DE4113532A1 - Video-display-geraet mit schutzschaltung gegen einbrennen von punkten auf der bildroehre - Google Patents

Description

Anwendungsbereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Fernseh-Display-Gerät und im besonderen eine Schutzschaltung für derartige Geräte zur Vermeidung des Einbrennens von Punkten an der Display- Bildröhre beim Vorliegen eines Ausfalls der Abtastung.

Hintergrund der Erfindung

Direktbild- und Projektions-Displaysysteme verwenden üblicherweise Bildröhren als Display-Geräte. Beim normalen Betrieb einer Bildröhre wird ein Elektronenstrahl durch eine Abtastschaltung abgelenkt, so daß ein Raster mit einer relativ großen Fläche auf dem Schirmträger der Bildröhre erzeugt wird, und die Videomodulation des Strahls erzeugt ein sichtbares Bild durch Aktivierung von auf dem Schirmträger angebrachten Phosphoren. Im Normalbetrieb verteilt sich die Energie des Strahls über den gesamten Bereich des Schirmträgers der Bildröhre. Tritt ein Versagen der Abtastung auf, so kann sich diese Energie auf einen relativ kleinen Bereich konzentrieren und diese hohe Energiekonzentration kann bleibenden Schaden beim Phosphor anrichten, einen sogenannten "eingebrannten Punkt" (spot burn). Ein Ausfall der Abtastung kann auftreten während des Anschaltens beim sogenannten "Warmstart", er kann auch während des Abschaltens auftreten und kann auch während des Normalbetriebs des Displays auftreten, beispielsweise aufgrund des Versagens eines Bauteiles.

Es ist allgemein bekannt, einen Schutz gegen den Ausfall der Abtastung vorzunehmen, indem man das Auftreten des Ausfalls des Abtastung erkennt oder "vorhersagt" und als Reaktion auf das erkannte oder vorausgesagte Auftreten eine Gitter-zu- Kathode-Vorspannung an die Bildröhre anlegt, die einen zum Austasten oder Abschalten des Elektronenstrahls ausreichenden Wert aufweist. Nachstehend werden drei Beispiele einer Abschaltung des Strahls zum Schutz gegen Einbrennen von Punkten diskutiert.

In einem ersten Beispiel einer Abschaltung des Strahls zum Schutz gegen Einbrennen eines Punktes wird die Strahlabschaltung dadurch vorgenommen, daß die Verstärkervorstufe (Steuerverstärker) der Bildröhrenkathode auf maximale positive Ausgangsspannung gesteuert wird, was dem Spitzenschwarzwert ("ultraschwarz") entspricht. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist U.S. Patent Nr. 46 60 093 mit dem Titel TELEVISION RECEIVCER WITH DELAYED DISPLAY (Fernsehempfänger mit verzögertem Display) erteilt für Craig et al. am 21. Aprilil 1987. In diesem Beispiel ist eine Steuerschaltung vorgesehen, um den Betrieb der Vorstufen (Steuerstufen) der Bildröhre für einen kurzen Zeitraum nach Zuführung von Energie an den Empfänger, insbesondere unter Bedingungen des "Warmstarts", zu unterdrücken, um die Darstellung störender Artefakte durch die Bildröhre zu verhindern. Die Schaltung steuert die Kathoden der Bildröhre auf Abschalten ("Ultraschwarzpegel"), indem sie die Basis des Ausgangstransistors einer Kaskoden-Verstärkervorstufe auf Masse schaltet.

In einem zweiten Beispiel für einen Schutz gegen Einbrennen eines Punktes ist die Strahlabschaltung derart vorgesehen, daß das Steuergitter im Verhältnis zu seinem normalen Vorspannungswert negativ gesteuert wird. Diese Technik wird beispielhaft beschrieben in U.S. Patent Nr. 43 40 910 mit dem Titel CRT SPOT SUPPRESSION CIRCUIT (Schaltung zur Unterdrückung von Punktflecken auf Kathodenstrahlröhren), erteilt am 20. Juli 1982 auf den Namen Valdes. In dieser Schaltung wird ein Abtastanzeigesignal über einen parallelen Widerstand und Kondensator an die Anode einer PN-Diode und an das Steuergitter der Bildröhre angelegt. Die Kathode der Diode liegt an Masse. Während des Betriebes lädt das Abtastanzeigesignal den Kondensator auf, und ein Teil des Signals fließt durch den Widerstand und entwickelt eine an der Diode abfallende Gittervorspannung von etwa 0,6 Volt. Bei Versagen der Abtastung wird die Verminderung der Abtastanzeigespannung über den aufgeladenen Kondensator an die Diode weitergegeben, wodurch sie eine umgekehrte Vorspannung der Diode erzeugt und das Gitter der Bildröhre negativ steuert, um ein Abschalten des Gitters zu erreichen, wodurch der Elektronenstrahl der Bildröhre abgeschaltet wird.

In einem dritten Beispiel eines Schutzes gegen Einbrennen eines Punktes wird das Versagen der Abtastung vorausgesagt und das Steuergitter wird vor dem eigentlichen Auftreten des Ausfalls der Abtastung negativ geschaltet. Ein Beispiel für dieses Schutzverfahren ist U.S. Patent Nr. 44 88 181 betitelt ELECTRON BEAM SUPPRESSION CIRCUIT FOR A TELEVISION RECEIVER (Schaltung zum Unterdrücken des Elektronenstrahls in einem Fernsehempfänger), welche am 11. Dezember 1984 für Haferl erteilt wurde. In diesem Beispiel entwickelt eine Fernsteuerschaltung ein An/Aus-Befehlssignal zum Umschalten zwischen normalem und Standby-Betrieb. Ein erster Schalter reagiert auf das Befehlssignal und verhindert beim Auftreten des Zustands "Aus" des Befehlssignals die normale Erzeugung des Abtaststromes, um den normalen Abtastvorgang des Elektronenstrahls zu hemmen. Ein zweiter Schalter, welcher ebenfalls auf das Befehlssignal reagiert, führt beim Auftreten des Zustandes "Aus" des Befehlssignals einer der Elektroden der Bildröhre, wie z. B. der Gitterelektrode, ein Blockierpotential zu, um die Erzeugung des ElektronenstrahIs vor der Verhinderung der Erzeugung des Abtaststromes zu unterdrücken. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Blockierpotential von einer Schaltung geliefert, welche einen Kondensator mit einer ersten, an eine Aufladequelle angeschlossenen Platte und mit einer zweiten Platte, die an das Gitter der Bildröhre angeschlossen und über eine PN-Diode mit Masse verbunden ist, enthält. Im Normalbetrieb wird der Kondensator durch die Ladequelle aufgeladen und ein parallel zum Kondensator liegender Widerstand versorgt die Diode mit einer Vorspannung in Vorwärtsrichtung, wodurch eine Gittervorspannung für die Bildröhre von etwa 0,6 Volt erzeugt wird. Das Blockieren des Gitters wird mittels eines Mitnahmetransistors bewirkt, welcher als Reaktion auf den Ausschaltbefehl die erste Platte des Kondensators auf Masse schaltet, wodurch die Diode mit umgekehrter Vorspannung versehen und das Gitter auf ein negatives Potential gesteuert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Auf den ersten Blick sieht es so aus, als könne man die Vorteile sowohl der Strahlabschaltung über die Kathodenvorstufe als auch der Strahlabschaltung durch Gitterblockierung erlangen, indem man einfach das erste vorstehend diskutierte Beispiel der Vorstufenblockierung mit entweder dem zweiten oder dritten Beispiel einer Gitterblockierung kombiniert. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich in dem besonderen Fall, wo die Bildröhrenvorstufe vom Kaskoden-Typ ist, wie im ersten diskutierten Beispiel, bestimmte Probleme ergeben beim Versuch, eine durchführbare Kombination zu erlangen. Auf einer allgemeineren Ebene hat sich gezeigt, daß die bekannten, oben beschriebenen Gitterblockierschaltungen allgemein nicht gut für den Gebrauch mit Kathodenverstärkervorstufen des Kaskoden-Typs geeignet sind, unabhängig davon, ob solche Verstärker Vorrichtungen zur Vornahme einer Strahlabschaltung enthalten oder nicht.

Im besonderen hat sich gezeigt, daß sich bei Video-Display- Geräten, in denen ein Schutz vor Einbrennen von Punkten entsprechend den obigen Beispielen zwei und drei beim Gitter einer Bildröhre angewendet wird, in dem bestimmten Fall, wo die Kathode der Bildröhre von einer Verstärkervorstufe des Kaskoden-Typs gesteuert wird, ein deutlicher Verlust an Spitzenhelligkeit und genereller visueller Dynamik ergeben kann. Wie sich herausgestellt hät, hängen die Grunde für diese Mängel mit der Vorspannung der Gitterschaltung der Bildröhre im Verhältnis zum Bereich der Betriebsspannung der Kathodenverstärkervorstufe zusammen und werden nachstehend näher diskutiert.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, das Bedürfnis nach einem Display-Gerät zu erfüllen, in welchem ein Schutz vor dem Einbrennen von Punkten mittels eines "Ladepumpen"- Verfahrens an die Gitterelektrode der Bildröhre vorgesehen ist und welches die Verwendung von Bildröhren- Verstärkervorstufen vom Kaskoden-Typ ohne Verluste in der generellen Dynamik oder Spitzenhelligkeit von durch die Bildröhre dargestellten Bildern erlaubt.

Ein erfindungsgemäßes Video-Display-Gerät umfaßt eine Bildröhre mit einer mit einem Ausgang eines Videoverstärkers verbundenen Kathode und mit einem Steuergitter, welches mit einem Ausgang eines Schutznetzes eines Typs verbunden ist, welcher einen Kondensator mit einer ersten Elektrode enthält, die mit einem Quellstrahl-Austastsignal verbunden ist, und mit einer zweiten, mit dem Steuergitter verbundenen Elektrode zum Anlegen einer negativen Abschalt-Vorspannung daran als Reaktion auf das Auftreten des Strahlaustastsignals.

Der Erfindung gemäß enthält die Schaltung außerdem einen Potentialteiler mit einem mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbundenen Ausgang zum Anlegen einer positiven Vorspannung eines festgelegten Wertes an das Gitter bei Nichtvorhandensein des Strahlaustastsignals, wobei der festgelegte Wert geringer als eine vom Videoverstärker erzeugte Mindestausgangsspannung ist. Eine auf die Beendigung des Strahlaustastsignals reagierende Durchschlagvorrichtung begrenzt die maximale positive Gittervorspannung der Bildröhre auf einen Wert, der größer ist als der durch den Potentialteiler bestimmte festgelegte Wert, und geringer als die vom Videoverstärker erzeugte minimale positive Ausgangsspannung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die obengenannten und weitere Merkmale der Erfindung werden in der beiliegenden Zeichnung erläutert, in der gleiche Teile durch gleiche Referenznummern gekennzeichnet sind und in der

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, teilweise in schematisierter Form, eines Farbfernsehempfängers mit einem erfindungsgemäßen Video-Display-System, und

Fig. 2 ein Kurvendiagramm ist, welches die Arbeitsweise eines Gittervorspannungsnetzes in dem Empfänger gemäß Fig. 1 erläutert.

Genaue Beschreibung

Der Fernsehempfänger in Fig. 1 enthält eine Videoverarbeitungs- und Steuerschaltung 10 mit einem Eingang 12 zum Empfangen eines Videoeingangssignals von einem Empfangsteil (Tuner) oder einer anderen geeigneten Quelle und mit einem Ausgang, an welchem verarbeitete Videoausgangssignale stehen, welche zur Darstellung über eine Verstärkervorstufe 20 (von gestrichelter Linie umrandet) mit der Kathode K einer Bildröhre 30 verbunden sind. Die Arbeitsvorspannung (z. B. 12 Volt) für die Basiselektrode des Ausgangstransistors 22 in Verstärker 20 wird von einer Vorstufen-Vorspannungssteuereinheit 50 (von gestrichelter Linie umrandet) geliefert. Die Gittervorspannung für das Gitter G von Bildröhre 30 wird erzeugt von einer Gittervorspannungs-Steuereinheit 60 (von gestrichelter Linie umrandet). Die Vorspannung der Verstärkervorstufe und die Vorspannung des Gitters der Bildröhre werden von Einheiten 50 und 60 in Abhängigkeit von einem Strahlaustastsignal BBC gesteuert, welches von einem Strahlaustastsignalgenerator 80 erzeugt wird, welcher mit der Videoverarbeitungs- und Steuereinheit 10 verbunden ist.

Zur Vereinfachung der Zeichnung ist die Bildröhre 30 dargestellt, als habe sie nur eine einzelne Kathode. Für die Darstellung von Farbbildern in einem Direktbildempfänger oder Monitor sei angenommen, daß die Bildröhre 30 mit drei Kathoden ausgestattet ist und daß drei getrennte Kathoden- Verstärkervorstufen vorhanden sind, eine für jede Kathode. Für die Darstellung von Farbbildern in einem Empfänger oder Monitor vom Projektions-Typ wären drei Bildröhren vorhanden (eine für jede der Grundfarben) und drei dazugehörige Bildröhren-Verstärkervorstufen. Unabhängig davon, ob eine Direktbild- oder Projektionsanwendung vorliegt, wäre eine separate Verstärkervorstufen-Vorspannungssteuereinheit und ein separates Gittervorspannungs-Steuernetz für jede Kathode und Gitter vorhanden.

Verarbeitungseinheit 10 kann auf herkömmliche Weise konstruiert sein und enthält Schaltungen zur Abstimmung, zum Detektieren, zur ZF-Verstärkung und Luminanz- und Chrominanzverarbeitungsschaltungen. Einheit 10 entält außerdem Netzteil- und Steuerschaltungen, Tonverarbeitungsschaltungen und eine Abtastschaltung für die Ablenkung eines Elektronenstrahls, welcher von der Kathode K über den Schirmträger 32 von Bildröhre 30 emittiert wird, zum Erzeugen eines Rasters während des Normalbetriebs des Empfängers.

Verstärker 20 erfüllt die Funktion der Verstärkung des verarbeiteten, von Einheit 10 gelieferten Videosignals auf Spannungspegel, die für die Steuerung der Kathode K der Bildröhre 30 geeignet sind, und ist vom Kaskoden-Typ bei dem Eingangs(23)- und Ausgangs(22)-Transistoren in Kaskodenform verbunden sind. Ein wichtiger Vorteil der Verwendung eines Kaskodenverstärkers als Videovorstufe ist, daß solche Verstärker nur einen einzigen Hochspannungs- Ausgangstransistor benötigen, im Gegensatz zu beispielsweise komplementären Gegentaktverstärkern, die wenigstens ein Paar Hochspannungs-Ausgangstransistoren benötigen. Ein weiterer Vorteil ist, daß Kaskodenverstärker relativ immun gegenüber dem sogenannten "Miller-Effekt" sind und deshalb einen außergewöhnlich guten Frequenzgang aufweisen.

Noch detaillierter betrachtet, weist der Eingangstransistor 23 in Verstärker 20 eine Emitterelektrode auf, die durch einen Emitterwiderstand 24 mit Masse verbunden ist und die mit Einheit 10 verbunden ist, um von Einheit 10 ein Luminanzeingangssignal (Y) zu empfangen. Die Basis von Transistor 23 ist ebenfalls mit Einheit 10 verbunden, um ein Farbdifferenzsignal R-Y zu empfangen. Mit diesen Signalverbindungen erfüllt der Eingangstransistor 23 eine Farbmatrixfunktion (zusätzlich zur Verstärkung), wobei der erzeugte Kollektorstrom einem roten (R) Steuersignal entspricht. Der Kollektorstrom des Eingangstransistors 23 wird an den Emitter von Ausgangstransistor 22 angelegt, der an seiner Basiselektrode eine Wechselvorspannung Vb empfängt (z. B. 12 Volt während des Normalbetriebs), die von einer Vorstufenvorspannungs-Steuereinheit 50 geliefert wird. Der Kollektor von Ausgangstransistor 22 ist über eine Last mit einer Quelle (Zuführklemme 25) von Hochspannung Vs (z. B. nominal 200 Volt oder ähnlich) verbunden. Die Last umfaßt ein Paar Widerstände 26, 27, welche in Reihe zwischen dem Kollektor von Transistor 22 und Versorgungsklemme 25 geschaltet sind. Die Entzerrung wird von einem Induktor 28 geleistet, der parallel mit Widerstand 27 geschaltet ist. Das verstärkte rote Steuersignal, welches am Kollektor von Ausgangstransistor 22 ankommt, ist über einen Lichtbogenschutzwiderstand 29 mit der Kathode K von Bildröhre 30 verbunden.

Der Schutz gegen das Einbrennen von Punkten für Bildröhre 30 wird durch Strahlaustaststeuersignalgenerator 80 vorgenommen, der ein Strahlaustaststeuersignal BBC für die Vorstufenvorspannungs-Steuereinheit 50 und die Gittervorspannungs-Steuereinheit 60 erzeugt. Für diesen Zweck geeignete Austastsignalgeneratoren sind allgemein gut bekannt, und Beispiele für für solche Zwecke geeignete Generatoren sind in den oben diskutierten Patenten von Craig et al. und Haferl angegeben. Für die vorliegende Erfindung ist wichtig, daß eine geeignete Form von Austaststeuersignal vorgesehen ist zur Unterdrückung des Elektronenstrahls von Bildröhre 30 unter Bedingungen, die sonst die Bildröhre beschädigen könnten oder die möglicherweise ungewollte visuelle Artefakte erzeugen könnten (z. B. zufällige Farbblitze während des Abschaltens des Displays). Beispiele für geeignete Austastgeneratoren sind unter anderem die folgenden: (1) ein Stromeinschalt-Detektor, der beim Einschalten des Empfängers ein kurzzeitiges Austastsignal erzeugt (z. B. wie im Patent von Craig et al.), (2) ein Stromausschalt-Detektor, der ein Austastsignal beim Abschalten des Empfängers, vorzugsweise gerade eben vor dem Verlust der Funktion der Abtastschaltungen des Empfängers, erzeugt (z. B. wie im Haferl-Patent); (3) einen Abtastversagens-Detektor, welcher beim Erkennen des Verlustes der vertikalen oder horizontalen Abtastsignale ein Austastsignal erzeugt; (4) eine Spulen-(Joch-)Verriegelungs- Schaltung, welche ein Austastsignal erzeugt, wenn die Steckverbindungen der Spule der Bildröhre zu den Abtastschaltungen des Empfängers gelöst werden. Strahlaustastgenerator 80 kann ein oder mehrere der vorstehend genannten Detektoren oder eine andere geeignete Form von Detektor oder Generator enthalten.

Die Funktion der Vorstufenvorspannungs-Steuereinheit 50 ist es, unter Bedingungen des Normalbetriebs eine Gleichvorspannung für den Ausgangstransistor 22 von Verstärker 20 zu erzeugen und unter Austastbedingungen eine Abschalt-Vorspannung zu erzeugen. Die Abschalt-Vorspannung schaltet den Leitungsweg von Ausgangstransistor 22 nichtleitend, wodurch die Verstärkerausgangsspannung einen hohen positiven Wert annimmt, welcher ungefähr gleich der Hochspannungsversorgung (Vs) ist. Dieser Zustand versetzt die Kathode K von Bildröhre 30 in einen Zustand der Vorspannung auf einem Ultraschwarzpegel und unterbricht wirksam den Fluß des Strahlstroms in der Bildröhre. Das gezeigte, diese Funktionen aufweisende Schaltungsbeispiel enthält einen Emittergrundschaltungstransistor 51 mit einer Kollektorelektrode, welche mit der Basis von Transistor 22 und über einen Kollektorlasttransistor 52 mit einer Versorgungsklemme 53 verbunden ist, an der eine Vorspannung Vb (z. B. 12 Volt) anliegt. Klemme 53 ist über eine Diode 54 und zwei Widerstände 55, 56 mit der Basis von Transistor 51 verbunden. Ein Überbrückungskondensator 57 ist von der Kathode von Diode 54 auf Masse gelegt. Das Austaststeuersignal BBC wird dem gemeinsamen Anschluß der Widerstände 55 und 56 zugeführt. Während des Betriebes ist das Austaststeuersignal normalerweise niedrig, wodurch Transistor 51 durch Vorspannung abgeschaltet wird und es ermöglicht wird, daß von Versorgungsklemme 53 mittels Widerstand 52 eine Vorspannung an Transistor 22 in Verstärker 20 angelegt wird. Unter Austastbedingungen ist der Ausgang von Generator 80 im wesentlichen eine offene Schaltung und eine Anschaltvorspannung für Transistor 51 wird seiner Basiselektrode über Diode 54 und Widerstände 55 und 56 zugeführt. In diesem Zustand schaltet Transistor 51 die Basis von Transistor 22 auf Masse, wodurch Transistor 22 abgeschaltet und die Kathode von Bildröhre 30 auf einen Ultraschwarz-Spannungspegel gesteuert wird.

Die von der Gittervorspannungssteuereinheit 60 erfüllten Funktionen schließen das Versehen des Gitters G von Bildröhre 30 mit Vorspannung auf einem positiven Spannungspegel während des Normalbetriebs und das Zuführen einer negativen Gitterabschaltvorspannung an das Gitter unter Austastbedingungen ein. Maßnahmen zur Maximierung der Helligkeit von dargestellten Bildern sind vorgesehen in Form der Auswahl der positiven Gittervorspannung in bezug auf bestimmte Parameter der minimalen Ausgangsspannung bei Spitzenweißpegel des Kaskodenverstärkers. Außerdem sind Maßnahmen vorgesehen zum Schutz der Bildröhre gegen die Möglichkeit des Versehens der Gitterkathodenelektroden mit Vorspannung in Vorwärtsrichtung während einer Erholungszeit nach Beendigung des Austaststeuersignals.

Noch detaillierter betrachtet, beinhaltet die Gittervorspannungssteuereinheit einen EmittergrundschaItungs-Eingangstransistor 61 mit einer Basiselektrode, die über einen den Eingangsstrom begrenzenden Widerstand 62 mit Leiter 85 verbunden ist, um das Strahlaustaststeuersignal BBC zu empfangen. Während des Normalbetriebs (ohne BBC) schaltet ein Ausgangstransistor in Einheit 80 den Leiter 85 auf Masse, wodurch Transistor 61 abgeschaltet wird. Wird Austastung gewünscht, so schaltet der Ausgangstransistor von Einheit 80 ab und Leiter 85 wird durch den von Diode 54 und Widerstand 55, welche an Versorgungsklemme 53 angeschlossen sind, gelieferten Strom auf ein positives Potential gehoben. Entsprechend wird Transistor 61 durch den von Eingangstransistor 62 gelieferten Strom angeschaltet, wenn das Strahlaustaststeuersignal BBC vorhanden ist.

Der Kollektor von Transistor 61 ist über einen in Reihe geschalteten Widerstand 63 und Diode 64 mit der Hochspannungs-Versorgungsklemme 25 verbunden, an der die Versorgungsspannung Vs (z. B. 200 Volt) anliegt. Der Kollektor von Transistor 61 ist ebenfalls an die erste Platte (66) eines Kondensators 65 angeschlossen, von dem eine zweite Platte 67 an einen Schaltungsknoten 70 angeschlossen ist. Eine Diode 68 ist mit Kondensator 65 parallelgeschaltet, wobei die Anode davon an Schaltungsknoten 70 und die Kathode davon an den Kollektor von Transistor 61 angeschlossen ist.

Schaltungsknoten 70 entspricht dem Ausgang eines Potentialteilers mit einem ersten Widerstand 71, welcher zwischen Knoten 70 und der positiven Versorgungsklemme 25 für Kaskodenverstärkervorstufe 20 geschaltet ist, und einem zweiten Widerstand 72, der mit einem Ende auf Masse gelegt und mit dem anderen Ende über die Kathoden-Anoden-Strecke einer Diode 73 mit Knoten 70 verbunden ist. Eine Durchschlagvorrichtung 75 (z. B. eine Zener-Diode) ist parallel zu dem zweiten Widerstand 72 des Potentialteilers 71-72 geschaltet. Der Ausgang 70 des Potentialteilers ist über einen Widerstand 76 mit der Gitterelektrode G von Bildröhre 30 und über einen Überbrückungskondensator 77 mit Masse verbunden.

Im Normalbetrieb des Empfängers in Fig. 1 ist Transistor 61 von Gittervorspannungssteuereinheit 60 durch das Strahlaustaststeuersignal BBC mit Vorspannung AUS versehen, wie oben erklärt. In diesem Zustand erhält Kondensator 65 einen Ladestrom von Widerstand 63 und lädt sich auf ein Potential auf, welches der Versorgungsspannung Vs abzüglich des Potentials am Ausgang (Knoten 70) des Potentialteilers enspricht. Die Werte der Widerstände 71 und 72 im Potentialteiler sind so gewählt, daß sie eine bestimmte Ausgangsspannung Vo am Schaltungsknoten 70 ergeben, die geringer ist, als die minimale Ausgangsspannung Vom der Verstärkervorstufe 20 aber groß genug ist, um sicherzustellen, daß eine maximale Helligkeit durch Bildröhre 30 erzeugt werden kann, wenn die Kathode K auf Spitzenweißpegel gesteuert wird.

Die Auswahl der Ausgangsspannung des Potentialteilers hat einen entscheidenen Einfluß auf die Spitzenhelligkeit dargestellter Bilder, wie nachstehend erklärt werden soll. Man rufe sich in Erinnerung, daß Verstärkervorstufe 20 mit einer Ausgangsstufe vom Kaskoden-TYp arbeitet. Die minimale Ausgangsspannung dieses Verstärkers an der Kathode K von Bildröhre 30 entspricht ungefähr dem Verhältnis:
Vom=Vbias+Vsat+Vkr
wobei Vbias die an die Basiselektrode des Ausgangstransistors angelegte Spannung darstellt; Vsat ist die Sättigungsspannung des Ausgangstransistors 22, und Vkr ist der Spannungsabfall an dem Kathodenwiderstand 29. Im gezeigten Beispiel ist Vbias 12 Volt, Vsat ungefähr 15 Volt, und Vkr ist ungefähr 10 Volt (bei Spitzenweißsteuerung). Die Summe dieser Spannungen bei dem gezeigten Beispiel beträgt 37 Volt.

Da die Helligkeit der Bildröhre in umgekehrter Beziehung zur Spannung zwischen Kathode und Gitter steht, wird die maximale Helligkeit durch Versetzen des Gitters mit Vorspannung bei einer Spannung erreicht, die die PotentiaIdifferenz zwischen Gitter und Kathode minimiert, ohne das Gitter im Verhältnis zur Kathode positiv zu steuern. Würde man das Gitter unter Vorspannung bei oder nahe Massepotential setzen, wie in den oben diskutierten vorbekannten Schaltungen, wäre die Helligkeit des Bildes schwach, da die minimale Spannung zwischen Gitter und Kathode in etwa gleich Vom oder ungefähr -37 Volt wäre. Zweck des Potentialteilers 71/72 ist es, die Gitter- Kathoden-Spannung bei Spitzenweiß zu reduzieren, während gleichzeitig ein sicherer Abstand an Spannungsdifferenz erhalten bleibt, um sicherzustellen, daß das Gitter nicht im Verhältnis zur Kathode positiv gesteuert wird, was beispielsweise als Folge von Toleranzen von Bauteilen oder des Netzteiles geschehen könnte. Nachteilige Effekte infolge von Netzteiltoleranzen werden dadurch kompensiert, daß der Potentialteiler über dasselbe Netzteil angeschlossen wird, an welches die Verstärkervorstufe angeschlossen ist. Im dargestellten Beispiel und bei dem angenommen Wert von Vom sind die Potentialteilerwiderstände so gewählt, daß sie eine Ausgangsspannung von etwa 25 Volt ergeben. Dies ist 10 Volt weniger als die minimale, an die Kathode K von Bildröhre 30 gelieferte Verstärkerausgangsspannung und bietet einen ausreichenden Abstand für Bauteiltoleranzen bei gleichzeitigem Erhalt der Fähigkeit zur maximalen Helligkeit von Bildern, wenn Verstärker 20 auf einen Spitzenweißpegel gesteuert wird.

Fig. 2 erläutert die Arbeitsweise der Gittervorspannungssteuereinheit 60 als Funktion der Zeit. Die Kurve (nicht maßstabsgerecht) zeigt den Wert der Gittervorspannung Vo für verschiedene Betriebszustände. Der Bereich "A" entspricht der Ausgangsspannung im Normalbetrieb des Empfängers, wie oben beschrieben. Bei Aufreten des Versagens der Abtastung schaltet Transistor 61 ein, wodurch die erste Platte 66 von Kondensator 65 auf Masse geschaltet wird. Man rufe sich in Erinnerung, daß Kondensator 65 während der Normalbetriebszeit "A" auf ein Potential aufgeladen wurde, welches der Versorgungsspannung Vs (200 Volt) minus der Ausgangsspannung des Potentialteilers (25 Volt) entspricht. Demzufolge wird die zweite Platte 67, wenn die erste Platte von Kondensator 65 als Reaktion auf das Strahlaustaststeuersignal BBC auf Masse geschaltet wird, negativ auf ein Potential von 175 Volt gesteuert. Dieses Potential wird an das Gitter G von Bildröhre 30 angelegt und liefert eine negative Gitterabschaltung, wodurch die Bildröhre vor dem Einbrennen von Punkten geschützt wird. In diesem Zustand ist zu erwähnen, daß Diode 73 im Potentialteiler mit umgekehrter Vorspannung versehen ist. Als Folge davon sind sowohl Widerstand 72 als auch Zener- Diode 75 von Kondensator 65 isoliert, und Widerstand 71 stellt den einzigen Entladungsweg des Kondensators dar. Dieser Widerstand entlädt den Kondensator 65 langsam, wie in Bereich "B" in Fig. 2 gezeigt. Es sei erwähnt, daß wenn Diode 73 nicht vorhanden wäre, Diode 75 dann in Vorwärtsrichtung mit Vorspannung versehen wäre und Kondensator 65 rasch entladen würde. Dies wäre unerwünscht, da der Zeitraum des durch Kondensator bewirkten Schutzes durch Strahlabschaltung gekürzt würde. Mit anderen Worten, Diode 73 maximiert die Entladungszeitkonstante von Kondensator 65 und maximiert damit den Zeitraum des Schutzes durch Gitterabschaltvorspannung.

Wie in Fig. 2 gezeigt, setzt sich die Entladung von Kondensator 65 in Bereich "B" fort bis ein Punkt erreicht ist, an dem die Ausgangsspannung auf einen kleinen positiven Wert (etwa 0,7 Volt) geschaltet wird. Dies ergibt sich, da Diode 68 einschaltet, wenn die Spannung an der zweiten Platte diejenige der ersten Platte um ihre Schwellenwert übersteigt und die erste Platte 66 auf Masse geschaltet wird. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, da es sicherstellt, daß sich über Kondensator 65 keine erhebliche umgekehrte Spannung entwickelt. Man kann daher für diese Anwendung einen polarisierten Kondensator verwenden, ohne die Gefahr von dielektrischem Versagen, dadurch daß ein umgekehrtes Polarisationspotential an den Kondensator angelegt wird.

Am Ende des Zeitabschnittes des Verlustes der Abtastung ("B" bis "C"), wenn das Austaststeuersignal BBC endet, wird Transistor 61 AUS-geschaltet. Da Kondensator 65 sich in entladenem Zustand befindet, wird die Ausgangsspannung Vo von Potentialteiler 71/72 geneigt sein, unmittelbar anzusteigen, wenn der Ladestrom von der Versorgung Vs über Widerstand 64 zum Kondensator 65 fließt. Ohne Korrektur könnte dieser Spannungsanstieg womöglich das Gitter G von Bildröhre 30 mit Vorspannung in Vorwärtsrichtung versehen, was den Fluß von überhöhtem Strahlstrom zur Folge haben könnte. Die Möglichkeit wird durch Zenerdiode 75 verhindert, die die maximale Ausgangsspannung des Potentialteilers auf einen Wert (z. B. 27 Volt) begrenzt, der etwas mehr positiv als die Ausgangsspannung des Potentialteilers aber geringer als die minimales Ausgangsspannung Vom von Verstärker 20 ist. Dieser Begrenzungseffekt findet in Bereich "D" von Fig. 2 statt bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich Kondensator 65 seinem endgültigen Ladepotential annähert. Diode 75 schaltet dann aus (Bereich "E"), während Kondensator 65 sein Aufladung fortsetzt bis auf die endgültige normale Betriebsspannung (Bereich "F"), welche gleich Vs-Vo ist, und wobei Vo bestimmt wird durch die Potentialteilerwiderstände 71, 72 und den Wert von Hochspannungsquelle Vs.

In der vorstehenden Beschreibung des Empfängers in Fig. 1 sei erwähnt, daß eine Strahlabschaltung sowohl durch Vorstufenvorspannungssteuerung 50, die eine Kathodenabschaltung bewirkt, als auch durch Gittervorspannungssteuerung 60, die eine Gittervorspannungsabschaltung bewirkt, erreicht wird. Diese Redundanz ist erwünscht, da sie eine Sicherung gegenüber dem Versagen einer der Abschaltschaltungen darstellt. In einer bestimmten Anwendung, wo eine solche Redundanz nicht benötigt wird, kann die Vorstufenvorspannungs- Steuerungseinheit 50 entfallen oder durch eine andere Art von Schutzschaltung ersetzt werden. Die vorliegende Erfindung befaßt sich in erster Linie mit der Gittervorspannungsabschaltung des Strahlstroms einer Bildröhre in Empfängern des Typs, die mit Videoausgangsvorstufen des Kaskoden-Typs arbeiten, wie obenstehend beschrieben.

Claims (7)

1. Video-Display-Gerät, mit
einer Bildröhre (30) mit einer mit einem Ausgang eines Videoverstärkers (20) verbundenen Kathode (K) und mit einem Steuergitter (G), welches verbunden ist mit einem Ausgang einer Schutzschaltung, welche einen Kondensator (65) enthält mit einer ersten, mit einer Quelle eines Strahlaustaststeuersignals (BBC) verbundenen Elektrode (66) und einer zweiten, mit dem Steuergitter (G) der Bildröhre (30) verbundenen Elektrode (67), dadurch gekennzeichnet, daß
die Schutzschaltung weiterhin einen Potentialteiler (71, 72) enthält, mit einem Ausgang, der mit der zweiten Elektrode (67) des Kondensators (65) verbunden ist, zum Anlegen einer positiven Vorspannung eines festgelegten Wertes an das Gitter (G) in Abwesenheit des Strahlaustastsignals (BBC), wobei der festgelegte Wert geringer ist als eine von dem Verstärker (20) erzeugte Mindestausgangsspannung; und
eine Durchschlagvorrichtung (75) in dem Potentialteiler (71, 72) zur Begrenzung der maximalen positiven Gittervorspannung der Bildröhre (30) auf einen Wert, welcher höher ist als der von dem Potentialteiler (71, 71) bestimmte festgelegte Wert und geringer als die von dem Verstärker (20) erzeugte minimale positive Ausgangsspannung.

2. Video-Displav-Gerät gemäß Anspruch 1 weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialteiler (71, 72) einen ersten Widerstand (71) umfaßt, welcher zwischen eine Versorgungsspannungsklemme (25) und die zweite Elektrode (67) des Kondensators (65) geschaltet ist, und einen zweiten Widerstand (72), der zwischen die zweite Elektrode (67) des Kondensators (65) und einen Referenzpotentialpunkt geschaltet ist; und
wobei die Durchschlagvorrichtung (75) zu dem zweiten Widerstand (72) parallel geschaltet ist.

3. Video-Display-Gerät gemäß Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialteiler (71, 72) einen ersten Widerstand (71) umfaßt, welcher zwischen eine Versorgungsspannungsklemme (25) und die zweite Elektrode (67) des Kondensators (65) geschaltet ist, und eine Serienkombination eines zweiten Widerstandes (72) und einer Diode (73) enthält, die zwischen die zweite Elektrode (67) des Kondensators (65) und einen Referenzpotentialpunkt geschaltet ist; und
wobei die Durchschlagvorrichtung (75) zu dem zweiten Widerstand (72) parallel geschaltet ist.

4. Video-Display-Gerät gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch eine Diode (68) mit einer an die erste Elektrode (66) des Kondensators (65) angeschlossenen Kathode und mit einer an die zweite Elektrode (67) des Kondensators (65) angeschlossenen Anode.

5. Video-Display-Gerät gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch einen Verstärker mit einem Eingang zum Empfang des Strahlaustaststeuersignals (BBC), welcher eine nicht-lineare Impedanz aufweist und einen an die erste Elektrode (66) des Kondensators (65) angeschlossenen Ausgang besitzt.

6. Video-Display-Gerät gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch
einen Transistor (61) mit einem zwischen die erste Elektrode (66) des Kondensators (65) und eine Referenzpotentialquelle geschalteten Leitungsweg und mit einer Steuerelektrode, die so geschaltet ist, daß sie das Strahlaustaststeuersignal empfängt; und
einen Widerstand (63), welcher in Reihe mit einer Diode (64) zwischen die erste Platte (66) des Kondensators (65) und eine Versorgungsspannungsquelle (VS) geschaltet ist, wobei die Diode (64) so gepolt ist, daß sie das Aufladen des Kondensators (65) über den Widerstand (63) ermöglicht und das Entladen des Kondensators (65) über den Widerstand (63) verhindert.

7. Video-Display-Gerät gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch
eine Versorgungsspannungsklemme (25), welche mit einem Versorgungsspannungseingang des Potentialteilers und mit einem Versorgungsspannungseingang des Kaskodenverstärkers (20) verbunden ist; und
einen zwischen den Ausgang des Potentialteilers und eine Referenzpotentialquelle geschalteten Kondensator (77).