FI89440B - Drivkopplingskrets foer videodisplay - Google Patents

Description

Näytönohjaimen kytkentäpiiri ! 89440

Keksintö koskee piiriä videopääteasteen antosignaa-lin kytkemiseksi kuvannäyttölaitteelle, esimerkiksi tele-5 visiovastaanottimen kuvaputkelle. Keksintö koskee erityisesti videopääteasteen antosignaalin kytkentäpiiriä, jolla on signaalia rajoittavia ja taajuuskompensoivia ominaisuuksia .

Televisiovastaanottimessa videopääteasteen näytön-10 ohjainaste tuottaa antonaan suuri jännitteisen videosignaalin kuvannäyttölaitteelle, esimerkiksi kuvaputkelle, jota usein ohjataan niin voimakkaalla videosignaalilla kuin on tarkoituksenmukaista kirkkaan näytön aikaansaamiseksi. Toivottavaa on myös, että näytönohjainasteella on mahdol-15 lisimman laaja kaistanleveys sellaisen kuvannäytön tuottamiseksi, jossa kuvan resoluutio on hyvä erityisesti videosignaalin suuritaajuiseen informaatioon liittyvien pienten yksityiskohtien alueella. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi näyttölaitetta voidaan ohjata sellaisen vahvis-20 timen avulla, jolla on pieni antoimpedanssi, esimerkiksi emitteriseuraajatransistoriasteen avulla. Sellaisen asteen käyttö erottaa näyttölaitteen ottokapasitanssin näytönoh-jainasteen muista osista estäen epätoivottavan vuorovaiku--'-*· tuksen, joka saattaisi johtaa esimerkiksi suurten taajuuk- ____: 25 sien heikkenemiseen alipäästösuodatusilmiöstä johtuen. On kuitenkin huomattu, että monissa kuvaputkissa esiintyy "blooming"-ilmiö, josta on seurauksena näytetyn kuvan yksityiskohtien vääristyminen, kun kuvaputkea ohjataan korkeilla signaalitasoilla (esim. valkean huipputasoilla) 30 pieni-impedanssisesta lähteestä, esimerkiksi emitteriseu- raajatransistorista.

Keksinnön periaatteiden mukaisesti tässä selitetään .·. videopääteasteen signaalin kytkentäpiiri, joka rajoittaa kuvaputken signaaliohjausta vasteena voimakkaille video-: 35 signaaleille "blooming"-ilmiön estämiseksi kuvaputkella 2 89440 ja joka tuottaa myös kompensoinnin suurilla taajuuksilla kuvan pienten yksityiskohtien säilyttämiseksi. Selitetyssä keksinnön ensisijaisessa sovellutusmuodossa vahvistinlait-teen pieni-impedanssisesta annosta saatu videosignaali 5 siirretään kuvannäyttölaitteelle pitkin kytkentätietä, joka sisältää ensimmäisen ja toisen sarjaan kytketyn vastuksen kuvaputkelle menevän videosignaaliohjauksen rajoittamiseksi voimakkaan kuvanohjaussignaalin esiintyessä. Ensimmäisen vastuksen yli kytketty kondensaattori saa ai-10 kaan kompensoinnin suurilla taajuuksilla näytetyn kuvan suuritaajuisen informaatiosisällön parantamiseksi. Tämä kapasitanssi samoin kuin kuvaputken kapasitanssi on erotettu näytönohjausvahvistimen antopiiristä videosignaalin sekä positiivisilla että negatiivisilla amplitudisiirty-15 millä.

Piirustusten ainoa kuvio kuvaa televisiovastaanot-timen osaa, joka sisältää keksinnön periaatteiden mukaisen videopääteasteen antosignaalin kytkentäpiirin.

Matalatasoinen videosignaali lähteeltä 10 on kyt-20 ketty kuvaputken ohjainasteelle 20, joka sisältää tulopuolella pienijännitteisen yhteisemitterikytketyn vahvistin-transistorin 22, joka on sijoitettu kaskadivideovahvistin-kytkentään lähtöpuolen suurijännitteisen yhteiskantakyt-ketyn vahvistintransistorin 24 kanssa. Suurijännitteinen 25 vahvistettu videosignaali, jonka voimakkuus on sopiva kuvaputken 35 signaalin vastaanottavan katodielektrodin 30 ohjaamiseen, kehitetään transistorin 24 kollektorin anto-piirissä, Joka sisältää korkeaan käyttöjännitteeseen B+ (esim. +230 volttia) kytketyn kuormitusvastuksen 25. Vas-30 tuksen 25 yli kehitetty vahvistettu videopääteasteen an-tosignaali on kytketty katodielektrodille 30 piirin 26, keksinnön periaatteiden mukaisen taajuuskompensoidun oh-jaustason kompensointipiirin 27 sekä kuvaputken kipinäpur-kausvirtoja rajoittavan vastuksen 28, johon yleisesti vii-.' 35 tataan "ylilyöntivastuksena" ja joka toiminnallisesti 3 89440 liittyy piiriin 27, kautta. Ohjainasteen 20 signaalivah-vistus ja tasajännitebiasointi asetetaan vastaavasti transistorin 22 emitteripiirissä olevien säätövastuksen 38 ja potentiometrin 39 avulla. Käyttöjännitteet kuvaputkelle 5 35 toimittaa lähde 36.

Kapasitanssi C3 edustaa kuvaputken katodielektro-diin 30 liittyvää haja- ja johdotuskapasitanssia. Tämän kapasitanssin arvo on noin 9 pikofaradia, ja siitä voi johtua merkitsevä suurten taajuuksien heikkeneminen, jos 10 sen annetaan vaikuttaa videosignaalin kehittymiseen transistorin 24 antopiirissä olevan vastuksen 25 yli. Piiri 26 on suunniteltu pienentämään ja eliminoimaan tällaista heikkenemistä suurilla taajuuksilla erottamalla tämän kapasitanssin transistorin 24 kollektorin antopiiristä.

15 Kytkentäpiiri 26 sisältää antosignaalin signaali- tiellä transistorin 24 kollektoripiiriltä kuvaputkelle 35 kaskadikytkentään järjestettyinä NPN-emitteriseuraajatran-sistorin 41, jossa on antona pieni-impedanssinen emitteri-elektrodi, ja PNP-emitteriseuraajatransistorin 42, jossa 20 on antona pieni-impedanssinen emitterielektrodi. Kollektorin ja kannan väliset hajakapasitanssit Cl ja C2, jotka ! : ovat esimerkiksi 2 pikofaradia, liittyvät vastaavasti transistoreihin 41 ja 42 ja sisältävät johdotuksesta ja layoutista aiheutuvat hajakapasitanssit. Diodit 43 ja 44 ____ 25 on kytketty vastaavasti transistoreiden 41 ja 42 kanta- emitteriliitosten yli, ja niiden napaisuus on sellainen, että ne johtavat myötäsuuntaista virtaa vastakkaiseen suuntaan kuin kyseinen kanta-emitteriliitos.

Nopea positiivinen amplitudisiirtymä, joka sisältää 30 merkitsevää suuritaajuista kuvan yksityiskohtia koskevaa informaatiota, siirretään kuvaputkelle 35 johtavan transistorin 41 ja johtavan diodin 44 kautta. Diodi 43 ja transistori 42 ovat tällöin estojännitteisiä (johtamattomia).

: V 35 4 89440

Videosignaalin positiiviseen suuntaan tapahtuvan nopean amplitudisiirtymän esiintyessä transistorin 24 kol-lektoriannolla, transistorin 24 kollektoriannolle näkyvä kapasitanssi on olennaisesti yhtä kuin 5 Cl + 02/β41 + 03/β41 (1) missä kapasitanssit Cl, C2 ja C3 ovat edellä tarkasteltuja kapasitansseja ja β41 on transistorin 41 myötäsuuntainen virtavahvistus, tyypillisesti vähintään 100. Siten ohjain-transistorin 24 kollektorilla kuvaputken kapasitanssia C3 10 pienentää suuresti transistorin 41 virtavahvistus (β), ja kapasitanssin C2 suhteellisen pientä arvoa pienentää lisää samoin transistorin 41 virtavahvistus. Vastus 28 auttaa erottamaan kuvaputken kapasitanssin ohjaintransistorin 24 antopiiristä, mutta sen toiminnan vaikutus on paljon pie-15 nempi kuin piirin 26 tuottama.

Nopeat negatiiviset amplitudisiirtymät, jotka myös sisältävät suuritaajuista kuvan yksityiskohtia koskevaa informaatiota, siirretään kuvaputkelle 35 johtavan diodin 43 ja transistorin 42 kautta. Transistori 41 ja diodi 44 20 ovat tällöin estojännitteisiä.

Nopeille negatiiviseen suuntaan tapahtuville videosignaalin amplitudisiirtymille transistorin 24 kollektori-annolla transistorin 24 kollektoriannolle näkyvä kapasitanssi on olennaisesti yhtä kuin 25 Cl + C2 + 03/β42 (2) missä β42 on transistorin 42 myötäsuuntainen virtavahvistus, tyypillisesti vähintään 100. Siten kuvaputken kapasitanssin C3 ohjaintransistorin 24 kollektorille näkyvää arvoa pienentää suuresti transistorin 42 virtavahvistus. 30 Suhteellisen suurella ohituskondensaattorilla 54, joka on piirissä 27 vastuksen 52 rinnalla, on, kuten jäljempänä seuraavassa tarkastelussa todetaan, mitättömän pieni vaikutus lausekkeiden (1) ja (2) edellä antamiin kapasitanssiarvoihin, koska transistorin 42 emitterille 35 näkyvää kapasitanssiarvoa hallitsee kapasitanssi C3.

5 89440

Huomattakoon, että transistoreiden 41 ja 42 kanta-emi tteriliitoksia ei ole ohitettu kondensaattoreilla. Toisen tai molempien näiden transistoreiden sellainen ohittaminen tekisi tyhjäksi tarkoituksen erottaa transistorin 5 24 antopiiri kapasitansseista, kuten esimerkiksi kuvaput ken kapasitanssista C3 ja kondensaattorista 54 tässä esimerkissä, signaalin positiivisten tai negatiivisten tai molemman tyyppisten amplitudisiirtymien esiintyessä.

Kytkentäpiirin 26 sisältävän näytönohjainasteen on 10 havaittu saavan aikaan sekä merkittävän parannuksen vasteessa suurilla taajuuksilla johtuen kuvaputken kapasitanssin C3 erottamisesta transistorin 24 antopiiristä että olennaisesti symmetrisen positiivisten ja negatiivisten siirtymien vasteen. Jälkimmäisessä suhteessa havaitaan, 15 että edellä olevat lausekkeet (1) ja (2) pitävät sisällään eri kapasitanssiarvot positiivisille ja negatiivisille amplitudisiirtymille. Ero on kuitenkin pieni, ja transistori 24 pystyy ohjaamaan kapasitiivista kuormaa helpommin, kun virta on kasvamassa ja siihen liittyen kollektorin 20 impedanssi pienenemässä vasteena signaalin negatiivisiin amplitudisiirtymiin, verrattuna kapasitiivisen kuorman ohjaamiseen virran pienetessä ja kollektorin impedanssin kasvaessa vasteena positiivisiin amplitudisiirtymiin.

Piirin 26 toteutusmuoto voi olla toinen kuin esi-— 25 tetty. Esimerkiksi, kun ohjaimena 24 käytetään PNP-tran sistoria, transistoreiden 41 ja 42 ja niihin liittyvien - diodien paikkaa tulee vaihtaa.

Selitetyllä järjestelyllä kollektorin kuormitusvas-tus 25 voi olla arvoltaan pienempi, koska kuvaputki ei 30 kuormita suoraan transistorin 24 kollektoripiiriä, ts. kollektoripiiri on seuraajatransistoreiden 41 ja 42 avulla puskuroitu. Kuormitusvastuksen pienempi resistanssiarvo on edullinen sikäli, että se parantaa vastetta suurilla taajuuksilla, koska pienempi resistanssiarvo tuottaa yh-35 dessä kollektoripiirin hajakapasitanssien kanssa heikomman 'alipäästösuodatusvaikutuksen.

6 89440

Piiri 27 sisältää sarjaan kytkettyinä vastuksen 52 ja sen rinnalle sijoitettuna taajuuskompensointikonden-saattorin 54, kuten on esitetty, yhdessä ylilyöntivastuk-sen 28 kanssa. Vastus 56 on kytketty käyttöjännitteen (B+) 5 ja signaalitien sen pisteen välille, johon kondensaattori C4 on kytketty.

Piiri 27 kompensoi kuvannäyttölaitteen, esimerkiksi kuvaputken 35, pyrkimystä "blooming"-ilmiöön tai liian suuren virran johtamiseen, kun sitä ohjataan voimakkaalla 10 videosignaalilla pieni-impedanssisesta lähteestä, kuten esimerkiksi PNP-seuraajatransistorin 42 emitteriannosta. Tässä tarkoituksessa vastus 28 ja vastus 52 eivät kehitä merkitsevää jännitehäviötä kuvaputken virralle voimakkuudeltaan pienen tai keskitasoa olevan videosignaalin vas-15 teenä. Vastukset 28 ja 52 kuitenkin kehittävät merkitsevän jännitehäviön kuvaputken virralle vasteena voimakkaaseen, esimerkiksi kirkasta kuvaa edustavaan, videosignaaliin. Tämä jännitehäviö pienentää kuvaputken katodielektrodille 30 menevää signaaliohjausta pienentäen tai eliminoiden 20 siten todennäköisyyden, että kuvaputkella esiintyy "blooming" -ilmiö voimakkaan signaalin esiintyessä. Vastusten 52 ja 28 sekä kondensaattorin 54 arvot on valittu tuottamaan haluttu näytönohjauksen impedanssi erityisesti pienen ja keskitason välillä olevilla videosignaalin ohjaustasoilla, 25 jotka määräävät kuvan kirkkauden ja intensiteetin, jotta kuvaputken virta saadaan pidetyksi tunnetulla tavalla gam-makorjaustoiminnon mukaisena. Vastusten 52 ja 28 arvot voidaan räätälöidä tuottamaan haluttu määrä gammakorjausta riippuen kuvaputken tyypistä ja sen virranjohto-ominai-30 suuksista.

Kondensaattori 54 on ohituselin suurille taajuuksille kuvaputken kapasitanssin C3 yhdessä vastusten 28 ja 52 kanssa tuottamaan alipäästösuodatusilmiöön liittyvien suurtaajuushäviöiden kompensoimiseksi. Piirin 27 tuottama 35 kompensointi suurilla taajuuksilla alkaa noin 500 kHz:n 7 89 4 40 kohdalla, joka on selvästi NTSC-standardien mukaisen 0- 4,2 MHz videosignaalikaistan sisällä. Suurtaajuuskompen-soinnin voimakkuus sisältäen vahvistuksen suurilla taajuuksilla on kondensaattorin 54, vastusten 52 ja 28, kapa-5 sitanssin C3 sekä kuvaputken katodin 30 impedanssin arvojen funktio. Katodin 30 impedanssi on katodin 30 virran tason funktio. Tässä esimerkissä suuremmilla katodivirran tasoilla tuotetaan voimakkaampi kompensaatio suurilla taajuuksilla.

10 Kondensaattori 54 voitaisiin kytkeä vastuksen 52 sijasta, kuten on kuvattu, vastuksen 28 yli. On kuitenkin pidetty parempana, että ohittamaton vastus on sijoitettu niin lähelle kuvaputkea kuin mahdollista piirilevyille ja niihin liittyville piirielementeille kuvaputken kipinäpur-15 kauksesta aiheutuvien vahinkojen minimoimiseksi. Ohitus-kondensaattorin 54 sijoittaminen sekä vastuksen 52 että vastuksen 28 yli tekisi tyhjäksi aiotun suojauksen kipinä-purkausvirroilta, koska sellainen kondensaattorin kytkeminen tuottaisi tässä tapauksessa kipinäpurkausvirralle 20 vastuksen 28 virtaa rajoittavan vaikutuksen kiertävän kulkutien.

Vastus 56 tuottaa kuvaputken katodille 30 esijännitteen sen varmistamiseksi, että kuvaputki on paluujakson aikana sisällyksetön. Vastus 56 auttaa myös kondensaatto-25 ria 54 halutun suurtaajuuskompensoinnin aikaansaamisessa erilaisilla signaalin ohjaustasoilla. Erityisesti vastus 56 auttaa stabiloimaan vastuksen 52 ja kondensaattorin 54 sisältävälle piirille näkyvän impedanssin, kun esiintyy ohjaussignaalin tason muutoksista johtuvia kuvaputken vir-30 ran tason muutoksiin liittyviä kuvaputken impedanssin muutoksia.

Claims (6)

8 89440

1. Videosignaalin käsittelyjärjestelmä, joka sisältää: 5 kuvannäyttölaitteen (35), jossa on signaalin vas taanottamista varten elektrodi siihen liittyvine hajakapa-sitansseineen sekä näytönohjausvahvistimen (20), jossa on signaalin otto (kanta 22) näytettävän informaation sisältävän video-10 signaalin vastaanottamiseksi sekä impedanssin (25) sisältävä antopiiri (kollektori 24) sellaisen videopääteasteen antosignaalin kehittämiseksi, jonka voimakkuus on sopiva kuvannäyttölaitteen ohjaamiseen, sekä signaalinkytkentätien videopääteasteen antosignaa-15 Iin siirtämiseksi antopiiriltä kuvannäyttölaitteen signaa-linottoelektrodille, joka signaalinkytkentätie sisältää: ensimmäisen (52) ja toisen (28) sarjavastuksen, jotka on kytketty kuvannäyttölaitteen ottoelektrodille; ja kondensaattorin (54), joka on kytketty ensimmäisen 20 tai toisen vastuksen yli, järjestelmän ollessa tunnettu siitä, että mainittu signaalinkytkentätie käsittää lisäksi: vahvistinlaitteen (41 tai 42), jossa on otto videopääteasteen antosignaalin vastaanottamiseksi sekä pieni-25 impedanssinen anto, mainitun ensimmäisen ja toisen sarja-vastuksen, jotka ovat kytketyt mainitussa järjestyksessä sarjaan vahvistinlaitteen annosta kuvannäyttölaitteen ottoelektrodille; sekä laitteen (26), joka sisältää mainitun vahvistin-30 laitteen (41 tai 42), mainitun kondensaattorin (54) ja mainitun hajakapasitanssin erottamiseksi näytönohjausvahvistimen antopiirin mainitusta impedanssista videoantosig-naalin sekä positiivisilla että negatiivisilla amplitudi-siirtymillä. 35 9 39440

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että signaalinkytkentätie on tasavirtakytketty ja vahvistinlaite (41 tai 42) on emitteriseuraajatran-5 sistori, jossa ottoelektrodina on kanta ja pieni-impedans-sisena antoelektrodina emitteri.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu kondensaattori (54) on kytketty ensimmäi-10 sen vastuksen (52) yli.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kolmas vastus (56) on kytketty biasointijännitelähteestä mainitulla signaalinkytkentätiellä olevaan ensim-15 mäisen ja toisen vastuksen väliseen pisteeseen.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ero-tuslaite (26) sisältää: emitteriseuraajatransistorin (41), joka sisältää 20 mainitun vahvistinlaitteen, sekä lisäksi vastakkaista johtavuustyyppiä olevan emitteriseuraajatransistorin (42), joka on kytketty kaskadi-kytkentään ensiksi mainitun emitteriseuraajatransistorin kanssa.

6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu kondensaattori (54) yhdessä ensimmäisen (52) tai toisen (28) vastuksen kanssa muodostaa suurtaa-juuskompensointipiirin videoantosignaalin suurtaajuus-30 alueelle, näytetyn kuvan suuritaajuisen informaatiosisällön parantamiseksi. 10 8 9 4 40