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Transistorverstärker-Schaltungsanordnung für Fernsehsignale Die Erfindung
bezieht sich auf eine Transistor-Schaltungsanordnung für Femsehsignale, bei der
der Kollektor der Transistor-Endstufe mit der Kathode einer Bildröhre in galvanischer
Verbindung steht.
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Zur Aussteuerung einer Bildröhre ist eine verhältnismäßig hohe Spannung
erforderlich, die zwischen dem Schwarzpegel und dem Weißpegel z. B. 25 bis
30 Volt beträgt. Transistoren können zwar verhältnismäßig kräftige Ströme
bei niedrigen Spannungen abgeben, jedoch bereitet es Schwierigkeiten, mit ihnen
eine derart große Ausgangs-Signalspannung zu erhalten. Es ist daher erforderlich,
den Transistor in seinem zulässigen Bereich möglichst vollständig auszusteuern.
Mit Rücksicht auf die Gradation des wiederzugebenden Bildes folgt daraus, daß der
Kollektor eines pnp-Transistors mit der Kathode einer Bildröhre verbunden werden
muß. Dabei ergibt sich auch eine bessere Aussteuerung des Bildröhrenstromes, weil
auch die Schirmgittersteilheit mit ausgenutzt wird.
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Das maximale Signal für den Bild-Weißwert erhält man dann, wenn die
Kathode der Bildröhre am weitesten negativ gesteuert wird. Da der Kollektor des
Transistors mit dem negativen Pol der Speisequelle verbunden ist, entspricht dies
dem Wert, bei dem der Kollektorstrom minimal ist und die Kollektorspannung weitgehend
der Speisespannung entspricht.
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Das maximale Signal für den Bild-Schwarzwert erhält man dann, wenn
die Kathode der Bildröhre am weitesten positiv gesteuert wird. Das Kollektorpotential
ist dann am wenigsten negativ, und der Kollektorstrom ist maximal und hat einen
Wert am Ende des zulässigen Aussteuerungsbereiches.
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Das steuernde Videosignal enthält jedoch noch die Synchronimpulse,
deren Potential noch beträchtlich über den Schwarzwert hinausgeht. Durch sie würde
der Transistor noch weiter geöffnet, derart, daß die Kollektorspannung praktisch
völlig zusammenbricht und besonders starke Ströme fließen. Dies bringt
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doch beträchtliche Nachteile mit sich; insbesondere tritt bei zu niedriger
Kollektorspannung eine starke Trägheit der Ladungsträger auf, derart, daß an der
Rückflanke der Synchronimpulse der Kollektorstrom nicht mit der erforderlichen Schnelligkeit
wieder auf den dem jeweiligen Videosteuersignal entsprechenden Wert zurückgeht;
dadurch wird das Bildsignal insbesondere am Zeilenanfang beträchtlich verfälscht.
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Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird dieser
Nachteil vermieden, wenn gemäß der Erfindung der Kollektor des Transistors-, bzw.
die Kathode der Bildröhre über eine Diode mit einem Punkt festen Potentials verbunden
ist, derart, daß die Synchronimpulse ganz oder wenigstens zu einem beträchtlichen
Teil abgeschnitten werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert, die gleichstromgekoppelte Videostufen eines Fernsehempfängers mit
der angeschlossenen Elektronenstrahl-Bildwiedergaberöhre zeigt.
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Von einer Koppelstufe 1 werden die hochfrequenten bzw. zwischenfrequenten,
mit den Bildsignalen modulierten Schwingungen der Kathode einer Diode 2 zugeführt,
deren Anode über einen Arbeitswiderstand 3 von z. B. 2,7 kOhm und
einen parallel liegenden Glättungskondensator 4 von z. B. eimigen Pikofarad mit
dem anderen Ende der Spule 1 verbunden ist. Dieses Spulenende ist weiter
mit dem Schleifer eines Potentiometers 5 von z. B. 500 Ohm verbunden,
das einerseits am positiven Pol der Speisequelle, z. B. + 12 Volt gegen Erde,
und andererseits über einen Vorwiderstand 6 von z. B. 2 kOhm an Erde liegt.
Der Schleifer des Potentiometers ist weiter über einen Kondensator 7 von
z. B. 50 Mikrofarad mit der Speisequelle verbunden.
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An die Anode der Diode 2 ist weiter die Basis eines Vorverstärkertransistors
8 angeschlossen, dessen Kollektor an Erde liegt und dessen Emitter über einen
Arbeitswiderstand 9 von z. B. 1,2 kOhm an + 12 Volt angeschlossen
ist. Der Emitter des Transistors 8 ist weiter m it der Basis des Endtransistors
10 verbunden, dessen,Kollektor über einen Arbeits, widerstand 11 von
z. B. 4,7 kOhm an den negativen Pol der Speisequelle, z. B. -7 54 Volt, angeschlossen
ist unter Zwischen'schgItung eines VDR-Widerstandes 12, an dem im Betrieb eine weitgehend
konstante Spannung von z. B. 15 Volt abfällt. Parallel zum VDR-Widerstand
12 liegt ein überbrückungskondensator 28 von z. B. 25 Mikrofarad.
Der Emitter des
Transistors 10 ist über einen Widerstand
13 von z. B. 82 Ohm an den positiven Pol der Speisequelle angeschlossen.
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In der bisher beschriebenen Schaltung wird am Widerstand
3 das demodulierte Videosignal mit negativ gerichteten Synchronimpulsen erzeugt.
Der Transistor 8 arbeitet lediglich als Impedanzwandler, so daß an seinem
Emitter das Videosignal mit etwa gleicher Amplitude und gleicher Polarität auftritt.
Durch Einstellen des Schleifers am Potentiometer 5
kann der Arbeitspunkt des
Transistors 8 festgelegt werden. Das Signal vom Emitter des Transistors
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steuert den Transistor 10, wobei am Emitterwiderstand 13 eine
gewisse, linearisierend wirkende Gegenkopplung auftritt. Am Kollektor des Transistors
10 erhält man ein verstärktes Videosignal mit einer Amplitude von etwa
25 bis 30 Volt zwischen Schwarzwert und Weißwert.
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Dieses Signal wird der Kathode einer Bildröhre 14 zugeführt, die im
übrigen bekannter Art ist, so daß von einer Darstellung ihrer weiteren Elektroden,
der Ablenkeinrichtungen usw. abgesehen wurde. Der Wehnelt-Zylinder der Bildröhre
14, dem über einen Kondensator 15 von einer Klemme 16 Austastimpulse
zugeführt werden können, ist über einen Vorwiderstand 17 von z. B. 470 kOhm
mit dem Schleifer eines Helligkeitspotentiometers 18 von z. B.
100 kOhm verbunden, das einerseits an den negativen Pol von - 54 Volt
der Speisequelle und andererseits über einen Vorwiderstand 19 von z. B.
100 kOhm an den positiven Pol der Speisequelle oder auch an Erde angeschlossen
ist.
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Wenn eine direkte Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors
10 und der Kathode der Bildröhre 14 besteht, erreicht diese Kathode bei Bildweiß
ein Potential (gegen Erde) von - 39 Volt. Mit lElfe des Schleifers des Potentiometers
18 kann das Potential des Wehnelt-Zylinders so eingestellt werden, daß die
Gitter-Kathoden-Spannung der Bildröhre 14 etwa 1/2 bis 1 Volt negativ ist,
so daß noch kein Gitterstrom fließt. Dies ergibt die maximal mögliche Aussteuerung
der Bildröhre 14. Durch Verschieben des Schleifers des Potentiometers
18 nach negativeren Werten hin kann dann die Grundhelligkeit der Röhre 14
in gewünschtem Maß verringert werden, wobei der maximale negative Wert des Wehnelt-Zylinders
gegenüber der Kathode bestimmt wird durch den Spannungsabfall am Element 12.
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Um außer der erwähnten Grundhelligkeitsänderung auch eine Änderung
des Kontrastes, d. h. der Amplitude des Videosignals an der Bildröhre 14,
vornehmen zu können, ist die Kathode der Röhre 14 nicht direkt mit dem Kollektor
des Transistors 10
verbunden, sondern mit dem Schleifer eines zur Kontrasteinstellung
dienenden Potentiometers 20, das zwischen dem Kollektor des Transistors
10 und einem Spannungsteiler eingeschaltet ist, der aus der Reihenschaltung
eines Widerstandes 21 von z. B. 30 kOhm und eines Widerstandes 22 von z.
B. 22 kOhm besteht, der an die beiden Pole der Speisequelle angeschlossen ist. Die
genauen Werte der Widerstände 21 und 22 - die gegebenenfalls durch ein einstellbares
Potentiometer von z. B. 50 kOhm gebildet sein können - ergeben sich
daraus, daß die Spannungsdifferenz am Potentiorrteter 20 beim Schwarzwert gleich
Null sein muß. Bei diesem Wert erscheint am Kollektor des Transistors
10 ein (innerer Gleichstrom-) Widerstand, dessen Verhältnis zum Widerstand
22 gleich sein muß dem Verhältnis des Widerstandes 11 zum Widerstand 21.
Für . den Schwarzwert ergibt sich dann beim Verschieben des Schleifers am
Potentiometer 20 keine Änderung, so daß der Schwarzwert unabhängig von der Kontrasteinstellung
konstant bleibt, Dieser Kontrast nämlich ändert sich mit der Verschiebung des Schleifers
am Potentiometer 20 von z. B. 25 kOhm beträchtlich, in der angegebenen Schaltung
etwa im Verhältnis 3: 1.
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Dabei ist zu beachten, daß auch dann, wenn der Schleifer des Potentiometers
20 am Verbindungspunkt der Widerstände 21 bis 22 steht, noch immer ein Videosignal
auftritt, da der effektive Innenwiderstand des Spannungsteilers 21, 22 in gleicher
Größenordnung liegt wie der Widerstand des Potentiometers 20.
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Zur Verbesserung der übertragung der Videosignale hoher Frequenz ist
in an sich bekannter Weise zwischen dem Kollektor des Transistors 10
und dem
Schleifer des Potentiometers 20 ein Kondensator 23 von z. B. 4 Pikof arad
angebracht.
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Nach der Erfindung ist der Kollektor des Transistors 10 über
eine Diode 25 mit einem Punkt festen Potentials verbunden, derart, daß die
Synchronimpulse ganz oder wenigstens zu einem Teil in der Kollektorspannung unterdrückt
werden. Ein solcher Punkt festen Potentials kann mit Hilfe eines Potentiometers
26 erhalten werden, das zwischen Erde und dem positiven Pol der Speisequelle
eingeschaltet ist und dessen Schleifer an der Kathode der Diode 25
liegt.
Dieser Schleifer ist weiter durch einen überbrückungskondensator 27 von z.
B. 50 Mikrofarad mit Erde verbunden. Wenn die Synchronimpulse am Eingang
des Transistors 10 auftreten und die Kollektorspannung den durch den Schleifer
am Potentiometer 26 eingestellten Wert erreicht, wird die Diode
25 leitend und hält die Kollektorspannung fest, bis am Ende der Synchronimpulse
der Kollektorstrom wieder abnimmt. Für die Helligkeitsaussteuerung der Bildröhre
14 werden somit die im Videosignal und im Kollektorstrom des Transistors
10 an sich vorhandenen Synchronimpulse nicht benutzt; 'die erforderliche
Austastung der Bildröhre 14 während des Rücklaufes kann durch die von der Klemme
16 zugeführten negativen Impulse durchgeführt werden.