DE947082C - Farbfernsehempfaenger - Google Patents
FarbfernsehempfaengerInfo
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- DE947082C DE947082C DEH20851A DEH0020851A DE947082C DE 947082 C DE947082 C DE 947082C DE H20851 A DEH20851 A DE H20851A DE H0020851 A DEH0020851 A DE H0020851A DE 947082 C DE947082 C DE 947082C
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- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/16—Picture reproducers using cathode ray tubes
- H04N9/18—Picture reproducers using cathode ray tubes using separate electron beams for the primary colour signals
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Description
AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1956
H 2085J Villa/21 a1
ist als Erfinder genannt worden
Farbf erns ehempf anger
Bei einer bekannten Einrichtung zur Übertragung farbiger Fernsehbilder enthält das Fernsehzeichen
neben den Synchronisierzeichen zwei Komponenten, von welchen die eine, die Helligkeitskomponente, die Helligkeit der Bildpunkte darstellt
und für sich genommen auf dem Bildschirm des Empfängers ein schwarzweißes Bild ergibt, während
die andere, die Farbenkomponente, aus den den Farbenkomponenten der Bildfarben entsprechenden
Grundfarbenspannungen zusammengesetzt ist und zum Färben der im Empfänger wiedergegebenen
Bildpunkte dient. Im Empfänger werden diese beiden Komponenten voneinander getrennt
und über verschiedene Kanäle der Bildwiedergaberöhre zugeführt, wobei der Kanal für die Zuführung
der Helligkeitskomponente ebenso ausgebildet ist wie der Zeichenkanal eines nur zur Wiedergabe
von schwarzweißen Bildern geeigneten Empfängers, während der zur Zuführung der Farbenkomponente dienende Zeichenkanal Mittel ao
zur Zerlegung dieser Komponente in ihre zur Steuerung der Bildwiedergaberöhre geeigneten
Bestandteile enthält. Die Steuerung der Bildwiedergaberöhre erfolgt dann gemeinsam durch die ihr
über die beiden genannten Kanäle zugeführten Spannungen.
Eine gebräuchliche Art der Bildwiedergaberöhre ist eine Kathodenstrahlröhre mit drei Elektroden-
systemen zur Erzeugung von drei Kathodenstrahlen, die alle drei von der Helligkeitskomponente
des Fernsehzeichens gesteuert werden, während überdies jeder von ihnen durch je eine der den
Grundfarben Grün, Rot und Blau entsprechenden, die Bestandteile der Farbenkomponente bildenden
Grundfarbenspannungen gesteuert wird. Auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre sind unter
Einwirkung des Kathodenstrahles in den genannten drei Grundfarben aufleuchtende Gruppen von
Phosphorpunkten oder Phosphorstreifen vorgesehen, und jede dieser Gruppen wird von einem
der Kathodenstrahlen bestrichen. Wenn der Farbfernsehempfänger seinem eigentlichen Zweck dient,
d. h. zur Wiedergabe farbiger Bilder verwendet wird, dann erhalten die Steuerorgane der drei
Kathodenstrahlen über den Zeichenkanal für die Farbenkomponente des Fernsehzeichens verschiedene
S teuer spannungen, und infolgedessen erao geben sich am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
aus verschiedenen Anteilen der Grundfarben zusammengesetzte verschiedene Farben für die einzelnen
Bildpunkte. Der Empfänger ist jedoch auch zur Wiedergabe schwarzweißer Bilder geeignet,
und in diesem Fall muß die gegenseitige Stärke der drei Kathodenstrahlen so geregelt werden, daß
die zusammengesetzte Helligkeit der durch die drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm erzeugten
drei verschiedenfarbigen Teilbilder ihrerhalb des ganzen Helligkeitsbereiches des wiedergegebenen
Schwarzweißbildes die richtigen Helligkeitswerte ergeben. Dieselbe Forderung gilt übrigens
auch für die richtige Wiedergabe farbiger' Bilder, und die zu ihrer Erfüllung erforderliche
Einstellung der Vorspannungen an den Elektroden der drei Elektrodensysteme der Kathodenstrahlröhre
ist bei den bekannten Empfängern mit ziemlich großen Schwierigkeiten verbunden.
Zwecks Durchführung dieser Einstellung für die Wiedergabe schwarzweißer Bilder werden zunächst
die Vorspannungen an den Steuerelektroden (am ersten Gitter) der drei Elektrodensysteme im
Verhältnis zueinander so eingestellt, daß bei Zuführung einer einem dunklen Grau entsprechenden
Zeichenspannung zu ihnen die drei Kathodenstrahlen zusammen dieses dunkle Grau auf dem
Bildschirm der Kathodenstrahlröhre hervorrufen. Dadurch wird der sogenannte Schwarzwert an den
drei Elektrodensystemen eingestellt, d.h. die richtige Vorspannung für die Wiedergabe der dunklen
Töne des Bildes. Überdies ist es auch erforderlich, die für die richtige Wiedergabe der hellen BiIdtÖne
erforderliche gegenseitige Stärke der drei Kathodenstrahlen einzustellen. Bei einem Empfänger,
bei dem das gegenseitige Verhältnis der Grundfarbenspannungen und der Helligkeitskomponente
des Fernsehzeichens im wesentlichen konstant gehalten wird, erfolgt die Wiedergabe heller
Bildteile durch die gleichzeitige Zuführung von weißer Farbe entsprechenden Zeichenspannungen
zu den drei Elektrodensystemen und durch das Anlegen von in solchem gegenseitigen Verhältnis zueinander
stehenden Vorspannungen an andere Elektroden ' dieser Elektrodensysteme, insbesondere an
die Schirmgitter, daß die durch die drei Kathodenstrahlen am Bildschirm hervorgerufenen drei farbigen
Bildpunkte zusammengenommen die gewünschte weiße Farbe ergeben. Es ist jedoch offenbar,
daß diese Einstellung der Vorspannung am Schirmgitter die vorher durchgeführte Einstellung
des Schwarzwertes am ersten Gitter störend beeinflußt, da ja auf den Kathodenstrahl beide Gitter
einwirken. Infolgedessen ist also jetzt eine Nachstellung der Vorspannung an den ersten Gittern
erforderlich, und diese kann wiederum eine Nachstellung der Vorspannungen an den Schirmgittern
erforderlich machen. Man muß daher in der Regel eine ziemlich große Anzahl von Einstellungen und
Nachstellungen durchführen, bis man den richtigen gegenseitigen Wert der Vorspannungen an den beiden
Gittern erreicht.
Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung bei Farbfernsehempfängern mit einer Bildwiedergabevorrichtung, die eine Mehrzahl von durch die Fernsehzeichenspannung
gesteuerten Elektrodensystemen mit aus drei Elektroden gebildeten zwei '
Elektrodenpaaren enthält, deren Ausgangsenergie zur Erzeugung je eines einfarbigen Teilbildes verwendet
wird," wobei diese Teilbilder zusammengenommen, je nach der Beschaffenheit des empfangenen
Fernsehzeidxens, entweder ein mehrfarbiges oder ein schwarzweißes Bild ergeben, dadurch beseitigt,
daß mit jedem der genannten Elektrodenpaare eines, oder mehrerer der genannten Elektrodensysteme
ein eine Impedanz enthaltender Vorspannungskreis zum Anlegen von derartigen Vorspannungen an diese Elektrodenpaare verbunden
wird, unter deren Einwirkung bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe
des einen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht,
am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt, und daß
die beiden voneinander gesonderten Elektroden der genannten beiden Elektrodenpaare über eine einstellbare
Impedanz miteinander verbunden werden, mit deren Hilfe die Vorspannung an einer dieser
voneinander gesonderten Elektroden so eingestellt werden kann, daß bei Zuführung einer Steuerspannung,
welche einer in der Nähe des anderen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden
Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese
Helligkeit in Erscheinung tritt, wobei diese Einstellung gleichzeitig eine derartige Änderung der
Vorspannung an der mit der einstellbaren Impedanz verbundenen anderen Elektrode zu Folge hat,
daß sie den Einfluß der genannten Einstellung auf diese Elektrode ausgleicht.
Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. ι ist das Schaltbild eines erfindungsgemäß ausebildeten,
vollständigen Farbfernsehempfängers;
Fig. 2 zeigt eine abweichende Ausführungsform eines Teiles dieses Empfängers, und
Fig. 3 a und 3 b sind zur Erläuterung der Wirkungsweise
des Empfängers dienende Diagramme. Der Empfänger gemäß Fig. 1 enthält eine mit
der Antenne 11 verbundene Hochfrequenzverstärker-
und Überlagererstufe 10, an welche ein Demodulator 12, ein Bildinhaltsverstärker 13 mit einem
Durchlaßbereich von etwa ο bis 3 MHz sowie eine Einrichtung 14 zur Bildwiedergabe mit Hilfe einer
mit drei Elektrodensystemen versehenen Kathodenstrahlröhre angeschlossen ist. Der Verstärker 13
dient zur Verstärkung der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens, und sein Durchlaßbereich ist
auf 3 MHz begrenzt, um den Durchgang der mit Hilfe einer Farbenunterträgerwelle von etwa
3,58 MHz übertragenen Farbenkomponente des Fernsehzeichens durch diesen Verstärker zu verhindern.
An den Ausgang des Demodulators 12 ist ferner ein weiterer Bildinhaltsverstärker 15 mit einem
Durchlaßbereich von 2 bis 4,3 MHz angeschlossen sowie eine Vorrichtung 16 zur Ableitung der Farbzeichenspannungen
aus der mit ihnen modulierten Farbenunterträgerwelle angeschlossen. Diese' Vorrichtung
ist mit den Eingangsklemmen 17, 18 und 19 der Einrichtung 14 verbunden. Der Verstärker
15 dient zur Verstärkung der Farbenkomponente des Fernsehzeichens. Wenn die Farbenkomponente
in der üblichen Weise aus einer Farbenunterträgerwelle besteht, die in verschiedenen Phasen lagen
mit den Grundfarbenspannungen bzw. mit den sich aus der Differenz der Grundfarbenspannungen und
der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens ergebenden Farbdifferenzspannungen moduliert ist,
so enthält die Vorrichtung 16 eine der Anzahl der Modulationsphasen der Farbenunterträgerwelle
entsprechende Anzahl von Demodulatoren, in welchen die Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle
durch Überlagerung einer in ihrer Frequenz der- Farbenunterträgerwelle und in ihrer
Phase der betreffenden Modulationsphase der Farbenunterträgerwelle entsprechenden Schwingung
auf die Farbenunterträgerwelle abgenommen und sodann erforderlichenfalls auf diejenige Form
zurückgeführt werden, in welcher sie der Farbenunterträgerwelle aufmoduliert wurden. Auf diese
Weise erhält man also in den Ausgangskreisen der Vorrichtung 16 die Farbdifferenzspannungen G-Y,
R-Y und B-Y1 die beim Zusatz der Helligkeitskomponente Y zu ihnen die den Grundfarben Grün,
Rot und Blau der Bildpunkte entsprechenden Grundfarbenspannungen G, R und B ergeben. Die
Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer Einrichtung
16 der soeben beschriebenen Art beschränkt, vielmehr
kann diese Einrichtung je nach der Beschaffenheit der Farbenkomponente des Fernsehzeichens
in beliebiger Weise so ausgebildet sein, daß sich in ihren Ausgangskreisen die Bildfarbenspannungen
oder die Farbdifferenzspannungen ergeben.
An den Ausgang des Demodulators 12 ist schließlich über einen Synchronisierzeichentrenner 20 ein
Ablenkspannungsgenerator 21 für die Horizontalablenkung und ein Ablenkspannungsgenerator 22
für die Vertikalablenkung der Kathodenstrahlen der Bildwiedergaberöhre angeschlossen. Diese
Generatoren sind mit den entsprechenden Ablenkspulen der Bildwiedergaberöhre verbunden. Je ein
Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrenners 20 und des Ablenkspannungsgenerators 21 für die
Horizontalablenkung ist ferner über einen selbsttätigen Frequenzregler 23 an einen Generator 24
angeschlossen,, der mit der Demodulationsvorrichtung 16 verbunden ist und die obenerwähnten, zum
Demodulieren der Farbenunterträgerwelle dienenden Schwingungen liefert.
Vom Ausgangskreis der Überlagererstufe der Einheit 10 oder,· falls diese Einheit auch Zwischenfrequenzverstärker
enthält, vom Ausgang des letzten Zwischenfrequenzverstärkers ist die Zuleitung zur Tonwiedergabevorrichtung 25 des Empfängers
abgezweigt.
Sämtliche vorgenannten Teile des Empfängers — mit Ausnahme der Einrichtung 14 — können an
sich bekannter Art sein, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaues und ihrer Wirkungsweise
erübrigt.
In der Einrichtung 14 zur Bildwiedergabe wird die ihr über die Klemmen 30 zugeführte Helligkeitskomponente
des Fernsehzeichens der einen Kathode der Kathodenstrahlröhre 31 direkt und
den anderen beiden Kathoden dieser Röhre über Netzwerke 32 und 33 zugeführt. Die Spulen dieser
Netzwerke sind im Verhältnis zu den verteilten Kapazitäten in den Kathodenkreisen so bemessen,
daß diese Kreise innerhalb des gesamten Frequenz- gs
bereiches von 3 MHz der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens einen gleichmäßigen Frequenzgang
haben. Die Widerstandskondensatorteile der genannten Netzwerke bilden Spannungsteiler zur
Zuführung solcher Anteile der Helligkeitskomponente zu den verschiedenen Kathoden, die zusammengenommen
ein schwarzweißes Bild am Bildschirm ergeben. Diese Anteile werden durch das gegenseitige Verhältnis der Wirkungsgrade der
verschiedenen Steuerkreise der Bildwiedergaberöhre bei der Erzeugung der verschiedenfarbigen Teilbilder
sowie durch das gegenseitige Verhältnis der Wirkungsgrade der für die Wiedergabe dieser Teilbilder
verwendeten verschiedenen Phosphorarten bestimmt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Spannungsteiler so bemessen, daß die den zur Erzeugung des grünen und des blauen Farbbildes
dienenden Kathoden zugeführten Helligkeitskomponenten etwa je 8o°/o derjenigen Helligkeitskomponente betragen, welche der zur Erzeugung
des roten Teilbildes dienenden Kathode zugeführt wird. Das Netzwerk 33 ist über ein als Kathodenvorspannungsquelle
und als gemeinsamer Belastungskreis für alle drei Kathoden dienendes
Spannungsteilernetzwerk 45 an eine Spannungsquelle B angeschlossen.
Die Bildwiedergaberöhre 31 enthält drei Elektrodensysteme,
deren jedes zur Erzeugung je eines Teilbildes in einer der Grundfarben Grün, Rot und
Blau dient. Jedes dieser Elektrodensysteme besteht aus einer Kathode, einem der Kathode benach-
harten Steuergitter und aus einem Schirmgitter, wobei sowohl das Steuergitter als auch das Schirmgitter
mit der Kathode je ein Elektrodenpaar bildet. Die den beiden Elektrodenpaaren gemeinsame
Kathode jedes Elektrodensystems wird durch die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens gesteuert,
damit die von den drei Kathoden ausgehenden drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm
solche farbigen Teilbilder erzeugen, die zusammengenommen ein schwarzweißes Bild ergeben. An
Stelle einer einzigen Kathodenstrahlröhre mit drei Elektrodensystemen können natürlich in gleicher
Weise auch drei getrennte Kathodenstrahlröhren mit je einem Elektrodensystem und einer Einrichtung
zur optischen Vereinigung der auf ihren Bildschirmen erzeugten Teilbilder verwendet werden.
Da die Kreise für die die Grundfarben darstellenden Spannungen und für die Zuführung dieser Spannungen
zu den einzelnen Elektrodensystemen viele identische, Schaltelemente aufweisen, werden
solche Schaltelemente im folgenden mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung des Zusatzes R,
G oder B bezeichnet, wobei die genannten Zusätze darauf hinweisen, daß das betreffende Schaltelement
zum Zeichenkanal zur Übertragung der zur Erzeugung des roten, grünen oder blauen Teilbildes
dienenden Spannung gehört. Der Einfachheit halber werden weiterhin im folgenden die verschiedenen.
Elektrodensysteme und die mit ihnen verbundenen Kreise nach denjenigen Grundfarben
benannt, zu deren Wiedergabe auf dem Bildschirm sie dienen, also wird beispielsweise das zur Wiedergabe
des grünen Teilbildes dienende Elektrodensystem kurz das grüne Elektrodensystem genannt.
Die Einrichtung 14 enthält ferner Mittel zur Regelung der Größe der dem Steuergitter und dem
Schirmgitter jedes Elektrodensystems der Bildwiedergaberöhre 31 zugeführten Vorspannungen.
Da diese Mittel zumindest für zwei der Elektrodensysteme gleich sind und gegebenenfalls auch für
alle drei Elektrodensysteme gleich sein können, werden im folgenden zunächst nur die zum grünen
Elektrodensystem gehörigen Mittel dieser Art näher beschrieben, und hinsichtlich der mit dem
roten und mit dem blauen Elektrodensystem verbundenen Kreise werden dann nur die Unterschiede
gegenüber dem grünen Kreis angegeben.
Die genannten Mittel umfassen zunächst einen ersten Vorspannungskreis mit einer an das eine
Elektrodenpaar eines der Elektrodensysteme angeschlossenen Impedanz. Dieser Vorspannungskreis
des grünen Elektrodensystems besteht aus einem mit dem Steuergitter dieses Elektrbdensystems verbundenen
Netzwerk 35 G derjenigen Art, die üblicherweise zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente
verwendet wird, sowie aus der dieses Netzwerk mit einer Spannungsquelle B verbindenden
Reihenschaltung eines festen Widerstandes 37 G, eines einstellbaren Widerstandes 36 G und
eines einstellbaren Spannungsteilers 34 G. Das Netzwerk 35 G ist über das Netzwerk 32 an die
Eingangsklemme 30 für die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens angeschlossen. In dem Vorspannungskreis
34 G, 35G, 36 G und 37 G bildet der einstellbare Widerstand 36 G die obengenannte Impedanz.
Der erste Vorspannungskreis des blauen Elektrodensystems ist ebenso ausgebildet wie derjenige
des grünen Elektrodensystems, während der erste Vorspannungskreis für das rote Elektrodensystem
aus den weiter unten darzulegenden Gründen einfacher ausgebildet ist, indem er kein
dem einstellbaren Widerstand 36 G entsprechendes Schaltelement enthält.
Mit dem zweiten Elektrodenpaar der Elektrodensysteme ist ein eine zweite Impedanz enthaltender
zweiter Vorspannungskreis verbunden, der im Fall des grünen Elektrodensystems aus einem das
Schirmgitter mit der Spannungsquelle B verbindenden Widerstand 38 G besteht. Der zweite Vorspannungskreis
für das blaue Elektrodensystem ist wiederum ebenso ausgebildet wie derjenige für das
grüne Elektrodensystem, während im Vorspannungskreis für das rote Elektrodensystem das dem
Widerstand 38 G entsprechende Schaltelement fehlt und die Spannungsquelle B daher unmittelbar an
das Schirmgitter angeschlossen ist.
Die dem Schirmgitter und dem Steuergitter der verschiedenen Elektrodensysteme zugeführten Vorspannungen
sind so bemessen, daß unter dem Einfluß einer den Kathoden der Elektrodensysteme zugeführten
Spannung, welche den einen Grenzwert des Helligkeitsbereiches des Bildes, also beispielsweise
den Schwarzwert darstellt, auf dem Bildschirm der entsprechende Helligkeitswert, also beispielsweise
schwarz, in Erscheinung tritt. Die Größe einer der zweiten Impedanzen, also beispielsweise
des Widerstandes 38 G, beträgt das μ-fache der Größe einer der ersten Impedanzen, beispielsweise
des Widerstandes 36 G, wobei der Faktor μ die übliche Bedeutung hat, d. h. dasjenige Verhältnis
der Spannungsänderungen an den beiden Elektrodenpaaren eines Elektrodensystems angibt, das
bei den ein dunkles Grau darstellenden geringen Anodenströmen gleich große Änderungen des
Stromes verursacht. Es ist wohl bekannt, daß dieser Faktor μ nicht über den ganzen Bereich des
Anodenstromes, also der Helligkeitswerte hinweg konstant ist, so daß das gegenseitige Größenverhältnis
der beiden Impedanzen daher nur für einen bestimmten Wert des Anodenstrqmes, beispielsweise
für den Anodenstrom kurz vor dem Aufhören der Entladung-, dem Faktor,« entsprechen
kann. Die Erreichung dieses gewünschten Größenverhältnisses
zwischen den ersten und den zweiten Impedanzen wird durch die Einstellbarkeit der die
ersten Impedanzen bildenden Widerstände 36 G bzw. 365 erleichtert.
Weiterhin ist zwischen den beiden Gittern des grünen Elektrodensystems ebenfalls eine einstellbare
Impedanz zur Regelung des Stromes in den obengenannten Impedanzen und zur dadurch bewirkten
Regelung der Vorspannung an einem der beiden genannten Gitter vorgesehen. Diese Impedanz
besteht aus einem Widerstand 39 G und einem damit in Reihe geschalteten einstellbaren Widerstand
40 G, wobei diese beiden Widerstände zwi-
sehen dem Schirmgitter des Elektrodensystems und dem Verbindungspunkt der mit dem Steuergitter
des Elektrodensystems verbundenen Widerstände 36 G und 37 G liegen. Durch diese Widerstände
wird die Vorspannung am Schirmgitter des grünen Elektrodensystems so geregelt, daß bei Zuführung
der den anderen Grenzwert des Helligkeitsbereiches des Bildes darstellenden Spannung zur Kathode
der Bildwiedergaberöhre, also beispielsweise der dem Weißwert entsprechenden Spannung, am Bildschirm
der Kathodenstrahlröhre der dieser Spannung entsprechende Helligkeitswert, also beispielsweise
Weiß, in Erscheinung tritt. Durch den Widerstand 40 G wird gleichzeitig die Vorspannung
am Steuergitter des grünen Elektrodensystems so geregelt, daß durch diese Regelung die
Einwirkung der Einstellung der Vorspannung am Schirmgitter auf das Steuergitter ausgeglichen
wird. Ähnliche Widerstände sind auch zwischen das Schirmgitter und das Steuergitter des blauen
Elektrodensystems eingeschaltet, während sie zwischen dem Schirmgitter und dem Steuergitter des
roten Elektrodensystems fehlen können.
Die Fig. 2 stellt eine vereinfachte Form eines Teiles des Schaltbildes der Einrichtung 14 gemäß
Fig. ι dar, das nur einige der wichtigeren Schaltelemente der Einrichtung enthält. Diese Schaltelemente
sind hier mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1, wobei ihnen die Ziffer 2
vorgesetzt ist.
Vor der Erläuterung der Art und Weise, in welcher in der Einrichtung 14 die Vorspannungen
für das Steuergitter und das Schirmgitter der drei Elektrodensysteme erzeugt und den genannten
Gittern zugeführt werden, sei zunächst eine kurze Erläuterung der Art und Weise gegeben, in welcher
die Wiedergabe schwarzweißer und farbiger Bilder durch die Einrichtung 14 erfolgt. Die sich im" Ausgangskreis
des Verstärkers 13 ergebende Helligkeitskomponente Y des Fernsehzeichens gelangt
über die Klemmen 30 unmittelbar zur roten Kathode und über die Netzwerke 32 und 33 zu der
grünen und der blauen Kathode· der Bildwiedergaberöhre 31. Die die rote Bildfarbe darstellende Farbdifferenzspannungi?-F
wird über die Klemmen 17 dem Steuergitter des roten Elektrodensystems zugeführt.
Der Spannungsteiler 34 R und die Einrichtung 35 R zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente
werden in der üblichen Weise zur Festlegung des Schwarzwertes am Steuergitter für die rote Farbzeichenspannung R verwendet.
Infolge der Zuführung der Farbdifferenzspannung R-Y zur Kathode der Diode der Eiiiiiciii'tnp'35!?
und der Helligkeiukomponente Y zur Anode dieser
Diode ergibt sich die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in bezug auf die durch die
Addition der genannten beiden Spannungen gebildete Farbzeichenspannung R. In derselben Weise
erhält man mit Hilfe der Einrichtungen 35 G und 35 B die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente mit Bezug auf die Farbzeichenspannungen G
und B, wobei die genannten Einrichtungen in Verbindung mit den Spannungsteilern 34 G und 34 B
zur Einstellung des Schwarzwertes am Steuergitter der betreffenden Elektrodensysteme dienen. Die
Zuführung der Helligkeitskomponente Y zu der Kathode der drei Elektrodensysteme und die Zuführung
der Farbdifferenzspannungen G-Y, R-Y und B-Y zu den Steuergittern dieser Elektrodensysteme
hat die Steuerung der drei Kathodenstrahlen mittels je einer der Farbzeichenspannungen
G, R und B zur Folge. Die durch diese drei Kathodenstrahlen auf dem Bildschirm der Bildwiedergaberöhre
erzeugten drei Teilbilder in den drei Grundfarben Grün, Rot und Blau ergeben dann durch ihre optische Vereinigung das farbige
Bild. Wenn jedoch die Farbdifferenzspannungen wegfallen und nur die Helligkeitskomponente den
Kathoden der Bildwiedergaberöhre zugeführt wird, dann ergibt die optische Vereinigung der hierbei
auf dem Bildschirm erzeugten drei farbigen Teilbilder ein schwarzweißes Bild. Wie vorhin erwähnt
wurde, müssen zwecks richtiger Wiedergabe der farbigen und schwarzweißen Bilder die Vorspannungen
an den Elektroden der verschiedenen Elektronensysteme im vorbestimmten gegenseitigen
Größenverhältnis zueinander stehen. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, dann haben die drei
Teilbilder nicht das richtige gegenseitige Helligkeitsverhältnis über den ganzen Helligkeitsbereich
des Bildes hinweg, das zur richtigen Wiedergabe der Bildfarben im farbigen Bild bzw. zum
Erzeugen.der richtigen Schattierungen von Grau im schwarzweißen Bild erforderlich ist, und infolgedessen
werden die Farben des farbigen Bildes verzerrt, während zu den grauen Tönen des schwarzweißen Bildes Farben zugesetzt werden. Die Art
und Weise, in welcher diese Vorspannungen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung 14 eingestellt
werden, wird nun an Hand des vereinfachten Schaltbildes gemäß Fig. 2 näher erläutert.
Zwecks Erreichung des größten Helligkeitsbereiches mit jedem der drei Elektrodensysteme
werden den Elektroden dieser Systeme Vorspannungen von annähernd der richtigen Größe
zugeführt. Beispielsweise ist in der Fig. 2 an das Steuergitter des grünen Elektrodensystems eine
durch die Batterie 234 G dargestellte positive Vorspannung angelegt, die zwischen 25 und 130 Volt
veränderlich ist. Die durch die Batterie 50 dargestellte Spannungsquelle B liefert dem Schirmgitter
eine Spannung von etwa 375 Volt, und ein beispielsweise 165 Volt betragender Teil der Spannung
der Batterie 245 wird der Kathode zugeführt. Die dieses Elektrodensystem vervollständigenden,
nicht dargestellten übrigen Elektroden. der Röhre L'i1m1ten die üblichen Beschleunigungs- und Anodenspannungch.
Unter dem Einfluß dieser Spannungen ergibt sich bei Zuführung einer Steuerspaimung
von vorbestimmtem Spannungsbereich zur Kathode der Röhre der volle gewünschte Helligkeitsbereich
des am Bildschirm der Röhre wiedergegebenen Bildes. An die Elektroden des roten und des blauen
Elektrodensystems sind dieselben Spannungen angelegt. Bei Verwendung einer Kathodenstrahlröhre
mit einem einzigen Elektrodensystem, wie dies bei
den üblichen Empfängern zum Empfang schwarzweißer Bilder der Fall ist, bedarf es nur kleiner
unwesentlicher Nachstellungen dieser Spannungen, um mit der Röhre eine gute Bildwiedergabe zu
erzielen, bei Verwendung einer Röhre mit drei Elektrodensystemen bzw. von drei Röhren mit je
einem Elektrodensystem, deren Bilder dann optisch miteinander vereinigt werden, ist jedoch, wie erwähnt
wurde, eine genau abgewogene Einstellung ίο des gegenseitigen Größenverhältnisses der vorgenannten
Spannungen erforderlich, um einwandfrei farbige oder schwarzweiße Bilder zu erhalten.
Die Erfindung ermöglicht die einfache und schnelle Einstellung dieses gegenseitigen Größenverhältnisses
der genannten Spannungen.
Zum Zwecke dieser Einstellung wird der Kathode jedes Elektrodensystems eine Spannung zugeführt,
die einem dunkelgrauen, fast schwarzen Bildton entspricht. Hiernadh werden die den Steuergittern
ao der drei Elektrodensysteme von den Batterien 234R, 234 G und 2345 zugeführten Vorspannungen
so eingestellt, daß jedes Teilbild nur eine kaum wahrnehmbare Helligkeit aufweist und die drei
Teilbilder zusammengenommen denjenigen dunkelgrauen Bildton ergeben, der der zugeführten Steuerspannung
entspricht. Diese Einstellung ist üblich und legt den Schwarzwert für die drei Elektrodensysteme
fest.
Hiernach wird in derselben Weise der Weißwert für die drei Elektrodensysteme festgelegt, was zum
Ergebnis hat, daß nunmehr alle Helligkeitswerte zwischen Schwarz und Weiß innerhalb der
Linearitätsgrenzen der Bildwiedergabevorrichtung wiedergegeben werden. Bei der praktischen Ausführung,
wird den Nichtlinearitäten der Röhre dadurch Rechnung getragen, daß bei der Einstellung
des Weißwertes an Stelle von Weiß nur Halbweiß oder Dreiviertelweiß verwendet wird,
damit die auf die Nichtlinearitäten zurückzuführenden Fehler in der Helligkeitswiedergabe in
den Helligkeitsbereichen Schwarz—Dunkelgrau, Dunkelgrau—Hellgrau und Hellgrau—Weiß einander
entgegengesetzten Sinn haben und so die Größe des durchschnittlichen Fehlers vermindert
wird. -
Zwecks Einstellung der durch Halbweiß oder
Dreiviertel weiß dargestellten hellgrauen Bezugshelligkeit führt man eine diesem Hellgrau entsprechende
Spannung den Kathoden der drei Elektrodensysteme zu und betrachtet die durch sie
erzeugte, kombinierte Helligkeit. Wenn dieses kombinierte Licht eine Färbung in einer oder in
zweien der Grundfarben aufweist, dann ist eine Nachregelung an den für' diese Farbe oder diese
Farben verantwortlichen Elektrodensystemen erforderlich. Wenn das kombinierte Licht beispielsweise
eine grünliche Färbung hat, dann ist das ein Zeichen dafür, daß das kombinierte Licht zu viel
Grün erhält. Die Vorspannung am Steuergitter des grünen Elektrodensystems kann jedoch nicht nachgeregelt
werden, ohne die ursprüngliche Festlegung des Schwarzwertes zu beeinträchtigen: Daher wird
an Stelle dessen die Vorspannung am Schirmgitter des grünen Elektrodensystems nachgeregelt, um das
grüne Licht so weit zu vermindern, daß die grünliehe Färbung des kombinierten Lichtes verschwindet.
Natürlich kann nicht nur das grüne Licht einer Nachregelung bedürfen, sondern auch
das blaue Licht, und diese Nachregelung kann entweder in einer Erhöhung oder in einer Verminderung
der Lichtstärke bestehen, bis man das richtige gegenseitige Lichtstärkenverhältnis erhält,
bei welchem jede Färbung des kombinierten Lichtes verschwindet und nur das gewünschte Hellgrau
in Erscheinung tritt. Da es sich hierbei nur um gegenseitige Regelungen handelt und die den
Steuer- und Schirmgittern der Elektrodensysteme ursprünglich zugeführten Vorspannungen zum Bestreichen
des vollen Helligkeitsbereiches geeignet sind, brauchen Regelorgane für die Nachregelung
der Vorspannung an den Steuergittern nur bei zweien der drei Elektrodensysteme vorgesehen
werden. Beim gegenwärtigen Stand der Technik ist der das rote Licht erzeugende Phosphor weniger
ergiebig als die das grüne und das blaue Licht erzeugenden Phosphorarten, und infolgedessen genügt
es, die Vorspannungen nur am grünen und am blauen Elektrodensystem nachzuregeln. Erforderlichenfalls
kann aber natürlich dieselbe Regelmöglichkeit auch für das rote Elektrodensystem go
vorgesehen werden.
Es ist nun bekannt, daß ■— ausgenommen bei Röhren für Gleichstromverstärkung — die Regelung
der Vorspannung an einer Elektrode der Röhre auch die Charakteristik einer oder mehrerer
anderer Elektroden der Röhre beeinflußt. Infolgedessen wird also die Nachregelung der Schirmgitterspannung
des grünen Elektrodensystems den ursprünglich an seinem Steuergitter festgelegten
Schwarzwert stören, und bei den bekannten Schaltungsanordnungen wird dadurch auch eine
Nachregelung der Vorspannung am Steuergitter erforderlich gemacht.
Die Art, in welcher der festgelegte Schwarzwert durch Änderungen der Schirmgitterspannung gestört
wird, wird durch einen Blick auf die Kurven der Fig. 3 a leichter verständlich, die die Helligkeit-
am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Eingangsspannung der Röhre
darstellen. Die Kurvet gilt für eine gewisse Größe der Schirmgitterspannung. Der Helligkeitswert S
ist schwarz, der Helligkeitswert G ist dunkelgrau und der Helligkeitswert W ist weiß. Wie ersichtlich,
ergibt sich bei der zur Kurvet gehörigen Schirmgitterspannung der schwarze Bildton bei der
Eingangsspannung E1. Wenn zwecks Erreichung des richtigen Weißwertes die Schirmgitterspannung
so geändert wird, daß für die Helligkeit in Abhängigkeit von der Eingangsspannung die Kurve B
gilt, dann ergibt sich der schwarze Bildton bei der Eingangsspannung E2, so daß also der Schwarzwert um den Unterschied zwischen den Spannungen
E1 und E2 unrichtig geworden ist. Es ist
daher eine Nachregelung des Schwarzwertes erforderlich, die wiederum störend auf die geänderte
Weißwerteinstellung einwirkt. Auf diese Weise
kann sich eine ziemlich große Anzahl von Nachregelungen der Schirmgitter- und die Steuergitterspannung
als notwendig erweisen, ehe ein richtiger Kompromißwert dieser beiden Spannungen erreicht
wird. Zwecks Vermeidung der Notwendigkeit einer solchen zeitraubenden Nachregelung enthält die
erfindungsgemäße Einrichtung zumindest einen Regelkreis, der die Spannungen am Steuergitter
und am Schirmgitter eines Elektrodensystems so ίο miteinander koppelt, daß normalerweise nur eine
Grundeinstellung der Steuergitterspannung zur Festlegung des Schwarzwertes und eine darauffolgende
Einstellung der Schirmgitterspannung zur Festlegung des Weißwertes erforderlich ist, um die
richtige Arbeitsweise der Röhre innerhalb des ganzen Helligkeitsbereiches zu erreichen. Ein
solcher Regelkreis kann für jedes Elektrodensystem vorgesehen werden und besteht beispielsweise
im Fall des grünen Elektrodensystems aus den Widerständen 236 G, 238 G und 240 G.
Vor der Betrachtung der Einzelheiten der Einstellungen der Spannungsteiler im Schaltbild gemäß
Fig. 2 sei an Hand der Fig. 3 b erläutert, in welcher Weise der Schwarz wert trotz der Regelung der
Schirmgitterspannung erhalten bleibt. Die Kurven- und B der Fig. 3 b sind analog denjenigen der
Fig. 3 a. Wie ersichtlich, bleibt hier infolge der Wirkung des vorgenannten Regelkreises der für
den dunkelgrauen Bildton G eingestellte Schwarzwert bei der Änderung der Schirmgitterspannung
von ihrem zur Kurve A gehörigen Wert auf ihren zur Kurve B gehörigen Wert konstant. Dies wird
erfindungsgemäß in folgender Weise erreicht:
Nach der Einstellung der Steuergitterspannung an den Elektrodensystemen der Anordnung gemäß
Fig. 2 in der Weise, daß sich bei der Zuführung einer einem dunkelgrauen Bildton entsprechenden
Eingangsspannung zu den Elektrodensystemen am Bildschirm der Röhre derselbe dunkelgraue BiIdton
ergibt, d. h. nach der Einstellung des Schwarzwertes, wird den Elektrodensystemen die der hellgrauen
Bezugshelligkeit entsprechende Eingangsspannung zugeführt, und die Schirmgitterspannung
des einen Elektrodensystems oder zweier oder aller drei Elektrodensysteme wird mit Hilfe der
Spannungsteiler 240 G und 240 B so eingestellt, daß die von allen drei Elektrodensystemen herrührende
kombinierte Helligkeit dem genannten hellgrauen Helligkeitswert entspricht. Es sei angenommen,
daß die Einstellung beispielsweise mit Hilfe des zum grünen Elektrodensystem gehörigen Spannungsteilers
240 G erfolgt. Diese Einstellung bleibt infolge von zwei miteinander in Zusammenhang
stehenden Tatsachen ohne Einfluß auf die vorher erfolgte Einstellung des Schwarzwertes am Steuergitter
des grünen Elektrodensystems. Die erste dieser Tatsachen ist das gegenseitige, Größenverhältnis
der Widerstände 238 G und 236 G, das gleich dem Faktor μ bei schwachem Entladungsstrom
des grünen Elektrodensystems ist. Die zweite Tatsache ist diejenige, daß der Faktor μ sich in
Abhängigkeit von der Helligkeit ändert, so daß also das gegenseitige Größenverhältnis der Widerstände
236 G und 238 G denjenigen Wert des Faktors μ, den dieser bei großer Helligkeit, also
großem Entladungsstrom annimmt, nicht mehr gleich ist. Zur Erleichterung des Verständnisses der
Wirkung dieser beiden Tatsachen kann es zweckmäßig sein, zunächst einmal zu untersuchen, in
welcher Weise sich die Schirmgitterspannung und die Steuergitterspannung des grünen Elektrodensystems
ändern, wenn die Einstellung des Spannungsteilers 240 G geändert wird.
Da die Größe des Widerstandes 238 G das μ-fache
der Größe des Widerstandes 236 G beträgt, wird die sich infolge des Stromflusses durch die Widerstände
238 G, 240 G und 236 G am Widerstand 238 G ergebende Spannung immer das μ-fache der
sich am Widerstand 236 δ ergebenden Spannung sein. Wenn also der Wert von μ bei jedem Entladungsstrom
konstant w.äre, so würde eine Regelung der Schirmgitterspannung mittels des Widerstandes
240 G eine ausgleichende Regelung der Steuergitterspannung zur Folge haben," und die
Wirkungen dieser beiden Regelungen würden sich gegenseitig aufheben, so daß der Entladungsstrom
konstant bleiben würde. Da nun aber μ nicht konstant ist, sondern sich mit dem Entladungsstrom ändert, tritt der vorgenannte Ausgleich bei
großen Helligkeiten entsprechenden großen Entladungsströmen nicht mehr ein, vielmehr ergibt
sich hierbei ein auf den Entladungsstrom einwirkender Überschuß der Regelwirkung, mit deren
Hilfe die Helligkeit bei großen Helligkeitswerten geregelt werden kann, ohne daß dadurch der am
Steuergitter eingestellte Schwarzwert in Mitleidenschaft gezogen werden würde. Mit anderen Worten:
Während bei geringen Entladungsströmen, bei welchen das Größenverhältnis der Widerstände
236 G und 238 G gleich dem dabei gegebenen Wert von μ ist, die Schirmgitterspannung mittels Einstellung
des Widerstandes 240 G in weiten Grenzen geändert werden kann, ohne daß dies eine Änderung
des Entladungsstromes zur Folge hätte, bewirkt bei großen Entladungsströmen von dadurch
bedingten anderen Werten von μ die Änderung der Schirmgitterspannung eine Änderung des Entladungsstromes
und ermöglicht daher die vom Schwarzwert unabhängige Einstellung des Helligkeitswertes.
In derselben Weise, wie dies für das no grüne Elektrodensystem ausgeführt wurde, kann
erforderlichenfalls die Regelung auch bei dem blauen und bei dem roten Elektrodensystem erfolgen,
obzwar es normalerweise genügen wird, die Regelung beim grünen Elektrodensystem und in
Einzelfällen auch beim blauen Elektrodensystem durchzuführen, während das rote Elektrodensystem
normalerweise keiner Regelung bedarf.
Bei Anwendung der obigen Hinweise auf die Einrichtung 14 gemäß Fig. 1 ergibt sich also kurz
zusammengefaßt folgender Gang der Regelung: Zunächst wird mit Hilfe der Spannungsteiler 341?,
G und 34B der Schwarzwert für die drei Elektrodensysteme in der üblichen Weise eingestellt.
Durch Änderung der Größe der Widerstände 36 G und 36 B wird das Größenverhältnis
dieser Widerstände zu den Widerständen 38 G bzw. 385 so eingestellt, daß es gleich dem bei sehr
schwachem Entladungsstrom gegebenen Wert des Faktors μ wird. In der Praxis kann diese Einstellung
des Größenverhältnisses durch die gleichzeitige Änderung der Größe der Widerstände 36 G
und 40 G erfolgen, die so weit fortgesetzt wird, bis die durch die Änderungen des Widerstandes 40 G
bewirkten Änderungen der Schirmgitterspannung innerhalb eines gewissen Bereiches keinen Einfluß
mehr auf den am Steuergitter eingestellten Schwarzwert haben. Schließlich wird unter Zuführung einer
einem hellgrauen Bildton entsprechenden Steuerspannung zu den Kathoden der Bildwiedergaberöhre
die Spannung am Schirmgitter des grünen und gegebenenfalls auch des blauen Elektrodensystems
mit Hilfe der Widerstände 40 G und 40 B
■ so eingestellt, daß sich am Bildschirm der Röhre der der zugeführten S teuer spannung entsprechende
Helligkeitswert in Gestalt einer reinen hellgrauen Tönung ohne irgendwelche Farbenbeimischungen
ergibt. Sobald dies erreicht ist, ist die Gewähr für die richtige Wiedergabe sowohl von schwarzweißen
als auch von farbigen Bildern gegeben.
Die Schaltelemente der Einrichtung 14 können
beispielsweise wie folgt bemessen werden:
Spannungsteiler 34 R ... 35 000 Ohm (Max.) Spannungsteiler 34 G, 34 i? 27 000 Ohm (Max.)
Spannungsteiler 36 G, 36 B 15 000 Ohm (Max.)
Widerstände 37 R, 37 G,
yfB ι Megohm
Widerstände 38G, 39 G,
385, 395 68 000 Ohm
Spannungsteiler 40 G, 40 B 250 000 Ohm (Max.)
Bildwiedergaberöhre 31. . RCA-Röhre C-73597
B 375VoIt
Obzwar die Erfindung in Verbindung mit einer Kathodenstrahlröhre mit drei Elektrodensystemen
erläutert wurde, ist "ihre Anwendbarkeit nicht auf die Verwendung einer, solchen Röhre beschränkt.
"Die Erfindung ist vielmehr allgemein anwendbar in Verbindung mit einem Bildwiedergabegerät, das
eine Mehrzahl von Elektronenentladungsvorrichtungen mit veränderlichem Faktor μ enthält, die
durch die Helligkeitskomponente bzw. durch die Farbenkomponenten eines empfangenen Fernsehzeichens
so gesteuert werden, daß ihre Aüsgangsenergien
zur Erzeugung farbiger Teilbilder verwendet werden können, die zusammengenommen ein farbiges oder ein schwarzweißes Bild ergeben.
Die genannten Entladungsvorrichtungen können dabei entweder .den Bestandteil einer gemeinsamen
oder mehrerer getrennter Bildwiedergaberöhren bilden. ·
Claims (4)
- PATENTANSPRÜCHE:I. Farbfernsehempfänger mit einer BiId-, wiedergabevorrichtung, die eine Mehrzahl von durch die Fernsehzeichenspannung gesteuerten Elektrodensystemen mit aus drei Elektroden gebildeten zwei Elektrodenpaären enthält, deren Ausgangsenergie. zur Erzeugung je eines einfarbigen Teilbildes verwendet wird, wobei diese Teilbilder zusammengenommen je nach der Beschaffenheit der Fernsehzeichenspannung entweder das gewünschte farbige Bild oder ein schwarzweißes Bild ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der genannten Elektrodenpaare eines oder mehrerer der genannten . Elektrodensysteme ein eine Impedanz enthalten-'der Vorspannungskreis zum Anlegen von derartigen Vorspannungen an diese Elektrodenpaare verbunden ist, daß unter ihrer Einwirkung bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des einen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabevorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt,' und daß die beiden voneinander gesonderten Elektroden der genannten beiden Elektrodenpaare über eine einstellbare Impedanz .miteinander verbunden sind, mit deren Hilfe die Vorspannung an einer dieser voneinander gesonderten Elektroden so eingestellt werden kann, daß bei Zuführung einer Steuerspannung, welche einer in der Nähe des anderen Grenzwertes des Helligkeitsbereiches der zu übertragenden Bilder liegenden Helligkeit entspricht, am Bildschirm der Bildwiedergabe·1-vorrichtung diese Helligkeit in Erscheinung tritt, wobei diese Einstellung gleichzeitig eine derartige Änderung der Vorspannung an der mit der genannten Impedanz verbundenen anderen Elektrode zur Folge hat, daß sie den Einfluß der genannten Einstellung auf diese Elektrode ausgleicht.
- 2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenseitige Größenverhältnis der beiden in den genannten Vorspannkreisen enthaltenen Impedanzen gleich demjenigen Faktor μ ist, der das gegenseitige Größenverhältnis derjenigen Spannungsänderungen an den beiden genannten Elektrodenpaaren darstellt, welche bei. den schwächsten Entladungsströmen im Elektrodensystem gleich große Änderungen des Entladungsstromes zur Folge haben.
- 3. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Impedanzen aus Widerständen bestehen.
- 4.. Farbfernsehempfänger nach einem uder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden genannten Elektrodenpaare aus der Kathode und dem Steuergitter und das andere aus der Kathode und dem Schirmgitter des Elektrodensystems besteht.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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