ES2229209T3 - Activador para tubo de rayos catodicos con dispositivos a la entrada para el seguimiento del negro. - Google Patents

Abstract

Una disposición de tratamiento de señal de vídeo, que comprende: una fuente de señal de vídeo (10R; 10G; 10B); un amplificador (12R; 12G; 12B) que tiene una entrada y una salida para amplificar dicha señal de vídeo; estando dicha salida de dicho amplificador (12R; 12G; 12B) aplicada a un tubo de rayos catódicos (CRT) que reproduce una imagen; un camino de realimentación conectado entre dichas salida y entrada de dicho amplificador para proporcionar realimentación negativa a dicho amplificador; medios de impedancia (RF, CF) que incluyen una primera resistencia (RF) conectada entre dicha fuente de señal de vídeo y dicha salida de dicho amplificador; un nodo de circuito entre dicha fuente de señal de vídeo y dichos medios de impedancia; que se caracteriza por; medios (RR, RG; RB; RC; CC) conectados entre dicho nodo de circuito y un potencial de referencia que incluye una segunda resistencia (RR; RG; RB) y medios de filtro (RR, CC) que comprenden un condensador (CC) para ajustar el nivel de voltaje de corriente continua DC de dicha señal de vídeo en dicho nodo de circuito en respuesta al nivel de imagen medio de dicha imagen.

Description

Activador para tubo de rayos catódicos con dispositivos a la entrada para el seguimiento del negro.

El invento se refiere a un activador para un tubo de rayos catódicos (CRT) que puede ser empleado en un receptor de televisión o en otro sistema de visualización con medios para inhibir la degradación de la actuación debida a la carga de suministro de potencia de CRT. Se describe una disposición de tratamiento de señal de vídeo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 del documento US-A-4.096.517. El invento está definido en la reivindicación 1 y la reivindicación 2 dependiente adjuntas.

En los sistemas de visualización de vídeo que utilizan un tubo de rayos catódicos (CRT) como dispositivo de visualización, se emplea una salida de vídeo o paso de activación para amplificar señales de vídeo de nivel relativamente bajo para producir señales de vídeo de nivel relativamente alto adecuadas para la aplicación directa al CRT. Las señales de salida de vídeo de nivel alto son típicamente representativas de los componentes rojo, verde y azul de la imagen reproducida y se acoplan a los respectivos cátodos del CRT. Se aplican altos voltajes al ánodo y a varias rejillas del CRT a través de respectivas fuentes de potencia de alto voltaje. Como el nivel medio de la imagen reproducida tiende hacia el blanco, las corrientes procedentes de las alimentaciones de alto voltaje aumentan, y en casos extremos pueden causar que uno o más de los altos voltajes disminuyan en amplitud o den un "bajón". Esto último puede hacer que aumente el nivel de corte del CRT, dando lugar a la pérdida de detalle en las porciones oscuras de la imagen.

Una solución del problema anteriormente descrito consiste en emplear fuentes de alimentación de alto voltaje con suficiente capacidad de control de corriente. Sin embargo, tales fuentes de alimentación son caras. En la Figura 1 se muestra una solución más económica.

En la Figura 1 se muestran los pasos finales de los canales de rojo (R), verde (G) y azul (B) de un sistema de visualización o presentación de vídeo. Puesto que los tres canales son sustancialmente idénticos, solamente se describirá con detalle el canal de rojo. La señal de vídeo de rojo de nivel relativamente bajo, que se desarrolla en la salida del preamplificador 10R, es amplificada por el activador 12R, y la señal de vídeo de rojo de nivel relativamente alto se acopla por medio de una resistencia 14R a un cátodo respectivo 16R de un CRT 18. Una primera rejilla común G1 de cátodo 18 recibe una alimentación de voltaje de una fuente de voltaje 20 de G1. Una segunda rejilla común o rejilla G2 de pantalla, una rejilla común F1 de primer foco, y una rejilla común F2 de segundo foco reciben respectivamente voltajes relativamente más altos de las salidas respectivas de una sección 22 de alto voltaje. Un voltaje muy alto se aplica al ánodo A del CRT 18 desde otra salida de la sección 22 de alto voltaje.

El activador 12R comprende transistores NPN Q1 y Q2 conectados en una configuración de amplificador en cascada. La salida del preamplificador 10R está conectada a la base del transistor Q1. Un voltaje de referencia VREF se aplica al emisor del transistor a través de una resistencia RE de emisor. Un voltaje de polarización +VCC se aplica a la base del transistor Q2. El colector del transistor Q2 se aplica a una fuente de alimentación de voltaje B+ a través de una carga, mostrada sencillamente como una resistencia RL y una resistencia RS, cuya misión será descrita más adelante. El colector del transistor Q2 está también conectado a través de una resistencia 14R al cátodo 16R. Un condensador CS de filtro se aplica entre la unión de la carga RL y la resistencia RS y la tierra de señal. El nivel de corte del CRT 18 depende del voltaje de referencia VREF y del voltaje de polarización VCC. Está previsto el circuito que incluye la resistencia RS y el condensador CS para reducir la posibilidad de pérdida de detalles en las porciones oscuras de la imagen en el caso de imágenes de alto nivel medio de imagen, como se explicará a continuación.

Disminuir el voltaje del cátodo se corresponde con aumentar la "blancura" de la imagen y aumentar el voltaje del cátodo se corresponde con aumentar la "negrura" de la imagen. La corriente del haz absorbida por el CRT 18 desde la sección 22 de alto voltaje aumenta cuando el nivel medio de imagen aumenta hacia el blanco. Los voltajes proporcionados al ánodo y a diversas rejillas del CRT 18 por el circuito 22 de alto voltaje tienden a disminuir con corrientes del haz relativamente altas. Si el voltaje del cátodo tuviera que permanecer constante, esto causaría que el nivel de corte del CRT 18 aumentara y originara que áreas oscuras de la imagen se volvieran más oscuras, con la consecuente pérdida de detalles. Sin embargo, la resistencia RS produce una caída de voltaje que hace disminuir el voltaje de cátodo cuando aumenta la corriente del haz. La caída de voltaje desarrollada en la resistencia RS compensa la reducción en amplitud (o "bajón") de los altos voltajes suministrados por el circuito 22 de alto voltaje y por consiguiente inhibe la pérdida de detalle en las áreas oscuras cuando aumenta el nivel medio de imagen. Así, se puede considerar que la resistencia RS proporciona una función de "seguimiento del negro" que opera reduciendo la alimentación efectiva de voltaje de la fuente de voltaje B+ 24, con aumentos de corriente de haz. El condensador CS es necesario para eliminar la componente de corriente alterna AC en el terminal efectivo de suministro de voltaje en la unión de resistencias RS y RL.

Aunque el circuito que incluye la resistencia RS y el condensador CS realiza satisfactoriamente la función prevista, tiene ciertos inconvenientes. El valor de la resistencia RS debe ser relativamente grande para la función prevista de compensación. Sin embargo, en consecuencia, el "margen de altura" del activador, o sea, el margen de amplitud de la señal de salida del activador, está restringido. Además, puesto que el voltaje B+ es relativamente alto (por ejemplo, +220 voltios), el tamaño físico del condensador CS es grande, incluso para pequeños valores de capacitancia.

El invento presente consiste, en parte, en reconocer el problema descrito y, en parte, en proporcionar una solución al problema. De acuerdo con el invento presente, una disposición de seguimiento del negro está conectada a la entrada del paso de activador de CRT en lugar de a su salida. Específicamente, la disposición comprende un circuito para detectar al menos una señal de vídeo de bajo nivel relativo conectado a una entrada de un amplificador de activación de CRT y un circuito para desarrollar una señal que representa el nivel medio de la señal de vídeo de bajo nivel detectada. La señal representativa se aplica al activador de CRT y es añadida efectivamente a la señal de salida de vídeo del activador de CRT de tal manera que hay un desplazamiento o desviación creciente de la salida de la señal de vídeo en el sentido del blanco cuando el nivel medio de la señal de vídeo de entrada del amplificador de activación de CRT se corresponde de manera creciente con el blanco. De preferencia, la señal representativa es añadida a la señal de entrada del amplificador de activación de CRT.

En una realización preferida del invento, un elemento de resistencia es conectado en derivación a la salida de un amplificador de corriente que comprende un preamplificador de un amplificador de activación de CRT, y en relación de serie con un elemento de filtro de paso bajo. La señal representativa es desarrollada por el elemento de filtro de paso bajo, y, por la naturaleza de la conexión en serie, es añadida a la señal de vídeo de entrada. Como característica adicional de la realización preferida, el elemento de filtro de paso bajo se aplica en común con al menos otro elemento resistivo conectado en derivación a otro preamplificador de otro amplificador de activación de CRT para desarrollar una señal representativa del nivel medio de la combinación de las dos señales de entrada de vídeo. La última realización proporciona una indicación más fiable del contenido de la imagen que otra en la que solamente se utilice una sola señal de entrada.

Éstos y otros aspectos del invento serán descritos con detalle haciendo referencia al dibujo que se acompaña, en el cual:

la Figura 1, previamente descrita, es un diagrama esquemático de una disposición de activación de CRT con un circuito de seguimiento del negro conectado a la salida del amplificador de activación, de acuerdo con la técnica anterior; y

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una disposición de activación de CRT con un circuito de seguimiento del negro conectado a la entrada del amplificador de activación, de acuerdo con el invento presente.

En las Figuras 1 y 2, los mismos elementos o los que se correspondan, tienen los mismos identificadores de referencia. No volverán a ser descritas las porciones de la disposición de la Figura 2 para las que existen porciones correspondientes en la disposición de la Figura 1. Al igual que en la disposición mostrada en la Figura 1, solamente se describirá con detalle el canal de rojo, ya que los tres canales son sustancialmente idénticos.

En la disposición mostrada en la Figura 2, el preamplificador 10R comprende un convertidor voltaje en corriente (indicado por círculos que se solapan) que convierte la señal de rojo de vídeo de entrada de bajo nivel en una corriente de salida correspondiente. Una resistencia terminal RR conectada en derivación con la salida del preamplificador 10R es usada para desarrollar un voltaje de entrada ER para el activador 12R.

El activador 12R de la disposición mostrada en la Figura 2 es similar al activador 12R mostrado en la Figura 1, pero es algo más complejo, ya que se trata de una realización práctica. Será evidente también para los expertos en la técnica que la carga del activador 12R puede ser más compleja que una resistencia y puede incluir dispositivos activos. Por ejemplo, la carga del activador 12R puede comprender transistores complementarios configurados como amplificadores individuales seguidores de emisor y conectados en una disposición en "contrafase". El voltaje de entrada ER de bajo nivel se aplica a la base del transistor Q1 a través de un circuito de filtro que incluye la combinación en paralelo de una resistencia RF y un condensador CF y un amplificador seguidor de emisor que comprende un transistor PNP Q3. Una resistencia REF conectada entre el emisor del transistor Q3 y el punto de suministro del voltaje +VCC es la resistencia de carga del amplificador seguidor de emisor. El colector del transistor Q3 se aplica a un punto de potencial de tierra. Una resistencia RFB está conectada entre el colector del transistor Q2 y la base del transistor Q3 para proporcionar realimentación negativa al amplificador de activación 12R.

La resistencia RR, junto con las resistencias correspondientes RG y RB de los canales del verde y azul, y la combinación en paralelo de una resistencia RC y un condensador CC conectados entre los respectivos terminales de las resistencias RR, RG y RB y un punto de tierra de señal, forman un circuito de seguimiento del negro de entrada para la disposición de activación de CRT de acuerdo con el invento presente. La resistencia RC es una resistencia terminal de modo común que convierte la suma de las corrientes de salida de los preamplificadores 10R, 10G y 10B en un voltaje EC. El condensador CC es un condensador de filtro que sirve para filtrar el voltaje EC de manera que el voltaje EC refleje solamente los componentes de baja frecuencia de la suma de las corrientes de entrada de vídeo.

Cada uno de los voltajes de entrada del amplificador de activación ER, EG y EB es la suma del voltaje desarrollado en la respectiva de las resistencias terminales RR, RG y RB y el voltaje EC. El voltaje EC representa el nivel medio de imagen (APL). En la realización presente, en la que los amplificadores de activación 12R, 12G y 12B son amplificadores de inversión, cuando el APL se desplaza hacia el blanco, el voltaje EC aumenta. Cuando el APL se desplaza hacia el negro, el voltaje EC disminuye. De acuerdo con esto, cuando el APL aumenta hacia el blanco, cada uno de los voltajes de entrada de activación ER, EG y EB es desplazado o desviado de forma creciente en el sentido del blanco, o sea, es desplazado más alto de forma creciente. Correspondientemente, cada uno de los voltajes de salida de activador en los colectores Q2 respectivos es desplazado de forma creciente en el sentido del blanco, o sea, es desplazado hacia más bajo de forma creciente. Esto tiene el efecto de compensar el "bajón" de los altos voltajes conectados al CRT 18 cuando el APL se desplaza hacia el blanco. Inversamente, cuando el APL se desplaza hacia el negro, cada voltaje de entrada es desplazado hacia más bajo de forma decreciente y cada voltaje de salida es desplazado hacia más alto de forma decreciente. Así, con la disposición mostrada en la Figura 2 se añade un voltaje de "seguimiento del negro" a cada voltaje de entrada de activación. La magnitud del voltaje de "seguimiento del negro" viene determinada por la relación del valor de las resistencias RR, RG y RB (que en esta realización se supone que tienen el mismo valor) y el valor de la resistencia RC.

En comparación con la disposición de seguimiento del negro mostrada en la Figura 1, la disposición de seguimiento del negro mostrada en la Figura 2 no está restringida al margen de altura de las señales de activación de CRT. Además, no necesita un condensador de filtro físicamente grande, tal como el condensador CS de la disposición mostrada en la Figura 1, ya que el voltaje desarrollado en el condensador CC es relativamente bajo.

Aunque es deseable que las tres señales de vídeo de bajo nivel sean sumadas para formar el voltaje de seguimiento del negro para obtener una representación relativamente precisa del contenido de la imagen, es posible usar una cantidad menor en algunas aplicaciones. Éstas y otras modificaciones caen dentro del ámbito del invento presente, definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (2)

1. Una disposición de tratamiento de señal de vídeo, que comprende:

una fuente de señal de vídeo (10R; 10G; 10B);

un amplificador (12R; 12G; 12B) que tiene una entrada y una salida para amplificar dicha señal de vídeo;

estando dicha salida de dicho amplificador (12R; 12G; 12B) aplicada a un tubo de rayos catódicos (CRT) que reproduce una imagen;

un camino de realimentación conectado entre dichas salida y entrada de dicho amplificador para proporcionar realimentación negativa a dicho amplificador;

medios de impedancia (RF, CF) que incluyen una primera resistencia (RF) conectada entre dicha fuente de señal de vídeo y dicha salida de dicho
amplificador;

un nodo de circuito entre dicha fuente de señal de vídeo y dichos medios de impedancia; que se caracteriza por;

medios (RR, RG; RB; RC; CC) conectados entre dicho nodo de circuito y un potencial de referencia que incluye una segunda resistencia (RR; RG; RB) y medios de filtro (RR, CC) que comprenden un condensador (CC) para ajustar el nivel de voltaje de corriente continua DC de dicha señal de vídeo en dicho nodo de circuito en respuesta al nivel de imagen medio de dicha imagen.

2. La disposición de tratamiento de señal de vídeo de la reivindicación 1, que se caracteriza por que dicha fuente de señal de vídeo (10R; 10G; 10B) incluye un convertidor voltaje en corriente para proporcionar dicha señal de vídeo como una corriente.