DE1272339B - Regelschaltung fuer den Abtastelektronenstrahl bei Bildaufnahmeroehren vom Superorthikontyp - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al - 32/35

Nummer: 1272339

Aktenzeichen: P 12 72 339.6-31 (A 46501)

Anmeldetag: 4. Juli 1964

Auslegetag: 11. Juli 1968

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung für eine Bildaufnahmeröhre vom Superorthikontyp, bei der ein Abtastelektronenstrahl auf eine Speicherelektrode geworfen und von derselben ein Anteil des Abtaststrahls mit einer der Ladung entsprechenden Modulation zurückkehrt.

Beim Superorthikon ist der wesentliche Teil des Rauschens auf den Schroteffekt zurückzuführen, welcher der Größe des unmodulierten Ladungsstroms proportional ist. Der optimale Störabstand ergibt sich, wenn infolge eines Höchstwertes des Eingangssignals eine Modulation des zurückkehrenden Strahlenanteils von 100% erreicht wird.

Im allgemeinen wird der Abtaststrahl genügend hoch eingestellt, damit die Speicherelektrode auch bei den größten zu erwartenden Beleuchtungen vollständig entladen wird. Bei der Abnahme des Höchstwertes der Beleuchtung nimmt auch der Modulationsgrad ab, und bei sehr niedriger Beleuchtung ist die Abweichung des zurückkehrenden Strahlenanteils von seinem unmodulierten Wert sehr klein. Der Schroteffekt richtet sich nach der Größe des unmodulierten Strahls, und der Störabstand hat daher bei kleiner Modulation einen sehr ungünstigen Wert.

Dieser Nachteil macht sich besonders bemerkbar, wenn das Superorthikon zur Fernüberwachung, z. B. des Verkehrs oder des Wetters verwendet wird.

Aus der USA.-Patentschrift 2451640 ist eine Schaltung zur Steuerung des Abtaststrahls einer Superorthikonröhre in Abhängigkeit von der Modulation des zurückkehrenden Strahlanteils bekannt. In der Schaltung wird eine Regelspannung in Abhängigkeit von der Spitze-Spitze-Amplitude der von der Röhre abgegebenen Signalspannung erzeugt und durch dieselbe die Stärke des Abtaststrahls zur Konstanthaltung der genannten Spitze-Spitze-Amplitude gesteuert.

Bei der Steuerung des Abtaststrahls eines Superorthikons ist es nicht nur von Bedeutung, daß eine Untermodulation zur Verbesserung des Störabstandes vermieden wird. Wenn die Stärke des Abtaststrahls so geregelt wird, daß der Modulationsgrad in der Nähe von 100% liegt, kann ein plötzliches Ansteigen der Lichtstärke zu einer Ubermodulation führen, mit der eine Verzerrung der Bildwiedergabe verbunden ist.

Gegenüber dem Bekannten ist die Regelschaltung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung auf den Unterschied zwischen einerseits einem Bezugspegel, der dem WertO des von der Speicherelektrode zurückkehrenden Anteils des Abtastelektronenstrahles entspricht, und ande-Regelschaltung für den Abtastelektronenstrahl
bei Bildaufnahmeröhren vom Superorthikontyp

Anmelder:

AGA Aktiebolag, Lidingö (Schweden)

Vertreter:

Dr. F. E. Trettin, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Krögerstr. 5

Als Erfinder benannt:

Bernard Dunlevy Loughlin, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5.JuIi 1963 (293121)

rerseits dem Pegel, der dem bei der Bildinhaltsmodulation erreichten Mindestwert des zurückkehrenden Strahlenanteils entspricht, anspricht und eine Regelspannung erzeugt die die Amplitude des Abtastelektronenstrahles zur Konstanthaltung des genannten Unterschieds mit einer geeigneten Zeitkonstante steuert.

Der wesentliche Teil der Erfindung liegt darin, daß die Steuervorrichtung auf diejenige Größe anspricht, die von ihr geregelt werden soll. Wenn die Regelung in Abhängigkeit von nur der Spitze-Spitze-

Amplitude des zurückkehrenden Strahls (E_P in Fig. 2) erfolgt, sozusagen um den »unbenutzten« Anteil des Abtaststrahls (AE in Fig. 2) klein zu halten, besteht offenbar die Gefahr einer Über- oder Untermodulation in viel höherem Maße, als wenn die Regelung in Abhängigkeit von Δ Ε selbst erfolgt, weil im ersten Fall der Sollwert von E_P ein von 0 wesentlich abweichender Wert ist, der den Einflüssen von zufälligen Schwankungen der Schaltungskonstanten ausgesetzt ist, während im zweiten Fall A E

einen Sollwert von etwa 0 hat, der von solchen Schwankungen weit weniger abhängig ist. Die Gefahr einer Über- oder Untermodulation ist daher im zweiten Fall wesentlich kleiner. Auch wird die Regelung empfindlicher erfolgen, wenn z.B. E_s = 100%

ist, dann entsprechen den beiden Fällen AE= 10% und AE = 20% Regelspannungen, die sich wie 1: 2 verhalten, wenn die Regelspannung von AE abge-

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leitet wird. Wird sie statt dessen von E_P abgeleitet, zunehmenden Gegenstandes 12 gleichbedeutend ist.

wird das entsprechende Verhältnis Jedoch ist, wie eingangs erläutert, der Schroteffekt bei

(100 — 10) · (100 — 20) = 9 · 8. ^der Videospannung ^EPi gleich groß wie bei Ep₁, da

keine Änderung der Stärke des primären Stroms 18

Ausführungsformen werden an Hand der Zeich- 5 stattgefunden hat. Dabei ist diese Stromstärke bei

nung erläutert. Es zeigt dem vierten Bild wesentlich größer als erforderlich,

Fig. 1 einen Fernsehsender mit Steuervorrichtung um eine vollständige Entladung der Speicherplatte 16

nach der Erfindung, herbeizuführen. Bei diesem Bild liegt daher eine

F i g. 2 und 3 Kurven zur Erläuterung der Wir- wesentliche Verschlechterung des Rauschabstandes

kungsweise und io vor.

Fig. 4 eine abgeänderte Form der Steuervorrich- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß

tung nach F i g. 1. durch eine Steuerung des primären Stroms 18 in Ab-

Mit 10 ist ein übliches Superorthikon bezeichnet, hängigkeit von dem Mindestwert des Spannungsbei dem ein Gegenstand 12 durch eine Linse 13 auf Unterschiedes AE zwischen dem weißesten Teil der einer Photokathode 14 abgebildet wird, wodurch 15 Zeilenspannung und der einer vollständigen UnterElektronen von der Photokathode ausgelöst und drückung des primären Stroms entsprechenden Spanemittiert werden. Die Elektronen werden durch eine nung W der primäre Strom 18 zur völligen Entladung Elektrode 15 beschleunigt und fallen auf eine ladungs- der Speicherplatte 16 ausreicht. Wenn die Steuerung speichernde Elektrode in der Form einer Speicher- so arbeitet, daß der genannte Spannungsunterschied platte 16, wo Sekundärelektronen ausgelöst und von 20 AE auf einem niedrigen Wert gehalten wird, ergibt einer Fangelektrode 17 aufgenommen werden. Die sich eine Verbesserung des Rauschabstandes. Fangelektrode liegt an Masse oder eventuell an einer Um nach der Erfindung die Messung des genannnegativen Spannung von einigen Volt. Da die Sekun- ten Spannungsunterschiedes AE ohne Übertragung därelektronen nicht zur Speicherplatte zurückkehren der Gleichstromkomponente zu ermöglichen, wird können, entsteht auf dieser ein positives Ladungsbild 25 der Strom 18 periodisch unterdrückt. Hierzu wird ein des Gegenstandes 12. Impulsgenerator 25 verwendet, der Spannungsimpulse

Zur Erzeugung eines Ausgangssignals des Super- A₁B₁C und D gemäß den Fig. 3a, 3b, 3c bzw. 3d orthikons 10 wird die Rückseite der Speicherplatte erzeugt. Der Impuls B gelangt über einen Kondendurch einen Abtastelektronenstrahl 18 abgetastet, der sator 27 zum Steuergitter 23 und unterdrückt den einen primären Strom darstellt, durch den Elektronen 30 Strom 18, wodurch die Impulse P der F i g. 2 entzur Speicherplatte 16 gelangen und die dort gespei- stehen. Die Unterdrückung des Stroms 18 erzeugt cherte positive Ladung vernichten. Die übrigbleiben- einen Bezugswert entsprechend gesättigtem Weiß, in den Elektronen bilden einen zur Elektrodenanord- F i g. 2 mit W bezeichnet. Der Generator 25 wird von nung 20 rückkehrenden Strahl 19, der in Überein- dem Bezugsgenerator 28 zur Erzeugung der Ablenkstimmung mit der gespeicherten Ladung in negativer 35 spannungen für das Ablenksystem 29 des Superorthi-Richtung moduliert ist und wobei der ihm ent- kons 10 gesteuert, wodurch die vom Generator 25 ersprechende sekundäre Strom über einen Widerstand zeugten Impulse mit der Ablenkung synchronisiert 21 das Ausgangssignal erzeugt. werden.

Fig. 2 zeigt die Spannung über den Widerstand Das Ausgangssignal des Superorthikons gelangt

21 für verschiedene Abtastungen ein und derselben 40 über den für Wechselstrom geschalteten Videover-Zeile des auf der Speicherplatte 16 erzeugten Abtast- stärker 22 zu der Steuervorrichtung 11 nach der Errasters. Die nachstehend behandelte Steuerung er- findung. Die Spannung über dem Widerstand 21 wird streckt sich somit über mehrere aufeinanderfolgende über den Kondensator 24 einem Spitze-Spitze-Gleich-Bilder, jedoch kann man durch passende Bemessung richter 30 zugeführt, durch den die Spitzenamplitude der Zeitkonstanten der Steuervorrichtung erreichen, 45 des Impulses P, gemessen von dem gesättigten daß sich die Steuerwirkung über eine Zeile oder nur Schwarz entsprechenden BezugspegelS der Fig. 2, einen Teil einer Zeile erstreckt. festgestellt wird. Die Spannung über dem Widerstand

V in Fig. 2 entspricht der Modulation des sekun- 21 wird auch einem ähnlichen Spitze-Spitze-Gleichdären Stroms 19 durch die positive Ladung auf der richter 31 zugeführt, der über einen Kondensator 32 Speicherplatte 16. Dem gesättigten Schwarz entspricht 50 den Impuls C erhält und während dieses Impulses ein Höchstwert des Stroms 19, der während der ausgeschaltet wird. Es wäre auch möglich, dem Rücklauf- oder Löschintervalle durch Anlegen eines Gleichrichter 31 den Impuls D zuzuführen, um den negativen. Spannungsimpulses A über einen Konden- Impuls P zu unterdrücken. In jedem Fall mißt der sator 26 an die Speicherplatte 16 erzeugt wird. Die Gleichrichter 31 die Modulationsspitze des Signals entImpulse A sind in Fig. 3a dargestellt, und diese 55 sprechend der SpannungE_P anstatt des ImpulsesF. unterdrücken jegliche Beeinflussung des primären In der F i g. 2 ist also E_P die Ausgangsspannung des Stroms 18 durch die Ladung der Speicherplatte, wo- Gleichrichters 31 und E_s die des Gleichrichters 30. durch der sekundäre Strom 19 dem primären Strom Die Ausgangsspannungen der Gleichrichter 30 und

18 gleich wird, und dieser am Widerstand 21 einen 31 werden einem Verteilungsnetzwerk 33 zugeführt, dem gesättigten Schwarz entsprechenden Mindest- 60 das aus Widerständen 34, 35, 36 und einem Kondenwert S der Spannung erzeugt. sator 37 besteht und in dem eine Regelspannung ent-

F i g. 2 zeigt die Abtastung der ausgewählten Zeile sprechend dem Unterschied zwischen dem Bezugsfür acht aufeinanderfolgende Bilder. Die entspre- wert und dem Modulationswert E_P gebildet wird, chenden Höchstwerte der Videospannung mit Bezug Die Zeitkonstanten der Gleichrichter und des Netzauf gesättigtes Schwarz sind mit E_Pl ... Ep₈ bezeich- 65 werks 33 sind so bemessen, daß die Auf- und Entnet. Während der vier ersten Bilder findet eine Ab- ladezeiten im Vergleich zur Zeilen- bzw. Bildperiode nähme dieses Höchstwertes statt, was mit einer Ab- groß sind. Die Steuerung des Abtaststrahls erstreckt nähme der höchsten Lichtstärke dieses Teils des auf- sich daher über mehrere Bildperioden. Die erzeugte

Regelspannung gelangt über Vorspannungswiderstände 38, 39 und 40 zum Steuergitter 23 und steuert den Strom 18 so, daß der genannte Unterschied AE einen vorbestimmten Wert annimmt.

F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Regelspannung aus dem Verhältnis zwischen den Ausgangsspannungen der Gleichrichter 30 und 31 abgeleitet wird. Dies geschieht in einer an sich bekannten Röhrenschaltung 41 mit zwei Eingangselektroden 42 und 43, denen Vorspannungen E_& und E₁ zugeführt werden. Durch passende Wahl der Vorspannungen läßt sich erreichen, daß der Strom im Belastungswiderstand 44 umgekehrt proportional zu der mit negativer Polarität an das zweite Steuergitter 42 gelegten Spannung E₉ wird, während die an das erste Steuergitter 43 gelegte Spannung E_s den Ausgangsstrom direkt proportional steuert. Der Ausgangsstrom wird somit der Größe E_sjE_P proportional. Mit dieser Größe wird dann das Steuergitter 23 des Superorthikons ähnlich wie bei F i g. 1 gesteuert.

Die grundsätzliche Gleichwertigkeit der beiden Ausführungsformen nach F i g. 1 und 4 ergibt sich aus den beiden Gleichungen:

= E₅-Ep.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regelschaltung für Bildaufnahmeröhren vom Superorthikontyp mit einer Steuervorrichtung zur Erzeugung einer von der Modulation des von der Speicherelektrode zurückkehrenden Anteils des Abtastelektronenstrahles abhängigen Regelspannung, durch die die Amplitude des Abtastelektronenstrahls gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (11) auf den Unterschied (AE) zwischen einerseits einem Bezugspegel (W), der dem Wert O des von der Speicherelektrode zurückkehrenden Anteils des Abtastelektronenstrahls (19) entspricht, und andererseits dem Pegel, der dem bei der Bildinhaltsmodulation erreichten Mindestwert (E_P) des zurückkehrenden Strahlanteils entspricht, anspricht und eine Regelspannung erzeugt, die die Amplitude des Abtastelektronenstrahles (18) zur Konstanthaltung des genannten Unterschiedes mit einer geeigneten Zeitkonstante steuert.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugspegel (W) durch die periodische Unterdrückung des Abtastelektronenstrahles (18) erzeugt wird.

E_s/Ep = dE/Ep + 1. (2)

Das Ausgangssignal des Verstärkers 22 gelangt zu einem Fernsehsender 45 und wird von dessen Antenne 46 ausgestrahlt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 251;
französische Patentschrift Nr. 1 265 859;
USA.-Patentschrift Nr. 2451 640.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen