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Die Erfindung betrifft Farbfernsehempfänger im allgemeinen und insbesondere
Farbfernsehempfänger mit einer Schaltung zur Wahl verschiedener Einstellungen der
Farbtemperatur.
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In den letzten Jahren ist es für hochwertige Fernsehempfänger üblich geworden, in
einem Menü eine Möglichkeit vorzusehen, bei der ein Benutzer eine von mehreren
Farbtemperatur-Einstellungen wählen kann. Ein derartiger Fernsehempfänger ist der
Farbfernsehempfängertyp RCA CTC-170, hergestellt von Thomson Consumer
Electronics, Inc., Indianapolis, Indiana. Der Ausdruck "Farbtemperatur" bezeichnet das
Maß der "Weißheit" von weiß-gefärbten Bereichen eines auf dem Wiedergabeschirm
eines Fernsehempfängers dargestellten Bildes relativ zu einem bestimmten Standard.
Es wurden für Meßzwecke drei Standard-Lichtquellen gewählt. Sie sind bekannt als
Illuminant (Lichtquelle) A, Illuminant B und Illuminant C. Illuminant A ist eine
weißglühende Lampe mit einem Wolfram-Heizfaden, die bei 2500 Grad Kelvin arbeitet.
Eine weiße Bildfläche, die an den besonderen Farbton des durch diese Standard-
Lichtquelle erzeugten weißen Lichtes angepaßt ist, hat angeblich eine Farbtemperatur
von 2500 Grad. Illuminant B wurde zur Annäherung an direktes Sonnenlicht gewählt
und wird durch Filterung des Lichtes von der Wolframlampe gebildet, um eine Farbe
mit etwa 4800 Grad Kelvin zu bilden. Illuminant C filtert das Wolframlicht und bildet
eine Farbe von 6500 Grad Kelvin und hat offenbar eine bessere Annäherung an das
Sonnenlicht als das Illuminant B. Illuminant C ist die Lichtquelle, die durch das NTSC-
System als Weißreferenz für Farbfernsehzwecke gewählt wurde. Wenn der Blauanteil
des weißen Lichtes erhöht wird, steigt die Farbtemperatur an, und die weißen Bereiche
erscheinen dem menschlichen Auge etwas "weißer". Wenn der Rotanteil des weißen
Lichtes erhöht wird, wird die Farbtemperatur verringert, und die weißen Bereiche
erscheinen dem menschlichen Auge etwas "weicher". Seltsamerweise ist der Eindruck
der Betrachter derart, daß dann, wenn die Farbtemperatur durch Hinzufügen von etwas
mehr blau erhöht wird, die weißen Bereiche "kühler" erscheinen. Auf ähnliche Weise ist
es
der Eindruck der Betrachter, daß dann, wenn die Farbtemperatur durch Hinzufügen
von etwas mehr rot verringert wird, die weißen Bereiche "wärmer" erscheinen.
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Das NTSC-Farbfernsehsystem basiert auf der obengenannten besonderen
Farbtemperatur und einem speziellen Satz von weitgehend überholten
Bildrohrphosphoren. Zum Beispiel wurde eine frühere Farbmatrix, die durch die
ehemalige Firma RCA Corporation hergestellt wurde, für Weißanteile bei 6500 Grad
bemessen und bewirkt ein Verhältnis B-Y/R-Y von 1, 2. Wenn eine andere
Farbtemperatur oder andere Phosphore verwendet werden, werden Farbfehler
auftreten. Die Farbmatrix kann so ausgebildet sein, daß diese Fehler in den am
wenigsten auffallenden Stellen liegen. In den letzten Jahren ging der Trend dahin, die
Farbtemperatur zu erhöhen, um "weißere" weiße Bereiche darzustellen. Zum Beispiel
dient ein bekanntes System zur Darstellung von Weißanteilen bi 9300 Grad Kelvin und
hat ein festes Verhältnis B-Y/R-Y von 1,1. Um dies zu bewirken, wird die
Farbtemperatur im allgemeinen durch Änderung der Verstärkung des roten oder blauen
Bildrohrtreibers (das heißt Treiberschaltung für die Bildröhre) geändert. Das ändert das
Verhältnis zwischen rot, grün und blau und daher die Farbtemperatur von weiß.
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Leider ist es so, daß in einem Fernsehempfänger, in dem die Farbtemperatur vom
Benutzer wählbar ist, dann, wenn die Verstärkung des blauen Treibers zur Erhöhung
der Farbtemperatur erhöht wird, die Größe des Farbdifferenzsignals B-Y ebenfalls
erhöht wird, was das Verhältnis B-Y/R-Y nachteilig ändert und dadurch bewirkt, daß
Farben in der Nähe von rot einen zu großen Blauanteil aufweisen und wie magenta
oder violett erscheinen. Auf ähnliche Weise wird, wenn die Verstärkung des roten
Treibers zur Erhöhung der Farbtemperatur verringert wird, die Größe des
Farbdifferenzsignals R-Y auch verringert, was ebenfalls das Verhältnis B-Y/R-Y
nachtteilig ändert und bewirkt, daß Farben in der Nähe von rot einen zu großen
Blauanteil aufweisen und in magenta oder violett erscheinen.
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Die vorliegende Erfindung besteht, zum Teil, in der Erkenntnis des beschriebenen
Problems, und, zum Teil, in der Schaffung eines Fernsehempfängers mit einem
Merkmal, das es dem Benutzer ermöglicht, eine Farbtemperatur zu wählen, bei der
Weißbereiche auf einem Bildschirm erzeugt werden, und darin, eine Schaltung zum
Ändern der Verstärkung der roten und blauen Bildrohrtreiberstufen vorzusehen und
gleichzeitig automatisch die Verstärkung der Verstärker für das R-Y und B-Y-
Farbdifferenzsignal zu ändern und dadurch Fehler zu korrigieren, die anderenfalls
durch die nachteilige Änderung des Verhältnisses B-Y/R-Y eingeführt würden.
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Die Erfindung wird besser verständlich anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
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Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines Teiles eines Fernsehempfängers, wie er durch
den Stand der Technik bekannt ist, mit einer Farbverarbeitungsschaltung und
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Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines Fernsehempfängers mit einer
Farbverarbeitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 enthält ein Fernsehempfänger eine integrierte
Schaltung 100 für die Farbverarbeitung (wie zum Beispiel ein RGB-IC TA 7730) mit
einer Farbdifferenz-Matrixeinheit, die Farbdifferenzsignale R-Y, G-Y und B-Y und ein
Luminanzsignal Y empfängt und daraus Farbsignale R, G und B zum Anlegen an die
Kathoden einer (nicht dargestellten) Farbfernsehbildröhre über entsprechende
Bildrohrtreiber erzeugt, die allgemein mit R110, G110 beziehungsweise B110
bezeichnet sind.
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Die Verstärkung jedes Bildrohrtreiberverstärkers R1 10, G1 10, B110 ist etwa gleich
RC/RE. Es sei bemerkt, daß der Emitterwiderstand RE des Verstärkers R110 zwei in
Reihe geschaltete Widerstände enthält, nämlich VR113 (das ist das Potentiometer für
den Rot-Treiber) und R114, der parallel zu einem Schalter SW 1R liegt. Eine ähnliche
Anordnung in dem Verstärker 110 enthält einen Schalter SW 1B. Ein Schließen des
Schalters SW 1B überbrückt den zugehörigen Widerstand, verringert dadurch den
Emitterwiderstand RE und erhöht die Farbtemperatur durch Erhöhung der Verstärkung
des blauen Bildrohrtreiberverstärkers B110. Umgekehrt überbrückt ein Schließen des
Schalters SW 1R den zugehörigen Widerstand, wodurch der Emitterwiderstand RE
verringert und die Farbtemperartur durch Erhöhung der Verstärkung des roten
Bildrohrtreiberverstärkers R110 verringert wird. Die Schalter SW 1R und SW 1B
arbeiten in einer einander ausschließenden, wechselseitigen Weise. Eine Schaltung
ähnlich zu der von Fig. 1 ist von dem obengenannten Farbfernsehchassis RCA CTC-
170 bekannt. In diesem Chassis sind die Schalter SW 1R und SW 1B elektronische
Schalter, die entsprechend einer durch einen Benutzer vorgenommenen Menüauswahl
gesteuert werden. Wie oben erwähnt, erfolgt die "warme" Einstellung praktisch bei
einer niedrigeren Farbtemperatur und ist an die alte 6500 Grad-Temperatur
angenähert. Die "normale" Einstellung liegt bei etwa 9300 Grad Kelvin, und die "kühle"
Einstellung liegt praktisch bei der höchsten Farbtemperatur von etwa 11.000 Grad
Kelvin. Es sei bemerkt, daß die Kolorimetrie des Systems gemäß Fig. 1 nur für die
normale Einstellung optimiert ist und Farbfehler bei der warmen und kühlen Einstellung
aufgrund von Änderungen in dem Verhältnis B-Y/R-Y entstehen, die durch Änderung
der Verstärkung der Bildrohrtreiberverstärker bedingt sind.
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In Fig. 2 enthält ein Fernsehempfänger gemäß der vorliegenden Erfindung eine
integrierte Schaltun 200 zur Farbverarbeitung mit einer Farbdifferenz-Matrixeinheit, die
Farbdifferenzsignale R-Y, G-Y und B-Y und ein Luminanzsignal Y empfängt und daraus
Farbsignale R, G und B zum Anlegen an die Kathoden einer (nicht dargestellten)
Farbfernsehbildröhre über jeweilige Bildrohrtreiberverstärker erzeugt, die allgemein mit
R210, G210 beziehungsweise B210 bezeichnet sind.
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Die Verstärkung jedes Bildrohrtreiberverstäkers R210, G210 und B210 ist etwa gleich
R211/RE. Es sei bemerkt, daß der Emitterwiderstand RE der Verstärker R210 und B210
zwei in Reihe geschaltete Widerstände VR213 (das ist das Potentiometer des roten
Treibers) und R214 enthält, der parallel zu einem Schalter SW 1R liegt. Eine ähnliche
Anordnung in
dem Verstärker B210 enthält das Potentiometer für den blauen Treiber
und einen Schalter SW 1B. Ein Schließen des Schalters SW 1B überbrückt den
zugehörigen Widerstand, verringert dadurch den Emitterwiderstand RE und erhöht die
Farbtemperatur durch Erhöhung der Verstärkung des blauen Bildrohrtreiberverstärkers
B210. Umgekehrt überbrückt ein Schließen des Schalters SW 1R den zugehörigen
Widerstand, verringert dadurch den Emitterwiderstand RE und verringert die
Farbtemperatur durch Erhöhung der Verstärkung des roten Bildrohrtreiberverstärkers
R210. Genau wie in Fig. 1 arbeiten die Schalter SW 1R und SW 1B in einer einander
gegenseitig ausschließenden Weise, also immer abwechselnd entgegengesetzt. Die
Schalter SW 1R und SW 1B sind in vereinfachter Form dargestellt und werden als
elektronische Schalter ausgebildet, die in Abhängigkeit von einer durch einen Benutzer
vorgenommen Menüauswahl gesteuert werden. Wie oben erwähnt, erfolgt die "warme"
Einstellung tatsächlich bei einer niedrigeren Farbtemperatur und ist der alten 6.500
Grad-Temperatur angenähert. Die "normale" Einstellung liegt ungefähr bei 9.300 Grad
Kelvin, und die "kühle" Einstellung liegt tatsächlich bei der höchsten Farbtemperatur
von ungefähr 11.000 Grad Kelvin. Fig. 2 zeigt außerdem Farbdifferenzverstärker R220,
G220 und B220. Zur Kompensation von Farbfehlern, die anderenfalls durch Änderung
der Verstärkung der Bildrohrtreiberstufen eingeführt werden, ändert die vorliegende
Erfindung jeweils die Verstärkung eines jeweiligen Farbdifferenzverstäkers R220 und
B220.
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Die Verstärkung jedes der Farbdifferenzverstärker R220, G220 und B220 ist etwa
gleich (RF+RIN)/RIN. Es sei bemerkt, daß der Widerstand RIN, der Verstärker R220 und
B220 zwei in Reihe geschaltete Widerstände enthält, von denen einer parallel mit
einem Schalter SW 2R beziehungsweise SW 2B liegt. Im normalen Betrieb sind die
Schalter SW 2R und SW 2B geschlossen und die Schalter SW 1R und SW 1B
geöffnet. Der Schalter SW 2R wird invers zu seinem Pendantschalter SW 1R und der
Schalter SW 2B invers zu seinem Pendantschalter SW 1B betätigt. Durch das Öffnen
des Schalters SW 2R wird der zugehörige Widerstand in Reihe zu dem anderen
Emitterwiderstand geschaltet und somit der Emitterwiderstand RE erhöht und dadurch
das richtige Verhältnis von B-Y zu R-Y für die gewählte Farbtemperatur durch
Verringerung der Verstärkung des R-Y-Farbdifferenzverstärkers 220 erreicht.
Umgekehrt wird durch das Öffnen des Schalters SW 2B der zugehörige Widerstand in
Reihe mit dem anderen Widerstand gelegt und der Emitterwiderstand RE erhöht und
das richtige Verhältnis B-Y zu R-Y für die gewählte Farbtemperatur durch Verringerung
der Verstärkung des B-Y-Farbdifferenzverstärkers 220 erreicht. Für eine
Farbtemperatur von 6.500 Grad Kelvin (das ist "warm") hat sich ein günstiges
Verhältnis B-Y/R-Y von 1, 2 erwiesen. Für eine Farbtemperatur von 9.300 Grad Kelvin
(das ist "normal") hat sich für das Verhältnis B-Y/R-Y ein günstiger Wert von 1,1
herausgestellt. Für eine Farbtemperatur von 11.000 Grad Kelvin (das ist "kühl") hat
sich ein geeignetes Verhältnis B-Y/R-Y im Bereich von 1,0 bis 1,05 herausgestellt. Die
vorliegende Erfindung wirkt dahingehend, die Kolorimetrie für alle Einstellungen der
Farbtemperatur durch automatisches Bilden des günstigen B-Y/R-Y-Verhältnisses für
jede ausgewählte Farbtemperatur zu erzielen. Geeignete Werte für die Bauteile des R-
Y-Fardifferenzverstärkers 220 von Fig. 2 sind:
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C1 = 0,1 Mikrofarad R221 = 10 kOhm
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RF = 2.200 Ohm R222 = 2.200 Ohm
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R223 = 470 Ohm
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C2 = 1,0 Mikrofarad
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Werte für die Bauteile des G-Y-Farbdifferenzverstärkers G220 sind identisch zu den
entsprechenden Bauteilen des R-Y-Fardifferenzverstärkers 220.
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Werte für die Bauteile des B-Y-Farbdifferenzverstärkers B220 sind identisch zu den
entsprechenden Bauteilen des R-Y-Farbdifferenzverstärkers R220.
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Geeignete Werte für die Bauteile des roten Bildrohrtreiberverstärkers R210 von Fig. 2
sind:
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R211 = 4.700 Ohm
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R2122 = 100 Ohm
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VR213 = 150 Ohm
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R214 = 18 Ohm
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Werte für die Bauteile des grünen Bildrohrtreiberverstärkers G210 sind identisch zu
den entsprechenden Bauteilen des roten Bildrohrtreiberverstärkers R210.
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Werte für die Bauteile des blauen Bildrohrtreiberverstärkers B210 sind identisch zu den
entsprechenden Bauteilen des roten Bildrohrtreiberverstärkters R210.