DE1268660B - Fernsehempfaenger mit getasteter Verstaerkungsregelung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-33/50

Nummer: 1268 660

Aktenzeichen: P 12 68 660.1-31

Anmeldetag: 4. September 1963

Auslegetag: 22. Mai 1968

Die Erfindung betrifft einen Fernsehempfänger mit einem auf einen Bezugspegel des Videosignals, z. B. auf die hintere Schwarzschulter ansprechenden Steuerkreis, dem zur Erzeugung einer aus diesem Bezugspegel hergeleiteten Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung ein erster und ein zweiter aus dem Zeilenrücklaufimpuls mit unterschiedlicher Verzögerung abgeleiteter Impuls zur Tastung zugeführt werden.

Der Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Regelspannung in Abhängigkeit von der hinteren Schwarzschulter in einer getasteten Schaltung, der das Videosignal zugeführt wird, wobei die Schaltung durch die vor oder nach der hinteren Schwarzschulter eintreffenden Signalbestandteile nicht beeinflußt werden soll.

Als Tastimpuls steht in einem Fernsehempfänger in erster Linie der Zeilenrücklaufimpuls zur Verfügung, der in einfacher Weise mit großer Amplitude dem Ausgangstransformator des Zeilenablenkgenerators entnommen werden kann.

Dieser Impuls muß jedoch verzögert werden, damit er mit der hinteren Schwarzschulter zusammenfällt. Außerdem ist er zu breit und weist keine hinreichend schmale Spitze auf, damit mit ihm die hintere Schwarzschulter ohne Übergreifen auf die anliegenden Signalteile abgetastet werden kann.

Bei einer bekannten Schaltung nach der deutschen Patentschrift 965 908 zur Erzeugung einer Regelspannung in Abhängigkeit von dem Zeilensynchronimpuls eines Fernsehsignals wird die Abhängigkeit der Regelspannung von der gegenseitigen Phasenlage oder Verzögerung der Impulse dadurch herabgesetzt, daß aus einem der Impulse ein sehr kurzer sekundärer Impuls abgeleitet wird. Eine zusätzliche Steuerung der Schaltung wird nur beim gleichzeitigen Vorhandensein aller drei Impulse durchlässig.

Bei der bekannten Schaltung bestimmt der sekundäre Impuls sowohl das Ein- wie das Aussetzen der Tastung. Zur genauen Festlegung des Tastintervalls, wie sie bei der Tastung auf der Schwarzschulter erforderlich ist, müssen daher nicht nur die Verzögerung des primären Tastimpulses, sondern auch die des sekundären Impulses im Vergleich zum primären und die Dauer des sekundären Impulses genau festgelegt werden.

Durch die deutsche Patentschrift 1072 264 ist ferner eine Schaltung bekannt, bei der einem durch Differentiation des Zeilenrücklaufimpulses gewonnenen Tastimpuls ein Hilfsimpuls überlagert wird, damit die Phasenlage des resultierenden Tastimpulses zur Abtastung der hinteren Schwarzschulter geeignet Fernsehempfänger mit getasteter
Verstärkungsregelung

Anmelder:

AGA Aktiebolag, Lidingö (Schweden)

Vertreter:

Dr. F. E. Trettin, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Krögerstr. 5

Als Erfinder benannt:
Stephen Philip Ronzheimer,
Elmhurst, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. September 1962
(223 494)

wird. Der Hilfsimpuls entsteht durch Integration einer dem Zeilenausgangstranformator entnommenen Spana₅ nung. Durch diese Anordnung ist ein genaues Festlegen sowohl des öffnens wie des Schließens des Tastintervalls schwer zu erreichen.

Der Fernsehempfänger mit einem auf einen Bezugspegel des Videosignals, z. B. auf die hintere Schwarzschulter ansprechenden Steuerkreis, dem zur Erzeugung einer aus diesem Bezugspegel hergeleiteten Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung ein erster und ein zweiter aus dem Zeilenrücklaufimpuls mit unterschiedlicher Verzögerung abgeleiteter Impuls zur Tastung zugeführt werden, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impuls mit seiner Vorderflanke die Öffnung und der erste mit seiner Rückflanke die Schließung der Taststufe derart bewirkt, daß der Steuerkreis nur beim gleichzeitigen Vorhandensein beider Impulse wirksam ist.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen und Erklärungen hierzu gezeigt.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Empfängers mit nach der Erfindung ausgebildetem Steuerkreis zur Erzeugung einer Regelspannung;

F i g. 2 zeigt Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise;

Fig. 3 ist das Schaltbild einer alternativen Aus-So führung des Steuerkreises;

Fig. 4 zeigt Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise des Steuerkreises von Fig. 3;

809 550/329

Fig. 5a und 5b zeigen Kurven zur Veranschaulichung des durch die Erfindung erreichten Vorteils.

Allgemeiner Aufbau des Empfängers nach F i g. 1

Eine Antenne 10 liegt am Eingang eines Hochfrequenzteils 11, auf den ein Zwischenfrequenzteil 12 und ein Demodulator 13 folgen. Am Ausgang des Demodulators liegt ein Tonwiedergabeteil 24 und ein Videoverstärker 14, dessen Ausgangsspannung über einen speziellen Kopplungskreis 51 an die Kathode einer Bildröhre 15 gelangt. Der Kopplungskreis 51 hat die Eigenschaft, bei niedrigen Werten der mittleren Bildhelligkeit den Gleichstromteil der Videospannung vollständig zu übertragen. Bei höheren Werten der mittleren Bildhelligkeit aber findet eine immer unvollständigere Übertragung des Gleichstromteils statt. Die vorliegende Erfindung setzt jedoch nicht die Verwendung dieser Art von Kopplungskreis voraus, sondern kann auch bei vollständiger Übertragung des Gleichstromteils angewandt werden. Der nach der Erfindung ausgebildete Steuerkreis

16 liegt am Ausgang des Verstärkers 14 und umfaßt einen getasteten Gleichrichterkreis mit einer Röhre

17 zur schwarzwertabhängigen Regelspannungserzeugung. Am Verstärkerausgang liegt ferner ein Synchronsignaltrenner 18, der die Synchronimpulse an Generatoren 19 und 20 für die vertikale bzw. horizontale Ablenkung des Kathodenstrahls weitergibt.

Der Generator 20 hat eine Ausgangsklemme 23, die mit dem Steuerkreis 16 in Verbindung steht und diesen einem Tastimpuls zuführt. Der Steuerkreis 16 hat eine Eingangsklemme 25, zu der die Videospannung gelangt, und spricht auf diese sowie auf die der Klemme 27 zugeführten Tastimpulse, die die Rücklaufimpulse der horizontalen Ablenkung sind, an. Die im Steuerkreis erzeugte Regelspannung gelangt über die Klemmen 27 und 23 zu den Teilen 11 und 12 und steuert deren Verstärkungsmaß zur Konstanthaltung der Amplitude am Eingang des Demodulators 13 und zur Schwarzsteuerung der Bildröhre.

Der Steuerkreis 16 der F i g. 1

Der Steuerkreis spricht auf den auf den Synchronimpuls folgenden Bezugspegel oder Austastpegel des Videosignals an. Dieser Spannungspegel soll die Bildröhre sperren, d. h. den Kathodenstrahl auf Null heruntersteuern. Der Generator 20 hat einen Transformator 26 zur Erzeugung von Rücklaufimpulsen, die von verhältnismäßig langer Dauer sind und annähernd mit den Synchronimpulsen zusammenfallen. Diese als Tastimpulse dienenden Rücklaufimpulse gelangen über die Klemme 27 zu einem Integrierkreis mit einem Widerstand 28, Kondensator 29, Widerstand 30 und Kondensator 31, der zur Verzögerung der Tastimpulse dient. Der verzögerte Impuls erscheint am Verbindungspunkt des Widerstandes 30 mit dem Kondensator 31. Der Steuerkreis umfaßt auch einen getasteten Gleichrichterkreis 32 mit einer Pentode 17, deren Steuergitter über einen Widerstand 33 und die Klemme 27 erscheinende Tastimpuls gelangt direkt Videoverstärkers 14 verbunden ist. Der an der Klemme 27 erscheinende Tastimpuls gelangt driekt zur Anode der Pentode 17 und der verzögerte Impuls zum Schirmgitter, beides mit solcher Richtung, daß die Impulse zum Durchlässigwerden der Röhre beitragen. Der Kathodenkreis erzeugt die Vorspannung in üblicher Weise mittels Widerständen 34 und 35 und einem Kondensator 36. Der Widerstand 35 steht mit einer Spannungsquelle V in Verbindung. Durch den Kathodenkreis wird die Kathode auf einem vorbestimmten Spannungspegel gehalten, wodurch die Röhre durchlässig wird, wenn die Vorderflanke des zum Schirmgitter gelangenden verzögerten Tastimpulses diesen Spannungspegel überschreitet, und undurchlässig wird, wenn die Rückflanke des zur Anode gelangenden Tastimpulses diesen Spannungspegel unterschreitet. Die erzeugte Regelspannung gelangt

ίο über einen Widerstand 37 zum Hochfrequenzteil 11 und über einen Spannungsteiler mit Widerständen 38 und 39 zum Zwischenfrequenzteil 12. Nebenschlußkondensatoren 40 und 41 dienen zur Unterdrückung von schnellen Spannungsschwankungen. Die Regelung hat zur Folge, daß der Bezugspegel in der Bildröhre 15 gemäß dem Erfordernis einer richtigen Schwarzsteuerung eingestellt wird.

Wirkungsweise

Das Videosignal am Ausgang des Verstärkers 14 ist durch die Kurvet der Fig. 2 veranschaulicht. Kurve B zeigt den dem Transformator 26 entnommenen Rücklaufimpuls, der zur Anode der Pentode 17 gelangt. Zum Schirmgitter gelangt ein verzögerter und integrierter Impuls nach Kurve C. Da die Tastung sowohl an der Anode wie am Schirmgitter erfolgt, ist der Röhrenstromfluß von dem zeitlichen Unterschied der beiden Impulse abhängig. Der Schinngitterimpuls C ist genügend verzögert, um den Ka- thodenspannungspegelD in Fig. 2 erst in einem Zeitpunkt t_± zu überschreiten, in dem der Synchronimpuls beendet ist und der Bezugspegel oder die hintere Schwarzschulter angefangen hat. Während des Synchronimpulses fließt somit kein Strom. Der Schirmgitterimpuls ist jedoch von langer Dauer und erstreckt sich bis in den Zeilenvorlaufteil der Videospannung hinein. Ein Stromfluß während dieser Zeit wird durch den Anodenimpuls B verhindert, weil die Anodenspannung im Zeitpunkt t_z den Spannungs-

pegel D unterschreitet. Der Zeitpunkt t₂ liegt ungefähr am Ende der hinteren Schwarzschulter. Die erzeugte Regelspannung ist somit vom Synchronimpuls unabhängig und spricht nur auf den erwünschten Bezugspegel, die hintere Schwarzschulter, an.

Als beispielhafte Werte für die Schaltungsteile der F i g. 1 können folgende in Klammern gesetzten Angaben dienen (Widerstände in Kiloohm, Kondensatoren in Pikofarad): 28 (47), 30 (47), 33 (18), 34 (47), 35 (12), 29 (47), 31 (47), 36 (100 000), 17 (5 AN 8), Spannung V (265 V), Röhre 15 (21DEP 4 A).

Der Steuerkreis der F i g. 3

Der Steuerkreis 316 unterscheidet sich vom Steuerkreis 16 dadurch, daß sowohl der Anoden- wie der Schirmgitterimpuls verzögert wird. Die Wirkungsweise ist sonst analog, und entsprechende Teile haben dieselben Bezeichnungen.

Der an der Klemme 27 auftretende Tastimpuls gelangt zu einem Verzögerungskreis mit einem Widerstand 42, einer Spule 43 und einem Kondensator 44. Der am Verbindungspunkt der Spule mit dem Kondensator erscheinende Impuls gelangt über einen Kondensator 45 und Nebenschlußwiderstand 46 an den Integrierkreis mit Widerstand 47 und Kondensator 48. Der Integrierkreis bewirkt eine zusätzliche Verzögerung in dem Verbindungspunkt des Widerstandes 47 mit dem Kondensator 48. Der getastete Gleichrichterkreis 50 umfaßt eine Pentode 17, deren

Steuergitter über einen Widerstand 33 gleichstrommäßig mit der Eingangsklemme 25 und dem Ausgang des Videoverstärkers 14 in Verbindung steht. Die Anode liegt am Ausgang des Verzögerungskreises und das Schirmgitter am Ausgang des die zusätzliche Verzögerung bewirkenden Integrierkreises, so daß die Pentode durchlässig wird, wenn die Vorderflanke des Schirmgitterimpulses die Kathodenspannung übersteigt, und undurchlässig wird, wenn die Rückflanke des Anodenimpulses diese Spannung unterschreitet.

F i g. 4 zeigt die Tastimpulse und deren Verhältnis zum Kathodenpotential der Röhre 17 sowie die Videospannung am Steuergitter der Röhre. Ein Anodenstrom kann durch das Videosignal A' nur dann herbeigeführt werden, wenn der Anodenimpuls B' und der Schirmgitterimpuls C beide positiv mit Bezug auf das Kathodenpotential D' sind, also zwischen den Zeitpunkten t_t und t₂. Es geht aus dem Diagramm hervor, daß das Einsetzen des Stromes im Zeitpunkt t_t durch den Schirmgitterimpuls und das Aussetzen im Zeitpunkt t₂ durch den Anodenimpuls bestimmt wird. Ein Stromfluß kommt nur während der hinteren Schwarzschulter zustande, so daß die erzeugte Regelspannung von diesem Bezugspegel abhängig ist. Der Anodenimpuls kann eine so große Verzögerung haben, daß er teilweise im Bereich der Zeilenabtastung liegt, bevor er den Kathodenspannungspegel unterschreitet, damit die Dauer des Anodenstromflusses hinreichend groß und die Gefahr einer Überlastung der automatischen Verstärkungsregelung herabgesetzt wird.

Bei der Regelung in Abhängigkeit von der hinteren Schwarzschulter liegt die Möglichkeit zur Erzeugung einer Wechselstromkomponente in der Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung dadurch vor, daß der getastete Steuerkreis beim Eintreffen der vertikalen Synchronimpulse auf die Synchronimpulsspitzen ansprechen wird. Diese Schwierigkeit kann jedoch dadurch umgangen werden, daß die Kathodenspannung der getasteten Röhre so eingestellt wird, daß die hintere Schwarzschulter am Steuergitter auf etwa demselben Potential mit Bezug auf die Kathode liegt, das bei üblichen, auf die Synchronimpulsspitze ansprechenden Tastschaltungen durch die Synchronimpulsspitze erzeugt wird, weil die Synchronimpulsspitzen das Steuergitter positiv im Vergleich zur Kathode machen und dann durch den Gitterstromfluß im Widerstand 33 begrenzt werden. Zur Unterdrückung dieser Erscheinung trägt auch der Umstand bei, daß die Kopplung an das Schirmgitter über einen hohen Widerstand erfolgt. Beim Eintreffen der vertikalen Synchronimpulse ergibt sich eine Herabsetzung der Amplitude der Schirmgitterimpulse, wodurch die Einwirkung der vertikalen Impulse auf den Anodenstrom gemindert wird.

Als beispielhafte Werte für die Bemessung des Kreises 316 können folgende in Klammern stehende Werte (in Kiloohm, Pikof arad oder Millihenry) angegeben werden: 42 (6,8), 46 (330), 47 (100), 49 (15), 44 (150), 45 (5000), 48 (43), 43 (20), Spannung V (265V), RöhrelS (21DEP4 A).

Beim Festlegen der Synchronimpulsspitzen auf eine vorbestimmte Spannung in einem Empfänger mit Übertragung des Gleichstromteils und mit Herleitung der Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung in einer einfachen Schaltung, deren Kennlinie nicht völlig flach ist, ergeben sich zwei Übelstände, die zu beseitigen sind, wenn eine einwandfreie Wiedergabe erwünscht ist. Erstens besteht die Gefahr einer Belastung einer Hochspannungsquelle bei hoher mittlerer Bildhelligkeit. Diese Gefahr wird durch den Kopplungskreis 51 herabgesetzt, bei dem bei höherer mittlerer Bildhelligkeit eine Annäherung an einen Zustand mit Übertragung nur des Wechselstromteils erfolgt. Zweitens besteht die Gefahr einer Wanderung des Schwarzpegels bei veränderlicher Signalstärke. Diese Gefahr wird durch die Steuerung des Schwarzpegels in Abhängigkeit von der hinteren Schwarzschulter gemindert. Man kann somit eine weniger flache Kennlinie für die Verstärkungsregelung benutzen, wenn die erfindungsgemäße Schaltung nur zur Schwarzsteuerung und nicht auch zur automatischen Verstärkungsregelung verwendet wird.

Die im Steuerkreis erzeugte Regelspannung kann auch, statt dem Demodulator 13, dem Verstärker 14 als Vorspannung zugeführt werden, um jeglicher Änderung des Empfangssignals entgegenzuwirken, so daß eine richtige Schwarzsteuerung am Eingang der Bildröhre 15 erfolgt.

Die Rücklaufimpulse des Generators 20 fallen zeitlich etwa mit den Synchronimpulsen zusammen, haben aber eine relativ lange Dauer, etwa vom Anfang der vorderen Schwarzschulter bis zum Ende der hinteren Schwarzschulter. Es ist bekannt, mittels Multivibratoren und Impulsverstärkern den Rücklaufimpuls zu verzögern und zu verkürzen, wodurch ein Ansprechen auf den auf den Synchronimpuls folgenden Bezugspegel herbeigeführt werden kann. Diese Anordnung ist jedoch kompliziert und deshalb teuer.

Die Kurven2s' bis H' der Fig. 5b veranschaulichen die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der der üblichen Steuerung in Abhängigkeit von den Synchronimpulsspitzen, die durch die KurvenE bis H der Fig. 5a veranschaulicht wird. Nach Fig. 5a ist der Schwarzpegel veränderlich, was notwendig macht, daß der Helligkeitsregler öfters nachgestellt werden muß. Nach Fig. 5b dagegen liegt der Schwarzpegel auf festem Potential H'.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Fernsehempfänger mit einem auf einen Bezugspegel des Videosignals, z.B. auf die hintere Schwarzschulter ansprechenden Steuerkreis, dem zur Erzeugung einer aus diesem Bezugspegel hergeleiteten Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung ein erster und ein zweiter aus dem Zeilenrücklaufimpuls mit unterschiedlicher Verzögerung abgeleiteter Impuls zur Tastung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impuls (C) mit seiner Vorderflanke die öffnung und der erste (B) mit seiner Rückflanke die Schließung der Taststufe derart bewirkt, daß der Steuerkreis nur beim gleichzeitigen Vorhandensein beider Impulse (C, B) wirksam ist.

2. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impuls (B) der Zeilenrücklaufimpuls selbst ist.

3. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impuls (B') durch Verzögerung des Zeilenrücklaufimpulses in einem einen Widerstand (42), eine Spule (43) und einen Kondensator (44) umfassenden Verzögerungskreis gewonnen wird.

4. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Videodemodulator (13) und der Bildröhre (15) eine Gleichstromverbindung besteht.

5. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis eine Pentode (17) enthält, deren Steuergitter der Bezugspegel (in A') und deren Anode und deren Schirmgitter je einer der abgeleiteten Impulse (B', C) zugeführt werden.

6. Fernsehempfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pentode (17) dann durchlässig wird, wenn die Vorderflanke des zweiten Impulses (C) einen vorbestimmten Am-

plitudenwert (D¹) erreicht, und undurchlässig wird, wenn die Rückflanke des ersten Impulses (S') einen vorbestimmten Amplitudenwert (D') erreicht.

7. Fernsehempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impuls (C, C) durch Integration des ersten Impulses (B, S') gewonnen wird (Schaltungselemente 28 bis 31 bzw. 47, 48).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 965 908;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1072 264.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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