ВИДЕОСИСТЕМА С ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ЭКРАНИРУЮЩЕЙ СЕТКИ, РЕАГИРУЮЩЕЙ НА АРНС-СИСТЕМУ Российский патент 2003 года по МПК G09G1/04 H01J29/70 

Область техники
Настоящее изобретение относится к телевизионным системам, а в частности к источникам напряжения смещения на экранирующей сетке (G2) в телевизионных системах с одним или более кинескопов в качестве устройства отображения.

Предшествующий уровень техники
В большинстве современных телевизионных дисплеев в качестве устройств отображения используются кинескопы. Экран или сетка G2, вставленная между управляющей сеткой и фокусирующими электродами, влияет на некоторое число важных рабочих параметров кинескопа. Неправильная настройка может неблагоприятно повлиять на номинальное значение уровня черного на изображении, цветовую температуру, рассеяние усилителя мощности кинескопа и на размер точки или четкость.

В цветном кинескопе напряжение уровня черного каждой электронной пушки связано с величиной напряжения смещения, подаваемого на сетку G2 (экранирующую) конескопа. Цветной кинескоп с копланарной структурой электронной пушки имеет электрод сетки G2, находящийся под напряжением для всех трех электронных пушек вместе, в то время как кинескоп с отдельными электронными пушками "дельта-типа" имеет раздельно возбуждаемые электроды сетки G2 для каждой пушки. В обоих случаях напряжение смещения сетки G2 часто устанавливается в пределах 400-800 В так, что требуемое (управляющее) напряжение сетки "катод-к-G1" обеспечивает режим работы уровня черного.

Высокая яркость и высокое разрешение воспроизводимого изображения требуют высокой нагрузочной способности по току пикового луча кинескопа и малого размера точки. Для каждой электронной пушки нагрузочная способность по току пикового луча увеличивается с увеличением напряжения уровня черного, которое связано с напряжением смещения сетки G2. Необходимость в высокой яркости и высоком разрешении предполагают, что нужно использовать максимально возможное напряжение смещения сетки G2, которое согласуется с другими требованиями и ограничениями конструкции приемного устройства.

В некоторых телевизионных приемных устройствах также используются системы автоматической регулировки напряжения смещения кинескопа (АРНС) для поддержания требуемого напряжения смещения для уровня черного на катоде кинескопа. Такие системы работают для поддержания требуемого напряжения смещения "катод-к-G1" для каждой электронной пушки и должны работать на таком диапазоне напряжений смещения уровня черного, который достигает максимальной разницы напряжения уровня черного между любыми двумя электронными пушками, которая может быть порядка 50 В. Также корректировки отклонений по другим параметрам системы рабочий диапазон обычной системы АРНС может достигать 100 В. Выбор рабочей точки в пределах этого диапазона определяется по напряжению смещения на сетке G2. Поэтому общепринятой практикой является ручная регулировка напряжения смещения G2 на каждом приемном устройстве, дающая возможность установить напряжение смещения уровня черного каждой электронной пушки кинескопа в пределах рабочего диапазона системы АРНС. Кроме того, для того чтобы получить высокую яркость и разрешение отображаемого изображения, напряжение смещения G2 нужно отрегулировать так, чтобы напряжение смещения уровня черного электронной пушки с максимальным (т.е. наиболее положительным) напряжением уровня черного сделать примерно равным максимальному используемому напряжению смешения уровня черного, которое может быть воспроизведено каскадами предоконечного усилителя мощности кинескопа.

При регулировке напряжения смещения на экранирующей сетке G2 желательно также удостовериться в том, что для резерва гашения изображения имеется адекватный динамический диапазон в направлении более черном, чем черное, особенно при наличии изменений напряжения рабочего источника питания для схем предоконечного усилителя мощности.

Известное решение для настройки напряжения смещения G2 описано в патенте США 4584596 "Система настройки телевизионного приемника", Талант и др. Регулировка выполняется вручную в режиме функционирования приемного устройства и требует модификации нормальных значений напряжения смещения и катода и управляющей сетки G1 для получения заданного напряжения катод-к-G1. Например, приемное устройство устанавливается в режим функционирования, который блокирует выходной транзистор предоконечного усилителя мощности кинескопа, параллельно блокирует автоматические схемы напряжения смещения на кинескопе (АРНС) и подает повышенное (т.е. примерно в два раза выше нормального значения) напряжение смещения на управляющую сетку G1 кинескопа, после чего осуществляется регулировка G2 вручную настройкой переменного резистора напряжения экрана.

Раскрытие изобретения
Существует потребность в упрощенной системе регулировки напряжения экрана, обеспечивающей оптимальную работу описанных выше параметров кинескопа, но которая не требует увеличения напряжения G1, которая не требует блокировки схем АРНС и блокировки выходного транзистора предконечного усилителя мощности кинескопа. Настоящее изобретение направлено, главным образом, на решение этих проблем.

Проблема настройки экранирующей сетки становится все более и более насущной в связи с возрастающим использованием так называемых электронных пушек с "двойным фокусом", обеспечивающих уменьшенный размер точки. Обнаружено, что в таких пушках утечка между фокусом и экранирующими сетками имеет тенденцию увеличиваться со временем. Так как фокусирующий электрод работает под напряжением в тысячи вольт, утечка между электродами меняет (увеличивает) экранное напряжение. Утечку можно устранить или уменьшить, когда кинескоп образует дугу или размыкается между электродами. В результате этого напряжение смещения уровня черного может сильно измениться и выйти из диапазона корректировки схем АРНС.

Напряжение смещения от катода к сетке для пушки с самым высоким запирающим напряжением смещения может быть, например, порядка 190 В или около этого. Другие пушки смещаются при более низком запирающем напряжении из-за свойственных им различий в характеристиках, таких как утечка тока. Увеличение тока утечки в электрод G2 экрана приведет к тому, что напряжение смещения АРНС увеличит запирающее напряжение смещения всех трех электронных пушек. Утечка может привести к тому, что максимальное запирающее напряжение смещения пушки достигнет максимально возможного положительного напряжения питания из-за ограничений диапазона корректировки системы АРНС, что в свою очередь значительно изменит низкую температуру светлых цветов.

Хотя напряжение смещения экрана можно перенастроить после возрастания утечки, эту утечку можно повторно отрегулировать после увеличения утечки, эта утечка может устраниться дугой кинескопа, что приведет к другим погрешностям в яркости и цветовой температуре и потребует дополнительной настройки.

Поэтому существует потребность в более "крепкой" системе АРНС, которая была бы более стойкой к эффектам межэлектродной утечки и для которой требовались бы менее частые регулировки, или не требовались регулировки вообще.

Варианты воплощения изобретения, описанные ниже, включают и автоматические системы, не требующие регулировок вообще, и полуавтоматические системы, не требующие регулировок после начальной регулировки.

Преимущество имеют полностью автоматические системы, не требующие расходов ни на начальную регулировку, ни на последующую регулировку при обслуживании, связанную с переменным резистором регулировки экрана.

Некоторые преимущества вариантов осуществлении изобретений состоят в том, что им не требуется транзисторов с относительно высоким напряжением и, несмотря на это, они способны создавать диапазон корректировки напряжения экрана порядка плюс минус 100 В, что, как было обнаружено, достаточно для поддержания уровня черного и цветовой температуры.

Преимущества изобретения достигнуты посредством пары цепей обратной связи, "соединенных" таким образом, что они совместно используют некоторые общие элементы. В первой цепи управление с обратной связью осуществляется от датчика тока луча к усилителю мощности кинескопа через регулятор АРНС. Во второй цепи управление с обратной связью осуществляется от датчика тока луча и регулятора АРНС на экранирующую сетку через блок регулировки напряжения смещения экранирующей сетки. Обе цепи соединены таким образом, что они совместно используют датчик тока луча и узлы регулятора АРНС, как будет описано ниже.

Так как двойные или "вмонтированные" цепи с обратной связью настоящего изобретения обеспечивают регулировку уровня черного с помощью и усилителя мощности, и экранирующей сетки, то достигается требуемая максимизация или расширение всего диапазона регулировки уровня черного, посредством чего регулировку экрана по желанию можно полностью исключить, или в тех случаях, где она сохраняется, не производить никаких последующих регулировок после начальной регулировки.

Способ согласно изобретению регулирования уровня черного кинескопа включает подачу потенциала экранирующей сетки на экранирующую сетку кинескопа, подачу видеосигнала на катод кинескопа и считывание тока луча кинескопа для обеспечения сигнала индикации тока луча. Ток регулировки уровня черного выводят по сигналу индикации уровня черного и подают на катод кинескопа и одновременно потенциал экранирующей сетки регулируют как функцию от сигнала индикации уровня черного.

Устройство телевизионного дисплея согласно изобретению содержит кинескоп с катодом и экранирующей сеткой и источник напряжения экранирующей сетки, связанный с экранирующей сеткой. Усилитель мощности телевизионного дисплея имеет вход для приема входного видеосигнала и выход для направления усиленного видеосигнала к катоду. Датчик тока луча катода производит сигнал индикации тока луча. Контроллер АРНС, реагирующий на сигнал индикации тока луча, производит и направляет сигнал коррекции уровня черного к усилителю мощности для регулировки уровня черного изображений, отображаемых кинескопом. Схема управления напряжением смещения экранирующей сетки, связанная с источником питания и с контроллером АРНС, изменяет напряжение экранирующей сетки кинескопа, как функцию сигнала корректировки уровня черного контроллера АРНС.

Как будет описано ниже и объяснено на нескольких конкретных примерах, принципы изобретения можно использовать и в цветных, и в монохроматических системах отображения кинескопов, которые могут быть или системами прямого наблюдения, или проекционного типа.

Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение иллюстрируются конкретным вариантом его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает блок-схему первого варианта осуществления изобретения в системе телевизионного дисплея, в котором применяют цветной кинескоп прямого наблюдения и обеспечивают полностью автоматическое управление напряжением смещения экранирующей сетки, согласно изобретению;
фиг.2 изображает блок-схему модифицированного варианта осуществления для обеспечения полуавтоматического управления напряжением смещения экранирующей сетки, согласно изобретению;
фиг. 3 изображает блок-схему модифицированного варианта осуществления, обеспечивающего дополнение к установочной регулировке, согласно изобретению;
фиг. 4 изображает схему усилителя мощности и датчика тока луча, согласно изобретению,
фиг.5 изображает блок-схему модифицированного варианта осуществления для телевизионных систем проецирования цвета, согласно изобретению;
фиг.6 изображает блок-схему модифицированного варианта осуществления для монохроматических телевизионных систем, согласно изобретению;
фиг.7 изображает блок-схему модифицированного варианта осуществления для мгновенного уменьшения напряжения экранирующей сетки при включении приемного устройства, согласно изобретению.

Подробное описание изобретения
Телевизионный приемник 10 (фиг. 1) характеризуется полным исключением ручной регулировки источника высокого напряжения экранирующей сетки G2, обеспечивая при этом относительно широкий и устойчивый диапазон АРНС. В приведенном примере использован кинескоп типа прямого наблюдения с тремя электронными пушками для показа цветных изображений, который включает один электрод (G2) экрана, общий для трех пушек. Другие примеры приведены для случая применения кинескопов с отдельными экранирующими сетками для каждой электронной пушки.

Приемник 10 включает переключатель 12 для выбора модулирующего видеосигнала S1, подаваемого вспомогательным входом 14, или видеосигнала S2, подаваемого радиочастотным процессором 16, имеющим антенны на входе 18 для связи с соответствующим радиоисточником, например с антенной, кабелем или кассетным видеомагнитофоном. Блок 16 может иметь традиционную конструкцию и включать, например, тюнер, усилитель промежуточной частоты, видеодетектор для преобразования радиочастотного входного сигнала (S3), подаваемого на вход 18 в полосу частот модулирующих сигналов. Выбранный с помощью переключателя 12 видеосигнал S4 (т.е. сигналы S1 или S2) подается на блок видеосигналов развертки и обработки 20, который воспроизводит красную (R), синюю (В) и зеленую (G) составляющие видеосигнала для отображения их цветным кинескопом прямого наблюдения 30. Узел развертки блока 20 также подает полевой хронирующий сигнал FV и строчный хронирующий сигнал НВ на генератор импульсов 22, который генерирует строб-импульсы SP АРНС во время строк полевого интервала для облегчения АРНС-управления, как будет описано далее. Блок 20 имеет известную конструкцию и включает, например, схему демодуляции цветов, схему регулировки цветового тона, оттенков, яркости и контраста, и также матрицу для генерации сигналов КЗС-составляющих схемы синхронизации и развертки, которые обеспечивают хронирующие сигналы FH и НВ.

Цветовые сигналы КЗС подаются на соответствующие катоды 32, 34 и 36 кинескопа 30 с помощью соответствующих схем предоконечного каскада усилителя мощности кинескопа 40, 42 и 44. Схемы предоконечного каскада усилителя мощности идентичны и поэтому для упрощения чертежа показаны только элементы предоконечного каскада усилителя мощности зеленой составляющей (выделены штриховой линией).

Схема предоконечного каскада усилителя мощности 44 содержит усилители 50 со входом 52, связанным для приема видеосигнала зеленого от блока 20, и имеет выход 54, связанный для подачи усиленного видеосигнала S5 на катод 36 кинескопа 30. Датчик тока луча 56 также связан с катодом 36 для подачи сигнала индикации тока луча S6. В этом варианте датчик тока луча 56 обеспечивает двойную функцию - детектирует ток луча и работает как повторитель напряжения для связывания усиленного видеосигнала с электродом катода 36. На фиг. 4, которая будет описана далее, показаны схемы типовых усилителей и датчиков тока.

Предконечный каскад усиления мощности А4 включает также автоматическую схему 60 регулятора напряжения смещения кинескопа (АРНС) 60, которая реагирует на сигнал индикации 56 тока луча для получения исправления сигнала коррекции уровня черного или "настройки" (Iа) к усилителю мощности 50 для регулировки уровня черного изображений, отображаемых кинескопом 30.

АРНС-регулятор 60 содержит манипуляционный компаратор 61, два источника тока 62 и 63, переключатель 64 и конденсатор 65. Если рассматривать регулятор отдельно, то он действует как единая цепь обратной связи, которая регулирует уровень черного в кинескопе в зависимости от выхода выходного сигнала S6 на датчике тока. В настоящем изобретении регулятор 60 образует двойные цепи управления или "связанную" систему цепей, как упоминалось ранее при описании регулировки уровня черного, причем первая цепь идет от датчика тока 56 к усилителю мощности 50, а вторая - от датчика тока 56 к экранирующей сетке через блок управления напряжением смещения экранирующей сетки 70, как будет описано ниже.

Рассмотрим подробно одну из цепей с обратной связью. В АРНС-регуляторе 60 сигнал индикации тока луча S6 подается на манипуляционный компаратор 61, который деблокируется (отпирается) строб-импульсом SР АРНС, полученным генератором импульсов 22, сравнивает сигнал S6 с опорным сигналом V_r и выдает выходной сигнал S7, который показывает, ниже или выше опорного уровня черного, представленного опорным сигналом V_r, находится ток луча. Сигнал S7 выранивается конденсатором 65 и регулирует величину регулировки уровня черного или ток коррекции I_а, который подается на усилитель мощности 50, который с помощью обратной связи регулирует ток луча уровня черного на уровне, определяемом опорным сигналом V_r. Эту регулировку облегчает второй источник тока 63, создающий ток опорного уровня I_m, который подается на усилитель 50 через переключатель 64, который замыкается для нескольких строк полевого интервала, реагируя на строб-импульс SР АРНС.

Действие первой из двух цепей управления (АРНС-цепь) заключается в том, что при подаче строб-импульса АРНС во время полевого интервала видеосигнала S4 красный, зеленый и синий видеосигналы гасят, а переключатель 64 замыкается для приложения тока измерения, подаваемого источником тока 63 к усилителю мощности 50. Это смещает катод кинескоп 30 для проведения тока луча опорного уровня, который должен соответствовать опорному сигналу V_r. Фактический ток луча, произведенный кинескопом 30, зависит от таких факторов, как температура, срок службы, эффективное полное сопротивление катода и, что особенно важно, от напряжения экранирующей сетки. "Фактический" ток определяется манипуляционным компаратором 61, который определяет детектированный ток луча 56, а также ниже или выше величины опорного сигнала находится фактический ток луча. Погрешность тока луча сглаживается конденсатором 65, и ток подается к источнику тока регулировки или коррекции 62, который подает ток регулировки I_а к усилителю для изменения тока луча до величины, определяемой опорным сигналом тока луча уровня черного V_r, подаваемой на компаратор 61.

Вторая цепь системы управления согласно изобретению содержит блок управления напряжением смещения экранирующей сетки 70 (выделенный контурной линией) и источник питания экрана фокусировки 90 (выделенный контурной линией), который использует сигнал индикации тока луча S6, подаваемый датчиком тока луча 56 для регулирования напряжения экранирующей сетки G2 кинескопа 30 как функции тока луча. "Функция" - это интеграл погрешности тока луча (т.е. "сглаженная" погрешность тока луча), что выполняется конденсатором 65 в цепи АРНС 60.

В настоящем изобретении схема АРНС выполняет две функции - генерации тока регулировки I_а для управления уровнем черного через цепь управления с обратной связью усилителем мощности 50 и генерации сглаженного сигнала V_a погрешности тока луча в конденсаторе 65 для регулировки уровня черного через вторую цепь обратной связи на экранирующую сетку кинескопа 30.

Рассмотрим подробно вторую "вмонтированную" или совместно используемую цепь. Блок управления напряжением смещения экранирующей сетки 70 состоит из схемы селектора 72 минимального значения и схемы регулировки напряжения смещения экранирующей сетки 80. Селектор 72 содержит соединенных по схеме с общим коллектором PNР транзистора 73, 74 и 75, имеющих общий эмиттерный резистор 76, подсоединенный к источнику напряжения 77 через нагрузочный резистор 76, и соответствующие электроды базы, соединенные для получения сглаженного сигнала погрешности V_а от соответствующих сглаживающих конденсаторов 65 в предоконечном каскаде усилителя мощности красного, синего и зеленого цветов 40, 42 и 44 соответственно. Таким образом, выходной сигнал S8, вырабатываемый нагрузочным эмиттерным резистором 76, представляет самый низкий уровень черного трех кинескопов, измеряемый во время строб-импульсов АРНС в полевом интервале видеосигнала S4.

Следует отметить, что схема селектора минимального значения 72 нужна только в случае, когда системы отображения используют кинескопы с тремя электронными пушками и обычной экранирующей сеткой. Для кинескопов с тремя электронными пушками и отдельными сетками, или для технологического оборудования, в котором используется три кинескопа, или для монохроматических систем переключатель не требуется, и его можно исключить. Но он необходим для обыкновенного экрана, чтобы измерить минимальное значение тока коррекции для трех электронных пушек, так как в этом случае можно сделать только одну коррекцию экрана.

Выходной сигнал S8 селектора минимального значения 72 подается на усилитель компаратора 81 регулятора напряжения смещения экранирующей сетки 80, который выдает разностный сигнал S9, представляющий разность между сигналом S8 и опорным уровнем (например 2,2 В), который является уровнем регулировки напряжения экранирующей сетки G2. Разность S8 (или сигнал погрешности напряжения смещения экранирующей сетки) подается на включенный по схеме с общим эмиттером транзистор 82, который вырабатывает усиленный сигнал погрешности в коллекторном нагрузочном резисторе 83. Сигнал S9 поступает через эмиттерный резистор 84 на транзистор усилителя высокого напряжения 85, соединенный в конфигурацию выполненного по схеме регулятора, шунтирующего высокое напряжение. Для этой цели база транзистора 85 соединена с постоянным опорным напряжением через резистор 86 для получения рабочего смещения, а также с коллектором через конденсатор 87, который обеспечивает объединение и сглаживание выходного сигнала регулятора посредством эффекта Миллера. Выход регулятора (коллектор транзистора 85) соединен через резистор относительно высокого значения 88 (4,7 МОм) с экранирующей меткой G2 кинескопа 30 и с выходом 99 фокуса/экрана источника напряжения 90 как рекомендуемого источника высокого напряжения для работы экранирующей сетки G2.

Причина того, что схему питания фокуса/экрана предпочтительно использовать в качестве источника высокого напряжения для регулятора 80, состоит в том, что такие блоки обычно включают в телевизионные системы для обеспечения напряжения киловольтного диапазона для работы фокусирующих электродов кинескопа и напряжений ниже киловольта для смещения экранирующей сетки. Обычно такие блоки поставляются в виде узлов печатных плат с резисторами 91-94 и переменными резисторами 95-97, подключенными в виде схемы делителя напряжения, который разделяет высокое напряжение второго анода (около 30 кВ) для получения двух напряжений регулируемого фокуса (фокус 1 и фокус 2 через переменные резисторы 95 и 96) и регулируемого напряжения экранирующей сетки через переменный резистор 97. В этом варианте изобретения переменный резистор 97 источника питания экранирующей сетки не используется. Высокое напряжение для экранирующей сетки передается через резисторы 94 и 97.

Одним из преимущества является то, что можно исключить переменный резистор экранирующей сетки из блока экрана фокусировки в этом осуществлении настоящего изобретения и заменить его фиксированным резистором того же значения. Альтернативно, может даже не понадобиться блок источника напряжения экрана/фокуса для обеспечения напряжения экрана. Может быть использован любой соответствующий источник умеренно высокого напряжения (около 800 В). Необходимы только источник напряжения и гасящий резистор с соответствующей регулировкой значения резистора 88 в регуляторе 80.

Наиболее важным преимуществом этого варианта осуществления изобретения является полное устранение настройки переменного резистора высокого напряжения экранирующей сетки. Не требуется ни начальная регулировка в заводских условиях, ни при дальнейшем обслуживании системы отображения. Это обеспечивает полностью автоматическое управление напряжением экранирующей сетки и одновременно оптимизацию диапазона регулировки АРНС, уровня черного, низкого цветового баланса и других указанных выше параметров.

Усилитель мощности 50 усиливает зеленый видеосигнал, произведенный блоком 20, и подает усиленный сигнал S5 на катод 36 кинескопа 30, который получает напряжение смещения экранирующей сетки G2 с выхода узла фокуса/экрана 90. Датчик тока луча 56 стробирует ток луча кинескопа и подает сигнал индикации тока луча на регулятор 60 АРНС, который производит и подает сигнал корректировки уровня черного обратно на усилитель 50 для регулировки уровня черного кинескопа 30. Блок регулировки напряжения смещения экранирующей сетки 70, подсоединенный к конденсатору 65 в блоке 60 АРНС, меняет напряжение экранирующей сетки как функцию сигнала корректировки уровня черного I_a АРНС-регулятора 60. В этом осуществлении настоящего изобретения функция включает сглаженную величину V_а сигнала корректировки, произведенного в конденсаторе 65, с минимальным значением, выбираемым схемой 72 селектора минимального значения для управления экранирующей сеткой.

На фиг.2 представлен модифицированный вариант воплощения системы, который позволяет использовать транзистор регулировки пониженного напряжения в регуляторе 80 и не требует какой-либо модификации источника напряжения фокуса/экрана 90 (т.е. не требуется установка отвода между переменным резистором 97 и резистором 94).

Регулятор 80 модифицирован так, что резистор 86 заменен на резистор с большим значением 86', между базой выходного транзистора и землей установлен дополнительный резистор 89 для формирования делителя напряжения базы, транзистор 85 с относительно высоким напряжением заменен на транзистор 85' с меньшим напряжением, выходной резистор 88 - на резистор 88' с меньшим сопротивлением и выход 204 связан с источником умеренного напряжения питания (250 В) через диод 202. Выход 204 подсоединен к подвижному контакту 98 переменного резистора напряжения смещения экрана 97, а не к узлу 99, выход регулятора 80 соединен с резистором 94, который подсоединен к опорному потенциалу земли.

Транзистор 85 косвенно регулирует напряжение экранирующей сетки G2 посредством управления опорным напряжением, прилагаемым к резистору 94. Увеличение этого потенциала напряжения экрана пропорционально выходу регулятора 80 и уменьшается при падении напряжения на резисторе 94. Диод 202 предотвращает повышение напряжения выше 250 В на нижнем по схеме конце резистора 94. Дополнительное напряжение для потенциалов уровня экрана обеспечивается сдвигом на резисторе 94 и регулировкой переменного резистора 97 для установки величины напряжения экрана в диапазоне 400-800 В. Таким образом, максимальный диапазон управления напряжением экрана равняется начальному напряжению, установленному переменным резистором 97, плюс или минус 1/2 величины напряжения, подаваемого на диод 202. Если переменный резистор 97 установлен на напряжение 600 В, а выход регулятора 80 находится в центре диапазона (125 В), то диапазон управления напряжением экрана будет меняться от 475 до 725 В.

Обнаружено, что такой диапазон достаточен для расширения основного рабочего диапазона АРНС, что устраняет какую-либо необходимость в дальнейшей регулировке переменного резистора экранирующей сетки, так как утечка кинескопа нарастает и устраняется с помощью межэлектродного дугового разряда. Этот вариант воплощения настоящего изобретения можно рассматривать как полуавтоматический в том смысле, что хотя и нужна начальная регулировка, последующие регулировки переменного резистора высокого напряжения экранирующей сетки не нужны, и может использоваться транзистор регулятора низкого напряжения без каких-либо модификаций блока источника напряжения фокуса/экрана.

На фиг.3 представлен еще один вариант, с помощью которого легче осуществляется регулировка переменного резистора экранирующей сетки 97. Для упрощения чертежа детектор 72 и блок фокуса/экрана 90 показаны блок-схемой, так как они не изменены. Регулятор 80, выделенный контуром, модифицирован и включает детектор окна и блок управления гашением 300, который можно использовать при начальной установке (т.е. коэффициент калибровки) на переменном резисторе смещения экранирующей сетки 97.

Блок 300 содержит резисторы 302 и 304, подключенные как делитель потенциала между коллектором выходного транзистора 85 регулятора 80 и землей. Эти элементы уменьшают изменения относительно высокого напряжения на коллекторе транзистора 85 до меньшего уровня напряжения 0-5 В. Относительно высокое полное сопротивление делителя напряжения уменьшается, и сигнал инвертируется транзистором 306, имеющим базовый электрод, подсоединенный к выходу делителя, равнозначный эмиттер и коллекторные резисторы 308 и 310, который таким образом обеспечивает единичное усиление. Детектирование окна осуществляется транзистором 312, имеющим эмиттер, соединенный с источником низкого напряжения через резистор 314, базу, соединенную с выходом (коллектором) транзистора 306, и имеющим коллектор, соединенный с коллектором транзистора 306 через резистор 316 для заземления через резистор 318 и через межсоединение эмиттера базы выходного транзистора 320. Выходные сигналы логического уровня (например, 5 В) производятся транзистором 320 с помощью нагрузочного резистора 324, подсоединенного к пятивольтовому источнику. Последовательно включенный резистор с сопротивлением 330 Ом обеспечивает защиту от сверхтока от емкости выходной линии при включении транзистора 320.

Работа осуществляется следующим образом. Транзистор 320 будет смещаться только для значений напряжения коллектора транзистора 85, лежащих в середине рабочего диапазона экранирующей сетки (т.е. около 125 В для источника 250 В). Для этого режима видеосигналы, производимые блоком 20, будут отпираться, что означает, что происходит необходимая регулировка переменного резистора 97 напряжения смещения экранирующей сетки в блоке фокуса/экрана 90. Для напряжений коллектора, находящихся вне середины диапазона, транзистор 320 будет продолжать смещаться, в результате чего произойдет гашение дисплея, и это будет означать, что нужна регулировка переменного резистора 97. Это гашение происходит только в режиме установки приемного устройства посредством активации переключателя режима функционирования. Соответственно во время нормальной работы приемника сигнал гашения игнорируется, и напряжение регулировки экрана изменяется в пределах всего рабочего диапазона (0-250 В).

На фиг.4 подробно показана схема усилителя мощности кинескопа и датчика тока луча, которые можно использовать в качестве усилителя 50 и датчика 56 и в которой датчик выполняет двойную функцию, работая в качестве буферного усилителя для усиленного видеосигнала и в качестве датчика тока луча. Усилитель 50 включает входной транзистор 402, соединенный в каскадную схему с выходным транзистором 404. Коэффициент усиления определяется отношением коллекторного нагрузочного резистора 406, соединенного по общей базе выходного транзистора 404 и эмиттерного нагрузочного резистора 403 в эмиттерной схеме входного транзистора 402. Относительно высокое выходное сопротивление усилителя уменьшается с помощью дополняющего буферного усилителя эмиттерного повторителя, содержащего транзисторы 408 и 410 с эмиттерными электродами, соединенными через резистор защиты 416 с катодом 36 кинескопа 30 и имеющего ограничительные резисторы по току 414 и 412 в цепях коллектора.

Эти резисторы иногда называют резисторами, "предотвращающими самоубийство", так как они ограничивают максимальные импульсные помехи в виде "железнодорожной колеи" транзисторов при одновременной электропроводности транзисторов 408 и 410, которые кратковременно возникают в условиях значительных переходных процессов сигнала. Диод 418 обеспечивает сдвиг между электродами базы транзисторов 408 и 410 для уменьшения искажения типа "ступенька" в усилителе. Коллектор транзистора 408 обеспечивает выход для тока луча на вход датчика тока (компаратор 61) АРНС. Ток входа схемы АРНС подается на эмиттер выходного транзистора 404, соединенного по общей базе.

Транзистор 402 усиливает входной видеосигнал зеленого с коэффициентом усиления, определяемым отношением резисторов 406 и 403. Транзистор 404 подавляет эффект Миллера регулировкой постоянной величины (на 12 В меньше Vвe 404) напряжения коллектора транзистора 402. Диод 418 частично сдвигает выходные сигналы синхронизации на буферный усилитель 60 для уменьшения искажения типа "ступенька". Усилитель 56 обеспечивает единичный коэффициент и уменьшение полного сопротивления, и также детектирование тока луча. Резисторы 414 и 412 ограничивают максимальные импульсные помехи в виде "железнодорожной колеи" электротоком этих помех через транзисторы 408 и 410, которые происходят во время значительных переходных процессов видеосигнала. Ток коллектора транзистора 408 представляет ток луча кинескопа, и часть его передается на компаратор 61 в качестве луча АРНС, указывающего ток измерения эмиттеру транзистора 404.

Принципиальная модификация - это использование трех кинескопов, - т.е. одного кинескопа для каждого цвета и трех отдельных систем регулировки уровня черного (фиг. 5). Так как каждый кинескоп имеет отдельный электрод экранирующей сетки G2, селектор минимального значения 72 можно исключить из блока регулировки смещения на экранирующей сетке каждого проекционного блока. Так как проекционные блоки 500, 502 и 504 идентичны, то показаны только детали проекционного блока зеленого 504.

Проекционный блок зеленого 504 включает предоконечный каскад усилителя мощности зеленого 44 без каких-либо изменений для возбуждения катода 36' проекционного кинескопа 30' для зеленого цвета. Источник напряжения 90 фокуса/экрана не изменен и подсоединен к экранирующей сетке кинескопа 30' и к выходу регулятора 80 напряжения смещения экранирующей сетки, который также не изменен. Единственным изменением является то, что селектор 72 исключен, и вход усилителя 81 напрямую соединен с узлом 66 предоконечного каскада усилителя мощности 44 для приема представляющего уровень черного напряжения, полученного на конденсаторе 65 при реагировании на сигнал индикации тока луча S6. Работа подобна описанному выше, исключение составляет отсутствие селектора 72. Исключение этого элемента и обеспечение каждого проекционного кинескопа своей собственной системой регулировки уровня черного дает возможность еще больше расширить рабочий диапазон уровня черного, так как не нужно делать никаких допусков для разности между электронными пушками, как раньше. Таким образом, каждая электронная пушка отдельно оптимизирована.

Для работы с монохроматическим кинескопом прямого наблюдения проекционный кинескоп 30', изображенный на фиг.5, заменен на монохроматический кинескоп прямого наблюдения 30" (фиг.6) и устранены проекционные блоки 502 и 504.

Система, изображенная на фиг.7, модифицирована добавлением схемы хронирования 700, соединенной с эмиттером транзистора 85 в регуляторе 80 смещения напряжения на экранирующей сетке, которая мгновенно понижает напряжение питания экрана кинескопа 30 при начальной подаче питания.

Задачей моментального понижения напряжения экранирующей сетки при начальной подаче рабочего напряжения является подавление визуальных искусственных помех при включении приемного устройства. Обнаружено, что комбинация АРНС и цепей регулировки напряжения смещения экранирующей сетки приводит к повышению напряжения экранирующей сетки (G2) выше номинального значения, так как катод кинескопа нагревается при включении. В результате этого линии обратного хода могут быть видны до тех пор, пока не будет завершен цикл разогрева.

Стандартные цепи мощности, в основе которых лежит усиление напряжения на катоде или понижение напряжения управляющей сетки (G1), не вполне эффективны для целей, которые поставлены в заявленном изобретении, потому что напряжение экранирующей сетки регулируется и тесно связано с АРНС-системой. Таким образом, в таких случаях, где напряжение экранирующей сетки зависит от функционирования АРНС, желательно, чтобы напряжение экрана было подавлено мгновенно при включении, помимо других мер, которые могут быть приняты (если понадобится) для гашения во время включения (например, гашение катода для установки положительного напряжения катода или гашение сетки G1 с помощью установки отрицательного напряжения управляющей сетки).

Хронирование задержки подачи питания к экранирующей сетке обеспечивается в схеме 700 с помощью установки диода 702 последовательно с эмиттерным нагрузочным резистором 83 транзистора 85 и подсоединением эмиттера к конденсатору 708 через последовательное соединение диода 704 и резистор ограничения сверхтока 706. Анод диода 704 также соединен с клеммой источника низкого напряжения (+12 В) с помощью параллельно соединенных диода 710 и резистора 712. Примерные величины следующие: резистор 706 имеет сопротивление 330 Ом, резистор 712 имеет сопротивление 3,3 МОм и конденсатор 708 имеет емкость 180 МФ (поляризован, как показано).

При функционировании диод 710 обеспечивает канал разряда для конденсатора 708 в землю через источник низкого напряжения (+12 В) каждый раз при выключении приемного устройства. При включении приемного устройства конденсатор 708 заряжается от источника низкого напряжения (+12 В) через диод 704, поэтому транзистор регулятора экрана 85 включается, а напряжение экранирующей сетки понижается при зарядке конденсатора.

Диод 702 препятствует конденсатору 708 принимать зарядный ток от резистора 83 и поэтому фактически весь зарядный ток протекает через транзистор 85. Это обеспечивает максимальное время зарядки для данной величины емкости для конденсатора 708. Слабым током (несколько микроампер), подаваемым резистором 712, можно пренебречь, и он не укорачивает значительно константу времени зарядки. Причина присутствия резистора 712 состоит в том, что он компенсирует ток утечки в конденсаторе 708 после завершения цикла хронирования. Преимущество этой компенсации состоит в том, что после того как конденсатор 708 зарядится, по существу, весь ток регулировки экрана будет доступен для управления транзистором 82, и никакой ток регулировки экрана не потребуется для поддержания заряда на конденсаторе 708. Цикл хронирования завершится, когда напряжение конденсатора превысит уровень напряжения смещения на базе транзистора 85 (минус падение напряжения в Vвe 85 и Vpп 704), диод 704 выключится, зарядка прекратится и начнется нормальная регулировка напряжения экранирующей сетки через транзистор 85, как было описано выше. Выключение приемного устройства снова разрядит конденсатор 708 через диод 710, и снова, как было описано ранее, повторится цикл хронирования в следующий раз при включении приемного устройства.

Изобретение относится к телевизионным системам, в частности к источникам напряжения смещения на экранирующей сетке в телесистемах с одним или более кинескопов в качестве устройства отображения. Техническим результатом является создание упрощенной схемы регулировки напряжения экрана, обеспечивающей оптимальную работу параметров кинескопа без увеличения напряжения управляющей сетки, без блокировки схем АРНС и без блокировки выходного транзистора подконечного усилителя мощности кинескопа. Технический результат достигается тем, что система питания экранирующей сетки для управления ее напряжением в качестве заданной функции сигнала корректировки уровня черного формирует вместе с регулятором АРНС двойную цепь обратной связи для регулирования уровня черного посредством усилителя мощности и экранирующей сетки, максимизируя тем самым или расширяя весь диапазон управления уровнем черного. При этом потенциометр высокого напряжения для управления экраном может быть полностью исключен, либо, в случае его сохранения, последующей регулировки после начальной не требуется. 7 ил.

Устройство для регулирования уровня черного кинескопа (30), содержащее средство (+20 В) приложения опорного потенциала к управляющей сетке (G1) кинескопа, средство (90) приложения потенциала экранирующей сетки к сетке (G2) экрана кинескопа, средство (50) подачи видеосигнала на катод кинескопа, средство (56) подачи сигнала индикации тока луча (S6) и связывания усиленного видеосигнала S5 с указанного средства (50) с указанным катодом, средство (61, 65) для получения сигнала индикации уровня черного (Va) из сигнала индикации тока луча, средство (62, 50) для подачи тока регулирования уровня черного (Iа) на катод (36) в качестве функции сигнала индикации уровня черного (Va) для формирования цепи управления системы автоматической регулировки напряжения смещения кинескопа, имеющей диапазон управления уровнем черного, средство (90), имеющее делитель напряжения, подключенный между источником высокого напряжения и опорным потенциалом и имеющий выход (99), подключенный к сетке (G2) экрана кинескопа для подачи на него напряжения, блок управления (70), подключенный между средством (61, 65) для получения индикации уровня черного и выходом (99) делителя напряжения, отличающееся тем, что блок управления (70) содержит регулятор (80) напряжения, включающий в себя средство (81) для сравнения сигнала уровня черного (Va) с сигналом опорного уровня (+2,2 В) для получения сигнала (39) управления, и средство (82, 84, 85, 88) для подачи сигнала (S9) управления на выход (99) делителя напряжения для регулирования потенциала экранирующей сетки.