DE957229C - Regelschaltung fuer Fernsehgeraete - Google Patents

Description

Zur Synchronisierung der empfängerseitig angeordneten Ablenkgeräte werden gemäß der augenblicklich gültigen Norm Synchronimpulse übertragen, die einen höheren Amplitudenbereich einnehmen als die Bildmodulation. Das Modulationsgemisch ist bisweilen mit Störungen behaftet, die nach der Demodulation durch den Bildgleichrichter noch erheblich größere Werte aufweisen können als der Synchronimpuls selbst. Um zu verhindern, daß die Ablenkgeräte auf diese Störimpulse ansprechen, ist es erforderlich, die Störspitzen derart zu beschneiden, daß sie möglichst die Größe der Synchronimpulse nicht übertreffen.

Ein weiteres Problem liegt darin, das Potential des Schwarzwertes an der Bildröhre konstant zu halten. Die bisher bekanntgewordenen Schaltungen arbeiten nur dann einwandfrei, wenn die Anzahl der Störimpulse sehr gering und die Ausgangsamplitude der Signale am Demodulator konstant ist. Beide Bedingungen sind aber nur in bestimmten Grenzen zu erfüllen, die nicht als ausreichend angesehen werden können.

Es ist zwar ein Verfahren zur Regelung der in Fernsehgeräten der Bildschreibröhre und dem Amplitudensieb zugeführten Videosignale bekanntgeworden, welches hinter dem Videogleichrichter und vorzugsweise nach der Videoendröhre besondere Mittel vorsieht, um die dem Videosignal überlagerten Störimpulse unabhängig von ihrer Größe und Anzahl auf einen konstanten Wert zu begrenzen, welcher etwa der Amplitude der Synchronzeichen entspricht. Hierbei

werden auch Mittel angewendet, welche den den Synchronimpulsen zugeordneten Signalpegel unabhängig von Amplitudenschwankungen der Videosignale sowie Scnwankungen der Anoden- bzw. Netzspannung des Fernsehgerätes unveränderlich konstant halten. . Die Diode, die die Begrenzung der Störimpulse bewirkt, ist parallel zum Anodenwiderstand der Videoröhre geschaltet und erhält ihre richtige Vorspannung über einen Widerstand aus einer zusätzliehen Batterie. Dieser Aufwand ist unerwünscht. Außerdem stellen die Widerstände der hochohmig vorgespannten Diode zugleich den Gitterwiderstand der Videoröhre dar. Sie können aus diesem Grunde nicht so hochohmig sein, daß durch den Eigenstrom verbrauch keine Abschneidung der Impulse und damit Verfälschung des Synchronimpulsanteiles auftritt.

Bei diesem geschilderten Verfahren wird also eine Amplitudenbegrenzung der Störimpulse — auf einen

ao von der Regelverstärkerröhre her einstellbaren Wert — nicht vorgenommen. Man benötigt außerdem eine zusätzliche Stromquelle und kann eine Verfälschung des Synchronimpulsanteiles nicht vermeiden. Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile durch Angabe

as einer neuen Schaltanordnung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird in einer Regelschaltung für Fernsehgeräte, bei der hinter einer Videoverstärkerröhre gleichzeitig eine Begrenzung der Störimpulse auf einen gegenüber den Synchronimpulsen gleichen bzw. kleineren Wert vorgenommen wird, eine Regelspannung erzeugt, die in Rückwärtsregelung eine Stabilisierung des dem Bildschwarzwert bzw. den Synchronimpulsen zugeordneten Signalpegels unabhängig von Amplitudenschwankungen des Videosignals bewirkt. Hierzu dienen im wesentlichen eine Regelverstärkerröhre und zwei Dioden. Die erste dieser beiden Dioden ist als Spitzengleichrichter geschaltet, und die an ihrem hochohmigen Vorspannungsglied auftretende, dem Spitzenwert des Videosignals entsprechende Spannung wird der Regelverstärkerröhre zugeführt. Ein Teil der am Belastungswiderstand dieser Regelverstärkerröhre auftretenden Spannung wird in Rückwärtsregelung der Videoverstärkerstufe zugeführt, und zwar derart, daß eine Stabilisierung des Signalpegels unabhängig von Amplitudenschwankungen erfolgt. Gleichzeitig wird aber auch eine Begrenzung der Störimpulse auf einen gegenüber den Synchronimpulsen gleichen bzw. kleineren Wert vorgenommen, ohne daß sich dadurch die Vorspannung der Schwarzsteuerdiode verschiebt. Die Vorspannung der dazu dienenden zweiten Diode wird gleichfalls von dem Strom der Regelverstärkerröhre her erzeugt, deren Gitter von der Kathodenspannung der erstgenannten Diode gesteuert wird; und zwar wird die Vorspannung der zweiten Diode vorzugsweise auf einen Wert gebracht, der der Spitze der Synchronimpulse entspricht.

Treten nun Störimpulse auf, deren Amplitude diesen Vorspannungswert überschreitet, so werden diese Störimpulse infolge der Niederohmigkeit des zweiten Diodenkreises abgeschnitten, ohne daß sich bei Wiederholung von Störungen die Diodenvorspannung verändert, da diese an dem sehr niederohmigen ' Kathodenwiderstand der Regelverstärkerröhre erzeugt wird.

Vorzugsweise erfolgt die Beschneidung der Störimpulse auf den konstanten Wert durch eine Diodenstrecke mit verhältnismäßig kleinem, vorzugsweise weniger als 500 kOhm betragendem Vorspannungswiderstand, wobei dieser Vorspannungswiderstand gleichzeitig im Anodenstromkreis einer gittergesteuerten Regelröhre liegt, deren Steuergitterpotential über eine Diodenstrecke mit hochohmigem 2?C-Glied auf dem Potentialwert der Synchronzeichen gehalten wird. Hierbei wird ferner an einem Abgriff des niederohmigen Vorspannungswiderstandes eine Regelspannung abgegriffen, welche den Arbeitspunkt der Verstärkerröhre, an deren Anodenkreis die Dioden galvanisch angekoppelt sind, derart regelt, daß bei zunehmendem Pegel der den Dioden zugeführten Videosignale diese Verstärkerröhre gegenläufig gesteuert wird, so daß am Ausgang der Verstärkerröhre praktisch keine Pegeländerung auftritt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Begrenzung der Störimpulse nicht genau auf den Wert der Synchronzeichen, sondern auf einen etwas höheren Wert, und die Differenz zwischen diesen beiden Werten wird als Steuerspannung einem Verstärker zugeführt, der ein Kompensationssignal gleicher Größe und entgegengesetzter Polarität wie das Störsignal erzeugt, und schließlich wird dieses Kompensationssignal dem Videosignal, welches dem Amplitudensieb zugeführt wird, derart überlagert, daß die Amplitude der Störimpulse auf nahezu den gleichen Wert wie die der Synchronzeichen begrenzt wird.

Schaltungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 3 beschrieben, wobei alle zum Verständnis nicht unbedingt erforderlichen Teile weggelassen und gleiche Schaltelemente mit gleichen Ziffern bezeichnet sind.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kathode der Bildröhre 1 gesteuert wird.

Die Schaltung hat die Aufgabe, den Schwarzwert unabhängig von der Amplitude des empfangenen Signals und etwa auftretenden Störspitzen konstant zu halten und die Störspitzen auf einen solchen Wert zu begrenzen, daß sie die Synchronisierung nicht stören.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: no

Die modulierte Zwischenfrequenzspannung wird an der Sekundärwicklung 2 des letzten Zwischenfrequenzfilters abgenommen und über die Diode 3 gleichgerichtet, so daß am Belastungswiderstand 4 eine der Hüllkurve des Zwischenfrequenzsignals entsprechende Spannung entsteht. Diese wird in der Röhre 5, welche den Verstärkungsfaktor F₅ besitzt, verstärkt und unmittelbar über galvanische Kopplung der Kathode der Bildröhre 1 zugeführt. Die Diode 6 besitzt im Belastungskreis ein hochohmiges i?C-Glied 7, 8, an dem eine der Spitzenspannung U entsprechende Gleichspannung erzeugt wird, die galvanisch dem Gitter der Röhre 9 zugeführt wird.

Das freie Ende des Widerstandes 7 liegt an einem Punkt des Spannungsteilers 17, 18, dessen Potential etwas niedriger ist als das, welches sich während des

Betriebes im ÄC-Glied einstellt. Die Zeitkonstante der zu den beiden Dioden 6 und 12 gehörenden RC-Glieder wird vorzugsweise größer oder gleich der Bildwechseldauer gewählt.

Der aus den beiden Widerständen io und ii bestehende Kathodenwiderstand der Röhre 9 ist so groß, daß an ihm die Spannung U -\- U_g9 auftritt, wenn U_g9 die an der Röhre 9 erforderliche Steuer-' spannung ist. Er liegt mit seinem freien Ende auf

to negativem Potential. An seinem Abgriff wird die Vorspannung für die Röhre 5 abgegriffen, die so bemessen ist, daß die größtmöglichen Synchronimpulsspitzen die Röhre 9 im oberen Teil der Kennlinie steuern. Ändert sich nun die Spitzenspannung U an der. Anode der

Röhre 5 beispielsweise durch Änderung der Steuerspannung an der Röhre 5 um Δ U, so tritt eine gleiche Spannungsänderung an der Kathode der Diode 6 und dem Gitter der Röhre 9 auf. Sind die Widerstände 10 und 11 gleich, so wird eine Änderung

zo der Vorspannung an dem Steuergitter der Röhre 5

- hervorgerufen, was eine gegenphasige Span-

um

nungsänderung F₅

AU

an der Anode der Röhre 5

zur Folge hat Durch entsprechende Bemessung der im Kathodenkreis der Röhre 9 abgenommenen Spannung im Hinblick auf die Verstärkung der Röhre 5 kann somit erreicht werden, daß der Schwarzwert U unabhängig von der Amplitude des empfangenen Signals konstant gehalten wird. Die am Spannungsteiler 10, 11 abgenommene Spannung kann außerdem zur Verstärkungsregelung einer Zwischenfrequenzröhre zugeführt werden.
Treten nun Störspitzen auf, so werden diese durch die weitere Diode 12, die im Belastungskreis das niederohmige i?C-Glied 10, 11, 13 enthält, auf den Pegel U abgeschnitten. Der Arbeitspunkt der Röhre 9 wird zweckmäßigerweise so eingestellt, daß diese bei maximaler Eingangsamplitude mit geringer Gittervorspannung U_ga läuft. ' Wird die Amplitude der Signalspannung um Δ U_Bi kleiner, so entsteht bei abgeschalteter Regelung an der Anode eine Spannungsänderung Δ U₁₁ = V₅-Δ U₀₅ und an der Kathode der Diode 6 bzw. dem Gitter der Röhre 9 das Potential U_a — Δ U_a. Damit nun am Kathodenwiderstand der Diode 6 unverändert der Schwarzwert U konstant gehalten wird, muß sich der Strom der Röhre 9 um Δ i₉ ändern. Dies wird durch eine Änderung der Gitterkathodenspannung der Röhre 9 um Δ U_g9 erreicht.

Es bestehen dann also die Gleichungen:

Δ U_a = F₅ · Δ U₀ AU_n-AU_n,=

hieraus folgt:

AU.,=

F₉

Dabei ist F₅ der Verstärkungsgrad der Röhre Ro₅ und F₉ der Verstärkungsgrad der Röhre Ro₉.

Um diesen Betrag Δ U_gg überragt also die beschnittene Störspitze die Signalspitze, wenn die Eingangsspannung gegenüber der maximalen Spannung um Δ U_g5 geändert wird.

Es ist aus der Gleichung ersichtlich, daß F₉ > F₅ gemacht werden muß, wenn A U_g9 möglichst gering bleiben soll.

Die Verstärkung F₅ ist bei Verwendung einer Triode als Röhre 5 praktisch gleich dem Reziprokwert des Durchgriffs dieser Röhre.

Anzahl und Größe der Störimpulse spielen bei der vorliegenden Schaltung infolge der Niederohmigkeit des Kathodenwiderstandes 10 keine Rolle. Es tritt durch sie nur eine vernachlässigbar kleine Potentialverschiebung auf. Eine Belastung der Signalspannung an der Anode der Videoröhre 5 tritt nicht auf, da die Vorspannung der Diode 12 durch den Strom der Röhre 9 erzeugt wird, der Widerstand der Diode 6 aber keine Belastung darstellt, wenn sein freies Ende am gleichen Potential eines Spannungsteilers liegt wie die Kathode der Diode.

Bei Versuchen mit den Röhrentypen EF 42 als

Regelröhre in Triodenschaltung: F₉ = -^- = 38 und

EL 41 als Videoverstärkerröhre: F₅ = 15 wurden die folgenden Werte erzielt:

Die am Steuergitter der Videoverstärkerröhre liegende Spannung wurde geändert um

= 4,3 -o,5 V = 3,8 V

AU.,=

3,8 V = 1,45 V.

(U_g9 gemessen = 0,7 V. Diese Abweichung war be- ,95 dingt durch die beim Versuch verwendete kapazitive Ankopplung an das Steuergitter der Röhre 5.) Damit ergibt sich eine prozentuale maximale Störimpulsüberspannung

Ua

0,5-15

Wenn auch diese restliche Störimpulsüberspannung in den meisten Fällen zwar kaum stören dürfte, so läßt sie sich noch weiter verringern, wenn als Regelröhre an Stelle einer Triode eine Mehrgitterröhre verwendet wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Von Bedeutung ist jedoch in jedem Falle, daß die Röhre als Kathodenverstärker arbeitet. Dabei ist der Teil der Schaltung, der gegenüber der Fig. 1 unverändert gebheben ist, no weggelassen. Die konstante Spannung zwischen Kathode und Schirmgitter der Röhre wird über eine besondere Gleichrichterwicklung 14 des Netztransformators und getrennte Gleichrichter 15, 16 erzeugt. Es wird durch Verwendung einer Mehrgitterröhre bei gleicher Dimensionierung der Widerstände eine Verstärkung F₉ = 850 erreicht.

Dies hat zur Folge, daß die Störimpulsüberspannung

AU„„ =

85O

3,8V = 0,067 V

beträgt. Die prozentuale Störimpulsüberspannung hat dann nur einen Wert von

A U_n,

Ug_{5 m}i_n * F₅

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der

Erfindung, bei der die Steuerung der Bildröhre am Wehneltzylinder erfolgt. Es sind gegenüber Abb. ι im wesentlichen die Polaritäten der Röhren und Batterien vertauscht.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in gleicher Weise an irgendeiner Stelle der Empfangsschaltung verwendet werden, an der der Schwarzwert konstant ίο gehalten werden soll. Ferner kann der Kondensator 13 auch wegfallen, da es für die Wirksamkeit.,der Schaltung in erster Linie von Bedeutung ist, daß die Röhre 9 als Kathodenverstärker mit kleinem Innenwiderstand arbeitet.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Regelschaltung für Fernsehgeräte, bei denen hinter einer Videoverstärkerröhre besondere Mittel zur Begrenzung der im Videosignal enthaltenen Störimpulse und zur Konstanthaltung des dem Bildschwarzwert bzw. den Synchronimpulsen zugeordneten Signalpegels unabhängig von Amplitudenschwankungen des Videosignals vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer Regelverstärkerröhre (9) von dem hochohmigen RC-Glied einer Diodenstrecke (6) her eine dem Spitzenwert des Videosignals entsprechende Spannung zugeführt wird und daß am Arbeitswiderstand dieser Verstärkerröhre eine Regelspannung abgegriffen wird, welche den Arbeitspunkt der Videoverstärkerröhre (5) derart verschiebt, daß an ihrem Ausgang bei Amplitudenschwankungen der Eingangsspannung praktisch keine Pegeländerung auftritt, und daß außerdem zur Begrenzung der Störimpulse auf einen konstanten Wert das Videosignal einer weiteren niederohmigen Diodenstrecke (12) zugeführt wird, deren Vorspannung an dem gegenüber dem Vorspannungswiderstand des Spitzengleichrichters niederohmigen Arbeitswiderstand im wesentlichen durch den Strom der Regelverstärkefröhre bestimmt wird.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannungswiderstand für die zur Begrenzung der Störsignale vorgesehene Diode gleichzeitig im Stromkreis der Regelverstärkerröhre liegt, deren Steuergitterpotential über die weitere Diodenstrecke mit hochohmigem SC-Gh'ed auf dem Potentialwert der Synchronzeichen gehalten wird.

3. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Störimpulse nicht genau auf den Wert der Synchronzeichen, sondern auf einen etwas höheren Wert erfolgt, daß die Differenz zwischen diesen beiden Werten als Steuerspannung einem Verstärker zugeführt wird, der ein Kompensationssignal gleicher Größe und entgegengesetzter Polarität wie das Störsignal erzeugt, und daß sodann dieses Kompensationssignal dem Videosignal, welches dem Amplitudensieb zugeführt wird, derart überlagert wird, daß die Amplitude der Störimpulse auf nahezu den gleichen Wert wie der der Synchronzeichen begrenzt wird.

4. Regelschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Regelspannung eine Mehrgitterröhre verwendet wird, deren Gitterkathodenstrecke zwischen den Kathoden zweier Dioden liegt, deren Anoden mit der Videoröhre galvanisch verbunden sind, und von denen die eine ein hochohmiges ÄC-Glied und die andere ein i?C-Glied mit niederohmigem Widerstand besitzt, der gleichzeitig im Kathodenoder Anodenkreis der Regelröhre liegt und dessen Abgriff mit dem Gitter der Videoendröhre und/oder einer vorhergehenden Stufe in Verbindung steht.

5. Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode bzw. Anode der Diode, welche durch ein i?C-Glied mit niederohmigem Widerstand belastet ist, unmittelbar an einem Abgriff des Kathoden- bzw. Anodenwider-Standes der Regelröhre liegt.

6. Regelschaltung nach Anspruch 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der hochohmige Belastungswiderstand der einen Diode mit seinem freien Ende an einem Punkt eines Potentiometers liegt, der so gewählt ist, daß sein Potential etwas niedriger ist als das, welches sich während des Betriebes im 2?C-Glied einstellt.

7. Regelschaltung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Regehröhre größer ist als die der Videoendröhre.

8. Regelschaltung nach Anspruch 4 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten der die Vorspannung für die Dioden erzeugenden ÄC-Glieder größer oder gleich der Bildwechseldauer sind.

9. Regelschaltung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelröhre eine Schirmgitterröhre verwendet wird, deren Schirmgitterspannung aus einer besonderen Wicklung des Netztransformators über getrennte Gleichrichter erzeugt wird.

10. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Spannungsteiler (10,11) abgenommene Spannung außerdem zur Verstärkungsregelung einer Zwischenfrequenzröhre zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung N 4651 VIII a/21a¹ (Patent Nr. 954338). 1 to

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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