DE2329898A1 - Fernsehempfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fernsehempfänger oder eine ähnliche Einrichtung, mit einer Bildröhre, der ein Videosignal zugeführt wird, und mit einem Regelkreis zur automatischen Einstellung des "cut-off"-Punktes eines Elektronenstrahls in der Bildröhre, insbesondere Farbfernsehempfänger mit individuellen Einstellmitteln für jeden der Elektronenkanonen in der Bildröhre, wobei der Regelkreis Mittel zur periodischen Abtastung des Kathodenstroms der Elektronenkanone bei einer Gittervorspannung aufweist, die dem gewünschten "cut-off"-Punkt entspricht, und mit Mitteln zur automatischen Einstellung oder Korrektur der Vorspannung in solcher Weise, daß die Differenz der Vorspannung zwischen der Kathode und dem Gittersystem in negativer Richtung um so mehr geändert wird, je höher die abgetastete Stromstärke ist, bis der Kathodenstrom hierdurch voll-

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ständig oder fast vollständig unterdrückt ist, sowie mit Mitteln, die die so korrigierte oder eingestellte Vorspannung im wesentlichen bis zum Beginn der nächsten Einstellperiode aufrechterhalten,

Bekanntlich weist die Elektronenkanone in einer Bildröhre eine heiße Kathode auf, um die herum eine Menge freier Elektronen gebildet wird, die durch eine positive Anode angezogen werden, die dem Bildschirm der Bildröhre näher ist, wodurch sie die Kathode in einen Strom einbeziehen, der auf der Innenseite des Schirmes auftrifft und diesen so zum Aufleuchten bringt. Durch besondere Elektroden ist der Elektronenstrahl dünngemacht und konzentriert, so daß er punktweise auf den Leuchtschirm auftrifft. Ablenkmittel innerhalb oder außerhalb des Halses der Bildröhre bewirken eine fortlaufende Ablenkung des Strahls, so daß der helle Bildpunkt sich z.B. in einem zellenförmigen Muster auf dem Bildschirm bewegt und so wiederholt sehr schnell über den gesamten Schirm abgelenkt wird. Zur Wiedergabe eines Bildes auf dem Schirm muß die Lichtintensität des Bildpunktes auf dem Schirm geändert werden, und das geschieht durch ein Steuergitter, das rund um den Elektronenstrahl zwischen der Kathode und der Anode angebracht ist und mit einem negativen elektrischen Potential sich ändernder Größe gespeist ist, wodurch sich die Intensität des Elektronenstrahls entsprechend ändert, bis das negative Potential der Anziehung durch die Anode entgegenwirkt. In einem Fernsehempfänger werden sowohl das Steuergitterpo-

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tential als auch die Ablenkung durch die vom Sender empfangenen Signale gesteuert, z.B. durch Video- und Synchronisationssignale, und zwar in solcher Weise, daß das Bild auf dem Bildschirm identisch mit dem Bild ist, das von der Fernsehkamera gesehen wird.

Dem Gitter- oder Elektrodensystem der Bildröhre ist eine solche Vorspannung angelegt, daß der Elektronenstrahl gerade daran gehindert wird, zum Bildschirm zu gelangen, wenn das Videosignal "schwärz" auf dem Bildschirm oder in dem Bildpunkt entspricht» und dieser Zustand ist als "cut-off"-Zustand; oder "cut-off"-Punkt bezeichnet. Aus den verschiedensten Gründen bleibt die "cut-off"-Vorspannung während der Lebenszeit des Empfängers nicht konstant, und es mag daher notwendig werden, sie von Zeit zu Zeit zu justieren.

Besonders in Farbfernsehempfängern, in denen die Bildröhre eine Elektronenkanone für jede der Farben aufweist, ist es wichtig, eine exakte. Einstellung der "cut-off"-Punkte beizubehalten, weil in dieser Beziehung das Problem nicht nur dain besteht, den genau definierten "Schwarzwert" für die einzelne Elektronenkanone zu schaffen, sondern mehr noch darin, eine richtige gegenseitige Beziehung zwischen den Intensitäten der verschiedenen Elektronenstrahlen sicherzustellen. Diese gegenseitige Beziehung muß richtig sein, wenn Farbverzerrungen vermieden werden sollen. Ist z.B. die Gittervorspannung in der Elektronenkanone, die den *Rot"-Elektronenstrahl erzeugt, etwas zu

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negativ geworden, so ist die Intensität dieses Strahls fortwährend geringer als sie sein müßte, und infolgedessen wird die rote Farbe in dem Bild zu gering sein im Verhältnis zu der Intensität der anderen Farben. Eine solche Farbverzerrung kann nicht nur im Laufe der Zeit durch ein langsames Auswandern der richtigen Einstellung auftreten, vielmehr wird sie auch häufig bei Beginn der Betriebszeit des Empfängers beobachtet, weil die richtige Einstellung z.B. von dem Erreichen der normalen Betriebstemperatur des Empfängers abhängen kann.

Normalerweise erfolgt die Einstellung dieser Gittervorspannung von Hand durch Einstellung eines Spannungsteilers, der zwischen der Spannungsquelle und einem Teil des Gittersystems in jeder der Elektronenkanonen liegt, wobei die Steuerspannung der Gitter während der Einstellarbeiten für die Steuergitter aller Elektronenkanonen konstant gehalten wird.

In den USA-Patentschriften 2 259 538 und 3 558 817 sind Vorschläge zur Erzielung der Einstellung in automatischer Weise beschrieben. Bei diesen bekannten Einstelleinrichtungen erfolgt für jede einzelne Elektronenkanone eine Messung oder Feststellung des Kathodenstroms, der dem Strom des Elektronenstrahls zu Zeiten entspricht, zu denen das Videosignal bekannt ist und dem "Schwaratfert" entspricht, d.h. während der kurzen Zeitintervalle, in denen der Elektronenstrahl von dem Ende einer Bildzeile zum Anfang der nächsten Bildzeile oder dem nächsten Bild zurückkehrt. Wird hierbei ein Kathodenstron festgestellt, der

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einen bestimmten niedrigen Wert übersteigt, so bewirkt dieser Strom, daß ein Steuerkreis eine negativ gerichtete Änderung der Vorspannung hervorruft, wodurch der Strom auf einen annehmbaren Wert verringert wird. Die neue Vorspannung wird durch eine Zeitkonstante bis zur nächsten Einstellperiode aufrechterhalten, so daß in der Zwischenzeit die Elektronenkanone oder -kanonen mit einem genau definierten "cut-off"-Punkt oder mit zueinander richtigen "cut-off"-Punkten arbeiten, wie er durch den tatsächlichen "Schwarzwert" des Videosignals vorgegeben ist.

Diese bekannten Einstelleinrichtungen sind jedoch nicht sehr vorteilhaft, da dann, wenn die "cut-off'Punkte relativ zu dem "Schwaw/ert"-Pegel des Videosignals definiert sind, der Einstellbereich relativ groß ist, da die automatische Einstellung sowohl für hohe als auch niedrige Signalwerte wirksam sein soll. Noch bedeutsamere Nachteile bestehen darin, daß es die Videosignal-gesteuerte Einstellung schwierig macht, andere oder zusätzliche Helligkeitssteuermittel zu verwnden, und daß die Einstellung gegenüber Störimpulsen in dem empfangenen Signal empfindlich ist. Darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, daß bei Abtastung des Kathodenstroms während der Rückführung des Elektronenstrahls oder der Elektronenstrahlen der Strom, falls einer vorhanden ist, sich als Lichtspur auf dem Bildschirm abzeichnet und so das Bild stört, wenigstens in den Dunkelbezirken.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fernsehempfänger zu schaffen, bei dem die automatische Einstellung des "cut-off"-Punktes oder der "cut-off"-Punkte ohne diese Naäiteile des Standes der Technik erfolgt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die das Videosignal von der Gitterspannung während der Zeitintervalle abschalten, in denen der Kathodenstrom gemessen wird, und die während der gleichen Zeit eine vorbestimmte Vorspannung an das Gittersystem anlegen.

In dieser Veündung sollte darauf hingewiesen werden, daß das Gittersystem normalerweise mehrere Gitter oder Elektroden, d.h. wenigstens eine negative Steuerelektrode und eine positive Schirmelektrode aufweist, wodurch sich verschiedene Möglichkeiten ergeben, um die vorbestimmten Spannungen an eine Elektrode und die Korrekturspannung an eine andere Elektrode oder an die Kathode anzulegen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß es für eine automatische Einstellung ebenso wie für eine Einstellung von Hand nicht erforderlich ist, die Korrektur auf einen tatsächlichen "Schwarzwert" des Videosignals zu beziehen, da der "cut-off"-Punkt oder die "cut-off"-Rnkte auch auf der Basis einer konstanten Bezugsvorspannung zwischen der Kathode und dem Gittersystem definiert oder eingestellt werden können, wodurch der "cut-off"-Punkt konstant gehalten wird, da der Be-

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zugsvorspannung eine Korrekturspannung überlagert ist, die eine Unterdrückung des Kathodenstroms bewirkt. Bei einer solchen Einrichtung ist es weiterhin möglich, den "Schwarzwert¹¹ des Videosignals relativ zu dem "cut-off"-Punkt oder den "cut-off"-Punkten von Hand einzustellen, d.h. den gewöhnlichen Helligkeitsknopf beizubehalten.

Gemäß einem anderen wichtigen Merkmal der Erfindung kann die Einstellung während Zeitintervallen unmittelbar nach dem Beginn eines neuen Bildes erfolgen anstatt während der Rückkehrbewegungen des Strahls. Normalerweise liegen die ersten 2-4 Zeilen des Bildes außerhalb des sichtbaren Feldes der Bildröhre, und wird ein Kathodenstrom während dieser Einstellzeit abgetastet, so wird er dann nicht in irgendeiner Weise das sichtbare Bild stören, obwohl er die genannten Zeilen oder die ersten davon zum Leuchten bringt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung ist ein Blockschaltbild der für die Erläuterung der Erfindung bedeutsamen Teile eines Farbfernsehempfängers.

Die Zeichnung zeigt eine Bildröhre 2 mit einer Anode, die nicht dargestellt ist, und drei Elektronenkanonen 4, 6 und 8, die jeweils eine Kathode 10, ein Steuergitter 12 und eine Schirmelektrode 14 aufweisen. An jede der Schirmelektroden 14 ist eine passende positive Gittervorspannung angelegt, die von einem zugehörigen spannungsgeregelten Spannungsteiler 16 kommt.

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Im Betrieb erhalten die Steuergitter 12 individuelle Videosignale entsprechend den drei Grundfarben, wobei diese Videosignale von einem Videoverstärker 18 über einen elektrischen Umschalter 20 kommen, der weiter unten näher beschrieben wird. In gleicher Weise erhalten die Kathoden 10 jeweils Ströme über einen elektronischen Umschalter 22, von dem nur einer dargestellt ist. Der Videoverstärker 18 erhält seine Eingangssignale von einem Detektorkreis 24, der das Signal von der Antenne in drei Videosignale und zwei Synchronisationssignale aufteilt, eins für einen Zeilenablenkgenerator 26 für die horizontale Strahlablenkung und eins für einen Bildablenkgenerator 28 für die vertikale Ablenkung der Strahlen. Von dem Bildablenkgenerator 28 wird ein Steuerimpuls jedesmal dann abgeleitet, wenn ein neues Bild beginnt, und dteser Impuls gelangt in einen Steuerkreis 30, der die Umschalter 20 und 22 während einer kurzen Zeitspanne zu Beginn jedes neuen Bildes betätigt.

Auf diese Weise schaltet der Umschalter 20 die Videosignale von den Steuergittern 12 ab und verbindet diese Steuergitter mit einer Konstantspannungsquelle V . Durch die Umschalter 22 werden die Kathoden 10 gleichzeitig mit jeweiligen Strommeßkreisen 32 verbunden, die eine Ausgangsspannung erzeugen, die sich mit der Intensität des Kathodenstroms ändert. Diese Ausgangsspannung gelangt in einen Komperator 34, an den auch eine Normalspannung angelegt ist, die von der Konstantspannungsquelle V abgenommen ist. Der Komperator 34 erzeugt eine Aus-

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gangsspannung, die als Steuerspannung für den Spannungsteiler 16 dient, der zu Schirmelektrode 14 in der jeweiligen Elektronenkanone gehört.

Der Strommeßkreis 32, der Komperator 34 und der Spannungsteiler 16 sind so ausgelegt, daß ein merklicher Kathodenstrom durch den Strommeßkreis 32 zu einer verringerten positiven Vorspannung an der Schirmelektrode 14 in solcher Weise führt, daß der Kathodenstrom hierdurch auf einen Wert nahe null verringert wird, d.h. bis die "cut-off"-Situation erreicht ist. In dem Komperator oder in dem Spannungsteiler ist eine Zeitkonstante enthalten, mit deren Hilfe die eingestellte Vorspannung bis zur nächsten Einstellperiode aufrechterhalten wird.

Da die Spannungsteiler für jedes neue Bild eingestellt werden, haben die drei Elektronenkanonen ständig identische "cut-off"-Punkte, d.h. daß richtige Farbbeziehungen von genau dem Anfang der Betriebszeit des Empfängers an sichergestellt sind. Der Steuerkreis 30 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er die Umschalter 20 und 22 während einer Zeitspanne in ihren Einstellpositionen hält, während der sich der Elektronenstrahl über die ersten 2- 4 Zeilen jedes neuen Bildes bewegt; diese wenigen Zeilen liegen normalerweise außerhalb des sichtbaren Bereichs der Bildröhre, so daß ein möglicher Kathodenstrom zu Beginn der Einstellperiode nicht zu Beeinträchtigungen des sichtbaren Bildes führt. Dies ist ein wesentliches Merkmal, das allgemein in Verbindung mit einer automatischen Einstellung vor-

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teilhaft ist, jedoch ist die Erfindung andererseits nicht darauf beschränkt, daß die Einstellung während dieses bestimmten Zeitintervalls erfolgt. Die fragliche Zeitspanne kann auch in der letzten Zeile oder in den letzten wenigen Zeilen des Bildes liegen, wenn diese außerhalb des sichtbaren Bildbereichs liegen. Die Einstellkreise können hier in Abhängigkeit davon betätigt werden, daß die vertikale Ablenkspannung ihren Endwert am Ende des Bildes erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung erfolgt die Einstellung dadurch, daß der gemessene Kathodenstrom die Kathodenspannung erhöht, während die Schirmelektrodenspannung konstant gehalten und das Steuergitter in der zuvor beschriebenen Weise mit einer festen Spannung beaufschlagt wird. Es kann eine einfache Anordnung verwendet werden, in der der Kathodenstrom während der Meßperiode zur Aufladung eines Kondensators dient, dessen Spannung dadurch ansteigt und bewirkt, daß die Spannung an der Kathode ansteigt, bis die Spannungsdifferenz zwischen dem Steuergitter und der Kathode ausreichend groß wird, um den Kathodenstrom zu unterdrücken. Während der folgenden Periode, während der die Elektronenstrahlen die sichtbaren Bilder auf den Bildschirm schreiben, dient der Kondensator dazu, nicht korrigierte Kathodenspannungen und so die korrigierten "cut-off"-Punkte aufrechtzuerhalten. Diese Anordnung kann aus dem Kondensator und ganz wenigen Transistoren, Dioden und Widerständen aufgebaut werden, jedoch ist es für das

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Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, diesen Schaltkreis an dieser Stelle genauer zu beschreiben.

Wie beschrieben kann die Einstellung des "cut-off"-Punktes gleichzeitig für alle Elektronenkanonen stattfinden, jedoch können die Elektronenkanonen auch aufeinanderfolgend eingestellt werden, wodurch Teile der Einstellkreise den verschiedenen Elektronenkanonen gemein sein können.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Fernsehempfänger oder eine ähnliche Einrichtung, mit einer Bildröhre, der ein Videosignal zugeführt wird, und mit einem Regelkreis zur automatischen Einstellung des "cut-off"-Punktes eines Elektronenstrahls in der Bildröhre, insbesondere Farbfernsehempfänger mit individuellen Einstellmitteln für jeden der Elektronenkanonen in der Bildröhre, wobei der Regelkreis Mittel zur periodischen Abtastung des Kathodenstroms der Elektronenkanone bei einer Gittervorspannung aufweist, die dem gewünschten "cut-off"-Punkt entspricht, und mit Mitteln zur automatischen Einstellung oder Korrektur der Vorspannung in solcher Weise, daß die Differenz der Vorspannung zwischen der Kathode und dem Gittersystem in negativer Richtung um so mehr geändert wird, je höher die abgetastete Stromstärke ist, bis der Kathodenstrom hierdurch vollständig oder fast vollständig unterdrückt ist, sowie mit Mitteln, die die so korrigierte oder eingestellte Vorspannung im wesentlichen bis zum Beginn der nächsten Einstellperiode aufrechterhalten, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die das Videosignal \on der Gitterspannung während der Zeitintervalle abschalten, in denen der Kathodenstrom gemessen wird, und die während der gleichen Zeit eine vorbestimmte Vorspannung an das Gittersystem anlegen.

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2. 2. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Schaltmittel während Zeitintervallen betätigt werden, in denen der Elektronenstrahl auf Bereiche der Bildröhre außerhalb ihres sichtbaren Bereichs gerichtet ist.
3. 3. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Änderung der Gittervorspannung relativ zu der Kathode durch Mittel gebildet sind, die die Kathodenspannung erhöhen, ohne die Spannung in dem Gittersystem zu ändern.

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