DK146900B - Apparat til begraensning af effektoptagelsen for et fjernsynsbilledroer - Google Patents

Description

(19) DANMARK (W

t \£5>.

Il (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (m 146900 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 2767/69 (51) lnt.CI.3: H 04 N 5/44 (22) Indleveringsdag: 21 maj 1969 (41) Alm. tilgængelig: 23 nov 1969 (44) Fremlagt: 30 jan 1984 (86) International ansøgning nr.: -(30) Prioritet: 22 maj 1968 US 730994 (71) Ansøger: *RCA CORPORATION; New York, US.

(72) Opfinder: Edward Wesley *Curtls; U$.

(74) Fuldmægtig: Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co (54) Apparat til begrænsning af effektoptagelsen for et fjemsynsbilledrør

Opfindelsen angår et apparat til begrænsning af effektoptagelsen for et fjemsynsbilledrør, især et farvebilledrør, hvilket fjemsynsbilledrør er af den i krav l's indledning angivne art.

XI

^ I en almindelig fjernsynsmodtager findes der alminde- D ligvis en luminanskontrol til indstilling af forspændingen mellem et CJ) © fjernsynsrørs gitter og katode. En sådan luminanskontrol opnås ved en jævnstrømsstyring, der tjener til at påvirke hvilearbejdspotentia-£ let mellem billedrørets gitre og katoder, og derved opnås en større Q eller mindre virkning på den fremviste scenes baggrundskvaliteter.

146900 2 I visse konventionelle modtagere udføres en luminanskontrol ved hjælp af en jævnstrømsniveauændring, som virker på hvileforspændingen på luminansforstærkerkæden, der er indeholdt i en fjernsynsmodtager. Denne luminansforstærker behandler Y- eller luminanskomposanterne, der er indeholdt i et sammensat fjernsynssignal, hvilke er de egentlige nødvendige komposanter, der også anvendes til monochrom transmission.

For at bevare jævnstrømsindholdet i det sammensatte signal til rigtig reproduktion af den overførte fjernsynsscene, er luminanskanalen sædvanligvis direkte koblet til de tilhørende elektroder på billedrøret. På denne måde vil en ændring i luminansforstærkerens forspænding eller jævnstrømsarbejdspunkt bevirke en ændring i forspændingen til de tilhørende billedrørelektroder og følgelig i luminansen eller baggrundskvaliteten af den fremviste sort-hvid-information.

Naturligvis påvirkes en farvefremvisnings luminanskvaliteter også af jævnstrømsforspændingskontrollen som følge af den måde hvorpå fremvisningen af farvebilleder sker ved passende blanding af disse lu-minanskomposanter med farveinformationssignaler, der behandles af modtageren, og som også er indeholdt i det sammensatte signal. Først og fremmest for at seeren kan få en behagelig fremvisning, der indeholder den ønskede grad af lysintensitet, fra en farvefjernsynsmodtager, bringes billedrøret til at arbejde med forholdsvis høje potentialer på sine elektroder, såsom skærm- og fokuselektroder, hvilket resulterer i forholdsvis store strålestrømme. Dette resulterer i forholdsvis store krafttab for billedrøret, som derfor kræver velkonstruerede højspændingsstrømforsyninger og tilhørende kredsløb.

Imidlertid kan ønsket om at få fjernsynsfremvisningsapparater med høje lysintensitetsniveauer medføre andre problemer, når billed-rørets arbejdsbetingelser overskrides som følge af komponenternes ældning eller strømforsynings eller netændringer. Det bliver følgelig nødvendigt at begrænse den til rådighed stående styringsgrad for billedrøret, når et antal ugunstige situationer opstår. Kravene om høj spænding og stærk strøm kan, hvis de holdes inden for sikre grænser, frembringe et ønsket billede uden vanskelighed, eller ødelæggelse af billedrøret og inden for sikre, kommercielle standarder. Hvis niveauerne imidlertid af en eller anden grund går ud over disse sikre arbejds-niveauer, eller hvis spændingen eller strømmen stiger, kunne sådanne forhold resultere i usædvanlig stor røntgenstrålefrembringelse eller udstråling ved modtagerens billedrørskredsløb.

3 1-469 O O

Endvidere kan overdrevne arbejdsniveauer resultere i overbelastning af selve billedrøret og følgelig forkorte dets levetid og føre til at det efterhånden ødelægges. Selvom også billedrøret er i stand til i begrænsede perioder at arbejde ved sådanne overdrevne niveauer uden ødelæggelse eller skade på dette, kan sådanne forhold resultere i belastning af højspændingsforsyningen, der leverer energi til billedrøret, hvilket kan resultere i en forringelse af afbøjningsanlægget, afsøgningens linearitet, ændring eller ugunstig virkning på størrelsen af rasteret, defokussering, at billedet bliver lysere og mørkere ved ændringer i sceneindhold eller en ændring i den effektive strålediameter stammende fra urigtig fokusseringskontrol. Således kan en uheldig belastning på højspændingsforsyningen, der driver billedrøret, meget let bringe fjernsynsmodtageren, der anvender billedrøret, til at frembringe en fremvisning, som er helt uantagelig, eller som ikke er behagelig at se på.

US patent nr. 3.179.743 (Ahrons m.fl.) og US patent nr.

3.009.989 (Ahrons m.fl.) viser opstillinger af kendt art til at begrænse effektforbruget i et fjernsynsfaryebilledrør. I opstillingen i US patent nr. 3.179.743 tjener en kontinuerligt lukket tilbagekoblingssløjfe til at holde middelstrålestrømmen konstant under alle signalforhold. Med en sådan opstilling opnås begrænsning af effektforbruget, men på bekostning af billedinformationens jævnstrømsindhold, hvorved seeren får det indtryk, at han ser på en vekselstrømskoblet modtager. I opstillingen i US patent nr.

3.009.989 indgår et tærskelkredsløb, hvorved en tilbagekoblingssløjfe kun sluttes, når tærskelbetingelserne overskrides. Overvågning af den strålestrømsparameter, der skal begrænses, opnås imidlertid kun indirekte, idet vægten er lagt på størrelsen af vekselstrøms-komposanten af en B-forstærkningsspænding, der er repræsentativ for strålestrømmens størrelse, og idet der anvendes spændingssammenligningsteknikker til at angive, hvornår tærskelbetingelserne overskrides.

Det er følgelig opfindelsens formål at tilvejebringe et kredsløb,der sikrer, at et fjernsynsrør, der anvendes i en farvefjernsynsmodtager, drives inden for et arbejdsområde, i hvilket fjernsynsbilledrørets effekt-forbrug kan begrænses. Dette opnås ved et apparat af den i indledningen nævnte art, der ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

Herved opnås, at effektforbruget i et billedrør, der 4 146900 anvendes i en farvefjernsynsmodtager, begrænses og herved holdes indenfor et sikkert arbejdsområde. Apparatet ifølge opfindelsen tilvejebringer således direkte sammenligning af den strålestrømsparameter, der skal begrænses, med en referencestrøm uden anvendelse af sløjfeslutning ved fraværelse af for stor strøm, hvilket er normalt for at undgå tab af jævnstrømsbilledindholdet, og slutter automatisk sløjfen for herved at opnå den ønskede strømbegrænsning, når strålestrømmen overskrider referencestrømmen. Ved den anviste udformning opnås tillige et konstant arbejdspunkt i videoforstær-kertrinnene og bevarelse af billedinformationens jævnstrømsindhold.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der delvis i blokform viser et skematisk diagram for en farvefjernsynsmodtager, der indeholder et apparat ifølge opfindelsen.

På tegningen modtager en antenne 10 radiofrekvensfjernsynssignaler. Fjernsynssignalmodtageren 11, der er koblet til antennen 10, tjener til yderligere behandling af disse signaler ved at omforme radiofrekvenssignalerne til mellemfrekvens- eller MF-signaler ved hjælp af den almindelig kendte teknik. Denne teknik kan anvende en blander og en lokaloscillator sammen med passende forstærkningstrin for at opnå fjernsynsmellemfrekvensen. En videodetektor 12 har sin indgang koblet til udgangen af fjernsynssignalmodtageren 11 og indeholder et diodekredsløb, der er anbragt i en diodeopstilling, som reagerer på MF-signalerne, til ud fra disse at uddrage sammensatte fjernsynssignaler.

En lyddemodulatorkanal 13 er også koblet til fjernsynssignal-modtagerens udgang og tjener til at detektere den frekvensmodulerede lydbærebølge og dennes sidebånd for at tilvejebringe et signal, der er repræsentativt for den overførte lyd, til anvendelse i højttaleren 14.

En udgang fra videodetektoren 12 er koblet til basiselektroden på en transistor 15, der er anbragt i en kollektorjordet eller emitter-følgeropstilling. En spændingsdeler omfattende modstandene 16 og 17 er koblet mellem en referencespænding, betegnet som +ν^, og et punkt med referencepotential såsom jord. Forbindelsespunktet mellem modstandene 16 og 17 er vist koblet til en indgang på videodetektoren 12 for at forspænde eller henvise detektoren til et valgt jævnstrømsniveau. Forspændingen tjener også til forspænding af basiselektroden på transistoren 15.

Emitterelektroden på transistoren 15 er koblet til jord gennem en modstand 19, medens kollektorelektroden er ført tilbage til en kilde med et potential, betegnet som +V„„ gennem en afkoblingsmod- GC t 5 148900 stand 31 afkoblet ved en kondensator 32. Transistoren 15's emitterelek-trode fremtræder som en lavimpedans-drivkilde og er som sådan koblet til en terminal af et serienetværk omfattende henholdsvis en modstand 18, en forsinkelseskæde 20, en selvinduktion 21 og en modstand 22. Den anden terminal er på dette serienetværk, der indeholder modstanden 22, er koblet til emitterelektroden på en transistor 23, der er anbragt i en basisjordet opstilling.

Emitterelektroden på transistoren 23 er ført tilbage til jord gennem en serieforbindelse af en modstand 25, en ledning 26, modstandene 24 og 28 og en variabel modstand 29. Forbindelsen mellem modstanden 25 og ledningen 26 er afkoblet til jord for højfrekvente vekselstrømssignaler ved kondensatoren 33. Forbindelsespunktet mellem modstandene 24 og 28 er for vekselstrømssignaler ført tilbage til jord gennem en kondensator 34.

Transistoren 23 modtager sin forspænding gennem en modstand 27, der har den ene terminal forbundet til basiselektroden på transistoren 23 og sin anden terminal koblet til forbindelsespunktet mellem emitterelektroden af en transistor 40 og en terminal på en spændingsdeler, der omfatter en variabel modstand 41 i serie med en modstand 44. Modstanden 44 har en terminal forbundet med en referenceforsyning +VR.

Kollektorelektroden på transistoren 40 er ført tilbage til jord gennem en belastningsmodstand 45. Der føres basisforspænding til transistoren 40 ved hjælp af en spændingsdeler omfattende modstandene 42 og 43, der er koblet mellem +VR-forsyningen og et punkt med referencepotential. Forbindelsespunktet mellem disse modstande er forbundet med basiselektroden på transistoren 40. Som det skal forklares i det følgende, tjener transistoren 40, idet den fører forspænding til basiselektroden på transistoren 23, sammen med højspændingsforsyningen og tilhørende kredsløb til styring af det jævnstrømsniveau, der er koblet til elektroderne på billedrøret, ved påvirkning af transistoren 23.

Basiselektroden på transistoren 23 er afkoblet til jord for signalfrekvenser ved hjælp af en kondensator 29. Kollektorelektroden på transistoren 23 er koblet gennem en modstand 30 til det afkoblede punkt, der udgår fra forsyningen +VCC.

En transistor 50 i jordet emitteropstilling har sin basiselektrode koblet til kollektorelektroden på transistoren 23 gennem en modstand 51. Kollektorelektroden på transistoren 50 er koblet til re-ferencepotentialpunktet gennem en modstand 52. Emitterelektroden på transistoren 50 er koblet gennem en modstand 53 til den afkoblede forsyning +VCC og er afkoblet med en kondensator 54. En yderligere transistor 55 er anbragt i kollektorjordet opstilling og har kollektorelek- 6 146900 troden ført tilbage til det afkoblede punkt på +V -forsyningen, og emitterelektroden på transistoren 55 er henført til jord gennem modstanden 56. Forspænding og driveffekt for transistoren 55 opnås ved at koble basiselektroden til kollektorelektroden på transistoren 50.

Et tilbagekoblingsnetværk omfattende serieforbindelsen af modstandene 57 og 58 forbinder emitterelektroden på transistoren 55 med emitterelektroden på transistoren 23. Forbindelsespunktet mellem modstandene 57 og 58 føres tilbage til jord gennem en serievej omfattende en kondensator 59, en selvinduktion 60 og en variabel modstand 61. Disse komponenter fører negativ tilbagekobling til den samlede forstærkeropstilling omfattende transistorerne 23, 50 og 55. Den netop beskrevne luminansforstærker, der har en signaludgang repræsenteret ved emitterelektroden på transistoren 55, fører videosignaler til indgangen af videodriftskredsløbet 62, der anvendes til at føre forholdsvis store luminanssignaler til de behørige elektroder, såsom katoderne, på et farvebilledrør 63, som f.eks. kan være et skyggemaskerør med 3 kanoner.

I en farvefjernsynsmodtager findes også et afbøjnings- og synkroniseringskredsløb 69 og en farvekanal 49. En almindelig farvefjernsynsmodtager kan også indeholde automatisk forstærkningskontrolkredsløb, automatisk farvekontrolkredsløb osv., som ikke er vist eller nødvendige for forklaringen af opfindelsen.

Indgangssignalerne til afbøjnings- og synkroniseringskredsløbene 69 og farvekanalen 49 tilføres ved en lavimpedansudgang ved emitterelektroden på transistoren 15. Funktionen af synkroniseringskredsløbet, der er indeholdt i rektanglet 69, er at virke på de sammensatte videosignaler for ud fra disse at drage de synkroniseringskomposanter som er nødvendige for at sikre korrekt billeddannelse ud fra fjernsynssignalerne. Synkroniseringskredsløbene leverer for deres vedkommende et udgangssignal til indgangen af afbøjningskredsløbene, der også er indeholdt i rektanglet 69.

Afbøjningskredsløbene tjener til at frembringe synkroniserede vandrette og lodrette driftsbølgeformer til afbøjning af farvebilled-røret 63's elektronstråler, hvilken virkning er nødvendig for at tilvejebringe et raster. Følgelig er to udgange fra afbøjnings- og synkroniseringskredsløbet 69 vist koblet til et åg 64 tilhørende billed-røret 63 for at afbøje elektronstrålerne både vandret og lodret under styring af de bølgeformer, der frembringes i rektanglet 69. Den nødvendige højspænding til betjening af billedrøret 63 uddrages ved ensretning af passende tilbageløbsimpulser, der frembringes ved funktionen af afbøjningskredsløbene, der er indeholdt i rektanglet 69.

7 146900

Til dette formål er primærviklingen på en tilbageløbstransformator 65 vist koblet mellem en udgang på afbøjningskredsløbet 69 og et punkt med referencepotential, såsom jord. Den sekundære vikling på transformatoren 65 har et antal udtag, der er valgt på passende steder på denne. Et højspændingsudtag har en terminal koblet til anoden på en højspændingsensretter 66, hvis katode er koblet til ultoren eller den anden anodeelektrode i billedrøret 63. Den højspændingsensrettende diode 66 tjener til ensretning af tilbageløbsimpulsen for ved ultorelektroden at tilvejebringe et potential, som filtreres ved ultorens kapacitans for ved denne at opnå et jævnspændingsniveau, som f.eks. kan være af størrelsesordenen 25 KV.

Et andet udtag med lavere spænding på sekundærsiden af transformatoren 65 er koblet gennem en kondensator 67 til indgangen på en fokusforsyning 68, hvis udgang er koblet til passende fokusserings-elektroder tilhørende billedrøret 63. Fokusforsyningen 68 tjener til ensretning af tilbageløbsimpulsen for at tilvejebringe et passende fo-kusseringspotential til billedrøret 63. Dette potential, der føres til de behørige elektroder på billedrøret, holder elektronstrålen inden for en veldefineret diameter.

Et tredie udtag med endnu lavere spænding på sekundærviklingen af transformatoren 65 er koblet gennem et halvbølgeensretterkreds-løb omfattende en diode 70, der har sin anode koblet til det nævnte udtag, og sin katode koblet gennem en modstand 71 til en terminal på en filterkondensator 72, der har sin anden terminal koblet til jord.

Det viste almindelige halvbølgeensretterkredsløb frembringer en positiv spænding til anvendelse for skærmkontrolkredsløbene 73, der har udgange koblet til skærmeelektroderne på billedrøret 63. Skærmkontrol-kredsløbene sammen med den derpå påtrykte spænding er nødvendige for at sikre, at billedrøret 63 fungerer ved passende elektronstrålestrøm-niveauer, der er nødvendige for at give en fremvisning af god kvalitet.

En returvej for sekundærviklingen på transformatoren 65 er tilvejebragt ved hjælp af en modstand 75, der er koblet mellem den nedre terminal på sekundærviklingen og emitterelektroden på transistoren 40. Modstanden 75 tjener også til at danne en del af et filter med kondensatorerne 76 og 77, der hver især er koblet imellem en af den nævnte modstands respektive terminaler og et punkt med referencepotential, såsom jord.

Farvekanalen 49 tjener til at uddrage og behandle den farveinformation, som er til stede i det sammensatte signal, inden for den til en sådan information hørende båndbredde. Farvekanalen, som er vist heri, indeholder også en burstforstærker og underbærebølgeoscillator.

8 146900

Burstforstærkeren tjener til at uddrage de burstinformationer, der er til stede i det sammensatte signal ved bagrecessen af den vandrette synkroniseringsimpuls. De uddragne burstsignaler anvendes til at synkronisere en underbærebølgeoscillator, der arbejder ved farveunder-bærebølgefrekvens. Farvekanalen 49's udgang, der indeholder farveinformation, og oscillatorudgangen føres til indgangene på farvedemodulatorerne 80.

Farvedemodulatorerne 80's funktion er synkront at demodulere chrominansinformationen under anvendelse af farveoscillatorens respektive behørigt fasede udgange som standard. På denne måde tilvejebringes der farvedifferenssignaler ved udgangene af farvedemodulatorerne til kobling til de behørige elektroder i billedrøret 6 3.

Funktionen af det ovenfor beskrevne apparat, som omfatter opfindelsens principper, skal nu beskrives i større detaljer.

Videosignaler, der er tilvejebragt af detektoren 12, tilføres basen på emitterfølgeren 15, som frembyder en høj impedans mod detektoren for at undgå belastning af denne. Transistoren 15's emitterkreds-løbs udgang frembyder en forholdsvis lav drivimpedans. Dette trins strømdriftsmuligheder anvendes derpå til at drive afbøjnings- og synkroniseringskredsløbene 69 og farvekanalen 49, medens det yderligere frembyder en lav udgangsimpedans til kobling til indgangen af forsinkelseskæden 20.

Transistoren 23 er et basisjordet trin, hvis emitterelektrode frembyder en lav indgangsimpedans. Modstandene 18 og 22, der er koblet i serie med forsinkelseskæden 20, er valgt i overensstemmelse med forsinkelseskæden 20's karakteristiske impedans og er af en størrelse der kan sammenlignes med denne impedans. På denne måde er forsinkelseskæden 20 rigtigt afsluttet både ved sine indgangs- og udgangsterminaler og formindsker således indsvingningsringning, som ellers kan optræde på grund af mistilpasning mellem de karakteristiske impedanser for forsinkelseskæden og dens afslutninger.

Det basisjordede trin 23 driver ved hjælp af sit kollektorkreds-løb det emitterjordede trin omfattende transistoren 50 for at skabe den nødvendige spændingsforstærkning og krævede polaritetssignalinformation. Transistoren 50's kollektorbelastning er koblet til en anden emitterfølger delvis omfattende transistoren 55, der er nødvendig for at drive udgangsvideodrivtrinnet 62 fra en kilde med lav impedans .

Den netop beskrevne luminansforstærker har et tilbagekoblings-netværk omfattende modstandene 57 og 58, som tjener til at opretholde båndbredden og stabilisere luminansforstærkerens jævnstrømsarbejds- 9 146900 punkter eller forspændingsniveauer. Ser man bort fra virkningerne af kondensatoren 59, selvinduktionen 60 og den variable modstand 61, er forstærkeren konstrueret til at have en karakteristik, som begynder af falde af ved tilnærmelsesvis 1,5 MHz, og giver en forstærkning på 1/2 gange forstærkningen ved båndmidten ved en frekvens på ca. 3,08 MHz, svarende til USA-standard. Denne karakteristik er i det væsentlige karakteristikken ved udgangen af videodetektoren 12, i nogen grad bøjet nedad for at tilvejebringe en forstærkningskarakteristik, som har nogle "medførte" minima, og som har en forholdsvis lav forstærkning for 3,58 MHz farveunderbærebølge. Den lave farveunderbære-bølgeforstærkning er nødvendig for at hindre kraftige prikmønstre i at vise sig på forsiden af billedrøret 63.

Bortset fra virkningerne af forskellige fordelte kapacitanser holdes anlæggets forstærkning i hovedsagen bredbåndet ved hjælp af den tilbagekoblingsstrøm, der leveres gennem modstandene 57 og 58.

Serienetværket omfattende kondensatoren 59, selvinduktionen 60 og den variable modstand 61, er sammensluttet for at danne et serieresonanskredsløb ved ca. 7,5 MHz. Dette kredsløb vil skabe maksimum for frekvenskarakteristikken omkring den ovenfor nævnte resonansfrekvens (1,5 MHz) ved reducering af tilbagekoblingen ved dette punkt.

Som det ses af kredsløbet, har seriekredsløbet i nærheden af resonansfrekvensen en impedans som nærmer sig størrelsen af modstanden 61.

Hvis modstanden 61 følgelig kortsluttes, vil dette seriekredsløbs grenimpedans være forsvindende i sammenligning med størrelsen af modstandene 57 og 58 ved frekvensen 1,5 MHz. Denne tilstand vil ikke tillade noget tilbagekoblingssignal for frekvenser omkring dette frekvenspunkt at blive ført tilbage til indgangen af transistoren 23 og forøger derved forstærkerens forstærkning. Størrelsen af det maksimum, der er til stede i frekvenskarakteristikken, er en funktion af Q'et eller godhedsfaktoren for dette kredsløb og resonansfrekvensen.

Som følge af den relative isolering, der skabes af modstandene 57 og 58, er størrelsen af dette maksimum forholdsvis uafhængig af ændringer i impedanserne mellem emitterelektroden på transistoren 23 og jord, og emitterelektroden på transistoren 55 og jord. På denne måde kan forstærkerens frekvenskarakteristik ved det største maksimum, som svarer til kortslutning af modstanden 61, bringes til at have en tilnærmelsesvis 40% større forstærkning ved 1,5 MHz end ved området ved luminanssignalets båndmidte. Ved denne indstilling af modstanden 61 vil forstærkningen ved omkring 3 MHz være ca. 30% af forstærkningen ved 1,5 MHz, og farveunderbærebølgefrekvensen (3,58 MHz) vil blive yderligere dæmpet med en faktor på over 10 i sammenligning med den fre- 10 146900 kvenskarakteristik for forstærkeren, der i hovedsagen svarer til udeladelsen af serienetværket eller maksimal modstand af modstanden 61.

Det ovenfor beskrevne kredsløb er, som det ses på tegningen, direkte koblet for videosignaler til katoden på billedrøret 63. Direkte kobling af luminansen ønskes for at bevare de jævnstrømskomposan-ter, der er tilstede i det sammensatte videosignal, til anvendelse for billedrørets elektroder for at give en fremvisning, der i korrekte luminansniveauer svarer til det overførte billede. Følgelig vil en ændring i jævnstrøm eller en ændring i arbejdspunkterne for videoforstærker-trinnene, der ovenfor er beskrevet som omfattende transsistorerne 15, 23, 50 eller 55, resultere i en ændring af det jævnstrømsniveau, der føres til katoderne på billedrøret 63. En sådan ændring vil på sin side påvirke forspændingen mellem katoderne og gitterelektroderne i røret 63 og kan følgelig tjene til at sænke eller hæve strålestrømmen, der frembringes af billedrøret, og derved påvirke fremvisningens luminans eller lysintensitet.

Luminanskontrollen, der omfatter den variable modstand 29, som er koblet til emitterelektroden på transistoren 23 gennem serienetværket af modstandene 25, 24 og 28, tjener til at ændre jævnstrømspotentialet ved emitterelektroden og derfor kollektorelektroden på transistoren 23. Følgelig kan den jævnspænding, der er koblet til billedrørets elektroder, betegnes som en luminansstyrespænding. Sædvanligvis er luminanskontrollen 29 anbragt på modtagerens forpanel og gjort tilgængelig for betjening af brugeren eller seeren. For at bevirke dette må et kabel 26 føres fra luminansforstærkerpladen eller chassiskredsløbsstedet til forpanelet, og som sådant kan længden af kablet 26 være ret betydeligt.

På grund af de frekvenser, der omfattes inden for luminansbåndbredden, kan sådan en længde kabel optræde som en forsinkelseskæde. Hvis denne forsinkelseskæde 26 kun var afsluttet med luminanskontrollen 29, hvad der ville være tilfældet hvis modstandene 24 og 26 og kondensatoren 34 var udeladt, ville afslutningen variere svarende til indstillingen af luminanskontrollen 29. På denne måde ville kablet 26, der optræder som en forsinkelseskæde, få signaler af visse frekvenser, der optræder ved emitterelektroden på transistoren 23 enten på grund af tilbagekoblingsnetværket eller videoindgangen til denne, til at forplante sig gennem forsinkelseskæden 26 og blive reflekteret tilbage til indgangen ved emitterelektroden af transistoren 23. Dette ville bevirke en dårlig indsvingningsreaktion i luminanskanalen for visse signalfrekvenser, der ikke er tilstrækkeligt afkoblet ved kondensatoren 33.

11 146900

For at undgå dette er modstanden 24 valgt til at tilvejebringe en begrænsende afslutning til kablet 26 ved sådanne frekvenser. En terminal på modstanden 24 er derpå koblet til udgangen af forsinkelseskæden, medens den anden terminal er afkoblet til jord for alle luminansfrekvenser ved hjælp af en kondensator 34. På denne måde ser forsinkelseskæden 26 ind i en fast afslutningsimpedans af en størrelsesorden lig med modstanden 24 for alle vekselstrømssignaler inden for luminansbån det. Kondensatoren 34 tjener desuden sammen med modstanden 28 til at afkoble potentiometerstøj, der frembringes af metal-til-metalkontakten på grund af opbygningen af de variable modstande som 29, der for tiden anvendes i konventionelle fjernsynsmodtagere. Modstanden 28 har den ene terminal koblet til forbindelsen mellem kondensatoren 34 og modstanden 24 og den anden terminal koblet i serie med luminanskontrollen 29.

Modstanden 28 sikrer, at der også er en fast impedans i kredsløbet for altid at tilvejebringe et RC-netværk for at fjerne sådan potentiometerstøj uafhængigt af modstanden 29's indstilling. På den ovenfor beskrevne måde tjener modstanden 29 til styring af jænvspændingen på emitterelektroden og følgelig på kollektorelektroden på transistoren 23 uden at dens indstilling effektivt forringer størrelsen af vekselstrømssignalerne eller på anden måde påvirker den beskrevne luminansforstærkers vekselstrømsegenskaber.

I velkonstruerede farvefjernsynsapparater ønsker man at påvirke billedrøret med en temmelig stor strålestrøm og højere spændingsniveauer for at frembringe en fremvisning af god kvalitet, der delvis er kendetegnet ved passende luminansniveauer. Imidlertid er det også nødvendigt at forhindre, at billedrøret drives så kraftigt, at de sikre grænser for billedrørets effektomdannelsesevne overskrides.

Endvidere kan en for høj driveffekt - selv inden for billedrørets ydeevne - resultere i en overdreven mængde røntgenstråling, der udstråles fra farvefjernsynsmodtageren som følge af den høje spænding og de stærke strømme. Endvidere vil højspændingsforsyningen, hvis den udnyttes optimalt, begynde at blive overbelastet før billedrørets grænsepunkt er nået, hvilket vil bevirke forringelse af billedet i det hele taget. En sådan billedforringelse hidrører fra et antal faktorer, såsom ændring i afbøjningsfølsomheden, defokuseringseffekt eller tab af skarphed, tab af vandret linearitet og forringelse i rasterets størrelse i det hele taget.

Apparatet ifølge opfindelsen er indrettet til at begrænse den maksimale forspændingsgrad på videoforstærkerkæden til et punkt, hvor billedrørets maksimale muligheder med hensyn til de ovenfor beskrevne faktorer er nået. Apparatets funktion er følgende: 12 146900

Det antages først at den strøm, der trækkes gennem kondensatoren 67, der er forbundet til højspændingsudtaget på transformatoren 65's - sekundærvikling, og den strøm, der trækkes af halvbølgeensretter-kredsløbet, der delvis omfatter dioden 70, der er sluttet til et tredie udtag på transformatoren 65's sekundærvikling, begge er 0. Det antages desuden at billedrøret 63 er afskåret, hvilket kan svare til maksimal modstandsindstilling af modstanden 29.

Under disse forhold vil størrelsen af strømmen gennem højspændingsensretterrøret 66 være lille og kun skyldes billedrørets lækstrøm i dettes afskårne tilstand. Med disse antagelser vil den strøm der løber gennem modstanden 75 være tilnærmelsesvis 0 (eller billedrørets lækstrøm), eftersom denne strøm er lig med summen af de ovenfor nævnte tre strømme.

Under disse forhold er transistoren 40 forspændt åben, og der føres strøm fra referenceforsyningen +VR gennem modstandene 44 og 41 over transistoren 40's emitter-kollektorvej gennem modstanden 45 til jord. Størrelsen af den strøm, der trækkes under de ovennævnte omstændigheder, afhænger af indstillingen af modstanden 41, som kan betegnes som en luminansbegrænser-tærskelindstilling. Under optimale arbejdsforhold indstilles modstanden 41 således, at den strøm, der flyder gennem transistoren 40's kollektor-emitterstrækning til jord, er lig med strømmen ved billedrørets begrænsningstærskel eller den maksimale strøm gennem højspændingsensretteren 66.

Modstandene 42 og 43 er valgt således, at spændingen ved basen af transistoren 40 plus spændingsfaldet fra basis til emitter på transistoren 40 svarer til den ønskede forspænding til transistoren 23. Basiselektroden på transistoren 23 er koblet til emitterelektroden på transistoren 40 gennem modstanden 27. Så længe transistoren 40 er ledende, er spændingen ved dens emitterelektrode forholdsvis konstant som følge af valget af modstandene 42 og 43 og som yderligere henført til den stabile forsyning +VR.

Det antages nu at modstanden af luminanskontrollen 29 formindskes, dvs. at luminanskontrollen drejes således af brugeren. Denne virkning formindsker den til rådighed stående vekselspænding ved emitterelektroden på transistoren 23 og tjener til at forspænde dette trin i en retning, der bevirker stigende ledning. Dette får kollektorelek-troden på transistoren 23 til at blive negativ, hvilket på sin side får kollektorelektroden eller transistoren 50 til at blive mere positiv. Emitteren på transistoren 55 bliver for sit vedkommende mere positiv, hvilket tjener til at forøge jævnspændingen ved hjælp af videoforstær-kerdrivtrinnet 62 ved billedrøret 63's katoder og får billedrøret til 13 146900 at lede kraftigere.

Forøgelsen i ledning svarer til at tænde billedrøret og bringe ultorelektroden på dette til at trække strøm gennem dioden 66. Når denne strøm vokser, vokser strømmen gennem modstanden 75 tilsvarende. Strømmen gennem modstandene 41 og 44 er forholdsvis konstant og er lig med summen af strømmen gennem modstanden 75 plus strømmen gennem tran-sisitoren 40's kollektor-emitterstrækning. Eftersom strømmen gennem modstandene 41 og 44 er konstant, og eftersom strømmen gennem modstanden 75 tiltog, må strømmen gennem transistoren 40 aftage.

Imidlertid forbliver spændingen ved transistoren 40's emitter forholdsvis konstant, så længe transistoren 40 er ledende, eftersom den afhænger af spændingen ved basiselektroden og basis-emitterfaldet. Denne spænding er godt stabiliseret så længe transistoren 40 er ledende.

Hvis driftsstrømmen til billedrøret fortsætter med at vokse, vil strømmen gennem modstanden 75 så vel som den strøm, der føres til ultorelektroden på billedrøret 63, vokse. Dette vil få strømmen gennem kollektor-emittervejen på transistoren 40 til at nærme sig 0. Spændingen ved transistoren 40's emitterelektrode vil ved dette punkt aftage som følge af den kendsgerning, at transistoren 40 går imod afskæring, og spændingen ved dens basiselektrode følgelig bliver mere positiv end spændingen ved dens emitter.

Hvis fjernseeren under disse omstændigheder yderligere ønsker at formindske modstanden 29, hvad der vil søge at forspænde transistoren 23 i en mere ledende tilstand, vil dette forsøg blive modvirket af en formindskelse af spændingen ved transistoren 40's emitterelektrode af to grunde. For det første er transistoren 40 afskåret, og der sker således ingen regulering af spændingen ved emitterelektroden og derfor basiselektroden på transistoren 23. For det andet sker der en. forøgelse af strømmen til billedrøret 63 gennem højspændingsensretteren 66, hvad der tjener til at frembringe et stort spændingsfald over modstandene 41 og 44 og således tvinge transistoren 23's basis imod jord eller til at følge disse strømvariationer.

Den grad af begrænsning, der ydes af dette kredsløb, er delvis bestemt af transistoren 40's afskæringsegenskaber, som kan være meget skarpe, og den samlede sløjfeforstærkning for hele anlægget, når transistoren 40 er afskåret. I det normale tilfælde er de strømme, der løber gennem dioden 70 til skærmelektroderne på billedrøret, og strømmen gennem kondensatoren 67 til billedrørets fokusseringselektroder ikke 0, men som det ses, tjener den samlede størrelse af disse strømme til at føre en konstant strøm gennem modstandene 44, 41, 75 og det sekundære viklingsudtag i forbindelse med fokusserings og skærmforsynin 14 146900 gerne. Denne konstante strøm er uafhængig af om billedrøret anvendes med et givet chassis og vil kun afhænge af værdien af de komponenter, der står i forbindelse med høj spændingsforsyningen til dette chassis .

På denne måde kan begrænsningstærskelen, som den indstilles ved modstanden 41, indstilles til at kompensere for ethvert strømtab gennem transistoren 40 som følge af statiske og dynamiske værdier for billed-rørets skærm- og fokuselektrodestrømme.

Kredsløbet omfatter yderligere buebeskyttelse især med hensyn til højspændingsbuer, som kan opstå over højspændingsensretterrøret 66. Sådanne buer vil forsøge at overføre energien, der er oplagret i kapa-citansen i forbindelse med billedrørsbagsidens ultorelektrode, til kredsløbet, der bl.a. omfatter transistoren 40. Disse buer er i stand til at frembringe baglæns strømme igennem modstanden 75 på en eller 2 amp. For at sætte kredsløbet i stand til at modtage denne energi uden ødelæggelse for transistoren 40 eller af andre komponenter, er kondensatoren 77 og modstanden 45 indføjet. På denne måde begrænser modstanden 45 transistoren 40's strømbehandlingsmuligheder, for således at forhindre skade på transistoren. Kondensatoren 77 tilvejebringer et middel til ladningslagring eller filtrering af disse strømstød og forhindre dem følgelig i at indvirke på spændingen ved emitterelektro-den på transistoren 40. Et kredsløb ifølge den ovenfor beskrevne opfindelse kan opbygges og holdes i drift under anvendelse af følgende komponenter:

Transistor 15 Sel002

Transistor 23 2N3694

Transistor 50 2N4121

Transistor 55 2N3643

Transistor 40 1473581-1

Modstand 16 2190 ohm

Modstand 17 390 ohm

Modstand 18 560 ohm

Modstand 19 1,000 ohm

Modstand 22 680 ohm

Modstand 24 10 ohm

Modstand 25 470 ohm

Modstand 27 470 ohm

Modstand 28 100 ohm

Modstand 29 20,000 ohm (variabel)

Modstand 30 330 ohm

Modstand 31 10 ohm

Modstand 41 2,500 ohm (variabel) 15 146900

Modstand 42 2,000 ohm

Modstand 43 560 ohm

Modstand 44 2,700 ohm

Modstand 45 100 ohm

Modstand 51 1,000 ohm

Modstand 52 1,800 ohm

Modstand 53 27 ohm

Modstand 56 1,800 ohm

Modstand 57 4,700 ohm

Modstand 58 3,900 ohm

Modstand 61 20,000 ohm (variabel)

Modstand 71 10,000 ohm (1 watt)

Modstand 75 1,000 ohm

Kondensator 29 .10 pF

Kondensator 33 .01 pF

Kondensator 34 100 pF

Kondensator 54 .0027 pF

Kondensator 32 .01 pF

Kondensator 59 120 pF

Kondensator 67 470 pF

Kondensator 72 .02 pF

Kondensator 76 .01 pF

Kondensator 77 50 pF

Selvinduktion 21 15 μΗ

Forsinkelseskæde 8 (680 ohm)

Selvinduktion 60 36 pH

Diode 70 RCA f 1476183-2

Ensretter 66 3CU3

+V +30V

cc

+V +15V

Ά.

+V^ +15 volt zener-stabiliseret

+VA = +VR

Claims (2)

146900 16 Patentkrav.

1. Apparat til begrænsning af effektforbruget i et fjernsynsbilledrør, især et farvebilledrør, hvis effektforbrug afhænger af forspændingen af en styreelektrode for stråle-strømmen, hvor en kreds, der er forbundet med en højspændingsfrembringelseskreds, frembringer et signal, der står i forhold til strømmen, der flyder i billedrøret, hvilket signal leveres til en komparatorkreds for at sammenlignes med en referenceværdi, hvorved et styresignal frembringes og leveres til kredsløbsorganer, der tilvejebringer forspændingen af billedrørets styreelektrode, således at forspændingen er i hovedsagen konstant, når strålestrømmen er mindre end en forudbestemt tilladelig strømværdi og ændrer sig i en sådan retning, at strålestrømmen begrænses, når den overskrider den nævnte tilladelige strømværdi, kendetegnet ved, at den i komparatorkredsen (40,42, 43,45) sammenlignede referenceværdi er en referencestrøm, hvis størrelse står i forhold til den nævnte tilladelige strømværdi, og som leveres af en strømkilde (+VR, 44, 41), hvilken referencestrøm deles mellem den nævnte højspændingsfrembringelseskreds og en halvlederovergang (basis-emitterovergangen i transistoren 40), hvis ene klemme er forbundet med et punkt med en i hovedsagen konstant spænding og hvis anden klemme gennem en koblingskreds er forbundet med den nævnte styreelektrode, og som er indrettet til at give styreelektrodens forspænding en i hovedsagen fast værdi, når halvlederovergangen er ledende, mens styreelektrodens forspænding ændres i en sådan retning, at strålestrømmen begrænses, når halvlederovergangen ikke længere er ledende.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at halvlederovergangen er basis-emitterovergangen i en transistor (40), hvis basis er forbundet med udtaget fra en spændingsdeler (42,43), der leverer en i hovedsagen konstant forspænding, og hvis kollektor gennem koblingskredsen (23,50,55,62) er forbundet med styreelektroden i billedrøret (63) for således at tilvejebringe en fast værdi