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Anordnung zur Anzeige eines Messwertes für Geräte, die eine
Braunsche Röhre enthalten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Anzeige eines Messwertes für Geräte, die eine Braunsche Röhre enthalten, die zur Wiedergabe eines aus einem Zeilenraster aufgebauten Bildes (Empfangssignals) dient und bei der die Braunsche Röhre zur Anzeige benutzt wird.
Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung sind z. B. Fernsehempfänger, bei welchen ebenso wie bei Geräten, die ausschliesslich einer Tonwiedergabe dienen, der Wunsch besteht, die richtige Abstimmung auf einen Sender oder auch andere Kontrolle durch ein sinnfälliges Kriterium kenntlich zu machen.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der den Messwert kennzeichnende Bildinhalt aus einer Rechteckimpulsreihe besteht, deren Folgefrequenz ein Vielfaches der Zeilenfrequenz beträgt und die als zusätzliche Bildinformation demEmpfangssignal derart zugefügt wird, dass die'sich dabei ergebende vom Messwert abhängige, sich ändernde zusätzliche Bildinformation als zu einer Mittellinie des Bildes symmetrische Fläche dargestellt wird, und die Grösse dieser Fläche jedoch vorzugsweise weniger als 10U ; 0 der gesamten Bildfläche beträgt und somit den Schwarz-Weissgehalt des Bildes nur unwesentlich verändert.
Nach der weiteren Erfindung ist eine solche Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass der den Messwert kennzeichnende zusätzliche Bildinhalt aus einer Rechteckimpulsreihe besteht, welche ohne Zwischenschaltung eines Multivibrators oderimpulserzeugers direkt von einer Ablenkspannung abgeleitet wird und dass der Messwert die Impulsbreite dieser Rechtecldmpulsreihe steuert.
Die Folgefrequenz derimpulsreihe ist vorzugsweise gleich dem Doppelten derAblenkfrequenz.
Im Falle der Verwendung einer Impulsfrequenz von doppelter Zeilenfrequenz ist die Anordnung nach der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsbreite mit einer wesentlich niedrigeren Frequenz, vorzugsweise mit der Frequenz des Rasterwechsels, so moduliert ist, dass sich bei konstantem Messwert die Impulsbreite mit der Periode des Rasterwechsels ändert.
Die zur Modulation verwendete Schwingung hat vorzugsweise die Form eines Sägezahnes, einer Parabel, eines Rechteckes oder eines Dreieckes.
Die bisher genannten erfindungsgemässen Anordnungen sind zur Verwendung in einem Fernseh-od. dgl.
Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert eine von der Abstimmlage eines Oszillators abgeleitete Gleichspannung zugefügt wird oder dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert eine von der Phasenlage des Zeilengenerators gegenüber der senderseitigen Zeilenfrequenzsynchronisierimpulse abgeleitete Gleichspannung zugefügt wird oder dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert eine dem Regelkreis für eine Verstärkungsregelung entnommene Gleichspannung zugefügt wird.
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Bei Verwendung in einem Fernseh-od. dgl. Empfänger kann auch vorgesehen sein, dass als Messwert eine dem Ton-NF-Verstärker entnommene tonfrequente Wechselspannung zugefügt wird.
Bei den bisher genannten Aus- bildungsformen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass im Falle der Verwendung einer Impulsfolgefrequenz von doppelter Zeilenfrequenz jeweils der mit dem Zeilenrücklauf zeitlich zusammenfallende Im- puls geschwächt oder ganz ausgetastetwird.
Bei der letztgenannten Ausbildungsform der Erfindung kann weiters vorgesehensein, dass zur Austastung eine Impulsfolgefrequenz von einfacher Zeilenfrequenz verwendet wird und die Austastung an einer Steuerelektrode der Bildröhre erfolgt oder'dass die Austastung im Zuge eines
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lich die Schwächung des mit dem Zeilenrücklauf zeitlich zusammenfallendenimpulses der Impulsreihe doppelter Zeilenfrequenzin der Weise geschieht, dass der Impulsreihe doppelter Zeilenfrequenz eine Sinusschwingung mit einfacher Zeilenfrequenz addiertwird, wobei die Phasenrelation der beiden zu addierenden Vorgänge so gewählt wird, dass das Maximum der Sinusschwingung einfacher Zeilenfrequenz mit dem zur Anzeige verwendeten, in den Zeilenhinlauf fallenden Impuls der Impulsreihe doppelter Zeilenfrequenz bzw.
das Minimum der Schwingung einfacher Zeilenfrequenz mit dem in den Zeilenrücklauf fallenden Impuls der Impulsreihe doppelter Zeilenfrequenz zeitlich zusammentrifft und dass in einer darauffolgenden Verstär- ker-oder Abschneidestufe eine Amplitudenselektion so vorgenommen wird, dass nur der jeweils erwünschte, in den Zeilenhinlauf fallende Impuls die Verstärker-bzw. Abschneidestufe öffnet.
Erläuternd sei noch erwähnt, dass der Wunsch nach einem sinnfälligen Kriterium der Abstimmung besonders bei solchen Fernsehempfangsgeräten auftritt, die dem sogenannten Zwischenträgerverfahren arbeiten. Bei diesen fehlt im Gegensatz zu Geräten nach dem sogenannten Paralleltonverfahren ein Kriterium für die richtige Abstimmung. Die Tonwiedergabe bleibt bei Geräten nach dem Zwischenträgerprinzip bei ausreichenderEmpfangsfeldstärke auch bei falscher Abstimmung meist unverändert. Die Bildwiedergabe verschlechtert sich zwar geringfügig, jedoch erkennt der Nichtfachmann am Bild Fehleinstellungen erst dann, wenn die Oszillatorfrequenz mehr als 100 kHz vom Sollwert abweicht.
Begünstigt wird diese Tatsache durch den Umstand, dass bei automatisch geregelten Empfängern innerhalb eines Bereiches der Oszillatorabweichung von : 500 kHz keine nennenswerte Kontraständerung zu beobachten ist.
Weiterhin sind die Selektionseigenschaften eines Empfängers sehr stark von der richtigen Abstimmung
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mung geknüpft.
Es liegt nahe, eine Abstimmanzeige auch bei einem Fernsehempfänger sowohl in schaltungstechnischer Hinsicht als auch in bezug auf das zu wählende Anzeigeorgan in gleicher Weise anzubringen, wie bei einem Ton-Rundfunkempfänger. Als Anzeigeorgan kann ein sogenanntes magisches Auge, ein Messinstrument oder eine als Anzeigeröhre entsprechend ausgebildete Glimmlampe verwendet werden.
Um ein solches zusätzliches Anzeigeorgan einzusparen, wurde bereits vorgeschlagen, die Bildröhre zur Anzeige mit heranzuziehen. Dabei kann die Anzeige gemäss bekannter Vorschläge auf verschiedene Weise durchgeführt werden : 1. Durch Hell- oder Dunkelsteuerung des gesamten Bildes ; 2. durch Verschieben des Bildes in horizontaler oder vertikaler Richtung ; 3. durch Umschalten der Bildröhre vom Empfangsbild auf ein die Abstimmung kennzeichendes Bildmuster.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Verbesserung der dritten von den obengenannten Möglichkeiten. Mit der angegebenen Anordnung lässt sich ein sehr sinnfälliges und hochempfindliches Abstimmkriterium als zusätzlicher, von der Abstimmlage abhängiger Bildinhalt in das Empfangsbild einfügen. Im Gegensatz zu bekannten Vorschlägen wird mit dieser Anordnung der Schwarzweissgehalt des Bildes nur unwesentlich geändert, vielmehr dient lediglich die lineare Änderung des Abstimmsignals als Kennzeichen für die Abstimmlage.
Die Methode unterscheidet sich weiterhin von bekannten Vorschlägen dadurch, dass das Anzeigesignal symmetrisch zur Mitte des Bildes steht bzw. auf diese Mitte eingeregelt
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Weiterhin wird im Gegensatz zu bekannten Vorschlägen durch multiplikative Mischung des das Anzeigesignal darstellenden Rechteckimpulses mit einer wesentlich niedrigeren Frequenz erreicht, dass die von der Abstimmlage abhängige lineare Änderung des Abstimmsignals bzw. die Anzeigeempfindlichkeit sehr gross wird. Schliesslich wird im Gegensatz zu bekannten Methoden die Anzeigeempfindlichkeit dadurch erhöht, dass zusätzliche Massnahmen vorgesehen sind, um die Flankensteilheit des Anzeigesignals zu vergrössern.
Schliesslich gestattet die Anordnung, den Bereich der Anzeige so einzustellen, dass das Anzeigesignal bei richtiger Abstimmung verschwindet und das Empfangsbild ohne Beeinträchtigung weiterläuft.
An Hand der Zeichnungen sei die Wirkungsweise der Anordnung näher erläutert.
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stellen den normalen Bildinhalt dar, der von der Anwesenheit der Anzeige unbeeinflusst bleibt. Das Anzeigesignal nach Fig. 1 wird durch eine schmale Zone dargestellt, innerhalb der lediglich die Grundhelligkeit erhöht (oder erniedrigt) wird. Kennzeichen für die richtige Abstimmlage ist bei Fig. 1 die maximale (oder minimale) Breite b. Nach Fig. 2 wird das Anzeigesignal durch ein spitzwinkliges Dreieck gebildet. Hier vermittelt die Breite g und die Höhe h die Anzeige.
Durch die erzielbaren scharfen Übergangsflanken des Anzeigesignals ist es möglich, die Anzeige-
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:meinsam, dass sie weniger als 20%, vorzugsweise 10%, der gesamten Bildfläche bei ihrer maximalen Ausdehnung beanspruchen.
Das Schema nach Fig. 4 zeigt die Erzeugung des Anzeigesignals und die Wirkungsweise der Anordnung in einem Blockschaltbild. Der als Impulswandler bezeichneten Anordnung l, die aus den Gruppen 2, 3 und 4 besteht, wird an ihrer Eingangsklemme A eine zeilenfrequente Schwingung beliebiger Kurvenform zugeführt. Solche Schwingungen stehen im Zeilenablenkteil an den verschiedenen Stellen zur Verfügung, z. B. an den Elektroden der Zeilenendröhre oder an Anschlusspunkten des Zeilentransformators. Das Grundwellensieb 2 lässt von dieser Schwingung lediglich eine zeilenfrequente Sinusschwingung passieren, welche anschliessend über einen Phasenschieber 3 geleitet wird. Der Frequenzverdoppler 4 liefert am Anschlusspunkt B eine kommutierte Sinusspannung doppelter Zeilenfrequenz mit einem Verlauf nach Fig. 5.
Dieser Spannungsverlauf bildet die Grundlage für die Erzeugung des Anzeigesignals nach den Fig. 1-3. Im weiteren Verlauf wird dieses Signal vom Anschlusspunkt B dem Steuergitter einer Verstärkerstufe 6 über einen Koppelkondensator zugeführt (Fig.6). Am gleichen Steuergitter liegt eine Messgrösse am Anschlusspunkt C in Form einer variablen Gleichspannung. Variiert diese Messspannung beispielsweise um einen Betrag Um. so hat dies zur Folge, dass durch denArbeitswiderstand Rl der genannten Verstärkerstufe entweder ein hoher Impulsstrom oder ein geringerer Impulsstrom kürzerer Dauer fliesst (Fig. 7). Eine zu dieser Arbeitsweise notwendige Grundeinstellung der Gittervorspannung kann beispielsweise mittels des aus R und Ra gebildeten Spannungsteilers erzeugt werden.
Die dem Stromimpuls durch Rl entsprechende variable Impulsspannung wird einer zweiten Abschneidestufe 7 (Fig. 8) wiederum über einen Koppelkondensator zugeführt.
Diese Abschneidestufe ist zweckmässigerweise so eingestellt, dass am oberen und unteren Knick der Kennlinie eine Impulsbegrenzung stattfindet. Nunmehr wird ein Impulsstrom in der Abschneidestufe gesteuert, wobei die Höhe des Stromimpulses konstant, dagegen die Breite des Impulses von der am Punkt C der Verstärkerstufe liegenden Messspannung abhängt. Die Anordnung 5 gemäss Fig. 4, bestehend aus der Verstärkerstufe 6 und der Abschneidestufe 7, stellt ihrer Funktion nach einen Impulsbreitenmodulator dar.
Seine Ausgangsspannung am Punkt D wird nun in das normale Empfangsbild eingeblendet. Hiefür gibt es verschiedene Möglichkeiten : 1. Durch Eintastung in den Videoverstärker, z. B. auf eine freie Elektrode einer Videoverstärkerröhre ; 2. durch additive Überlagerung auf den Videogleichrichterkreis ; 3. durch Steuerung einer freien Elektrode der Bildröhre.
Bisher wurde noch nicht näher ausgeführt, woher die der Verstärkerstufe 6 an Punkt C (Fig. 4) zuzuführende Messspannung bezogen wird und was diese Spannung kennzeichnen soll. Grundsätzlich kann jede Gleichspannung oder auch jede Wechselspannung, die irgendeinen Betriebs-oder Einstellungsvorgang oder - zustand kennzeichnet, der Messanordnung zugeführt werden. Im Falle eines Fernsehempfängers wird man in erster Linie die richtige Abstimmung des Gerätes mit dem Anzeigesignal kontrollieren. Dabei wird die erforderliche Gleichspannung in bekannter Weise so gewonnen, dass entweder der Bild- oder Tonträger über ein schmalbandiges, auf den Sollwert der Bild- oder Ton-ZF abgestimmtes Filter einerr Gleichrich- ter zugeführt wird.
Die Richtspannung am Gleichrichter ist dann abhängig davon, ob die von der Oszillatorfrequenz abhängige ZF mit dem Sollwert übereinstimmt. Die Anwendung der Anordnung ist jedoch nicht auf diesen einen Fall beschränkt. Als Messwertgleichspannung kann dem Punkt C (Fig. 6) z. B. auch die Regelspannung zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Anzeigesignal auch zu relativen Feldstärkemessungen, vorzugsweise beim Aufstellen und Einrichten von Antennen, zu benutzen. In ähnlicher Weise kann die in einer der üblichen Phasenregelschaltungen zur Synchronisierung der Zeilenfrequenz erzeugte Gleichspannung kontrolliert bzw. die Phasenregelschaltung nach dem Anzeigesignal eingestellt werden. Ähnlich wie ein sogenanntes magisches Auge nicht nur zur Messung von Gleichspan- nungen, sondern auch von Wechselspannungen, z.
B. zurAussteuerungsmessung, verwendbar ist, kann auch die erfindungsgemässe Methode dazu benutzt werden, die Grösse von videofrequenten oder tonfrequenten Wechselspannungen zu messen.
Mit der beschriebenen Anordnung lässt sich insbesondere bei der Abstimmanzeige eine sehr grosse Messgenauigkeit erzielen. Beträgt z. B. die Breite des Anzeigesignals 10% der gesamten Bildbreite, das sind 37 mm bei einer 43 cm-Bildröhre, so gelangt man zu einer Messempfindlichkeit von 50 kHz pro cm bzw. 30% Eigenänderung des Anzeigesignals. Frequenzänderungen von 10 kHz sind noch ohne weiteres erkennbar.
Ein Vorteil der Anordnung besteht, wie schon erwähnt, darin, dass der Schwarzweissgehalt des Bildes nur unwesentlich geändert wird. Im Falle des oben erwähnten Zahlenbeispieles beträgt die Zunahme des Weissgehaltes weniger als 10%, wenn die Erhöhung der Grundhelligkeit innerhalb der Zone des Anzeigesignals nur so weit getrieben wird, dass das Signal deutlich erkennbar ist. Eine zusätzliche Reduzierung des an sich störenden Weissgehaltes und eine, wie schon erwähnt, um ein Mehrfaches vergrösserte An-
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zeigeempfindlichkeit wird mit dem Bild nach Fig. 2 erreicht.
Ein solches Bild wird in der Weise gewonnen, dass die Impulsreihe, die zunächst ein Bild nach Fig. 1 ergibt, in bezug auf die Impulsbreite der Einzelimpulse mit einer Schwingung moduliert wird, deren Frequenz gleich der Vertikalablenkfrequenz und deren Kurvenform im vorliegenden Beispiel sägezahnförmig ist. Eine derartige Schwingung steht im Rasterablenkteil ohnedies zur Verfügung, so dass der Mehraufwand äusserst gering ist. Die Höhenände-
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istdern dreieckförmig oder parabelförmig gewählt, so entsteht ein Bild nach Fig. 3, wobei jetzt der Abstand a die Anzeigegrösse darstellt.
Ein zusätzlicher Aufwand für die beschriebene Impulsbreitenmodulation ist nicht erforderlich. Die Modulation erfolgt in der bereits vorhandenen Verstärkerstufe 6 (Fig. 4) dadurch, dass dem gleichen Steuergitter über den Anschlusspunkt B die kommutierte Sinusspannung doppelter Zeilenfrequenz, über den Punkt C die die Anzeige steuernde Gleichspannung und über C'die modulierende, rasterfrequente Schwingung zugeführt wird. Da die Spannung an C in der Regel von einem Generator hohen Quellenwiderstandes geliefert wird und die Spannung an C'eine reine Wechselspannung darstellt, genügt ein Koppelkondensator K, um diese beiden Spannungen ohne Nachteil an einem Punkt zu vereinigen.
Die Tatsache, dass das Anzeigesignal von einer Impulsreihe gesteuert wird, deren Frequenz gleich der doppelten Zeilenfrequenz ist, hat zur Folge, dass das Signal während eines Zeilenablaufs zweimal erscheint, einmal in der Bildmitte und einmal während des Zeilenrücklaufs. Das in den Zeilenrücklauf fallende Signal wird in der Regel durch eine im Fernsehgerät ohnedies vorhandene Zeilenrücklaufaustastung gelöscht. Voraussetzung dabei ist, dass die maximale Impulsbreite nicht grösser als die Austastzeit, also
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ist bereits grösser, als zu einer empfindlichen Anzeige erforderlich ist. In dem erwähnten Zahlenbeispiel wurde eine Impulslänge von 10% der Bildbreite bzw. 54 u sek Impulsdauer angenommen.
Es können noch weitere Möglichkeiten angegeben werden, die den in den Zeilenrücklauf fallenden und zur Anzeige nicht erforderlichen Impuls zu unterdrücken gestatten. Die Austastung kann mittels eines zeilenfrequenten Impulses, der bei den üblichen Zeilenablenkschaltungen zur Verfügung steht, schon im Zuge desIl11pulsbreitenmodulators in den Stufen 6 oder 7 (Fig. 4) vorgenommen werden, z. B. durch Eintasten des zeilenfrequenten Impulses mit einer Polarität, die entgegengesetzt ist zu der des abzutastenden Impulses.
Schliesslich gestattet die erfindungsgemässe Anordnung eine Unterdrückung des in den Zeilenrücklauf fallenden Anzeigenimpulses auch in der Weise, dass bereits im Zuge des Impulswandlers 1 (Fig. 4) eine Impulsauswahl so vorgenommen wird, dass nur jeweils der in den Zeilenhinlaufbzw, in die Bildmitte fallende Anzeigeimpuls mit vergrösserter Amplitude am Anschlusspunkt B erscheint. Bei einer solchen Impulsauswahl wird zu dem vom Frequenzverdoppler abgegebenen Signal die zeilenfrequente Grundwelle addiert. Fig. 10 veranschaulicht diese Lösung. Der Schwingung nach 10a (identisch der mit Fig. 5) wird die zeilenfrequente Grundwelle nach lOb addiert. Durch ein einfaches phasendrehendes Netzwerk 8 (gestrichelt in Fig. 4) wird die zur Addition erforderliche Phasenrelation zwischen den Signalen nach 10a und lOb einmal eingestellt.
Die Summe der beiden Schwingungen zeigt Fig. 10c. An Hand der damnter befindlichen Massstrecke wird die Phasenlage der Summenkurve in bezug auf den Zeilenhinlauf H und den Zeilenrücklauf R angedeutet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Anzeige eines Messwertes für Geräte, die eine Braunsche Röhre enthalten, die zur Wiedergabe eines aus einem Zeilenraster aufgebauten Bildes (Empfangssignal) dient und bei der die Braunsche Röhre zur Anzeige benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der den Messwert kennzeichnende Bildinhalt aus einer Rechteckimpulsreihe besteht, deren Folgefrequenz ein Vielfaches der Zeilenfrequenz beträgt und die als zusätzliche Bildinformation dem Empfangssignal derart zugefügt wird, dass die sich dabei ergebende, vom Messwert abhängige, sich ändernde zusätzliche Bildinformation als zu einer Mittellinie des Bildes symmetrische Fläche dargestellt wird,
und die Grösse dieser Fläche jedoch vorzugsweise weniger als 10% der gesamten Bildfläche beträgt und somit den Schwarz-Weissgehalt des Bildes nur unwesentlich verändert.