DK150560B - Signalbehandlingskredslaeb til modulering af straaleafbaejningshastigheden i katodestraaleraer, f.eks. fjernsynsbilledraer - Google Patents

Description

150560 o

Opfindelsen angår, et fjernsynsbilledfremvisningsanlæg med et kredsløb til modulering af stråleafbøjningshastigheden, hvilket fjernsynsbilledfremvisningsanlæg er af den i krav l's indledning angivne art.

5 I den hidtil kendte teknik, der for eksempel er beskrevet i en artikel af Yoshida et al. i IEEE Transactions BTR august 1974 pp. 193-199, erkendes det, at en forbedring af billedopløsningen er mulig ved at modulere afbøjningshastigheden i overensstemmelse med den afledede af 10 det videosignal, der styrer stråleintensiteten. Fordelen ved denne metode sammenlignet med højdehævningsmetoden til forøgelse af billedskarpheden er at defokuseringseffekten undgås.

Når et almindeligt differentiationskredsløb anvendes 15 til at opnå den afledede af det videosignal, som styrer stråleintensiteten, fås et stort udgangssignal ved hurtige transienter og et lille udgangssignal ved langsomme tran— sienter. Når forstærkningen af den kanal, der behandler det afledede signal, er valgt med henblik på at tilvejebringe 20 en passende størrelse af den supplerende stråleafbøjning for at opnå den korrekte forstærkning af hurtige transien-ter, er kanalforstærkningen utilstrækkelig til at forbedre skarpheden ved langsomme transienter. Når der er støj i det videosignal, der skal differentieres, kan kredsløbet, 25 som modulerer stråleafbøjningshastigheden, uønsket forøge denne støjs synlighed. Når det videosignal, der skal differentieres, afledes fra et fuldstændigt farvevideosignal, kan tilstedeværelsen af farveunderbærebølge restkomposanter i indgangssignalet til differentiationskredsløbet uønsket 30 medføre en forøget synlighed af tilfældige prikker.

Det er opfindelsens formål at afhjælpe disse ulemper ved den kendte teknik. Det angivne formål opnås med et fjernsynsbilledfremvisningsanlæg af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved 35 den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Herved opnås, at udgangssignalet fra videosignaldifferentiations- 0 2 150560 kredsen bliver både "udsparet'" og klippet i en topolet.

(double-ended) begrænser, som indeholder to tærskelværdi-kredsløb.

Begrænseren afgiver et dobbeltklippet udgangssignal, men reagerer ikke på hverken positive eller negative ud-5 sving i det differentierede signal, som ligger under de valgte tærskelværdier. Begrænserens forstærkning har en sådan størrelse, at den sikrer skarphedsforøgelsen for de langsomme transienter, mens klipningens "snitte"-effekt udelukker, at en for stor supplerende stråleafbøjning knyttes til de hurtige transienter. "Udsparings"-effekten ved tilvejebringelsen af tærskelværdierne for begrænseren formindsker betydeligt sandsynligheden for en forøgelse af støjens synlighed og for underbærebølgens punktstruktur.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, der dels skematisk, dels ved hjaalp af en blokdiagramfremstilling, viser et billedskærmanlæg indeholdende et kredsløb til modulering af stråleafbøjningshastigheden ifølge opfindelsen.

20 Som det ses af tegningen, tilfører en fuldstændig farvevideosignalkilde 11 (som for eksempel kan omfatte en farvefjernsynsmodtagers videodetektor) et fuldstændigt farvevideosignal inklusive en bredbåndet lysstyrkesignal-komposant og en farvesignalkomposant og en farvesignalkom- 2g posant i form af modulerede farveunderbærebølger til et båndpasfilter 14 og en farveunderbærebølge-fælde 13. Bånd-pasfiltret 14, der har et til det af farvesignalet besatte frekvensbånd begrænset gennemgangsbånd, tilfører farvesignalinformationen til en farvesignalbehandlingskreds 16.

30 Farvesignalbehandlingskredsen 16 omfatter kredsløbsorganer til at aflede et par farve-differenssignaler (f.eks.

R-Y og B-Y) fra det modtagne farvesignal. Farve-differenssignalet fra udgangen af behandlingskredsen 16 tilføres en matrix 19.

35 Farveunderbærebølge-fælden 13 har et afvisnings bånd centreret omkring frekvensen af det modtagne farvesignals underbærebølge. Udgangssignalet fra fælden 13 omfattende det fuldstændige signals lysstyrkesignalkompo-sant med henblik på den relative afskæring af farvesignal- o 3 150560 komposanten, som dæmpes stærkt af fælden, tilføres gennem en forsinkelseslinie 15 til en lysstyrkesignalbehandlingskreds 17. Lysstyrkesignalet fra udgangen af behandlingskredsen 17 føres til matricen 19 med henblik på sammensæt-5 ning med farvedifferenssignalet fra udgangen af behandlingskredsen 16 med det formål at frembringe tre farvesignaler (rød, grøn og blå) på de pågældende matrixudgangsklemmer R, G og B.

De på klemmerne R, G og B tilvejebragte signaler føres 10 til billedrørsdrivkredsene 20, som driver et farvebilled-rør 21's pågældende røde, grønne og blå elektronkanoner.

Til farvebilledrøret 21 er knyttet en hovedafbøjningsspole 23 omfattende en vandret henholdsvis lodret afbøjningsvikling, der tilføres energi fra de ikke viste vandrette henholdsvis 15 lodrette afbøjningskredsløb med henblik på at frembringe et raster af linier på farvebilledrøret 21's skærm. Supplerende afbøjning af de pågældende stråler i farvebilledrøret 21 udføres med hjælpeafbøjningsspolerne 25, 25', som omgiver halsen på farvebilledrøret i nærheden af den ende af afbøj-20 ningsspolen 23, hvor strålen træder ind. Energitilførslen til hjælpeafbøjningsspolerne 25, 25' tilvejebringes fra udgangen af det kredsløbsorgan, der nu skal beskrives.

I det på tegningen viste apparat muliggør en indgangs-vælgeromskifter 30 valgt mellem alternative video-25 signalkilder til indgangen på det hastighedsmodulerende signalbehandlingskredsløb. Som eksempel er indgangs-vælgeromskifteren 30 vist som en enkeltpolet dobbeltomskifter. I omskifterens ene stilling (den på tegningen viste fuldt optrukne linie) er en omskifterudgangsklemme 33 forbundet 30 med en omskifterindgangsklemme 31, som er forbundet med henblik på at modtage lysstyrkesignalet fra forsinkelseslinien 15. I omskifterens alternative stilling (den på tegningen viste punkterede linie) er omskifter-udgangsklemme 33 forbundet med en omskifter-indgangsklemme 32, der er 35 forbundet med en nedenfor beskrevet alternativ videosignalkilde.

4 150560 ;

O

Omskifter-udgangsklemmen 33 er gennem kondensatoren 43 forbundet med basiselektroden på en NPN transistor 50, der indgår i et fælles-emitter forstærkeraggregat. Emitteren på transistoren 50 er ført tilbage 5 til et referencespændingspunkt (f.eks. jord) gennem de serieforbundne modstande 51 og 52. Modstanden 52 er afkoblet ved hjælp af en kondensator 53.

Udgangssignalet fra den af transistoren 50 dannede indgangsforstærker lægger sig over en belastningsmodstand 10 54, der er forbundet mellem kollektorelektroden på transisto ren 50 og en forsyningsklemme V2 med positiv spænding. En filterkondensator 41 er forbundet mellem klemmen V2 og jord. Forspændingen til basis på transistoren 50 fås fra en spændingsdeler, der dannes af de mellem forsyningsspændings-15 klemmen V2 og jord serieforbundne modstande 45 og 47, idet basis er direkte forbundet med fællespunktet for modstandene 45 og 47.

En kondensator 55 er forbundet mellem kollektorelektroden på transistoren 50 og de pågældende basiselektroder 20 på NPN transistorerne 61 og 71. Transistoren 61 indgår i et differentialforstærkertrin sammen med en NPN transistor 63, idet emitterelektroderne på transistorerne 61 og 63 er direkte forbundet med hinanden. En i det væsentlige konstantstrømkilde for de med hinanden forbundne emittere 25 tilvejebringes ved hjælp af en NPN transistor 65, hvis kollektorelektrode er direkte forbundet med de med hinanden forbundne emittere på transistorerne 61 og 63, idet emitterelektroden på transistoren 65 gennem en modstand 67 føres tilbage til jord. Transistoren 71 indgår sammen med 30 en NPN transistor 73 i et differentialforstærkertrin, idet emitterelektroderne på transistorerne 71 og 73 er direkte forbundet med hinanden. En i det væsentlige konstantstrømkilde for de med hinanden forbundne emittere på transistorerne 71 og 73 tilvejebringes ved hjælp af en 35 NPN transistor 75, der har kollektorelektroden direkte forbundet med de med hinanden forbundne emittere på transistorerne 150560 o 71 og 73, idet emitterelektroden på transistoren 75 gennem en modstand 77 går til jord.

Kollektorelektroderne på transistorerne 61 og 71 er direkte forbundet med den positive forsyningsklemme V2.

5 Et fælles udgangskredsløb for de to differentialforstærkere er tilvejebragt ved hjælp af en fælles belastningsmodstand 79, der er forbundet mellem klemmen V2 og de pågældende kollektorelektroder på transistorerne 63 og 73.

Forspændingerne til basiselektroderne på transistorer-10 ne 61, 63, 65, 71, 73, 75 tilføres fra en spændingsdeler, der er dannet ved serieforbindelse af modstandene 80, 81, 82, 83, 84 og en diode 85, der er serieforbundne i den nævnte rækkefølge mellem klemmen V2 og jord. En forspænding til basiselektrode-kildetransistorerne 65 og 75 tilføres via 15 en direkte forbindelse mellem disse basiselektroder og fællespunktet for spændingsdelermodstandene 83 og 84. En forspænding til basiselektroderne på de to differentialforstærkeres pågældende indgangstransistorer tilføres gennem modstanden 86, der er forbundet mellem disse basis-20 elektroder og fællespunktet (M) for spændingsdeler mod standene 81 og 82. Signalet afkobles til jord ved hjælp af en kondensator 89, der er forbundet mellem fællespunktet M og jord. En forspænding, der er forskudt i positiv retning fra forspændingen i punktet M, tilføres til basis-25 elektroden på transistoren 63 gennem modstanden 88, som er forbundet mellem denne basiselektrode og fællespunktet (H) for spændingsdelermodstandene 80 og 81. En forspænding, der er forskudt i negativ retning fra forspændingen i punktet N, føres til basiselektroden 73 gennem en modstand 30 87, som er forbundet mellem denne basiselektrode og fælles punktet (L) for spændingsdelérmodstandene 82 og 83.

Det fra de to differentialforstærkere afgivne sammensatte udgangssignal på fælleskollektoren for transistorerne 63 og 73 føres direkte til basiselektroden på 35 en NPN transistor 90, der indgår i et emitterfølgertrin.

Kollektoren på transistoren 90 er direkte forbundet med en 6 150560 o positiv forsyningsklemme (med højere positiv spænding end klemmen V2, som den er forbundet med gennem en fald-modstand 40). Emitterfølgerens udgangssignal findes over en modstand 91, som er forbundet mellem emitterelektroden 5 på transistoren 91 og jord.

En modtaktkoblet, komplementærsymmetrisk udgangsforstærker til moduleringssignalkanalen anvender en PNP transistor 100 og NPN transistor 102, hvor kollektor-elektroderne på transistorerne 100 og 102 er forbundet til 10 en fælles udgangsklemme 0. Emitterelektroden på transis toren 100 er forbundet med forsyningsklemmen V·^ gennem en modstand 101, mens emitterelektroden på transistoren 102 er ført til jord gennem en modstand 103.

Forspændingerne til basiselektroderne på udgangs-16 transistorerne 100 og 102 fås fra en spændingsdeler, der dannes ved serieforbindelse af modstandene 93, 94, 95 og 96 forbundet mellem klemmen og jord i den nævnte rækkefølge. Basiselektroden på transistoren 100 er direkte forbundet med fællespunktet for spændingsdelermodstandene 93 20 og 94, mens basiselektroden på transistoren 102 er direkte forbundet med fællespunktet for spændingsdelermodstandene 95 og 96. Serieforbindelsen af modstandene 94 og 95 er afkoblet ved hjælp af shuntkondensatoren 97, der er forbundet mellem de pågældende udgangstransistorers basis-25 elektroder. Et stabiliserende jævnspændingstilbagekoblingssignal til udgangstransistorerne fås via en fælles tilbagekoblingsmodstand 99, der er forbundet mellem udgangsklemmen 0 og fællespunktet for modstandene 94 og 95, hvilket fællespunkt afkobles til jord for signalfrekvenser 30 ved hjælp af en kondensator 98.

Indgangssignalet til det modtaktkoblede udgangs-forstærkertrin tilføres via en kondensator 92, der er forbundet mellem emitteren på transistoren 90 og basis på transistoren 100. Udgangssignalet fra moduleringssignal-35 kanalen føres til en belastning, der udgøres af serieforbindelsen af en kondensator 105 og de serieforbundne o 7 150660 hjælpeafbøjningsviklinger 25, 25', idet serieforbindelsen forbindes mellem moduleringssignalkanalens udgangsklemme 0 og jord.

Når det viste kredsløb fungerer differentieres de 5 af transistoren 50 forstærkede videosignaler ved hjælp af det CR kredsløb, der udgøres af kondensatoren 55 og modstanden 86, idet det differentierede udgangssignal påtrykkes den fælles basis på transistorerne 61 og 71 i de pågældende differentialforstærkere 61, 63 og 71, 73.

10 Idet forspændingen på basis af transistoren 73 er negativt forskudt sammenlignet med forspændingen på basis af transistoren 71, afbrydes transistoren 73, når der ikke er noget indgangssignal. Transistoren 73 forbliver afbrudt under det differentierede signals positive udsving, 15 og differentialforstærkeren 71, 73 bidrager altså ikke med signalvariationer til begrænserudgangssignalet under sådanne positive udsving.

Idet forspændingen på basis af transistoren 63 er positivt forskudt sammenlignet med forspændingen på basis af 20 transistoren 61, afbrydes transistoren 61, når der ikke er noget indgangssignal. Transistoren forbliver afbrudt under det differentierede signals negative udsving, og differentialforstærkeren bidrager altså ikke med signalvariationer til begrænserudgangssignalet under sådanne negative udsving.

25 For at det differentierede signals negative udsving skal have virkning på begrænserudgangssignalet, må det have tilstrækkelig størrelse til at bringe transistoren 73 ud af dens normale afbrudte tilstand. Begrænseren reagerer altså ikke, når det differentierede signals negative udsving har 30 en størrelse, der ligger under en tærskelværdi, som bestemmes af forspændings-forskydningsspændingen over forspændings-delermodstanden 82.

For at det differentierede signals positive udsving skal have en virkning på begrænserudgangssignalet, må 35 det have tilstrækkelig størrelse til at bringe transistoren 61 ud af dens normale afbrudte tilstand. Begrænseren rea- o 8 150560 gerer altså ikke, når det differentierede signals positive udsving har en størrelse, der ligger under en tærskelværdi, som bestemmes af forspændings-forskydningsspændingen over forspændingsdelermodstanden 81.

5 Indgangsforstærkerens og differentialforstærkerens kredsløbsparametre er valgt således, at differentiationskredsløbets positive henholdsvis negative udgangssignaludsving, der frembringes som svar på videosignaltransienter over et stort område transienthastigheder, er tilstrækkelige 10 til at drive begrænserudgangssignalet til de pågældende udstyringsniveauer, hvorved transienter over nævnte område frembringer samme størrelse af den supplerende stråleafbøjning. Støjkomposanter med lille amplitude og restkompo-santer af farveunderbærebølgen fjernes ved hjælp af 15 "udsparings"-effekten fra begrænserens tærskelkredsløb, hvorved det undgås, at de forstærkes uønsket af kredsløbet til modulering af afbøjningshastigheden.

Emitterfølgeren 90 leder det "snittede" og "udsparede" udgangssignal fra begrænseren til udgangstrinnet 20 100, 102, som tilfører den ønskede strøm til modulering af afbøjningshastigheden til hjælpeafbøjningsspolerne 25, 25'.

Udgangstrinnets udgangsterminal 0 er forbundet med hjælpeafbøjningsspolerne 25, 25' gennem en kondensator 105, hvis kapacitetsværdi er valgt således, at kondensatoren 25 har så stor impedans over for de vandrette tilbageløbs-impulser (som kan koble induktivt til hjælpeafbøjnings-spolerne fra hovedafbøjningsspolen 23's vandrette afbøj-. ningsvikling) at en væsentlig forstyrrelse af udgangstrinnet herved undgås. Det er ønskeligt, at denne kapacitets-30 værdi har en sådan størrelse sammenlignet med hjælpeafbøjningsspolernes selvinduktion, at serieforbindelsen af kondensatoren 105 og de serieforbundne hjælpeafbøjningsspoler udviser serieresonans ved en midterbåndsfrekvens, der ligger inden for det af videosignalet optagne frekvens-35 område, hvorved drivkravene til afbøjnings- og modulerings-kredsløbet gøres nemmere. Et passende frekvensresonans-punkt er mellem 1 og 2 MHz.

9 150560

O

Som et alternativ til den ovenfor beskrevne afledning af indgangssignalet til kredsløbet til modulering af afbøjningshastigheden fra lysstyrkeudgangssignalet fra for-5 sinkelseslinien 15 kan et sådant indgangssignal afledes ved sammensætning af de farvesignaler, der bruges til at drive farvebilledrøret.

I den med punkteret streg viste anden stilling af indgangs-•vælgeromskifteren 30 benyttes en sådan kilde. Til 10 tilvejebringelse af en sådan sammensat farvesignalkilde er tre modstande 34, 35, 36 forbundet med matrix-udgangsklemmerne R,G henholdsvis B og en fælles klemme, som gennem en summeringsmodstand 37 er ført til jord. Den fælles klemme er direkte forbundet med indgangsklemmen 15 32 på indgangs-vælgeromskifteren 30. I de tilfælde hvor modtageren er forsynet med et sæt farvesignalindgangsklemmer VR, Vg og Vg, der er forbundet med matrixudgangs-klemmerne R, G henholdsvis B, med henblik på at tilvejebringe indgangsforbindelse til afbildingsanlæg til andre farve-20 informationskilder som for eksempel en teletekst afkodningskreds, tillader afledningen af indgangssignalet til det kredsløb, der modulerer afbøjningshastigheden, efter sidstnævnte måde en forøget skarphed, når modtageren udfører sådanne hjælpefunktioner.

25 I tabellen nedenfor er anført de parameterværdier som gav tilfredsstillende funktion for et udførelseseksempel på et signalbehandlingskredsløb, til modulering af stråleafbøjningshastigheden i katodestrålerør ifølge opfindelsen: 30 kondensator 41 100 mikrofarad kondensator 43 1 nanofarad kondensator- 53 0,1 mikrofarad kondensator 55 39 picofarad kondensator 89 0,1 mikrofarad 35 kondensator 92 470 mikronikrofarad kondensator 97 47 nanofarad o 10 150560 kondensator 98 0,1 mikrofarad kondensator 105 3,3 nanofarad modstande 34,35,36 6,8 kiloohm modstand 37 1 kiloohm 5 modstand 40 330 ohm modstand 45 39 kiloohm modstand 47 22 kiloohm modstand 51 100 ohm modstand 52 470 ohm 10 modstand 54 560 ohm modstande 67,77 270 ohm modstand 79 820 ohm modstand 80 4,7 kiloohm modstand 81 68 ohm 15 modstand 82 56 ohm modstand 83 1,5 kiloohm modstand 84 680 ohm modstand 86 680 ohm modstande 87,88 1,2 kiloohm 20 modstande 93,96 1 kiloohm modstande 94,95 18 kiloohm modstand 99 470 ohm modstande 101,103 10 ohm transistorer 61,63,

25 65,73,75 Type CA 3102 IC

transistor 101 Type BC 327-25 transistor 102 Type BC 337-25 spænding V1 +30 volt spænding V2 +15 volt 30

Ved anvendelse af nævnte udførelseseksempel var de serieforbundne hjælpeafbøjningsspolers 25, 25' selvinduktion 5 mikrohenry. Hjælpespolerne omfattede et par 7-vindingers kobberspoler, der var trykt på et fælles oc mular underlag (substrat) på 100 mikrometers tykkelse, 94 millimeters længde og 20 millimeters bredde, med en kobberledertykkelse på 35 mikrometer, en kobberledertykkelse på 35 mikrometer, en kobberlederbredde på 0,5 millimeter og et kobberledermellemrum på 0,25 millimeter.

Claims (3)

150560 o P a t e n t k r a v.

1. Billedfrenivisningsanlæg der indbefatter en kilde for billedsignaler (11), et billedfremvisningsorgan (21) med en elektronkanonenhed og en billedskærm, stråleafbøj- 5 ningsorganer (23) til afbøjning af elektronstrålen hen over billedskærmen i form af et linieraster, en modulator (90-105, 25,25’) til modulering af afbøjningshastigheden for linierne, differentiationsorganer (55,86) der er forbundet med billed-signalkilden og begrænserorganer (61,63,71,73), som følger 10 efter differentiationsorganerne, og som frembringer et udgangssignal, i hvilket signalamplituderne i én retning begrænses til et første forudbestemt niveau, og signalamplituderne i den modsatte retning begrænses til et andet forudbestemt niveau, hvilket begrænsede signal påtrykkes modulato-15 ren (90-105,25,25*) gennem signalbéhandlingsorganer, kendetegnet ved, at begrænserorganerne (61,63,71,73) indbefatter første og andre tærskelfastlæggelsesorganer (80-85, 88 henholdsvis 87), der er indrettet på en sådan måde,at det første (80-85,88) af tærskelfastlæggelsesorganerne bevirker, 20 at begrænserorganerne (61,63,71,73) tilvejebringer et udgangssignal kun når amplituderne af de differentierede signaler med en første polaritet overstiger en første tærskelværdi, hvorimod de andre (80-85,87) tærskelfastlæggelsesorganer bevirker at begrænserorganerne tilvejebringer et udgangssignal 25 kun når amplituder af de differentierede signaler med en anden polaritet overstiger en anden tærskelværdi, og at det begrænsede udgangssignal påtrykkes gennem koblingsorganer (90) til modulatoren (90-105,25,25*).

2. Billedfremvisningsanlæg ifølge krav 1, kende-30 tegnet ved, at begrænserorganerne omfatter: a) en første differentialforstærker omfattende første (61), og andre (63) transistorer, en med emitterelek-troderne på de første og andre transistorer forbundet strømkilde (65) samt organer til at påtrykke det differentierede 35 udgangssignal fra differentiationsorganerne (55,86) på den første (61), transistors basiselektrode, O 150560 b) en anden differentialforstærker omfattende tredie (71) og fjerde (73) transistorer, en med emitter-elektroderne på de tredie og fjerde transistorer forbundet strømkilde (75) samt organer til at påtrykke det differen- 5 tierede udgangssignal fra differentiationsorganerne (55,86) på den tredie (71) transistors basiselektrode, c) et fælles udgangskredsløb (79) der er forbundet med kollektorelektroderne på nævnte tredie og fjerde transistorer (63,73), hvorhos 10 d) de første tærskelfastlæggelsesorganer (80-85,88) omfatter organer (81,88), til forskelsforspænding af de pågældende basiselektroder på de første og andre transistorer (61,63) på en sådan måde, at den første transistor (61) afbrydes, når det billedrepræsenterende signal ikke er 15 til stede, og e) de andre tærskelfastlæggelsesorganer (80-85,87) omfatter organer (82,87) til forskelsforspænding af de pågældende basiselektroder på de tredie og fjerde transistorer (71,73) på en sådan måde, at den fjerde transistor 20 (73) afbrydes, når det billedrepræsenterende signal ikke er til stede.

3. Billedfremvisningsanlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved a) en forspændingskilde (V2), 25 b) en spændingsdeler (80-85) der .er forbundet paral lelt med forspændingskilden, og som har et mellemudtag (M), c) en første spændingsklemme (H), hvis spænding er forskudt fra nævnte mellemudtags spænding i en første retning, og 30 d) en anden spændingsklemme (L), hvis spænding er forskudt fra nævnte mellemudtags spænding i en anden retning modsat nævnte første retning, hvorhos e) nævnte førstomtalte forspændingsorganer omfatter en ledende jævnstrømsforbindelse (86) mellem den første 35 (61) transistors basiselektrode og mellemudtaget (M), og en ledende jævnstrømsforbindelse (88) mellem den anden (63)