-
Verfahren zur Regelung von Kennlinien bei Kathodenstrahlröhren in
Fernsehempfängern Bei der Wiedergabe von Fernsehbildern ist neben der guten Bildauflösung
auch eine gute Wiedergabe der Gradation nötig. Die heute zur Bildwiedergabe fast
ausschließlich verwendete Braunsche Röhre besitzt im allgemeinen eine stark gekrümmte
Aussteuerungscharakteristik, d. h. der Anodenstrom und damit auch die Schirmhelligkeit
ist nicht der dem Wehnelt-Zylinder zugeführten Steuerspannung proportional.
-
Es wurden bisher verschiedene Wege vorgeschlagen, um den. Mangel einer
stark gekrümmten Charakteristik zu beseitigen.
-
Der grundsätzlich zweckmäßigste Weg wäre der, die Charakteristik an
sich linear zu gestalten, ähnlich wie es in bekannter Weise bei Verstärkerröhren
durchgeführt wird. Dies läßt sich jedoch bei Braunschen Röhren nicht leicht durchführen.
Die Aussicht auf Erfolg ist an sich gering, da die Linearisierung an normalen Röhren
zumeist darauf beruht, daß man den einzelnen Abschnitten der eine gewisse räumliche
Ausdehnung besitzenden Glühkathoden verschiedene Charakteristiken erteilt, die man
in geeigneter Weise überlagert, oder auch daß man elektronenoptische Konzentrationserscheinungen
zur Begradigung der Aussteuerkennlinien benutzt. Bei der Braunschen Röhre ist aber
im allgemeinen nur eine verhältnismäßig kleine emittierende Fläche vorhanden, so
daß es praktisch nicht möglich ist, den einzelnen Flächenelementen verschiedene
Charakteristiken zu erteilen, und auch die sonstigen Möglichkeiten elektronenoptischer
Maßnahmen unterliegen der Beschränkung, daß der Fleck für alle Strahlungsintensitäten
möglichst konstant bleiben muß.
-
Eine zweite Möglichkeit zur Erzielung einer befriedigenden Gradation
des Empfangsbildes wäre dann gegeben, wenn alle empfängerseitig zur Verwendung gelangenden
Braunschen
Röhren dieselbe Normalcharakteristik aufweisen würden, so daß es ermöglicht würde,
senderseitig eine vom Modulationsgrad abhängige Verzerrung zu bewirken, i welche
die Krümmung der Ausstrahlungscharakteristik derart kompensiert, daß sich eine lineare
Wiedergabe der Gradation ergibt. Dieser Weg kommt jedoch vorläufig im praktischen
Betrieb noch nicht in Frage, da vorläufig eine solche ,Formung der Braunschen Röhre
nicht zu eriv arten ist.
-
Es ist weiterhin bekannt, im Empfänger Gegenkompensationen anzubringen.
Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß einerseits im allgemeinen nur
eine unvollkommene Kompensation möglich ist, andererseits aber beim Auswechseln
von Röhren infolge der voneinander abweichenden Aussteuerungscharakteristiken sich
wieder erhebliche Abweichungen ergeben, die gegebenenfalls eine neuerliche Justierung
der Kompensationsanordnung erfordern.
-
Gemäß der Erfindung werden die vorstehend angeführten Schwierigkeiten
dadurch überwunden, daß ein Verfahren zur Regelung der Kennlinien der Kathodenstrahlröhren
itn Fernsehempfänger angewendet wird. Gemäß der Erfindung wird dabei eine dein Differentialquotienten
der Modulationsspannung proportionale Größe und eine dem Differentialquotienten
des Anodenstroms der Braunschen Röhre proportionale Größe verglichen. Eine der Differenz
der beiden Größen entsprechende Spannung regelt zu diesem Zweck eine Verstärkerstufe,
die zwischen der Steuerelektrode der Braunschen Röhre und der Entnahmestelle für
eine der Modulatiofisspannung proportionale Größe angeordnet ist.
-
Zur Erläuterung wird im folgenden kurz auf die mathematischen Beziehungen
zwischen diesen Größen eingegangen. Ganz allgemein gilt bei Linearität zwischen
zwei Größen a und b die Beziehung
Ferner ist, wenn beide Größen Funktionen von t sind,
und daher
d. h. die Ableitungen von a und von einer zu b proportionalen Größe müssen gleich
sein. Im vorliegenden Falle bezeichnet t die Zeit, a den Strahlstrom der
Braunschen Röhre, b eine den Bildsignalen (Steuerspannung) proportionale Größe,
wobei der Proportionalitätsfaktor k innerhalb gewisser Grenzen regelbar einzestellt
werden kann. Die Größe
ist ein Maß für die Abweichung von der Linearität und kann daher zur Steuerung eines
Regelvorganges benutzt werden. Bei der praktischen Ausführung kann die Größe
z. B. einem in den Stromkreis der Braunschen Röhre geschalteten Transformator entnommen
werden. Die Größe
wird zweckmäßigerweise an einem Transformator abgenommen, der an irgendeiner Stelle
in den empfangsseitigen Verstärker eingeschaltet ist; gegebenenfalls inuli zur Beseitigung
der Trägerfrequenz eine Gleichrichterstufe vorgesehen werden. Die z. B. durch Gegenschaltung
der an den Transformatoren abgenommenen Spannungen erhaltene Differenz der beiden
Größen wird, allenfalls nach weiterer Verstärkung, zur Verstärkungsregelung benutzt.
Es ist hierbei zweckm:Wig, nur die hinter der Entnahmestelle von
liegenden Verstärkerstufen zur Regelung zu benutzen. Durch Veränderung von k läl)t
sich die Gesamtsteilheit der Anordnung und damit der tiefste Punkt auf der _#,ussteuercharakteristik
der Braunschen Röhre einstellen, von dem an die automatische Regelung einsetzt.
Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden
schematischen Figur näher erläutert. Über die Antenne i wird das Empfangssignal
einer Empfängeranordnung 2 und hierauf über die Leitungen 3 und .l. einer mehrstufigen
Verstärkeranordnung zugeführt, welche eine Verstärkerstufe 5 und eine Endstufe mit
der Verstärkerröhre 6 umfaßt. Im Anodenkreis der Röhre 6 werden die verstärkten
Signale an einer die Widerstände 7 und S umfassenden Spannungsteilerschaltung abgenommen
und über die Leitung 9 der Steuerelektrode der Braunschen Röhre io zugeführt.
An dem im Anodenkreis der Braunschen Röhre liegenden Widerstand i i wird über einen
Abgriff ein entsprechender Teil des Anodenstromes (der Anodenstrom ist der Schirmhelligkeit
der Braunschen Röhre proportional) abgezweigt und über einen Kondensator 12 zu einer
Differentiationsanordnung, z. B. einem Transformator i3, geleitet. Von einer zwischen
der Vorverstärkerstufe 5 und der Endröhre 6 befindlichen Stelle wird ferner über
eine Leitung 14, gegebenenfalls über eine zur Entkopplung dienende Schaltanordnung
15, z. B. ein Ohmscher Widerstand, und einen Kondensator 16 ein der Modulationsspannung
proportionaler Strom abgezweigt und ebenfalls einer Differentiationsanordnung, z.
B. einem Transformator 17, zugeführt. Die beiden durch Differentiationen gewonnenen
Z'ergleichscverte werden über die Leitungen 18 und ig einer Vergleichsanordnung,
im dargestellten Falle einer Mehrelektrodenröhre 2o, zugeführt. Als
Mehrelektrodenröhre
wird zweckmäßigerweise eine Röhre mit zwei Regelelektroden nach Art einer Hexode
verwendet. Der Anodenstrom der Röhre 2o wird durch die über die Leitungen 18 und
i9 den beiden Steuerelektroden 21 und 22 aufgedruckten Potentiale gesteuert. Bei
geeigneter Polung der beiden Transformatoren 13 und 17 sowie entsprechender Wahl
des Größenverhältnisses der zugeführten Regelspannungen (z. B. durch entsprechendes
Übersetzungsverhältnis der Transformatoren) kann der Betriebszustand der Röhre derart
eingeregelt werden, daß die beiden Steuerspannungen sich völlig kompensieren und
somit keine Veränderung des Anodenstromes der Röhre 2o-hervorrufen, wenn die vorstehend
erörterte Bedingung erfüllt ist, daß die Differentialquotienten der Modulationsspannung
und des Strahlstromes einander entsprechen. Weicht dieses Verhältnis von dem Sollwert
ab, so wird sich der Anodenstrom der Röhre 2o entsprechend ändern. Es kann somit
in der Anoden- bzw. in der Kathodenzuleitung der Röhre 2o eine Regelspannung an
einem Widerstand 23 abgegriffen und über die Leitung 2q. der Regelelektrode 25 der
Endverstärkerröhre 6 zugeführt werden.
-
Es ist ohne weiteres möglich, durch entsprechende Wahl geeigneter
Differentiationseinrichtungen (Übersetzungsverhältnis, Polung usw.) sowie gegebenenfalls
durch Anordnung einer Phasenumkehrröhre im Zuge der Leitung2q. die Regelanordnung
den jeweils vorliegenden besonderen Betriebsverhältnissen anzupassen und eine praktisch
völlige Linearisierung zu erreichen: Die beiden Regelspannungen können auch gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einer als Vergleichsanordnung
verwendeten Brückenschaltung zugeführt werden, von der die Regelspannung zur Regelung
der Endverstärkerröhre 6 abgenommen wird. Es kann ferner zweckmäßig sein, an Stelle
des einstufigen Endverstärkers einen mehrstufigen Verstärker anzuordnen und eine
oder mehrere dieser Stufen zu steuern.