DE2555687C3 - Fernsehbildwiedergabeschaltungsan-Ordnung mit einem Videoverstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehbildwiedergaoeschaltungsanordnung mit einem Videoverstärker, der zwei aktive Elemente enthält, deren Ausgangselektroden mit hoher Ausgangsimpedanz miteinander und mit einer Steuerelektrode einer Bildwiedergaberöhre gekoppelt sind und wobei eine Steuerelektrode eines der aktiven Elemente über einen Kondensator nur mit einem Signal hoher Videofrequenzen gesteuert werden kann.

Aus F i g. 5 der US-PS 29 38 946 ist ein Fernsehempfänger mit einem derartigen Videoverstärker bekannt, wobei die aktiven Elemente Pentoden sind, von denen die eine über den Kondensator nur mit Signalen hoher Frequenzen gesteuert wird und die andere mit Signalen, die auch niedrige Frequenzen enthalten. Die Belastungswiderstände der Pentoden sind dabei so groß gewählt worden (56 kOhm), daß eine Stromquellensteuerung der Bildwiedergaberöhre erhalten wird. Die Belastungswiderstände liegen dabei an einer sehr hohen Speisespannung (1000 V), um dennoch einen ausreichend großen Ruhestrom durch die Pentoden laufen zu lassen. Die Verlustleistung der Schaltungsanordnung ist sehr groß.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Bildwiedergabeanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Verlustleistung äußerst gering ist.

Nach der Erfindung weist dazu eine derartige Bildwiedergabeschaltungsanordnung das Kennzeichen auf, daß die aktiven Elemente durch ein komplementäres Transistorpaar gebildet werden, die in Reihe geschaltet sind und deren Kollektorelektroden mit der Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre gekoppelt sind, während die Basis eines der Transistoren über den genannten Kondensator gesteuert wird, welche Basis weiter über eine Diode an einem derartigen Potential liegt, daß beim Fehlen des Signals fast kein Gleichstrom durch diesen Transistor fließt, während die Polarität der Diode derart ist, daß nach einer etwaigen Änderung der Lacu:ng des Kondensators infolge eines Signalsprunges, der den Basis-Emitter-Übergang des Transistors in den leitenden Zustand gebracht hat, die genannte Änderung der Ladung durch einen entgegengesetzten Signal-

sprung, der die Diode in den leitenden Zustand bringt, rückgängig gemacht wird, während weiter die Ruheeinstellung des anderen Transistors auch fast stromlos ist und eine Spannungsgegenkopplung von einem Ausgang des Verstärkers zu einem Eingang vorgesehen ist.

Die Transistoren führen nur Strom bei Aussteuerung eines Videosignals, so daß die Verlustleistung klein bleiben kann. Durch die Gegenkopplung wird erreicht, daß die Verzerrung gering bleibt und die Bildwiedergaberöhre auf die übliche, zu der Gammakorrektur im Sender passende Weise angesteuert wird. Die Verwendung der Diode ermöglicht es, die Ruheeinstellschaltung des über den Kondensator gesteuerten Transistors dadurch praktisch stromlos zu machen, daß nun kein Widerstandsnetzwerk an der Basis dieses Transistors zum Austauschen der Ladung am Kondensator zu liegen braucht

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß aus dem »IBM Technical Disclosure Bulletin« Heft 8, Jan. 1961, S. 27-28, eine Schaltung zum Erzeugen von Leistungsimpulsen bekannt ist, bei der im Emitterzweig eines Emitterfolgers ein zweiter Transistor mit gleicher Leitfähigkeit liegt, dessen Basis über eine Diode mit dem Emitter und über einen Kondensator mit einer Kollektorimpedanz des ersten Transistors verbunden ist, derart, daß die Transistoren je nach Polarität der Impulse abwechsc.nd leiten. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf einen Verstärker für ein sehr breites Frequenzband mit komplementären Transistoren und Kollektorausgang, wobei eine Spannungsverstärkung des Signals möglich ist und eine zusätzliche Impedanz für die Ansteuerung des zweiten Transistors nicht benötigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 2 ein Schaltbild eines günstigen Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 wird einem Eingang 1 eines Vorverstärkers 3 ein wiederzugebendes Videosignal zugeführt. Ein Ausgang 5 des Vorverstärkers 3 liegt an der Basis eines npn-Transistors 7, dessen Emitter geerdet ist und dessen Kollektor an einer Steuerelektrode, in diesem Fall an der Kathode einer Bildwiedergaberöhre 9, liegt und weiter am Kollektor eines pnp-Transistors 11.

Der Transistor 11 bildet mit dem Transistor 7 ein komplementäres Paar. Vom Transistor ti liegt der Emitter an einer positiven Speisespannung und die Basis über eine Diode 13 am Emitter. Die Basis wird für hohe Frequenzen über einen Kondensator 15 gesteuert, der andererseits auch am Ausgang 5 des Vorverstärkers 3 liegt.

Von der Verbindung der Kollektorelektroden der Transistoren 7 und U liegt ein Spannungsteiler nach Erde, der durch zwei Widerstände 17 und 19 gebildet wird. Die Verbindung dieser Widerstände liegt am Gegenkoppelsignaleingang 21 des Vorverstärkers 3.

An den Kollektorelektroden liegt weiter noch eine Kapazität 23, die die fast ausschließlich kapazitive Belastung der Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre zusammen mit den Verdrahtungkapazitäten an den Kollektoren darstellt, und ein Widerstand 25 zur positiven Speisespannung.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt. Beim Fehlen des Signals am Eingang 1 wird durch die am Eingang 21 des Vorverstärkers liegende, vom Spannungsteiler 17, 19 herrührende Gleichspannung der Transistor 7 in fast gesperrtem Zustand gehalten. Der Transistor 11 ist jedoch praktisch gesperrt, weil seine Basis keine Vorspannung erhält
Bei einer derartigen Aussteuerung mit einem Videosignal am Eingang 1 des Vorverstärkers 3, daß in positiver Richtung gehende Signalteile an der Basis des Transistors 7 auftreten, wird dieser Transistor genügend Strom ziehen, um die Ladung der Kapazität 23 mit einer

ίο zu jeder Flankensteilheit des Eingangssignals passenden Geschwindigkeit zu verringern. Der Transistor 11 ist dann nach wie vor gesperrt. Bei negativ verlaufenden Signalteilen wird eine Verringerung des Stromes durch den Transistor 7 die Kapazität 23 nicht aufladen können.

Dies könnte erfolgen, wenn der Widerstand 25 von den gemeinsamen Kollektorelektroden zu der positiven Speisespannung einen üblichen geringen Wert hätte. Dieser Widerstand wird dann jedoch bei einer niedrigen Kollektorspannung eine große Verlustleistung aufweisen. Wenn nun dafür gesorgt wird, daß bei den negativ verlaufenden Signalteilen die Kapazität 23 über den Transistor 11 schnell nachgeladen wird, kann ein sehr großer Wert des Widerstandes 25 ausreichen. Der Transistor 11 hat dann nur beim Auftreten schneller, in negativer Richtung verlaufender Signalteile am Ausgang 5 des Vorverstärkers 3 eine Verlustleistung.

Bei einem negativ verlaufenden Signalstrom vergrößert sich die Ladung des Kondensators 15 durch den Basisstrom des Transistors 11. Infolge der Diode 13 wird bei einem in positiver Richtung verlaufenden Signalsprung diese Vergrößerung der Ladung jedoch wieder rückgängig gemacht. Die Diode 13 ist nur leitend bei diesen in positiver Richtung verlaufenden Signalteilen.
Damit eine gleichmäßige Verteilung der Verlustleistung an den Transistoren 7 und 11 erhalten wird, wird der Wert des Widerstandes 25 dem des Spannungsteilers 17, 19 nahezu gleichgemacht. Dieser Wert wird weiter nur durch die Anforderungen bestimmt, die an den Spannungsteiler 17, 19 für die Rückkopplung gestellt werden müssen und kann beispielsweise 56 kOhm betragen, so daß die Verlustleistung im Widerstand 25 sehr gering ist.

Bei in negativer Richtung verlaufenden Signalteilen kann es passieren, daß zum Erhalten einer verzerrungsfreien Ausgangsspannung die Basisspannung des Transistors 7 einigermaßen negativ werden muß. Bei der Bemessung der Schaltungsanordnung muß dies berücksichtigt werden.

Es dürfte einleuchten, daß es möglich ist, die Funktionen der Transistoren umzutauschen, wenn die Schaltungsanordnung auf entsprechende Weise angepaßt wird.

Um zu vermeiden, daß der Kondensator 15 eine unerwünschte Ladung erhält, kann gewünschtenfalls in jeder Zeilenrücklaufzeit dem Ausgang des Verstärkers ein Impuls einer derartigen Polarität zugeführt werden, daß über den Gegenkopplungsweg ein Signal auftritt, das die Diode 13 in den leitenden Zustand bringt.

In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 angegeben. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung entspricht auch in großen Zügen der der Schaltungsanordnung aus Fig. 1. Die Unterschiede werden untenstehend beschrieben.
Damit die Verlustleistung in der Schaltungsanord-

(15 nung noch geringer wird, sind in die Verbindungen der Kollektorelektroden der Traniistoren 7 und 11 Widerstände 27, 29 von beispielsweise I kOhm aufgenommen, die auf die Ausgangsspannung, die an der Kathode der

Bildwiedergaberöhre 9 erzeugt wird, wenig l-influß haben, die aber beim Auftreten von Lade- und Entladeströmen für die Kapazität 23 eine Beschränkung der Kollektorspannungen ergeben.

Weiter wird an die von der Basis des Transistors 11 abgewandte Seite der Diode 13 eine geringe Vorspannung angelegt zur Verringerung der Übernahmeverzerrung, d. h. der Verzerrung, die auftritt, wenn der Transistor 11 Strom ziehen muß und der Transistor 7 gesperrt wird. Die Vorspannung wird mit Hilfe einer Diode 31 erhalten, durch die mit Hilfe eines Widerstandes 33 ein Strom hindurchgeführt wird. Der Diode 31 ist ein Kondensator 35 parallel geschaltet, der die Spannung an der Diode konstant hält, auch wenn die Diode 13 leitend ist.

Die Gegenkopplung in der Schaltungsanordnung ist für Wechselspannung und Gleichspannung getrennt. Ein Kondensator 37 zwischen der Verbindung der Widerstände 17 und 19 und dem Gegenkoppelsignaleingang 21 des Vorverstärkers 3 besorgt die Wechselspannungsgegenkopplung, wobei der Spannungsteiler 17, 19 mit einem einstellbaren Widerstand 20 ergänzt ist, um die Wechselspannungsverstärkung der Schaltungsanordnung einstellen zu können. Die Gleichspannungsgegenkopplung wird mit einem ungedämpften Gleichspannungssignal durchgeführt, das mit Hilfe einer Pegelverschiebungsschaltung von der Kathode der Bildwiedergaberöhre 9 zum Gegenkoppelsignaleingang 21 geführt wird. Die Pegelverschiebung wird mit Hilfe eines Impulssignals konstanter Amplitude erhalten, das einem Eingang 39 zugeführt wird und im Auftrittsaugenblick des Schwarzpegels im Signal an der Kathode über einen Kondensator 41 und eine Diode 43 mit seinem positiven Teil dem Schwarzpegel aufgeprägt wird. Mit Hilfe einer Glättungsschaltung, die durch einen Widerstand 45 und einen Kondensator 47 gebildet wird, wird der über den Mittelwert des negativ verlaufenden Teils des Impulssignals verschobene Schwarzpegel über einen Trennwiderstand 49 dem Gegenkoppelsignaleingang 21 zugeführt, wodurch eine sehr starke Gegenkopplung von Schwankungen im Sehwarzpege! erhalten wird. Die Verbindung des Widerstandes 45, der Diode 43 und des Kondensators 41 liegt über einen Widersland 51 an der positiven Spannung, um eine etwaige Schwankung im Schwarzpegel in einer positiven Richtung auch übertragen zu können.

Die Widerstände 25, 17, 19 und 20 bilden einen Spannungsteiler, der in unbelastetem Zustand etwa die Hälfte der Spannung, die an den Enden desselben vorhanden ist, an der Verbindung zur Kathode verursacht. Durch diese Wahl wird für die beiden Transistoren 7 und 11 im stationären Zustand eine minimale Verlustleistung erhalten.

Der Vorverstärker 3 enthält eine Vorkehrung, um Ausgangssignale liefern zu können, die gegenüber Erde gegebenenfalls negativ verlaufen, ohne daß der ίο Verstärker eine negative Speisespannung zugeführt bekommt. An einem Widerstand 53 zwischen der Basis des Transistors 7 und dem Ausgang des Vorverstärkers 3 kann eine negative Signalspannung erzeugt werden, weil der Ausgang 5 über eine Parallelschaltung einer Zener-Diode 55 und eines Kondensators 57 an der Verbindung des Kollektors eines Transistors 59 mii einem Widerstand 61 an einer positiven Speisespannung liegt. Der Transistor 59 bildet mit einem weiteren Transistor 63 ein emittergekoppeltes Differenzverstärkerpaar. Die Basis des Transistors 59 liegt am Eingang 1, die des Transistors 63 am Gegenkoppelsignaleingang 21. Die gekoppelten Emitterelektroden werden über eine Stromquellenschaltung mit einem Transistor 65 und einem Widerstand 67 gespeist.

Die Vorspannungsvorkehrung mit dem Widerstand 33, der Diode 31 und dem Kondensator 35 kann für einen Farbfernsehempfänger mit drei Videoverstärkern diesen drei Verstärkern gemeinsam sein.

Der im Beispiel nach F i g. 2 gegebene Verstärker läßt sich auf besonders einfache Weise zur Steuerung einer Wehnelt-Elektrode geeignet machen, und zwar durch eine Umkehrung der Polarität des Eingangssignals und eine Anpassung der Amplitude des dem Eingang 39 zugeführten Impulssignals an den neuen gewünschten

is Schwarzpegel.

Die Impulse am Eingang 39 verursachen an der Kathode der Bildwiedergaberöhre 9 beim Nachladen des Kondensators 41 positive Spannungsimpulse, die über die Wechselspannungsgegenkopplung mit derselben Polarität an der Basis des Transistors 7 erscheinen und dadurch automatisch eine etwaige zusätzliche Ladung des Kondensators 15 rückgängig machen.

Es ist möglich, die Basis des Transistors 7 auch über einen Kondensator zu steuern, wenn diese Basis über eine Klemmdiode geerdet oder an ein sehr niedriges positives Potential gelegt wird, das auch durch eine stromführende Diode erhalten werden kann.

Hiereu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Fernsehbildwiedergabeschaltungsanordnung mit einem Videoverstärker, der zwei aktive Elemente enthält, deren Ausgangselektroden mit einer hohen Ausgangsimpedanz miteinander und mit einer Steuerelektrode einer Bildwiedergaberöhre gekoppelt sind und wobei eine Steuerelektrode eines der aktiven Elemente über einen Kondensator nur mit einem Signal hoher Videofrequenzen gesteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Elemente durch ein komplementäres Transistorpaar (7,11) gebildet werden, die in Reihe geschaltet sind und deren Kollektorelektroden mit der Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre (9) gekoppelt sind, während die Basis eines der Transistoren (11) über den genannter Kondensator (115) gesteuert wird, welche Pasis weiter über eine Diode (13) an ein derartiges Potential gelegt ist, daß beim Fehlen des Signals fast kein Gleichstrom durch diesen Transistor (11) fließt, während die Polarität der Diode (13) derart ist, daß nach einer etwaigen Änderung der Ladung des Kondensators (15) infolge eines Signalsprunges, der den Basis-Emitter-Übergang des Transistors (U) in den leitenden Zustand gebracht hat, die genannte Änderung der Ladung durch einen entgegengesetzten Signalsprung, der die Diode (13) in den leitenden Zustand bringt, rückgängig gemacht werden kann, während weiter die Ruheeinstellung des anderen Transistors auch fast stromlos ist und eine Spannungsgegenkopplung von einer Ausgangsverbindung (17,19) des Verstärkers zu einem Eingang (21) vorgesehen ist.

2. Fernsehbildwiedergabeschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential an der von der Basis des Transistors abgewandten Seite der Diode (13) durch eine stromführende Diode (31) erhalten wird, die andererseits am Emitterpotential des über den Kondensator (15) gesteuerten Transistors (11) liegt (F'g-2).

3. Femsehbildwiedergabeschaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektortlektroden der Transistoren (7,11) über je einen Widerstand (27,29) an der Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre (9) liegen, wobei die Widerstände (27, 29) einen derartigen Wert haben, daß die Kollektorverlustleistung der Transistoren (7, 11) bei einer nur kleinen Verringerung der Aussteuerbarkeit der Transistoren wesentlich verringert wird (F i g. 2).

4. Fernsehbildwiedergabeschaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektroden der Transistoren (7,11) weiter mit einem Spannungstei· ler (25, 17, 19) gekoppelt sind, der zwischen ihren Emittern liegt und durch zwei Widerstände (25 und 17, 29) praktisch gleicher Werte gebildet wird (Fig. 1).

5. Femsehbildwiedergabeschaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsgegenkopplung eine Kombination einer Wechselspannungsgegenkopplung (17, 37) und einer Gleichspannungsregelschaltung (43, 45,49) zum Klemmen des Schwarzpe- fts gels ist (F ig. 2).

6. FernsehbildwiedergabeschalUingsanordnurig nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, caß an der Verbindung der Kollektorkreise der Transistoren (7, 11) mit der Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre eine zweite Diode (43) liegt, die andererseits über einen zweiten Kondensator (41) einen Klemmimpuls zugeführt bekommt, so daß die zweite Diode (43) beim Auftritt der Klemmimpulse leitend ist und über den Wechselspannungsgegenkopplungskreis (17,37) dem erstgenannten Kondensator (15) einen Impuls einer derartigen Polarität zuführt, daß die erstgenannte Diode (13) leitend ist (F ig. 2).

7. Fernsehbildwiedergabeschaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Videoendstufe diese eine Reihenschaltung aus einem komplementären Transistorpaar (7,11) enthält, dessen Kollektorelektroden miteinander und mit einem Ausgang gekoppelt sind und wobei die Basiselektroden über einen Kondensator (15) für hohe Videofrequenzen miteinander gekoppelt sind und mindestens eine dieser Basiselektroden weiter über eine Diode (13) an einen Punkt festen Potentials gelegt ist.