FI90611B - Näytönohjauslaite - Google Patents

Description

1 90611 Näytönohj auslaite

Keksintö koskee näytönohjausvahvistinta ja antosig-naalin kytkentäpiiriä suurijännitteisen videopääteasteen 5 antosignaalin tuottamiseksi kuvannäyttölaitteelle. Erityisesti keksintö koskee mainitunlaista laitetta, jossa suur-, taajuusvastetta on parannettu.

Televisiovastaanottimessa videopääteasteen näytön-ohjainaste tuottaa antonaan suurijännitteisen videosignaa-10 Iin kuvannäyttölaitteelle, esimerkiksi kuvaputkelle. Videopääteasteen antosignaali siirretään antosignaalin kyt-kentätien kautta kuvaputken signaalinottoelektrodille, esimerkiksi katodielektrodille. Kuvaputken signaalinotto-elektrodilla voi olla kapasitanssi, joka on riittävän suu-15 ri huonontamaan ohjausvahvistimen annossa kehitetyn videosignaalin vastetta suurilla taajuuksilla. Näin ollen on toivottavaa saada pienennetyksi kuvaputken kapasitanssin vaikutusta ohjausvahvistimen antosignaaliin ja siten estetyksi videosignaalin vasteen huononeminen suurilla taa-20 juuksilla ja huonontunut kuvan resoluutio.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön periaatteiden mukaisen videopääteasteen antosignaalin kytkentätien avulla. Keksinnön kuvatussa ensisijaisesa sovellutusmuodossa videopääteasteen antosignaalin kytkentätie siirtää video-25 signaalin näytönohjausvahvistimen annosta kuvaputken ottoon kaskadikytkettyjen, vastakkaista johtavuustyyppiä olevien ensimmäisen ja toisen emitteriseuraajatransistorin avulla. Seuraajatransistorit erottavat näytönohjaimen annon kuvaputken kapasitanssista vastaavasti videosignaalin 30 positiivisten ja negatiivisten amplitudisiirtymien esiintyessä. Ensimmäinen ja toinen suuntaistetusta virtaa johtava laite, esimerkiksi diodi, on kytketty vastaavasti kummankin transistorin kanta-emitteriliitoksen yli ja suunnattu napaisuudeltaan siten, että se johtaa myötäsuun-35 täistä virtaa vastakkaiseen suuntaan kuin siihen liittyvä kanta-emitteriliitos.

2 90611

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

Matalatasoinen videosignaali lähteeltä 10 on kyt-5 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 10 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-15 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-20 tataan "ylilyöntivastuksena" ja joka toiminnallisesti liittyy piiriin 27, kautta. Ohjainasteen 20 signaalivah-vistus ja tasajännitebiasointi asetetaan vastaavasti transistorin 22 emitteripiirissä olevien säätövastuksen 38 ja potentiometrin 39 avulla. Käyttöjännitteet kuvaputkelle 25 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 30 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.

3 90611

Kytkentäpiiri 26 sisältää antosignaalin signaali-tiellä transistorin 24 kollektoripiiriltä kuvaputkelle 35 kaskadikytkentään järjestettyinä NPN-emitteriseuraajatran-sistorin 41, jossa on antona pieni-impedanssinen emitteri-5 elektrodi, ja PNP-emitteriseuraajatransistorin 42, jossa on antona pieni-impedanssinen emitterielektrodi. Kollek-torin ja kannan väliset hajakapasitanssit Cl ja C2, jotka ovat esimerkiksi 2 pikofaradia, liittyvät vastaavasti transistoreihin 41 ja 42 ja sisältävät johdotuksesta ja 10 layoutista aiheutuvat hajakapasitanssit. Diodit 43 ja 44 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.

15 Nopea positiivinen amplitudisiirtymä, joka sisältää 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 (johtamatto-20 mia).

Videosignaalin positiiviseen suuntaan tapahtuvan nopean amplitudisiirtymän esiintyessä transistorin 24 kol-lektoriannolla, transistorin 24 kollektoriannolle näkyvä kapasitanssi on olennaisesti yhtä kuin 25 Cl + C2/p41 + C3/p41 (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 30 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-35 nempi kuin piirin 26 tuottama.

4 9 0 61 1

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 5 ovat tällöin estojännitteisiä. Nopeille negatiiviseen suuntaan tapahtuville videosignaalin amplitudisiirtymille transistorin 24 kollektoriannolla transistorin 24 kollek-toriannolle näkyvä kapasitanssi on olennaisesti yhtä kuin

Cl + C2 + 03/β42 (2) 10 missä β42 on transistorin 42 myötäsuuntainen virtavahvis-tus, tyypillisesti vähintään 100. Siten kuvaputken kapasitanssin C3 ohjaintransistorin 24 kollektorille näkyvää arvoa pienentää suuresti transistorin 42 virtavahvistus.

Suhteellisen suurella ohituskondensaattorilla 54, 15 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 näkyvää kapasitanssiarvoa hallitsee kapasitanssi C3.

20 Huomattakoon, että transistoreiden 41 ja 42 kanta- emitteriliitoksia ei ole ohitettu kondensaattoreilla. Toisen tai molempien näiden transistoreiden sellainen ohittaminen tekisi tyhjäksi tarkoituksen erottaa transistorin 24 antopiiri kapasitansseista, kuten esimerkiksi kuvaput-25 ken kapasitanssista C3 ja kondensaattorista 54 tässä esimerkissä, signaalin positiivisten tai negatiivisten tai molemman tyyppisten amplitudisiirtymien esiintyessä.

Kytkentäpiirin 26 sisältävän näytönohjainasteen on havaittu saavan aikaan sekä merkittävän parannuksen vas-30 teessä suurilla taajuuksilla johtuen kuvaputken kapasitanssin C3 erottamisesta transistorin 24 antopiiristä että olennaisesti symmetrisen positiivisten ja negatiivisten siirtymien vasteen. Jälkimmäisessä suhteessa havaitaan, että edellä olevat lausekkeet (1) ja (2) pitävät sisällään 35 eri kapasitanssiarvot positiivisille ja negatiivisille s 90611 amplitudisiirtymille. Ero on kuitenkin pieni, ja transistori 24 pystyy ohjaamaan kapasitiivista kuormaa helpommin, kun virta on kasvamassa ja siihen liittyen kollektorin impedanssi pienenemässä vasteena signaalin negatiivisiin 5 amplitudisiirtymiin, verrattuna kapasitiivisen kuorman ohjaamiseen virran pienetessä ja kollektorin impedanssin - kasvaessa vasteena positiivisiin amplitudisiirtymiin.

Piirin 26 toteutusmuoto voi olla toinen kuin esitetty. Esimerkiksi, kun ohjaimena 24 käytetään PNP-tran-10 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 kuormita suoraan transistorin 24 kollektoripiiriä, ts. 15 kollektoripiiri on seuraajatransistoreiden 41 ja 42 avulla puskuroitu. Kuormitusvastuksen pienempi resistanssiarvo on edullinen sikäli, että se parantaa vastetta suurilla taajuuksilla, koska pienempi resistanssiarvo tuottaa yhdessä kollektoripiirin hajakapasitanssien kanssa heikomman 20 alipäästösuodatusvaikutuksen.

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+) 25 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 30 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-35 teenä. Vastukset 28 ja 52 kuitenkin kehittävät merkitsevän 6 90611 jännitehäviön kuvaputken virralle vasteena voimakkaaseen, esimerkiksi kirkasta kuvaa edustavaan, videosignaaliin. Tämä jännitehäviö pienentää kuvaputken katodielektrodille 30 menevää signaaliohjausta pienentäen tai eliminoiden 5 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, 10 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-15 suuksista.

Kondensaattori 54 on ohituselin suurille taajuuksille kuvaputken kapasitanssin C3 yhdessä vastusten 28 ja 52 kanssa tuottamaan alipäästösuodatusilmiöön liittyvien suurtaajuushäviöiden kompensoimiseksi. Piirin 27 tuottama 20 kompensointi suurilla taajuuksilla alkaa noin 500 kHz:n 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-25 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.

30 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-35 kauksesta aiheutuvien vahinkojen minimoimiseksi. Ohitus- 7 90611 kondensaattorin 54 sijoittaminen sekä vastuksen 52 että vastuksen 28 yli tekisi tyhjäksi aiotun suojauksen kipinä-purkausvirroilta, koska sellainen kondensaattorin kytkeminen tuottaisi tässä tapauksessa kipinäpurkausvirralle 5 vastuksen 28 virtaa rajoittavan vaikutuksen kiertävän kul-kutien.

Vastus 56 tuottaa kuvaputken katodille 30 esijännitteen sen varmistamiseksi, että kuvaputki on paluujakson aikana sisällyksetön. Vastus 56 auttaa myös kondensaatto-10 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-15 ran tason muutoksiin liittyviä kuvaputken impedanssin muutoksia.

Claims (5)

8 S : 6 11

1. Videosignaalin käsittelyjärjestelmä, joka sisältää: 5 kuvannäyttölaitteen (35), jossa on signaalin vas taanottamista varten elektrodi siihen liittyvine kapasi-tansseineen (C3); näytönohjausvahvistimen (20), jossa on signaalin otto näytettävän informaation sisältävän videosignaalin 10 vastaanottamiseksi sekä antopiiri sellaisen videoantosig- naalin kehittämiseksi, jonka voimakkuus on sopiva kuvannäyttölaitteen ohjaamiseen, sekä signaalinkytkentätien videopääteasteen antosignaa-lin siirtämiseksi mainitulta antopiiriltä kuvannäyttölait-15 teen signaalinottoelektrodille ja näytönohjausvahvistimen (20) antopiiriin kohdistuvan mainitun elektrodiin liittyvän kapasitanssin vaikutuksen pienentämiseksi, t u n n e t t u siitä, että mainittu signaalinkytkentätie käsittää peräkkäin kytketyn emitteriseuraajatransistoriparin 20 (41, 42) käsittäen ensimmäisen emitteriseuraajatransistorin (41), jossa on kantaelektrodiotto, joka on kytketty ohjausvahvisti-men antopiiriin, kollektorielektrodi ja emitterielektrodi-anto, ohjausvahvistimen antopiirin erottamiseksi mainitus-25 ta elektrodiin liittyvästä kapasitanssista videosignaalin ensimmäistä polariteettia olevien amplituditransienttien esiintyessä; ja toisen emitteriseuraajatransistorin (42), jonka kantaelektrodiotto on kytketty ensimmäisen transistorin 30 emitterielektrodiantoon, kollektorielektrodi ja emitteri- ielektrodianto, jotka on kytketty näyttölaitteen signaa-linottoelektrodiin, ohjausvahvistimen antopiirin erottamiseksi mainitusta kapasitanssista videosignaalin toista polariteettia olevien amplituditransienttien esiintyessä; 35 ja että mainittu signaalikytkentätie edelleen käsittää 9 > .-: ί 1 1 ensimmäisen yksisuuntaisesti virtaa johtavan puoli-johdelaitteen (43), joka on kytketty ensimmäisen transistorin kanta-emitteriliitoksen yli ja joka on napaisuudeltaan sellainen, että se johtaa myötäsuuntaisesti virtaa 5 vastakkaiseen suuntaan kuin ensimmäisen transistorin kan-ta-emitteriliitos, sekä toisen yksisuuntaisesti virtaa johtavan puolijohde-laitteen (44), joka on kytketty toisen transistorin kanta-emitteriliitoksen yli ja joka on napaisuudeltaan sellai-10 nen, että se johtaa myötäsuuntaisesti virtaa vastakkaiseen suuntaan kuin toisen transistorin kanta-emitteriliitos.

2. Vaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että näytönohjausvahvistin (20) sisältää transistorin 15 (24), joka on samaa johtavuustyyppiä kuin ensimmäinen transistori.

3. Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen (41) ja toinen (42) transistori ovat 20 vastaavasti NPN- ja PNP-laitteita.

4. Minkä tahansa edellä olevan vaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että signaalinkyt-kentätie sisältää ensimmäisen (52) ja toisen (28) vastuksen, jotka on 25 kytketty mainitussa järjestyksessä sarjaan toisen transistorin emitterielektrodiannosta kuvannäyttölaitteen signaa-linottoelektrodiin, sekä kondensaattorin (54), joka on kytketty ensimmäisen vastuksen yli.

5. Vaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tun nettu lisäksi siitä, että kolmas vastus (56) on kytketty jännitelähteestä ensimmäisen ja toisen vastuksen välissä olevaan pisteeseen. ίο S' Γ- 6 ί 1