DE3003535C2

DE3003535C2 - Signalverarbeitungssschaltung für Videosignale

Info

Publication number: DE3003535C2
Application number: DE3003535A
Authority: DE
Inventors: Robert Loren Marrison Place Ind. Shanley Ii
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1979-01-31
Filing date: 1980-01-31
Publication date: 1985-06-05
Also published as: AT381820B; SU1306491A3; AU5491680A; PL221682A1; DK148340C; JPS55104182A; DK148340B; BE881451A; FR2448269B1; US4204221A; KR830002171B1; JPS607871B2; NZ192756A; SE8000547L; DE3003535A1; KR830002474A; GB2042303A; FR2448269A1; PL126132B1; GB2042303B

Description

eine vom Videosignal unabhängige Bezugsspannung zur Verfügung steht, damit man den Leitungszustand der Bildröhre auf einen gewünschten Schwarzpegel einstellen kann. Bildröhreneinstelltechniken sind bekannt und dienen der Sicherstellung, daß die Hildröhre beim Auftreten des Austastbezugspegels des Videosignals oder bei fehlendem Signal richtig auf einen Schwellwertleitungszustand vorgespannt ist.

Bei Einstellen des gewünschten Schwarzpegels für das Bild, und damit der Bildhelligkeit, stehen daher typischerweis? zwei Bezugsspannungen zur Verfugung: Der Austastbezugspegel des Videosignals und die während der Servicestellung des Gerätes zur Erleichterung der Einstellung der Bildröhrenvorspannung verwendeten Bezugsspannung. Damit nun sichergestellt wird, damit bei normalem Betrieb ein Bild mit der richtigen Helligkeit wiedergegeben wird, sollen die zur Festlegung des Bildröhrenaustastpegels bei der Serviceeinstellung benutzte Bezugsspannung und der Videosignalaustastbezugspegel praktisch gleiche Eigebnisse hinsichtlich der wiedergegebenen Bilder ergeben. Jedoch sind diese beiden Bezugsspannungen Abweichungen von einem erwarteten Wert unterworfen wegen Toleranzschwankungen der Bauelemente und Schwankungen der Betriebseigenschaften der zugehörigen Schaltungen infolge von Spannungsdriften, die beispielsweise durch Temperatur- oder Betriebsspannungsschwankungen verursacht sind.

Man kann zwar durch solche Einflüsse verursachte Bildhelligkeitsschwankungen ganz oder teilweise mit Hilfe eines von Hand einstellbaren und vom Benutzer des Gerätes bedienten Helligkeitseinstellers kompensieren, jedoch bedeutet die Notwendigkeit einer Handnachregelung der Bildhelligkeit zu diesem Zweck eine Unbequemlichkeit, die beseitigt werden soll. Weiterhin kann die Helligkeitseinstellschaltung nicht in der Lage sein, eine genügende Kompensation im Sinne eines normalerweise zu erwartenden Helligkeitseinstellbereichs zu ergeben und kann selbst unerwünschte Abweichungen vom normalerweise erwarteten Betrieb zeigen, beispielsweise wegen Schaltungstoleranzschwankungen von Empfänger zu Empfänger. Bezüglich dieses letzten Gesichtspunktes ist festzustellen, daß der mittlere Arbeitspunkt des Helligkeitseinstellers bei den einzelnen Empfängern unterschiedlich sein kann wegen toleranzbedingten Schwankungen der Werte der Bauelemente, und dies wirkt sich in einer unerwünschten Verschiebung oder Begrenzung des Helligkeitseinstellbereiches aus.

Es ist zwar aus der DE-OS 20 14 166 eine automatische Helligkeitsregelschaltung für Fernsehempfänger bekannt, die auf den Schwarzwertpegel des Videosignals während der Abtastperiode anspricht und die Helligkeit des Fernsehbildes automatisch einstellt. Zu diesem Zweck wird ein dem gewünschten Schwarzwert entsprechender Bezugspegel festgelegt und es wird eine dem Helligkeitspegel der an die Bildröhre angelegten Signale entsprechende Spannung während der Abtastdauer abgeleitet und mit dem Bezugspejel verglichen, und das Vergleichsergebnis wird zur Regelung des Helligkeitspegels der an die Bildröhre gelegten Signale verwendet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe von Maßnahmen, welche einen gewünschten Schwarzpegelzustand des Bildröhrentreibers bei normalen Empfängerbetrieb unter Verwendung einer von der Bildröhrentreiberschaltung im Zusammenwirken mit der Helligkeitseinstellschaltung abgeleiteten Spannung in re-

produzierbarer Weise erreichen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die erfindungsgemäße Schaltung für eine vorhersagbare Bildröhrtnvorspannungs- und Helligkeitseinsteilung ist in einem Videosignalverarbeitungssystem vorgesehen, welches einen Videosignalkanal zur Verarbeitung eines ein Bild darstellenden Videosignals aufweist, ίο das periodisch wiederkehrende Bildintervalle und zwischen benachbarten Bildintervaiien liegende Austastintervalle sowie einen die Bildhelligkeit bestimmenden Austastpegel enthält. Ein Videoverstärker zur Kopplung der Videosignale vom Videokanal an eine Bildwiedergaberöhre erhält ein Bezugspotential, auf das vom Videoverstärker verstärkte Signale bezogen werden. Das Videosignalbezugspotential wird von einer Vorspannungsquelle abgeleitet, an die ein einstellbarer Spannungsteiler angekoppelt ist. der eine veränderbare Helligkeitseinslellspannung liefert.

Das Vidcosignalbczugspoiential wird auch einem Punkt des einstellbaren Spannungsteilers zugeführt. Ferner ist eine Vergleichsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang vorgesehen, welche während der Austastintervalle die ihren Eingängen zugeführten Signale vergleicht und ein Ausgangsregelsigna! erzeugt, welches ein Maß für die Größendifferenz der Eingangssignale ist. Dem ersten Eingang der Vergleichsschaltung wird eine einstellbare Helligkeitsein-Stellspannung zugeführt, die von dem einstellbaren Spannungsteiler abgenommen wird, und dem zweiten Eingang werden die Videosignale zugeführt. Der Ausgang der Vergleichsschaltung ist mit dem Videokanal gekoppelt, um den Austastpegel des Videosignals im Sinne einer Verringerung der Differenz zwischen den Eingangssignalen der Vergleichsschaltung auf ein Minimum zu verändern.

Gemäß einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Schaltung bei Anwendung in einem Farbfernsehempfänger mit Leuchtdichte- und Farbsignalverarbeitungskanälen ist ein Serviceschalter mit einer Normalund einer Servicestcllung vorgesehen. In der Servicestellung werden die Leuchtdichte- und Farbkanäle gegen eine Übertragung der Leuchtdichte- und Farbkanäle gegen eine Übertragung der Leuchtdichte- und Farbsignale zur Bildröhre gesperrt, und die Vertikalabtastung wird abgeschaltet, so daß man die Bildröhre einjustieren kann. Der Serviceschalter koppelt auch das Videosignalbezugspotential auf einen Punkt des einstellbaren Spannungsteilers für die Helligkeitseinstellspannung, so daß am ersten Eingang der Vergleichsschaltung eine Spannung liegt, bei der ein Schwellwertsignalleitungszustand des Videoverstärkers unabhängig von der Einstellung des Helligkeitseinsiellers bewirkt wird.

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt teilweise als Blockschaltbild einen Teil eines Farbfernsehempfängers mit der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung.

In Fi g. 1 umfaßt der Block 10 einen Teil der Leuchtdichte- und Farbsignalverarbeitungsschaltungen in einem Fernsehempfänger. Eine Leuchtdichtekomponente eines Farbfernsehsignalgemisches wird von einer im Leuchtdichtekanal des Empfängers befindlichen Quelle 12 an einen Leuchtdichteverstärker 18 (beispielsweise einen Differenzverstärker) geliefert, der die Leuchtdichtekomponente verstärkt und anderweitig bearbeitet, um

ein verstärktes Leuchtdichtesignal Y zu liefern. Von einer im Farbkanal des Empfängers befindlichen Quelle 15 werden Farbdifferenzsignale B— Y, R— Kund G— Y an entsprechende Matrixschaltungen 20, 22 bzw. 24 geliefert, wo die Farbdifferenzsignale mit dem verstärkten Leuchtdichtesignal Y zur Erzeugung von Farbsignalen B. R und G zusammengefaßt werden. Die von den Quellen 12 und 15 gelieferten Signale werfen aus dem Farbfernsehsignalgemisch in bekannter Weise mit nicht dargestellten üblichen Schaltungen abgeleitet.

Die Signale B, R und G werden von der Signalverarbeitungsschaltung 10 einem Bildröhrentreiber 50 mit einzelnen Treiberstufen 42, 44 und 46 zugeführt, die verstärkte Signale B', /?'bzw. Can die Helligkeitssteuerelektroden (beispielsweise die Kathoden) einer Färbbildröhre 62 liefern. Im einzelnen wird das Signal B von der Matrix 20 der Treiberstufe 42 über einen Emitterfolgertransistor 25 und einer »Null-Offset«-Pufferstufe 30 mit Folgertransistoren 32 und 33 entgegengesetzten Leitungstyps und zugehörigen Vorspannungswiderständen 35, 38, welche alle in der dargestellten Weise geschaltet sind, in Gleichspannungskopplung zugeführt. Eine Austastimpulsquelle 40 ist an den Basiseingang des Transistors 33 angeschlossen und liefert während der Bildaustastintervalle (Rücklaufintervalle) periodische negativ gerichtete Impulse, welche den Transistor 33 sperren und dadurch das Signal B von der Bildröhrentreiberstufe 42 während jedes Bildaustastintervalles abkoppeln.

Die Treiberstufe 42 enthält einen Videoverstärker mit einem Transistor 52 niedriger Leistung, der als Videokaskodeverstärker mit einem nachgeschalteten Hochspannungstransistor 54 in Basisgrundschaltung zusammengeschaltet ist, an den wiederum ein Lastwiderstand 58 angeschlossen ist. Der Emitterkreis des Transistors 52 enthält einen veränderbaren Widerstand 55 zur Einstellung der Signalverstärkung der Stufe 42 bei der BiIdröhrenserviceeinstellung, einen zugehörigen Widerstand 56 und einen Vorspannungswiderstand 57, welcher den Emitter des Transistors 52 an Masse führt. Das Signal B wird vom Emitterausgang des Transistors 33 auf den Basiseingang des Transistors 52 der Stufe 42 gekoppelt und erscheint verstärkt am Lastwiderstand 58. von wo das Signal S galvanisch an die Blausignalkathode der Bildröhre 42 gelangt.

Die Treiberstufen 44 und 46 sind in gleicher Weise wie die Treiberstufe 42 aufgebaut und erhalten die Rotund Grünsignale von den Matrixschaltungen 22 und 24 über die zugehörigen Schaltungen in gleicher Weise, wie es eben im Zusammenhang mit dem Signal B und der Treiberstufe 42 erläutert worden ist, und sie führen die verstärkten Signale R und G an die Rot- und Grünsignalkathoden der Bildröhre 42.

Der Bildröhrentreiber 50 enthält weiterhin einen PNP-Transistor 65 mit geerdetem Kollektor, dessen Emitter im Normalbetrieb des Empfängers über einen Serviceschalter 100 an den Emitterkreis jedes Eingangstransistors (also Transistor 52) der Treiberstufen 42, 44 und 46 angekoppelt ist. Der Transistor 65 ist so vorge-' spannt, daß er ein vorbestimmtes Emitterpotential von etwa +3.3 V in diesem Beispiel liefert. Dieses Emitterpotential stellt ein Bezugspotential dar. auf welches die von den Treiberstufen verstärkten Videosignale bezogen werden und welches zur Bestimmung der Vorspannungsbedingungen für einen gewünschten Schwarzpegel des Bildes sowohl im Normalbetrieb als auch in der Servicestellung des Empfängers benutzt wird, wie noch erläutert werden wird.

Der Serviceschalter 100 hat eine Normal- und eine Servicestellung, die für die Einjustierung der Bildröhre benutzt wird. Der Serviceschalter hat zwei gemeinsam bewegliche Kontakte S\ und S2 und eine Anzahl von Anschlüssen a bis f, die in der nachstehend erläuterten Weise an die verschiedenen Teile des Empfängers angeschlossen sind.

Der Schaltungsblock 10 enthält auch eine getastete Differenzvergleichsschaltung 70 hoher Verstärkung mit Signalabtasttransistoren 72 und 74, die als emittergekoppelter Differenzverstärker geschaltet sind, und einen Stromquellentransistor 75 zur Lieferung der Betriebsströme für die Transistoren 72 und 74. Der Transistor 75 wird getastet, so daß er bei Zuführung positiver periodischer Impulse leitet, die von einer Quelle 78 geliefert werden und während des sogenannten Schwarzschulterintervalls (also Burstintervall) jedes Horizontalzeiienabtastintervalls geliefert werden. Ein Mittelwcrtfilterkondensator 85 ist an den Kollektorausgangskreis des Transistors 72 angeschlossen und dient zur Speicherung (also zum Halten) von Ladungen entsprechend der durch die Vergleichsschaltung 70 abgetasteten Signalinformation. Die Diode 83 im Kollektorkreis des Transistors 72 verhindert, daß der normalerweise in Sperrichtung vorgespannte Kollektor-Basis-Übergang des Transistors 72 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird und dadurch die Abtastfunkiion der Vergleichsschaltung 70 bei Vorhandensein unnormal großer Eingangssignale für die Vergleichsschaltung stören würde.

Die Anordnung erhält weiterhin eine Helligkeitsregelschaltung 90 mit einem Spannungsteiler aus Reihenwiderständen 91, 92 und 93, einen von Hand entsprechend dem vom Benutzer des Gerätes betätigten Einsteller einstellbaren Widerstand 95 und einer zugehörigen Quelle positiver Gleichspannung ( + 11,2V). Ein Schaltungspunkt A in der Helligkeitseinstellschaltung ist über einen Koppelwiderstand 68 an ein am Emitter des Transistors 65 entstehendes Bezugspoientia! angekoppelt, und ein Schaltungspunkt B in dieser Schaltung ist über einen Trenntransistor 73 an den Basiseingang des Vergleichsschaltungstransistors 74 angeschlossen. Die Basisspannung des Transistors 74 stellt eine Helligkeitsbezugsspannung dar, die sich entsprechend der Einstellung des Widerstands 95 verändern läßt.

Die Vergleichsschaltung 70, der Leuchtdichteverstärker 18. die Matrix 20 und der Folgetransistor 25 bilden eine geschlossene Regelschleife (Servoschleife) zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen festen Beziehung zwischen der der Basis des Vergleichsschaltungstransistors 74 zugeführten Helligkeitsbezugsspannung und dem von der Matrix kommenden, die Helligkeit bestimmenden Austastpegel des Farbsignals B. Zu diesem Zweck sind die Vergleichsschaltung 70 und der Kondensator 85 als Abtast- und Halteschaltung angeordnet, wobei die Abtastung des Signals B während des Schwarzschulterteils jedes Bildaustastintervalls erfolgt, wenn der Transistor 75 leitend getastet wird, und der Abtastwert während des Restes jedes Horizontalbildzeilenzyklus gehalten wird. Die Arbeitsweise dieser geschlossenen Regelschleife sowie der zugehörigen Schaltungen ist im einzelnen in der DE-OS 28 19 774 sowie in der US-PS 41 43 398 beschrieben.

Wenn der Transistor 75 in den Leitungszustand getastet ist, dann vergleicht die Vergleichsschaltung 70 die Helligkeitsbezugsbasisspannung des Transistors 74 mit der dann an der Basis des Transistors 72 auftretenden Spannung (entsprechend dem die Helligkeit darstellenden Austastpegel des Signals B, welches dann am Emit-

ter des Transistors 25 auftritt). Im Falle einer Abweichung zwischen diesen Basisspannungen entsteht infolge der Differenzwirkung der Vergleichsschaltung 70 am Kondensator 85 ein Regelsignal solcher Größe und Richtung, daß der Unterschied in Richtung auf Null verringen wird, so daß die Differenz zwischen den Basisspannungen der Transistoren 72 und 74 gegen Null geht (Nullabweichung). In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, daß die Farbsynchronsignalinformation aus dem Signal B entfernt worden ist, so daß der abgetastete Teil des Signals B nur den die Helligkeit darstellenden Austastpegel des Signals B enthält.

Wenn beispielsweise der Austastpegel des Signals B sich unerwünschterweise auf einen mehr positiven Pegel verschiebt, entsprechend einer Helligkeitsvergrößerung, dann nimmt im Vergleich zu Koüektorstrom und Kollektorspannung des Transistors 74 wegen der Differenzwirkung der Schaltung 70 während des Abtastintervalls der Kollektorstrom des Transistors zu und seine Kollektorspannung nimmt ab. Eine anderweitig am Kondensator 85 vorhandene Spannung wird über die Kollektor-Emitter-Stromstrecke des Transistors 72 proportional zum Leitwert des Transistors 72 entladen. Dies bewirkt, daß der Austastpegel des Leuchtdichtesignals Kam Ausgang des Verstärkers 18 und damit der Austastpegel des an der Basis des Transistors 72 abgefühlten Signals B ebenfalls um einen entsprechenden Betrag absinken. Die Verringerung des Austastpegels erfolgt in einer Richtung im Sinne einer Reduzierung des Potentialunterschiedes zwischen den Basiselektroden der Vergleichstransistoren 72 und 74 auf Null, entsprechend der gewünschten Beziehung.

Bei einem Fernsehempfänger ist es erwünscht, daß die Bildröhrentreiberstufen so ausgebildet sind, daß ein vorherbestimmbarer Bildschwarzpegel erzeugt wird (also in den Treiberstufen im wesentlichen kein Signalstrom fließt) und die Bildröhre für eine bestimmte Einstellung des Helligkeitsreglers auf eine Leitungsschwelle vorgespannt wird. Zweckmäßigerweise hat man diesen Zustand, wenn der Helligkeitsregler in den mittleren Bereich eingestellt ist, so daß man einen symmetrische Einsteilbarkeit der Bildhelligkeit hat. Da die Mittelstellung des Helligkeitsreglers von Empfänger zu Empfänger beispielsweise wegen toleranzbedingten Schwankungen der Bauelemente unterschiedlich sein kann, sollte der Empfänger die Möglichkeit bieten, sicherzustellen, daß die Helligkeitsmittelstellung in befriedigender Weise unter verschiedenen Empfängern reproduzierbar ist. Die hier beschriebene Anordnung ermöglicht dies, wie nun erläutert wird.

Die Helligkeitseinstellschaltung 90 ist so ausgebildet, daß bei Mittelstellung des Heüigkeitseinsteüers oder -reglers 95 die am Schaltungspunkt A auftretende Helligkeitsbezugsspannung gleich dem am Emitter des Transistors 65 entstehenden Bezugspotential ist und im Widerstand 68 kein Strom fließt. Die Basisspannung des Transistors 74 stellt eine Helligkeitsbezugsspannung gleich der Spannung am Schaltungspunkt A ( + 3,3V) zuzüglich der am Widerstand 92 abfallenden Spannung (etwa 0,6 V), abzüglich des Basis-Emitter-Strecken-Spannungsabfalls des Transistors 73 (0,6 V) dar. In diesem Beispiel bildet der Widerstand 92 eine Impedanz, die zur Kompensierung der Basis-Emitter-Übergangs-Offsetspannung (0,6 V) des Treibertransistors 53 durch Erzeugung einer entsprechenden Offsetspannung dient. Genauer gesagt liefert der Widerstand 92 eine Offsetgleichspannung, welche gleich der (einzigen) Offsetgleichspannung zwischen dem Emitter des Transistors 25 (dem Punkt, an dem das von der Vergleichsschaltung 70 abgefühlte Signal B entsteht) und dem Emitter des Treibertransistors 52 ist. Die Diode 71 ist eingefügt, um die durch den Basis-Emitter-Übergangs-Spannungsabfall des Trenntransistors 73 verursachte Offsetspannung zu kompensieren.

Während jedes Horizontalaustastintervalls des Videosignals (welches das Abtastintervall einschließt) dienen Impulse von der Austastschaltung 40 zur Sperrung des Transistors 33. Daher wird das Videosignal vom Treibertransistor 52 abgetrennt, und es fließen keine signalbedingten Ströme durch die Widerstände 55 und 56 im Emitterkreis des Treibertransistors 52. In diesem Beispiel entspricht der Punkt, wo der Stromfluß durch die Widerstände 55 und 56 unterbrochen wird, einem Schwellwert zwischen Sperren und Leiten d-er Bildröhre und stellt den gewünschten Schwarzpegelzustand dar. Dieser Zustand sollte auch während jedes Horizontalbildintervalls (Hinlaufintervall) des Videosignals erzeugt werden, wenn das Videosignal gleich dem während des Schwarzschulterintervalls auftretenden Austastpegel ist, weil dieser Austastpegel im wesentlichen dem Schwarzpegel des wiedergegebenen Bildes entspricht. Der Helligkeitspegel des wiedergegebenen Bildes stellt sich genau ein, wenn dieser letztgenannte Zustand erfüllt ist. Die geschlossene Regelschleife mit der Vergleichsschaltung 70, dem Verstärker 18, der Matrix 20 und dem Transistor 25 trägt zur Erreichung dieses Ergebnisses zusammen mit der Helligkeitseinstellschaltung 90 und dem am Emitter des Transistors 65 auftretenden Bezugspotential bei.

Bei normaler Betriebsweise des Empfängers und Mittelstellung des Helligkeitseinstellers 95 ist die Helligkeitsbezugsspannung (V±)am Schaltungspunkt A gleich dem Bezugspotential Vr des Verstärkers am Emitter des Transistors 65. Die Spannung an der Basis des Vergleichsschaltungstransistors 74 ist auch gleich dieser Spannung (Vk), weil die Spannungsabfälle am Widerstand 92 und an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 73 gleich sind. Da die geschlossene Regelschleife die Basisspannungen der Vergleichsschaltungstransistoren 72 und 74 gemäß den obigen Ausführungen im wesentlichen gleich hält, wird der Schwarzpegel des Signals B, welcher an der Basis des Vergleichsschaltungstransistors 72 während des Tastintervalls auftritt, gleich der an der Basis des Vergleichsschaltungstransistors 74 auftretenden Helligkeitsspannung (V_R) gemacht. Auch ist die Emitterspannung des Transistors 25 dann gleich der Basisspannung des Transistors 72 zuzüglich des Spannungsabfalls an der Diode 71 (Vr + 1 V_BE). Während der Bildintervalle, wo der Videosignalpegel gleich dem A.UStast- oder Schwar7pegel ist, ist daher die Fmitter5pannung des Transistors 25 (Vr + 1 Vbe) gleich der Basisspannung des Treibertransistors 52, weil die Pufferschaltung mit den Transistoren 32 und 33 keine Offsetgleichspannung erzeugt. Demzufolge ist die Emitterspannung des Transistors 52 wegen des Spannungsabfalls am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 52 gleich dem Emitter-Bezugspotential (Vr) des Transistors 65.

Bei dem oben erwähnten Zustand des Bildschwarzpegels entsteht ein Nullpotentialunterschied an den Widerständen 55 und 56 im Emitterkreis des Transistors 52, und demzufolge fließt zu dieser Zeit kein Strom durch diese Widerstände. Dieses Ergebnis entspricht dem gewünschten Nulltreibersignalzustand für eine richtige Reproduktion der Bildschwarzpegel und wird infolge der Wirkung der geschlossenen Regelschleife für jedes

der durch die entsprechenden Treiberstufen verstärkten Signale B, R und G bezüglich des Leuchtdichtesignals aufrechterhalten, was mit jedem der Farbdifferenzsignale matriziert wird.

Die Spannung am Schaltungspunkt A verändert sich oberhalb und unterhalb des Bezugspotentials (Vh), wenn der Einsteller oder Regler 95 zwischen seinen beiden Endstellungen verstellt wird und damit die Bildhelligkeit entsprechend den Wünschen des Benutzers verändert wird. Zu dieser Zeit fließt im Widerstand 68 ein Strom, und die Spannung am Schaltungspunkt A wird durch die Spannungsteilerwirkung der Schaltung 90 zusammen mit dem Emitterpotential (Vr) des Transistors 65 bestimmt.

Es ist festzustellen, daß bei dieser Anordnung Abweichungen des Emitterbezugspotentials des Transistors 65 von einem Nominalwert nicht den gewünschten oben erwähnten Zustand des Bildschwarzpegels beeinträchtigt, so daß dieser Schwarzpegel des Bildes bei einer gegebenen Einstellung des Helligkeitsreglers von Empfänger zu Empfänger in vorhersagbarer Weise beibehalten werden kann. Genauer ausgedrückt: Wenn das Bezugspotential (Vr) wegen Veränderungen der Versorgungsspannung (+11,2V) des Transistor' 65 sich verschiebt, dann folgt die Helligkeitsbezugsspannung an der Basis des Vergleichsschaltungstransistors 74 dieser Verschiebung, weil die Helligkeitseinstellschaltung 90 an dieselbe Spannungsquelle angeschlossen ist.

Bei dieser Anordnung erhält man eine Kompensation von Schwankungen der Mittelstellung des Helligkeitsreglers 95 zwischen verschiedenen Empfängern wegen der Pegelveränderungen des Bezugspotentials am Emitter des Transistors 65 infolge beispielsweise von Schaltungstoleranzen. Die Größe der Kompensation, die in diesem Beispiel erreichbar ist, beträgt etwa 67% und hängt von der Thevenin-Äquivalcnzimpedanz (Rr) der Schaltung 90 nach der folgenden Gleichung ab:

R₇

Rr

χ 100 = 67%,

wobei R₆S den Wert des Widerstandes 68 darstellt und die Thevenin-Impedanz Rt gleich dem Reziprokwert des Ausdruckes ist

und wobei der Wert fos der tatsächlichen Mittelstellung des Reglers 95 (logarithmisches Potentiometer) entspricht und in diesem Falle etwa 7 kOhm beträgt. Hierbei wird die nominale Helligkeitsspannung in der Mittelstellung des Helligkeitsreglers 95 innerhalb 67% des Auslegungswertes gehalten, unabhängig von bei unterschiedlichen Empfängern auftretenden Schwankungen des vom Transistor 65 gelieferten Bezugspotentials. Ein noch größerer Kompensationsgrad, der bis 100% erreicht, ist möglich bei der Helligkeitsregelschaltung gemäß F ig. 2.

Bei der Schaltung nach Fi g, 2 wird das Bezugspotential (Vr) vom Emitter des Transistors 65 über eine Koppelschaltung mit NPN- und PNP-Emitterfolgertransistoren 201 und 202 in der dargestellten Schaltungsweise /um Helligkeitsregler 95 gekoppelt. Die Transistoren 20 t und 202 sind vorzugsweise einander angepaßt. Ein am Emitter des Transistors 20! und am unteren Ende des Helligkeitsreglers 95 erscheinendes übertragenes Bezugspotential ist gleich der Spannung Vr minus 1 V/?/-(Basis-Emitter-Strecken-Spannungsabfall des Transistors 201), und das am Emitter des Transistors 202 und am oberen Ende des Einstellers 95 auftretende Potential ist gleich V« plus 1 Vbe- Wenn der Einsteller oder Regler 95 in den Mittenbereich eingestellt ist, dann ist die Abgriffsspannung des Einstellen 95 und die Basisspannung des Transistors 202 gleich der Bezugsspannung V«. Der Transistor 292 entspricht funktionsmäßig dem Widerstand 92 (F i g. 1) zur Erzeugung einer kompensierenden Offestspannung, wie dies im Zusammenhang mit Fi g. 1 erläutert worden ist, so daß die gewünschte Helligkeitsbezugsspannung an der Basis des Trenntransistors 73 und an der Basis des Vergleichsschaltungstransistor·. 74 (Fig. 1) auftritt. Bei dieser Anordnung erhält man den gewünschten (symmetrischen) Helligkeilseinstellbereich mit Hilfe des Reglers 95 bezüglich einer Mittelstellung ohne Beeinflussung durch Veränderungen des Bezugspotentials Vr. Auch wird der gewünschte Schwarz· pegelzustand entsprechend dem »Nullsignalstrom« in den Widerständen 55 und 56 aufrechterhalten, wie im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert worden war.

So läßt sich der gewünschte Bildröhrentreiberschwarzpegelzustand im normalen Empfängerbetrieb in vorhersagbarer Weise erreichen durch Verwendung nur einer einzigen Bezugsspannung, di^ von der Bildröhrentreiberschaltung im Zusammenwirken mit der Helligkeitseinstellschaltung abgeleitet wird. Wen· der Schaltungsblock 10 als integrierte Schaltung ausgebildet wird, dann benötigt man vorzugsweise nur einen einzigen äußeren Anschluß, um die Helligkeitsbezugsspannung über die Basiselektrode des Transistors 73 auf den Eingang der Vergleichsschaltung 70 zu koppeln.

Die Verwendung eines Kaskodevideoverstärkers als Bildröhrentreiberstufe trägt auch zur Bestimmung eines richtigen Bildröhrenleitungsschweilwertes bei. Die relativ niedrigen Verlustlcistungspegel in den Eingangsstufen (beispielsweise Transistor 52) ergeben einen relativ stabilen Betrieb (niedrige thermische Schwankungen der Basis-Emitter-Spannung dieser Eingangselemente und damit kleine Schwankungen der zur Bildröhre 62 geführten Ausgangsgleichspannungen bei schwankenden Signalpegeln). Die für relativ hohe Spannungen ausgelegten nachgeschalteten Elemente in Basisgrundschaltung (beispielsweise Transistor 54) werden von den als Stromquellen arbeitenden Eingangselementen stromgesteuert und tragen daher nicht zu einer Ausgangsdrift bei. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß der Bildröhrentreiber 50 auch Kaskodeverstärkerstufen enthalten kann, wie sie im US-Patent 40 51 521 (Harwood) beschrieben sind.

Für den Servicebetrieb des Empfängers, wenn die Bildröhre einjustiert werden aoll, wird der Serviceschalter 100 in seine Servicesteiiung gebracht, in dieser Stei-'ung ist das Bezugspotential vom Emitter des Transistors 65 von den Bildröhrentreiberstufen 42, 44 und 46 abgekoppelt und wird stattdessen über die Serviceschalterkontakte b und c und die Schalterbrücke S\ zum Schallungspunkt A in der Helligkeitseinstellschaltung 90 gekoppelt. Ferner werden die Vertikalablenkschal-

bo tungen und geeignete Steuerpunkte in den Leuchtdichte- und Farbsignalverarbeitungsschaltungen des Empfängers über die Serviceschalteranschlüsse e und / und die Schalterbrücke S₂ an Masse gelegt. Infolge dieser letztgenannten Verbindungen werden die Vertikalab-

t>5 lenkschaltungen außer Betrieb gesetzt, so daß die Vertikalabtastung zusammenbricht, und die Leuchtdichte- und Farbsignale werden von der Bildröhre abgetrennt, so wie es beispielsweise in der US-PS 41 18 729 be-

schrieben ist, oder auch in derer geeigneter Weise. Die ^benötigten Bildröhrenvorspannungsjustierungen wer-"jfden dann in bekannter Weise durchgeführt, etwa durch ■Einstellen der Schirmgittervorspannung und durch Einstellen der Bildröhrentreiber auf eine gewünschte Verstärkung (beispielsweise mit Hilfe des Widerstandes 55 für die Treiberstufe 42), um das richtige Verhältnis der Rot-, Blau- und Grünsignalansteuerung für normalen Betrieb des Empfängers sicherzustellen. Die letztgenannten Verstärkungseinstellungen wirken sich nicht auf die justierte Bildröhrensperrvorspannung aus.

Die Spannung am Schaltungspunkt A ist unabhängig von der Einstellung des Helligkeitsreglers 95 und entspricht der am Schaltungspunkt A im Normalbetrieb bei Einstellung des Helligkeitsreglers 95 im mittleren Bereich auftretenden Spannung. Wie bereits erörtert, tritt bei dieser Normaleinstellung des Reglers 95 ein Zustand ein, indem die Basis- und Emitterspannungen des Treibertransistors 52 solche Werte haben, daß kein Strom in den Widerständen 55 und 56 im Emitterkreis des Transistors 52 fließt, was in diesem Fall der gewünschte normale Schwarzschwellwertzustand ist. Dieser Zustand kann auch im Servicebetrieb hervorgerufen werden, wenn das Treiberverstärkerbezugspotential vom Emittw. des Transistors 65 vom Treiber 50 über den Serviceschalter abgekoppelt wird und der Basis-Emitter-Kreis des Transistors 52 ebenso vorgespannt wird, wie wenn der Empfänger normal arbeiten würde und der Helligkeitsregler 95 sich in Mittelstellung befände.

Diese Serviceanordnung ermöglicht eine genaue und vorhersagbare Serviceeinstcllung durch genaue Nachbildung des Schwarzpegelzustandes, wie er im normalen Betrieb gewünscht ist, und durch praktische Unempfindlichkeit gegen Änderungen der Vorspannungen und Betriebsspannungen, wie sie denkbar wären, wenn der Empfänger zwischen Normal- und Servicebetrieb umgeschaltet wird. Beispielsweise kann bei einigen Empfängern die Belastung einer oder mehrerer Betriebsspannungsquellen des Empfängers beeinflußt (beispielsweise verringert) werden, wenn der Empfänger vom Normalbetrieb auf Servicebetrieb umgeschaltet wird, weil die Vertikalabtastung abgeschaltet wird. Wenn diese Versorgungsquellen ungeregelt sind oder anderweitig solche Wirkungen nicht kompensieren können, dann können sich die von ihnen gelieferten Spannungen unerwünschterweise ändern. Bei der hier beschriebenen Schaltung beeinflussen Änderungen der + 11,2 V-Spannungsquelle unter diesen Umständen den gewünschten Schwarzpegelzustand nicht, weil die von der Schaltung 90 abgeleitete Helligkeitsbezugsspannung Pegeländerungen des Bezugspotentials am Emitter des Transistors 65 folgt, wie dies erläutert worden ist.

Bei diesem Beispiel wird nur das Signal B durch die Vergleichsschaltung 70 abgetastet. Die Signale R und C können ebenfalls in gleicher Weise abgetastet werden, obwohl dies nicht notwendig ist, wenn die den jeweiligen Eingängen der Treiberstufen 42, 44 und 46 zugeführten Signale B. R und C miteinander gut gleichlaufen (also bezüglich Änderungen der Temperatur, der Bauelementewerte und der Versorgungsspannung). Dieser Zustand liegt beispielsweise vor, wenn die die Signale B. R und G an die Bildröhrentreiber liefernden Schaltungen in einer einzigen integrierten Schaltung ausgebildet sind. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die im Schaltungsblock 10 enthaltenen Schaltungen, eventuell mit Ausnahme des Kondensators 85, sich in einer einzigen monolithischen integrierten Schaltung herstellen lassen. Außerdem sind die Eingangstransistoren der Treiberstufe (beispielsweise der Transistor 52 der Stufe 42) Elemente geringer Leistung und können daher hinsichtlich der Betriebseigenschaften leicht einander angepaßt werden.

Wenn die Erfindung vorstehend auch mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist. so lassen sich innerhalb des Krfindungsbcrcichcs verschiedene zusätzliche Modifikationen durchführen. Beispielsweise kann der Transistor 65 zur Lieferung des

ίο Bezugspotentials eine Zenerdiode ersetzen, und die durch den Widerstand 92 gebildete Kompensationsimpedanz kann durch eine Diode ersetzt werden, die so geschaltet und gepolt ist, daß sie zwischen dem Emitter des Transistors 25 und dem Basiseingang des Vergleichsschaltungstransistors 72 einen Druchlaßstrom leitet (also in Reihe mit der Diode 71 liegt). In diesem letztgenannten Falle wäre die Basis des Transistors 73 unmittelbar an einem gemeinsamen Schaltungspunkt (dem die Punkte A und B entsprechen würden) an die Widerstände 91 und 93 geschaltet.

Weiterhin kann der Leitungsschwellenwert der Bildröhre durch Justierung des Pegels der Emitterbezugsspannung des Transistors 65 eingestellt werden (beispielsweise durch automatische Veränderung der Basisvorspannung des Transistors 65 in Abhängigkeit von geeignet abgefühlten Betriebsparametern wie etwa die Betriebsspannung B + des Bildröhrentreibers 50 oder der Schirmgiuervorspannung der Bildröhre 42). Der Basis des Transistors 65 können auch Wechselsignale zu-

jo geführt werden, die einfarbiger Information entsprechen, etwa bei einer gewünschten Darstellung von Grafiken oder Testdaten durch die Bildröhre 62.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Signalverarbeitungsschaltung für Videosignale mit periodischen Bildintervallen und dazwischen auftretendes Ausiasiintervallen, die einen die Bildhelligkeit bestimmenden Austastpegel enthalten, mit einem Videosignalkanal, von dem die Videosignale über einen Treiber zu einer Bildröhre gelangen, mit einem einstellbaren Spannungsteiler, der mit einer Vorspannungsquelle gekoppelt ist und eine Helligkeitseinstellspannung an den ersten Eingang einer Vergleichsschaltung liefert, an deren zweiten Eingang Videosignsie vom Videosignalkanal gekoppelt werden und die während der Austastintervalle ein der Differenz ihrer Eingangssignale entsprechendes Ausgangssignal liefert, das dem Videosignalkanal als Regelsignal zur Veränderung des Austastpegels im Sinne einer Minimalisierung dieser Differenz zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vorspannungsquelle (+ 11,2 V) eine Bezugsspannungsschaltung (65) zur Ableitung einer Bezugsspannung verbunden ist, die über eine erste Koppelschaltung (100a. b) der Bildröhre (62) als Bezugsspannung für die vom Treiber (50) verstärkten Videosignale zugeführt wird und daß diese Bezugsspannung über eine weitere Koppelschaltung (68) einem Punkt (A) des einstellbaren Spannungteilers (91 —95) zugeführt wird.

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung über eine Impedanzschaltung (55, 56) einer Bezugselektrode (Emitter des Transistors 52) eines im Treiber (50) enthaltenen aktiven Stromleitungselementes (52,54) zugeführt wird, dessen Eingangsanschluß (Basis des Transistors 52) an den Videokanal (18—33) und dessen Ausgangsanschluß (Kollektor des Transistors 54) an die Bildröhre (62) angeschlossen ist.

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (91—95) im Sinne eines Bereichs von die Helligkeit bestimmenden Spannungen am ersten Eingang (Basis des Transistors 74) der Vergleichsschaltung einstellbar ist und dieser Bereich eine Spannung einschließt, bei welcher in der Impedanzschaltur.g (55, 56) des Bildröhrentreibers (50) im wesentlichen kein Strom fließt, daß eine Impedanz (68) zwischen das Bezugspotential (am Emitter des Transistors 65) und einem Punkt (A) des einstellbaren Spannungsteilers (91—95) gekoppelt ist. und daß die Schaltungsparameter des einstellbaren Spannungsteilers und der Impedanz so bemessen sind, daß in einer Miltenbereichseinstellung des einstellbaren Spannungsteilers (am Potentiometer 95) die vorerwähnte Spannung, bei welcher in der Impedanzschaltung (55, 56) des Bildröhrentreibers im wesentlichen kein Strom fließt, zur Verfügung steht.

4. Signalverarbei'ungsschaltung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensierung von Spannungsversetzungen zwischen dem Bezugsanschluß (Emitter der Transistoren 52) des Bildröhrentreibers und dem mit den zweiten Eingang (Basis des Transistors 72) verbundenen Punkt (Schaltungsteil 18) des Videokanals an einen Eingang der Vergleichsschaltung (70) eine Kompensationseinrichtung (Widersland 92) angeschlossen ist, die eine solche Offsetspannung liefert, daß die am

Bezugsanschluß des Treibers (50) entstehende Spannung im wesentlichen gleich der Bezugsspannung ist. wenn die Differenz zwischen den Eingangssignalen der Vergleichsschaltung (70) minimal i«t und wenn der einstellbare Spannungsteiler (am Potentiometer 95) auf eine mittlere Position eingestellt ist, derart, daß durch die Impedanzschaltung (55, 56) des Treibers praktisch kein Strom fließt.

5. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1 für einen Farbfernsehempfänger mit Leuchldichte- und Farbkanal, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Treiber (50) und die Leuchtdichte- und Farbkanäle ein Schalter (100) angeschlossen ist, der in einer ersten Stellung die Leuchtdichte- und Farbkanäle für einen normalen Betrieb des Empfängers normal arbeiten läßt und das Bezugspotential dem Treiber zuführt und in einer zweiten Stellung in einem Servicebetrieb des Empfängers die Leuchtdichte- und Farbkanäle außer Betrieb setzt und die Vertikalabtastung der Bildröhre sperrt und das Bezugspotential vom Treiber abkoppelt,
daß der Spannungsteiler (91 —95) im Sinne eines Bereichs von die Helligkeit bestimmenden Steuerspannung am ersten Eingang (Basis des Transistors 74) der Vergleichsschaltung einstellbar ist und dieser Bereich eine Spannung einschließt, bei welcher ein Signalleitungsschwellenzustand für din Treiber entsteht wenn der Signalunterschied minimal ist,
daß zwischen das Bezugspotential (am Emitter des 1 ransistors 65) und einem Schaltungspunkt (A) des einstellbaren Spannungsteilers eine Impedanz (68) geschaltet ist und die Schaltungsparameter des einstellbaren Spannungsteilers und dieser Impedanz so gewählt sind, daß die Spannung, bei welcher der Signalleitungssschwellenzustand besteht, bei einer Einstellung (am Widerstand 95) im mittleren Bereich des Spannungsteilers geliefert wird,
und daß der Schalter in seiner zweiten Stellung das Bezugspotential an oinen Punkt (A)des einstellbaren Spannungsteilers (91—95) koppelt, derart, daß dem ersten Eingang (Basis des Transistors 74) der Vergleichsschaltung unabhängig von der Einstellung des einstellbaren Spannungsteilers diejenige Spannung zugeführt wird, bei welcher der Signalleitungsschwellenzustand herrscht.

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Die Bildhelligkcitsinformation eines Videosignalemisches. wie etwa eines Fernsehsignalgemisches, ist durch den Gleichspannungspegel der Leuchtdichtekomponente des Videosignals bestimmt. Im Austastpegel der Leuchtdichtekomponente ist ein Helligkeitsbezugspegel enthalten, welcher etwa dem Schwarzpegel des wiedergegebenen Bildes entspricht. Um sicherzustellen. daß ein wiedergegebenes Bild einen passenden Bereich von Helligkeitspegeln entsprechend der Videosignalinformation aufweist, sind bei Fernsehempfängern im allgemeinen Maßnahmen zur Justierung der Bildröhrenvorspannung vorgesehen, mit Hilfe deren man einen Schwarzpegel-Zustand entsprechend dem durch das Videosignal definierten Schwarzpegel simulieren kann. Insbesondere erfordern Einstellungsjustierungen der Bildröhre in einer Servicestellung des Empfängers, daß