DE1170995B - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Bildaufnahmeroehren vom Typ des Superorthikons - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: H 04 n;

HOIj
Deutsche KL: 21 al-32/35

Nummer: 1170 995

Aktenzeichen: F 36314 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 7. März 1962

Auslegetag: 27. Mai 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Bildaufnahmeröhren vom Typ des Superorthikons, bei denen die Abtastung während der Rücklaufzeit der Ablenkgeräte gesperrt wird.

Beim Betrieb von Superorthikonkameras war es bisher üblich, den Strahlstrom der Superorthikonröhre während der Rücklaufzeiten des Abtaststrahles nicht zu sperren, sondern die Speicherelektrode während der Austastlücke des Verstärkers negativ vorzuspannen. Da dann der Abtaststrahl auf der Speicherelektrode nicht landen kann, wird er während der Austastzeiten nicht moduliert. Es fließt ein bestimmter, dem Austastwert des Bildsignals entsprechender Strahlstrom, der in voller Stärke in den Sekundärelektronenvervielfacher gelangt. Da der Austastwert üblicherweise als Bezugswert für die Klemmung der Verstärker dient, benötigt man einen möglichst konstanten Signalwert. Bei der oben geschilderten Betriebsweise ist jedoch dem Signalwert während der Austastlücke ein Rauschsignal überlagert, wodurch jeweils von Zeile zu Zeile verschiedene Bezugswerte für die Klemmung erzeugt werden, was Zeilenrauschen verursacht.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bekannt, den Strahlstrom der Superorthikonröhre während der Austastlücke zu sperren, um einen konstanten Bezugswert für die Klemmung des Verstärkers zu erhalten. Dies erfordert aus folgendem Grund eine automatische Strahlstromregelung auf einen sehr konstanten Wert.

Bei voller Aussteuerung der Superorthikonröhre durch das auf die Fotokathode fallende Licht ist der Abtaststrahl üblicherweise 50¹Vo moduliert. Nur die Hälfte der der Speicherelektrode zur Abtastung bzw. Löschung des Ladungsbildes angebotenen Elektronen des Strahlstroms können auf der Speicherelektrode landen. Während der Negativtastung der Speicherelektrode ergibt sich der maximale Strahlstromwert. Während der Abtastung weißer Bildstellen geht dieser auf den halben Wert zurück. Die gesamte Signalamplitude wird bei Unterdrückung des Strahlstromes etwa doppelt so groß wie beim sogenannten Schwarz-Weiß-Sprung. Auf diesen bei Unterdrückung des Strahlstromes entstehenden Potentialwert, den sogenannten Austastwert, arbeiten die Klemmschaltungen des Verstärkers. Bei einer Änderung des Strahlstromes wird im Bildsignal sowohl das Potential des Schwarzwertes als auch das des Weißwertes geändert; denn das bei Unterdrückung des Strahlstromes im Verstärker erreichte Potential wird ja durch die Klemmschaltungen festgehalten. Es sollte daher, um definierte Potentialwerte für Schwarz und Weiß und auch Verfahren und Schaltungsanordnung zum
Betrieb von Bildaufnahmeröhren vom Typ des
Superorthikons

Anmelder:
Fernseh G. m. b. H.,

Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:
Dr .-Ing. Wolfgang Dillenburger,
Nieder Ramstadt über Darmstadt

alle dazwischenliegenden Grauwerte zu erhalten, der Strahlstrom unbedingt auf einem sehr konstanten Wert gehalten werden.
Bei bekannten Schaltungen zur automatischen Strahlstromstabüisierung hat man versucht, eine Regelspannung zur Regelung der Wehneltvorspannung von dem auf die Anode des Strahlsystems fließenden Strom bzw. vom Kathodenstrom der Superorthikonröhre abzuleiten. Große Schwierigkeiten bei der Ausführung solcher Schaltungen bereitet jedoch der bei den einzelnen Röhrenexemplaren recht verschiedene, manchmal relativ geringe Isolationswiderstand zwischen den verschiedenen Elektroden des Strahlerzeugungssystems, so daß der auftretende Isolationsstrom von gleicher Größenordnung sein kann wie der Strahlstrom. Die beiden Ströme addieren sich hierbei und können durch keinerlei Mittel voneinander wieder getrennt werden, so daß bestenfalls der Wert des Gesamtstroms und nicht der Strahlstrom allein stabilisiert wird. Um diesen Nachteil zu umgehen, könnte man zwar geeignete Superorthikonröhren nach ihrem Isolationswiderstand auswählen, was aber den Ausschuß wesentlich erhöhen würde.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet die oben angeführten Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, daß nur während eines Teiles der Austastzeit der Strahlstrom gesperrt wird und wenigstens während eines anderen Teiles der Austastzeit die Speicherelektrode in an sich bekannter Weise an ein gegenüber der Strahlkathode negatives Potential gelegt wird und daß die vom verstärkten Ausgangs-

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strom der Bildaufnahmeröhre abgeleitete Gleichspannung einer die Stärke des Strahlstroms maßgeblich beeinflussenden Elektrode, vorzugsweise der Wehneltelektrode des Strahlsystems, im Sinne einer automatischen Stabilisierung zugeführt wird.

Dem Strahlstrom im Vakuum ist der Ausgangsstrom des Sekundärelektronenvervielfachers genau proportional, so daß dessen Größe während der Negativtastung der Speicherelektrode eine vom Isola-

F i g. 1 zeigt einen Teil der Schaltung einer Fernsehkamera. Hierbei ist eine Superorthikonröhre 1 mit der Speicherelektrode 2, der Kathode 3, der Wehneltelektrode 4 und der Strahlanode 5 dargestellt, wobei 5 die Strahlanode gleichzeitig Prallelektrode des Sekundärelektronenvervielfachers 6 ist, der auch die Elektroden 7 und die Anode 8 umfaßt.

Der Speicherelektrode 2 wird ein Impuls C zugeführt, der die Speicherelektrode während der gesam-

tionswiderstand zwischen den Elektroden des Strahl- io ten Rücklaufzeit des Abtaststrahls gegen die Strahlsystems unabhängige Meßgröße darstellt, die zur kathode 3 negativ vorspannt. Die Wehneltelektrode 4 automatischen Konstanthaltung des Strahlstroms be- wird während eines Teils der Rücklaufzeit des Abnutzt werden kann. Voraussetzung für die Durch- taststrahls durch einen Impuls B so weit negativ Vorführung des Verfahrens ist, daß die Verstärkung des gespannt, daß der Strahlstrom gesperrt wird. Während Vervielfachers konstant ist, was sich in der Praxis 15 der Sperrung des Strahlstroms wird z. B. in die Ausais erfüllt erwiesen hat. Eine von ihm abgeleitete gangsleitung des Sekundärelektronenvervielfachers 6 Regelspannung ist dann von Isolationsfehlern weit- ein Gegenimpuls D eingetastet. Während dieser Zeit gehend unabhängig. Sie kann nun dazu benutzt werden ferner dem Vorverstärker 11, dem Hauptwerden, durch Beeinflussung der Vorspannung der verstärker 12 und der Meßverstärkerstufe 13 Klemm-Wehneltelektxode den Strahlstrom konstant zu halten, ao impulse E zugeleitet.

Durch entsprechende Vorspannung einer sekundär- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden

emittierenden Elektrode kann der Vervielfacher auf nun die Impulsformen der F i g. 3 besprochen, welche einen vorgegebenen Verstärkungsfaktor derart ein- den Verlauf der verschiedenen zweckmäßig in der gestellt werden, daß die Regelautomatik von Röhre Kamera verwendeten Impulse darstellen, die zur zu Röhre optimal arbeitet, daß also immer die maxi- 25 Strahlstromstabilisierung dienen. Es wird davon ausmal mögliche Regelsteilheit der Anordnung erzielt gegangen, daß es notwendig ist, die der Bildaufwird. nahmeröhre (Superorthikonröhre) nachgeschalteten

Die Klemmimpulse sollen innerhalb der Austast- Verstärker auf einen bestimmten Signalwert zu klemzeit des Strahlstroms liegen. In anderen Zeiten inner- men, damit unabhängig vom Bildinhalt ein fester halb der Austastzeit soll die Speicherelektrode nega- ₃₀ Bezugswert (z. B. Weiß- oder Schwarzwert) trotz der tiv vorgespannt werden. Während dieser Zeit erreicht Verwendung von Wechselstromverstärkerstufen gealso der Strahlstrom seinen maximalen Wert. Im währleistet ist. Der zur Beibehaltung dieses Bezugs-Bildsignal entsteht daher ein Impuls, dessen Höhe wertes dienende Klemmimpuls E wird während der etwa gleich dem doppelten Schwarz-Weiß-Sprung ist. Rücklaufzeit zu dem Zeitpunkt an die Verstärker-Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ₃₅ stufen gelegt, bei dem ein definierter Signalpegel während der Dauer der im Verstärker wirksamen (z. B. Weiß- oder Schwarzpegel) vorhanden ist. Klemmimpulse ein Schwarzimpuls zum Bildsignal an I_n dem in F i g. 3 gezeigten Impulsschaubild ist A

geeigneter Stelle addiert. Die Amplitude dieses Im- ein Bezugsimpuls, von dessen Flanken die verschiepulses ist so groß wie der Signalsprung zwischen ge- denen Steuer- und Tastimpulse einer Fernsehkamera sperrtem und unmodüliertem Strahlstrom, so daß ₄₀ abgeleitet werden. Im vorliegenden Fall handelt es durch den Impuls ein konstanter Schwarzpegel er- sich um den während der Zeilenrücklaufzeit gegebezeugt wird, der als Bezugswert zur Klemmung der nen Η-Impuls. Um nun einen Bezugswert vorgeschrie-Videoverstärkerstufen dienen kann. Bei einer Vari- bener Bildamplitude während der Zeit der Klemmante der Erfindung kann die Amplitude des Schwarz- impulse zur Verfügung zu haben, wird an die Wehimpulses auch dem Signalsprung zwischen Austast- ₄₅ neltelektrode 4 ein Sperrimpuls B gegeben, welcher wert des Strahlstroms und Weißpegel entsprechen, so durch Austasten des Strahls ein Bildsignal am Ausdaß durch den Impuls ein konstanter Weißpegel als gang der Röhre erscheinen läßt, das etwa der Ampli-Bezugswert für die Klemmung gewonnen wird. tude eines Weißwerts von 200 °/o entspricht. Dieses

Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß zwischen t_t und t₂ liegende Bildsignal erscheint die Regelspannung durch Gleichrichtung einer ₅₀ wiederum in dem die Signalspannung am Ausgang Wechselspannung, die einen periodisch wiederkehren- der Röhre darstellenden Kurvenzug F. Grundsätzlich den Minimal- und Maximalwert aufweist, gewonnen kann dieser Impulswert auch als Bezugswert für die werden kann. Dies kann durch einen Spitzengleich- Schwarzwerthaltung in dem Verstärker benutzt richter unmittelbar hinter dem Vorverstärker für das werden. Es wird jedoch zweckmäßig ein Gegenimpuls Bildsignal, dessen Verstärkung ebenfalls konstant ist, ₅₅ der Kurvenform D am Ausgang des Sekundärgeschehen, elektronenvervielfachers 6 in das Bildsignal einge-Im folgenden werden die Erfindung und ein Aus- tastet, welcher die Amplitude des zwischen t( und t₂' führungsbeispiel derselben an Hand der F i g. 1 bis 3 herrschenden Bildsignals auf einen gewünschten Wert, näher beschrieben, wobei einander entsprechende z. B. Weiß- oder — wie in dem gestrichelten Teile bzw. Kurven in allen Figuren mit gleichen Be- 60 Kurvenzug — auf den Bezugswert Schwarz bringt, zugszeichen gekennzeichnet sind. Zwecks einfacherer Eine solche Einstellung des Bezugspegels ist in

Fernsehkameras an sich bekannt. Die Erfindung geht
aber von der Erkenntnis aus, daß es wenig Sinn hat,
das Bildsignal auf einen fest vorgegebenen Bezugs-65 wert zu klemmen, solange keine zuverlässige Konstanthaltung des Strahlstroms gewährleistet wird. Daher wird nun zur erfindungsgemäßen Stabilisierung
des Strahlstroms eine Austastung der Speicherelek-

Darstellung sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile eingezeichnet. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung
der Regelspannung nach Fig. 1,

Fig. 3 Schaubilder der auftretenden Impulse.

trode 2 mit einem Impuls der Form C vorgenommen, dessen Dauer über die Dauer ί₁-ί₂ der Wehneltaustastung bis t₃ hinausgeht. Dabei ergibt sich ein Signalverlauf, wie er in der Kurve F zwischen I₁ und t_s dargestellt ist. Gleichzeitig erhält der Strahlstrom eine Modulation gemäß dem Kurvenverlauf G, d. h., er ist zwischen I₁ und t₂ gesperrt und zwischen t₂ und t_s auf seinem Maximalwert. Dieser wird erhalten, weil bei Negativtastung der Speicherelektrode 2, aber Öffnung der Wehneltelektrode 4 der volle Strahlstrom in den Sekundärelektronenvervielfacher 6 gelangen kann. Dieser Kurvenverlauf G mit einer Strahlstromschwankung zwischen ζ = 0 und i = I_max ermöglicht die Anwendung einer Spitzengleichrichtung zur Gewinnung einer Regelspannung, mit Hilfe derer der Strahlstrom trotz eventueller Schwankungen der Kathodenemission konstant gehalten werden kann.

Die Durchführung der im vorstehenden geschilderten Schaltfunktionen wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert. Das an der Speicherelektrode 2 entstehende Ladungsbild wird mittels des Elektronenstrahls abgetastet, der auf die erste Prallelektrode des Sekundärelektronenvervielfachers 6 zurückgeht und dort verstärkt wird. Das verstärkte Signal wird der Anode 8 des Sekundärelektronenvervielfachers entnommen und in bekannter Weise über den Vorverstärker 11 dem Hauptverstärker 12 zugeleitet, denen beiden Klemmimpulse E zugeführt werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Ausgang des Vorverstärkers 11 mit einer Schaltungsanordnung zur Gewinnung der Regelspannung verbunden. Diese besteht aus der Meßverstärkerstufe 13, der ebenfalls Klemmimpulse E zugeführt werden, der Spitzengleichrichterstufe 14, in der die Strahlstromstärke bestimmt wird, und der Regelspannungsverstärkerstufe 15, welche die vom Impulssignal abgeleitete Gleichspannung verstärkt. Der Ausgang der Stufe 15 ist an die Wehneltelektrode 4 zur Regelung der Wehneltvorspannung angeschlossen.

In F i g. 2 sind die Schaltungsanordnungen 13, 14, 15 zur Gewinnung der Regelspannung dargestellt. Das vom Vorverstärker 11 kommende Signal wird am Punkt 16 der Meßverstärkerstufe 13 zugeführt, die am Punkt 17 mit Klemmimpulsen E versehen wird. Nach Verstärkung des Signals in der Meßverstärkerstufe 13 gelangt es in die Spitzengleichrichterstufe 14. Das gleichgerichtete Signal wird nach Gleichstromverstärkung an die Basis des Transistors 18 (OC 450) der Regelspannungsverstärkerstufe 15 gelegt. Der Emitter des Transistors 18 ist an eine Gleichspannung von —55 V angeschlossen, der Kollektor über einen Widerstand^ (18 kQ) an eine Spannung von —125 V. Außerdem ist der Kollektor des Transistors 18 über einen Widerstand 21 (470 kQ) mit der Wehneltelektrode 4 verbunden. Je nach Größe der an der Basis des Transistors 18 herrschenden Steuerspannung wird der Transistor vom leitenden (bei einer Steuerspannung von OV) in den gesperrten Zustand (bei einer Steuerspannung von 5V) gesteuert, so daß die am Punkt 22 herrschende Spannung von —55 V bis etwa — 125 V betragen kann, wodurch die Wehneltvorspannung innerhalb eines großen Streuungsbereichs so geregelt wird, daß sich ein vorgegebener Strahlstromwert automatisch einstellt und stabil gehalten wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb von Bildaufnahmeröhren vom Typ des Superorthikons, deren Strahlstrom periodisch während der die Rücklaufzeit einschließenden Austastzeit gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur während eines Teiles der Austastzeit der Strahlstrom gesperrt wird und wenigstens während eines anderen Teiles der Austastzeit die Speicherelektrode in an sich bekannter Weise an ein gegenüber der Strahlkathode negatives Potential gelegt wird und daß die vom verstärkten Ausgangsstrom der Bildaufnahmeröhre abgeleitete Gleichspannung einer die Stärke des Strahlstroms maßgeblich beeinflussenden Elektrode, vorzugsweise der Wehneltelektrode des Strahlsystems, im Sinne einer automatischen Stabilisierung des Strahlstroms zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Sperrung des Strahlstroms ein Impuls an geeigneter Stelle zum Videosignal addiert wird, dessen Amplitude so groß ist wie der Signalsprung, welcher bei Sperrung (Unterdrückung) des unmodulierten Strahlstroms entsteht, wobei seine Polarität in bezug auf das Videosignal so ist, daß durch den Impuls ein konstanter Schwarzpegel erzeugt wird, der als Bezugswert zur Klemmung der Videoverstärkerstufen dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Sperrung des Strahlstroms ein Impuls an geeigneter Stelle zum Videosignal addiert wird, dessen Amplitude so groß ist wie der Signalsprung, welcher bei Sperrung (Unterdrückung) des dem Weißpegel entsprechenden Strahlstroms entsteht, so daß durch den Impuls ein konstanter Weißpegel erzeugt wird, der als Bezugswert zur Klemmung der Videoverstärkerstufen dient.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlstrom abgeleitete Signal am Ausgang des Sekundärelektronenvervielfachers (6) abgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlstrom abgeleitete Signal am Ausgang des Vorverstärkers (11) abgenommen wird.

6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Spitzengleichrichter, dem das am Ausgang des Sekundärelektronenvervielfachers (6) oder Vorverstärkers (11) oder an anderer geeigneter Stelle abgenommene Signal zugeführt wird und dessen Ausgang über eine Verstärkerstufe (15) derart mit einer den Strahlstrom beeinflussenden Elektrode, vorzugsweise der Wehneltelektrode (4) der Kathodenstrahlröhre (1) verbunden ist, so daß die im Spitzengleichrichter erzeugte Steuerspannung bei zunehmender Signalamplitude den Strahlstrom verringert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 077 251;
deutsche Patentschrift Nr. 895 774.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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