und der Spule L1 enthält.
• Zur Regelung der Kollektor/Emitter-Spannung des Emitterfolgertransistor auf einen konstanten Wert ist der Emitter mit dem Kondensator C3 und der Zenerdiode CR3 der Regelschaltung 50A mit der positiven Rückkopplungsspannung verbunden. Der Ausgang dieses Reglers ist der Emitter des Regeltransistors Q6, der mit der Kollektorelektrode des Emitterfolgertransistors Q502 verbunden ist.
• Die Wirkungsweise des Emitterfolgers ist ähnlich zu der Wirkungsweise der entsprechenden, vorher beschriebenen Transistoren, mit Ausnahme der oben beschriebenen Effizienz und Übersprecheffekte und der Art, in der der Herunterzieh- Strom (pull down current) geliefert wird. Im einzelnen: Für abnehmende Werte des Videosignals wird die Verringerung der Kathodenspannung durch die Stromquelle 504 gebildet. Wenngleich diese Quelle ein passives Bauteil wie einen Widerstand enthalten kann, kann in bestimmten Anwendungsfällen eine aktive Einheit vorzuziehen sein, zum Beispiel, wenn eine schnellere, in negativer Richtung gehende Anstiegsgeschwindigkeit bei niedrigen Werten der Ausgangsspannung erwünscht ist. Eine Konstantstromquelle, wie zum Beispiel ein geeignet vorgespannter bipolarer oder Feldeffektransistor, ist für diesen Zweck geeignet.
• Zur Wiederholung des Gesamtbetriebs steigt dann, wenn das durch den Verstärker 20A gelieferte Videosignal in der Spannung ansteigt, die Emitterspannung des Transistors 502 ebenfalls an und bewirkt dadurch eine Aufstockung der Basisspannung an dem Transistor Q6 des Rückkopplungsreglers und hält so die Kollektor/Emitter-Spannung des Emitterfolgertransistors konstant. Da diese Spannung sich nicht nennenswert ändert, ergibt sich keine Aufladung der Kollektor/Basis-Kapazität des Transistors Q502, und dadurch wird die wirksame, dem Ausgang des Verstärkers 20A angebotene Kapazität über die eines bekannten Emitterfolgerverstärkers verringert. Wenn im umgekehrten Fall die Basisspannung abfällt, so macht das die Emitterspannung auch, und der Transistor Q6, der gegenüber der Emitterspannung durch die Zenerspannung der Diode CR3 versetzt ist, verringert die Kollektorspannung des Folgertransistors Q502 und hält dadurch eine konstante Kollektor/Emitter-Spannung aufrecht. In diesem letzten Fall gibt es kein aktives Herunterziehen (pull down) der Videoausgangsspannung, jedoch wird diese Funktion durch die Stromquelle 504 gebildet.
• Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Beispiels von Fig. 1 hinsichtlich der Art der Lieferung des Basistreiberstroms für den Transistor Q8. Im einzelnen: In Fig. 1 war die Basis des Transistors Q8 über einen Widerstand mit dem Emitter des Folgertransistors Q7 verbunden, wo hingegen in Fig. 6 die Basis des Transistors Q8 über eine Diode CR600 und einen Kondensator C6 mit dem Emitter des Transistors Q8 und über einen Widerstand R600 mit dem Emitter des Transistors Q5 verbunden ist.
• Der Zweck der obigen Änderungen besteht darin, mögliche Fehler in der Abtastung des Kathodenstroms (Ik) durch eine Gleichvorspannung der Basis des Transistors Q8 von dem Emitter des Transistors Q5 zu verringern. Das beseitigt die Gleichspannungs-Basisstromanforderung für den Transistor Q8 von dem Emitter des Transistors Q7, der den Kathodenstrom Ik führt. Der zusätzliche Kondensator C6 bildet eine Wechselspannungskopplung des Emitters des Transistors Q7 zu der Basis des Transistors Q8, und dadurch ist der Hochfrequenzbetrieb derselbe wie in dem vorangehenden Beispiel. Die zusätzliche Diode CR600 bewirkt eine Korrektur für Videosignalzustände mit hohen Frequenzen und mit hohen Tastverhältnissen. Im einzelnen bildet diese Diode einen Gleichspannungsweg um den Kondensator für die Wechselspannungskopplung für ein hohes Tastverhältnis, Signalzustände mit hohen Frequenzen und verhindert eine Verringerung in der Basisvorspannung des Transistors Q8 bei Signalzuständen mit einem hohen Tastverhältnis oder hohen Frequenzen. Kurz gesagt: Die Diode CR600 verhindert, daß sich an dem Kondensator C6 eine nennenswerte mittlere Ladung ausbildet, die anderenfalls die Basisvorspannung des Transistors Q8 für Videosignale mit hoher Frequenz und hohem Tastverhältnis verringern würde.
• Im einzelnen: Es wurde erkannt, daß unter bestimmten Bedingungen in dem Beispiel von Fig. 1 die Stromanforderung aufgrund des Basisstroms des Transistors Q8 einen unerwünschten Fehler in der Messung des Kathodenstroms Ik durch den Abtastverstärker 40 bewirken kann. Bei dem Punkt, wo Ik für AKB-Zwecke gemessen wird, ist die Kathode in der Nähe des Strahlstromeinsatzpunktes, im allgemeinen mit "Cutoff" bezeichnet (ein hoher Spannungswert), und somit ist der Strom über die Basisschaltung des Transistors Q8 relativ groß und kann so einen nennenswerten Fehler in der Messung des Kathodenstroms Ik verursachen. Die oben beschriebenen Modifikationen stellen sicher, daß für Gleichspannung und niedrige Frequenzen der Basisstrom des Transistors Q8 von dem Emitter des Transistors Q5 kommt und dadurch den Fehler in der Messung von Ik verringert. Jedoch ist es für eine optimale Anstiegsgeschwindigkeit für hohe Frequenzen während aktiver Videointervalle nicht erwünscht, die Basis des Transistors Q8 von dem Emitter des Transistors Q5 anzusteuern. Für einen derartigen Fall wird eine stärkere Ansteuerung benötigt, das heißt für aktive Videosignale (d. h. wiedergegebenes Video verglichen mit den Werten der Videomessung im AKB- Betrieb) sollte der Transistor Q8 die Vorteile des Gegentakts mit hohem Strom und der verringerten Phasenverschiebung nutzen, die die Wechselspannungskopplung von dem Emitter des Transistors Q7 bildet. Die Aufgabe der zusätzlichen Diode, CR600, in der Basis-Treiberschaltung für den Transistor Q8 besteht darin, für derartige Fälle, wenn der Treiber einem hohen Tastverhältnis unterworfen ist, Signale mit großer Amplitude und hoher Frequenz zu bilden, die anderenfalls eine Verschiebung des Vorspannungspunktes beim Transistors Q8 bewirken würden. Für derartige Übergangsbedingungen bildet die zusätzliche Diode CR600 einen Umgehungsweg um den Wechselspannungskopplungs-Kondensator C6.
• Es ist ersichtlich, daß zahlreiche andere Änderungen an den hier gezeigten und beschriebenen Beispielen der Erfindung vorgenommen werden können. Zum Beispiel kann der Kaskodenverstärker 20 mit einer aktiven Kollektorlast und nicht mit der dargestellten passiven Last (Widerstand) ausgebildet sein. Eine geeignete aktive Last wäre ein für den Betrieb als Stromquelle vorgespannter Transistor. Eine andere Abwandlung bei der Lastimpedanz des Kaskodenverstärkers könnte darin bestehen, eine Spule in Reihe mit dem Widerstand R8 zu schalten. Eine andere Alternative könnte darin bestehen, eine kleine Kapazität von dem Ausgang des Gegentaktverstärkers zu einem "Mittelabgriff" an dem Lastwiderstand R8 zu schalten, um die Gesamtleistungsfähigkeit zu optimieren. Zur Erleichterung des Mittelabgriffs könnte der Widerstand R8 aus zwei Widerständen mit kleinerem Wert bestehen, die in Reihe geschaltet sind, und wobei der Verbindungspunkt als Abgriffspunkt dient.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre mit:

Schaltungsmitteln zur Verbindung eines Ausgangs (Kollektor des Transistors Q3) eines Videoverstärkers (20) mit einer Bildröhrenkathode (16) über einen komplementären Gegentakt-Emitterfolgerverstärker (30) und

einer Rückkopplungsschaltung (40), um eine jeweilige positive Rückkopplungsspannung den Kollektorelektroden eines ersten (Q4) bzw. eines zweiten (Q7) Ausgangstransistors des Gegentakt-Emitterfolgerverstärkers zuzuführen, um eine im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Spannung für die Ausgangstransistoren aufrechtzuerhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Rückkopplungsschaltung, mit folgenden Merkmalen:

Mittel (CR3, R11) zur Abtastung der Emitterspannung eines ersten (Q4) Ausgangstransitors des Folgerverstärkers,

Mittel (Q6) zur Regelung der Kollektorspannung des ersten Ausgangstransistors auf eine relativ zu der abgetasteten Emitterspannung konstante Spannung,

Mittel (CR4, R14) zur Abtastung der Emitterspannung des zweiten (Q7) Ausgangstransistors und

Mittel (Q9) zur Regelung der Kollektorspannung des zweiten (Q7) Ausgangstransistors auf eine relativ zu dessen abgetasteter Emitterspannung konstante Spannung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

Mittel zur Abtastung einer Ausgangsspannung des Emitterfolgerverstärkers,

Mittel (50) zur Regelung der Kollektorspannung des ersten (Q4)

Ausgangstransistors auf eine relativ zu der abgetasteten Ausgangsspannung des Emitterfolgerverstärkers konstante Spannung und

Mittel (60) zur Regelung der Kollektorspannung des zweiten (Q7) Ausgangstransistors auf eine relativ zu der abgetasteten Ausgangsspannung des Emitterfolgerverstärkers konstante Spannung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

Mittel (50) zum Zuführen einer ersten Spannung zu dem Kollektor des ersten (Q4) Ausgangstransistors über einen ersten (Q6) Spannungsreglertransistor mit einer Basiselektrode, die über eine Gleichspannungskopplung mit einer ersten (CR3) Zenerdiode an den Emitter des ersten Ausgangstransistors angeschlossen ist, und

Mittel (60) zum Zuführen einer zweiten Spannung zu dem Kollektor des zweiten (Q7) Ausgangstransistors über einen zweiten (Q9) Spannungsreglertransistor mit einer Basiselektrode, die über eine Gleichspannungskopplung an den Emitter des zweiten Ausgangstransistors über eine zweite (CR4) Zenerdiode angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste (Q4) und der zweite (Q7) Ausgangstransistor mit ihren Basiselektroden mit dem Ausgang des Videoverstärkers (20) und mit ihren Emitterelektroden mit der Kathodenelektrode verbunden sind und wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

einen ersten PNP-Transistor, dessen Basis mit dem Emitter des ersten Ausgangstransistors, dessen Kollektor mit einer Quelle einer Referenzspannung und dessen Emitter über eine erste Einheit mit Schwellwertleitung mit der Basis eines ersten NPN-Transistors verbunden ist, dessen Kollektor an eine Betriebsspannungsquelle und dessen Emitter an den Kollektor des ersten Ausgangstransistors angeschlossen ist, und

einen zweiten NPN-Transistor, dessen Basis mit dem Emitter des zweiten Ausgangstransistors, dessen Kollektor mit der Betriebsspannungsquelle und dessen Emitter über eine zweite Einheit mit Schwellwertleitung mit der Basis eines zweiten PNP-Transistors verbunden ist, dessen Kollektor mit einer Quelle einer Referenzspannung und dessen Emitter mit dem Kollektor des zweiten Ausgangstransistors verbunden ist.

6. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre mit:

Schaltungsmitteln zur Verbindung eines Ausgangs eine; Videoverstärkers mit einer Bildröhrenkathode über einen komplementären Gegentakt- Emitterfolgerverstärker,

einer Rückkopplungsschaltung, die auf die Emitterspannung eines ersten Transistors und des Folgerverstärkers anspricht, zur Regelung einer Kollektor/Emitter-Spannung des ersten Transistors auf einen im wesentlichen konstanten Wert und

einer zweiten Rückkopplungsschaltung, die gemeinsam auf die Emitterspannung des ersten Transistors und des Folgerverstärkers und auf die Emitterspannung eines zweiten Transistors des Folgerverstärkers anspricht, zur Regelung der Kollektor/Emitter-Spannung des zweiten Transistors auf einen im wesentlichen konstanten Wert.

7. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre nach Anspruch 6, wobei die zweite Rückkopplungsschaltung über eine Gleichspannungskopplung mit der ersten Rückkopplungsschaltung und über eine Wechselspannungskopplung mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist.

8. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre nach Anspruch 6, wobei die zweite Rückkopplungsschaltung über eine Gleichspannungskopplung mit der ersten Rückkopplungsschaltung und über eine Wechselspannungskopplung über eine Diode mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist.

9. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre mit:

einem Videoverstärker mit einem Ausgang, der mit der Kathodenelektrode der Bildröhre über einen Spannungsfolger verbunden ist,

wobei der Spannungsfolger einen Transistor mit einem Leitweg und einer Steuerelektrode zur Steuerung des Leitweges aufweist, die Steuerelektrode ein Videosignal von dem Videoverstärker empfängt, ein erstes Ende des Leitweges mit einem Punkt einer Referenzspannung über eine Stromquelle und mit der Bildröhrenkathode verbunden ist und das zweite Ende des Leitweges mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine mit dem ersten Ende des Leitweges verbundene Rückkopplungsschaltung zum Zuführen einer positiven Rückkopplungsspannung zu dem zweiten Ende des Leitweges des Spannungsfolgertransistors, um eine im wesentlichen konstante Spannung über dem Leitweg aufrechtzuerhalten, die unabhängig von Änderungen in dem der Steuerelektrode zugeführten Videosignal ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

eine Einheit mit Schwellwertleitung, deren Anode mit einem Ende des Leitweges des Folgerverstärkers und deren Kathode mit dem anderen Ende des Leitweges des Folgertransistors verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

Mittel zum Zuführen einer ersten Spannung zu dem zweiten Ende des Leitweges über einen ersten Spannungsreglertransistor, dessen Steuerelektrode über eine Gleichspannungskopplung mit dem ersten Ende des Leitweges über eine Einheit mit Schwellwertleitung verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

eine Einheit mit Schwellwertleitung mit einer ersten und einer zweiten Elektrode,

ein Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen einer der Elektroden der Einheit mit Schwellwertleitung und dem zweiten Ende des Leitweges des Folgertransistors und

ein Schaltungsweg ohne aktives Element zur Verbindung der anderen Elektrode der Einheit mit Schwellwertleitung mit dem ersten Ende des Leitweges des Folgertransistors.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

eine Einheit mit Schwellwertleitung mit einer ersten und einer zweiten Elektrode,

ein erster Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen dem ersten Ende des Leitweges und dem Folgertransistor und einer der Elektroden der Einheit mit Schwellwertleitung und

ein zweiter Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen der anderen Elektrode der Einheit mit Schwellwertleitung und dem zweiten Ende des Leitweges des Folgertransistors.

14. Vorrichtung zur Steuerung einer Bildröhre mit:

einem Videoverstärker mit einem Ausgang, der mit einer Bildröhrenkathode über einen Emitterfolger verbunden ist,

wobei der Emitterfolger einen Folgertransistor mit Emitter Basis- und Kollektorelektroden enthält, die Basiselektrode ein Videosignal von dem Videoverstärker empfängt, die Emitterelektrode über eine Stromquelle mit einem Punkt einer Referenzspannung verbunden ist und ein Videoausgangssignal zu der Bildröhrenkathode liefert, und die Kollektorelektrode mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist, gekennzeichnet durch

eine auf das Videoausgangssignal ansprechende Rückkopplungsschaltung zum Zuführen einer positiven Rückkopplungsspannung zu der Kollektorelektrode des Folgertransistors zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Kollektor/Emitter-Spannung, die von Änderungen in dem Videosignal unabhängig ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale enthält:

eine Zenerdiode, deren Anode mit der Emitterelektrode des Folgertransistors und deren Kathode mit der Kollektorelektrode des Folgertransistors verbunden ist, um die im wesentlichen konstante Kollektor/Emitter-Spannung auf einem Wert zu halten, der im wesentlichen gleich der Schwellwertspannung der Zenerdiode ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

Mittel zum Zuführen einer ersten Spannung zu dem zweiten Ende des Leitweges über einen ersten Spannungsreglertransistor mit einer Steuerelektrode, die über eine Gleichspannungskopplung mit einer Einheit mit Schwellwertleitung mit dem ersten Ende des Leitweges verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, mit einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

eine Einheit mit Schwellwertleitung mit einer ersten und einer zweiten Elektrode,

ein Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen einer der Elektroden der Einheit mit Schwellwertleitung und der Kollektorelektrode des Folgertransistors und

ein für Gleichspannung leitender Schaltungsweg ohne ein aktive Halbleiterelement zur Verbindung der anderen Elektrode der Einheit mit Schwellwertleitung mit dem Emitter des Folgertransistors.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

eine Einheit mit Schwellwertleitung mit einer ersten und einer zweiten Elektrode

ein Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen einer der Elektroden der Einheit mit Schwellwertleitung und der Kollektorelektrode des Folgertransistors und

ein zweiter Verstärker mit der Verstärkung "eins" zwischen dem Emitter des Folgertransistors und der anderen Elektrode der Einheit mit Schwellwertleitung.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einem Folgertransistor mit einem ersten NPN- Transistor und einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

ein zweiter NPN-Transistor, dessen Kollektor mit einer positiven Betriebsspannungsklemme, dessen Emitter mit dem Kollektor des Folgertransistors und dessen Basiselektrode über einen Widerstand mit der positiven Betriebsspannungsklemme und über eine Diode mit Schwellwertleitung mit der Emitterelektrode des Folgertransistors verbunden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einem Folgertransistor mit einem ersten NPN- Transistor und einer Rückkopplungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

ein PNP-Transistor, dessen Basis mit dem Emitter des Folgertransistors, dessen Kollektor mit einer Referenzspannungsquelle und dessen Emitter mit der Anode einer Einheit mit Schwellwertleitung verbunden ist, ein zweiter NPN-Transistor, dessen Basis mit der Kathode einer Einheit mit Schwellwertleitung, dessen Kollektor mit der Betriebsspannungsquelle und dessen Emitter mit dem Kollektor des Folgertransistors verbunden ist, und

eine Stromquelle, die mit der Kathode der Einheit mit Schwellwertleitung verbunden ist.