NL9200949A

NL9200949A - Video amplifier circuit and television receiver provided therewith

Info

Publication number: NL9200949A
Application number: NL9200949A
Authority: NL
Original assignee: Sisvel Spa
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1992-09-01
Also published as: NL192807C; NL192807B

Abstract

Video amplifier circuit to control a picture display tube, which amplifier circuit comprises a pair of transistors connected in series. The two transistors are connected in a complementary symmetrical configuration, the configuration being such that both transistors are not cut off in operation. A negative feedback chain is implemented to define the passband of the amplifier circuit, and is formed by connecting a load resistor of one transistor to the control electrode of the other transistor. One transistor of the aforementioned pair has a low output impedance. A switching element is furthermore inserted between the output electrode of one transistor and the output electrode of the other transistor in order, in the event of a sudden change in the AC voltages, to relay the change to the output terminal.

Description

Videoversterkerschakeling en televisie-ontvanger. daarvan voorzien.Video amplifier circuit and television receiver. provided with it.

De uitvinding heeft betrekking op een videoversterkerschakeling zoals weergegeven in de kop van bijgevoegde hoofdconclusie. Een videoversterkerschakeling van deze soort is beschreven in de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7^16481 van oudere rang.The invention relates to a video amplifier circuit as shown in the heading of the appended main claim. A video amplifier circuit of this kind is described in the prior-published Dutch patent application 7-16481.

Het is bij videoversterkerschakelingen als eindversterker voor een beeldweergeefbuis gebleken, dat het buitengewoon moeilijk is om de relatief grote bandbreedte van b.v. ca 5 MHz te waarborgen en om tevens het door de video-eindversterker gebruikte vermogen te begrenzen. Vermogens-transistoren, die in het bijzonder bij hoge-frequentietoepassingen duur zijn, behoeven in dat geval niet te worden gebruikt. De genoemde vereiste bandbreedte is zeker van belang, wanneer de videoversterkerschakeling voor het aansturen van een kleurentelevisiebuis wordt toegepast, die bij frequenties rond 5 MHz in wezen als een capacitieve belasting met een capaciteit van ongeveer 10 pF werkt. De uitgangsimpedantie van de video-eindversterker moet daarom niet te hoog zijn teneinde een tijdconstante te kunnen waarborgen, waarmee de vereiste bandbreedte kan worden bereikt.It has been found in video amplifier circuits as a power amplifier for an image display tube that it is extremely difficult to obtain the relatively large bandwidth of e.g. approx. 5 MHz and also limit the power used by the video power amplifier. Power transistors, which are expensive in particular in high frequency applications, need not be used in that case. The said required bandwidth is certainly of importance when the video amplifier circuit is used to drive a color television tube, which operates at frequencies around 5 MHz essentially as a capacitive load with a capacity of about 10 pF. The output impedance of the video power amplifier should therefore not be too high to ensure a time constant with which to achieve the required bandwidth.

De in bovengenoemde Nederlandse octrooiaanvrage beschreven videoversterkerschakeling is uitgevoerd met het oog op het beperken van het gedissipeerde vermogen.The video amplifier circuit described in the above-mentioned Dutch patent application is designed with a view to limiting the dissipated power.

De uitvinding beoogt nu een andere uitvoering van een videoversterkerschakeling met bijbehorende beperking van het gedissipeerde vermogen aan te geven, waarin toch een zeer grote bandbreedte met aanzienlijk dynamisch bereik van het uitgangssignaal en een zeer lage uitgangsimpedantie met hoge versterking voor gelijkstroomsignalen wordt gerealiseerd.The invention now aims to indicate another embodiment of a video amplifier circuit with associated limitation of the dissipated power, in which a very large bandwidth with considerable dynamic range of the output signal is nevertheless realized and a very low output impedance with high gain for DC signals.

Dit wordt bij een videoversterkerschakeling van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding bereikt, met de maatregelen zoals weergegeven in het kenmerk van bijgevoegde hoofdconclusie.This is achieved with a video amplifier circuit of the type mentioned in the preamble according to the invention, with the features as set out in the feature of the appended main claim.

De uitvinding zal nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening, waarin: figuur 1 een elektrisch schema geeft van een videoversterkerschakeling volgens de uitvinding; figuur 2 een elektrisch schema geeft van een voorspanschakeling ten behoeve van de in fig. 1 aangegeven versterkerschakeling; en fig. 3 een blokschema geeft van een deel van een televisieontvanger die drie versterkerschakelingen heeft conform die van fig. 1 en een voorspanschakeling heeft conform die van fig. 2.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which: figure 1 shows an electrical diagram of a video amplifier circuit according to the invention; Figure 2 is an electrical diagram of a biasing circuit for the amplifier circuit shown in Figure 1; and FIG. 3 is a block diagram of a portion of a television receiver having three amplifier circuits similar to that of FIG. 1 and having a biasing circuit similar to that of FIG. 2.

De in fig. 1 aangegeven versterkerschakeling heeft een ingangsklem 51 die door een ingangsketen, bestaande uit twee condensatoren 52 en 53 in serie met elkaar en twee in serie opgenomen weerstanden 54 en 55 parallel aan de condensatoren 52 en 53» verbonden is met de basis van een NPN transistor 85 die in gemeenschappelijke emitterconfiguratie is geschakeld.The amplifier circuit shown in FIG. 1 has an input terminal 51 which is connected to the base of an input circuit consisting of two capacitors 52 and 53 connected in series and two resistors 54 and 55 connected in parallel to the capacitors 52 and 53. an NPN transistor 85 which is connected in common emitter configuration.

De emitter van de transistor 85 is in feite via een weerstand 57 van lage weerstands waarde verbonden met een bron van voorspanning (klem 56). De collector van de transistor 85 is verbonden met het verbindingspunt van de kathoden van twee dioden 58 en 59· De anode van de diode 59 is verbonden met een uiteinde van een weerstand 60, waarvan het andere uiteinde verbonden is met een voedingsbron +V3 en met de basis van een tweede NPN transistor 6l. De collector van de transistor 61 is via een weerstand 62 verbonden met de voedingsbron +V3. De emitter van de transistor 6l is verbonden met de anode van de diode 58» met een uiteinde van een weerstand 63 en met een uitgangsklem 64. Het andere uiteinde van de weerstand 63 is verbonden met de basis van de transistor 85 en via een weerstand 65 met aarde.In fact, the emitter of transistor 85 is connected to a source of bias (terminal 56) through a resistor 57 of low resistance value. The collector of transistor 85 is connected to the junction of the cathodes of two diodes 58 and 59. The anode of diode 59 is connected to one end of a resistor 60, the other end of which is connected to a power source + V3 and to the base of a second NPN transistor 61. The collector of transistor 61 is connected via a resistor 62 to the power source + V3. The emitter of transistor 61 is connected to the anode of diode 58 with one end of a resistor 63 and an output terminal 64. The other end of resistor 63 is connected to the base of transistor 85 and through a resistor 65 with soil.

In de in fig. 2 aangegeven schakeling wordt een positieve voeding-spanning +VX toegevoerd aan de elektroden van de emitter en de basis van een PNP transistor 66 via een weerstand 67 en twee in serie opgenomen weerstanden 68 en 69 waarvan de eerste een variabele weerstand is.In the circuit shown in Figure 2, a positive supply voltage + VX is applied to the electrodes of the emitter and base of a PNP transistor 66 through a resistor 67 and two series-connected resistors 68 and 69, the first of which is a variable resistor is.

De collector van de transistor 66 is verbonden met de anode van een diode 70, waarvan de kathode verbonden is met de basis van een tweede PNP transistor 71 en met een uiteinde van een weerstand J2 waarvan het andere uiteinde met aarde is verbonden. De collector van de transistor 71 is eveneens via een weerstand 73 met aarde verbonden. De emitter van de transistor 'Jl is verbonden met een uitgangsklem 56 en via een weerstand 74 met de emitter van de transistor 66 en via een weerstand 75 met de basis van de transistor 66.The collector of transistor 66 is connected to the anode of a diode 70, the cathode of which is connected to the base of a second PNP transistor 71 and to one end of a resistor J2, the other end of which is connected to ground. The collector of transistor 71 is also connected to earth via a resistor 73. The emitter of transistor J1 is connected to an output terminal 56 and through a resistor 74 to the emitter of transistor 66 and through a resistor 75 to the base of transistor 66.

Tussen de emitter van de transistor 66 en aarde is een serie-keten van een Zener-diode 76 en twee normale dioden 77 en 78 opgenomen.A series circuit of a Zener diode 76 and two normal diodes 77 and 78 is included between the emitter of transistor 66 and ground.

De volgende tabel geeft bij wijze van voorbeeld de waarden van de schakelingselementen in een uitvoeringsvorm elk van de schakelingen van fig. 2 en fig. 3 die in de praktijk gebleken hebben werkzaam te zijn.The following table gives, by way of example, the values of the circuit elements in one embodiment, each of the circuits of FIG. 2 and FIG. 3 which have been found to work in practice.

TabelTable

Weerstanden CondensatorenResistors Capacitors

54 2,2 kQ 52 18 pF54 2.2 kQ 52 18 pF

55 1,5 kfi 53 18 pF55 1.5 kfi 53 18 pF

57 6,8 Ω57 6.8 Ω

60 47 kQ60 47 kQ

62 1 kQ Dioden 63 47 kQ 58 IN 4l48 65 3,3 kQ 59 IN 4l48 67 1,5 kQ 70 IN 4l48 68 10 kfi 76 ZV 12 69 10 k Ω 77 IN 4148 72 4,7 kΩ 78 IN' 4148 73 560 Ω 74 2,2 kΩ 75 4,7 kΩ Transistoren 85 MPSA 4262 1 kQ Diodes 63 47 kQ 58 IN 4l48 65 3.3 kQ 59 IN 4l48 67 1.5 kQ 70 IN 4l48 68 10 kfi 76 ZV 12 69 10 k Ω 77 IN 4148 72 4.7 kΩ 78 IN '4148 73 560 Ω 74 2.2 kΩ 75 4.7 kΩ Transistors 85 MPSA 42

Voedingsspanningen 6l MPSA 42 +Vj 26 V 66 BC 308 +V3 220 V 71 BC 308Supply voltages 6l MPSA 42 + Vj 26 V 66 BC 308 + V3 220 V 71 BC 308

De werking van de in fig. 1 aangegeven schakeling is als volgt:The circuit shown in Fig. 1 operates as follows:

Het te versterken videosignaal wordt aan de klem 51 toegevoerd en bereikt via het compensatie-netwerk bestaande uit elementen 52, 53, 54 en 55» de basis van de transistor 85· Het stuurbare element 54 kan gebruikt worden om de versterking van de versterker op de vereiste waarde in te stellen.The video signal to be amplified is supplied to the terminal 51 and reaches via the compensation network consisting of elements 52, 53, 54 and 55 the base of the transistor 85 · The controllable element 54 can be used to amplify the amplifier on the required value.

Het signaal verschijnt in versterkte vorm aan de collector van de transistor 85 en met verwaarlozing, voor het moment, van de twee dioden 58 en 59» wordt het signaal toegevoerd aan de basis van de transistor 61 en verschijnt het in versterkte vorm aan de emitter en daarom aan de uitgangsklem 64.The signal appears in amplified form at the collector of transistor 85 and neglecting, for the moment, the two diodes 58 and 59, the signal is applied to the base of transistor 61 and appears in amplified form at the emitter and therefore at the output terminal 64.

De belastingsweerstand 63 van de transistor 61 verschaft een sterke negatieve terugkoppeling die er voor dient om de versterking van de versterker te stabiliseren en om zijn bandbreedte te vergroten, waarbij bij de aangegeven waarden de spanningsversterking in de orde ligt van 26 en de bandbreedte groter is dan 4 MHz.The load resistor 63 of the transistor 61 provides a strong negative feedback which serves to stabilize the gain of the amplifier and to increase its bandwidth, at the stated values the voltage gain is of the order of 26 and the bandwidth is greater than 4 MHz.

De invloed van de ingangscapaciteit van de beeldbuis, welke vanaf de klem 64 gevoed wordt, wordt grotendeels geneutraliseerd door de lage uitgangsimpedantie van de transistor 61 en ook door de sterke negatieve terugkoppeling.The influence of the input capacitance of the picture tube, which is fed from the terminal 64, is largely neutralized by the low output impedance of the transistor 61 and also by the strong negative feedback.

De parallel aan de weerstand 60 aanwezige capaciteit blijkt minder te zijn dan die aanwezig aan de klem 64. Het is dientengevolge mogelijk om voor de weerstand 60 een relatief hoge waarde (b.v. 50 kohm) te kiezen waardoor de door de transistor 85 opgenomen stroom gereduceerd wordt en derhalve ook de kleurendissipatie-invloed van deze transistor en de weerstand 60.The capacitance parallel to resistor 60 appears to be less than that present at terminal 64. It is therefore possible to choose a relatively high value (eg 50 kohm) for resistor 60, thereby reducing the current consumed by transistor 85 and therefore also the color dissipation influence of this transistor and the resistor 60.

De weerstand 63 kan eveneens 50 kohm zijn waardoor de stroom en de vermogensdissipatie van de transistor 6l vergelijkbaar zijn met die in de schakeling van de transistor 85. Wanneer de maximale stroom door de transistor 85 loopt, loopt de minimale stroom verder door de transistor 61 en omgekeerd, zodat de totale geabsorbeerde stroom betrekkelijk constant is.The resistor 63 can also be 50 kohms, making the current and power dissipation of the transistor 61 comparable to that in the circuit of the transistor 85. When the maximum current flows through the transistor 85, the minimum current continues through the transistor 61 and vice versa, so that the total absorbed current is relatively constant.

De schakeling van fig. 1 zoals tot nu toe beschreven, zal zeer goed functioneren bij snel voorbij gaande verschijnselen of korte pieken, wanneer de stroom in de transistor 85 plotseling afneemt; bij snel voorbij gaande verschijnselen van tegengesteld teken (wanneer de stroom in de transistor 85 plotseling toeneemt) geraakt de transistor 6l langzamer af geknepen en de werking is minder bevredigend. Het is tijdens deze snel verlopende verschijnselen dat de diode 58 in werking treedt en door in geleiding te komen het de klem 64 mogelijk maakt om direct de spanning aan de collector van de transistor 85 te volgen wanneer deze afneemt waardoor gedurende een tijd de transistor 61 kortgesloten wordt.The circuit of FIG. 1 as described so far will function very well with rapidly passing phenomena or short peaks, when the current in transistor 85 suddenly decreases; with rapidly passing opposite signs (when the current in transistor 85 suddenly increases), transistor 61 is squeezed more slowly and operation is less satisfactory. It is during these fast-moving phenomena that the diode 58 is energized and by conduction allows the terminal 64 to directly follow the voltage at the collector of the transistor 85 as it decreases causing the transistor 61 to short-circuit for a period of time. is becoming.

De diode dient er voor om de variatie in de Vbe van de transistor 61 met temperatuurvariaties te compenseren, en de weerstand 62 dient er voor om de transistor 61 tegen plotselinge overspanningen bij het punt +V3 als gevolg van beeldbuisontladingen te beschermen.The diode serves to compensate for the variation in the Vbe of the transistor 61 with temperature variations, and the resistor 62 serves to protect the transistor 61 from sudden overvoltages at the + V3 point due to CRT discharges.

De klem 56 kan eenvoudigweg verbonden zijn met een bron van refe-rentiepotentiaal (b.v. een Zener) die een passende waarde heeft met betrekking tot de voorspanning die aan de klem 51» evenals het bovengenoemde ingangssignaal, toegevoerd wordt. De in fig. 2 aangegeven schakeling vormt een mogelijke voedingsbronschakeling voor de toevoer van een geschikte voorspanning aan de klem 56 en tegelijkertijd voor compensatie van variaties in de eigenschappen van de transistor 85 in afhankelijkheid van de temperatuur.The terminal 56 may simply be connected to a source of reference potential (e.g. a Zener) which has an appropriate value with respect to the bias applied to the terminal 51 as well as the above input signal. The circuit shown in Figure 2 constitutes a possible power supply circuit for supplying a suitable bias to terminal 56 and at the same time compensating for variations in the properties of transistor 85 depending on temperature.

De schakeling van fig. 2 is gelijk aan die van de versterker van fig. 1 behalve dat de schakeling PNP transistoren gebruikt en dat de emitter van de eerste transistor (transistor 66) verbonden is met een gestabiliseerde bron voorgesteld door de drie dioden 76, 77, 78, zoals bekend door verbinding in serie van een Zener diode (76) en twee of meer normale siliciumdioden (77 * 78) waarbij een referentiespanning verkregen kan worden die weinig met temperatuur varieert.The circuit of Figure 2 is the same as that of the amplifier of Figure 1 except that the circuit uses PNP transistors and the emitter of the first transistor (transistor 66) is connected to a stabilized source represented by the three diodes 76, 77 78 as known by series connection of a Zener diode (76) and two or more normal silicon diodes (77 * 78) whereby a reference voltage which varies little with temperature can be obtained.

De ingangsspanning +V1 is dezelfde als die welke de ingangsklem 51 waaraan het videosignaal wordt toegevoerd, voorspant.The input voltage + V1 is the same as that which pre-charges the input terminal 51 to which the video signal is applied.

De spanningsdrift op het punt 64 van de schakeling van fig. 2 is bij een temperatuurvariatie van +15° tot 50°C, in de orde van 5 volt wanneer het punt 56 van fig. 2 verbonden is met een vaste spanning en is in de orde van ongeveer 1 volt wanneer punt 56 van fig. 2 verbonden is met het punt 56 van fig. 3*The voltage drift at the point 64 of the circuit of Fig. 2 is at a temperature variation of + 15 ° to 50 ° C, of the order of 5 volts when the point 56 of Fig. 2 is connected to a fixed voltage and is in the about 1 volt when point 56 of Figure 2 is connected to point 56 of Figure 3 *

Fig. 3 geeft een blokschema van een deel van een kleuren-televisie-ontvanger-schakeling die de schakelingen van de fig. 1 en fig. 2 toepast. In fig. 4 zijn drie versterkers Alf A2, A3 aangegeven die identiek zijn aan de in fig. 1 aangegeven schakeling voor toevoer van drie primaire signalen R, G, B aan de drie-kleuren beeldbuis. De drie versterkers ontvangen van een voorversterker-menger P de drie signalen die versterkt moeten worden. Zij ontvangen eveneens vanaf een voorspanbron S identiek aan de in fig. 2 aangegeven schakeling, een gestabiliseerde en gecompenseerde voorspanning. De voorspanbron S en de voorversterker P worden gevoed door de spanning +VX; de voorversterker P neemt eveneens de lumi-nantiesignalen Y en de chrominantiesignalen C op. De drie versterkers Alf A2, A3 worden eveneens door de niet-gestabiliseerde spanningsbron +V3 gevoed.Fig. 3 is a block diagram of a portion of a color television receiver circuit employing the circuits of FIG. 1 and FIG. Fig. 4 shows three amplifiers Alf A2, A3 which are identical to the circuit shown in Fig. 1 for supplying three primary signals R, G, B to the three-color picture tube. The three amplifiers receive the three signals to be amplified from a preamplifier mixer P. They also receive a stabilized and compensated bias voltage from a biasing source S identical to the circuit shown in Fig. 2. The biasing source S and the preamplifier P are powered by the voltage + VX; the preamplifier P also records the luminance signals Y and the chrominance signals C. The three amplifiers Alf A2, A3 are also powered by the non-stabilized voltage source + V3.

De in fig. 3 aangegeven opstelling met de in de tabel aangegeven waarden heeft een totale opname van de bron +V3 van ongeveer 15 mA. Een dergelijke schakelingsopstelling kan gemakkelijk vervaardigd worden met behulp van dikke-film-technieken. Het is mogelijk om afzonderlijk drie identieke modulen Alf A2 en A3 te vervaardigen en het moduul S of zij kunnen alle als delen van een enkelvoudige schakeling vervaardigd worden.The arrangement shown in Figure 3 with the values shown in the table has a total input of the source + V3 of approximately 15 mA. Such a circuit arrangement can be easily fabricated using thick film techniques. It is possible to separately manufacture three identical modules Alf A2 and A3 and the module S or they can all be manufactured as parts of a single circuit.

Het is eveneens mogelijk om op een enkelvoudige kleine siliciumchip dezelfde vier schakelingen in de vorm van een monolitisch geïntegreerde schakeling te vervaardigen gezien de lage totale dissipatie. Alleen de weerstanden 60 en 63 zouden overblijven als afzonderlijke schakelingsele-menten.It is also possible to manufacture the same four circuits on a single small silicon chip in the form of a monolithic integrated circuit because of the low total dissipation. Only resistors 60 and 63 would remain as separate circuit elements.

De inrichting kan eveneens gebruikt worden bij televisiebeeldbuizen van het P.I.L. (Precision In Line) type waarin het nodig is om de voorspanning van de kathoden te variëren. Voor dit doel is het voldoende om de weerstand 65 bestuurbaar uit te voeren.The device can also be used with television picture tubes of the P.I.L. (Precision In Line) type in which it is necessary to vary the bias of the cathodes. For this purpose it is sufficient to make the resistor 65 controllable.

De module P kan verschaft worden door een van de op de markt aanwezige geïntegreerde schakelingen, b.v. van het type MC 1327.The module P can be provided by one of the integrated circuits available on the market, e.g. of the type MC 1327.

De aangegeven en beschreven uitvoeringsvormen hebben betrekking op videoversterkerschakelingen voor kleuren-televisieontvangers. Het is echter duidelijk dat schakelingen voor andere doeleinden (b.v. video-versterkers voor zwart/wit-televisieontvangers) gemaakt kunnen worden overeenkomstig de principes van de uitvinding zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The indicated and described embodiments relate to video amplifier circuits for color television receivers. It is clear, however, that circuits for other purposes (e.g., video amplifiers for black and white television receivers) can be made in accordance with the principles of the invention without departing from the scope of the invention.

Claims

Video amplifier circuit for controlling an image display tube, the amplifier circuit comprising a series-connected pair of transistors, characterized in that both transistors (61, 85) are switched in a complementary symmetry configuration, such that the setting is such that in operation both transistors have not been cut, and that a negative feedback circuit has been made to determine the pass band of the amplifier circuit.

Video amplifier circuit according to claim 1, characterized in that the one transistor (6l) of said pair has a low output impedance.

Video amplifier circuit according to claim 2, characterized in that the one transistor (61) is connected in a common collector configuration.

Video amplifier circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a commutation element (58) is included between the output electrode of one transistor (6l) and the output electrode of the other transistor (85) in order to adapt to rapidly changing alternating voltages. report the change directly to the output terminal (64).

Video amplifier circuit according to claim 4, characterized in that the commutation element is a diode.

Video amplifier circuit according to claim 1, characterized in that the negative feedback circuit is realized by connecting a load resistor (63) of one transistor (6l) to the control electrode of the other transistor (85).

Video amplifier circuit according to claim 2, characterized in that a reference voltage (56) for the other transistor (85) is provided by a bias circuit (FIG. 2) consisting of one of the transistors (6l, 85) similar series connection of two transistors (66, J1) of opposite conductivity type.

Video amplifier circuit according to any one of the preceding claims, which is manufactured by means of thick film technique.

Television receiver provided with at least one video amplifier circuit according to any one of the preceding claims.