DE2201878A1

DE2201878A1 - Verbesserte Chrominanz-Klemmschaltung

Info

Publication number: DE2201878A1
Application number: DE19722201878
Authority: DE
Inventors: Thielking Roger Christian
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-01-18
Filing date: 1972-01-15
Publication date: 1972-08-10
Also published as: US3736370A; NL7200711A

Description

Verbesserte Chrominanz-Klemmschaltung

Die Erfindung betrifft Farbfernsehempfänger und insbesondere verbesserte Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Spannungspegels an ausgewählten Teilen oder Stellen der Farbdifferenzsignal-Schaltung. Bei der Übermittlung der Farbdifferenzsignale an die Steuergitter einer Kathodenstrahlröhre in einem Farbfernsehempfänger ist es oft erwünscht, zwischen den Endverstärkungsstufen für das Farbdifferenzsignal und den zugeordneten Gittern der Kathodenstrahlröhre eine gleichspannungsmäßige Trennung oder Isolation vorzusehen.

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Eine solche Isolation wird gewöhnlicherweise dadurch erreicht, daß in Reihe in den Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal ein Kondensator so eingeschaltet wird, daß der Wechselspannungsanteil dieses Farbdifferenzsignals ungedämpft an die Steuergitter weitergeleitet wird. Da die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und dem Gitter einer Elektronenkanone für eine Kathodenstrahlröhre den von ihr ausgehenden Elektronenfluß bestimmt, ist es unbedingt erforderlich, daß zusätzlich zur Modulation der Gitterspannung der Gleichspannungswert der Gitterspannung in einem vorgegebenen Bereich gehalten wird.

Die in dem Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal angewendete kapazitive Kopplung neigt dazu, die Werte der über den Leitungsweg übermittelten Signale zu integrieren, so daß die Spannung auf dem Leitungsweg schwebt, d. h. sie hält keine feste Beziehung bezüglich der Spannung der Kathode der zugeordneten Elektronenkanone ein. Als Folge davon wird zwar der Strom der Elektronen, der sich aus der Spannungsdifferenz zwischen Kathode und Gitter ergibt, weiterhin moduliert. Der absolute Betrag oder Wert der Spannungsdifferenz und damit des Elektronenstroms bewirkt Jedoch, daß die Helligkeit des auf dem Schirm dargestellten Bildes von dem beabsichtigten Wert abweicht. Aus diesem Grunde 1st es erwünscht, periodisch die Spannung des Signalleitungsweges auf einen vorgegebenen Bezugswert zu bringen. Dieser Vorgang wird am vorteilhaftesten bewirkt während der Zeitdauer des horizontalen Rücklaufs oder Zeilenrücklaufs, in^dem die Elektronenkanone zeitweilig abgeschaltet wird. Oft wird eine solche Einrichtung wie eine Diode zwischen den Leitungs- oder übertragungsweg für das Farbdifferenzsignal und einen Punkt mit einer geregelten Spannung geschaltet. Es wird periodisch ein Verklammerungsimpuls zugeführt, welcher einen Leitungszustand in der normalerweise in Sperrichtung vorgespannten Diode bewirkt und dadurch dem Leitungsweg für das Farbsignal eine vorgegebene Spannung zuführt. Gewöhnlich ist eine Verstärkungseinrichtung vorgesehen, um auf ein Signal von einer geeigneten

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Quelle hin einen geeigneten Impuls zu erzeugen. Die Verwendung eines solchen Verstärkers hat Jedoch den Nachteil, daß der Empfänger einen weiteren zusätzlichen Bauteil erhält und damit die Kosten, die Kompliziertheit und die Möglichkeit für einen Defekt vergrößert werden.

Bei vielen Anwendungen genügt es nicht, lediglich einen Verklammerungs impuls festgelegter Amplitude vorzusehen, um eine einwandfreie Arbeitsweise des Empfängers zu gewährleisten, da die Spannung der Quelle, aus der die Vorspannungen für die Kathoden und Gitter entnommen werden, eine Neigung zu Schwankungen zeigt. Da Jedoch nicht die absolute Spannung des Gitters sondern die relative Spannung zwischen Kathode und zugeordnetem Gitter aufrechterhalten werden muß, ist es erwünscht, ein Nachfolgen oder einen Nachlauf des Wertes oder Pegels der Verklammerungsspannung zu verursachen,und zwar bezüglich der Amplitude der den Kathoden zugeführten Spannung. Es wurden zwar Einrichtungen erdacht, um diese Punktion auszuführen. Sie umfassen Jedoch oft komplizierte kostspielige Schaltungen, welche die Kosten und die Kompliziertheit des Fernsehempfängers vergrößern.

Es ist daher erwünscht, eine einfache kostengünstige Einrichtung zur Zuführung einer Verklammerungsspannung auf den übertragungsweg eines Farbdifferenzsignals zu schaffen. Weiterhin ist es vorteilhaft, einen Farbfernsehempfänger zu erhalten mit einer genauen nicht kostpieligen Einrichtung, welche bewirkt, daß sich der Maximalwert eines Verklammerungsimpulses entsprechend den Schwankungen einer Spannungsquelle ändert,wiche die Vorspannung für die Kathodenelektroden einer Kathodenstrahlröhre liefert.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden diese Aufgaben erreicht durch eine erste in einer Richtung stromführende Einrichtung zur Kopplung eines Verklammerungsimpulses auf den Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal. Der Impuls wird aus

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einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise einer Hilfswicklung an dem Horizontalimpuls-Transformator, entnommen und direkt auf eine erste Seite der in einer Richtung stromdurchlassenden Einrichtung gekoppelt. Um die Amplitude des zugeführten Verklammerungsimpulses zu begrenzen und zu bewirken, daß sich der Maximalwert des Impulses mit den Änderungen des Wertes einer Vorspannungsquelle verändert, ist eine zweite in einer Richtung stromdurchlassende Einrichtung zwischen dem Punkt, an dem die Verklammerungsimpulse zugeführt werden, und einem Punkt mit einem Bezugspotential geschaltet. Eine zweite Seite der zweiten in einer Richtung stromdurchlassenden Einrichtung wird auf einem Bezugspotential gehalten, welches den Spannungswert bestimmt, an dem die Einrichtung beginnt, Strom durchzulassen. Der Wert des Verklammerungsimpulses wird daher daran gehindert, das Bezugspotential zu überschreiten.

Das Bezugspotential wird dadurch erhalten, daß eine gesteuerte Einrichtung mit variabler Impedanz in ohm¹scher Kopplung über eine Spannungsquelle geschaltet wird. Die Einrichtung variabler Impedanz läßt einen Stromfluß konstanter Amplitude durch und erzeugt einen konstanten Spannungsabfall über einem in Serie geschalteten Widerstandselement. Der Spannungsabfall über der Einrichtung variabler Impedanz bildet ein Bezugspotential, das solange konstant bleibt, wie der Wert der Spannungsquelle nicht schwankt. Da die Schwankungen des Wertes der Spannungsquelle keine Variation des von der Einrichtung variabler Impedanz durchgelassenen Stroms bewirken können, erscheinen Spannungsänderungen ungedämpft über dieser Einrichtung variabler Impedanz und werden der zweiten in einer Richtung Strom durchlassenden Einrichtung zugeführt, um die Spannung zu bestimmen, bei welcher der Stromdurchgang durch diese Einrichtung beginnt. Änderungen im Bezugspotential sind daher so festgelegt, daß sie die gleiche Amplitude besitzen wie Änderungen in der Vorspannung.

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Ein besseres Verständnis dieser und weiterer Aufgaben, Vorteile und Merkmale ergibt sich im Zusammenhang mit der Abbildung und der nachstehenden ausführlichen Erläuterung einer beispielhaften Ausführungsform. Die Abbildung zeigt einen Farbfernsehempfänger und die Verklammerungsschaltung.

Ein Farbdifferenzsignal-Verstärker 10 liefert ein Farbdifferenzsignal an ein Steuergitter 11 der Kathodenstrahlröhre 12 eines Farbfernsehempfängers. Das Signal wird auf das Gitter 11 über einen Leitungsweg weitergeleitet, welcher einen Gleichspannungs-Sperrkondensator 13 und Strombegrenzungswiderstände 14 und 15 besitzt. Eine Funkenstrecke oder Entladungsstrecke 16 liefert einen Nebenschlußweg für Überspannungen. Ein Luminanzverstärker 17 gibt vorgegebene Spannungswerte auf die Kathoden der Kathodenstrahlröhre 12, um den richtigen Grad der Helligkeit oder Luminanz des Bildes zu erhalten, das auf dem Schirm der Röhre wiedergegeben wird. Jede Kathode erhält eine Vorspannung dadurch, daß sie über ein Widerstandselement mit einer Spannungsquelle für die Vorspannung V_b verbunden ist.

Zur Erleichterung der Beschreibung dieser Ausführungsform werden nur der Farbdifferenzenverstärker 10 und die zugehörige Schaltung beschrieben. Selbstverständlich sind mit den übrigen Steuergittern der Kathodenstrahlröhre 12 ähnliche Farbdifferenzverstärker und entsprechende Schaltungen gekoppelt. Der Sperrkondensator 13 gestattet nur die Weiterleitung von Wechselstromsignalen von dem Farbdifferenzverstärker 10 zu dem zugeordneten Gitter der Kathodenstrahlröhre 12. Infolge der integrierenden Wirkung des Kondensators 13 wird der Gleichspannungspegel des Slgnalleitungsweges ohne anderweitige Einwirkungen dem Spannungspegel entsprechend, welcher"Sls Mittelwert des durch den Kondensator hindurchgehenden Signals ergibt. Da Jedoch die Helligkeit oder Luminanz des erzeugten Bildes bestimmt wird durch die Potentialdifferenz zwischen einer Kathode und ihrem entsprechenden Gitter, ist es von größter Wichtigkeit, daß der Gleichspannungswert des Leitungsweges für das Farbdifferenzsignal und damit des Gitters auf

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- 6 dem richtigen Wert gehalten wird.

Um einen vorgegebenen Spannungswert zu bewirken, ist es allgemein üblich, während der Strahlrücklaufzeit dem Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal eine Vorspannung zuzuführen. Dieser Vorgang kann in diesem Zusammenhang als Verklammerung oder auch als Wiederherstellung des Gleichspannungswertes bezeichnet werden. In der dargestellten Ausführungsform wird der Verklammerungsimpuls 18 auf den Leitungsweg des Empfängers für das Farbdifferenzsignal mit Hilfe eines Kopplungskondensators 19, eines Widerstandes 20 und einer ersten Diode 21 zugeführt, welche durch einen Belastung-Widerstand 22 überbrückt ist. Das körperferne Ende des Kondensators 19 1st an eine Wicklung des horizontalen (Zeilen)-Transformators (nicht gezeigt) gekoppelt, so daß der Schaltung ein positiv verlaufender Impuls 18 mit einer Gesamtamplitude von etwa 150 Volt zugeführt wird. Die durch Widerstände 25 bzw. 26 über-* brückten Dioden 23 bzw. 24 koppeln jeweils die Schaltung gemäß der Erfindung an andere nicht gezeigte Leitungswege für Farbdifferenzsignale und arbeiten in gleicher Weise wie die Diode 21.

Wenn die an der Anode der Diode 21 zugeführte Spannung den Spannungswert auf dem Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal zu übersteigen beginnt, welcher als Spannung des Kondensators 13 genommen werden kann, dann beginnt die Diode 21 Strom durchzulassen. Die Spannung auf dem Leitungsweg steigt dann auf den Spannungswert an, welcher der Anode der Diode 21 über den Kopplungskondensator 19 und den Widerstand 20 zugeführt wird. Mit dem Absinken des Impulses 18 und der Verminderung der Spannung über dem Kopplungskondensator 19 wird die Diode 21 in Sperrichtung gespannt. Dadurch wird ein entgegengesetzter Stromfluß verhindert und die Spannung des Übertragungsweges für das Farbdifferenzsignal verklammert mit dem Maximalwert des zugeführten Verklammerungsimpulses 18. Mit der Verminderung der Spannung am Kopplungskondensator 19 erhöht sich die zwischen dem Kondensator 19 und dem

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Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal geschaffene Spannungsdifferenz und bewirkt, daß der Strom über den Ableitwiderstand 22 abfließt. Jetzt speichert sich langsam Ladung auf der dem Widerstand zugewandten Seite des Kondensators 19 und begünstigt den schnellen Einsatz des Stromflusses in der Diode 21 bei der Zuführung des nächsten Verklammerungsimpulses.

Diese vorbeschriebene Schaltung dient dazu, periodisch den Spannungswert auf dem Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal wiederherzustellen ohne Verwendung von Verstärkern oder anderen aktiven Einrichtungen. Es ist Jedoch ersichtlich, daß die Amplitude des dem Kondensator 19 zugeführten Klemmspannungsimpulses allein eine Funktion der Spannung ist, welche von dem Horizontalimpulstransformator geliefert wird und daß diese Spannung unabhängig ist von anderen Parametern, und insbesondere von dem Wert der Vorspannung V. . Wenn die Spannung V_fe unveränderlich oder invariant wäre, würde die bisher beschriebene Schaltung genügen, um den Leitungsweg für das Farbdifferenzsignal auf eine Spannung zu verklammern, welche die erwünschte Beziehung zu der Vorspannung für die Kathode aufweist. Bei den meisten Fernsehempfängern neigen Jedoch die Werte für die verschiedenen Vorspannungen dazu zu schwanken. Es ist daher ersichtlich, daß ohne Änderung der Maximalspannung des Klammerimpulses, welcher der Diode 21 zugeführt wird, entsprechend den Schwankungen der Vorspannung, sich unerwünschte Schwankungen bei dem Vorgang einstellen werden, den man als Nachlauf oder Nachfolge der Helligkeit oder Luminanz des wiedergegebenen Bildes bezeichnet. Aus diesem Grunde ist ein Impulsbegrenzernetzwerk bestehend aus einer zweiten Diode 32, einem Ableitwiderstand 33 und einem Kondensator 27 vorgesehen zusammen mit der Serienschaltung eines Spannungsabfallwiderstandes 28, eines Transistors 29 und eines Widerstandes 30. Der Widerstand 31 1st im Nebenschluß zur Emitter-Collector-Strecke des Transistors 29 verbunden. Der Basisanschluß des Transistors 29 wird auf einer solchen gesteuerten konstanten Spannung V ge-

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halten, daß der Collector-Emitter-Strom des Transistors 29 praktisch konstant bleibt über einen vorgegebenen Bereich der Spannungen zwischen Collector und Emitter. Die Serienkombination des Widerstandes 28, des Transistors 29 und des Widerstandes 30 wird in Reihe zwischen eine Spannungsquelle V_b und Erde geschaltet. Dabei bildet der Wert der Spannung V am Collector des Transitors 29 eine Bezugsspannung, welche der Kathode der zweiten Diode 32 zur Vorspannung der Diode in Sperrichtung zugeführt wird.Wenn an dem Horizontaltransformator ein positiv verlaufender Impuls 18 erzeugt wird, läuft er über den Kopplungskondensator 19 und den Widerstand 20 und wird den Anoden beider Dioden 21 und 32 zugeführt. Mit dem Ansteigen der zugeführten Spannung über die Spannung des Leitungsweges für das Farbsignal beginnt die Diode 21 schnell Strom durch zulassen. Die Diode 32 führt solange keinen Strom, bis die zugeführte Spannung den an ihrer Kathode anliegenden BezugsBpannungswert V übersteigt. Infolge des schnellen Ansteigens des Impulses 18 beginnen⁰ öle Dioden 21 und 32 praktisch zum gleichen Zeitpunkt mit dem Stromdurchlaß.

Es ist ersichtlich, daß die Spannung V die Summe der Spannungsabfälle über dem Widerstand 30 und der Collector-Emitter-Strecke des Transistors 29 darstellt. Da die an der Basis des Transistors 29 zugeführte Spannung V geregelt ist, gestattet der Transistor nur einen Stromfluß konstanter Amplitude unabhängig von den Schwankungen des Wertes der Spannungsquelle V_b. Da der Stromfluß über den Transistor praktisch konstant ist, bleibt der Spannungsabfall über dem Widerstand 30 praktisch konstant. Da sich weiterhin der Strom durch den Transistor 29 nicht ändert, bleibt der vom Widerstand 28 erzeugte Spannungsabfall ebenfalls praktisch konstant. Es kann daher kein erhöhter Spannungsabfall über dem Widerstand 28 auftreten und die Schwankungen des Wertes von V. werden ungedämpft über den Widerstand 28 geleitet und zu der ursprünglichen Bezugsspannung V_p hinzugefügt. Der Nebenschlußwider-

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stand 31 liefert einen Stromweg für den Fall eines Defektes des Transistors 29 oder des Ausfalls dieses Transistors und verhindert, daß an der Kathode von 32 der volle Wert von V. zugeführt wird. Die Anwesenheit des Widerstandes 31 vermindert zwar zu einem gewissen Maße die Konstantstromeigenschaft des Transistors 29. Der Widerstand 31 besitzt jedoch einen so hohen Widerstandswert, daß der Strom durch den Widerstand 28 praktisch konstant bleibt.

Man wird daher erkennen, daß der Wert der Bezugsspannung V zwangsläufig sich um den gleichen Betrag ändert, wie die Vorspannung V_b . Die maximal für die der Diode 21 zügeführten Verklammerungslmpulse zulässige Amplitude wird daher so beeinflußt, daß eine feste Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Steuergitter und der Kathoden der Kathodenstrahlröhre 12 aufrechterhalten wird.

Bei einer Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Verklammerungsschaltung wurden Schaltungsbauteile mit folgenden Werten verwendet:

Kondensator 13 0,01 uF

Widerstand U 3,3 k Ohm

Widerstand 15 Ik Ohm Kondensator 19 0,01 yuF Widerstand 20 4,7 k 0hm Dioden 21, 23, 24, 32 DT 230 H (General Electric) Widerstände 22, 25, 26, 33 2,2 M 0hm Kondensator 27 0,01 ^P Widerstand 28 200 k 0hm Transistor 29 2 N 3859 A Widerstand 30 22 k 0hm Widerstand 31 68 k 0hm

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- ίο -

Die Erfindung liefert daher eine Einrichtung zur Zuführung eines geeigneten Verklanunerungsimpulses auf den übertragungsweg für ein Farbdifferenzsignal ohne Notwendigkeit für einen Verstärker oder eine andere aktive Einrichtung. Weiterhin liefert das Bezugsspannungsnetzwerk gemäß der Erfindung die Nachlauffunktion ohne Verweridung von ausgedehnten Schaltungen oder kostspieligen Spannungsrege!einrichtungen unter Verwendung von drei Widerständen und einem billigen Signaltransistor.

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Claims

- li - Patentansprüche

1. Farbfernsehempfänger mit übertragungsweg zur übertragung eines Farbsignals an ein Steuergitter einer Kathodenstrahlröhre und mit einer Einrichtung zur Zuführung einer ungeregelten Vorspannung zu einer Kathode der Kathodenstrahlröhre, wobei diese Vorspannung Spannungsschwankungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (19» 20, 21, 22) vorgesehen sind zur periodischen Rückführung des Übertragungsweges (10, 12, 13) auf einen vorgegebenen Spannungswert und Einrichtungen (32, 33, 27) zur Erzeugung einer Schwankung dieser vorgegebenen Spannung um den gleichen Betrag wie die Vorspannung.

2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Schwankung der vorgegebenen Spannung eine Einrichtung (29» 30) mit variabler Impedanz umfaßt zum Durchgang eines praktisch konstanten Strom in einem Bereich von Spannungen über dieser Einrichtung und eine erste ohm'sche Einrichtung zur Kopplung der Einrichtung variabler Impedanz an eine Quelle für das Vorspannungspotential.

3. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite in eine Richtung den Strom durchlassende Einrichtung Dioden sind.

H. Fernsehempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zuführung einer ersten Verklammerungsspannung die Reihenkombination einer ersten ohm*sehen Einrichtung und einer kapazitiven Einrichtung umfaßt, welche zur Kopplung zwischen die erste Seite der ersten den Strom durchlassenden Einrichtung und eine Quelle für periodische Spannungsimpulse vorgesehen ist.

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