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Fernsehvorrichtung mit Aufnahmeröhre
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welche den Kontrast verringert. In dem Masse, wie die Blendenöffnung verkleinert wird, nimmt das Streulicht ab. Auch aus diesem Grund ist es erwünscht, bereits bei verhältnismässig geringen Intensitäten des einfallenden Lichtes die Blendenöffnung zu verstellen.
Weiter sind auch die Linsenfehler grösser, wenn die Blendenöffnung grösser ist. Auch dies macht es wünschenswert, die Blendenöffnung möglichst klein zu halten.
Aus vorstehendem folgt, dass eine Regelung derart erfolgen soll, dass nur für sehr geringe Intensitäten des einfallenden Lichtes die Blendenöffnung maximal sein soll. Sobald jedoch bei zunehmender Intensität des Lichtes die Elektrodenspannungso weit verringert ist, dass ein akzeptables Verhältnis is/id erreicht ist, muss die Verkleinerung der Blendenöffnung beginnen und erst, wenn die Blendenöffnung minimal ist, muss die Elektrodenspannung weiter verringert werden, da bei den zugehörenden hohen Lichtintensitäten die Empfindlichkeit der Aufnahmeröhre ausreicht, um einen hinreichend hohen Signalstrom is zu erzeugen.
Um dies selbsttätig zu bewerkstelligen, ist die Femsehanlage nach der Erfindung so aufgebaut, dass, um für einen gewünschten Regelbereich, in dem die Elektrodenspannung einen nahezu konstanten, für die betreffende Aufnahmeröhre günstigsten Wert hat, die Blendenöffnung kontinuierlich verstellt werden kann.
Das abgeleitete Steuersignal steuert mindestens ein in einen Hauptzweig einer Brückenschaltung aufgenommenes Glied, wobei der Diagonalzweig der Brückenschaltung die zwei Anschlussklemmen für die Erregung des Motors enthält. Bei fehlendem Gleichgewicht der Brücke durchfliesst der Erregerstrom in einer bestimmten Richtung den Diagonalzweig.
Einige mögliche Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben, wobei Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Regelbereiches in einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Regelbereiches bei der bekannten Schaltung, Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 5 die Brückenschaltung nach Fig. 4 zeigen.
In Fig. 1 deutet der Pfeil 1 das aufzunehmende Bild an. Dieses kann ein lichtausstrahlender Gegen- stand (z. B. beim Untersuchen eines Schmelzofenvorganges) oder ein Licht reflektierender Gegenstand sein, wenn der aufzunehmende Gegenstand durch eine gesonderte Lichtquelle bestrahlt wird. Das Licht von diesem Bild wird durch eine Blende 2 und eine Linse 3 auf den Schirm 4 einer Vidikon-Aufnah- meröhre 5 geworfen, welcher Schirm 4 bekanntlich mit einer photoleitenden Schicht überzogen ist.
Das durch die Aufnahmeröhre 5 erzeugte Signal (die Röhre wird auf bekannte, nicht dargestellte Weise betrieben) wird über den Kondensator 6 dem Videoverstärker 7 zugeführt und das verstärkte Signal . wird der Ausgangsklemme 9 des Verstärkers entnommen. Um die Vorrichtung an die veränderlichen Lichtintensitäten des aufzunehmenden Bildes oder Gegenstandes l anzupassen, wird der Ausgangsklemme 9 des Verstärkers 7 ein Signal entnommen, das für Regelzwecke benutzt wird. Dieses Signal wird, wenn Spitzengleichrichtung erwünscht ist, über den dann geschlossenen Schalter 35 und sonst über den Widerstand 36 einer Blockierschaltung zugeführt, die aus einer Diode 10 und einem Kondensator 11 besteht und die Schwarzschultem des Videosignals an Erde legt.
Das so erhaltene Spitzen-Spitzen- Signal wird in der Gleichrichterschaltung, die aus der Gleichrichterdiode 13. dem Kondensator 8 und dem Widerstand 48 besteht (dessen von der Diode 13 abgekehrtem Ende eine positive Vorspannung zugeführt wird), gleichgerichtet und einem Verstärker 12 zugeführt. Infolge der positiven Vorspannung am Widerstand 48 wird lediglich derjenige Teil des Spitzen-Spitzen-Signals, der diese Vorspannung überschreitet, gleichgerichtet, so dass die Amplitude des Videosignals einen bestimmten Wert annehmen muss, bevor die Regelung wirksam wird. Die Diode 13 mit dem Widerstand 48 und mit der Vorspannung ist daher ausserdem als Schwellwertglied wirksam.
Durch die Wahl dieser Vorspannung kann somit die Schwellwertvorrichtung derart eingestellt werden, dass die Regelvorrichtung erst oberhalb einer bestimmten Intensität des einfallenden Lichtes anspricht.
Das gleichgerichtete Signal wird im Verstärker 12 verstärkt und dann einer Lampe 14 zugeführt.
Diese Lampe wird daher mehr oder weniger aufleuchten, je grösser oder kleiner das dem Schirm 4 entnommene Signal ist. Gemäss der Erfindung ist diese Lampe derart angeordnet, dass sie sowohl den photoleitenden Widerstand 15 als auch den photoleitenden Widerstand 16 bestrahlt und gewünschtenfalls auch den photoleitenden Widerstand 17. Im folgenden wird der Einfluss der Strahlung der Lampe 14 auf die verschiedenen photoleitenden Widerstände beschrieben.
Die Strahlung auf den photoleitenden Widerstand 16 hat zur Folge, dass dessen Widerstandswert bei zunehmender Intensität der Strahlung abnimmt. Der photoleitende Widerstand 16 ist in Reihe mit einem ohmschen Widerstand 18 geschaltet und der so erhaltene Spannungsteiler 16, 18 ist zwischen der
Plusklemme einer Speisespannungsquelle und Erde angeschlossen. Der Verbindungspunkt der Widerstände
16 und 18 ist über einen weiteren ohmschen Widerstand 19 mit dem photoleitenden Schirm 4 ver-
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bunden. Nimmt der Widerstandswert des photoleitenden Widerstandes 16 ab, so nimmt auch die Elektrodenspannung des Schirmes 4 ab.
Es wird einleuchten, dass bei zunehmender Intensität des einfallenden Lichtes die Amplitude des der Klemme 9 entnommenen Signals zunimmt, so dass, wenn dieses Signal die der Diode 13 zugeführte Vorspannung überschreitet, die Lampe 14 aufleuchtet, so dass der Wert des photoleitenden Widerstandes 16 und auch die Spannung des Schirmes 4 abnehmen.
Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, wo die volle Linie die Verringerung der Spannung Va des Schirmes 4. und die strichpunktierte Linie die Öffnung 0 der Blende 2 andeuten. Für den Bereich der Belich-
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tinuierlich herab, bis ein Wert von Vag Volt erreicht ist, bei welchem Wert die Regelung der Blenden- öffnung 0 anfangen muss
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch bewerkstelligt, dass die Lampe 14 ausserdem den photo- leitenden Widerstand 15 bestrahlt, der in eine Brückenschaltung aufgenommen ist. Diese Brückenschal- tung enthält ausser dem photoleitenden Widerstand 15 die Widerstände 20, 21 und 22, von denen z. B. die Widerstände 20 und 22 gleiche Werte haben und der Widerstand 21 veränderlich ist.
Bei einerbestimmtenLichtintensitätderLampe 14 entsprechend einem solchen Wert des Widerstandes 16, dass der Schirm 4 eine Spannung von Vag Volt hat, ist die Brückenschaltung gerade im Gleichgewicht, wenn die Lichtintensität gleich 4b Lumen ist. Dies bedeutet, dass für diese Lichtintensität der Wert des photoleitenden Widerstandes 15 gleich dem des Widerstandes 21 ist, so dass zwischen den Punkten 23 und 24 der Brückenschaltung kein Potentialunterschied auftritt. Nimmt die Intensität des einfallenden Lichtes über den Wert Lib zu, so nimmt der Wert des Widerstandes 15 ab und der Punkt 24 wird positiv gegenüber dem Punkt 23. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Erregerwicklung des Motors 25, der die Blendenöffnung regelt, zwischen den Punkten 23 und 24 eingeschaltet.
Wird der Punkt 24 positiv gegen den Punkt 23. so fliesst der Strom durch diese Erregerwicklung mit den weiter zu beschreibenden Endschaltern 26 und 27 und den Dioden 28 und 29 und dem Verstärker'30 von dem Punkt 24 nach dem Punkt 23, wenn die Schalter 26 und 27 geschlossen sind.
Da diese Stromrichtung einer zunehmenden Lichtintensität entspricht, bedeutet dies, dass diese Stromrichtung dem Motor. 25 eine solche Drehrichtung erteilen muss, dass bei maximaler Öffnung Om die Blendenöffnung 2 verkleinert wird. Dies bedeutet, dass die Intensität des vom Bild 1 erhaltenen Lichtes verringert wird und somit auch die Stärke des über den Kondensator 6 erhaltenen Signals. Die IntensitätderStrahlungderLampe 14 nimmtinfolgedessenwieder ab, u. zw. so lange, bis die Brückenschaltung wieder im Gleichgewicht ist, bis also kein Potentialunterschied zwischen den Punkten 24 und 23 mehr vorliegt und der Motor 25 somit anhält. Dieses Anhalten entspricht einer solchen Intensität der Lampe 14, dass die Spannung des Schirmes 4 wieder gleich Va Volt ist.
Es wird einleuchten, dass diese gewünschte Spannung Vag nach Wunsch durch Änderung des Widerstandes 21 eingestellt werden kann.
Die Regelung der Blendenöffnung kann so weit fortgesetzt werden, dass schliesslich die Öffnung den Minimalwert Or erreicht.
Dieser Minimal-oder Restwert Or wird bei einer Lichtintensität von Lie Lumen erreicht, was in Fig. 2 angedeutet ist. Da jedoch die Lichtintensität, die von dem Gegenstand 1 ausgestrahlt wird, grundsätzlich noch bis zu einer Intensität von Lim Lumen muss ansteigen können, muss für den Bereich, in dem die Blendenöffnung den Minimalwert Or beibehält, die Spannung Va am Schirm 4 noch weiter abnehmen können, was durch die volle Kurve in Fig. 2 angedeutet ist. Es ist ersichtlich, dass dies wieder durch Zunahme der Intensität der Lampe 14 erreicht wird, da bei Zunahme der Lichtintensität vom Gegenstand 1 auch die Intensität des dem Verstärker 12 zugeführten Signals zunimmt.
Folglich nimmt der Wert des Widerstandes 16 weiter ab und somit auch die Schirmspannung Va, da im Bereich von 0 bis Lib Lumenund im Bereichvon Liebis Lim Lumen die Blendenöffnung nicht geregelt wird, so dass die Spannung Va von der Lichtintensität des vom Gegenstand 1 ausgestrahlten oder reflektierten Lichtes abhängig ist.
Es ist ausserdem klar, dass, wenn die Lichtintensität nicht zunimmt, sondern abnimmt, die Intensität der Lampe 14 abnimmt. Infolgedessen steigt der Wert des Widerstandes 15 und der Punkt 23 wird positiv gegenüber dem Punkt 24. Dies hat zur Folge, dass der Strom durch die Erregerschaltung vom Punkt 23 nach dem Punkt 24 fliesst und der Motor 25 sicb in entgegengesetzter Richtung dreht in bezug auf die Drehrichtung im Fall eines gegenüber dem Punkt 23 positiven Punktes 24.
Mit Rücksicht auf vorstehendes ist es klar, dass diese Drehrichtung des Motors 25 einer Vergrösserung der Blendenöff- nung 0 der Blende 2 entspricht. Es ist somit auf diese Weise möglich, die Brücke innerhalb des Bereiches der Lichtintensitäten von Lib und Lie Lumen stets genau im Gleichgewicht zu halten, so dass in diesem Bereich die Elektrodenspannung V innerhalb bestimmter Grenzen nahezu gleich der Spannung Vag sein wird.
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Ausserhalb des Bereiches zwischen den Lichtintensitäten von Lib und Lie Lumen ist die Brücke ausser Gleichgewicht, da im Bereich von 0 bis Lib Lumen die Intensität der Lampe 14 so gering ist, dass der Widerstand 15 einen grösseren Wert hat als der Widerstand 21, und daher ist der Punkt 23 positiv gegenüber dem Punkt 24, während im Bereich von Lie bis Lim Lumen das Umgekehrte der Fall ist. Um dafür zu sorgen, dass ausserhalb des Bereiches, wo die. Blendenöffnung 0 zwischen den Werten Om und Or geregelt wird, der Motor nicht anspricht, sind die Endschalter 26 und 27 vorgesehen. Diese Schalter müssen geschlossen sein, wenn der Motor 25 funktionsbereit sein soll. Dies bedeutet, dass sie innerhalb des Bereiches zwischen Lib und Lie Lumen geschlossen und ausserhalb dieses Bereiches geöffnet sein müssen.
Die Blende 2 ist zu diesem Zweck mit den Endschaltern 26 und 27 versehen. Wenn die Blende 2 derart eingerichtet ist, dass der Schalter 26 geöffnet wird, wenn mittels des Motors 25 die Minimalöffnung erreicht ist, und wenn bei Verringerung der Lichtintensität die Stromrichtung sich umkehrt, so dass der Strom vom Punkt 23 nach dem Punkt 24 fliesst, so muss die Möglichkeit vorhanden sein, diesen Strom bei geöffnetem Schalter 26 tatsächlich fliessen zu lassen. Dies wird dadurch erzielt, dass der Schalter 26 auf die in Fig. 1 dargestellte Weise mit einer Diode 28 überbrückt wird, durch welche ein Strom in der erwähnten Richtung fliessen kann, wenn der Schalter 26 geöffnet ist.
Es wird einleuchten, dass der Schalter 27 der Maximumschalter ist, d. h. dieser Schalter öffnet sich, wenn die Blende 2 die Maximalöffnung erreicht hat. Um zu ermöglichen, bei zunehmender Lichtintensität den sogenannten Verkleinerungsstrom fliessen zu lassen, d. h. den vom Punkt 24 nach dem Punkt 23 fliessenden Strom, ist auch der Schalter 27 durch eine Diode 29 überbrückt.
Es wird auf diese Weise erreicht, dass in einem Mittelbereich zwischen den Lichtintensitäten vonLib und 4e Lumen die Brücke ungestört wirksam ist, während ausserhalb dieses gewünschten Regelbereiches für die Blendenöffnung die Elektrodenspannung ungestört geregelt werden kann, da in diesem Fall kein Strom durch den Diagonalzweig der Brücke fliessen kann. Ausserhalb dieses Bereiches ist einer der beiden Schalter 26 oder 27 geöffnet. Die Dioden 28 und 29 sind derart eingeschaltet, dass kein Strom durch sie fliessen kann. Für den Bereich von 0 bis Lib Lumen ist der Schalter 27 geöffnet und der Punkt 23 ist positiv gegenüber dem Punkt 24, da der Widerstand 15 einen grösseren Wert hat als der Widerstand 21.
Die Diode 29 ist jedoch derart gepolt, dass kein Strom vom Punkt 23 nach dem Punkt 24 bei ge- öffnetem Schalter 27 fliessen kann. Es lässt sich auf ähnliche Weise erläutern, dass für den Bereich von Lie bis Lim Lumen der Schalter 26 geöffnet sein muss und dass der Strom vom Punkt 24 nach dem Punkt 23 zu fliessen sucht, was bei geöffnetem Schalter 26 durch die entsprechend gepolte Diode 28 verhindert wird.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist stets vorausgesetzt, dass die Brückenschaltung durch eine Quelle 31 gespeistwird, die eine reine Gleichspannung liefert. Es wird einleuchten, dass die Quelle 31 auch eine pulsierende Gleichspannung liefern kann, z. B. indem eine sinusförmige Spannung von 50 Hz durch eine Diode gleichgerichtet wird, so dass lediglich während der positiven Halbperiode dieser sinusförmigen Spannung der Punkt 32 der Brückenschaltung gegen Er le positiv wird. In diesem Fall kann der Verstärker 30 ein Wechselstromverstärker sein. Der Aufwand ist also geringer, als wenn der Verstärker 30 als Gleichstromverstärker ausgebildet sein muss.
Es ist ausserdem ersichtlich, dass bei Verwendung einer Aufnahmeröhre eines andern Typs als des Vidikon-Typs die Vorrichtung nach der Erfindung ohne weiteres benutzt werden kann. Angenommen, dass eine Aufnahmeröhre verwendet wird, bei welcher die Elektrodenspannung Va bei zunehmender Intensität des Lichtes nicht abnehmen, sondern zunehmen muss, so braucht man nur die Widerstände 16 und 18 zu vertauschen, um auch für eine solche Röhre die gewünschte Regelung der Elektrodenspannung zu bewir- ken.
Es sei weiter bemerkt, dass die Regelung der Blende 2 auch in dem Bereich zwischen 4b und Lie Lumen träger erfolgt als die Regelung der Elektrodenspannung. Somit wird der Motor 25 bei kurzzeitigen Änderungen der Lichtintensitäten gar nicht wirksam, während die Elektrodenspannung durch den photoleitenden Widerstand 16 geregelt wird, so dass letztere Regelung für den betreffenden Bereich als die dynamische Regelung und die Motorregelung als die statische Regelung betrachtet werden können.
Ausser dem Diagramm nach Fig. 2, das sich auf eine Regelvorrichtung nach der Erfindung bezieht, zeigt Fig. 3 ein ähnliches Diagramm, das sich auf die bekannte Vorrichtung nach der deutschen Auslegeschrift 1064554 bezieht. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass bei der bekannten Vorrichtung die Elektrodenspannung Va für den Bereich der geringen Lichtintensitäten zwischen 0 und Lib Lumen von einem Maximalwert Vam bis zum unteren Grenzwert der Elektrodenspannung Vao geregelt wird. Erst von der Lichtintensität L'ib (wobei L'ib > Lib's. Fig. 2 und 3) an wird die Blendenöffnung 0 geregelt. Wie eingangs erwähnt, erfolgt die Einstellung somit nicht in dem günstigsten Bereich.
Nur die Anwendung einer Brücken-
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schaltung in Kombination mit einem Spannungsteiler zur Regelung der Elektrodenspannung ermöglicht es, bei zunehmender Intensität des vom Gegenstand 1 stammenden Lichtes die Regelung der Blendenöffnung anfangen zu lassen, bevor die Elektrodenspannung unterhalb des gewünschten Wertes Vag gesunken ist. Aus rig. 2 ist ersichtlich, dass bei zunehmender Intensität das Umgekehrte erfolgt.
Ein weiterer Vorteil der Schaltung nach der Erfindung ist der, dass der Erregerkreis des Motors 25 direkt in die Brückenschaltung eingefügt ist. Es soll dabei zwar berücksichtigt werden, dass ausserhalb des Regelbereiches zwischen Lib und Lie Lumen kein Strom durch den Diagonalzweig fliessen darf, aber diese Schwierigkeit wird durch die Endschalter 26 und 27 und die Dioden 28 und 29 behoben.
Es wird einleuchten, dass die in Fig. 1 veranschaulichte Regelung sich zu einer selbsttätigen Regelung der Verstärkung erweitern lässt. In der Vorrichtung nach Fig. 1 wird dies dadurch bewerkstelligt, dass ein Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus dem photoleitenden Widerstand 17 und einem ohmschen Widerstand 33 besteht. Dieser Spannungsteiler ist auf die in Fig. 1 dargestellte Weise zwischen der Plusklemme einer Spannungsquelle und Erde angeschlossen. Vor dem Abgriff 34 dieses Spannungsteilers führt eine Leitung zu der Basiselektrode von einem oder mehreren pnp-Transistoren im Verstärker 7. Ist die Intensität der Lampe 14 gering, so hat der Widerstand 17 einen hohen Wert, so dass die positive Spannung am Abgriff 34 gering ist.
Die Transistoren im Verstärker 7 haben dabei somit einen hohen Verstärkungsgrad, was notwendig ist, da in diesem Fall eine geringe Signalstärke des der Klemme 9 entnommenen Signals vorhanden ist. Nimmt die Signalstärke zu, so nimmt auch die Intensität der Lampe 14 zu, wobei der Wert des Widerstandes 17 abnimmt und die positive Spannung am Abgriff 34 zunimmt, so dass die Verstärkung des Verstärkers 7 abnimmt. Diese selbsttätige Verstärkungsregelung er- laubt somit, das Signal am Ausgang 9 möglichst konstant zu halten. Gewünschtenfalls kann der Abgriff 34 noch mit den Basiselektroden von Transistorverstärkem verbunden sein, welche das der Klemme 9 entnommene Signal verstärken, so dass die selbsttätige Verstärkungsregelung noch besser anspricht.
Eine zweite Ausführungsform einer Regelvorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Fig. 4 beschrieben, in welcher entsprechende Einzelteile entsprechend denen nach Fig. 1 bezeichnet sind.
In der Vorrichtung nach Fig. 4 wird das der Klemme 9 entnommene Signal des Verstärkers 7 entweder durch den Schalter 35, wenn dieser geschlossen ist, oder durch den Widerstand 36 dem Gleichrichter 37 zugeführt, der dieses Signal gleichrichtet. Das gleichgerichtete Signal steuert einen
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wirksam. Die gewünschte Vorspannung ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zwischen der Emitterelektrode des Transistors 37'und Erde wirksam, so dass dieser Transistor ausserdem als Schwellwertvorrichtung wirksam ist.
An den Abgriff 38 dieses Spannungsteilers ist ein zweiter Spannungsteiler angeschlossen, der aus einem veränderlichen Widerstand 39 und einem festen Widerstand 40 besteht. Das freie Ende des Widerstandes 40 ist mit einer Speisespannungsquelle verbunden. die eine negative Spannung von -Vb Volt liefert, während das freie Ende des Widerstandes 18 an eine Speisespannungsquelle angeschlossen
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+Vbführt, wenn seine Basiselektrode gegenüber seiner geerdeten Emitterelektrode positiv wird. Der Transistor 42 ist ein pnp-Transistor, der Strom führt, wenn seine Basiselektrode gegen seine geerdete Emitterelektrodenegativwird. Die Widerstände 39 und 40 haben einen solchen Wert, dass, wenn die Spannung am Punkt 38 Vag Volt beträgt, die Spannung am Punkt 41 nahezu gleich Erdpotential ist.
In diesem Fallwerden die Transistoren 42 und 43 keinen Strom oder nur einen sehr geringen Strom führen, so dass der Diagonalzweig zwischen den Punkten 44 und 45 von keinem oder nahezu keinem Strom durchflossen wird ; der Motor 25 wird sich somit nicht drehen. Sinkt bei zunehmender Lichtintensität die Spannung am Punkt 38 unterhalb des Wertes von Va, so wird der Punkt 41 gegen Erde negativ. Infolgedessen führt der Transistor 42 Strom, was bedeutet, dass ein Strom durch den Diagonalzweig vom Punkt 44 nach dem Punkt 45 fliesst. Da diese Stromrichtung bei zunehmender Lichtintensität auftritt, muss der Motor 25 eine solche Drehrichtung haben, dass die Öffnung 0 der Blende 2 verkleinert wird.
Auch diese Verstellung kann sich fortsetzen, bis die Öffnung der Blende 2 dermassen verkleinert ist, dass die Spannung Vag am Punkt 38 wieder erreicht wird, wobei beide Transistoren wieder gesperrt sind. Auch in diesem Fall kann somit die Lichtintensität bis zu einem Wert von Lie Lumen zunehmen, bei welchem Wert die minimale Blendenöffnung Or erreicht wird und der Schalter 26 sich öffnet. Nimmt die Licht-
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intensität ab, so steigt die Spannung am Punkt 38 oberhalb des Wertes Va. wodurch der Punkt 41 positiv gegen Erde wird. Infolgedessen wird der Transistor 43 leitend, so dass Strom vom Punkt 45 nach dem Punkt 44 fliessen kann.
Zwar ist dann der Schalter 26 geöffnet, aber durch die Diode 28 kann ein Stromdurchgang erfolgen, wodurch der Motor 25 angelassen wird. Es kann auf gleiche Weise nachgewiesen werden, dass bei geöffnetem Schalter 27 die Diode 29 Strom durchlässt.
Die Spannungsquelle für die Brücke nach Fig. 4, welche in Fig. 5 für sich allein dargestellt ist, ist die Quelle 46, die eine sinusförmige Spannung von 50 Hz liefert, was bei 47 in Fig. 4 angedeutet ist.
Führt der Transistor 42 Strom, so kann lediglich die negative Halbperiode der sinusförmigen Spannung einen Strom durch den Diagonalzweig erzeugen, während bei leitendem Transistor 43 die positive Halbperiode dieser Spannung den Strom hervorruft. Der Motor 25 erhält somit eine pulsierende Gleichspannung, die ihn in einer oder in der ändern Drehrichtung in Betrieb setzt. Die von der Quelle 46 gelieferte Wechselspannung kann dem Netz entnommen werden.
Ein Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 4 ist der, dass durch die Anwendung der Transistoren 42 und 43 die gewünschte Elektrodenspannung Vag am Schirm 4 für den Regelbereich zwischen den Lichtintensitäten von Lib und Lie Lumen verhältnismässig gen au aufrecht erhalten werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein Sperren der Transistoren sich innerhalb sehr enger Grenzen durchführen lässt. Bei einer positiven Spannung von 0, 3 V am Punkt 41 z. B. führt der Transistor 43 Strom und ist der Transistor 42 gesperrt. Umgekehrt, bei negativer Spannung von 0, 3 V, kann der Transistor 42 Strom führen, während der Transistor 43 gesperrt ist. Es folgt daraus, dass die gewünschte Spannung Vag mit einer Toleranz von weniger als 1 V aufrecht erhalten werden kann.
Ein zweiter Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 4 besteht darin, dass die dynamische Regelung gegenüber der statischen Regelung, d. h. die Regelung der Spannung am Schirm 4 gegenüber der Blendenregelung, sich sehr schnell vollzieht, da der Strom durch den Transistor 37'sich sehr schnell ändern lässt und somit auch die Spannung am Punkt 38, während die Blendenregelung bedeutend träger verläuft, da das Einund Abschalten des Motors 25 und die Einstellung der richtigen Blendenöffnung eine gewisse Zeit beanspruchen. Es kann somit gesagt werden, dass die dynamische Regelung letzterer Vorrichtung besonders gut ist.
Es sei weiter bemerkt, dass der Schalter 35, welcher den Widerstand 36 überbrückt, dazu dient, entweder die Regelung auf die Spitzen des eintreffenden Signals, d. h. auf den Weisspegel, oder auf einen niedrigeren Pegel ansprechen zu lassen. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass die Gleichrichterschaltung gegebenenfalls als Spitzendetektor wirksam gemacht wird. Ist der Schalter 35 geschlossen, so tritt Spitzengleichrichtung auf, so dass die Regelvorrichtung auf diesen Pegel anspricht. Ist der Schalter 35'geöffnet, so liegt ein verhältnismässig grosser Widerstand 36 im Kreis, so dass keine Spitzengleichrichtung auftritt. Nach der Wahl der Grösse des Widerstandes 36 kann der gewünschte Pegel gewählt werden, auf den eingestelltwird.
Es ist auf diese Weise möglich, die Regelvorrichtung an den Fall, in dem die weissen Teile des Bildes 1 als wesentlich angesehen werden, in welchem Fall der Schalter 35
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seiweiternochbemerkt, dass die Transistoren 42 und 43 in geerdeter Kollektorschaltung benutztangepasst werden, da in diesem Fall die Spannung am Punkt 41 einen Wert annehmen können muss, der gleichermassen die Transistoren 42 und 43 sperren und entsperren kann, je nachdem der Motor 25 sich in einer oder in der andem Richtung drehen muss.
Es sei schliesslich noch bemerkt, dass in der Vorrichtung nach Fig. 4 der erste aus dem Widerstand 18 und dem Transistor 371 bestehende Spannungsteiler sowohl zum Steuern der Schirmspannung Va als auch zum Steuern des zweiten Spannungsteilers benutzt wird, der tatsächlich aus den Widerständen 18, 39 und 40 gemeinsam mit dem Transistor 37'besteht. Dies ist vorteilhaft, da dann nur ein Transistor 37'erforderlich ist. Es wird jedoch einleuchten, dass unter Umständen die Anwendung gesonderter Spannungsteiler gewünscht sein kann. In diesem Fall muss ein gesonderter Spannungsteiler mit einem gesonderten Transistor gebildet werden, welcher Transistor lediglich zum Steuern der Transistoren 42 und 43 dient.
Es ist weiter klar, dass mittels des veränderlichen Widerstandes 39 die gewünschte Spannung Vag eingestellt werden kann, da für die Änderung des Widerstandes 39 die Spannung am Punkt 38 einen ändern Wert annehmen muss, um die Spannung am Punkt 41 gleich Erdpotential zu machen.
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Television device with a pickup tube
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which reduces the contrast. As the aperture is made smaller, the amount of scattered light decreases. For this reason, too, it is desirable to adjust the aperture even when the intensity of the incident light is relatively low.
Furthermore, the lens errors are also greater when the aperture is larger. This also makes it desirable to keep the aperture as small as possible.
It follows from the above that a regulation should take place in such a way that the aperture should only be maximal for very low intensities of the incident light. However, as soon as the electrode voltage is reduced so far with increasing intensity of the light that an acceptable ratio is / id is reached, the reduction of the diaphragm opening must begin and only when the diaphragm opening is minimal, the electrode voltage must be further reduced, because with the associated high Light intensities, the sensitivity of the pickup tube is sufficient to generate a sufficiently high signal current is.
In order to accomplish this automatically, the television system according to the invention is designed so that the aperture can be continuously adjusted in order to achieve a desired control range in which the electrode voltage has an almost constant value that is most favorable for the relevant pickup tube.
The derived control signal controls at least one element included in a main branch of a bridge circuit, the diagonal branch of the bridge circuit containing the two connection terminals for the excitation of the motor. If the bridge is not in balance, the excitation current flows through the diagonal branch in a certain direction.
Some possible embodiments of the device according to the invention are described with reference to the drawings, with FIG. 1 a first embodiment of a device according to the invention, FIG. 2 a diagram for explaining the control range in a device according to the invention, FIG. 3 a diagram for Explanation of the control range in the known circuit, FIG. 4 shows a second embodiment of a device according to the invention and FIG. 5 shows the bridge circuit according to FIG.
In Fig. 1, the arrow 1 indicates the image to be recorded. This can be a light-emitting object (eg when examining a melting furnace process) or a light-reflecting object if the object to be picked up is irradiated by a separate light source. The light from this image is thrown through a diaphragm 2 and a lens 3 onto the screen 4 of a vidicon receiving tube 5, which screen 4 is known to be covered with a photoconductive layer.
The signal generated by the pickup tube 5 (the tube is operated in a known manner, not shown) is fed to the video amplifier 7 via the capacitor 6 and the amplified signal. is taken from output terminal 9 of the amplifier. In order to adapt the device to the variable light intensities of the image or object 1 to be recorded, a signal is taken from the output terminal 9 of the amplifier 7 and is used for control purposes. If peak rectification is desired, this signal is fed via the then closed switch 35 and otherwise via the resistor 36 to a blocking circuit which consists of a diode 10 and a capacitor 11 and which connects the video signal to ground.
The peak-to-peak signal thus obtained is rectified in the rectifier circuit, which consists of the rectifier diode 13, the capacitor 8 and the resistor 48 (the end of which is supplied with a positive bias voltage at the end remote from the diode 13) and fed to an amplifier 12. As a result of the positive bias voltage across resistor 48, only that part of the peak-to-peak signal which exceeds this bias voltage is rectified, so that the amplitude of the video signal must assume a certain value before the regulation becomes effective. The diode 13 with the resistor 48 and with the bias voltage is therefore also effective as a threshold value element.
By selecting this bias voltage, the threshold value device can thus be set in such a way that the control device only responds above a certain intensity of the incident light.
The rectified signal is amplified in amplifier 12 and then fed to a lamp 14.
This lamp will therefore light up more or less the larger or smaller the signal taken from the screen 4 is. According to the invention, this lamp is arranged in such a way that it irradiates both the photoconductive resistor 15 and the photoconductive resistor 16 and, if desired, also the photoconductive resistor 17. The following describes the influence of the radiation from the lamp 14 on the various photoconductive resistors.
The radiation on the photoconductive resistor 16 has the consequence that its resistance value decreases as the intensity of the radiation increases. The photoconductive resistor 16 is connected in series with an ohmic resistor 18 and the voltage divider 16, 18 obtained in this way is between the
Plus terminal of a supply voltage source and earth connected. The connection point of the resistors
16 and 18 is connected to the photoconductive screen 4 via a further ohmic resistor 19.
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bound. If the resistance value of the photoconductive resistor 16 decreases, the electrode voltage of the screen 4 also decreases.
It will be evident that as the intensity of the incident light increases, the amplitude of the signal taken from the terminal 9 increases, so that if this signal exceeds the bias voltage applied to the diode 13, the lamp 14 lights up, so that the value of the photoconductive resistor 16 and also decrease the tension of the screen 4.
This is illustrated in FIG. 2, where the full line indicates the reduction in the tension Va of the screen 4 and the dash-dotted line indicates the opening 0 of the screen 2. For the area of exposure
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continuously down until a value of Vag Volt is reached, at which value the control of the aperture opening 0 must begin
According to the invention, this is achieved in that the lamp 14 also irradiates the photoconductive resistor 15, which is incorporated in a bridge circuit. In addition to the photoconductive resistor 15, this bridge circuit contains the resistors 20, 21 and 22, of which z. B. the resistors 20 and 22 have the same values and the resistor 21 is variable.
With a certain light intensity of the lamp 14 corresponding to such a value of the resistor 16 that the screen 4 has a voltage of Vag volts, the bridge circuit is just in equilibrium when the light intensity is equal to 4b lumens. This means that for this light intensity the value of the photoconductive resistor 15 is the same as that of the resistor 21, so that no potential difference occurs between the points 23 and 24 of the bridge circuit. If the intensity of the incident light increases above the value Lib, the value of the resistor 15 decreases and the point 24 becomes positive compared to the point 23. According to a further feature of the invention, the excitation winding of the motor 25, which controls the aperture, is between the points 23 and 24 switched on.
If the point 24 becomes positive towards the point 23, the current flows through this excitation winding with the limit switches 26 and 27 to be described further and the diodes 28 and 29 and the amplifier 30 from the point 24 to the point 23 when the switches 26 and 27 are closed.
Since this direction of current corresponds to an increasing light intensity, this means that this direction of current is the motor. 25 must give such a direction of rotation that at the maximum opening Om the aperture 2 is reduced. This means that the intensity of the light received from the image 1 is reduced and thus also the strength of the signal received via the capacitor 6. As a result, the intensity of the radiation from the lamp 14 decreases again, u. zw. Until the bridge circuit is in equilibrium again, until there is no longer a potential difference between points 24 and 23 and the motor 25 thus stops. This stopping corresponds to such an intensity of the lamp 14 that the voltage of the screen 4 is again equal to Va volts.
It will be apparent that this desired voltage Vag can be adjusted by changing the resistor 21 as desired.
The regulation of the diaphragm opening can be continued so far that the opening finally reaches the minimum value Or.
This minimum or residual value Or is reached at a light intensity of Lie Lumen, which is indicated in FIG. 2. However, since the light intensity that is emitted by the object 1 can in principle still increase up to an intensity of Lim lumen, the voltage Va on the screen 4 must be able to decrease even further for the area in which the aperture maintains the minimum value Or , which is indicated by the full curve in FIG. It can be seen that this is achieved again by increasing the intensity of the lamp 14, since as the light intensity from the object 1 increases, the intensity of the signal fed to the amplifier 12 also increases.
As a result, the value of the resistor 16 continues to decrease, and thus also the screen voltage Va, since the aperture is not regulated in the range from 0 to Lib Lumen and in the range from Liebis Lim Lumen, so that the voltage Va depends on the light intensity emitted or reflected by the object 1 Light is dependent.
It is also clear that when the light intensity does not increase, but decreases, the intensity of the lamp 14 decreases. As a result, the value of the resistor 15 increases and the point 23 becomes positive compared to the point 24. This has the consequence that the current flows through the exciter circuit from the point 23 to the point 24 and the motor 25 rotates in the opposite direction with respect to the Direction of rotation in the case of a point 24 which is positive compared to point 23.
In view of the above, it is clear that this direction of rotation of the motor 25 corresponds to an enlargement of the aperture 0 of the aperture 2. It is thus possible in this way to keep the bridge always exactly in equilibrium within the range of the light intensities of Lib and Lie Lumen, so that in this range the electrode voltage V will be almost equal to the voltage Vag within certain limits.
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Outside the range between the light intensities of Lib and Lie Lumen, the bridge is out of equilibrium, since in the range from 0 to Lib Lumen the intensity of the lamp 14 is so low that the resistance 15 has a higher value than the resistance 21, and therefore is the point 23 is positive compared to the point 24, while in the range from Lie to Lim Lumen the reverse is the case. To ensure that outside the area where the. Orifice opening 0 is regulated between the values Om and Or, the motor does not respond, the limit switches 26 and 27 are provided. These switches must be closed if the motor 25 is to be operational. This means that they must be closed within the area between Lib and Lie lumens and open outside this area.
The cover 2 is provided with the limit switches 26 and 27 for this purpose. If the shutter 2 is set up in such a way that the switch 26 is opened when the minimum opening is reached by means of the motor 25, and if the direction of current is reversed when the light intensity is reduced, so that the current flows from point 23 to point 24, so it must be possible to actually let this current flow when the switch 26 is open. This is achieved in that the switch 26 is bridged in the manner shown in FIG. 1 with a diode 28 through which a current can flow in the mentioned direction when the switch 26 is open.
It will be evident that switch 27 is the maximum switch, i.e. H. this switch opens when the aperture 2 has reached its maximum opening. In order to enable the so-called reduction current to flow with increasing light intensity, i. H. the current flowing from point 24 to point 23, switch 27 is also bridged by a diode 29.
In this way it is achieved that the bridge is effective undisturbed in a middle area between the light intensities of Lib and 4th lumen, while outside this desired control range for the aperture, the electrode voltage can be regulated undisturbed, since in this case no current through the diagonal branch of the bridge can flow. Outside this area, one of the two switches 26 or 27 is open. The diodes 28 and 29 are switched on in such a way that no current can flow through them. For the range from 0 to Lib Lumen, the switch 27 is open and the point 23 is positive compared to the point 24, since the resistor 15 has a greater value than the resistor 21.
The diode 29 is polarized in such a way that no current can flow from point 23 to point 24 when the switch 27 is open. It can be explained in a similar way that the switch 26 must be open for the range from Lie to Lim lumen and that the current tries to flow from point 24 to point 23, which is prevented by the correspondingly polarized diode 28 when switch 26 is open becomes.
In the device according to FIG. 1, it is always assumed that the bridge circuit is fed by a source 31 which supplies a pure DC voltage. It will be evident that the source 31 can also supply a pulsating DC voltage, e.g. B. by rectifying a sinusoidal voltage of 50 Hz through a diode, so that only during the positive half-cycle of this sinusoidal voltage, the point 32 of the bridge circuit to Er le becomes positive. In this case, the amplifier 30 can be an AC amplifier. The effort is therefore less than if the amplifier 30 has to be designed as a direct current amplifier.
It will also be seen that when a pick-up tube of a type other than the vidicon type is used, the device according to the invention can readily be used. Assuming that a pick-up tube is used in which the electrode voltage Va does not decrease with increasing intensity of the light, but rather increases, one only needs to exchange the resistors 16 and 18 in order to effect the desired regulation of the electrode voltage for such a tube as well - ken.
It should also be noted that the control of the diaphragm 2 is also slower in the area between 4b and Lie lumen than the control of the electrode voltage. The motor 25 is therefore not at all effective in the event of brief changes in the light intensities, while the electrode voltage is regulated by the photoconductive resistor 16, so that the latter regulation for the relevant area can be regarded as the dynamic regulation and the motor regulation as the static regulation.
Apart from the diagram according to FIG. 2, which relates to a control device according to the invention, FIG. 3 shows a similar diagram, which relates to the known device according to German Auslegeschrift 1064554. It can be seen from FIG. 3 that, in the known device, the electrode voltage Va for the range of low light intensities between 0 and Lib lumens is regulated from a maximum value Vam to the lower limit value of the electrode voltage Vao. Only from the light intensity L'ib (where L'ib> Lib's. FIGS. 2 and 3) is the aperture 0 regulated. As mentioned at the beginning, the setting is therefore not made in the most favorable range.
Only the use of a bridge
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A circuit in combination with a voltage divider for regulating the electrode voltage makes it possible to start regulating the aperture before the electrode voltage has dropped below the desired value Vag as the intensity of the light coming from the object 1 increases. From rig. 2 it can be seen that the opposite occurs with increasing intensity.
Another advantage of the circuit according to the invention is that the excitation circuit of the motor 25 is inserted directly into the bridge circuit. It should be taken into account that outside the control range between Lib and Lie Lumen no current may flow through the diagonal branch, but this difficulty is eliminated by the limit switches 26 and 27 and the diodes 28 and 29.
It will be evident that the regulation illustrated in FIG. 1 can be expanded to an automatic regulation of the gain. In the device according to FIG. 1, this is achieved in that a voltage divider is provided which consists of the photoconductive resistor 17 and an ohmic resistor 33. This voltage divider is connected in the manner shown in FIG. 1 between the positive terminal of a voltage source and earth. In front of the tap 34 of this voltage divider, a line leads to the base electrode of one or more pnp transistors in the amplifier 7. If the intensity of the lamp 14 is low, the resistor 17 has a high value so that the positive voltage at the tap 34 is low .
The transistors in the amplifier 7 thus have a high degree of amplification, which is necessary since in this case the signal taken from the terminal 9 has a low signal strength. If the signal strength increases, the intensity of the lamp 14 also increases, the value of the resistor 17 decreasing and the positive voltage at the tap 34 increasing, so that the gain of the amplifier 7 decreases. This automatic gain control thus makes it possible to keep the signal at output 9 as constant as possible. If desired, the tap 34 can also be connected to the base electrodes of transistor amplifiers, which amplify the signal taken from the terminal 9, so that the automatic gain control responds even better.
A second embodiment of a control device according to the invention is described with reference to FIG. 4, in which corresponding individual parts corresponding to those of FIG. 1 are designated.
In the device according to FIG. 4, the signal of the amplifier 7 taken from the terminal 9 is fed either through the switch 35, if it is closed, or through the resistor 36 to the rectifier 37, which rectifies this signal. The rectified signal controls you
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effective. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the desired bias voltage is effective between the emitter electrode of the transistor 37 ′ and earth, so that this transistor also acts as a threshold device.
A second voltage divider, which consists of a variable resistor 39 and a fixed resistor 40, is connected to the tap 38 of this voltage divider. The free end of the resistor 40 is connected to a supply voltage source. which supplies a negative voltage of -Vb volts, while the free end of the resistor 18 is connected to a supply voltage source
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+ Vb when its base electrode goes positive with respect to its grounded emitter electrode. The transistor 42 is a pnp transistor which conducts current when its base electrode becomes negative to its grounded emitter electrode. Resistors 39 and 40 are of such a value that when the voltage at point 38 is Vag volts, the voltage at point 41 is nearly equal to ground potential.
In this case, the transistors 42 and 43 will carry no current or only a very small current, so that the diagonal branch between the points 44 and 45 has no or almost no current flowing through it; the motor 25 will thus not rotate. If, with increasing light intensity, the voltage at point 38 falls below the value of Va, point 41 becomes negative to earth. As a result, transistor 42 conducts current, which means that a current flows through the diagonal branch from point 44 to point 45. Since this direction of current occurs with increasing light intensity, the motor 25 must have such a direction of rotation that the opening 0 of the diaphragm 2 is reduced.
This adjustment can also continue until the opening of the diaphragm 2 is reduced to such an extent that the voltage Vag is reached again at point 38, with both transistors being blocked again. In this case too, the light intensity can thus increase up to a value of Lie Lumen, at which value the minimum aperture Or is reached and the switch 26 opens. Takes the light
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intensity decreases, the voltage at point 38 rises above the value Va. As a result, point 41 becomes positive to earth. As a result, transistor 43 becomes conductive so that current can flow from point 45 to point 44.
Although the switch 26 is then open, a current can pass through the diode 28, whereby the motor 25 is started. It can be demonstrated in the same way that when the switch 27 is open, the diode 29 allows current to pass.
The voltage source for the bridge according to FIG. 4, which is shown by itself in FIG. 5, is the source 46, which supplies a sinusoidal voltage of 50 Hz, which is indicated at 47 in FIG.
If the transistor 42 conducts current, only the negative half cycle of the sinusoidal voltage can generate a current through the diagonal branch, while if the transistor 43 is conductive, the positive half cycle of this voltage produces the current. The motor 25 thus receives a pulsating DC voltage that puts it into operation in one or the other direction of rotation. The alternating voltage supplied by the source 46 can be taken from the network.
An advantage of the device according to FIG. 4 is that the use of the transistors 42 and 43 enables the desired electrode voltage Vag on the screen 4 for the control range between the light intensities of Lib and Lie lumen to be maintained relatively accurately. This is due to the fact that the transistors can be blocked within very narrow limits. With a positive voltage of 0.3 V at point 41 z. B. the transistor 43 carries current and the transistor 42 is blocked. Conversely, with a negative voltage of 0.3 V, the transistor 42 can conduct current while the transistor 43 is blocked. It follows that the desired voltage Vag can be maintained with a tolerance of less than 1V.
A second advantage of the device according to FIG. 4 is that the dynamic control compared to the static control, i. H. the regulation of the voltage on the screen 4 in relation to the diaphragm control takes place very quickly, since the current through the transistor 37 can be changed very quickly and thus also the voltage at point 38, while the diaphragm control is significantly slower because the switching on and off of the Motor 25 and setting the correct aperture take a certain amount of time. It can thus be said that the dynamic control of the latter device is particularly good.
It should also be noted that the switch 35, which bridges the resistor 36, is used to either adjust the control to the peaks of the incoming signal, i.e. H. to respond to the white level, or to a lower level. This can be accomplished by making the rectifier circuit effective as a peak detector if necessary. If the switch 35 is closed, peak rectification occurs, so that the control device responds to this level. If the switch 35 'is open, there is a relatively large resistor 36 in the circle, so that no peak rectification occurs. After selecting the size of the resistor 36, the desired level can be selected to which it is set.
In this way it is possible to adapt the control device to the case in which the white parts of the image 1 are regarded as essential, in which case the switch 35
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It should also be noted that the transistors 42 and 43 used in a grounded collector circuit are adapted, since in this case the voltage at point 41 must be able to assume a value which can equally block and unblock transistors 42 and 43, depending on whether motor 25 is in one or the other must turn in the other direction.
Finally, it should be noted that in the device according to FIG. 4 the first voltage divider consisting of the resistor 18 and the transistor 371 is used both for controlling the screen voltage Va and for controlling the second voltage divider, which actually consists of the resistors 18, 39 and 40 exists together with transistor 37 '. This is advantageous since then only one transistor 37 'is required. It will be clear, however, that the use of separate voltage dividers may be desirable under certain circumstances. In this case, a separate voltage divider with a separate transistor must be formed, which transistor is only used to control the transistors 42 and 43.
It is also clear that the desired voltage Vag can be set by means of the variable resistor 39, since the voltage at point 38 must assume a different value for changing the resistor 39 in order to make the voltage at point 41 equal to ground potential.