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Publication number: DET0008510MA
Authority: DE

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 15. Oktober 1953 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Bei Fernsehempfängern besteht die Aufgabe, an der Steuerelektrode der Bildröhre den dem Bildschwarz entsprechenden Signalpegel unabhängig vom Bildinhalt und von der Bildamplitude konstant zu halten, da sonst je nach dem Bildinhalt und je nach dem eingestellten Kontrast zwischen Schwarz und Weiß entweder die tiefsten Grauwerte im Schwarzen untergehen oder die schwarzen Bildteile durch einen Grauwert wiedergegeben

ίο werden können. Dabei ist zu beachten, daß auch, wenn die mittlere Bildhelligkeit mit übertragen oder wiedereingeführt wird, sich der Schwarzpegel auf der Helligkeitssteuerkennlinie der Bildröhre verlagert, wenn die Amplitude der Synchronimpulse sich ändert. Es ist bereits bekannt, zur Konstanthaltung des Schwarzwertes von dem im übertragenen Signalgemisch vorhandenen, einem Modulationsgrad von 100% entsprechenden Spitzenwert der Synchronimpulse Gebrauch zu.machend Bei dieser bekannten Schaltung wird jedoch die Schwarzwertsteuerung am Steuergitter der Videoendröhre durchgeführt, so daß sie von der Art des Videoverstärkers (kapazitive oder galvanische Ankopplung) abhängig ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Schaltung zur Konstanthaltung des Schwarzwertes an der Steuerelektrode der Bildröhre eines Fernsehempfängers dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gleichrichtungsprodukt des Videogleichrichters durch Spitzengleichrichtung in einem weiteren Gleichrichter eine Spannung gewonnen wird, die gleichstrommäßig durch eine gleichzeitig an anderer Stelle des Empfängers zur Wechselstromverstärkung verwendete Röhre verstärkt und einer Elek-

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trode der Bildröhre in solchem Sinne und mit solcher Größe zugeführt wird, daß die dem .Schwarzwert entsprechende Steuerspannungsamplitude an der Bildröhre konstant gehalten wird. Zur gleichstrommäßigen Verstärkung wird bei der Durchführung der Erfindung vorzugsweise eine Verstärkerstufe für Tonsignale im Tonteil des Empfängers verwendet.

Bei der Durchführung der Erfindung ergeben

ίο sich, je nachdem, ob die Synchronimpulse am Ausgang des Videogleichrichters positiv oder negativ gerichtet sind, und je nachdem, ob die mittlere Bildhelligkeit im Videoverstärker bis zur Steuerelektrode der Braunschen Röhre mit übertragen wird oder erst im Ausgangskreis der Videoendstufe wiedereingeführt wird, verschiedene Schaltungen, von denen einige an Hand der Abbildungen näher erläutert werden sollen.

Abb. ι zeigt die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eines Fernsehempfängers mit zwei Videoverstärkerstufen. Mit 1 ist in Blockform schematisch der Hoch- und Zwischenf re-. quenzverstärker eines Fernsehempfängers bezeichnet, dessen Ausgangssignale über den Transformator 2 dem Videogleichrichter 3 zugeführt werden. Der in dem Beispiel als Diode dargestellte Gleichrichter 3 ist so gepolt, daß das Videosignal an seinem Arbeitswiderstand 4, dem ein Kondensator 5 parallel geschaltet ist, mit negativ gerichteten Synchronimpulsen abfällt, wie oberhalb des Gleichrichters durch 6 angedeutet. Das Videosignal wird in der Verstärkerröhre 7 verstärkt und das am Arbeitswiderstand 8 mit positiv gerichteten Synchronimpulsen liegende, verstärkte Signal über den Kondensator 9 dem Gitter der Videoendverstärkerröhre 10 zugeführt. Am Arbeitswiderstand 11 der Röhre 10 liegt das Videosignal wieder mit negativ gerichteten Synchronimpulsen und wird so über den Kondensator 12 dem Steuergitter der Bildröhre 13 zugeführt. Zur Wiedereinführung der durch die kondensatorgekoppelten Verstärker verlorengegangenen mittleren Bildhelligkeit ist in bekannter Weise zwischen dem Steuergitter der Bildröhre und Erde eine Diode 14 mit parallel geschalteten! Widerstand 15 vorgesehen.

■Ändert sich bei der Schaltung, soweit sie vorstehend beschrieben wurde, der Amplitudenwert das am Gitter der Röhre 7 liegenden Videosignals entweder durch Änderung der hochfrequenten Eing^angsamplitude oder durch willkürliche Änderung des Verstärkergrades in irgendeiner Stufe des Verstärkers i, so würde sich' an der Steuerelektrode der- Bildröhre 13 auch die dem Bildschwarz entsprechende Steueramplitude ihrer Größe nach ändern, so daß die Schwarzwerte des Bildsignals nicht mehr auf den unteren Knick der Helligkeitskennlinie der Röhre 13 zu liegen kämen. Je nach der Richtung der Änderung, würde daher entweder das Schwarz im wiedergegebenen Bild nach Grau verlagert, oder die Grauwerte würden im Schwarzen verlorengehen. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird gemäß der Erfindung eine weitere Diode 16 an den Ausgang der Diode 3 angeschlossen, in der aus dem Videosignal durch Spitzengleichrichtung eine der Amplitude der Synchronimpulse proportionale Gleichspannung erzeugt wird. Diese gegen Erde negative Spannung, die am Widerstand 17 des Zeitkonstantengliedes 17, 18 abfällt, wird ganz oder teilweise über den Widerstand 19 dem Gitter einer Triode 20 ' zugeführt. Für diese Triode 20 kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine im Niederfrequenzverstärker 21 des Tonteils vorhandene Röhre benutzt werden. Die zu verstärkende Niederfrequenzspanliung wird dem Gitter der Röhre 20 über den Kondensator 22 zugeführt und die verstärkte Niederfrequenzspannung über den Kondensator 23 der nicht dargestellten Tonendverstärkerröhre zugeführt, von der der Lautsprecher 24 gespeist wird. Am Arbeitswiderstand 25 der Röhre 20 wird außerdem die verstärkte Gleichspannung abgenommen und über den Widerstand 26 der Kathode der Bildröhre 13 zugeführt. Für Wechselstrom ist die Kathode der Bildröhre durch den Kondensator 27 geerdet. Da die zu verstärkende Gleichspannung nur geringe Änderungen erfährt, wirkt sich. die dadurch bedingte Verlagerung des Arbeitspunktes der Röhre 20 auf die Tonqualität nicht nachteilig aus.

Wird die Amplitude des Videosignals am Gitter der Röhre 7 größer, so vergrößert sich auch die am Widerstand 17 liegende negative Gleichspannung, so daß der durch den Widerstand 25 fließende Anodenstrom der Röhre 20 sinkt. Dadurch steigt die am Abgriffpuinkt des Widerstandes 25 abgenommene und über den Widerstand 26 der Kathode der Bildröhre zugeführte Spannung zu positiveren Werten und verlagert die Vorspannung der Kathodenstrahlröhre 13 in solchem .Sinne, daß der Schwarzwert wieder auf den unteren Knick der Helligkeitssteuerkennlinie zu liegen kommt.

Bei der Schaltung nach Abb. 1 kann als Nebenprodukt noch an der Anode der Diode 16 in an sich bekannter Weise eine Regelspannung zur Schwundregelung für den Hoch-.und Zwischenfrequenzteil 1 des Fernsehempfängers gewonnen werden. Die Regelleitung ist in der Zeichnung mit 28 bezeichnet.

Abb. 2 zeigt eine andere Schaltung gemäß der Erfindung, bei der die Videosignale am Ausgang des Videogleichrichters mit positiv gerichteten Synchronimpulsen auftreten, wie durch 6' angedeutet ist. Schaltungsteile, die gegenüber Abb. 1 unverändert geblieben sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Abb. 1 gekennzeichnet und werden daher nicht nochmals erläutert. Der Videogleichrichter 3 ist hier andersherum gepolt als in Abb. ι und erzeugt daher am Widerstand 17 einen positiven Spannungsabfall gegen Erde. Die Vorspannung für die Gleichstrom-Verstärkerröhre 20, die auch hier gleichzeitig zur Niederfrequenzver-Stärkung im Tonkanal mit verwendet wird, \vird gemeinsam mit der Vorspannung für die Videoendröhre 10 von dem Spannungsteiler 31, 32 abgenommen. Die Kathoden der beiden Röhren sind für Wechselspannung durch den Kondensator 33 geerdet. Die verstärkte Schwarz-Steuerspannung,

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die sich im vorliegenden Beispiel mit Änderung der Videosignalamplitude in umgekehrter Richtung ändert als beim Beispiel der Abb. i, wird direkt von der Anode der Röhre 20 abgenommen und über die Widerstände 26 und 15 der Steuerelektrode der Bildröhre 13 zugeführt. Eine Einstellung des durch die Schaltung festzuhaltenden Schwarzpegels ist durch Änderung der^s Kathodenvorspannung der Bildröhre 13 mittels des Potentiometers 34möglich.

Abb. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Schaltung 'mit Gleichstromkopplung zwischen der Videoendstufe und der Bildröhre. ■

Auch hier sind unverändert gebliebene Schaltungsteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Abb. 1. Die Schaltung arbeitet, wie auch die Schaltung nach Abb. 2, mit nur einer Videoverstärkerstufe 10, der jedoch die Videosignale mit negativ gerichteten Synchronimpulsen zugeführt werden, wie durch 6" angedeutet. Daher ist die Anode der Videoendröhre 10 mit der Kathode der Bildröhre 13 direkt verbunden. Die verstärkte Schw.arzsteuerspannung wird am Arbeitswiderstand 25 der Gleichstromverstärkerröhre 20 abgenommen und über den Widerstand 26 der Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre 13 zugeführt.

An Hand der Abb. 4 soll die Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. 3 näher erläutert werden. Entsprechende Überlegungen gelten für die Schaltungen nach Abb. 1 und 2. Durch den ,Kurvenzug V₁ sei das bei einem bestimmten Betriebszustand der Schaltung an der Kathode der Bildröhre 13 liegende Videosignal schematisch dargestellt. Durch die punktierte Linie S₁ ist der Schwarzpegel für dieses Signal angedeutet, bei dem die Helligkeitssteuerkennlinie der Röhre 13 gerade bis zu ihrem unteren Knick ausgesteuert sein soll, so daß der Kathodenstrahl gesperrt ist. Hierzu muß an der Steuerelektrode der Röhre 13 eine Spannung liegen, die um den Betrag U negativer ist als die Spannung S₁. Diese an der Steuerelektrode liegende Spannung ist durch die Linie W₁ im Spannungsdiagramm der Abb. 4 dargestellt. Wächst jetzt die an der Kathode der Röhre 13 liegende Videosignalamplitude z. B. durch Betätigung des Kontrastreglers oder durch Abstimmung auf einen stärker einfallenden Sender bei einem nicht schwundgeregelten Empfänger, so liegt an der Kathode der Röhre 13 nunmehr ein Videosignal von der Form V₂. Dabei ist der dem Trägerwert Null entsprechende Signalpegel, der in der Zeichnung durch T₀ angedeutet ist, unverändert geblieben. Der Schwarzpegel ■ ist entsprechend auf den Wert ^₂ angestiegen. Ließe man die Spannung W₁ an der Steuerelektrode unverändert, so würden alle Grauwerte des Videosignals V₂, welche oberhalb der Spannung S₁ liegen, im Schwarzen verschwinden, da die Röhre bereits bei diesem Spannungswert zu sperren beginnt. Duixh die Schaltung gemäß Abb. 3 wird nun aber über den Widerstand 26 der Steuerelektrode eine positivere Spannung zugeführt, welche die Steuerelektrode auf den Spannungswert W₉ einregelt, wobei der Verstärkungsgrad der Röhre 20 und die Abgriffe an den Potentiometern 17 und 25 so gewählt sind, daß die Differenz S₂ — W₂ wiederum den Wert U besitzt. Somit liegt nunmehr der neue Schwarzpegel ^₂ gerade wieder am unteren Knick der Helligkeitssteuerkennlinie der Kathodenstrahlröhre 13. Es sei noch erwähnt, daß der Nullpunkt der Spannungsskala in Abb. 4 willkürlich gewählt ist und nicht etwa mit Erdpotential übereinstimmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Konstanthaltung des Schwarzwertes an der Steuerelektrode der Bildröhre eines Fernsehempfängers, dadurch gekenn-

' zeichnet, daß aus dem Gleichrichtungsprodukt des Videogleichrichters durch Spitzengleichrichtung in einem weiteren Gleichrichter eine Spannung gewonnen wird, die gleichstrommäßig durch eine gleichzeitig an anderer Stelle des Empfängers zur Wechselstromverstärkung verwendete Röhre verstärkt und einer Elektrode der Bildröhre in solchem Sinne und mit solcher Größe' zugeführt wird, daß die dem Schwarzwert entsprechende Steuerspannungsamplitude (U) an der Bildröhre konstant gehalten wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Videogleichrichters (3), bei der die Synchronimpulse negativ gerichtet sind, der Kathode einer Diode (16) zugeführt werden, in deren Anodenkreis ein i?C-Glied (17, 18) liegt, an dessen Widerstand (17) die zu verstärkende Gleichspannung abgenommen wird (Abb. 1, 3).

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Widerstand (17) gleichzeitig eine Schwundregelspannung für eine oder mehrere vor dem Videogleichrichter liegende Hochfrequenz- und/oder Zwischenfrequenzverstärkerröhren abgenommen wird.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Videpgleichrichters (3), bei der die Synchronimpulse positiv gerichtet sind, der Anode einer Diode (16) zugeführt werden, in deren Kathodenkreis ein i?C-Glied (17, 18) liegt, an dessen Widerstand (17) die zu verstärkende Gleichspannung abgenommen wird (Abb. 2).

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichstromverstärkung der aus der Videospitzenspannung gewonnenen Gleichspannung eine gleichzeitig zurVer-Stärkung von Tonsignalen benutzte Röhre (20) des Empfängers verwendet wird (Abb. 1, 2, 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 976427;

R.Goldammer: »Der Fernseh-Empfänger«, München 1952, S. 60/61.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen