DE2941430C2

DE2941430C2 - Strahlstrombegrenzungsschaltung

Info

Publication number: DE2941430C2
Application number: DE2941430A
Authority: DE
Inventors: Leslie Ronald Flemington N.J. Avery
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1979-10-12
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPS584513B2; IT7926325A0; US4253121A; JPS5555678A; DE2941430A1; FR2438949B1; IT1124587B; FR2438949A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlstrombegrenzungsschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist
Der Inhalt eines Bildes, das von der Bildröhre in einem Fernsehempfänger wiedergegeben wird, enthält Leuchtdichteinformationen und, im Faile eines Farbbildes in einem Farbfernsehsystem, außerdem Farbartinformationen. Die von der Bildröhre wiedergegebene Bildinformation wird typischerweise definiert durch die Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals, in der sich der Bildkontrast ausdrückt, und durch die Gleichjpannungskomponente des Videosignals, die ein Maß für die Bildhelligkeit bzw. den Hintcrgrunup'jgel ist. Beide genannten Komponenten können dazu beitragen, daß die Bildröhre übermäßig starke Strahlströme zieht. Diese können jedoch die Qualität der Bildwiedergabe eines Empfängers herabsetzen, z. B. indem sie den Betrieb des Ablenksystems des Empfängers beeinträchtigen, so daß der Strahlfleck defokussiert wird und Überstrahlungen im Bild auftreten. Hohe Str hlströme können außerdem zur Überschreitung der maximal zulässigen Strombelastung der Bildröhre führen und damit möglicherweise die Bildröhre und die zugehörigen Schaltungsteile beschädigen. Insbesondere bringen übermäßige Spitzenwerte des Strahlstroms, wie sie bei stationären Bildern auftreten können (z. B. bei den Mustern für Bildschirmspiele oder bei den alphanumerischen Darstellungen für Bildschirmtexte), die Gefahr sogenannter »Schirmeinbrennung« in der Bildröhre.

Es sind verschiedene automatisch arbeitende Strahlstrombegrenzer für Bildröhren bekannt, die sowohl die Spitze-Spitze-Amplitude als auch die Gleichspannungskomponente des Videosignals regeln. Aus der GB-PS 15 14 220 beispielsweise ist ein System bekannt, bei wel-

bo chcm der Kaihodenstrom der Bildröhre, /. Ii. über den Spannungsabfall eines in der gemeinsamen Kathoden zuleitung liegenden Widerstandes, direkt abgeliihli wird, um ein Signal als Mal) für den von der Bildröhre geforderten Strahlstrom abzuleiten, aus dem dann eine Sieucrspannung erzeugt wird, die repräsentativ für Strahlströmc übermäßigen Spitzen- und Mittelwerts ist. Die Steuerspannung dient dazu, den übermäßigen Strahlstrom zu begrenzen, indem sie über die Kontrast-

ind die !■'arbsauigung.s-Rcgclschaltuiigcn des Knipfäii- »crs gleichzeitig die Spilzenamplitude der l.cuchidieh- :c- und der Farbarikomponente des Videosignals iin-Jert.

Weiterhin ist aus der US-PS 41 26 884 eine entweder durch den Mittelwert oder durch den Spitzenwert des Strahlstromes gesteuerte Strahlbegrenzungsschaltung bekannt. Die hierzu dienende Steuerspannung, die eine zu hohe mittlere Strombelastung repräsentiert, wird dazu herangezogenem in einem ersten Bereich übermäßiger Strahlströme die Spitzenamplitude des Videosignals (Kontrast) zu regeln und in einem zweiten, höher liegenden Bereich übermäßiger Strahlströme sowohl die Spitzenamplitude als auch die Gleichspannungskomponente des Videosignals (also Kontrast und Helligkeit) zu regeln. Aus der US-PS 40 96 518 ist ebenfalls eine auf Mittelwerte ansprechende Strahlstrombegrenzungsschaltung bekannt, bei der umgekehrt zuerst die Gleichspannungskomponente und danach die Spitzenamplitude des Videosignals zurückgeregelt wird. Bei beiden letztgenannten Schaltungen wird die für den mittleren Strahlstrom charakteristische Steuerspannung durch Abfühlen des Nachlade-Laststroms der Biloröhre abgeleitet, der von der Hochspannungsschaltung geliefert wird. Die Reihenfolge der anfänglichen Kontrastbegrenzung und erst bei immer noch zu hohem Strah!- strom danach erfolgenden Herunterregelung der mittleren Bildhelligkeit aufgrund eines aus dem Kathodenkreis der Bildröhre abgeleiteten Regelsignals ist auch aus der DE-AS 20 21 037 bekannt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung ^;.n der Angabe einer Schaltung, welche eine exaktere Begrenzung des Spitzenstrahlstroms und des Strahlstrommittelwertes erlaubt, so daß man hier kleinere Sicherheitsabstände wählen kann und im Betrieb näher an die zulässigen Absolutgrenzen für diese beiden Strahlstromparameter herangehen kann, ohne die Bildröhre zu gefährden.

Diese \ufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, zwei verschiedene Bereiche für zu hohen Spitzenstrahlstrom und außerdem auch zwei verschiedene Bereiche für zu hohen mittleren Strahlstrom vorzusehen und die Reihenfolge der Rcgelvorgänge jeweils von demjenigen Strahlstromparameter abhängig zu machen, der gerade zu hohe Werte annimmt. Auf diese Weise ergibt sich gegenüber dem Stande der Technik, bei dem auch bereits mit mehreren Bereichen übermäßigen Strahlstroms gearbeitet wird und nach einer anfänglichen Herurr.erregelung der mittleren Bildhelligkeit darüber hinaus dann auch der Kontrast zurückgeregelt wird, oder je nach Konzept der Schaltung auch umgekehrt, bei der Erfindung der Vorteil, daß die Reihenfolge der Herunterregelung der beiden Strahlstromparameter (mittlerer Strahlstrom und Spitzenstrahlstrom) nicht von vornherein festgelegt ist, sondern durch den zuerst übermäßigen Strahlstromparameter bestimmt wird. Dabei kann die Schallung je nach Wunsch so ausgelegt werden, daß bei zunächst übermäßigem mittleren Strahlstrom anfänglich die mittlere Bildhelligkeit, also die Gleichspannungskomponente des Videosignals, und anschließend der Kontrast, also die Spit/.enamplitude des Videosignals, herungeregelt wird, während bei anfanglich übermäßigem Spitzenstrahlstrom zuerst der Kontrast und dann ''ic mittlere Bildhelligkeit zurückgeregclt werden. Jedoch kann die Schaltung auch anders ausgelegt werden, indem beispielsweise ein anfänglich zu hoher mittlerer Sirahlsiroiii /iiersi eine /uriickiuih mc des Kontrastes und danach eine Uiicknahmt der mittleren Bildhelligkeit bewirkt, während ein anfänglich übermäßiger Spitzenslrahlslrom zuerst eine Zurücknähme der mittleren Bildhelligkeit und dann des Kontrastes bewirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es im Sinne einer exakter erfolgenden Strahlstrombegrenzung bei einer automatischen Strahl-Strombegrenzerschaltung mit mehreren Betriebsarten zweckmäßig ist, die Reihenfolge der Regelung von Spitzenamplitude und Gleichspannungspegel des Videosignals im Falle übermäßigen Strahlstroms variabel zu gestalten, und zwar in der einen Betriebsart

1. als Funktion übermäßigen mittleren Strahlstroms und in der anderen Betriebsart

2. als Funktion übermäßiger Spitzenwerte des Strahlstroms.

Außerdem ist es bekanntermaßen (GB-PS i5 14 220) im Sinne einer genaueren Begrenzung des Strahlstromes auf zulässige Werte vorteilhafter, wenn ein solches System auf ein Signal anspricht, das direkt vom Strahlstrom der Bildröhre (z. B. vom Kathodenstrom) anstatt stellvertretend von einem woanders gefühlten Strom abgeleitet ist (z. B. von dem aus der Hochspannungsversorgung der Bildröhre kommenden Nachladestrom).

Vorteilhafte Ausgestaltungen de,- Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Blockform einen Teil eines Farbfernsehempfängers, der eine erfindungsgemäße Anordnung J5 zur Strahlstrombegrenzung an der Bildröhre enthält:

F i g. 2 zeigt in einem Detailschaltbild Einzelheiten eines Teils der Anordnung nach Fig. 1. der gemäß der Erfindung ausgebildet ist:

F i g. 3 ist ein Detailschaltbild eines anderen Teils der 4i) Anordnung nach Fi g. I.

Gemäß F i g. 1 liefert eine Quelle für Videosignale, die Leuchtdichte- und Farbartkomponenten enthalten, über ihren einen Ausgang eine abgetrennte Farbartkomponente an eine Farbartsignal-Verarbeitungseinheit 14. die sich in einem Farbartkanal des Empfängers befindet und Farbdifferenzsignale r — Y. g — Y und b — Y erzeugt. Über einen anderen Ausgang der Videosignalquelle 10 gelangt eine abgetrennte Leuchtdichtekomponente zu einer Leuchtdichtesignal-Verarbeitungseinheit 22 in einem Leu;:htdichtekanal des Empfängers. Die von der Einheit 22 verarbeiteten Leuchtdichtesignale werden einem Signaieingang eines verstärkungsgeregelten Lcuchtdichteverstärkers 24 (z. B. eines Differenzverstärkers) zugeführt. Mit dem Steuereingang des Verstärkers 24 ist ein Kontrastregler 30 (z. B. ein vom Benutzer verstellbares Potentiometer) gekoppelt, um die Verstärkung des Verstärkers 24 und damit die Spitze-Spitze-AmplitMe der darin verarbeiteten Signale so zu ändern, wie es die Einstellung des Kontrastreglers 30 feO vorgibt.

Von einem Signalausgang des Verstärkers 24 gelangt ein verstärktes Lcuchldichtesignal (Y) zu einer Signalmatrix 18. worin das Leuclmlichicsignal mit den aus der Einheit 14 korn nendcn Farbdifferenzsignalen kombib5 niert wird, um farbbildcharaktcristische Signale r. g und b zu erzeugen. Jedes dieser Signale wird in einem zugehörigen Bildröhren-Trcibcrvcrstärker 32,7 bzw. 326 bzw. 37c verstärkt, um auf hohen l'cgel verstärkte Färb-

signale R. G und fl zu erzeugen, leder der Treiberverstürker 32«, 326 und 32c kann in Kaskade-Schaltung angeordnet sein, wie es /. B. in der US-Palentschrift 41 18 731 beschrieben ist. Die Farbsignaie R. C und 8 werden über getrennte Koppelnd/werke 40.Ί, AQb und 40c den zugeordneten Intensitätssteuerclektroden für die jeweiligen Farben (Rot-Kathode, Grün-Kathode und Blau-Kathode) zugeführt.

Die Anordnung nach F i g. 1 enthält außerdem einen getasteten, abfragenden Vergleicher 55. der in der nachfolgend beschriebenen Weise in einem geschlossenen Kegelkreis zur automatischen Helligkeitsregelung angeordnet ist. Ein Signaleingang des Vergleichers 55 fühlt das Niederpegel-Blausignal b am Ausgang der Matrix 18, und ein /weiter Signaleingang des Vergleichers 55 fühlt eine Helligkeitsbestimmende Bezugsspannung, die von einem manuell verstellbaren Helligkeitsregler 58 geliefert wird (z. B. von einem durch den Bemiizer verstellbaren Potentiometer). Der Vergleicher wird durch Tastsignale getastet, die während der periodischen Horizontalaustastintervalle des Videosignals erscheinen, um den (Austast-)Pegel des zu diesem Zeitpunkt am 6-Ausgang der Matrix 18 erscheinenden Signals abzufragen und ihn mit dem Helligkeiis-Bezugspcgcl vom Helligkeits-Bezugspegel vom Hclligkeitsregler 58 zu vergleichen. Wenn eine Ungleichheit zwischen diesen beiden Pegeln vorhanden ist, erzeugt der Verglcicher 55 an seinem Ausgang ein Korrektursignal, das einem Glcichstrompegel-Steuereingang des L.euchtdichteverstärkers 24 angelegt wird. Dieses Korrektursignal dient dazu, den Gleichstrompegel des Ausgangssignals des Verstärkers 24 und damit auch den Gleichstrompegel des Signals am ^-Ausgang der Matrix 18 im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen den abgefragten Eingangssignalen des Vergleichers 55 zu ändern. Durch diesen mechanismus !äßi sich der Gleichstrompegel des Leuchtdichtesignals und damit der Gleichstrompegel jedes der Signale r, g und b ändern, indem man den Pegel des Signals, welches dem das Helligkeits-Bezugssignal empfangenden Eingang des Vergleichers 55 zugeführt wird, ändert. Weitere Einzelheiten des den Vergleicher 55. den Verstärker 24 und die Matrix 18 enthaltenden Helligkeits-Regelkreises sind in der US-PS 4197 557 beschrieben.

Eine automatische Strahlstrombegrenzung für die Bildröhre erfolgt mittels einer Anordnung, die ein Netzwerk 60 zur Stromübersei/ung und Folgesteuerung enthält, das Eingangssignal von einem zusätzlichen Ausgang jedes der Kathodenkoppelnetzwcrke 40;?. 40ö und 40cempfängt.

Wie es weiter unten noch ausführlich erläutert werden wird, sind die von jedem der Kathodenkoppelnetzwerke an das Netzwerk 60 gelieferten Signale direkt proportional dem Wert des jeweiligen Kathodenstroms. Die Kathodenströrne entsprechen im wesentlichen den von den Strahlsystemen der Bildröhre 50 geleiteten Strahlströmen einschließlich deren Spitzenwert- und Mittelwertänderungen. Das Netzwerk 60 enthält Schaltungen, die fühlen, ob die Spitzenwerte und die Mittelwerte der Strahlströme, so wie sie sich durch die proportionalen Signale an den Zusatzausgängen darstellen, übermäßig hoch sind. d. h. über einem Schwellenwert liegen.

im Falle eines übermäßigen Strahlsirom-Mistclwerles liefert das Netzwerk 60 zunächst e;n Steuersignal von einem Ausgang A über geeignete Koppekchaltungcn an den das Helligkeits-Bczugssignal empfangenden Eingang des Vergleichen 55. Dieses Steuersignal ist proportional dem Übermaß des Strahlstrom-Mittelwertes innerhalb eines ersten Bereichs von Strahlstrom-Mittelwerten. Das Netzwerk 60 liefert anschließend ein Steuersignal von einem Ausgang B über geeignete Koppelschaltungen an den Verstärkungssteuereingang des Verstärkers 24. Dieses Steuersignal wird im Falle von Strahlstrom-Mittelwerten erzeugt, die innerhalb eines zweiten Bereichs liegen, der höhere Ströme als der erste Bereich umfaßt; es ist proportional dem Pegel mittlerer

in Strahlströme innerhalb des zweiten Bereichs. Das erste Steuersignal dient dazu, den Gleichstromwert des Videosignals in einer solchen Richtung zu ändern, daß Strahlstrom-Miticlwerte innerhalb des ersten Bereichs begrenzt werden. Das zweite, demgegenüber verzögerte Steuersignal dient dazu, die Signalverstärkung des Verstärkers 24 und somit auch die Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals zu vermindern, um Strahlstrom-Mitici'A'cric innerhalb des zweiten Rprsichs zu beerenzen. Während der den Strahlstrom-Mittelwert begrenzendcn Betriebsart werden also nacheinander zunächst die Bildhelligkeit und dann der Bildkontrast verändert.

Im Falle übermäßiger Spitzenwerte des Strahlstroms liefert das Netzwerk 60 zunächst ein Steuersignal vom Ausgang San den Verstärkungssteuereingang des Verstärkers 24. Dieses Steuersignal ist proportional dem Übermaß der Strahlstrom-Spitzenwerte innerhalb eines ersten ,icrcichs von Spitzenwerten. Anschließend liefert das Netzwerk 60 ein zweites Steuersignal von Ausgang A an den das Helligkeits-Bczugssignal empfangenden Eingang des Vergleichers 55. Dieses Steuersignal wird erzeugt, wenn Strahlstrom-Spivzenwerte innerhalb eines zweiten Bereichs erscheinen, der höhere Ströme als der erste Bereich umfaßt; es ist proportional dem Niveau der Strahlstrom-Spitzenwerte innerhalb des zweiten Bereichs. In diesem Fall dient also das anfängliche Steuersignal dazu, die Signalverstärkung des Verstärkers 24 und somit auch die Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals zu vermindern, so daß Strahlstrom-Spitzenwerte innerhalb des ersten Bereichs begrenzt werden. Das zweite, demgegenüber verzögerte Steuersignal dient dazu, den Gleichstrompegel des Videosignals in einer solchen Richtung zu ändern, daß Strahlstrom-Spitzenwerte innerhalb eines zweiten Bereichs begrenzt werden. Während der die Strahlstrom-Spitzenwerte begrenzenden Betriebsart werden also nacheinander zunächst der Bildkontrast und dann die Bildhelligkeit verstellt.

Mit diesem System wird zur Verminderung des Strahlstrombedarfs im Falle übermäßig hoher Strahlstrom-Mittelwerte zunächst der Gleichstrompegel des Videosignals modifiziert, denn für den Strahlstrom-Mittelwert ist in erster Linie die Gleichstromkomponente des Videosignals verantwortlich. In ähnlicher Weise wird zur Verminderung des Strahlstrombedarfs im Falle übermäßiger Strahlstrom-Spitzenwerte zunächst die Spitzenamplitude des Videosignals modifiziert, denn für die Strahlstrom-Spitzenwerte ist in erster Linie die Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals verantwortlich. Es sei erwähnt, daß übermäßige Strahlstrom-Mittelwerte ihre Ursache im Inhalt des empfangenen Signals haben können oder darauf zurückzuführen sind, daß der Benutzer einen handbetätigten Helligkeitsregler, der häufig im Leuchtdichtekanal des Empfängers enthalten ist, falsch eingestellt hat. Es können auch beide Ursa-

M chcn gemeinsam vorliegen. Meistens werden hohe StrahlMrom-Mittclweric jedoch dadurch verursacht, daß der HcHigkeitsregler unrichtig im Sinne einer zu hohen Bildhelligkeit verstellt ist. denn es ist unwahr-

scheinlich, daß ein Videosignal mit einem Leuchtdichtepegel gesendet wird, der einer zu großen Helligkeit entspricht. Übermäßige Strahlstrom-Spitzenwerte sind in erster Linie der Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals zuzuschreiben, so wie es empfangen und durch Versteilerungsschaltungen im Empfänger behandelt wo^rden ist (solche Versteilerungsschaltungen. welche dit Amplitude selektiv anheben, können z. B. in der Leuchtdichte-Verarbeitiingseinheit 22 enthalten sein).

In der Fig. 2 sind schaltungstechnische Einzelheiten der Kopplungsnelzwcrke 4Oj bis 40c für die Kathodensignale der Bildröhre sowie Einzelheiten von Schaltungen zur Stromübersetzung innerhalb des in F i g. 1 gezeigten Netzwerks 60 dargestellt.

Das Koppelnetzwerk 40a für das der Rot-Kathode zuzuführende Signal enthält einen als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 42a, dessen Basis mit dem Ausgang der Rot-Treiberstufe 32a und dessen Emitter mit der Rot-Kathode der Bildröhre 50 gekoppelt ist. Widerstände 43a und 45a im Emitter- und im Kollektorkreis des Transistors 42a dienen zum Schutz vor Stoßströmen im Falle von Überschlägen an der Bildröhre. Im Kollektorkreis des Transistors 42a befinden sich außerdem ein strombegrenzender Widerstand 46a und ein normalerweise gesperrter Klemmtransistor 48a. Der Klemmtransistor 48a leitet, wenn er beim Auftreten abnormal hoher Spannungen in Durchlaßrichtung vorgespannt wird, um den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 45a und 46a auf eine Spannung zu klemmen, die gleich der Basisvorspannung des Transistors 48a plus der Basis-Emitter-Offsetspannung des Transistors 42a ist. Das Koppelnetzwerk 40b für das an die Grün-Kathode zu legende Signal enthält einen als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 42£> sowie Stoßstrom-Schutzwiderstände 436 und 45b. Zum Netzwerk 40b gehören ferner ein strombegrenzender Widerstand 46b und ein Kiemmtransisior 4So. Das Koppelneizwcrk 40c für das an die Blau-Kathode zu legende Signal enthält einen als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 42c sowie Stoßstrom-Schutzwiderstände 43c und 45c Zum Netzwerk 4c gehören ferner ein strombegrenzender Widerstand 46cund ein Kiemmtransisior 48c.

Die Signalströme der Rot-, der Grün- und der Blau-Kathode, die durch die Videosignale der Rot-, Grün- und Blau-Signaltreiber 32a, 32b und 32c angeregt werden, fließen von der jeweiligen Kathode der Bildröhre über die Emitter-Kollektor-Strecke des jeweils zugehörigen Transistors 42a bzw. 42b bzw. 42c und durch die diesen Transistoren zugeordneten Kollektorwiderstände (die Basisströme der Transistoren 42«u 42h und 42c sind vernachlässigbar). Die in den Kollektorkreisen der Transistoren 42a. 426 und 42c fließenden Kathodenströme entsprechen im wesentlichen den Strahlströmen, die von dem Rot- bzw. dem Grün- bzw. dem Blau-Strahlerzeugungssystem der Bildröhre 50 geleitet werden.

Der Kollektorstrom des pnp-Transistors 42a wird einer Stromübersetzungsstufe zugeführt, die einen als Diode geschalteten Transistor 51a und zwei weitere Transistoren 52a und 54a enthält Diese Transistoren sind als Stromspiegelschaltung angeordnet, die den Kollektorstrom des Transistors 42a, der über den Transistor 51a nach Masse fließt, als Kollektorstrom in jedem der Transistoren 52a und 54a widerspiegelt Die relativen Beträge der vom Transistor 51a und von den Transistoren 52a und 54a geleiteten Ströme lassen sich in an sich bekannter Weise durch entsprechende Proportionierung der geometrischen Größen für die Basis-Emitter-Übergänge der Transistoren 51a, 52a und 54a nach Wunsch festlegen. Die Kollcktorströme der npiiTransistoren 42b und 42t¹ werden in ähnlicher Weise entsprechenden SiromspicgclschaltungcnSlb. 52b.54butnl 5Ir. 52c. 54c zugeführt, die dem gleichen Zweck wie ».lic Stromspiegelschaltung 51a, 52a. 54;i dienen.

Die Kollcktorausgänge der Transistoren 52;/. 52b, 52t' sind zusammengefaßt und mit einer in F i g. 3 dargestellten Klemme T.₍ gekoppelt. Die Kollcktorausgänge der Transistoren 54a. 546 und 54c sind ebenfalls zusammen

in gefaßt und mit einer in F i g. 3 dargestellten Klemme T) · gekoppelt.

Die F i g. 3 zeigt zusätzliche Schaltungsdetails der in Fig. 1 mit dem Block 60 dargestellten Einheit. Zwei Transistorpaare 64, 65 und 62, 63 bilden jeweils einen Stromspiegel in einem Netzwerk, das zur Begrenzung von Strahlstrom-Spitzenwerten dient. Der Schwellenwert für die Stromleitfähigkeit dieser Transistoren in Fällen übermäßigen Strahlstroms wird durch ein geschaitetes Widerstanusueuwerk bcäiimmt, das einen Schalter 70 und Widerstände 66,69 enthält, die mit dem positiven Potential einer Beiriebsglcichspannung (z. B. + 12VoIt) verbunden sind. Bei diesem Beispiel wird durch das Netzwerk eine hohe Schwelle für die Begrenzung des Strahlstrom-Spitzenwerts eingestellt, wenn der Schalter 70 in der gezeigten geschlossenen Stellung ist. Bei geöffnetem Schalter 70 wird eine niedrigere Begrenzerschwelle für den Strahlstrom-Spitzenwert eingestellt.

Bei normalen Strahlströmen ist der Transistor 65 gesättigt (d. h. sehr gut leitend), wodurch ein Transistor 72 im gesperrten Zustand gehalten wird. Der Transistor 65 gerät aus der Sättigung und leitet in einem linearen Bereich, und der Transistor 72 beginnt in einem linearen Bereich zu leiten, wenn der Spitzenwert des Strahl-Stroms die vom Netzwerk 66,69,70 bestimmte Schwelle überschreitet. Dies tritt ein, wenn die Summe der KoI- !ckiorsiröme von einem oder mehreren Transistoren 54a, 54b, 54c (Fig. 2) den Sätiigungsstrompegel des Transistors 65 übersteigt. Da dies typischerweise sporadisch als Antwort auf hohe Kathodenstromspitzen peschieht, leitet der Transistor 72 typischerweise Stromimpulse anstatt eines länger währenden mittleren Stroms. Stromimpulse, die während des den Strahlstrom-Spitzenwert begrenzenden Betriebs vom Transistor 72 kommen, laden einen Spitzenwerte aufnehmenden Kondensator 74 auf. Ein von einem Transistor 75 geleiteter Basisstrom dient dazu, während der spitzenwertbegrenzendcn und während der normalen Betriebsart eine geringe Ladungsmenge aus dem Kondensator 74

so zu entladen. Beim vorliegenden Beispiel ist die Entladezeitkonstantc des den Kondensator 74 enthaltenden Kreises kleiner als die Zeitspanne von ungefähr drei Teilbildpcrioden. Die Transistoren 75 und 77 leiten, wenn der Kondensator 74 genügend Ladung angesammelt hat. und vom Emitter des Transistors 75 wird dann ein entsprechender Strom, der für den Spitzenwert repräsentativ ist, über einen Vorspannungswiderstand 82 zu einer Stromspiegelschaltung geliefert, die aus einem Transistor 80 und einem als Diode geschalteten Transistör 79 besteht Die Transistoren 75 und 77 sind als Darlington-Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz geschaltet um die Ladungsabnahme am Kondensator 74 während der Intervalle zwischen den Strahlstromspitzen gering zu halten. Ein Widerstand 81 begrenzt den Maximalwert des über die Transistoren 75 und 77 erhältlichen Stroms.

Die erhöhte Leitfähigkeit, die der Transistor 80 infolge übermäßig hoher Strahlstromspitzen bekommt, führt

ίο

zu einem entsprechenden Absinken der Kollektorspannung des Transistors 80, wodurch die Steuerspannung an der Ausgangsklemme B der Einheit 60 um ein proportionales Maß abnimmt. Diese Steuerspannung dient dazu, den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 24 (Fig. l)und damit die Spitzenamplitude der an die Bildröhre gelegten Videosignale in einer Richtung zu ändern (zu vermindern), um für einen ersten Bereich übermäßiger Strahlstrom-Spitzenwerte den von der Bildröhre geleiteten Strahlstrom zu begrenzen.

Wenn übermäßige Strahlstrom-Spilzenwertc auftreten, die innerhalb eines zweiten, höhere Strahlströme umfassenden Bereichs liegen, dann veranlaßt der Emitterausgangsstrom des Transistors 77 einen Transistor 95, in proportionalem Maß zu leiten. Die Leitfähigkeit des Transistors 95 setzt also erst später ein, wobei die Verzögerung im vorliegenden Fall der »aufhaltenden« Wirkung d'*S Widerstandes 82 und einer normalerweise gesperrten Diode 83 zu verdanken ist, denn diese beiden Elemente bilden ein Netzwerk, welches eine Leitfähigkeitsschweüe definiert, um das Leitendwerden des Transistors 95 gegenüber dem Leitendwerden des Transistors 80 so weit zu verzögern, bis Strahlströme innerhalb des genannten zweiten Bereichs vorhanden sind. Genauer gesagt erzeugt der Strom, der im Widerstand 82 (beim Auftreten von innerhalb des zweiten Bereichs liegenden Strahlströmen) fließt, am Widerstand 82 eine Spannung, die genügt, um die Diode 83 in den leitenden Zustand vorzuspannen. Zu diesem Zeitpunkt ist der wird über einen "•'orsparinungswiderstand % an eine Stromspiegelschaltung gelegt, die aus einem als Diode geschalteten Transistor 94 und einem Transistor 95 besteht, so daß die Leitfähigkeit des Transistors 95 um ein proportionales Maß ansteigt.

Innerhalb eines ersten Bereichs übermäßiger Strahlstrom-Mittelwerte führt die erhöhte Leitfähigkeit des Transistors 95 zu einer erstsprechenden Verminderung der Kollektorspannung dieses Transistors, so daß die

ίο Steuerspannung an der Ausgangsklemme A um ein proportionales MaQ abnimmt. Die Steuerspannung vom Ausgang A dient dazu, den Gleichstrompegel des Videosignals im Sinne einer Begrenzung übermäßiger Strahlstrom-Mittelwerte zu ändern, wie es weiter oben erläutert wurde.

Wird der übermäßige Strahlstrom-Mittelwert so hoch, daß er innerhalb eines zweiten, höhere Ströme umfassenden Bereichs zu liegen kommt, dann wird der Transistor 80 in einem proportionalen Maß leitend. In diesem Fall ist das relativ verzögerte Leitendwerden des Transistors 80 der »aufhaltenden« Wirkung des Widerstandes 96 und einer normalerweise gesperrten Diode 84 zuzuschreiben. Genauer gesagt erzeugt der Strom, der im Widerstand infolge von innerhalb des zweiten Bereichs liegenden Strahlströmen fließt, an diesem Widerstand 96 eine Spannung, die genügt, um die Diode 84 in den leitenden Zustand vorzuspannen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Transistor 95 effektiv gesättigt, die erhöhte Leitfähigkeit des Transistors 80, die sich

Transistor 80 effektiv gesättigt, und seine Leitfähigkeit 30 infolge der über den Widerstand % und die Diode 84

erhöht sich nicht mehr. Die gestiegene Leitfähigkeit des gelieferten Vorspannung im Falle von innerhalb des

Transistors 95, die sich infolge der über den Widerstand zweiten Bereichs liegenden übermäßigen Strahlströmen

85 und die Diode 83 gelieferte Vorspannung im Falle ergibt, führt zu einer entsprechenden Verminderung der

von innerhalb des zweiten Bereichs liegenden Strahl- Kollektorspannung des Transistors 80, wodurch die

strömen einstellt, führt zu einer entsprechenden Ver- 35 Steuerspannung ander Ausgangsklemme Bum ein pro-

minderung der Kollektorspannung des Transistors 95, portionales Maß abnimmt. Diese Steuerspannung dient

wodurch die Steuerspannung an der Ausgangsklemmc A der Einheit 60 um ein proportionales Maß abnimmt. Diese Steuerspannung dient dazu, den die Bildhelligkeit bestimmenden Gleichstrompegel des Videosignals, wie es oben in Verbindung rrii F i g. 1 beschrieben wurde, in einer solchen Richtung zu ändern, daß übermäßige Strahlströme, die innerhalb des zweiten Bereichs von Strahlstrom-Spitzenwerten liegen, begrenzt werden.

Zum Zwecke der Begrenzung des mittleren Strahl-Stroms wird der über die Klemme Τ_Λ fließende kombinierte Strom herangezogen, der sich aus den Kollektorströmen der Transistoren 52a, 52fc und 52c (F i g. 2) zusammensetzt, die repräsentativ für die Strahlströme sind. Der zeitliche Mittelwert dieses kombinierten Stroms wird mit Hilfe eines Filternetzwerks gewonnen, das aus der Parallelschaltung eines Siebkondensators 87 und eines Widerstandes 88 besteht. Ein Vergleicher, durch zwei Transistoren 90 und 91 in Differenzschaltung gebildet, vergleicht eine den Strommittelwert entsprechende Spannung, die an der Basis des Transistors 90 erscheint, mit einer Bezugsspannung, die durch eine dann dazu, die Spitzenampiitude des Videosignals im Sinn einer Begrenzung übermäßiger Strahlströme zu vermindern, wie es ebenfalls oben erläutert wurde.

Die Stromspiegel-Übersetzungsverhältnisse bzw. die relativen Werte der Stromleitfähigkeit bei jedem der Stromspiegel 79, 80 und 94,95 sind so gewählt, daß die Regelkreise einerseits eine gewünschte Schleifenverstärkung, andererseits aber die notwendige Stabilität erhalten. Der Punkt, bei welchem der Transistor 95 in der spitzenwertbegrenzenden Betriebsart leitet, und der Punkt, bei welchem der Transistor 80 in der mittelwer'.-begrenzenden Betriebsart leitet, können durch Abstimmung des Werts des Widerstandes 82 bzw. des Wider-Standes 96 geändert werden.

Es sei erwähnt, daß die beschriebene, in mehreren Betriebsarten arbeitende Anordnung zur automatischen Strahlstrombegrenzung nicht nur wie gezeigt in einem Farbfernsehempfänger sondern auch in einem Schwarz-Weiß-Empfänger verwendet werden kann. Ferner sei erwähnt, daß die Begrenzung des Strahlstrom-Spitzenwerts nicht nur in der beschriebenen Weise für alle drei Strahlerzeugungssysteme der Bildröhre gemeinsam erfolgen kann sondern auch getrennt für

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Zehnerdiode 92 an der Basis des Transistors 91 erzeugt
wird.
Wenn die für den Strahlstrom-Mittelwert charakteri- 50 jedes einzelne Strahlerzeugungssystem.

sitische Basisspannung des Transistors 90 die feste Ba-

sisspannung des Transistors 91 nicht übersteigt, dann fließt ein Strom von einem Stromquellenwiderstand über den Transistor 91 nach Masse. Wenn die Basisspannung des Transistors 90 diejenige def Transistors 91 überschreitet, dann leitet der Transistor 90 einen Kollekiorstrom. dessen Betrag proportional der Basisspannung des Transistors 90 ist. Dieser Kollekiorsirom

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlstrombegrenzungsschaltung mit mehreren aufeinanderfolgenden Betriebsbereichen für ein System zur Verarbeitung von Videosignalen, deren Spitzenamplitude den Bildkontrast und deren Gleichspannungskomponente die mittlere Bildhelligkeit bestimmen, mit einer Bildröhre, der die Videosignale über einen Videosignalkanal zur Bildwiedergabe zugeführt werden, und mit einem Regelsignalgenerator, der beim Auftreten übermäßiger Strahlströme zunächst ein erstes und dann ein zwei-'es Regelsignal (Ausgänge A oder B) entsprechend einem ersten und zweiten Bereich des übermäßigen Strahlstromes erzeugt und diese Regelsignale dem Videosignalkanal zur aufeinanderfolgenden Regelung der VideosignalgröDen (Helligkeit. Kontrast) im Sinne einer Strahlstrombegrenzung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelsignaigenerator (60) jeweils ein erstes (Ausgang B) und zweites (Ausgang A) Spitzenwertregelsignal entsprechend einem ersten und zweiten Bereich übermäßiger Spitzensirahlströme und jeweils ein erstes (Ausgang A) und zweite* (Ausgang B) Mittelwertregelsignal entsprechend einem ersten und zweiten Bereich übermäßiger mittlerer Strahlströme erzeugt, und daß der Regelsignalgenerator (60) hierzu die Kombination (80,82,83,84,95,96) zweier Regelfolge-LL-haltungen, von denen jede auf einen der beiden Strahlstrcmpararreter — Spitzenamplitude. Gleichspannung^komponente — anspricht, enthält und die Regelfolge für Helligkeit und Kontrast nach dem zuerst übermäßigen Strahlstromparameier festlegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Videosignalkanal bei Strahlsirom-Spit/.enwertcn innerhalb des ersten Bereichs das erste Spitzenwertregelsignal zur Verringerung der Strahlstrom-Spitzenwerte (über 82, 80. B) zugeführt wird und bei Strahlstrom-Spitzenwerten innerhalb des /weiten Bereichs das zweite Spitzenwertregelsignal zur Verringerung der Gleichspannungskomponente des Videosignals (über 93, 95, A) zugeführt wird und daß dem Videosignalkanal bei Strahlstrom-Mittelwerten innerhalb des ersten Bereichs das erste Mittelwertregelsignal zur Verringerung der Gleichspannungskomponente des Videosignals (über 96, 95, A) zugeführt wird und bei Strahlstrom-Mittelwertcn innerhalb des zweiten Bereichs das zweite Mittelwertrcgelsignal zur Verringerung der Strahlstrom-Spitzenwerte (über 84,80, ß^zugeführt wird.

j. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2. gekennzeichnet durch eine mit der Kathode der Bildröhre (50) gekoppelte Schaltung (40a. b, c) zur Ableitung eines Signals, welches ein Maß für den Strahlstrom darstellt, als Eingangssignal für den Regelsignalgencrator(60).

4. Schaltung mich Anspruch i, dudurch gekenn-/cichnel. daß die Schaltung zur Ableitung des F.in-(Miti;ssignals für den Kegelsignalgeneralor (60) ein aktives llaiiclenicnl (42)aufweist.ilcv.cn Steuerelektrode die Videosignale zugeführt werden und dessen steuerbare Hauptsiromstrcckc /wischen die Kathode der Bildröhre (50) und ein Bc/.ugspntcniial geschaltet ist und den Kathodenstrom der Bildröhre führt.

5. Schaltung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Bauelement (42) ein pnp-Transistor ist, dessen Basis die Videosignale zugeführt werden, dessen Emitter mit der Kathode der Bildröhre (50) und dessen Kollektor mit dem Bezugspotential gekoppelt ist.

6. Schaltung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildröhre (50) eine mehrere Kathoden aufweisende Farbbildröhre ist, iii- deren Kathodenströmen sich die Spitzenamplitude und die

to Gleichspannungskomponente des Videosignals ausdrücken, und daß die das Eingangssignal für den Regelsignalgenerator (60) ableitende Schaltung (40a. b, c) mehrere Strahlstromfühlschaltungen (42a, b, c. 52a, b. c, 54a, b, c) enthält, deren jede mit einer der Kathoden der Farbbildröhre zur Ableitung eines entsprechenden Kathodenstromsignals gekoppelt ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Summierungsschaltung (Kollektorver-

:ό bindung acr Transistoren 52s. b. c bzw. der Transistoren 54a. b, c) für die Kathodenstromsignale.