DE947082C - Farbfernsehempfaenger - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1956

H 2085J Villa/21 a¹

ist als Erfinder genannt worden

Farbf erns ehempf anger

Bei einer bekannten Einrichtung zur Übertragung farbiger Fernsehbilder enthält das Fernsehzeichen neben den Synchronisierzeichen zwei Komponenten, von welchen die eine, die Helligkeitskomponente, die Helligkeit der Bildpunkte darstellt und für sich genommen auf dem Bildschirm des Empfängers ein schwarzweißes Bild ergibt, während die andere, die Farbenkomponente, aus den den Farbenkomponenten der Bildfarben entsprechenden Grundfarbenspannungen zusammengesetzt ist und zum Färben der im Empfänger wiedergegebenen Bildpunkte dient. Im Empfänger werden diese beiden Komponenten voneinander getrennt und über verschiedene Kanäle der Bildwiedergaberöhre zugeführt, wobei der Kanal für die Zuführung der Helligkeitskomponente ebenso ausgebildet ist wie der Zeichenkanal eines nur zur Wiedergabe von schwarzweißen Bildern geeigneten Empfängers, während der zur Zuführung der Farbenkomponente dienende Zeichenkanal Mittel ao zur Zerlegung dieser Komponente in ihre zur Steuerung der Bildwiedergaberöhre geeigneten Bestandteile enthält. Die Steuerung der Bildwiedergaberöhre erfolgt dann gemeinsam durch die ihr über die beiden genannten Kanäle zugeführten Spannungen.

Eine gebräuchliche Art der Bildwiedergaberöhre ist eine Kathodenstrahlröhre mit drei Elektroden-

systemen zur Erzeugung von drei Kathodenstrahlen, die alle drei von der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens gesteuert werden, während überdies jeder von ihnen durch je eine der den Grundfarben Grün, Rot und Blau entsprechenden, die Bestandteile der Farbenkomponente bildenden Grundfarbenspannungen gesteuert wird. Auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre sind unter Einwirkung des Kathodenstrahles in den genannten drei Grundfarben aufleuchtende Gruppen von Phosphorpunkten oder Phosphorstreifen vorgesehen, und jede dieser Gruppen wird von einem der Kathodenstrahlen bestrichen. Wenn der Farbfernsehempfänger seinem eigentlichen Zweck dient, d. h. zur Wiedergabe farbiger Bilder verwendet wird, dann erhalten die Steuerorgane der drei Kathodenstrahlen über den Zeichenkanal für die Farbenkomponente des Fernsehzeichens verschiedene S teuer spannungen, und infolgedessen erao geben sich am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus verschiedenen Anteilen der Grundfarben zusammengesetzte verschiedene Farben für die einzelnen Bildpunkte. Der Empfänger ist jedoch auch zur Wiedergabe schwarzweißer Bilder geeignet, und in diesem Fall muß die gegenseitige Stärke der drei Kathodenstrahlen so geregelt werden, daß die zusammengesetzte Helligkeit der durch die drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm erzeugten drei verschiedenfarbigen Teilbilder ihrerhalb des ganzen Helligkeitsbereiches des wiedergegebenen Schwarzweißbildes die richtigen Helligkeitswerte ergeben. Dieselbe Forderung gilt übrigens auch für die richtige Wiedergabe farbiger' Bilder, und die zu ihrer Erfüllung erforderliche Einstellung der Vorspannungen an den Elektroden der drei Elektrodensysteme der Kathodenstrahlröhre ist bei den bekannten Empfängern mit ziemlich großen Schwierigkeiten verbunden.

Zwecks Durchführung dieser Einstellung für die Wiedergabe schwarzweißer Bilder werden zunächst die Vorspannungen an den Steuerelektroden (am ersten Gitter) der drei Elektrodensysteme im Verhältnis zueinander so eingestellt, daß bei Zuführung einer einem dunklen Grau entsprechenden Zeichenspannung zu ihnen die drei Kathodenstrahlen zusammen dieses dunkle Grau auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre hervorrufen. Dadurch wird der sogenannte Schwarzwert an den drei Elektrodensystemen eingestellt, d.h. die richtige Vorspannung für die Wiedergabe der dunklen Töne des Bildes. Überdies ist es auch erforderlich, die für die richtige Wiedergabe der hellen BiIdtÖne erforderliche gegenseitige Stärke der drei Kathodenstrahlen einzustellen. Bei einem Empfänger, bei dem das gegenseitige Verhältnis der Grundfarbenspannungen und der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens im wesentlichen konstant gehalten wird, erfolgt die Wiedergabe heller Bildteile durch die gleichzeitige Zuführung von weißer Farbe entsprechenden Zeichenspannungen zu den drei Elektrodensystemen und durch das Anlegen von in solchem gegenseitigen Verhältnis zueinander stehenden Vorspannungen an andere Elektroden ' dieser Elektrodensysteme, insbesondere an die Schirmgitter, daß die durch die drei Kathodenstrahlen am Bildschirm hervorgerufenen drei farbigen Bildpunkte zusammengenommen die gewünschte weiße Farbe ergeben. Es ist jedoch offenbar, daß diese Einstellung der Vorspannung am Schirmgitter die vorher durchgeführte Einstellung des Schwarzwertes am ersten Gitter störend beeinflußt, da ja auf den Kathodenstrahl beide Gitter einwirken. Infolgedessen ist also jetzt eine Nachstellung der Vorspannung an den ersten Gittern erforderlich, und diese kann wiederum eine Nachstellung der Vorspannungen an den Schirmgittern erforderlich machen. Man muß daher in der Regel eine ziemlich große Anzahl von Einstellungen und Nachstellungen durchführen, bis man den richtigen gegenseitigen Wert der Vorspannungen an den beiden Gittern erreicht.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung bei Farbfernsehempfängern mit einer Bildwiedergabevorrichtung, die eine Mehrzahl von durch die Fernsehzeichenspannung gesteuerten Elektrodensystemen mit aus drei Elektroden gebildeten zwei ' Elektrodenpaaren enthält, deren Ausgangsenergie zur Erzeugung je eines einfarbigen Teilbildes verwendet wird," wobei diese Teilbilder zusammengenommen, je nach der Beschaffenheit des empfangenen Fernsehzeidxens, entweder ein mehrfarbiges oder ein schwarzweißes Bild ergeben, dadurch beseitigt, daß mit jedem der genannten Elektrodenpaare eines, oder mehrerer der genannten Elektrodensysteme ein eine Impedanz enthaltender Vorspannungskreis zum Anlegen von derartigen Vorspannungen an diese Elektrodenpaare verbunden wird, unter deren Einwirkung bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des einen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt, und daß die beiden voneinander gesonderten Elektroden der genannten beiden Elektrodenpaare über eine einstellbare Impedanz miteinander verbunden werden, mit deren Hilfe die Vorspannung an einer dieser voneinander gesonderten Elektroden so eingestellt werden kann, daß bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des anderen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt, wobei diese Einstellung gleichzeitig eine derartige Änderung der Vorspannung an der mit der einstellbaren Impedanz verbundenen anderen Elektrode zu Folge hat, daß sie den Einfluß der genannten Einstellung auf diese Elektrode ausgleicht.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. ι ist das Schaltbild eines erfindungsgemäß ausebildeten, vollständigen Farbfernsehempfängers;

Fig. 2 zeigt eine abweichende Ausführungsform eines Teiles dieses Empfängers, und

Fig. 3 a und 3 b sind zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers dienende Diagramme. Der Empfänger gemäß Fig. 1 enthält eine mit der Antenne 11 verbundene Hochfrequenzverstärker- und Überlagererstufe 10, an welche ein Demodulator 12, ein Bildinhaltsverstärker 13 mit einem Durchlaßbereich von etwa ο bis 3 MHz sowie eine Einrichtung 14 zur Bildwiedergabe mit Hilfe einer mit drei Elektrodensystemen versehenen Kathodenstrahlröhre angeschlossen ist. Der Verstärker 13 dient zur Verstärkung der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens, und sein Durchlaßbereich ist auf 3 MHz begrenzt, um den Durchgang der mit Hilfe einer Farbenunterträgerwelle von etwa 3,58 MHz übertragenen Farbenkomponente des Fernsehzeichens durch diesen Verstärker zu verhindern.

An den Ausgang des Demodulators 12 ist ferner ein weiterer Bildinhaltsverstärker 15 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4,3 MHz angeschlossen sowie eine Vorrichtung 16 zur Ableitung der Farbzeichenspannungen aus der mit ihnen modulierten Farbenunterträgerwelle angeschlossen. Diese' Vorrichtung ist mit den Eingangsklemmen 17, 18 und 19 der Einrichtung 14 verbunden. Der Verstärker

15 dient zur Verstärkung der Farbenkomponente des Fernsehzeichens. Wenn die Farbenkomponente in der üblichen Weise aus einer Farbenunterträgerwelle besteht, die in verschiedenen Phasen lagen mit den Grundfarbenspannungen bzw. mit den sich aus der Differenz der Grundfarbenspannungen und der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens ergebenden Farbdifferenzspannungen moduliert ist, so enthält die Vorrichtung 16 eine der Anzahl der Modulationsphasen der Farbenunterträgerwelle entsprechende Anzahl von Demodulatoren, in welchen die Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle durch Überlagerung einer in ihrer Frequenz der- Farbenunterträgerwelle und in ihrer Phase der betreffenden Modulationsphase der Farbenunterträgerwelle entsprechenden Schwingung auf die Farbenunterträgerwelle abgenommen und sodann erforderlichenfalls auf diejenige Form zurückgeführt werden, in welcher sie der Farbenunterträgerwelle aufmoduliert wurden. Auf diese Weise erhält man also in den Ausgangskreisen der Vorrichtung 16 die Farbdifferenzspannungen G-Y, R-Y und B-Y₁ die beim Zusatz der Helligkeitskomponente Y zu ihnen die den Grundfarben Grün, Rot und Blau der Bildpunkte entsprechenden Grundfarbenspannungen G, R und B ergeben. Die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer Einrichtung

16 der soeben beschriebenen Art beschränkt, vielmehr kann diese Einrichtung je nach der Beschaffenheit der Farbenkomponente des Fernsehzeichens in beliebiger Weise so ausgebildet sein, daß sich in ihren Ausgangskreisen die Bildfarbenspannungen oder die Farbdifferenzspannungen ergeben.

An den Ausgang des Demodulators 12 ist schließlich über einen Synchronisierzeichentrenner 20 ein Ablenkspannungsgenerator 21 für die Horizontalablenkung und ein Ablenkspannungsgenerator 22 für die Vertikalablenkung der Kathodenstrahlen der Bildwiedergaberöhre angeschlossen. Diese Generatoren sind mit den entsprechenden Ablenkspulen der Bildwiedergaberöhre verbunden. Je ein Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrenners 20 und des Ablenkspannungsgenerators 21 für die Horizontalablenkung ist ferner über einen selbsttätigen Frequenzregler 23 an einen Generator 24 angeschlossen,, der mit der Demodulationsvorrichtung 16 verbunden ist und die obenerwähnten, zum Demodulieren der Farbenunterträgerwelle dienenden Schwingungen liefert.

Vom Ausgangskreis der Überlagererstufe der Einheit 10 oder,· falls diese Einheit auch Zwischenfrequenzverstärker enthält, vom Ausgang des letzten Zwischenfrequenzverstärkers ist die Zuleitung zur Tonwiedergabevorrichtung 25 des Empfängers abgezweigt.

Sämtliche vorgenannten Teile des Empfängers — mit Ausnahme der Einrichtung 14 — können an sich bekannter Art sein, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaues und ihrer Wirkungsweise erübrigt.

In der Einrichtung 14 zur Bildwiedergabe wird die ihr über die Klemmen 30 zugeführte Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens der einen Kathode der Kathodenstrahlröhre 31 direkt und den anderen beiden Kathoden dieser Röhre über Netzwerke 32 und 33 zugeführt. Die Spulen dieser Netzwerke sind im Verhältnis zu den verteilten Kapazitäten in den Kathodenkreisen so bemessen, daß diese Kreise innerhalb des gesamten Frequenz- gs bereiches von 3 MHz der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens einen gleichmäßigen Frequenzgang haben. Die Widerstandskondensatorteile der genannten Netzwerke bilden Spannungsteiler zur Zuführung solcher Anteile der Helligkeitskomponente zu den verschiedenen Kathoden, die zusammengenommen ein schwarzweißes Bild am Bildschirm ergeben. Diese Anteile werden durch das gegenseitige Verhältnis der Wirkungsgrade der verschiedenen Steuerkreise der Bildwiedergaberöhre bei der Erzeugung der verschiedenfarbigen Teilbilder sowie durch das gegenseitige Verhältnis der Wirkungsgrade der für die Wiedergabe dieser Teilbilder verwendeten verschiedenen Phosphorarten bestimmt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Spannungsteiler so bemessen, daß die den zur Erzeugung des grünen und des blauen Farbbildes dienenden Kathoden zugeführten Helligkeitskomponenten etwa je 8o°/o derjenigen Helligkeitskomponente betragen, welche der zur Erzeugung des roten Teilbildes dienenden Kathode zugeführt wird. Das Netzwerk 33 ist über ein als Kathodenvorspannungsquelle und als gemeinsamer Belastungskreis für alle drei Kathoden dienendes Spannungsteilernetzwerk 45 an eine Spannungsquelle B angeschlossen.

Die Bildwiedergaberöhre 31 enthält drei Elektrodensysteme, deren jedes zur Erzeugung je eines Teilbildes in einer der Grundfarben Grün, Rot und Blau dient. Jedes dieser Elektrodensysteme besteht aus einer Kathode, einem der Kathode benach-

harten Steuergitter und aus einem Schirmgitter, wobei sowohl das Steuergitter als auch das Schirmgitter mit der Kathode je ein Elektrodenpaar bildet. Die den beiden Elektrodenpaaren gemeinsame Kathode jedes Elektrodensystems wird durch die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens gesteuert, damit die von den drei Kathoden ausgehenden drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm solche farbigen Teilbilder erzeugen, die zusammengenommen ein schwarzweißes Bild ergeben. An Stelle einer einzigen Kathodenstrahlröhre mit drei Elektrodensystemen können natürlich in gleicher Weise auch drei getrennte Kathodenstrahlröhren mit je einem Elektrodensystem und einer Einrichtung zur optischen Vereinigung der auf ihren Bildschirmen erzeugten Teilbilder verwendet werden.

Da die Kreise für die die Grundfarben darstellenden Spannungen und für die Zuführung dieser Spannungen zu den einzelnen Elektrodensystemen viele identische, Schaltelemente aufweisen, werden solche Schaltelemente im folgenden mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung des Zusatzes R, G oder B bezeichnet, wobei die genannten Zusätze darauf hinweisen, daß das betreffende Schaltelement zum Zeichenkanal zur Übertragung der zur Erzeugung des roten, grünen oder blauen Teilbildes dienenden Spannung gehört. Der Einfachheit halber werden weiterhin im folgenden die verschiedenen. Elektrodensysteme und die mit ihnen verbundenen Kreise nach denjenigen Grundfarben benannt, zu deren Wiedergabe auf dem Bildschirm sie dienen, also wird beispielsweise das zur Wiedergabe des grünen Teilbildes dienende Elektrodensystem kurz das grüne Elektrodensystem genannt. Die Einrichtung 14 enthält ferner Mittel zur Regelung der Größe der dem Steuergitter und dem Schirmgitter jedes Elektrodensystems der Bildwiedergaberöhre 31 zugeführten Vorspannungen. Da diese Mittel zumindest für zwei der Elektrodensysteme gleich sind und gegebenenfalls auch für alle drei Elektrodensysteme gleich sein können, werden im folgenden zunächst nur die zum grünen Elektrodensystem gehörigen Mittel dieser Art näher beschrieben, und hinsichtlich der mit dem roten und mit dem blauen Elektrodensystem verbundenen Kreise werden dann nur die Unterschiede gegenüber dem grünen Kreis angegeben.

Die genannten Mittel umfassen zunächst einen ersten Vorspannungskreis mit einer an das eine Elektrodenpaar eines der Elektrodensysteme angeschlossenen Impedanz. Dieser Vorspannungskreis des grünen Elektrodensystems besteht aus einem mit dem Steuergitter dieses Elektrbdensystems verbundenen Netzwerk 35 G derjenigen Art, die üblicherweise zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente verwendet wird, sowie aus der dieses Netzwerk mit einer Spannungsquelle B verbindenden Reihenschaltung eines festen Widerstandes 37 G, eines einstellbaren Widerstandes 36 G und eines einstellbaren Spannungsteilers 34 G. Das Netzwerk 35 G ist über das Netzwerk 32 an die Eingangsklemme 30 für die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens angeschlossen. In dem Vorspannungskreis 34 G, 35G, 36 G und 37 G bildet der einstellbare Widerstand 36 G die obengenannte Impedanz. Der erste Vorspannungskreis des blauen Elektrodensystems ist ebenso ausgebildet wie derjenige des grünen Elektrodensystems, während der erste Vorspannungskreis für das rote Elektrodensystem aus den weiter unten darzulegenden Gründen einfacher ausgebildet ist, indem er kein dem einstellbaren Widerstand 36 G entsprechendes Schaltelement enthält.

Mit dem zweiten Elektrodenpaar der Elektrodensysteme ist ein eine zweite Impedanz enthaltender zweiter Vorspannungskreis verbunden, der im Fall des grünen Elektrodensystems aus einem das Schirmgitter mit der Spannungsquelle B verbindenden Widerstand 38 G besteht. Der zweite Vorspannungskreis für das blaue Elektrodensystem ist wiederum ebenso ausgebildet wie derjenige für das grüne Elektrodensystem, während im Vorspannungskreis für das rote Elektrodensystem das dem Widerstand 38 G entsprechende Schaltelement fehlt und die Spannungsquelle B daher unmittelbar an das Schirmgitter angeschlossen ist.

Die dem Schirmgitter und dem Steuergitter der verschiedenen Elektrodensysteme zugeführten Vorspannungen sind so bemessen, daß unter dem Einfluß einer den Kathoden der Elektrodensysteme zugeführten Spannung, welche den einen Grenzwert des Helligkeitsbereiches des Bildes, also beispielsweise den Schwarzwert darstellt, auf dem Bildschirm der entsprechende Helligkeitswert, also beispielsweise schwarz, in Erscheinung tritt. Die Größe einer der zweiten Impedanzen, also beispielsweise des Widerstandes 38 G, beträgt das μ-fache der Größe einer der ersten Impedanzen, beispielsweise des Widerstandes 36 G, wobei der Faktor μ die übliche Bedeutung hat, d. h. dasjenige Verhältnis der Spannungsänderungen an den beiden Elektrodenpaaren eines Elektrodensystems angibt, das bei den ein dunkles Grau darstellenden geringen Anodenströmen gleich große Änderungen des Stromes verursacht. Es ist wohl bekannt, daß dieser Faktor μ nicht über den ganzen Bereich des Anodenstromes, also der Helligkeitswerte hinweg konstant ist, so daß das gegenseitige Größenverhältnis der beiden Impedanzen daher nur für einen bestimmten Wert des Anodenstrqmes, beispielsweise für den Anodenstrom kurz vor dem Aufhören der Entladung-, dem Faktor,« entsprechen kann. Die Erreichung dieses gewünschten Größenverhältnisses zwischen den ersten und den zweiten Impedanzen wird durch die Einstellbarkeit der die ersten Impedanzen bildenden Widerstände 36 G bzw. 365 erleichtert.

Weiterhin ist zwischen den beiden Gittern des grünen Elektrodensystems ebenfalls eine einstellbare Impedanz zur Regelung des Stromes in den obengenannten Impedanzen und zur dadurch bewirkten Regelung der Vorspannung an einem der beiden genannten Gitter vorgesehen. Diese Impedanz besteht aus einem Widerstand 39 G und einem damit in Reihe geschalteten einstellbaren Widerstand 40 G, wobei diese beiden Widerstände zwi-

sehen dem Schirmgitter des Elektrodensystems und dem Verbindungspunkt der mit dem Steuergitter des Elektrodensystems verbundenen Widerstände 36 G und 37 G liegen. Durch diese Widerstände wird die Vorspannung am Schirmgitter des grünen Elektrodensystems so geregelt, daß bei Zuführung der den anderen Grenzwert des Helligkeitsbereiches des Bildes darstellenden Spannung zur Kathode der Bildwiedergaberöhre, also beispielsweise der dem Weißwert entsprechenden Spannung, am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre der dieser Spannung entsprechende Helligkeitswert, also beispielsweise Weiß, in Erscheinung tritt. Durch den Widerstand 40 G wird gleichzeitig die Vorspannung am Steuergitter des grünen Elektrodensystems so geregelt, daß durch diese Regelung die Einwirkung der Einstellung der Vorspannung am Schirmgitter auf das Steuergitter ausgeglichen wird. Ähnliche Widerstände sind auch zwischen das Schirmgitter und das Steuergitter des blauen Elektrodensystems eingeschaltet, während sie zwischen dem Schirmgitter und dem Steuergitter des roten Elektrodensystems fehlen können.

Die Fig. 2 stellt eine vereinfachte Form eines Teiles des Schaltbildes der Einrichtung 14 gemäß Fig. ι dar, das nur einige der wichtigeren Schaltelemente der Einrichtung enthält. Diese Schaltelemente sind hier mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1, wobei ihnen die Ziffer 2 vorgesetzt ist.

Vor der Erläuterung der Art und Weise, in welcher in der Einrichtung 14 die Vorspannungen für das Steuergitter und das Schirmgitter der drei Elektrodensysteme erzeugt und den genannten Gittern zugeführt werden, sei zunächst eine kurze Erläuterung der Art und Weise gegeben, in welcher die Wiedergabe schwarzweißer und farbiger Bilder durch die Einrichtung 14 erfolgt. Die sich im" Ausgangskreis des Verstärkers 13 ergebende Helligkeitskomponente Y des Fernsehzeichens gelangt über die Klemmen 30 unmittelbar zur roten Kathode und über die Netzwerke 32 und 33 zu der grünen und der blauen Kathode· der Bildwiedergaberöhre 31. Die die rote Bildfarbe darstellende Farbdifferenzspannungi?-F wird über die Klemmen 17 dem Steuergitter des roten Elektrodensystems zugeführt. Der Spannungsteiler 34 R und die Einrichtung 35 R zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente werden in der üblichen Weise zur Festlegung des Schwarzwertes am Steuergitter für die rote Farbzeichenspannung R verwendet. Infolge der Zuführung der Farbdifferenzspannung R-Y zur Kathode der Diode der Eiiiiiciii'tnp'35!? und der Helligkeiukomponente Y zur Anode dieser Diode ergibt sich die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in bezug auf die durch die Addition der genannten beiden Spannungen gebildete Farbzeichenspannung R. In derselben Weise erhält man mit Hilfe der Einrichtungen 35 G und 35 B die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente mit Bezug auf die Farbzeichenspannungen G und B, wobei die genannten Einrichtungen in Verbindung mit den Spannungsteilern 34 G und 34 B zur Einstellung des Schwarzwertes am Steuergitter der betreffenden Elektrodensysteme dienen. Die Zuführung der Helligkeitskomponente Y zu der Kathode der drei Elektrodensysteme und die Zuführung der Farbdifferenzspannungen G-Y, R-Y und B-Y zu den Steuergittern dieser Elektrodensysteme hat die Steuerung der drei Kathodenstrahlen mittels je einer der Farbzeichenspannungen G, R und B zur Folge. Die durch diese drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm der Bildwiedergaberöhre erzeugten drei Teilbilder in den drei Grundfarben Grün, Rot und Blau ergeben dann durch ihre optische Vereinigung das farbige Bild. Wenn jedoch die Farbdifferenzspannungen wegfallen und nur die Helligkeitskomponente den Kathoden der Bildwiedergaberöhre zugeführt wird, dann ergibt die optische Vereinigung der hierbei auf dem Bildschirm erzeugten drei farbigen Teilbilder ein schwarzweißes Bild. Wie vorhin erwähnt wurde, müssen zwecks richtiger Wiedergabe der farbigen und schwarzweißen Bilder die Vorspannungen an den Elektroden der verschiedenen Elektronensysteme im vorbestimmten gegenseitigen Größenverhältnis zueinander stehen. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, dann haben die drei Teilbilder nicht das richtige gegenseitige Helligkeitsverhältnis über den ganzen Helligkeitsbereich des Bildes hinweg, das zur richtigen Wiedergabe der Bildfarben im farbigen Bild bzw. zum Erzeugen.der richtigen Schattierungen von Grau im schwarzweißen Bild erforderlich ist, und infolgedessen werden die Farben des farbigen Bildes verzerrt, während zu den grauen Tönen des schwarzweißen Bildes Farben zugesetzt werden. Die Art und Weise, in welcher diese Vorspannungen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung 14 eingestellt werden, wird nun an Hand des vereinfachten Schaltbildes gemäß Fig. 2 näher erläutert.

Zwecks Erreichung des größten Helligkeitsbereiches mit jedem der drei Elektrodensysteme werden den Elektroden dieser Systeme Vorspannungen von annähernd der richtigen Größe zugeführt. Beispielsweise ist in der Fig. 2 an das Steuergitter des grünen Elektrodensystems eine durch die Batterie 234 G dargestellte positive Vorspannung angelegt, die zwischen 25 und 130 Volt veränderlich ist. Die durch die Batterie 50 dargestellte Spannungsquelle B liefert dem Schirmgitter eine Spannung von etwa 375 Volt, und ein beispielsweise 165 Volt betragender Teil der Spannung der Batterie 245 wird der Kathode zugeführt. Die dieses Elektrodensystem vervollständigenden, nicht dargestellten übrigen Elektroden. der Röhre L'i1m1ten die üblichen Beschleunigungs- und Anodenspannungch. Unter dem Einfluß dieser Spannungen ergibt sich bei Zuführung einer Steuerspaimung von vorbestimmtem Spannungsbereich zur Kathode der Röhre der volle gewünschte Helligkeitsbereich des am Bildschirm der Röhre wiedergegebenen Bildes. An die Elektroden des roten und des blauen Elektrodensystems sind dieselben Spannungen angelegt. Bei Verwendung einer Kathodenstrahlröhre mit einem einzigen Elektrodensystem, wie dies bei

den üblichen Empfängern zum Empfang schwarzweißer Bilder der Fall ist, bedarf es nur kleiner unwesentlicher Nachstellungen dieser Spannungen, um mit der Röhre eine gute Bildwiedergabe zu erzielen, bei Verwendung einer Röhre mit drei Elektrodensystemen bzw. von drei Röhren mit je einem Elektrodensystem, deren Bilder dann optisch miteinander vereinigt werden, ist jedoch, wie erwähnt wurde, eine genau abgewogene Einstellung ίο des gegenseitigen Größenverhältnisses der vorgenannten Spannungen erforderlich, um einwandfrei farbige oder schwarzweiße Bilder zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht die einfache und schnelle Einstellung dieses gegenseitigen Größenverhältnisses der genannten Spannungen.

Zum Zwecke dieser Einstellung wird der Kathode jedes Elektrodensystems eine Spannung zugeführt, die einem dunkelgrauen, fast schwarzen Bildton entspricht. Hiernadh werden die den Steuergittern ao der drei Elektrodensysteme von den Batterien 234R, 234 G und 2345 zugeführten Vorspannungen so eingestellt, daß jedes Teilbild nur eine kaum wahrnehmbare Helligkeit aufweist und die drei Teilbilder zusammengenommen denjenigen dunkelgrauen Bildton ergeben, der der zugeführten Steuerspannung entspricht. Diese Einstellung ist üblich und legt den Schwarzwert für die drei Elektrodensysteme fest.

Hiernach wird in derselben Weise der Weißwert für die drei Elektrodensysteme festgelegt, was zum Ergebnis hat, daß nunmehr alle Helligkeitswerte zwischen Schwarz und Weiß innerhalb der Linearitätsgrenzen der Bildwiedergabevorrichtung wiedergegeben werden. Bei der praktischen Ausführung, wird den Nichtlinearitäten der Röhre dadurch Rechnung getragen, daß bei der Einstellung des Weißwertes an Stelle von Weiß nur Halbweiß oder Dreiviertelweiß verwendet wird, damit die auf die Nichtlinearitäten zurückzuführenden Fehler in der Helligkeitswiedergabe in den Helligkeitsbereichen Schwarz—Dunkelgrau, Dunkelgrau—Hellgrau und Hellgrau—Weiß einander entgegengesetzten Sinn haben und so die Größe des durchschnittlichen Fehlers vermindert wird. -

Zwecks Einstellung der durch Halbweiß oder Dreiviertel weiß dargestellten hellgrauen Bezugshelligkeit führt man eine diesem Hellgrau entsprechende Spannung den Kathoden der drei Elektrodensysteme zu und betrachtet die durch sie erzeugte, kombinierte Helligkeit. Wenn dieses kombinierte Licht eine Färbung in einer oder in zweien der Grundfarben aufweist, dann ist eine Nachregelung an den für' diese Farbe oder diese Farben verantwortlichen Elektrodensystemen erforderlich. Wenn das kombinierte Licht beispielsweise eine grünliche Färbung hat, dann ist das ein Zeichen dafür, daß das kombinierte Licht zu viel Grün erhält. Die Vorspannung am Steuergitter des grünen Elektrodensystems kann jedoch nicht nachgeregelt werden, ohne die ursprüngliche Festlegung des Schwarzwertes zu beeinträchtigen: Daher wird an Stelle dessen die Vorspannung am Schirmgitter des grünen Elektrodensystems nachgeregelt, um das grüne Licht so weit zu vermindern, daß die grünliehe Färbung des kombinierten Lichtes verschwindet. Natürlich kann nicht nur das grüne Licht einer Nachregelung bedürfen, sondern auch das blaue Licht, und diese Nachregelung kann entweder in einer Erhöhung oder in einer Verminderung der Lichtstärke bestehen, bis man das richtige gegenseitige Lichtstärkenverhältnis erhält, bei welchem jede Färbung des kombinierten Lichtes verschwindet und nur das gewünschte Hellgrau in Erscheinung tritt. Da es sich hierbei nur um gegenseitige Regelungen handelt und die den Steuer- und Schirmgittern der Elektrodensysteme ursprünglich zugeführten Vorspannungen zum Bestreichen des vollen Helligkeitsbereiches geeignet sind, brauchen Regelorgane für die Nachregelung der Vorspannung an den Steuergittern nur bei zweien der drei Elektrodensysteme vorgesehen werden. Beim gegenwärtigen Stand der Technik ist der das rote Licht erzeugende Phosphor weniger ergiebig als die das grüne und das blaue Licht erzeugenden Phosphorarten, und infolgedessen genügt es, die Vorspannungen nur am grünen und am blauen Elektrodensystem nachzuregeln. Erforderlichenfalls kann aber natürlich dieselbe Regelmöglichkeit auch für das rote Elektrodensystem go vorgesehen werden.

Es ist nun bekannt, daß ■— ausgenommen bei Röhren für Gleichstromverstärkung — die Regelung der Vorspannung an einer Elektrode der Röhre auch die Charakteristik einer oder mehrerer anderer Elektroden der Röhre beeinflußt. Infolgedessen wird also die Nachregelung der Schirmgitterspannung des grünen Elektrodensystems den ursprünglich an seinem Steuergitter festgelegten Schwarzwert stören, und bei den bekannten Schaltungsanordnungen wird dadurch auch eine Nachregelung der Vorspannung am Steuergitter erforderlich gemacht.

Die Art, in welcher der festgelegte Schwarzwert durch Änderungen der Schirmgitterspannung gestört wird, wird durch einen Blick auf die Kurven der Fig. 3 a leichter verständlich, die die Helligkeit- am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Eingangsspannung der Röhre darstellen. Die Kurvet gilt für eine gewisse Größe der Schirmgitterspannung. Der Helligkeitswert S ist schwarz, der Helligkeitswert G ist dunkelgrau und der Helligkeitswert W ist weiß. Wie ersichtlich, ergibt sich bei der zur Kurvet gehörigen Schirmgitterspannung der schwarze Bildton bei der Eingangsspannung E₁. Wenn zwecks Erreichung des richtigen Weißwertes die Schirmgitterspannung so geändert wird, daß für die Helligkeit in Abhängigkeit von der Eingangsspannung die Kurve B gilt, dann ergibt sich der schwarze Bildton bei der Eingangsspannung E₂, so daß also der Schwarzwert um den Unterschied zwischen den Spannungen E₁ und E₂ unrichtig geworden ist. Es ist daher eine Nachregelung des Schwarzwertes erforderlich, die wiederum störend auf die geänderte Weißwerteinstellung einwirkt. Auf diese Weise

kann sich eine ziemlich große Anzahl von Nachregelungen der Schirmgitter- und die Steuergitterspannung als notwendig erweisen, ehe ein richtiger Kompromißwert dieser beiden Spannungen erreicht wird. Zwecks Vermeidung der Notwendigkeit einer solchen zeitraubenden Nachregelung enthält die erfindungsgemäße Einrichtung zumindest einen Regelkreis, der die Spannungen am Steuergitter und am Schirmgitter eines Elektrodensystems so ίο miteinander koppelt, daß normalerweise nur eine Grundeinstellung der Steuergitterspannung zur Festlegung des Schwarzwertes und eine darauffolgende Einstellung der Schirmgitterspannung zur Festlegung des Weißwertes erforderlich ist, um die richtige Arbeitsweise der Röhre innerhalb des ganzen Helligkeitsbereiches zu erreichen. Ein solcher Regelkreis kann für jedes Elektrodensystem vorgesehen werden und besteht beispielsweise im Fall des grünen Elektrodensystems aus den Widerständen 236 G, 238 G und 240 G.

Vor der Betrachtung der Einzelheiten der Einstellungen der Spannungsteiler im Schaltbild gemäß Fig. 2 sei an Hand der Fig. 3 b erläutert, in welcher Weise der Schwarz wert trotz der Regelung der Schirmgitterspannung erhalten bleibt. Die Kurven- und B der Fig. 3 b sind analog denjenigen der Fig. 3 a. Wie ersichtlich, bleibt hier infolge der Wirkung des vorgenannten Regelkreises der für den dunkelgrauen Bildton G eingestellte Schwarzwert bei der Änderung der Schirmgitterspannung von ihrem zur Kurve A gehörigen Wert auf ihren zur Kurve B gehörigen Wert konstant. Dies wird erfindungsgemäß in folgender Weise erreicht:

Nach der Einstellung der Steuergitterspannung an den Elektrodensystemen der Anordnung gemäß Fig. 2 in der Weise, daß sich bei der Zuführung einer einem dunkelgrauen Bildton entsprechenden Eingangsspannung zu den Elektrodensystemen am Bildschirm der Röhre derselbe dunkelgraue BiIdton ergibt, d. h. nach der Einstellung des Schwarzwertes, wird den Elektrodensystemen die der hellgrauen Bezugshelligkeit entsprechende Eingangsspannung zugeführt, und die Schirmgitterspannung des einen Elektrodensystems oder zweier oder aller drei Elektrodensysteme wird mit Hilfe der Spannungsteiler 240 G und 240 B so eingestellt, daß die von allen drei Elektrodensystemen herrührende kombinierte Helligkeit dem genannten hellgrauen Helligkeitswert entspricht. Es sei angenommen, daß die Einstellung beispielsweise mit Hilfe des zum grünen Elektrodensystem gehörigen Spannungsteilers 240 G erfolgt. Diese Einstellung bleibt infolge von zwei miteinander in Zusammenhang stehenden Tatsachen ohne Einfluß auf die vorher erfolgte Einstellung des Schwarzwertes am Steuergitter des grünen Elektrodensystems. Die erste dieser Tatsachen ist das gegenseitige, Größenverhältnis der Widerstände 238 G und 236 G, das gleich dem Faktor μ bei schwachem Entladungsstrom des grünen Elektrodensystems ist. Die zweite Tatsache ist diejenige, daß der Faktor μ sich in Abhängigkeit von der Helligkeit ändert, so daß also das gegenseitige Größenverhältnis der Widerstände 236 G und 238 G denjenigen Wert des Faktors μ, den dieser bei großer Helligkeit, also großem Entladungsstrom annimmt, nicht mehr gleich ist. Zur Erleichterung des Verständnisses der Wirkung dieser beiden Tatsachen kann es zweckmäßig sein, zunächst einmal zu untersuchen, in welcher Weise sich die Schirmgitterspannung und die Steuergitterspannung des grünen Elektrodensystems ändern, wenn die Einstellung des Spannungsteilers 240 G geändert wird.

Da die Größe des Widerstandes 238 G das μ-fache der Größe des Widerstandes 236 G beträgt, wird die sich infolge des Stromflusses durch die Widerstände 238 G, 240 G und 236 G am Widerstand 238 G ergebende Spannung immer das μ-fache der sich am Widerstand 236 δ ergebenden Spannung sein. Wenn also der Wert von μ bei jedem Entladungsstrom konstant w.äre, so würde eine Regelung der Schirmgitterspannung mittels des Widerstandes 240 G eine ausgleichende Regelung der Steuergitterspannung zur Folge haben," und die Wirkungen dieser beiden Regelungen würden sich gegenseitig aufheben, so daß der Entladungsstrom konstant bleiben würde. Da nun aber μ nicht konstant ist, sondern sich mit dem Entladungsstrom ändert, tritt der vorgenannte Ausgleich bei großen Helligkeiten entsprechenden großen Entladungsströmen nicht mehr ein, vielmehr ergibt sich hierbei ein auf den Entladungsstrom einwirkender Überschuß der Regelwirkung, mit deren Hilfe die Helligkeit bei großen Helligkeitswerten geregelt werden kann, ohne daß dadurch der am Steuergitter eingestellte Schwarzwert in Mitleidenschaft gezogen werden würde. Mit anderen Worten: Während bei geringen Entladungsströmen, bei welchen das Größenverhältnis der Widerstände 236 G und 238 G gleich dem dabei gegebenen Wert von μ ist, die Schirmgitterspannung mittels Einstellung des Widerstandes 240 G in weiten Grenzen geändert werden kann, ohne daß dies eine Änderung des Entladungsstromes zur Folge hätte, bewirkt bei großen Entladungsströmen von dadurch bedingten anderen Werten von μ die Änderung der Schirmgitterspannung eine Änderung des Entladungsstromes und ermöglicht daher die vom Schwarzwert unabhängige Einstellung des Helligkeitswertes. In derselben Weise, wie dies für das no grüne Elektrodensystem ausgeführt wurde, kann erforderlichenfalls die Regelung auch bei dem blauen und bei dem roten Elektrodensystem erfolgen, obzwar es normalerweise genügen wird, die Regelung beim grünen Elektrodensystem und in Einzelfällen auch beim blauen Elektrodensystem durchzuführen, während das rote Elektrodensystem normalerweise keiner Regelung bedarf.

Bei Anwendung der obigen Hinweise auf die Einrichtung 14 gemäß Fig. 1 ergibt sich also kurz zusammengefaßt folgender Gang der Regelung: Zunächst wird mit Hilfe der Spannungsteiler 341?, G und 34B der Schwarzwert für die drei Elektrodensysteme in der üblichen Weise eingestellt. Durch Änderung der Größe der Widerstände 36 G und 36 B wird das Größenverhältnis

dieser Widerstände zu den Widerständen 38 G bzw. 385 so eingestellt, daß es gleich dem bei sehr schwachem Entladungsstrom gegebenen Wert des Faktors μ wird. In der Praxis kann diese Einstellung des Größenverhältnisses durch die gleichzeitige Änderung der Größe der Widerstände 36 G und 40 G erfolgen, die so weit fortgesetzt wird, bis die durch die Änderungen des Widerstandes 40 G bewirkten Änderungen der Schirmgitterspannung innerhalb eines gewissen Bereiches keinen Einfluß mehr auf den am Steuergitter eingestellten Schwarzwert haben. Schließlich wird unter Zuführung einer einem hellgrauen Bildton entsprechenden Steuerspannung zu den Kathoden der Bildwiedergaberöhre die Spannung am Schirmgitter des grünen und gegebenenfalls auch des blauen Elektrodensystems mit Hilfe der Widerstände 40 G und 40 B

■ so eingestellt, daß sich am Bildschirm der Röhre der der zugeführten S teuer spannung entsprechende Helligkeitswert in Gestalt einer reinen hellgrauen Tönung ohne irgendwelche Farbenbeimischungen ergibt. Sobald dies erreicht ist, ist die Gewähr für die richtige Wiedergabe sowohl von schwarzweißen als auch von farbigen Bildern gegeben.

Die Schaltelemente der Einrichtung 14 können beispielsweise wie folgt bemessen werden:

Spannungsteiler 34 R ... 35 000 Ohm (Max.) Spannungsteiler 34 G, 34 i? 27 000 Ohm (Max.) Spannungsteiler 36 G, 36 B 15 000 Ohm (Max.) Widerstände 37 R, 37 G,

yfB ι Megohm

Widerstände 38G, 39 G,

385, 395 68 000 Ohm

Spannungsteiler 40 G, 40 B 250 000 Ohm (Max.) Bildwiedergaberöhre 31. . RCA-Röhre C-73597 B 375VoIt

Obzwar die Erfindung in Verbindung mit einer Kathodenstrahlröhre mit drei Elektrodensystemen erläutert wurde, ist "ihre Anwendbarkeit nicht auf die Verwendung einer, solchen Röhre beschränkt. "Die Erfindung ist vielmehr allgemein anwendbar in Verbindung mit einem Bildwiedergabegerät, das eine Mehrzahl von Elektronenentladungsvorrichtungen mit veränderlichem Faktor μ enthält, die durch die Helligkeitskomponente bzw. durch die Farbenkomponenten eines empfangenen Fernsehzeichens so gesteuert werden, daß ihre Aüsgangsenergien zur Erzeugung farbiger Teilbilder verwendet werden können, die zusammengenommen ein farbiges oder ein schwarzweißes Bild ergeben. Die genannten Entladungsvorrichtungen können dabei entweder .den Bestandteil einer gemeinsamen oder mehrerer getrennter Bildwiedergaberöhren bilden. ·

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Farbfernsehempfänger mit einer BiId-, wiedergabevorrichtung, die eine Mehrzahl von durch die Fernsehzeichenspannung gesteuerten Elektrodensystemen mit aus drei Elektroden gebildeten zwei Elektrodenpaären enthält, deren Ausgangsenergie. zur Erzeugung je eines einfarbigen Teilbildes verwendet wird, wobei diese Teilbilder zusammengenommen je nach der Beschaffenheit der Fernsehzeichenspannung entweder das gewünschte farbige Bild oder ein schwarzweißes Bild ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der genannten Elektrodenpaare eines oder mehrerer der genannten . Elektrodensysteme ein eine Impedanz enthalten-'der Vorspannungskreis zum Anlegen von derartigen Vorspannungen an diese Elektrodenpaare verbunden ist, daß unter ihrer Einwirkung bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des einen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt,' und daß die beiden voneinander gesonderten Elektroden der genannten beiden Elektrodenpaare über eine einstellbare Impedanz .miteinander verbunden sind, mit deren Hilfe die Vorspannung an einer dieser voneinander gesonderten Elektroden so eingestellt werden kann, daß bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des anderen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabe·¹-vorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt, wobei diese Einstellung gleichzeitig eine derartige Änderung der Vorspannung an der mit der genannten Impedanz verbundenen anderen Elektrode zur Folge hat, daß sie den Einfluß der genannten Einstellung auf diese Elektrode ausgleicht.
2. 2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenseitige Größenverhältnis der beiden in den genannten Vorspannkreisen enthaltenen Impedanzen gleich demjenigen Faktor μ ist, der das gegenseitige Größenverhältnis derjenigen Spannungsänderungen an den beiden genannten Elektrodenpaaren darstellt, welche bei. den schwächsten Entladungsströmen im Elektrodensystem gleich große Änderungen des Entladungsstromes zur Folge haben.
3. 3. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Impedanzen aus Widerständen bestehen.
4. 4.. Farbfernsehempfänger nach einem uder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden genannten Elektrodenpaare aus der Kathode und dem Steuergitter und das andere aus der Kathode und dem Schirmgitter des Elektrodensystems besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen