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Verfahren zur Kontrastregelung bei Fernsehgeräten Bei Fernsehgeräten
liegt das Problem vor, die dem $ildschwarzwert und dem hellsten Bildpunkt zugeordneten
elektrischen Spannungswerte - unabhängig von dem absoluten Helligkeitswert -während
der Übertragung konstant zu halten. Dadurch wird es möglich, den auf der Bliidwiedergaberöhre
zur Verfügung stehenden Kontrastumfang praktisch vollständig für die Bildwiedergabe
auszunutzen.
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Ein derartiges Verfahren wird mit Kontrastregelungbezeichnet. Dies
unterscheidet sich wesentlich von dem bekannten Verfahren der Fading-Regelung. Aufgabe
der Fading-Regelung ist es, die Intensität des empfangenen Signals trotz Änderung
der Empfangsverhältnisse, z. B. durch Feldstärkeschwankungen, konstant zu halten.
Als Maß für die Konstanz wird .dabei die Amplitude der unmodulierten Trägerwelle
genommen, wie dies bei den aus der Rundfunktechnik bekannten Fading-Regelschaltungen
der Fall ist. Das Wesentliche an dem Verfahren zur Fadling-Regelung besteht darin,
daß jeder Einfluß der Modulatiornsspannung ausgeschaltet wird und nur der urimodulierte
Träger als Maß für die Stärke des einfallenden Signals dient.
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Demgegenüber arbeitet die Schaltung gemäß vorliegender Erfindung derart,
daß der Einfluß der Trägerwelle völlig ausgeschaltet wird und die
Regelspannung
nur aus der niederfrequenten Modulation, und zwar aus der Größe dieser Modulationsspannung
- gemessen von Spitze zu Spitze -gewonnen wird.
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Bisher haben die automatisch geregelten Fernsehempfänger noch einen
zusätzlichen Kontrastregier notwendig, der unabhängig .von der Regelautomatik einzustellen
ist und dessen Anbringung oft gewisse schalttechnische Schwierigkeiten bereitet.
Besondere Schwierigkeiten ergeben sich z. B., wenn, was immer vorteilhaft ist, die
Videoendröhre galvanisch an den Bildgleichrichter und die Braufische Röhre gekoppelt
ist. Eine @erstärkungsregelungsmöglichkeit (Kontrastregelung) im Videokanal ist
dann nur schwer anzubringen.
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Die Erfindung betrifft ein besonderes Regelverfahren, bei welchem
ohne besonderen Aufwand und nur mit einfachen Schaltelementen der Kong trast unabhängig
von der Eingangsspannung am Empfänger automatisch konstant gehalten wird und ohne
zusätzliche Schalteinrichtung der gewünschte Kontrast eingestellt werden kann. Während
bei den bisher bekanntgewordenen Regeleinrichtungen dieRegelung.,des Kontrastes
unabhängig von dem jeweils eingestellten Kontrast arbeitet, wird jetzt bei Einstellung
eines verminderten Kontrastes die Wirksamkeit der Regelung automatisch größer. Dadurch
wird -erreicht, daß für alle Bletriebszustände, bei denen der Kontrastregler nicht
auf den Maximalwert eingestellt ist, der Regelbereich für die automatische Verstärkungsregelung
erweitert wird. Da üblicherweise beim Betrieb der Kontrastregler nicht auf einen
Maximalwert, sondern auf einen mittleren Wert eingestellt ist, wird der Regelbereich
der Verstärkungsregelung für die meisten Betriebsfälle gegenüber den bekannten Schaltungen
wesentlich erweitert. Es wird also für Empfangsfeldstärken, bei denen die bekannten
Regelanordnungen noch nicht angesprochen haben, durch Anwendung des neuen Regelverfahrens
bereits eine automatische Regelung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird zur Kontrastregelung bei Fernsehgeräten, insbesondere
Fernsehempfängern, eine Schaltung verwendet, bei der eine Regelspannung den Ader
Endstufe vorausgehenden zur Verstärkung der Modulationsspannung dienenden Röhren
zugeführt wird, die aus der niederfrequenten Modulationsspannung, und zwar in, Abhängigkeit
von der Gesamtamplitude dieser Spannung (gemessen von Spitze zu Spitze) gewonnen
wird. Hierbei wird die Regelspannung über ein amplitudenabhängiges Schaltelement
derart zugeführt, daß sie erst nach Erreichen eines bestimmten Spannungswertes an
den zu regelnden Röhren wirksam wird, wobei dieser Spannungswert und damit die Größe
der sich maximal einstellenden Mödulationsspannung über ein Regelglied einstellbar
ist.
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Es ist vorteilhaft, die Regelspannung gleich der Größe der Modulationsspannung
(gemessen von Spitze zu Spitze) zu wählen.
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Bei der Anwendung des Verfahrens in Fernsehempfängern ist e#s günstig,
wenn der Videogleichrichter in Verbindung mit einer Kompensationsschaltung derart
arbeitet, @daß bei Verstärkungsregelung .die Grundhelligkeit konstant gehalten wird.
Weiterhin sollten. hierbei die der Videoendstufe vorhergehenden Zwischenfrequenzverstärkerstufen
geregelt werden.
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In gewissen Fällen, z. B. bei Fernseh-Sendeverstärkern, bietet @es
Vorteile, in einem Videoverstärker eine oder mehrere der Endstufe vorausgehende
Videoverstärkerstufen zu regeln. Hierbei hat es sieh als zweckmäßig erwiesen, zur
Unterdrückung der Regelstöße auf die geregelten Stufen eine getastete Schwarzsteuerungsanordnung
folgen zu lassen, die derart bemessen ist, daß die Regelstöße nicht übertragen werden.
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Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele
darstellenden schematischen Figuren erläutert. Es zeigt Fig. i einen Fernsehempfänger,
Fig. z einen Videoverstärker.
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In Fig. i ist der Zwischenfrequenzteil undVideoteil eines Fernsehempfängers
dargestellt. Die mit Videosignalen modulierte -Zwischenfrequenzspannung wird über
die letzte Röhre i des Zwischenfrequenzverstärkers dem aus den beiden- Dioden 2
und 3 bestehenden Demodulator zugeführt. Am Richtwiderstand' 4 wird die Videosignalspannung
abgenommen. Die Diode 3 erzeugt eine Kompensationsspannung am Richtwiderstand 5,
die mit der am Richtwiderstand 4 entstehenden Signalspannung in Serie geschaltet
und von einer solchen Größe ist, daß der am Gitter der Video@endröhre 6 erscheinende
Gleichstromwert, der dem Schwarzwert entspricht, unabhängig von .der Größe -der
der Zwischenfrequenzröhre zugeführten, mit Bildsignalen modulierten Hochfrequenzspannung
ist. Die Grundhelligkeit bleibt daher bei Verstärkungsregelung konstant, was zur
Durchführung des Verfahrens in Fernsehempfängern wesentlich ist. über den Widerstand
7 von io kS2 und den Kondensator 8 von o;i ,uF werden die Videosignale den beiden
Dioden 9 und io zugeführt: Die Diode io spricht auf die gegenüber der Mittelwertlinie
des Videosignals positiven Signalspannungen an, die Diode 9 auf die negativen. Am
Kondensator i i von o,5 ,uF, der durch einen Widerstand i2 von ioo kP überbrückt
ist, entsteht die Summe der voii den beiden Dioden 9, und io erzeugten Richtspannungen.
Die'Gleichspannung ist damit gleich der von Spitze zu Spitze gemessenen Modu'lationsspannung.
Die Diode 13 ist mittels der am PotentiOmeter. 14 von io kQ abgegriffenen positiven
; Spannung entsprechend vorgespannt, so daß erst nach Erreichen einer bestimmten
Gleichspannung am Kondensator i i die Regelspannung am Widerstand 15 von i MSZ erscheint.
Sie wird also erst beim Erreichen eines bestimmten Mindestwertes der Videosignalspannung
der geregelten Röhre i sowie über die Leitung 16 den anderen nicht dargestellten
geregelten Röhren zugeführt und als Regelspannung wirksam. Es sollen so viele Stufen
geregelt werden, daß, sobald die Regeleinsatzspannung überschritten wird, die Regelung
selbst so
steil wie möglich erfolgt. Damit wird erreicht, daß die
Größe des ausgangsseitigen Videosignals und damit der Bildkontrast praktisch unabhängig
von der dem Zwischenfrequenzverstärker zugeführten Eingangsspannung ist und durch
die am Potentiometer 14 einstellbare Regeleinsatzspannung auf einen gewünschten
Werteingestellt werden kann.
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In Fig. 2 ist eine Schaltanordnung dargestellt, bei der die in gleicher
Weise wie bei Fig. i erzeugte Regelspannung zur Regelung einer oder mehrerer der
Endstufe vorausgehenden Videoverstärkerstufen verwendet wird. Einander entsprechende
Schaltelemente sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Videosignale
gemäß Kurvenzug a werden über den Koppelkondensator 2o von o,i ,uF dem Steuergitter
der ersten zu regelnden Videoverstärkerröhre 21 zugeführt. Über den Kondensator
22 von io coo pF werden die entsprechend verstärkten Signale einer weiteren Videoverstärkerröhre
23 zugeführt, deren Ausgang mit der Endstufe 6 verbunden ist. Zwischen die erste
und zweite Videostufe ist eine sogenannte getastete Vierdioden-Schwarzsteuerungsanordnung
geschaltet, welche die Dioden 2q., 25, 26, 27 enthält. Über die Kondensatoren 28
und 29 von je o,i ,uF werden Horizontalimpulse der gezeichneten Polarität zugeführt,
deren Amplitude mindestens so groß ist wie die am Gitter der Röhre 23 erscheinende
Videosignalamplitude. Durch diese Horizontalimpulse werden die beiden Dioden 24.
und 26 an ihren Kathoden positiv, die beiden Dioden 25 und 27 negativ vorgespannt.
Jeweils beim Eintreffen der Zeichen wird die Vorspannung gerade kompensiert; so
aaß die Dioden geöffnet sind und die dem Steuergitter der Röhre 23 zugewendete Belegung
des Kondensators 22 auf Erdpotential während der Zeichendauer entladen wird. Eine
der Modulationsspannung überlagerte Wechselspannung niedriger Frequenz bzw. ein
langsamer Spannungsstoß wird infolgedessen am Gitter der Röhre 23 praktisch
nicht oder nur in ganz geringem Maße wirksam. Die Schwarzsteuerungsschaltung hat
den Zweck, die Übertragung der durch die Regelung verursachten Spannungsstöße auf
das Gitter der Röhre 23 zu verhindern. Diese Spannungsstöße entstehen, weil durch
die zugeführte Regelspannung der Arbeitspunkt der Röhre 21 verlagert wird, was eine
nicht zur Modulation gehörige zusätzliche Spannungsänderung an der Anode, also eine
Art Störsignal zur Folge hat. Da ein Videoverstärker so ausgelegt sein muß, daß
auch Frequenzen unter io Hz noch übertragen werden, würde dieser Regelstoß ohne
das Vorhandensein der Schwarzsteuerungsschaltung in der Endröhre sehr unangenehm
in Erscheinung treten und diese übersteuern. Der Regelvorgang wäre im Bild sichtbar
und würde momentan die mittlere Bildhelligkeit sehr stark ändern, was sich beispielsweise
@dürcheine kurzzeitige starke Aufhellung des Bildes störend bemerkbar machen kann.