DE3202396A1 - Anordnung zur automatischen regelung der vorspannung einer bildroehre - Google Patents

Description

HGA 75 602 Ks/Ei - 9 -

Brit. Appln. ].^Γο: 8102271

Filed: <^ranuary 26, 1981

U.S. Serial No: 295,118

Filed: ./iugust 21, 1981

ECA Corporation New York, IT.Y., V.St.v.A.

Anordnung zur automatischen Regelung der Vorspannung einer Bildröhre

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Steuerung der Vorspannung einer Bildwiedergaberöhre in einem Videosignale verarbeitenden System wie z.B. einem Farbfernsehempfänger oder dergleichen, um für die einzelnen Strahlerzeuger der Röhre die jeweils richtigen Austaststromwerte einzustellen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf automatische Vorspannungsregler eines Typs, die eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung enthalten, um Steuerspannungen zur Einstellung der Vorspannung für den Erhalt der richtigen Austaststromwerte zu erzeugen.

Eine Farbbild-Wiedergaberöhre in einem Farbfernsehempfänger enthält mehrere Elektronenstrahlerzeuger, die durch Farbsignale angesteuert werden, welche für die Farben rot, grün und blau charakteristisch sind und aus einem zusammengesetzten Farbfernsehsignal abgeleitet werden. Zur optimalen Wiedergabe eines Farbbildes ist es erforderlich, daß die Anteile der Farbsignale bei allen Bildröhren-Ansteuer-

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pegeln von weiß über grau bis schwarz im richtigen Verhältnis zueinander stehen, wobei beim Anlegen des Schwarzpegels die 3 Strahlerzeuger eine wesentlich verminderte Leitfähigkeit haben bzw. gesperrt sein sollten.

Die Wiedergabe eines Farbbildes und die Einhaltung der Grauskala der Bildröhre sind nicht mehr optimal, wenn die Vorspannungen der Strahlerzeuger von den gewünschten Werten abweichen und dadurch Fehler im Austastpegel (Schwarzpegel) der Bildröhre auftreten. Diese Fehler äußern sich bei einem wiedergegebenen Schwarzweißbild als sichtbare Farbtönung, währ end sie bei einem wiedergegebenen Farbbild die Farbtreue verfälschen. Solche Fehler können viele verschiedene Ursachen haben, beispielsweise Änderungen in den Betriebskennlinien der Bildröhre und zugeordneten Schaltungen (z.B. infolge Alterung), Temperatureinflüsse und momentane Überschläge an der Bildröhre.

Da sichergestellt werden sollte, daß die relative Zuteilung der Farbsignale an die Bildröhre bei allen Helligkeitspegeln des Bildes korrekt ist, sind in Farbfernsehempfängern gewöhnlich Maßnahmen getroffen, um die Bildröhre und die zugeordneten Schaltungen in einer sogenannten Einstell- oder Service-Betriebsart des Empfängers mittels bekannter Verfahren zu justieren. Hierzu ist mit den Signalverarbeitungsschaltungen des Empfängers und mit der Bildröhre ein sogenannter Service-Schalter verbunden, der zwischen zwei Positionen "normal" und "Service" umgeschaltet werden kann. In der Position "Service" sind die Videosignale von der Bildröhre abgekoppelt und die Vertikalablenkung abgeschaltet. In diesem Zustand wird die Vorspannung jedes Elektronenstrahlerzeuger justiert, um für jeden Strahlerzeuger einen gewünschten Austaststrom (z.B. einige wenige Mikroampere) einzustellen. Diese Justierung stellt sicher, daß die Bildröhre beim Fehlen eines angelegten Videosignals oder bei einem Schwarz-Bezugspegel des Videosignals richtig ausgetastet wird und daß außerdem bei allen Helligkeitswerten die Farbsignale im

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richtig zueinander sind. Anschließend werden die Ansteuerschal tungen (Bildröhrentreiber), die den einzelnen Strahlerzeugern zugeordnet sind, auf jeweils eine gewünschte Verstärkung eingestellt (z.B. um Unterschiede in den Wirkungsgraden der Leuchtstoffe an der Bildröhre auszugleichen), derart, daß die I:ot-, die Grün- und die Blau-Ansteuerung im richtigen Verhältnis zueinander stehen, wenn der Empfänger im Normalbetr:eb läuft.

Die Justierung der Bildröhren-Austastung ist zeitraubend und umständlich und muß typischerweise mehrere Haie während der Lebensdauer der Bildröhre durchgeführt werden. Außerdem beeinflussen sich die Austastjustierung und die Verstärkungsjustierung oft gegenseitig, so daß man diese Justierungen mehrmals hintereinander durchführen muß. Es ist daher vorteilhaft, wenn man auf solche Justierungen verzichten kann, z.B. indem man innerhalb des Empfängers Schaltungen vorsieht, welche die erforderlichen Nachstellungen automatisch übernehmen.

Es sind verschiedene Eegelsysteme zur automatischen Steuerung der Bildröhren-Vorspannung unter Anwendung analoger Signalverarbeitungsmethoden bekannt. Bei den bekannten Systemen wird typ is eher weise der Wert eines sehr kleinen Kathoden-Austaststroms periodisch während eines gegebenen Intervalls gemessen (z.B. innerhalb eines Vertikalaustastintervalls des Fernsehsignals, in welchem keine Bildinformation enthalten ist), wenn ein Signal mit einem geeigneten Bezugspegel (Schwarzwert) an eine IntensitätsSteuerelektrode der BiIdröhre angelegt wird. Eine aus dieser Messung abgeleitete Steuerspannung wird dazu verwendet, die Vorspannung eines Bildröhren-Treiberverstärkers zu korrigieren, um einen gewünschten Wert des Kathoden-Austaststroms zu erhalten. Die bekannten analogen Systeme leiden jedoch unter Nachteilen, die durch eine erfindungsgemäße Anordnung vermieden werden.

Bekannte Systeme, die mit analoger Signalverarbeitungstech-

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nik arbeiten, führen typischerweise folgende Punktionen durch: Während der Austastintervalle des Kathodenstroms wird der Austastpegel des Kathodenstroms (Kathoden-Austastpegel) gefühlt, und ein proportionales Kathodensignal wird abgeleitet. Das Kathodensignal wird dann gefiltert, um eine dem Betrag des Kathodensignals proportionale Spannung abzuleiten. Durch zusätzliche Filterung wird eine Vorspannungs-Steuerspannung erhalten, und diese Steuerspannung wird dem Bildröhren-^reiberverstärker über eine Rückkopplungsschleife angelegt, um jeden Fehler der Bildröhren-Vorspannung und den damit verbundenen Fehler des Schwarzpegels des Kathodenstroms zu korrigieren. Die Rückkopplungs- oder Regelschleife dient dazu, den Schwarzpegel des Kathodenstroms auf einen gewünschten richtigen Wert zu stabilisieren. Die Genauigkeit dieser Regelung hängt von der Verstärkung der Regelschleife ab, die bei typischen Analogsystemen in der Größenordnung von 70 db liegt.} Eine sehr genaue Regelung der Vorspannung erfordert eine hohe Schleifenverstärkung. Eine hohe Schleifenverstärkung kann jedoch zu Instabilitäten führen (z.B. zu unregelmäßigen Fluktuationen oder Schwingungen des Vorspannungspegels' an der Kathode), die größtenteils auf die einmalige oder mehrmalige Filterung zurückzuführen sind, welche zur Erzeugung der Steuergleichspannung durchgeführt wird. Die hierzu verwendeten Filter oder Siebschaltungen enthalten jeweils RC-Netzwerke mit Zeitkonstanten, die Signalverarbeitungsverzögerungen und Phasenverschiebungen in die Regelschleife einbringen, wodurch die Stabilität der Schleife beeinträchtigt wird.

Gemäß der Erfindung wird für die Erzeugung der Vorspannungs-Steuer spannung ein digitales Signal vex arbeitungsnetzwerk verwendet. Ein mit digitaler Signalvexarbeitungseinrichtung ausgestattetes automatisches Steuersystem für die Bildröhren-Vorspannung bewirkt eine präzise Vorspannungsregelung für die Bildröhre, ist stabil bei sehr hohen Verstärkungen

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Der Regelsehleife (z.B. in der Größenordnung von 150 db bis 200 db) und tendiert nicht zur Erzeugung unregelmäßiger Fluktuationen oder Schwingungen des Wertes der Kathodenvorspannung. Ein solches digitales System erfordert keine integrierenden oder Speicherkondensatoren (z.B.zur Filterung) und kann leicht als integrierte Schaltung hergestellt werden. Außerdem benötigt die digitale Verarbeitungseinrichtung nur bill:-ge, mit geringer Leistung und langsamer Geschwindigkeit arbeitende logische Schaltungen.

Im einzelnen ;rühlt die erfindungsgemäße digitale Verarbeitungseinrichtung den Zustand der Amplitude einer Folge periodisch abgeleiteter Signale, die proportional dem Wert des über die Kathode der Bildröhre fließenden Austaststroms sind. Die Verarbeitungs einrichtung erzeugt ein erstes Steuersignal, wenn die Amplituden einer Folge abgeleiteter Signale der richtigen Kathodenvorspannung entsprechen, und ein zweites Steuersignal, wenn die Amplituden einer Folge abgeleiteter Signale für eine Abweichung vom richtigen Vorspannungswert charakteristisch sind. Das zweite Steuersignal veranlaßt einen Steuerspannungsgenerator, eine sich schrittweise ändernde Steuerspannung zu erzeugen, welche die Kathodenspannung modifiziert, bis sich eine richtige Kathodenvorspannung einstellt und der entsprechende Austaststrompegel erhalten wird.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung entspricht das abgeleitete Signal periodisch erscheinenden Kathodenimpulsen, die während Signalaustastintervallen als Antwort auf periodische Gittererregungsimpulse auftreten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird den abgeleiteten Signalen eine vorgeschriebene Amplitudenversetzung mitgeteilt, so daß sich benachbarte abgeleitete Signale innerhalb einer Folge abgeleiteter Signale voneinander in ihrer Amplitude um ein die Versetzung einschließendes Maß unterscheiden, um zu verhindern, daß das System im Um-

- 14 gebungsbereich nahe der richtigen Vorspannung pendelt.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausfuhrungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. 5

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines Fernsehempfängers, der eine Anordnung zur ■Videosignal-Ansteuerung und zur Verarbeitung von Kathodenimpulsen in einem erfindungsgeraäßen Steuersystem zur automatischen Vorspannung der Bildröhre enthält;

Fig. 2 zeigt Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild der Video-Ansteuerschaltung und zugeordneter Netzwerke für die Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 4 zeigt Schaltungseinzelheiten eines Teils der Kathodenimpuls-Verarbeitungsschaltung in der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt Schaltungseinzelheiten einer in der Kathodenimpuls-Verarbeitungsschaltung enthaltenen Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung;

Fig. 6 zeigt zusätzliche Einzelheiten der Digitalsignal-Verarbeitungs einrichtung nach Fig. 5;

Fig. 7 zeigt in Blockform eine andere Ausführung der Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung in der Kathodenimpuls-Verarbeitungsschaltung nach Fig. 1;

Fig. 8 zeigt Takt- bzw. Zeitsignale zrr Veranschaulichung der Arbeitsweise der Einrichtur.g nach Fig. 7;

Figuren 9 bis 11 zeigen alternative Ausführungsformen eines

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Teils der Einrichtung nach Fig. 7;

Figuren 12 und 13 zeigen alternative Ausführungsformen eines

anderen Teils der Einrichtung nach fig. 7; 5

Figuren 14 und 15 "bis 17 zeigen Signalwellenformen zur Erläuterung eines Merkmals der Erfindung;

Fig. 18 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung einer speziellen Form eines erfindungsgemäß verwendeten Erregungssigna Ls;

Fig. 19 zeigt Wellenformen bestimmter Signale zum Betrieb

der Schaltung nach Fig. 18; 15

Fig. 20 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung von Signalen, die von der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden;

Fig. 21 zeigt Wellenformen von Signalen an der Schaltung nach Fig. 20.

In der Fig. 1 ist links oben ein Fernsehsignale verarbeitender Empfangsteil 10 dargestellt, der z.B. Videodetektor-, Verstärker-und Filterstufen enthält und voneinander getrennte Leuchtdichtekomponenten (T) und Farbartkomponenten (C) eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals an eine Demodulator /Matrix-Schaltung 12 liefert. Die Schaltung 12 erzeugt an ihren Ausgängen Signale, welche den roten, grünen und blauen Farbanteil des Bildinhalts des Farbfernsehsignals darstellen. Diese im folgenden kurz als "Farbsignale" bezeichneten Signale erscheinen an den Ausgängen der Schaltung 12 mit niedrigem Pegel und sind mit r (für rot), g (für grün) und b (für blau) bezeichnet. Sie werden durch Schaltungen innerhalb zugeordneter Kathodensignal-Verarbeitungsnetzwerke 14a, 14b und 14c verstärkt und in weiterer Weise behandelt, um von dort als Farbsignale mit

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hohem Pegel, die mit E, G und B bezeichnet sind, auf zugehörige Kathoden-Intensitätssteuerelektroden 16a, 16b und 16c einer Farbbildröhre 15 zu gelangen. Beim vorliegenden Beispiel ist die Bildröhre ein Gerät mit selbstkonvergierender Eigenschaft und nebeneinanderliegenden Elektronenstrahlerzeugern ("Inline"-Anordnung) und mit einem gemeinsam erregten Gitter 18, das gleichzeitig allen drei die Kathodenelektroden 16a, 16b und 16c enthaltenden Strahlerzeugern zugeordnet ist.

Die Kathodensignal-Verarbeitungsnetzwerke 14a, 14b und 14c sind bei der hier beschriebenen Ausführungsform einander gleich. Die nachstehende Beschreibung des Aufbaus und der Arbeitsweise des Netzwerks 14a gilt also gleichermaßen auch für die Netzwerke 14b und 14c.

Im Netzwerk 14a ist eine Schwärζwert-Einfügungsschaltung 20 (z.B. ein elektronischer Schalter) enthalten, die unter dem Einfluß eines Taktsignals BLK das r-3?arbsignal von der Matrixschaltung 12 auf einen Videosignaleingang einer Bildröhren-Ansteuerschaltung (Bildröhrentreiber) 21 koppelt bzw. davon abkoppelt. Der Treiber 21 enthält eine Signalverstärkungsschaltung zur Erzeugung des mit hohem Pegel erscheinenden Ausgangssignals B, das an die BiIdröhrenkathode 16a gelegt wird. Ein anderer Ausgang des Treibers 21 ist mit einem Eingang einer Kathodenimpuls-Verarbeitungsschaltung 22 gekoppelt. Dieser Ausgang des Treibers 21 liefert entstehende "Kathodenimpulse" (CP) während bestimmter Kathodenstrom-ÜberwachungsIntervalle, wie es weiter unten noch erläutert wird. Die Verarbeitungsschaltung 22 wird durch Takt- bzw. Zeitsignale C, SE, CLP gesteuert, um an ihrem Ausgang ein Vorspannungs-Steuersignal Vg zu erzeugen, das einem Vorspannungr;-Steuereingang des Treibers 21 angelegt wird, um die Vorspannung der Verstärkerschaltungen innerhalb des Treibers 21 zu modifizieren und dadurch den Austastpegel (Schwarzvrert) des von der Kathode 16a geleiteten Strom einzustellen, wie es ebenfalls weiter unten noch erläutert wird. ' - 17 -

Ein Impulsgenerator 28 spricht auf Vertikalrücklauf-Austastsignale V an, die von den Vertikalablenkschaltungen des Empfängers abgeleitet werden, um Takt- oder Zeitsignale HLE, C, SE und GLP zu erzeugen. Das Signal V erscheint mit einer Wiederholfrequenz von 60 Hz im lalle eines Fernsehempfängers, der entsprechend der in den USA geltenden NTSC-ITorm für Ferns ehr undf unk ausgelegt ist, und mit einer Wiederholfrequenz von 50 Hz im Falle eines nach der PAL-Fernsehnorm ausgelegten Empfängers. Der Impnlsgenerator 28 erzeugt ferner an einem Ausgang einen Gitteransteuerungs-Spannurgs impuls GP während eines Intervalls, in welchem der Austastwert des Kathodenstroms (Kathoden-Austaststrom) der Bildröhre 15 überwacht wird. Derjenige Ausgang des Impulsgenerators 28, an dem das Signal GP erscheint, liefert in Zeiten außerhalb des GitterimpulsIntervalls eine geeignete Vorspannung für das Gitter 18 (beim vorliegenden Beispiel im wesentlichen 0 Volt).

Das Intervall der Überwachung des Kathodenstroms der BiIdröhre liegt nach dem Ende der Vertikalrücklauf-Austastung, jedoch vor dem Bildintervall, in welchem das Fernsehsignal die wiederzugebende Bildinformation enthält. Das Überwachungsintervall geht über einen Teil eines größeren Zeitintervalls, welches mehrere Horizontalζeilen umfaßt, während welcher keine Bildinformation erscheint. Der Vorgang der Überwachung des Kathoden-Austaststroms hat jedoch keinen sichtbaren Einfluß auf ein wiedergegebenea Bild, weil die Bildröhre zu dieser Zeit "über-abgetastet" wird (d.h. der Elektronenstrahl der Bildröhre ist dann so weit abgelenkt, daß er die Front der Bildröhre oberhalb der Bildwiedergabefläche trifft).

Das Überwachungsintervall kann z.B. die ersten beiden Horizontalzeilen nach dem Ende der Vertikalrücklauf-Austastung umfassen, wie es die Wellenform a in Fig. 2 veranschaulicht, welche die periodischen, mit der Zeilenfrequenz erscheinenden positiven Horizontalaustastimpulse zeigt.

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Der das Vertikalrücklauf- und das Überwachungsintervall umfassende Impuls BLK ist mit der Wellenform b in Fig. 2 dargestellt. Der Gitterimpuls GP, der die Zeilen 1 und 2 innerhalb des ÜberwachungsIntervalls nach dem Ende des Vertikalrücklaufs umfaßt, ist mit der Wellenform c dargestellt. Dieser Gitterimpuls hat vorzugsweise eine feste positive Amplitude, die je nach den Erfordernissen des speziell verwendeten Systems irgendwo innerhalb eines Bereichs von +5 bis +15 Volt liegt, und zwar gemessen gegenüber einem niedrigeren Sockel wert, welcher dem normalen Gittervorspannungspegel (beim vorliegenden Beispiel O Volt) entspricht.

In der Anordnung nach Fig. 1 wird eine in der Schwarzwert-Einfügungsschaltung 20 enthaltene Torschaltung als Antwort auf das Signal BLK während des Vertikalrücklauf- und Überwachungsintervalls (Fig. 2) gesperrt, um die Weitergabe des Signals r von der Matrixschaltung 12 zum Treiber 21 zu verhindern und stattdessen eine Schwarzwertspannung in den r-Signalweg einzugeben. Hierdurch wird am Videosignalausgang des die Bildröhrenkathode 16a ansteuernden Treibers 21 ein gegebener Schwarz-Bezugspegel eingestellt, womit auch ein Euhe-Bezugswert für die Kathode 16a während des BLK-Intervalls eingestellt wird. Die Bildröhre funktioniert für den Gitterimpuls GP als Kathodenfolger, se daß während des Gitterimpulsintervalls eine gleichphasige Version des Gitterimpulses an der Bildröhrenkathode erscheint. Die Amplitude des so entstehenden Kathodenimpulses CP ist proportional dem Pegel des geleiteten Kathodenstroms, jedoch ist sie gegenüber dem Gitterimpuls etvas gedämpft infolge der relativ niedrigen Vorwärts-Transkonduktanz des von Strahlerzeuger und Gitter gebildeten Systems. Der Betrag des Kathodenimpulses wird durch Schaltungen innerhalb der Verarbeitungsschaltung 22 gefühlt, um festzustellen, ob der vom Strahlerzeuger geleitete Strom den für den Schwarzwert gewünschten Betrag hat oder demgegenüber zu hoch oder zu niedrig ist.

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Ί Die vom Ausgaag der Verarbeitungs schaltung 22 kommende Vorspannungs-Steuersparinung Vg wird dem Vorspannungs-Steuereingang des Treibers 21 angelegt, um dessen Gleichspannungs-Arbeitspunkt (^orspaimungs-Arbeitspunkt) notwendigerweise in solchem Sinne zu ändern, daß am Signalausgang des Treibers 21 ein Vorspannungspegel erscheint, der den gewünschten Kathoden-Austaststrompegel zur Folge hat. Dies ist ein geschlossener Regelkreis. Die Torschaltung innerhalb der Schaltung 20 wird nach dem Ende des Überwachungsintervalls wieder durchgeschaltet, so daß Farbsignale -vom Ausgang der Matrixschaltung 12 zum Signaleingang des Treibers 21 gelangen.

Die Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Schwärζwert-Einfügungsschaltung 20 und des Bildröhrentreibers 21 nach Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 enthält die Schwarzwert-Einfügungsschaltung 20 einen einpoligen Umschalter 30 und eine zugeordnete Bezugsspannungsquelle 33· Die Quelle 33 enthält eine Zenerdiode 34- in Verbindung mit einem veränderbaren Spannungsteiler, der ein Potentiometer 35 aufweist. Der Bildröhrentreiber 21 besteht aus einem Kaskodever stärk er mit Transistoren 40 und 4-2. Das die Bildröhre ansteuernde Farbsignal E wird vom Emitter des Transistors 42 über einen Widerstand 43 auf die Kathode der Bildröhre gekoppelt. Der während des Überwachungsintervalls entstehende Kathodenimpuls CP wird vom Kollektor des Transistors 42 über einen Schutzwiderstand 44 abgeleitet. Wenn während des Vertikalrücklauf- und Überwachungsintervalls der Schalter 30 in der geöffneten Stellung ist (wie in Fig. 3 dargestellt), dann ist das Farbsignal r vom Treiber 21 abgekoppelt, und über die Schalterkontakte a und b wird eine Schwarzwertspannung vom Schleifer des Potentiometers 35 aiii den Basiskreis des Transistors 40 gekoppelt. Dadurch erscheint am Emitter des Transistors 42 ein Bezugs-Euhepegel, der über eine Gleichstromkopplung auf die Kathode der Bildröhre gegeben wird. Zu allen ande-

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ren Zeiten ist der Umschalter 30 in der anderen Stellung, in welcher er das Farbsignal r über seine Kontakte c und b auf den Basiskreis des Transistors 40 koppelt, damit es vom Treiber 21 verstärkt wird. Die vom Ausgang der Kathodenimpuls-Verarbeitungsschaltung 22 (Fig. 1)gelieferte Vorspannungs-Steuerspannung Vg wird über eine Gleichstromkopplung auf die Basis des Verstärkertransistors 40 gegeben. Ansteigende (d.h. positiver werdende) Werte der Steuerspannung Vg bewirken eine proportionale Abnahme der am Emitter des Transistors 42 erzeugten Vorspannung für die Bildröhrenkathode, was seinerseits zu einer Zunahme des über die Bildröhrenkathode geleiteten SchwarzwertStroms führt. Umgekehrt bewirkt eine Abnahme der Steuer spannung Vg eine proportionale Abnahme des Kathodenstroms.

Der Kathodenimpuls CP kann auch auf andere Weise wie z.B. mittels einer Spannungsteilerschaltung! abgeleitet werden, wie sie in der US-Patentschrift 4 263 622 beschrieben ist. Jedoch ist die Ableitung des Kathodenimpulses vom Kollektorausgang des eine aktive Last darstellenden Transistors 42 gemäß der Fig. 3 besonders vorteilhaft, weil man hiermit eine höhere Amplitude des Kathodenimpulses bei einer niedrigeren Ausgangsimpedanz erhält.

■ Die Fig. 4 .zeigt die Eingangsschaltung der Verarbeitungsschaltung 22. Diese Eingangsschaltung besteht aus einem Klemmverstärker 50 und einem Vergleicher 65.

Der Klemmverstärker 50 enthält einen signalinvertierenden Funktionsverstärker 52 mit einem invertierenden Signaleingang (-) und einem nicht-invertierendon Bezugseingang (+). Ein aus Widerständen 53 und 54 und einer Diode 56 bestehender Spannungsteiler bildet gemeinsam mit einem Widerstand 55 und einem Kondensator 62 den Eingangskreis der Verstärkerschaltung 50. Eine am Spannungsteiler entwickelte Bezugsspannung V^ wird dem Bezugseingang des Verstärkers angelegt. Damit das Ausgangssignal des Verstärkers 52 genau

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die Änderungen in der Spitzenamplitude des Kathodenimpulses CP wiedergibt, ist es notwendig, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 5<- auf einen vorn er sagbar en Pegel bezogen wird. Dies geschieht mittels einer rückkoppelnden Klemmschaltung, die einen elektronischen einpoligen Ein/Aus-Schalter 60 (in der geöffneten Stellung dargestellt) und einen Klemmkondensator 62 am Eingang umfaßt.

Die Verstärkerschaltung 50 arbeitet auf folgende Weise.

Zu allen Zeiten mit Ausnahme während des Kathodenimpulsintervalls ist der Schalter 60 durch Wirkung des KLemmungs-Zeitsteuersignals CLP leitend (d.h. geschlossen). Dies ist der Fall während Zeiten Tc vor und nach dem Kathodenimpuls int ervall T . Durch Eückkopplung wird der invertierende Eingang des Verstärkers 52 auf den am Ausgang dieses Verstärkers herrschenden Pegel geklemmt, der zu dieser Zeit gleich dem Bezugspotential V ^ ist. Diese Eückkopplung wird mit Hilfe des geschlossenen Schalters 60 in Verbindung mit dem Eingangskondensator 62 bewirkt. Während des KathodenimpulsIntervalls T wird der Schalter 60 nichtleitend gemacht (d.h. geöffnet, wie in Fig. 4 dargestellt), so daß eine verstärkte, invertierte Version des Kathodenimpulses am Ausgang des Verstärkers 52 erscheint. Dieser Kathodenimpuls vom Ausgang des Verstärkers 52 hat eine (veränderliehe) Spitze-Spitze-Amplitude gegenüber einem stabilen Bezugswert, der durch den Klemmvorgang hergestellt wird. Die Amplitude des vom Verstärker 52 abgegebenen Kathodenimpulses wird durch den Vergleicher 65 gefühlt.

Der Vergleicher 65 besteht aus einem Funktionsverstärker mit einem an den Ausgang des Verstärkers 52 angeschlossenen invertierenden Eingang (-) und einem nicht-invertierenden Eingang (+), der an einer Bezugsspannung V_r2 liegt, die ebenfalls von dem aus den Widerständen 53 und 54 und der Diode 56 bestehenden Spannungsteiler gebildet wird. Der Vergleicher erzeugt einen Ausgangspegel des Binäroder Logikwerts "1", wenn die Amplitude des von der Schal-

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tung 50 kommenden negativ gerichteten Kathodenimpulses einen Vert V /,-V_ο übersteigt. Dies ist dann der Fall, wenn der Schwarzwert des Kathodenstroms höher ist als der gewünschte Wert, was einem Zustand niedriger Kathodenvorspannung entspricht. Der Vergleicher liefert den Binärwert "O" am Ausgang, wenn die Amplitude des von der Schaltung 50 kommenden Kathodenimpulses kleiner ist als V ,,-Vp Dies ist dann der Fall, wenn der Schwarzwert des Kathodenstroms kleiner ist als gewünscht, was einem Zustand hoher Kathodenvorspannung entspricht. Die Kathodenvorspannung ist richtig, wenn die Spitzeamplitude des Kathodenimpulses praktisch gleich V^-Vp ist.

Im Falle richtiger Kathodenvorspannung liefert der Vergleicher als Antwort auf eine Folge von Kathodenimpulsen eine Folge unregelmäßig wechselnder Binärwerte "1" und "0" wegen des unvermeidlichen Zufallsrauschens, das jedem Kathodenimpuls überlagert ist. Dieses Rauschen hat seinen Ursprung in der Bildröhre und im Verstärker 52 und anderen Teilen im Empfänger und bewirkt, daß die Amplitude einzelner Kathodenimpulse in unregelmäßiger oder statistischer Veise etwas schwankt und dabei leicht über und unter den Umschaltpegel des Vergleichers gerät. Die vom Ausgang des Vergleichers 65 gelieferten Logiksignale werden im folgenden als Signale CP' bezeichnet und eignen sich für eine weitere Verarbeitung in einer Digitalsignal-Verarbeitungsschal tung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.

Der Wert der an den Verstärker 52 gelegten Bezugsspannung Yy. übersteigt den Wert der an den Vergleicher 65 gelegten Bezugsspannung V^ '^am e^¹¹ Maß, das gleich der Offsetspannung der Diode 56 ist. Die Spannungsdifferenz zwischen V^ und Vp in Verbindung mit der Verstärkung des Verstärkers 52 bestimmt das Maß, über welches die Amplitude des Kathodenimpulses von der geschlossenen Hegelschieife gesteuert werden kann. Je nach den Erfordernissen des speziell verwendeten Systems kann diese Spannungsdifferenz irgendeinen

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Vert im Bereich von einigen Millivolt bis einigen YoIt haben. Eine bessere Regelung des Schwarzwertes des Kathodenstroms in der Nähe des Ausschaltpunkts der Bildröhre erreicht man jedoch bei kleineren Werten dieser Spannungsdifferenz.

Die in Pig. 5 dargestellte Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung enthält ein 16-Bit-Schieberegister 70, ein logisches Steuernetzwerk 76 mit einem UKD-GIied 71 , einem ersten und einem zweiten NOR-Glied 72 und 73 und einem Inverter 75? sowie einen Zähler 77j cLei* durch Ausgangssignale des Steuernetzwerks 76 gesteuert wird. Die Verknüpfungsglieier 71» 72 und 73 sind so angeordnet, daß sie eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung durchführen.

Die Signale CP¹ werden dem Serieneingang des Schieberegisters 70 zugeführt, das während jedes Kathodenimpulsintervalls durch die triggernde Planke (d.h. die Vorderflanke) eines Taktimpulses SR taktgesteuert wird, der während des Kathodenimpulsintervalls auftritt. Jeder Impuls SR erlaubt, daß entweder ein Signal des Binärwerts "1" oder ein Signal des Binärwerts "0" (je nach den Logikpegeln der Eingangsimpulse CP') in sequentieller Veise in die Speicherzellen des Schieberegisters geschoben werden, die einzelnen Ausgängen Q/i-Q-ng entsprechen. Die Verschiebung erfolgt von links nach rechts. Das Steuernetzwerk 76 prüft die sechzehn parallelen Ausgänge (Q/pQ^g) des Schieberegisters 70 mittels des UND-Gliedes 71 und des NOR-Gliedes 72, die beide jeweils sechzehn Eingänge haben, und liefert am Ausgang des NOR-Gliedes 73 ein Steuersignal, welches den Betrieb des Zählers 77 über einen Steuereingang "Sperrung" entweder ein-" oder ausschaltet. Im vorliegenden Pail spricht ein Inverter 75 auf den Signalpegel am Qo-^usgang <ies Schieberegisters an, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches entweder für Vorwärtszählung oder für Rückwärtszählung des Zählers 77 sorgt. Der Inverter 75 kann jedoch auch so. angeordnet werden, daß er andere Ausgänge des Schieberegisters fühlt.

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Der Zähler 77 ist ein 8-Bit Zähler, der durch ein mit Vertikalablenkf requenz (Teilbildfrequenz) auftretendes Taktimpulssignal O angesteuert wird* Die triggernde Planke dieses Signals darf nicht während des Kathodenimpulsintervalls auftreten, um zu verhindern, daß sich die Kathodenvorspannung der Bildröhre während des Kathodenimpuls intervalls ändert. Daher kann die triggernde Flanke dieses Signals mit dem Ende des Kathodenimpulsintervalls oder kurz danach auftreten. Die acht Ausgänge des Zählers Ί0 77, die mit Q^-Qg bezeichnet sind, führen zu einem Digital-Anal og-Wandler 78, der aus einer B/2R-Widerstandsleiter besteht.

Dieses Widerstandsnetzwerk erzeugt am Ausgang eine Gleichspannung, die sich im Bereich von O Volt bis +12 Volt bewegt, je nach dem Zustand der Zähl er axis gänge. Da der Zähler 77 insgesamt 256 Ausgangszustände (d.h. 2 Zustände) annehmen kann, ist die Auflösung der Ausgangsspannung des Digital-Anal og-Wandlers (d.h. die Höhe der einzelnen Abstufungen in der Spannung) gleich +46,875 Millivolt (d.h. +12 Volt/ 256). Die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Vandlers wird über einen Spannungsfolger 79 auf den Bildröhrentreiber 21 gekoppelt. Dies ist die Spannung V^, die zur Steuerung der Kathodenvorspannung der Bildröhre verwendet wird. In der Praxis ist für die Schwarzwert-Vorspamung an der Bildröhrenkathode ein Regelbereich von etwa 4-0 Volt erforderlich (z.B. von +14-0 Volt bis +180 Voll;). Beim vorliegenden Beispiel erlaubt der 8-Bit-Zähler eine Vorspannungsregelung über diesen Bereich in Stufen vor. jeweils 156,26 Millivolt (d.h. 4-0 Volt geteilt durch 256).

Das logische Steuernetzwerk 76 ist so ausgelegt, daß es zwischen drei Bedingungen der Kath.oder.vorspannung und drei entsprechenden Bitmustern am Ausgang des Schieberegisters 70 unterscheidet. Wenn der Vert des Kathodenstroms zu hoch ist (d.h. die Kathodenvorspannung ist zu niedrig), dann wird der Schaltpegel des Vergleichers 65 (Fig. 4·) über-

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schritten, und das Signal CP' bekommt für jeden Kathodenirapuls den Binärwert "1" (d.h. ein positiver Impuls). Angenommen, diese Bedingung ändert sich nicht, dann sind nach sechzehn Vertikal- oder Teilbildintervallen die Ausgänge des Schieberegisters 70 alle auf dem Binärwert "1". Dieser Zustand wird vom TJKD-Glied 71 und dem NOR-Glied 72 der Schaltung 76 gefühlt und bewirkt den Binärwert "O" am Ausgang des Gliedes 73· Außerdem wird am Ausgang des Inverters 75 der Binärwert "0" erzeugt, da der Q^-Ausgang des Schieberegisters 73 den Binärwert "1" führt. Dies veranlaßt den Zähler 77, rückwärts zu zählen. Infolgedessen nimmt die Vorspannungs-Steuerspannung Vg in Schritten von 156,25 Millivolt von Teilbild zu Teilbild ab, und die Kathodenvorspannung steigt proportional im Sinne einer Reduzierung des Kathodenstroms an, bis die richtige Vorspannungsbedingung erreicht ist.

Wenn umgekehrt der Wert des Kathodenstroms zu niedrig ist (d.h. eine zu hohe Kathodenvorspannung), dann bekommt das Signal OP' den. Binärwert "0" für jeden Kathodenimpuls, und nach sechzehn Vertikal- oder Teilbildintervallen sind die Ausgänge des Schieberegisters alle auf dem Binärwert "0". In diesem Pail wird der Zähler 77 zur Vorwärts zählung veranlaßt. Infolgedessen erhöht sich die Steuerspannung 7„ von Teilbild zu Tjilbild um jeweils 156,25 Millivolt, bis die korrekte Vorspannung eingestellt ist.

Wenn die Kathodenvorspannung richtig ist, dann bildet das Signal OP¹ eine unregelmäßige Folge von Signalen der Binärwerte "1" und "0". Die Ausgänge des Schieberegisters 70 bilden daher nicht mehr eine gleichmäßige Folge mit dem Binärwert "1" oder dem Binärwert "0". Das Fühlen dieses Zustandes in der Schaltung 76 bewirkt, daß das Glied 73 eine "1" abgibt, um den Zähler 77 zu sperren und daher den Vorgang <3.er Vorspannungskorrektur anzuhalten. Dies geschieht, sobald einer der Schieberegisterausgänge einen komplementären Binärwert im Vergleich zu den anderen Ausgängen hat

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(d.h. nur wenn die Schieberegisterausgänge nicht alle den gleichen Binärwert haben).

Die logische Steuerschaltung 76 kann modifiziert werden, um den Zähler 77 nur dann zu sperren, wenn ein. bestimmter Anteil (z.B. die Hälfte) der Schieberegisterausgänge einen gegebenen Binärwert hat. Um den Korrekturvorgang unter Beibehaltung einer guten Auflösung zu beschleunigen, kann es außerdem vorteilhaft sein, während jeder Teilbildperiode mehr als einen Taktimpuls an den Zähler zu legen, wenn die Vorspannung weit von ihrem richtigen Wert entfernt ist, und dem Zähler dann, wenn die Vorspannung dem richtigen Vert nähergekommen ist, zur Sicherstellung einer guten Auflösung jeweils nur einen Taktimpuls anzulegen.

Die Fig. 6 zeigt in ausführlicherer Darstellung eine modifizierte Version der Anordnung nach J?ig. 5? wobei entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszahlen be— zeichnet sind. Aufbau und Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 6 sind praktisch gleich wie bei der Anordnung nach Fig. 5) nur daß besondere Maßnahmen getroffen sind, um nach dem anfänglichen Einschalten des Empfängers die korrekte Kathodenvorspannung schneller zu erreichen.

Gemäß Fig. 5 enthält der Zähler 77 einen ersten und einen zweiten voreinstellbaren Zähler 80 und 82, und das Schieberegister 70 enthält ein erstes und ein zweites rücksetzbares Schieberegister 84 und 86. Ein elektronischer "Versorgung ein"-Schalter 90 (der z.B. einen monostabilen Multivibrator enthält) wirkt in Verbindung mit dem die LeistungsVersorgung einschaltenden Hauptschalter des Empfängers und ist mit den Voreinstel!-Eingängen (P) der Zähler 80 und 82 und mit den Rucksetzeingängen (R) der Schieberegister 84 und 86 gekoppelt. Wenn der Empfänger anfänglich eingeschaltet wird, erzeugt der Schalter 90 einen negativ gerichteten Impuls, durch den die Schieberegister 84 und 86 zurückgesetzt werden und die Zähler 80 und 82 auf die

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Mitte ihres Zährbereichs eingestellt werden. Zu diesem Zweck sind Anschlüsse 4, 12, 13 und 3 (die sog. Einstelleingänge) der Zähler 80 -und 82 in der dargestellten Weise mit Masse bzw. der positiven Ver s ca? gungs spannung (+12 Volt) verbunden, so daß beim Anlegen des negativ gerichteten Impulses an die Voreinstell-Eingänge (P) der Zähler 80 und 82 die Ausgänge dieser Zähler Binärzustände entsprechend der Mitte des Zählbereichs annehmen. Dies führt zu einer Vorspannungs-Steuerspannung Vg in der Mitte des Steuerbereichs, entsprechend einem Spannungswert, welcher mit gewisser Wahrscheinlichkeit in der Nähe des zur Erzielung der richtigen Vorspannung erforderlichen Wertes liegt.

Das bis hierher beschriebene digitale automatische Steuersystem für die Vorspannung der Bildröhre hat eine beträchtlich höhere Stabilität als analoge Systeme, und zwar aus folgenden Gründen:

Immer wenn die Kathodenvorspannung der Bildröhre einer Korrektur bedarf, wird für jede Teilbildperiode ein konstantes Maß an Korrektur spannung (156,25 Millivolt) angelegt, unabhängig von der Kegelschleifenverstärkung und unabhängig von der Größe des zu korrigierenden Fehlers. Daher wird zur Korrektur eines großen Fehlers mehr Zeit benötigt als zur Korrektur eines kleinen Fehlers, und es besteht praktisch keine Gefahr eines "Überschwingens" der Korrektur und einer damit verbundenen Instabilität der Eegelschleife.

Wie oben erwähnt, dauert der Korrektur vor gang so lange, wie die Schieberegisterausgänge alle den jeweils gleichen Binärwert haben (entweder "1" oder "0"). Sobald der Wert des Kathodenimpulses gleich oder praktisch gleich einem der richtigen Kathodenvorspannung entsprechenden Wert ist und der CP'-Impuls einen anderen Pegel als den vorangehenden Pegel bekommt (d.h. komplementär gegenüber dem vorangegangenen Impuls wird), sind die Inhalte der Zellen des

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Schieberegisters 70 nicht mehr alle gleich. Infolgedessen wird der Korrektur vor gang praktisch sofort ohne Verzögerung angehalten. Der Zustand des Zählers und der Vorspannungs-Steuerspannung sind dann fest, und die Regelschleife wird gleichsam "offen", was den Vorteil hat, daß Fluktuationen der Kathodenvorspannung verhindert werden. Die logische Steuerschaltung 76 überwacht jedoch weiterhin die Schieberegisterausgänge während der folgenden Teilbildintervalle. Ein ständig weitergehendes unregelmäßiges Muster komplementärer Binärwerte an den Schieberegisterausgängen bestätigt, daß die Kathodenvorspannung korrekt ist, und der Korrekturvorgang bleibt gesperrt.

Falls durch einen zufälligen Störimpuls während des KathodenimpulsIntervalls ein einzelnes komplementäres Eingangssignal erzeugt wird, dann ist dao Auftreten eines weiteren solchen komplementären Eingangssignals im Verlauf einer relativ großen Anzahl von Meß int ervall en (z.B. 16 Intervalle beim vorliegenden Beispiel) unwahrscheinlich. Daher beginnt der Korrekturvorgang wieder nach sechzehn Teilbildperioden, nachdem das vom Störimpuls hervorgerufene komplementäre Signal den Zähler und don Korrekturνorgang angehalten hat, und dauert an, bis ein wirklich unregelmäßiges Bitmuster an den Schieberegisterausgängen gefühlt wird. Daher läuft der Regelvorgang in stabilem Betrieb ab, auch im Falle zufälliger Störungen, die ihren Ursprung im Regelsystem selbst oder in anderen Teilen des Empfängers haben können.

Das vorstehend beschriebene System und auch die nachstehend beschriebene alternative Ausführungsform haben eine sehr hohe Kegelschleifenverstärkung in der Größenordnung von 150 bis 200 db. Diese Verstärkung wird durch den Verstärkungsfaktor des klemmenden Verstärkers 50 und des Vergleieher α 65 nach Fig. 4 und durch die Verstärkung des Bildröhrentreibers 21 nach Fig. 3 bestimmt.

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Die bis hierher "beschriebene Diglfcalsignal-Verarbeitungsschaltung arbeitet auf der Grundlage einer Analyse einer Ansah! von IT Abirasen, wobei H im vorliegenden EaIl gleich 16 ist. Aue cieaem Grand verwendet die Verarbeitungsschal tung ein 16~Bit-Schieberegister und eine Konfiguration von TlSD- lind NOR-Gliedern mit sechzehn Eingängen, wie es ±a den Figuren 5 und 6 gezeigt ist. Fur das beschriebene System sind für die Anzahl N Werte zwischen 4- und 16 geeignet. Sin Wert von 16 für 2t bringt einen stabilen Betrieb auch im Falle sehr stSrungsreicher Umstände, während ein Wert von 4· nur dann genügen mag, wenn das System in einer sehr Störunge- oder rauscharmen Umgebung eingesetzt wird.

Die Figuren 7 und 9 bis 13 zeigen vereinfachte Ausfuhrungsformen der Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung, welche die gleiche Funktion wie die vorstehend beschriebene Verarbeitungsschaltung erfüllen, aber wesentlich weniger groß, kostspielig und kompliziert sind. Die zu beschreibenden vereinfachten Schaltungen ersetzen das Schieberegister 70 und die logische Steuerschaltung 76 in den Anordnungen nach den Figuren 5 und 6· Der umkehrbare Zähler 77* der Digital-Analog-WandZer 78 und der Spannungsfolger 79» von dem die

V^ geliefert wird, bleiben in

einem die vereinfachte Digitalsignal-Verarbeitungsschaltung verwendenden System unverändert« In der nachfolgenden Beschreibung wird die Kombination des Zählers 77» des Digital -Analog-Wandlers 78 und des Spannungsfolgers 79 der Einfachheit halber als ^fl(Vftrppennⁱ»TigB9^'^fc^^UA?^!'^r ^qT1iri"^Ti C^ftS^ftT1ft'^rfl^^f>T>" bezeichnet. 50

Gemäß der Fig. 7 weist die vereinfachte Digitalsignal -Verarbeitungsschaltung einen Impuls folge-Analys at or 75 auf, der auf das Eingangssignal CP⁴ anspricht (wie oben beschrieben). Der Analysator 95 spricht auf Zeitsteuersignale FF und GATE an, um am Ausgang Steuersignale UP und TRIGGER zu erzeugen. Das Signal TRIGGER wird einem Eingang eines Sperrimpulsgenerators 96 angelegt, um ein Ausgangssignal IMIBIT zu er-

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zeugen. Sie Signale IHHIBIT und UP werden Steuereingängen des umkehrbaren Zählers■(z.B. des Zählers 77 in den Figuren 5 und 6) angelegt und dienen demselben Zweck wie diejenigen Signale, die "bei der Anordnung nach Fig. 5 wie beschrieben den Zähler auf Vorwärtszählung einstellen bzw.. sperren. Der Impulsgenerator 98 in der Anordnung nach Fig. 7 erzeugt ferner Signale BLK, C, GP und CLP, wie sie weiter oben bereits beschrieben wurden, und zusätzlich die Zeitsteuersignale GATE und FF. Das Signal FF entspricht im wesentlichen dem in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 5 beschriebenen Zeitsteuersignal SE und wird zur Steuerung des Betriebs einer Flipflop-Schaltung im Analysator 95 verwendet.

Die relative zeitliche Lage der Signale CP¹, FF und GATE ist durch die Wellenformen a, b und c in Fig. 8 gezeigt. Das Signal CP¹ ist ein Impuls, der entweder den Binärwert "1" (wie dargestellt) oder den Binärwert "0" hat und während des Kathodenimpulsintervalls auftritt. Die ansteigende positive Flanke des Signals FF erscheint während des Kathodenimpulsintervalls, um den vom Signal CP¹ gerade dargestellten Binärwert in Speichersclialtungen innerhalb des Analysators 95 einzugeben, wie es noch beschrieben wird. Der Impuls GATE, der nicht für alle nachstehend beschriebenen Ausführungsformen erforderlich ist, erscheint am Ende des Kathodenimpuls intervalls oder kurz danach.

Die Figuren 9₅ 10 und 11 zeigen drei ochaltungen, die zur Realisierung des Impulsfolge-Analysators 95 geeignet sind. Jede dieser Schaltungen erzeugt einen positiven Impuls TßIGG-EE nur dann, wenn das Signal CP' während eines zweier aufeinanderfolgender Kathodenimpuls int ervalle den Binärwert "1" hat. Somit zeigt das Erscheinen eines Impulses TEIGGEE die eine oder die andere von zwei Bedingungen an. Zum einen wird angezeigt, daß das Signal CP' den Binärwert "1" während des augenblicklichen Überwachungsintervalls

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hat (d.h. der Vert des Kathodenimpulses überschreitet den Schaltpegel des Vergleichers),aber den Binärwert "O" während des "vorangegangenen ÜberwachungsIntervalls hatte. Oder es wird angezeigt, daß das Signal OP¹ während des augenblicklichen Überwachungsintervalis den Binärwert "O" hat (d.h. der Wert des Kathodenimpulses ist niedriger als die Schaltschwelle des Vergleichers), aber während des vorangegangenen ÜberwachungsIntervalls den Binärwert "1". hatte. Diese beiden Bedingungen besagen, daß die Vorspannung der Bildröhre wahrscheinlich korrekt ist. Es werden keine Impulse TRIGGER erzeugt, wenn das Signal CP¹ in aufeinanderfolgenden Heßintervallen wiederholt den Binärwert "1" oder wiederholt den Binärwert "0" hat, was einem Zustand unrichtiger Kathodenvorspannung entspricht. In diesem Pail wird der umkehrbare Zähler in Betrieb gesetzt, und der Vorgang der VorSpannungskorrektur läuft wie weiter oben beschrieben ab, bis die korrekte Vorspannung erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Impuls TRIGGER erzeugt, zusammen mit dem Zähler-Sperrsignal IHHIBIT, und der Korrektur vor gang hört auf. Die vereinfachte Verarbeitungsschaltung entscheidet also über Richtigkeit oder Unrichtigkeit der Bildröhren-Vorspannung auf der Grundlage zweier Kathodenimpuls-Abfragen (OP'). Es können jedoch auch mehr als zwei Abfragen verwendet werden.

Jeder der in den Piguren 9 bis 11 dargestellten Impulsfolge-Analysatoren hat eingangsseitig ein D-Plipflop, das an seinem Eingang CK durch das Signal PP während des Kathodenimpulsintervalls taktgesteuert wird. Das Signal CP¹ wird dem D-Eingang angelegt. Der Q-Ausgang des Plipflops hat den Binärwert "1" oder "0" abhängig davon, ob zum Zeitpunkt der positiv gerichteten Planke des Signals PP das Signal OP¹ den Binärwert "1" bzw. den Binärwert "0" hat.

Die Schaltung nach Pig. 9 enthält ein durch zwei D-Plipflops 100 und 102 gebildetes 2-Bit-Schieberegister, ein

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^ exklusiv ODER-Glied 104 und ein ausgangs3eitiges UHD-Glied 1OG. Der Ausgang des Gliedes 104 hat nur dann den Binärwert "1", wenn die Zustände der Flipflops 100 und 102 nicht einander gleich sind. Dies ist nur dann der Fall, ^ wenn das Signal CP* nur während eines von zwei aufeinanderfolgenden Kathodenimpulsintervallen den Binärwert "1" hat. Der positive Ausgangsimpuls TEIGGEE wird erzeugt, wenn dieses Ausgangssignal des Gliedes 104 infolge eines positiven Impulses GATE über das UHD-Glied 106 weitergegeben wird. Die Breite des Ausgangs impulses TRIGGER entspricht der Breite des Signals GATE. Der Impuls GATE dient zur Durchgabe der Information vom Ausgang des Gliedes 104 zum Ausgang des Gliedes 106 nach dem Ende des Kathodenimpuls-UberwachungsIntervalls. Somit erscheint eine positiv gerichtete Signalflanke am Ausgang des UED-Gliedes 106, wenn der Ausgang des Gliedes 104 den Binärwert "1" hat und das Signal GATE erzeugt wird, wodurch der Sperrimpulsgenerator 96 getriggert wird. Das die Vorwärtszählung des Zählers einstellende Signal UP kann vom (^-Ausgang entweder des Flipflops 100 oder des Flipflops 102 abgeleitet werden. Das Signal UP ist eine "1", wenn das Signal CP¹ während zweier aufeinanderfolgender Kathodenimpulsintervalle den Binärwert "0" hat, was anzeigt, daß in dieser Zeit keine CP!-impulse erschienen sind. Infolge des Signals UP zählt der Zähler vorwärts, um einen Zustand zu niedrigen Kathodenstroms zu korrigieren. Umgekehrt hat das Signal UP den Binärwert "0", wenn das Signal CP¹ während zweier aufeinanderfolgender Kathodenimpuls intervalle den Binärwert "1" hat (vorhandene CP'-Impulse), wodurch der Zähler rückwärts zählt, um einen Zustand zu hohen Kathodenstroms zu korrigieren.

In der Schaltung nach Fig. 10 erscheint immer dann, wenn die komplementären Ausgänge Q und ü£ eines Flipflops 110 infolge einer Zustandsänderung des Eingangs signals CP' ihren Zustand ändern, eine positive Flanke am ^-Ausgang oder am Q-Ausgang. Diese Ausgänge sind jeweils mit einer gesonderten Differenzierschaltung 112a bzw. 112b und einer nachgeschal-

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teten Gleichrichterdiode 114a "bzw. 114-b gekoppelt, die dazu dient, regativ gerichtete Impulse zu unterdrücken, welche durch lie Differenzierung negativ gerichteter Flanken an den Ausgängen Q und φ entstehen. Somit werden nur positive Impulse von der Differenzierschaltung auf die Eingänge eines ODER-Gliedes 118 gegeben, welches bei jeder Zustandsänderung der Flipflop-Ausgänge Q und φ einen positiven Impuls TRIGGER an seinem Ausgang erzeugt. Das Zähler-Steuersignal UP wird vom (^-Ausgang des Flipflops abgeleitet. Die RC-Zeitkonstante jeder der Differenzierschaltungen 112a und 112b ist so gewählt, daß ein positiver Impuls genügend langer Dauer (z.B. in der Größenordnung von einer Mikros eirunde) erzeugt wird, um den Sperrimpuls-Generator 96 zu triggern.

Die Fig. 11 ζ"5igt eine andere Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 10. Wie im Falle der Fig. 10 enthält die Schaltung nach Fig. 11 am Eingang ein D-Flipflop 120 und am Ausgang ein ODER-Glied 128, um die Signale UP und IRIGGER su erzeugen. Zwi.ichen die Ausgänge Q und <£ des Flip flops 102 und die Eingänge des ODER-Gliedes 128 ist ein Netzwerk eingefügt, das zwei als nicht-invertierende Übertragungsglieder geschaltete und als Verzögerungselemente dienende UHD-Glieder 122 und 123 und zwei UHD-Glieder 124- und 125 enthält.

Diese Schaltung arbeitet genauso wie die Schaltung nach Fig. 10, sie erzeugt jedoch TRIGGER-Impulse kürzerer Dauer als die Schaltung nach Fig. 10.

Der Vorspannungs-Steuerspannungsgenerator sollte für eine gegebene Anzahl (z.B. 8 oder 16) von Vertikal- oder Teilbildintervallen abgeschaltet werden, wenn ein Impuls TEIGGER erzeugt wird, denn das Vorhandensein eines solchen Impulses kann, anzeigen, daß die Vorspannung der Bildröhre korrekt ist. Diese Abschaltung erfolgt durch den Impuls INHIBIT der Sm Ausgang des Sperrimpuls-Generators 96 als Antwort auf den Impuls TRIGGER geliefert wird. Die Dauer des Sperrimpulses -IMHIBIT ist langer als die Dauer des Impulses TRIGGER

und entspricht der Dauer der gegebenen Anzahl von Intervallen, während welcher der Steuerspannungsgenerator abgeschaltet sein soll.

Wenn die Vorspannung korrekt ist, ändert sich der Binärwert des Signals CP'unregelmäßig und ständig. Daher wird der Sperrimpuls-Generator ständig getriggert, so daß ein kontinuierliches Signal INHIBIT erzeugt wird, um den Steuerspannungsgenerator abzuschalten. Anderseits sei der EaIl betrachtet, daß die Kathodenvorspannung falsch ist und daß der Steuerspannungsgenerator im Betrieb ist, um diesen Zustand zu korrigieren. Wenn ein falscher, durch Rauschen verursachter TBIGGER-Impuls erzeugt wird, bevor die richtige Kathodenvorspannung erreicht ist, wird der Steuerspannungsgenerator für eine gegebene Anzahl von Vertikalintervallen abgeschaltet, nimmt jedoch sofort danach seinen richtigen Betrieb wieder auf.

Die Figuren 12 und 13 zeigen zwei Ausfdhrungsformen des Sperrimpuls-Generators 96. Gemäß der Pig. 12 besteht der Sperrimpuls-Generator aus einem monostabilen Multivibrator 1J0 und einem zugeordneten EC-Netzwerk 135 mit bestimmter Zeitkonstante. Beim vorliegenden Beispiel sind die zeitbestimmenden EC-Elemente des Netzwerks 135 so bemessen, daß der Sperrimpuls für den Zähler eino Breite entsprechend sechzehn Teilbildintervallen bekommt.

Die Anordnung nach Fig. 13 verwendet einen voreinstellbaren Zähler 140, der kein zeitbestimmendes SC-Netzwerk benötigt. Jeder eingangsseitige TEIGGER-Impuls stellt den Zähler 140 auf einen Zustand ein, der durch bestimmte Vorspannung der Einstelleingänge programmiert ist. Im vorliegenden Pail sind die Einstelleingänge auf Hassepotential vorgespannt, um den Zähler so zu programmieren, daß er sich auf den Zählwert 0 (d.h. 0000 an den Ausgängen Q^-Q^.) stellt, wenn ein Impuls (TEIGGER an den Voreinstalleingang gelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der Ausgang Q₂, den Binärwert "0", und das Signal INHIBIT vom Ausgang des Inverters 142

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ist eine "1", um den Zähler zu sperren. Der Zähler zählt dann mit der Tertikaifrequenz des Taktsignals G vorwärts Der Ausgang Q₄ bleibt auf "O" und der Ausgang des Inverters 142 auf Ί", bis der achte Zähler-Taktimpuls ankommt.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal INHIBIT des Inverters 142 zu "0", wodurch der Vorspannungs-Steuerspannungsgenerato;·' eingeschaltet wird.

Bei der Konstruktion des hier beschriebenen Systems sind zwei Parameter besonders zu beachten, nämlich die sogenannte "Fühlschwelle" beim Fühlen des Schwarzwerts des Kathodenstroms und der sogenannte "Steuersprung" beim Erzeugen der Steuerspannung zur Korrektur der Kathodenvorspannung.

Für die folgende Beschreibung sei mit dem Vort "Steuersprung" dasjenige Inderungsmaß der Kathodenspannung definiert, das bewirkt wird durch eine Änderung der Steuerspannung V-n um einen Schritt oder Sprung infolge einer Erhöhung oder Verminderung des Zählwerts des umkehrbaren Zählers um einen Schritt. Bei den hier beschriebenen Beispielen beträgt der Steuersprung 156 Millivolt. Bei Systemen, die in der Digitalsignal -Verarbeitungsschaltung einen umkehrbaren 6-Bit-Zähler verwenden, ist der Steixersprung gleich 625 Millivolt (d.h. der Kathodenspannungs-Steuerbereich von 40 Volt geteilt durch 64 Zählerzustände).

Als ."Fühlschwelle" sei der Mindestwert einer Kathodenspannungsänderung (d.h. einer Amplitudenänderung des hervorgerufenen Kathodenimpulses GP) definiert, auf den das System ansprechen kann. Die Bemessung der Fühlschwelle hängt ab vom Bereich des Eauschmaßes des Kathodenimpulses. Wenn die Amplitude des Kathodenimpulses in der Nähe und nahe genug bei der Umschaltschwelle des Vergleichers 65 (Fig. 4) liegt, was eine korrekte oder praktisch richtige Kathodenvorspannung bedeutet, dann fällt die Umschaltschwelle in den Bereich des Rauschens des Kathodenimpulses, und das Ausgangssignal CP¹ des Vergleichers ist eine unregelmäßige

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Folge komplementärer Binärsignale. Der Vorspannungs-'Korrekturvorgang wird angehalten, wenn diese Bedingung gefühlt wird. Die "Fühlschwelle" ist genauer gesagt definiert als diejenige Kathodenvorspannungsänderung, die im Kathodenimpuls eine Amplitudenänderung gleich der Breite des Rauschbereichs (d.h. gleich dem Rauschbetrag) hervorruft. Dies ist in Fig. 14- näher veranschaulicht.

Die Fig. 14 zeigt Wellenformen a, b und c von Kathodenimpulsen CP für drei verschiedene Zustände des Schwarzwerts des Kathodenstroms. Der mit der Wellenform b dargestellte Kathodenimpuls CP entspricht einem Zustand korrekter Kathodenvorspannung. In diesem Fall umgreift der "Hauschbereich" des Kathodenimpulses die Schaltschwelle des Vergleichers, so daß das Rauschen bewirkt, daß die Amplituden einzelner Kathοdenimpulse mal oberhalb und mal unterhalb dieser Schwelle liegen und dadurch eine unregelmäßige Folge von Binärwerten "1" und "O" am Ausgang des Vergleichers erzeugt wird. Die Kathodenimpulse CP der Wellenformea a und c entsprechen einem zu niedrigen bzw. einem zu hohen Kathodenstrom. Im Falle der Wellenform a liegt die Amplitude des Kathodenimpulses und der zugehörige Rauschbereiaa unterhalb der Schaltschwelle des Vergleichers, so daß der Vergleicher am Ausgang eine gleichmäßige Folge von Binärwerten "0" liefert und die Vorspannungskorrektur eingeschaltet wird. Der Korrekturvorgang wird auch im Falle der Wellenform c eingeschaltet, wo die Amplitude des Kathodenimpulses and der zugehörige Rauschbereich über der Sehaltschwelle des Vergleichers liegen und das Ausgangssignal des Vergleiohers aus einer gleichmäßigen Folge von Binärwerten "1" besteht.

Bei einem Fernsehempfänger kann sich in der Praxis die Kathodenspannung der Bildröhre aufgrund ^erschiedener Ursachen ändern, z.B. durch thermisch bedi:ugte Drift der Ruhespannung am Ausg'ang des Bildröhrentreibers. Dies wiederum hat zur Folge, daß sich der Schwarzweri; des Kathodenstroms und die Amplitude des hervorgerufenen ICathodenimpulses än-

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dert. Um dies;en Zustand zu korrigieren, muß der Rauschbereich der Amplitude des Kathodenimpulses vollständig über oder unter die Schaltschwelle des Vergleichers verschoben werden, damit die Vorspannungs-Korrekturschaltung ansprechen kann.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, das System so auszulegen, daß der "Steuersprung" in der Größenordnung von 500 oder 325 Millivolt liegt (z.B. um den Vorgang der Vorspannungskorrektur zu beschleunigen). Wenn jedoch der Steuersprung ausreichend groß im Vergleich zur Fühlschwel-Ie ist, kann das System in unerwünschter Weise zu "pendeln" beginnen, was zur Folge hat, daß sich die Kathodenspannung ständig um einen Steuersprung über und unter den gewünschten korrekten Wert ändert. Das nachfolgende Beispiel veranschaulicht diesen Zustand des "Pendeins".

Es sei angenonmen, daß der Steuersprung (d.h. die Höhe der [Teilschritte bei der ^athodenspannungsänderung) mehr als wenig größer als die Fühlschwelle ist (d.h. als diejenige Kathodenspannungsänderung, die eine Amplitudenänderung des Kathodenimpulßes gleich der Breite des Eauschbereichs bewirkt). Somit führt ein einzelner Steuersprung dazu, daß sich die Amplitude des Kathodenimpulses um ein Maß ändert, welches mehr als nur wenig größer als der Rauschbereich ist. Ferner sei angenommen, daß der Kathodenstrom und damit der hervorgerufene Kathodenimpuls soweit ansteigen (z.B. infolge thermischer Drift), daß der gesamte Rauschbereich des Kathodenimpulses etwas über der Schaltschwelle des Vergleichers liegt. Der Vorspannungs-Steuerspannungsgenerator bewirkt dann einen Steuersprung (Teilschrittänderung der Kathodenspannung) in einer Richtung, die dem Anstieg des Kathodenstroms entgegenwirkt. Da jedoch der Steuersprung mehr als nur wenig größer als die Fühlschwelle ist, vermindert er die Amplitude des Kathodenimpulses so weit, daß der gesamte Rauschbereich des Kathodenimpulses nunmehr unterhalb der Schaltschwelle des Vergleichers liegt.

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Analog wie gerade beschrieben bewirkt nun der nächste erzeugte Steuersprung eine erneute Erhöhung der Amplitude des Kathodenimpulses so weit, daß der gesamte Kaiaschbereich des Kathodenimpulses wiederum oberhalb der Schal tschwelle des Vergleichers liegt, und so setzt sich der "Pendel"-Vorgang fort.

Die beschriebene Erscheinung des "Pendeins" und die Maßnahmen zu ihrer Verhinderung seien nachstehend anhand der Impulsdiagramme nach den Figuren 15 >· 16 und 17 erläutert. Jede dieser Figuren zeigt sieben Gruppen von Impulsen. Zum Zwecke der Erläuterung sind in jeder Gruppe nominell vier Impulse dargestellt, welche Kathοdenimpulsen entsprechen, wie sie dem Eingang des klemmenden Verstärkers 50 nach Fig. 4 angelegt werden. Die Zeit zwischen den einzelnen Impulsen innerhalb einer gegebenen Gruppe entspricht einem Vertikal- oder Teilbildintervall. Jede Gruppe von vier Impulsen (Gruppe 1 bis Gruppe 7) ist typisch für eine bestimmte Kathodenvorspannung (von +150,624 Volt bis +149,688 Volt in Steuersprüngen von 156 Millivolt). Für eine gegebene Kathodenspannung kann erwartet werden, daß sich die Spitzenamplituden der zugehörigen Kathodenimpulse innerhalb eides Rauschbereichs HR ändern. Der Mittelwert der erwarteten Amplitudenänderungen innerhalb des Rauschbereichs ist als Pegel AVG eingetragen.

Im Falle der Fig. 15 ändern sich die Spitzenamplituden der Kathodenirapulse innerhalb eines ersten Bauschbereichs KR₁, wie er bei einer sehr rausch- oder störungsbehafteten Schaltungsumgebung existieren kann. Die Impulse innerhalb der Gruppe 1 entsprechen einem Zustand hoher Kathodenspannung, wobei das Ausgangssignal des VerBleichers eine gleichmäßige Folge von Binärwerten 0 (d.h. 0300) darstellt, da der Rauschbereich KR_x, der Impulse in dieser Gruppe unterhalb der Schaltschwelle des Vergleiche rs liegt. Umgekehrt entsprechen die Impulse innerhalb der 3-ruppe 7 einem Zustand niedriger Kathodenspannung, wobei das Ausgangssignal

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des Vergleichers eine gleichmäßige Folge von Binär wer ten 1 (d.h. 1111) darstellt, da der Rauschbereich HR. der Impulse in dieser Gruppe vollständig oberhalb der Vergleicherschwelle liegt. Venn einer dieser Zustände über eine vorgeschriebene Anzahl von tfoerwachungs int ervallen (z.B. über sechzehn Teilbildintervalle) andauert, wird der Steuerspannungsgenerator eingeschaltet und erhöht oder vermindert schrittweise cie Kathodenspannung in Steuersprüngen von jeweils 156 Millivolt, bis die korrekte Kathodenvorspannung erreicht ist. Beim vorliegenden Beispiel stabilisiert sich das System bed einer korrekten Vorspannung von +150,156 Volt oder +150,00 Volt (wobei z.B. ein Schwarzwert-Kathodenstrom in der Größenordnung von 2 Mikroampere erzeugt wird). Zu diesem Zeitpunkt haben die zugehörigen Impulse der Gruppen 4· und 5 Spitzenamplituden innerhalb des Rauschbereichs KR^, so daß das Aur gangs signal des Vergleichers eine Folge unterschiedlicher Binärwerte "1" und "0" liefert und daher . der Korrekturvorgang angehalten wird. Beim vorliegenden Beispiel sind die Größen des SteuerSprungs und des Rauschbereichs MR,, so, daß kein "Pendeln" erfolgt. Außerdem seien für diesen Fall die den Impulsgruppen 4 oder 5 zugeordneten Kathodenspannungen als annehmbar angesehen, obwohl nötigenfalls auch eine größere Genauigkeit durch Verwendung eines kleineren Steuersprungs erzielt werden kann.

Die Fig. 16 zeigt einen Fall, wo die Größe des Steuersprungs (156 Millivolt wie im Falle der Fig. 15) und eines Rauschbereichs ERo so sind, daß ein "Pendeln" erfolgt. In diesem Fall ist der Mittelwert AVG der Kathodenimpulsamplitude der gleiche wie im Falle der Fig. 15 für die gleiche Kathodenspannung, jedoch ist der Rauschbereich NR~ kleiner als der Rauschbereich NR,- nach Fig. 15·

Im Falle der Fig. 16 erfolgt das an den Impulsgruppen 4- und 5 erkennbare "Pendeln", weil in der Nähe des richtigen Werts der Kathodenvorspannung eine .Änderung der Kathodenspannung um einen Steuersprung dazu führt, daß der Rauschbereich

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entweder völlig über oder völlig unter die Schaltschwelle des Vergleichers gerät. Somit erzeugt der Vergleicher keine unregelmäßige Folge von Binärwerten "1" und "0", wie sie zur Abschaltung des Korrekturvorgangs und damit zur Verhinderung des "Pendeins" erforderlich ist. Stattdessen wechselt oder "pendelt" das Ausgangssignal des Vergleichers ständig zwischen einer gleichmäßigen Folge von Binärwerten "0" (Impulsgruppe 4) und einer gleichmäßigen Folge von Binärwerten "1" (Impulsgruppe 5)·

Das vorstehend beschriebene "Pendeln" kann toleriert werden, solange der Steuersprung zu klein ist, um eine sichtbare Änderung in der Farbbalance eines von der Bildröhre wiedergesehenen Bildes zu bewirken. Bei einem Steuersprung in der Größenordnung von 156 Millivolt ist dies gewöhnlich der Fall. Bei einer Steuersprung in der Größenordnung von 500 oder 625 Millivolt muß jedoch damit gerechnet werden, daß sich die Farbbalance in unerwünschter Weise sichtbar ändert.

Das beschriebene unerwünschte "Pendeln" kann durch Verwendung einer modifizierten Form des Gitter-Ansteuersignals GP eliminiert oder auf ein tolerierbares Mindestmaß reduziert werden, wie es nachstehend erläutert wird.

Eine Version des modifizierten Gitter-Ansteuersignals GPp ist mit der Wellenform d in Fig. 19 dargestellt. Das Signal GPp ist ein Signal aus positiven Impulsen, die mit Vertikaloder Teilbildfrequenz aufeinanderfolgen und zwei mögliche Pegel annehmen können. Benachbarte Impulse haben jeweils unterschiedliche Pegel 1 und 2. Jedes Paar benachbarter Impulse wiederholt sich mit der halben Teilbildfrequenz. Der Unterschied zwischen den Amplitudenpegeln Λ und 2 ist fest und wird abhängig davon eingestellt, wie groß in einem gegebenen System der Steuersprung relativ zur Größe des Rauschbereichs ist.

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Wie anhand der Piguren 15 "und 16 erkennbar, entstellt das "Pendeln" dann, wenn die Größe des Rauschbereichn klein im Vergleich :;ur Größe des St euer Sprungs ist (der eine proportionale Änderung in der Kathodenspannung und in der Amplitude des Kathodenimpulses bewirkt). Unter solchen Umständen kann das Pendeln dadurch verhindert werden, daß man den .Amplr;udenunterschied der Impulse im Signal GP₂ so ■bemißt, daß die Differenz zwischen den Amplitudenpegeln 1 und 2 zu eine:? effektiven Vergrößerung des Bauscht er ei chs führt. Dieses Ergebnis kann aus der Fig. 7 hergeleitet werden.

Die Pig, 17 zeigt Kathodenimpulse, bei denen den Spitzenamplituden der Kathodenimpulse ein "effektiver" Rauschbereich NR, zugeordnet ist. Es sei erwähnt, daß die Impulse nach Pig. 17 für ein System gelten, bei welchem der tatsächliche Hauschbereich, der existierendem statistischem Rauschen zuzuschreiben ist, genauso groß ist wie der relativ kleine Rauschbereich NR₂ nach Pig. 16. Der im Falle der Pig. 17 verwendete Steuersprung ist der gleiche wie im Palle der Figuren 15 und 16.

Im Palle der I?ig. 17 entspricht der Rauschbereich NR₇ einem simulierten Rauschbereich, der größer ist als der Rauschbereich ER₂ und, beim vorliegenden Beispiel, im wesentlichen gleich dem Rauschbereich HR,. ist. Der simulierte Rauschbereich wird durch Verwendung des Signals GP₂ mit seinen abwechselnd unterschiedlichen Pegeln 1 und 2 erzeugt, die ihrerseits eine Kathodenimpulsfolge hervorrufen, bei welcher benachbarte Kathodenimpulse abwechselnd unterschiedliche Araplitudenwerte haben. Der Unterschied zwischen den Amplituden des Gitter-Ansteuersignals GP₂ ist so gewählt, daß zwischen benachbarten Kathodenimpulsen ein Amplitudenunterschied besteht, der ausreicht, den tatsächlichen Rauschbereich effektiv zu erhöhen. Somit enthält der simulierte Rauschbereich NR^ eine auf das tatsächliche Rauschen zurückzuführende Komponente (im vorliegenden Pail

im wesentlichen gleich NRp) ^²¹^· ^e^-^Iie simulierte Komponente (die im vorliegenden Fall zweckmäßigerweise gleich der Differenz zwischen den Raus entere ichen HE^. und HR₀ ist, um den Eauschbereich IT, effektiv auf die Größe des Rauschbereichs MR,, zu bringen). Ein Ansprechverhalten des Systems, wie es in Fig. 17 veranschaulicht ist, entspricht daher effektiv einem Ansprechverhalten, wie es in S¹Ig. 15 dargestellt ist, und führt dazu, daß das "Pendeln" verhindert wird, wie es in Verbindung mit Fig. 15 "beschrieben wurde. Das heißt mit anderen Worten, der simulierte Rauschbereich HEU ist größer als die Änderung des Mittelwerts (AVG) der Kathodenimpulsamplitude innerhalb des Rauschbereichs, die sich aufgrund einer Änderung um einen Steuersprung ergibt.

Eine geeignete Schaltung zur Erzeugung des Signals GPg ist in Fig. 18 dargestellt und enthält ein als Frequenzteiler geschaltetes Flipflop 150, Transistoren 152 und 153 und Widerstände R_x, und Rp. Ein mit der Vertikal frequenz fy auftretendes Signal V wird durch das Flipflop 150 in seiner Frequenz geteilt, um ein Signal V mit halber Vertikalfrequenz (i/2fy) zu erzeugen, das auf die Basis des Transistors 152 gekoppelt wird (vgl.die Wellenformen a und b in Fig. 19). Die Basis des Transistors 153 empfängt ein Signal GT (Wellenform c in Fig. 19)» cLas einer invertierten Version des Signals GP enspricht, welches durch die Wollenform c in Fig. 2 dargestellt ist. Das Signal GP₂ (Wellenform d in Fig. 19) wird vom Kollektor des Transistors 153 über einen Schutzwiderstand 155 abgeleitet. Das Verhältnis des Amplitudenwerts 1 zum Amplitudenwert 2 wird durch die Werte der Widerstände R^, und Rp eingestellt.

Die Wellenformen e und f in Fig. 19 zeigen alternative Formen des modifizierten Gitter-Ansteuersignals, worin jeder Gitterimpuls selbst für sich zwischen den- Werten 1 und 2 springt. Die Amplituden dieser Signale ändern sich während jedes Kathodenstrom-Überwachungsintervälls mehr als einmal, so daß das System während jedes Überwashungsintervalls mehr

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Information zxr Vorspannungssteuerung ableiten kann. Systeme, die modifizierte Gitter-Ansteuersignale dieses Typs verwenden, können schneller regeln, und in derartigen Syste men wäre das eingangsseitige digitale Schieberegister so taktzusteuern, daß es Information während derjenigen Zei-

ten empfängt_? in denen.die^ Gitter imEJ?lspegel _1 und 2 vor-

- handen-sind, ■■-- -- -

Die Pig. 20 zeigt eine Schaltung, die geeignet ist, als Antwort auf e:.n eingangs zugeführtes vertikal fr equentes Signal V die Signale CLP, ELK, C, SE und FP sowie das mit zwei unters ch:edlichen Amplituden auftretende Gitter-Ansteuersignal OPo zu erzeugen.JWellenformen_der von dieser

Das für die Schaltung nach Fig. 9 erforderliche Signal GATE muß durch andere Mittel erzeugt werden, z.B. durch einen monostabilen Multivibrator, der durch die positive Planke (Vorderflanke) des Signals CLP getriggert wird.

-20—Ddi^^es<^i ebene--Verwendung, jei^

""mit "zwei"unterschlB'dltehen^^Pe^eln- i^t—im- Grunde-^in^-Maß«-. .^ nähme, um den hervorgerufenen Kathodenimpulsen einen gegebenen "Amplitudenoffset" aufzuerlegen. Die beschriebene "Pendelung" kann jedoch auch durch andere Maßnahmen verhindert werden. So kann z.B. für einen gegebenen Rauschbereich der Steuersprung verkleinert werden, so daß die Größe des Rauschbereichs relativ zum Steuersprung effektiv erhöht wird. Diese Alternative macht es notwendig, die Stellenzahl des Zählers im Vorspannungs-Steuerspannungsgenerator zu erhöhen, um kleinere Teilschritte bei der Inderung der Steuerspannung Vg zu bekommen. Dies führt dazu, daß die Zeit bis zur Erreichung der korrekten Vorspannung länger dauert. Eine andere Alternative besteht darin, die Schaltschwelle des Vergleichers 65 und die Verstärkung des Verstärkers 50 (Pig. 4·) zwischen zwei Werten umschaltbar zu machen. Die Anwendung eines Gitter-Ansteuersignals zweier unterschiedlicher Amplitudenwerte ist jedoch vorzuziehen

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für bestimmte Systeme, "bei denen das G-itt er -Ans teuer signal außerhalb der Kathodensignal-Verarbeitungsschaltung (die eine integrierte Schaltung sein kann) erzeugt wird, weil der "Amplitudenoffset" im Gitter-Ansteuersignal und dadurch der simulierte Rauschbereich in diesem Fall leicht eingestellt werden kann, um sich den Erfordernissen eines speziellen Systems anzupassen, je nach dem existierenden Pegel des statistischem Rauschens, den parasitären Signalen und der zur Ableitung des Kathodenimpulses angewandten Methode (welche den Rauschabstand beeinflussen kann).

Die in den Figuren 3, 4, 6, 9 bis 13 und 20 gezeigten integrierten Schaltungen des CA- und CD-Typs (z.B. die Typen CA 324 und CD 4029) sind von der Solid State Division der RCA Corporation, Somerville, New Jersey erhältlich.

Claims (1)

1. Patent ansprüche

   Anordnung zur automatischen Regelung des Austastwertes des Kathodenstroms einer Bildröhre, in einem System zur Verarbeitung eines bildcharakteristischen Videosignals, das periodisch wiederkehrende Bildwiedergabeintervalle und Bildaustastintervalle aufweist, während welcher die wiederzugebende Bildinformation fehlt, wobei die BiIdröhre ein Strahlerzeugungssystem mit Kathoden- und Gitterelektroden zur Intensitätssteuerung enthält und über eine Koppeleinrichtung das Videosignal empfängt und wobei die automatische Regelungsanordnung folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Anlegen einer Bezugsvorspannung an die Kathode während eines innerhalb des Austastintervalls liegenden ÜberwachungsIntervalls, in

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   welchem der Kathodenaustaststrom überwacht werden soll; eine während des Üb er wachungs Intervalls wirksame Einrichtung zum Ableiten eines Signals, das proportional dem Wert des während des AustastintervalIs geleiteten Kathodenstroms ist, und eine auf das abgeleitete Signal ansprechende signalverarbeitende Einrichtung, gekennzeichnet durch:

   eine Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung (7°* 76; 95) ·> die den Zustand des Pegels einer Folge von N abge*- leiteten Signalen fühlt, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist, und die ein erstes Signal entwickelt, wenn der gefühlte Zustand der Signalfolge dem Vorhandensein des gewünschten Wertes des Kathodenaustaststroms entspricht, und die ein zweites Signal entwickelt, wenn der gefühlte Zustand der Signalfolge einer Abweichung des Kathodenaustaststroms vom gewünschten Wert entspricht;

   einen Steuerspannungsgenerator (77₅ 78)? der auf das zweite Signal anspricht» um eine Steuerspannung (V^) an die Koppeleinrichtung (21) zu legen, welche die Vorspannung der Kathode der Bildröhre in solchem Sinne modifiziert, daß der Kathodenaustaststrom in Richtung auf den gewünschten Wert geregelt wird.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sxgnalverarbeitungseinrichtung folgendes aufweist:

   eine Einrichtung (65), die den Botrag des abgeleiteten Signals fühlt, um ein Ausgangstignal zu liefern, das einen ersten Logikzustand hat, ifenn das abgeleitete Signal einen Betrag hat, der einem über dem gewünschten Wert liegenden Kathodenstrom entspricht, und das einen gegenüber dem ersten Logikzustand komplementären Logikzustand hat, wenn der Betrag des abgeleiteten Signals einem unterhalb des gewünschten Wertes liegenden Kathodenstrom entspricht;

   eine Einrichtung zum Anlegen der Ausgangssignale (OP' ) der Fühleinrichtung (65) an die Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung (70» 76; 95)·

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   3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspannungsgenerator folgendes enthält:

   einen Digitalzähler (77)» <ler auf eingangsseitige Taktsignale anspricht und mehrere Ausgänge hat und der einen Einschalt-Steuereingang aufweist, um den Zähler abhängig von an diesen Eingang gelegten Signalen einzuschalten oder auszuschalten, und der einen Richtungs-Steuereingang aufweist, um abhängig von daran angelegten Signalen die Zählrichtung des Zählers zu bestimmen; einen Digital-Analog-Wandler (78), der auf die an den Zähler ausgängen erscheinenden Signale anspricht, um die Steuerspannung in schrittweiser Änderung entsprechend den logischen Zuständen der Zählerausgange gemäß der Taktsteuerung des Zählers zu liefern.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsignale für den Zähler (77) mit der Wiederholfrequenz der Überwachungsintervalle erscheinen.

   5· Anordnung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analog-Vandler (78) ein ohmsches Spannungsteilernetzwerk mit mehreren Eingängen und einem Ausgang enthält, wobei die Eingänge individuell mit den Ausgängen des Zählers gekoppelt sind und der Ausgang mit der Kopp el einrichtung (21) gekoppelt ist.

   6. Anordnung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsignal-Ver arbeitungs einrichtung folgendes enthält:

   ein serielles Schieberegister (70), welches so taktgesteuert ist, daß es während der Intervalle des Vorhandenseins des abgeleiteten Signals arbeitet, und welches einen Eingang zum Empfang der Ausgangssignale von der iiihleinrichtung und mehrere Ausgänge aufweist; ein logisches Steuernetzwerk (76), das auf den Logikzustand der Ausgänge des Schieberegisters anspricht und einen mit dem Einschalt-Steuereingang des Zählers ver-

   bundenen ersten Steuerausgang sowie einen mit dem Richtungs-Steuereingang des Zahlers verbundenen zweiten Steuerausgang aufweist.

   7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ausgeschaltet wird, wenn der erste Steuerausgang des logischen Steuernetzwerks einen "bestimmten Logikzustand hat, wenn die Bedingung erfüllt ist, daß eine gegebene Anzahl der Schieberegisterausgänge einen bestimmten Logikzustand und eine gegebene Anzahl der Schieberegisterausgänge einen dazu komplementären Logikzustand hat, und daß der Zähler ausgeschaltet wird, wenn der erste Steuerausgang des logischen Steuernetzwerke einen komplementären Logikzustand hat, wenn die genannte Bedingung nicht erfüllt ist.

   8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (77) eingeschaltet wird, wenn die Schieberegisterausgänge alle den gleichen Logikzustand haben.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerausgang des logischen Steuernetzwerks (76) in einem bestimmten Logikzustand den Zähler (77) veranlaßt, in einer bestimmten Richtung zu zählen, bei welcher die St euer spannung die Kathodenvorspannung der Bildröhre in einer bestimmten Richtung zum gewünschten Wert hin ändert, und daß der zweite Steuerausgang des logischen Steuernetzwerks in einem komplementären Logikzustand den Zähler veranlaßt, in der anderen Richtung zu zählen, bei welcher die St euer spannung die Kathodenvorspannung der Bildröhre in der anderen Richtung zum gewünschten Wert hin ändert.

   10.Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung folgendes enthält: einen auf ein Referenzsignal und auf den Betrag des abgeleiteten Signals ansprechenden Signalvergleicher

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   (75)» äer ein Ausgangssignal mit einem ersten oder einem zweiten Logikzustand erzeugt, warn der Betrag des abgeloiteten Signals einem über dem gewünschten Wert liegenden Kathodenstrom "bzw. einem unter dem gewünschten Wert liegenden Kathodenstrom entspricht;

   einen ersten Digitalzähler (70), der auf das Ausgangssignal des Vergleichers anspricht und mehrere Ausgänge aufweist und so taktgesteuert wird, daß er während der Intervalle des Vorhandenseins des abgeleiteten Signals arbeitet;

   ein logischen Steuernetzwerk (76), das auf den Logikzustand dar Ausgänge des ersten Zählers anspricht, um ein erstes und zweites logisches Ausgangssignal zu liefern;

   einen zweiten Digitalzähler (77) ₅ der einen auf das erste logische Ausgangssignal des logischen Steuernetzwerks ansprechenden Einschalt-Steuereingang und einen auf das zweite logische Ausgangssignal des logischen Steuernetzwerks ansprechenden Richtungs-Steuereingang hat und mehrere Ausgänge aufweist;

   einen Digital-Analog-Wandler (70), der auf die Ausgänge des zweiten Zählers anspricht, um die Steuerspannung in schrittweiser Änderung je nach dem Logikzustand der Ausgänge des zweiten Zählers zu liefern, wobei der zweite Zähler durch das erste Ausgangssignal des logischen Steuernetzwerks eingeschaltet wird, wenn die Ausgänge des ersten Zählers einen ersten vorbestimmten Logikzustand haben, und wobei der zweite Zähler durch das zweite Ausgangssignal des logischen Steuernetzwerke zur Vorwärtszählung veranlaßt wird, wenn die Ausgänge des ersten Zählers einen zweiten vorbestimmten Logikzustand haben, und wobei der zweite Zähler durch das zweite Ausgangssignal des logischen Steuernetzw3rks zur Rückwärtszählung veranlaßt wird, wenn die Ausgänge des ersten Zählers einen dritten vorbestimmten Logikzustand haben.

   11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ausgänge des ersten Zählers (70) gleich der ganzen Zahl W ist und daß N gx-ößer ala 5 ist.

   12. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (90), welche bei anfänglicher Einschaltung des Systems den zweiten Zähler (77) auf einen vorbestimmten Punkt seines Zählbereichs voreinsteilt.

   15. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zähler (77) auf die Mitte seines Zählbereichs voreingestellt wird, so daß die Steuerspannung am Anfang auf einen mittleren Wert eingestellt wird.

   14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Signalverarbeitungseinrichtung eine kühleinrichtung enthält, die auf den Betrag des abgeleiteten Signals anspricht, um ein Ausgangesignal mit einem ersten oder einem zweiten Logikzustand zu erzeugen, abhängig davon, ob der gefühlte Betrag des abgeleiteten Signals einem über dem gewünschten Wert oder unter dem gewünschten Wert liegenden Kathodenstrom entspricht;

   daß die Digitalsignal-Verarbeitiingseinrichtung (95) auf das Aus gangs signal der Fühleiririchtung anspricht, um das für das Vorhandens ein des richtigen Stromwertes charakteristische erste Signal zu liefern, wenn das Aus gangs signal der Fühleinrichtunf; während Ή aufeinanderfolgender Intervalle der Folge abgeleiteter Signale komplementäre Logikzustände annimut, und um das für eine Abweichung vom gewünschten S";romwert charakteristische zweite Signal zu erzeugen, w^nn das Ausgangssignal der Fühl einrichtung während H" aufeinanderfolgender Intervalle der Folge abgeleiteter Signale den gleichen Binärzustand hat.

   15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die N aufeinanderfolgenden Intervalle zwei aufeinan-

   derfolgende Intervalle sind.

   16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der S t euersp annungs gener ator folgendes enthält:

   einen Dr.gitalzähler (77), der auf Taktsignale anspricht υιιά mehrere Ausgänge hat und der einen Einschalt-Stouereingang aufweist, um den Zähler abhängig •von an di< sen Eingang gelegten Signalen einzuschalten oder auszuschalten, und der einen Richtungs-Steuer eingang aufweist, um die Zählrichtung des Zählers abhängig von an diesen Eingang gelegten Signalen zu bestimmen; einen Digital-Analog-Wandler (78), der auf die Zählerausgän^e anspricht, um die St euer spannung in schrittweiser Änderung ö^e nach dem Logikzustand der Zählerausgänge und gemäß der Taktsteuerung des Zählers zu liefern.

   17· Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal von der Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung dem Einschalt-Steuereingang des Zählers angelegt werden, um den Zähler mit dem ersten Signal einzuschalten und mit dem zweiten Signal auszuschalten, und daß die Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung ferner eine Einrichtung (96) enthält, wel- ehe den Zähler für eine längere Zeitspanne als die ET Intervalle sperrt, wenn das Aus gangs signal der Fühleinrichtung während N aufeinanderfolgender Intervalle der Folge abgeleiteter Signale komplementäre Logikzustände annimmt.

   18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsignal-Verarbeitungseinrichtung ein Richtungs-Steuersignal an den Richtungs-Steuer eingang des Zählers liefert und daß dieses Richtungs-Steuersignal einen bestimmten Logikzustand zur Einstellung des Zählers auf Vorwärtszählung hat, wenn das zweite Signal während dor IT aufeinanderfolgenden Intervalle durch-

   gehend einen bestimmten Logikzustand aufweist,und daß daß Richtungs-Steuersignal den Zähler auf Rückwärtszählung einstellt, wenn das zweite Signal während der N aufeinanderfolgenden Intervalle durchgehend einen komplementären Logikzustand aufweist.

   19· Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (150, 152, 153)» welche den abgeleiteten Signalen eine vorgeschriebene Amplitudenversetzung mitteilt, derart daß benachbarte abgeleitete Signale innerhalb der Folge von N abgeleiteten Signalen eine diese Versetzung enthaltende Amplitudendifferenz voneinanderhaben.

   20. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ableitung des proportionalen Signals mit einem Hilfssignal arbeitet, welches der Gitterelektrode während des ÜberwachungsIntervalls im Sinne einer Vorspannung dieser Elektrode in Durchlaßrichtung angelegt wird und welches aus wiederholten Impulsen besteht, die eine vorbestimmte Amplitudenversetzung haben, derart daß benachbarte Impulse einer IOl[;e von 35Γ Impulsen eine dieser Versetzung entsprechende Amplitudendifferenz zueinander haben, und daß benachbarte abgeleitete Signale innerhalb der Folge von Ή abgeleiteten Signalen einen gegenseitigen Amplitudenunterschiod haben, der eine Versetzung enthält, die proportional der vorgeschriebenen Versetzung ist.