FI61778C - Automatisk straolstroembegraensare - Google Patents

Description

IT^.1 r , KUULUTUSJULKAISU ,Λ^Ίο

lJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT Oi l f O

C Patentti rnyänetty 10 09 1902

Patent seddeiat ^ ^ (51) Kv.ik.3/im.ci.3 H 04 N 3/20 SUON I —Fl N LAN D (21) P»t«nttlh»k«mu«— P*t*nt»nsökntnj 772429 (22) Hikemlipllvi— Ani&knln(sdaf 12.08.77 ^ ^ (23) AlkupUvi—GMtlgh*tsd*g 12.08.77 (41) Tullut julktMksI — Bllvlt ofimtltg 20.02.78

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nlhtlvlkslptnon ja kuuLiulkaliun pvm. —

Patani- och registerstyrelsan ' Amölun utitgd oeh uti.ikriftun pubiicured 31.05.82 (32)(33)(31) Pyy»1·»/ utuollMu»—Begird prloritet 19.08.76

USA(US) 71586I

(71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, New York 10022, USA(US) (72) Marvin Neil Norman, Indianapolis, Indiana, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Automaattinen suihkuvirran rajoitin - Automatisk strälströmbegränsare Tämän keksinnön kohteena on laite, joka rajoittaa kuvanmuodos-tuslaitteen, esim. televisiovastaanottimien kuvaputken, ottamaa elektror.i-suihkuvirtaa.

Liian suuri suihkuvirtaus saattaa huonontaa vastaanottimen kuvaa. Etenkin vastaanottimen poikkeutusjärjestelmän toiminta saattaa huonontua, elektronisuihkun muodostama piste saattaa tulla epäteräväksi ja kuva saattaa pursuta liian suurten suihkuvirtojen vuoksi. Tällaiset suuret suihkuvirrat saattavat myös ylittää kuvaputken turvallisen toimintavirtakapsiteetin, mikä aiheuttaa mahdollisesti kuvaputken ja siihen liittyvien piirien vaurioitumista.

Suihkuvirran rajoittamiseen tarkoitettuja piirejä on kuvattu US-patenteissa n:o 3 465 095 (R.B. Hansen ym.), n:o 3 842 201 (Ghaem-Maghami ym.), n:o 3 674 932 (D.F. Griepentrog), n:o 3 644 699 (W.H. Slavik), n:o 3 619 705 (G.C. Waybright) ja n:o 3 541 240 (E.W. Curtis).

Suihkuvirtaa rajoittava.n laitteen on edullista reagoida nopeasti kuvaputken vaatimaan liian suureen suihkuvirtaan. Etenkin on edullista saada aikaan sellainen suihkuvirran mittaus- ja säätöjärjestelmä.

2 » 61 778 joka reagoi suihkuvirran keskiarvoihin mutta pystyy samalla reagoimaan nopeasti näiden keskiarvojen nopeisiin nousuihin.

Tämä keksintö tarjoaa piirijärjestelyn television kuvaputken suihkuvirran rajoittamiseksi, jossa järjestelyssä kuvaputkelle suur-jännitteen syöttävälle piirille syötetään toimintavirtaa jännitelähteestä vastuksen kautta, johon on kytketty varastokondensaattori, jossa kehitetään suihkuvirrasta riippuva ohjausjännite, joka johdetaan ohjaustransistoriin, joka on kytketty luminanssikanavaan ja yhteen raja-arvoelementin kanssa siten, että transistorin johtavuusti-laa muutetaan vain alkaen suihkuvirran ennalta määrätystä arvosta, niin että luminanssikanavan luminanssisignaaliin vaikutetaan. Keksinnön mukaiselle piirijärjestelylle on tunnusomaista, että raja-arvo-elementti on tehty lukituspiirin osaksi, joka on riippumaton ohjaus-transistorin toimintatilasta, ja kytketty varastokondensaattoriin ohjausjännitteen lukitsemiseksi, ellei suihkuvirta ylitä mainittua ennalta määrättyä arvoa, jännitteeseen, jossa transistori ei vielä vaikuta luminanssisignaaliin.

Kuvio 1 esittää osaksi lohkokaaviomuodossa ja osaksi piiri-kaaviomuodossa tämän keksinnön mukaista laitetta käyttävän väritele-visiovastaanottimen yleisjärjestelyä, ja kuviot 2...7 esittävät kuvion 1 laitteen ymmärtämistä helpottavia aika-alueen aaltomuotoja.

Kuviossa 1 on väritelevisiovastaanotin, johon kuuluu suurtaajuisia (RF-) signaaleja antennista 10 vastaanottava videoprosessori 12, joka muodostaa näistä signaaleista välitaajuisten (IF-) vahvistus- ja ilmaisuasteiden avulla yhdistetyn videosignaalin. Tässä yhdistetyssä signaalissa on värikkyys-/ luminanssi- ja tahdistuskom-ponentit.

Taajuusvalitsinlaite 15 kytkee selektiivisesti värikkyyskompo-nentin värikkyyskanavaan 14, johon kuuluu värikkyysprosessori 16, joka jakaa värikkyyskomponentin värierosignaaleiksi R-Y, B-Y ja G-Y. Värierosignaalit tuodaan kuvaputken ohjauslaitteen 20 ohjausasteisiin 18a, 18b ja 18c. Kuvaputken ohjausasteet yhdistävät luminanssikanavan 100 luminanssisignaalin Y värierosignaaleihin R-Y, B-Y ja G-Y, jolloin 3 61778 muodostuvat värisignaalit R, B ja G. Nämä värisignaalit tuodaan kuvaputken 38 katodielektrodei1le.

Kuvaputken ohjausasteet 18a, 18b ja 18c ovat keskenään samanlaiset, ja jokaisessa on vahvistintransistori (24a, 24b ja 24c) sekä avainnustransistori (26a, 26b ja 26c), kuten edellämainitussa US-pa-tentissa 3 970 895 on esitetty.

Videoprosessori 12 on kytketty myös kanavaan 74 videosignaalin tahtikomponentin käsittelyä varten. Tahtisignaalin erotin 60 ottaa videosignaalista määräajoin toistuvia positiivisia vaakatahdistus-pulsseja. Nämä tahtipulssit (kuvio 6) ovat samanvaiheisiä kuin videosignaalin vaakatahdistuspulssit (kuvio2), joita ne vastaavat, ja ne tuodaan vaakapoikkeutuslaitteeseen 62. Myös pystytahdistuspulsseja muodostuu, ja ne tuodaan pystypoikkeutuslaitteeseen 76. Määräaikaiset vaaka- ja pystypoikkeutussignaalit tuodaan laitteiden 62 ja 76 lähdöistä kuvaputkeen 38 liittyviiin poikkeutuskäämeihin. Vaakapoikkeutuslaitteeste 62 saadaan lisäksi negatiivissuuntaisia määräaikaisia vaakapaluupuls-seja (kuvio 4) suurjännitelaitteeseen 78 vaakatahdistus- tai paluu-jakson aikana ja lisäksi siitä saadaan korkeat toimintajännitteet kuvaputken 38 äärianodi- ja fokusointielektrodei1le.

Vaakapoikkeituslaitteesta 62 tulee edelleen vaakapaluupusseja veräjöintilaitteen 32 tuloon. Veräjontilaite 32 muodostaa määräaikaisia pulsseja (kuvio 5) vaakapaluujakson aikana vasteeksi vaakapaluupuls-seille olennaisesti näiden kanssa samanaikaisesti. Veräjöintipulssit ohjaavat kuvaputken ohjausasteiden 18a, 18b ja 18c esijännitetransis-toreita 26a, 26b ja 26c vaakapaluujakson aikana US-patentissa 3 970 895 kuvatulla tavalla.

Luminanssikanavan 22 luminanssiprosessori 44 vahvistaa lumina^si -komponenttia ja muokkaa sitä muutenkin siten, että syntyy luminanssi-lähtösignaali (kuvio 3), jossa on positiiviset tahdistuspiikit. Laitteesta 44 lähtevässä luminanssikomponentissa on määräaikaiset sammu-tuspulssit 206 sekä näiden välissä kuvatietoa sisältävät signaaliosat 206. Sammutuspulssit muodostuvat perustasosta 210, jonka päälle on superponoitu tahtipulssit 212. Vaikka perustasoa 210 pidetään yleensä kuvaputken sammutustasoa vastaavana, tätä tasoa kutsutaan yleisesti mustan tasoksi, mikä viittaa kuvaputken muodostaman kuvan mustaan sävyyn .

4 61773

Kuvion 2 esittämä luminanssikomponentti tuodaan luminanssi-prosessorista 44 kytkentäkondensaattorin 47 kautta PNP-lukitustransis -toriin 90 ja vastuksen 2Θ kautta PIMP-ma 11 isen luminanssioh j austrans i sto-rin 30 kantaelektrodiin. Transistorin 90 koilektrimitteritie on kytketty luminanssikanavan 22 signaalinsiirtokanavan A rinnalle, ja se toimii mustan tason lukkona.

Määräaikaiset vaakatahdistuspuIssit (kuvio 6) tuodaan tahti-pulssien erottimesta 64 vastuksen 6Θ ja signaalineristysdiodin 64 kautta pisteeseen B ( lukitustransistorin 90 kanta). Vastus 36 kytkee veräjöintilaitteesta 32 tulevista vaakapaluupulsseista saadut toiset määräaikaiset pulssit (kuvio 5) pisteeseen B. Nämä pulssit yhdistetään tahtipulsseihin, jolloin muodostuu kytkentäsignaali (kuvio 7), joka ohjaa lukitustransistorin 90 lukitustoimintaa (johtavuutta). Kuvio 3 esittää transistorin 90 emitterillä olevaa tasolukittua luminanssi-komponenttia.

Vaakapoikkeutuslaitteesta 62 ja pystypoikkeutuslaitteesta 76 tulee myös määräaikaisia vaaka- ja pystysammutuspulsseja sammutus-laitteeseen 65. Sammutus laitteesta 65 tulevat vaaka- ja pysty-sam-mutuspulssit yhdistetään tasolukittuun luminanssikomponenttiin (kuvio 3). Yhdistetty signaali tulee luminanssinohjaustransistorin 30 kantaelektrodille.

Lukitustransistoria 90 ohjataan lisäksi suihkuvirran rajoitus-piirillä 100 sekä säätövastuksen 95, vastuksen 97 ja suodinkondensaat-torin 98 muodostamalla kirkkaussäätöpiiri1lä. Vastusta 95 käsin säätämällä voidaan muuttaa transistorin 90 kantaesijännitettä ja saada aikaan haluttu kirkkaus kuvaputken 38 muodostamalle kuvalle.

Automaattisessa kuvaputken suihkuvirran rajoituspiirissä 100 on tasolukitusdiodi 115 ja PNP-ohjaustransistori 110. Transistorin 100 ko1lektrorilähtö on kytketty tasonlukitustransistori n 90 kantaan, ja transistorin 110 kantatuloelektrodi on kytketty esijännitevastuksen 112 kautta suihkuvirran mittauspiiriin 80, johon liittyy suurjännite-laite 78, kuten jäljempänä selitetään. Transistorin 110 e mitteri on kytketty toimintajännitelähteeseen (+ 22V) vastuksen 116 kautta. +22 V

5 617 7 8 lähde muodostaa taransistorin 110 toimintaesijännitteen sekä diodin 115 tasonlukitusvertailujännitteen.

Suihkuvirran mittauspiirissä 80 on tasajännitelähde (+210 V), virranmittausvastus 82 ja suodinkondensaattori 85. Kondensaattori 85 kehittää tasajännitteen, joka esittää suihkuvirran rajoitustilassa kuvaputken 38 ottamaa suihkuvirtaa ja tuodaan lukitusdiodiin 115 sekä transistorin 110 kannalle vastuksen 112 kautta.

Laitteen toimiessa piirin kohtaan B tuleva yhdistetty tahtioulssi-ja paluupulssisignaali (kuvio 7) tekee normaalisti johtamattoman transistorin 90 johtavaksi kunkin sammutusjakson alku- ja loppujaksojen T^ja aikana. Transistorin 90 johtaessa kondensaattori 47 varautuu siten, että signaalitietä A tulevan luminanssisignaalikomponentin mustan taso lukkiutuu tasolle, joka on määrän Vni_ (tansistorin 90 kantaemitteri-jännite, n. 0.6 V) korkeampi kuin transistorin 90 kannalla oleva jännite.

Kirkkaussäätö saadaan aikaan säätämällä säätövastuksen 95 koske-tusvarren asentoa. Tämä säätösaa transistorin 90 kannalla olevan kyt-kentäsignaalin tasajännitekomponentin muuttumaan, jolloin luminanssi-komponentin mustan taso muuttuu transistorin 90 lukitustoiminnan vuoksi. Tästä seuraa vastaava kuvan kirkkauden muutos, kuten on kuvattu yksi-tyskohtaisemmin saman keksijän 19.8.1976 jättämässä US-patenttihake-muksessa "Kirkkaussäätölaite" .

Kuvaputken suihkuvirran rajoituspiiri 100 saa kirkkaussäädön aikaan automaattisesti, kun kuvaputken suihkuvirran ennaltamäärätty taso on syntynyt, seuraavalla tavalla.

Kun oletetaan hetkeksi, että suurjännitelaite 78 ei ota ollenkaan virtaa, +210 V lähteestä kulkee tasavirtatie vastuksen 82 ja diodin 115 kautta piirin 100 + 22 V lähteeseen. Tätä tietä kulkeva virta (I ) määräytyy tällöin +210 V ja 22 V lähteistä, vastuksen 82 arvosta (R ) ja johtavan diodin 115 yli vaikuttavasta jännitteestä (Vn n. 0,6 V) ö 2 u, seuraavan yhtälön mukaisesti: 210 - (22+ V_)

Im - -_ R82

Annetuille komponenttiarvoilie vastuksen 82 läpi kulkeva virta on hieman yli 1,5 mA. Tämä virran 1^ arvo vastaa suurjännitelaitteeseen 78 normaalisti tulevan virran ennältamäärättyä maksimiarvoa ja on sen vuoksi suhteessa kuvaputken suihkuvirran ennaltamäärSttyyn maksimiarvoon.

6 61778

Normaalissa toiminnassa vastuksen 82 virta 1^ pysyy suhteellisen vakiona ja jakautuu suurjännitekertojan 78 ja diodin 118 sekä +22 V lähteen sisältävän tien välille kuvaputken 38 suihkuvirtatarpeen mukaan.

Kun kuvaputken 38 suihkuvirta kasvaa siten, että suurjännitelaitteen 78 vaatima virta kasvaa vastaavasti mutta pysyy kynnysarvon 1^ alapuolella, diodin 115 sisältävän reitin virta pienenee vastaavasti. Tässä tilassa kondensaattorin 85 jännite on rajoitettu (lukittu) arvoon Vp, jonka määrää piirin 100 + 22V lähde lisättynä johtavan diodin 115 yli vaikuttavalla jännitteellä. Tämä jännite, joka tulee ohjaustransistorin 110 kannalle, ei riitä tekemään transistoria johtavaksi.

Diodin 115 jännitettä rajoittava (lukitseva) toiminta estää kondensaattorin 85 varautumisen yli jännitteen V^ kohti + 210V lähteen tasoa, kun suihkuvirran tarve on suhteellisen pieni. Jos kondensaattorin 85 annettaisiin varautua tänä aikana olennaisesti korkeampaan jännitteeseen kuin Vj.., sen purkautuminen suihkuvirran rajoituspiirin 100 aktvoivalle ennaltamäärätylle kynnystasolle kestäisi turhan kauan. Tällöin suihkunrajoittimen 100 reagointiaika kuvaputken 38 suuriin suibkuvirtoihin huonontuisi.

Suodinkondensaattori 85 toimii anturilaitteena suihkunrajoi tus -tilassa, kun virtataso 1 ^ ylitetään sekä lisäksi integroivana elimenä, joka synnyttää suihkuvirran keskiarvoon suhteessa olevan jännitteen. Kuten jälj empänä selitetään, kynnysvirtatason ylitykseen liittyvä kondensaattorin 85 jännitteen lasku aktivoi virtarajoittimen 100. Rajoitin 100 reagoi lisäksi keskim ääräiseen suihkuvirtatarpeeseen, joten lyhytaikaisten kirkkaiden kuvaosien tarkkuus ei kärsi,

Kun kuvaputken suihkuvirta kasvaa edelleen maksimitasoa kohti, vastuksen 82 virta jakautuu siten, että suurjännitelaitteeseen 78 menevä virta kasvaa ja diodin 115 virta pienenee, Kun suurjännitelaitteen 78 virtatarve lähestyy ennaltamäärättyä tasoa 1^, diodin 115 virta lähestyy nollaa. Kuvaputken suihkuvirran kasvaminen yli ennaltamäärätyn tason aiheuttaa sen, että diodin 115 johtavaksi tekevää virtaa ei enää tule ja diodi ei enää johda. Vastuksen 82 yli vaikuttava jännite kasvaa, ja kondensaattorin 85 jännite, jota diodi 115 ei enää lukitse, laskee lukitusjännitetason \/^ alapuolelle. Kondensaattorin 85 pienentynyt jän- 7 61778 nite vaikuttaa suuntaan, joka tekee transistorin 110 johtavaksi.

Transistorin 110 johtavuuden kasvaminen saa sen kollektori-virran kasvamaan, ja ko1lektorijännite kasvaa kohti +22 V lähteen tasoa. lukitustransistorin 90 kantatulossa vaikuttava jännite kasvaa vastaavasti. Transistorin 90 lisääntynyt kantajännite vaikuttaa suuntaan, joka tekee transistorin 90 vähemmän johtavaksi, kun siihen tulee kuvion 7 mukaisia kytkentäsignaa1 eja. Transistorin 90 vähentynyt johtavuus saa transistorin synnyttämän lukitusjännitteen kasvamaan. Tämän seurauksena kanavan 22 luminassikomponentin mustan taso siirtyy tasolle 314 (kuvio 3), taht ipu lss i a lu ee 11 e eli ’,’mustaa mustemman alueelle". Kuvaputken 38 keskimääräisen suihkuvirran suuruus kasvaa lukitun luminanssikomponentin siirtyessä tälle alueelle, Tämän vuoksi suihkuvirta pienenee verrannollisesti kohti ennaltamäärättyä tasoa.

Suihkunrajoittimen 100 reagointiaika on nopea diodin 115 luki-tustoiminnan ansiosta, joka estää kondensaattorin Θ5 varautumisen liian korkeaan jännitteeseen pienillä kirkkauksilla. Transistorin 110 virta-vahvistus mahdollistaa suihkuvirran säädölle laajan säätöalueen.

Vaikka keksintöä on tässä kuvattu tietyn suoritusmuodon avulla, lienee selvää, että ammattimiehet pystyvät suunnittelemaan muita piiri-ratkaisuja poikkeamatta keksinnön alalta.

Claims (5)

8 61 778

1. Piirijärjestely television kuvaputken suihkuvirran rajoittamiseksi, jossa järjestelyssä kuvaputkelle suurjännitteen syöttävälle piirille syötetään toimintavirtaa jännitelähteestä vastuksen kautta, johon on kytketty varastokondensaattori (85), jossa kehitetään suihkuvirrasta riippuva ohjausjännite, joka johdetaan ohjaustransistoriin (110), joka on kytketty luminanssikana-vaan (22) ja yhteen raja-arvoelementin (115) kanssa siten, että transistorin johtavuustilaa muutetaan vain alkaen suihkuvirran ennalta määrätystä arvosta, niin että luminanssikanavan luminans-sisignaaliin vaikutetaan, tunnettu siitä, että raja-arvo-elementti (diodi 115) on tehty lukituspiirin (+22 V, 115) osaksi, joka on riippumaton ohjaustransistorin (110) toimintatilasta, ja kytketty varastokondensaattoriin (85) ohjausjännitteen lukitsemiseksi, ellei suihkuvirta ylitä mainittua ennalta määrättyä arvoa, jännitteeseen, jossa transistori (110) ei vielä vaikuta luminans-sisignaaliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että raja-arvoelementti on diodi (115), joka on kytketty johtosuuntaan ohjausjännitteen suhteen, ja että ohjaus-jännite johdetaan ohjaustransistorin (110) sisääntuloelektrodina toimivalle kannalle ja sen kollektori on kytketty ulostuloelektro-dina luminanssikanavaan (22) ja sen emitterille johdetaan vertai-lupotentiaali (+22 V).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että diodi (115) on kytketty vastuksen (82) ja varastokondensaattorin (85) välisen liitäntäpisteen ja vertailu jännitelähteen (+22 V) väliin.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että ohjaustransistorin (110) ulostulo-elektrodi on kytketty luminanssikanavaan (22) mustan tason lukituspiirin (90) kautta, joka muuttaa mustan lukitustasoa ohjaussignaalin ohjaamana suunnassa, joka pienentää kuvaputken virtaa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen piirijärjes-tely, tunnettu siitä, että mustan tason lukituspiiriin (90) kuuluu transistori, jonka päävirtaväli on kytketty luminanssikanavaan (22) ja jonka sisääntulo on kytketty ohjaustransistorin (110) ulostuloon.