DE2343338B2 - Schaltungsanordnung zur unabhaengigen steuerung der helligkeit und des kontrastes in einem fernsehempfaenger - Google Patents

Schaltungsanordnung zur unabhaengigen steuerung der helligkeit und des kontrastes in einem fernsehempfaenger

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    • H04N5/44Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/57Control of contrast or brightness

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, bei Fernsehempfängern die Helligkeit und den Kontrast der wiedergegebenen Bilder manuell unabhängig voneinander einzustellen. Außerdem ist es bekannt (Japanische Zeitschrift »Electric Wave Science«. 15. lanuar 1971), Steuerkreise zur automatischen
Steuerung der Helligkeit der wiedergegebenen Bilder vorzusehen, die eine Helligkeitsbegrenzung bewirken. Dabei wurde zur Verbesserung der Übertragungscharakteristik der Gleichspannungskomponente die Verwendung eines integrierten Kreises ohne kapazitives Element zur Übertragung des Videosignals zur Kathodenstrahlröhre vorgeschlagen. Dabei entsteht jedoch der Nachteil, daß, wenn ein Videosignal großer Amplitude auf die Kathodenstrahlröhre gegeben wird, ein zu großer mittlerer Strahlstrom in der Kathodenstrahlröhre fließt, da der mittlere Gleichspannungspegel des Videosignals, das auf die Kathodenstrahlröhre gegeben wird, über den Hochspannungsversorgungskreis zunimmt, der für die Zuführung der Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist und der üblicherweise ein Schaltelement, einen Rücklauftransformator und einen Gleichrichter aufweist. Als Folge hiervon kann das Schaltelement in dem Hochspannungsversorgungskreis, das z. B. ein Schalttransistor ist, der dem Rücklauftransformator Impulse zuführt, zerstört werden. Diese Zerstörung des Schaltelements wird durch die automatische Helligkeitsbegrenzung vermieden.
Der Kreis zur automatischen Steuerung der HeIHgiceit arbeitet derart, daß er einen übermäßigen mittleren Strahlstrom ermittelt, dessen Größe einen vorbestimm ten Wert übersteigt, und den Pegel des Videosignals begrenzt, das der Kathodenstrahlröhre zugeführt werden soll, um die Größe des mittleren Strahlstroms in Abhängigkeit von der ermittelten Größe zu verringern. Ein solcher Kreis hat jedoch den Nachteil, daß, wenn das Videosignal begrenzt wird, der Teil eines wiedergegebenen Bildes, dessen Helligkeit relativ gering ist, eine schlechte Qualität hat. Wenn ein Videosignal einen Teil hoher Helligkeit hat, d. h. eine Amplitude enthält, die ausreicht, um einen übermäßigen mittleren Strahlstrom zu verursachen, verringert der Steuerkreis den Gleichspannungspegel des Videosignals. Daraus folgt, daß der Pegel des Teils des Videosignals, der eine geringe Helligkeit hat, unter den Ansprechpegel der Kathodenstrahlröhre fällt und daher nicht wiedergegeben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der automatischen Helligkeitsbegrenzung verursachte Verringerung des Kontrastes der eingangs genannter Schaltungsanordnung zu beseitigen.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des neuer Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßigt Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand dei Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild einer bekannten Schaltungsan Ordnung zur manuellen und automatischen Steueruni der Helligkeit wiedergegebener Bilder,
F i g. 2 den Verlauf eines Signals zur Erläuterung de Arbeitsweise der Schaltungsanordnung der Fig. 1 um der Schaltungsanordnung der Erfindung, und
F i g. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform de Schaltungsanordnung der Erfindung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun eil üblicher automatischer Helligkeitsbegrenzer- und HcI ligkeitssteuerkreis anhand der Fig. 1 beschrieben.
in Fig. i ist mit i ein Rücklauftrunsforrnator, mit eine Farbkathodenstrahlröhre und mit 3 ein Schalttran sistor bezeichnet. Der Schalttransistor 3 führt sein Schaltfunktion in Abhängigkeit von einem Treibersignr aus, das seiner Basis zugeführt wird, um einen Impuls a
der Primärwicklung des Rücklauftransformators 1 zu erzeugen. Mit 4 ist in Fig. 1 eine Diode zur Gleichrichtung des Impulses des Rücklauftransformators 1 bezeichnet, um eine hohe Spannung zu erzeugen, mit Qi ein Transistor zur Bildung eines Videoverstärkers, mit Qi ein Transistor zur Bildung eines automatischen Helligkeitsbegrenzerkreises, mit R, ein Widerstand zur Ermittlung eines Strahlstroms, mit R2 ein Einstellwiderstand zur Einstellung eines Helligkeitsbegrenzungspegels und mit Rj ein Einstellwiderstand zur Handeinstellung der Helligkeit.
Bei dem in Fi g. 1 gezeigten Kreis ist der Emitter des Transistors Q2 normalerweise mit einer positiven Spannung über den Einstellwiderstand R2 so vorgespannt, daß er nicht leitet. Wenn der Strahlstrom lB imolge des Elektronenstroms in der Farbkatbodenstrahlröhre 2 unter dieser Bedingung flrßt, wird über dem Widerstand Rx eine Spannung in der die positive Vorspannung über dem Widerstand R2 beseitigenden Richtung erzeugt. Wenn ein übermäßiger Strahlstrom fließt, wird die positive Vorspannung von der Spannung über dem Widerstand R\ völlig beseitigt und damit wird das Potential an der Emitterelektrode des Transistors Q2 ausreichend gesenkt, um den Transistor Q2 leitend zu machen. Dadurch wird das Basispotential des Transistors Ci für die Videosignalverstärkung gesenkt, um den Pegel eines Videosignals zu senken, das der Farbkathodenstrahlröhre 2 zugeführt wird, d. h. die Helligkeit der Bilder des Videosignals zu verringern und damit einen übermäßigen durch den Hochspannungserzeugungskreis fließenden Strom zu verhindern.
Wenn hierbei ein Videosignal mit einer großen Helligkeitskomponente, wie es Fig. 2 in Form einer Stufenlinie a zum besseren Verständnis zeigt, erreicht wird, verringert der automatische Helligkeitsbegrenzer Jen Gleichspannungspegel des Videosignals, wie in F i g. 2 die gestrichelte Stufenlinie b zeigt. Dadurch wird ein Teil des Videosignals, das eine geringe Amplitude bzw. Helligkeit bat, niedriger als der Abschneidpegel ei der Farbkathodenstrahlröhre 2, so daß dieser Teil nicht wiedergegeben wird. Dies bedeutet, daß ein wiedergegebenes Bild in seinem dunklen Teil verschlechtert wird. In F i g. I stellt C2 den Schwellwert der Steuerschaltung.
Wenn das ankommende Videosignal a, das Fig. 2 zeigt, empfangen wird, wird die Helligkeit derart begrenzt, daß der Pegel eines Teils niedriger Amplitude bzw. geringer Helligkeit beibehalten wird, jedoch der Pegel eines Teils hoher Amplitude bzw. hoher Helligkeit verringert wird. Gleichzeitig wird auch die Einstellung des Kontrasts durchgeführt, um zu vermeiden, daß das wiedergegebene Bild in dem dunklen Teil verschlechtert wird. Hierbei können die Helligkeit und der Kontrast von Hand unabhängig gesteuert werden.
Es wird nun eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 3 beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen wie in F i g. 1 gleiche Elemente bezeichnen. In Fig. 3 ist 1 der Rücklauftransformator, 2 die Farbkathodenstrahlröhre, 3 der Schalttransistor, 4 die Diode zur Gleichrichtung, 5 ein Videosignalverstärker, Q] und Q'\ Transistoren, die eine Treiberstufe für den Videoverstärker 5 bilden, 6 ein Eingangsar.schluß für ein Videosignal, A3 der Einstellwiderstand für die Helligkeit der Einstellung, R* ein veränderbarer Widerstand für die Kontrasteiristcllung, ". der Widerstand zur Ermittlung des Strahlstroms, Qz der Transistor für die automatische Helligkeits- und Kontraststeuerung und R2 und PZ2 Widerstände, die eine positive Vorspannung auf die Fmitterelektrode des Transistors Qt geben, damit dieser
normalerweise gesperrt ist.
Bei der Erfindung ist der Kollektor des Transistors Q2 mit dem Verbindungspunkt der Basen zweier z. B. PNP-Transistoren Qi und Q4 verbunden, von denen jeder als veränderbare Stromquelle dient. Wenn der Strahlstrom Ib zunimmt, nimmt auch die Spannung über dem Widerstand R1 zu und das Emitterpotential des Transistors Q2 wird verringert, um den Transistor Q2 zu öffnen. Als Folge steigen die Kollektorströme der Transistoren Qi und Q4 an. Dadurch werden die an die Helligkeits- und Kontraststeuerteile angelegten Spannungen geändert, um die Helligkeitsbegrenzung und die Kontraststeuerung zugleich durchzuführen. Hierbei werden die auf die Steuerteile gegebenen Spannungen unabhängig geändert, um die Helligkeit und den Kontrast von Hand unabhängig zu steuern.
Die Kollektoren der Transistoren Q1 i>nd Q4, die als die veränderbaren Stromquellen dienen, sind jeweils mit den Basen von NPN-Transistoren Q5 und Qö verbunden, die als Konstantspannungsquelle wirken. Der Transistor Qs wird verwendet, um eine Spannung für die Helligkeitssteuerung zu liefern. Dies bedeutet, daß der Emitter der Transistors Qs über einen Emitterwiderstand Ri mit dem Kollektor des Transistors Q] zur Videoverstärkung verbunden ist, um den Gleichspannungspegel einer Videosignalübertragungsstrecke L veränderbar zu steuern, die an seinen Kollektor angeschlossen ist. An den Verbindungspunkt der Basis des Transistor Qs, der als Konstantspannungsquelle dient, und den Kollektor des Transistors Qj, der als veränderbare Stromquelle dient, ist über einen Widerstand Rb der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstandes R3 für die Helligkeitseinstellung angeschlossen. Durch diese Verbindung kann, wenn der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands Rj verstellt wird, das Basispotential des Transistors Qs geändert werden.
In Fig.3 ist Ci ein Glättungskondensator. Der Kondensator Ci ist, wie F i g. 3 zeigt, so geschaltet, daß, wenn ein Energiequellenwiderstand eingeschaltet wird, das Basispotential des Transistors Qs allmählich von einer Positiven aus verringert wird, so daß das Raster auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 2 allmählich von dunkel nach hell übergeht.
Der Emitter des Transistors Qt, der ebenfalls als Konstantspannungsquelle dient, ist über eine Serienschaltung eines Widerstands Ru, einer Diode Di und eines Widerstands Ri2 geerdet, während der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Ru und der Diode Di an die Basis eines Transistors Qe angeschlossen ist, der als Verstärkungssteuerung für den Transistor Qi dient. Der Kollektor des Transistors Qe ist mit der Basis des Transistors Qi zur Verstärkung verbunden und dessen Emitter ist geerdet. Eine Diode D2 zur Vorspannung des Transistors Qi ist parallel zu dem Eingangsanschluß 6 geschaltet und ein Widerstand Rio ist zwischen den Eingangsanschluß 6 und die Basis des Transistors Qi geschaltet. Der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands R4 zur Kontrasteinstellung ist über einen Widerstand Rn mit der Basis des Transistors Qb verbunden, der als Konstantspannungsquelle dient.
Es wird nun die Arbeitsweise des Kreises gemäß der Erfindung beschrieben, der in der obigen Weise aufgebaut ist. Wenn der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands R2 zur Helligkeitseinstellung zur Erde verstellt wird, wird das Basispoiential des Transistors Qs, der als Konstantspannungsquelle dient, verringert, und sein Emitterpotential wird ebenfalls verringert. Da ein im wesentlichen konstanter Strom
durch den Widerstand Rs infolge des Transistors Qt fließt, wird der Gleichspannungspegel eines Punktes A durch Verringerung des Emitterpotentials des Transistors Qs verringert, um den Gleichspannungspegel der Videosignalübertragungsstrecke L zu verringern, was bedeutet, daß der mittlere Gleichspannungspegel des Videosignals entsprechend erhöht wird. Dadurch wird die Helligkeit eines wiedergegebenen Bildes erhöht.
Wenn dagegen der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands /?3 in Richtung von der Erde wegbewegt wird, wird das Basispotential des Transistors Qs, der als Konstantspannungsquelle dient, höher, und sein Emitterpotential wird ebenfalls höher, so daß der Gleichspannungspegel an dem Punkt A und der Gleichspannungspegel der Videosignalübertragungsstrecke L erhöht werden, um die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes zu verringern. Hierbei ist es zu beachten, daß, selbst wenn die Helligkeitseinstellung durchgeführt wird, der Kollektorstrom des Transistors Qa, der als veränderbare Stromquelle dient, nicht geändert wird und damit keinen Einfluß auf die Kontraststeuerung ausgeübt wird.
Wenn der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands Ra zur Kontrasteinstellung in Richtung zur Erde verstellt wird, wird das Basispotential des Transistors Qi, der als Konstantspannungsquelle dient, verringert, und damit wird sein Emitterpotential verringert. Aus diesem Grund wird das Basispotential des Transistors Qs über den Widerstand Rw verringert, und der Kollektorstrom des Transistors Qs wird verringert, um den Gleichstrom, der durch den Widerstand R\o fließt, zu verringern. Dadurch wird die Spannung über der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Qi zur Verstärkung hoch, um die Verstärkung des Transistors Q\ zu erhöhen und damit die Amplitude von Videosignalen groß zu machen, so daß der Kontrast des wiedergegebenen Bildes erhöht wird.
Wenn dagegen der bewegliche Kontakt des Einstellwiderstands Ra in Richtung von der Erde weg bewegt wird, wird das Basispotential des Transistors Qt, der als Konstantspainnungsquelle dient, erhöht, und damit wird sein Emitter potential ebenfalls erhöht. Aus diesem Grund wird das Basispotential des Transistors Qg über den Widerstand Rw erhöht und damit sein Kollektorstrom verringert. Dadurch wird der Gleichspannungsabfall über den Widerstand /?io verringert, um die Spannung über der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q\ zu erhöhen, so daß die Verstärkung des Transistors Q1 abnimmt, um die Amplitude des Videosignals zu verringern, und der Kontrast des wiedergegebenen Bildes wird niedrig. Hierbei wird die Helligkeit des Bildes durch die Kontrasteinstellung nicht geändert.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist der Emitter des Transistors Q* über eine Serienschaltung aus einem Widerstand R7 und einer Diode D1 geerdet, und der Verbindungspunkt zwischen diesen ist mit der Basis eines Transistors Qi verbunden, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen die Videosignalübertragungsstrekke L und Erde geschaltet ist. Der Kreis, der aus dem Transistor Qi, dem Widerstand Ri und der Diode D\ besteht, gleicht Änderungen des Gleichspannungspegel;; der Videosignalübertragungsstrecke L aus, um zu vermeiden, daß die Helligkeit geändert wird, wenn die Kontrastcinstcllung durchgeführt wird. Nimmt man z. B. an, daß der Einstcllwidcrstand R* für die Kontrastcinstellung gelindert wird und das limitterpotential des Transistors (A abnimmt, wird die Verstärkung des Transistors Q\ verringert, und damit wird der Kontrast niedrig, wie oben erwähnt wurde. Hierbei hat jedoch das Kollektorpotential des Transistors Q\ bzw. der Gleichspannungspegel an der Videosignalübertragungsstrecke ·-, L das Bestreben, infolge der Verringerung der Verstärkung des Transistors Q\, größer zu werden. Da das Emitterpotential des Transistors Qt über den Widerstand Rj auf die Basis des Transistors Qi übertragen wird, nimmt sein Basispotential zu. Dadurch ίο hat der Strom durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Qi das Bestreben zuzunehmen, und damit fließt der Strom zwangsläufig in ihn über den Widerstand Rs. Daher wird ein Spannungsabfall durch den erhöhten Strom verursacht, und der Gieichspanir> nungspegel an der Videosignalübertragungsstrecke L hat das Bestreben, niedriger zu werden und die obige Gleichspannungspegelzunahme zu beseitigen. Dadurch wird die Änderung des Gleichspannungspegels an der Videosignalübertragungsstrecke L daran gehindert, die .Ό Helligkeit zu ändern.
Wenn dagegen das Emitterpotential des Transistors C^ durch die Kontrasteinstellung verringert wird und der Kontrast infolge der Erhöhung der Verstärkung des Transistors Q\ erhöht wird, hat der Gleichspannungsper, gel an der Videosignalübertragungsstrecke L das Bestreben, geringer zu werden, jedoch nimmt der Strom durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Qi ab, um die Verringerung des Gleichspannungspegels an der Videosignalübertragungsstrecke L zu verringern.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der Erfindung die Helligkeits- und Kontrasteinstellungen unabhängig durch Handsteuerung durchgeführt werden können.
Es wird nun ein Beispiel beschrieben, bei dem die J5 Helligkeitsbegrenzung und die Kontraststeuerung zugleich durchgeführt werden, wenn ein übermäßiger Strahlstrom fließt.
In dem normalen bzw. stationären Zustand erhält der Emitter des Transistors Q2 eine positive Vorspannung über den Widerstand R2, und der Transistor Qi ist gesperrt. Wenn der Strahlstrom, der durch den Widerstand R\, den Rücklauftransformator 1 und die Diode 4 zur Gleichrichtung fließt, sehr groß wird, wird eine Spannung e/j negativer Polarität über den Widerstand R\ größer als die positive Vorspannung des Transistors Q2, um dessen Emitterpotential zu verringern und ihn damit leitend zu machen.
Wenn der Transistor Q2 leitet, nehmen die Kollektorströme der Transistoren Qi und Q*. die beide als ■so veränderbare Stromquelle dienen, zu und fließen durch die zusammengesetzten Widerstände /?n und R 5. um die Potentiale an den Punkten B bzw. C zu erhöhen Dadurch nehmen die Basispotentiale der Transistoren (?5 und Qt, die als Konstantspannungsquelle dienen, zu v> und damit nehmen ihre Emitterpotentiale zu. Infolge dei Zunahme nimmt das Potential bzw. der Gleichspan nungspegel an dem Punkt A zu, um den Gleichspan nungspegel an der Videosignalübertragungsstrecke L vx erhöhen, und damit wird die Helligkeit verringert in Zugleich nimmt das Basispolential des Transistors Q, über den Widerstand Rw zu und erhöht dcssei Kollektorstrom, so daß die Verstärkung des Transistor1 Q\ verringert wird und der Kontrast in Richtung eine! niedrigen Kontrastes gesteuert wird.
ι,'. Wie oben erwähnt wurde, wird, wenn ein überniäßi ger Sfahlstrom zu fließen bestrebt ist, die Helligkei verringert, und der Sirahlstrom wird verringert, so ti it I vermieden wird, daß ein übermäßiger Strahktrom duivl
den Hochspannungskreis fließt und ζ. B. den Schalttransistor beschädigt. Hierbei wird die Helligkeit begrenzt ebenso wie der Kontrast zu einem niedrigen Wert gesteuert, so daß vermieden wird, daß der dunkle Teil des Bildes verschlechtert wird, wie in F i g. 2 die Kurve c zeigt. Selbst wenn daher der Helligkeitsbegrenzer betätigt wird, kann ein Bild mit guter Qualität selbst in einem dunklen Teil wiedergegeben werden.
Außerdem werden bei der Schaltungsanordnung der Erfindung bei Handeinstellung die Hclligkeits- und Kontrasteinstel'iungen ohne gegenseitige Störung unabhängig durchgeführt. Hierbei werden die Helligkeits- und Kontraststeuerungen durch Steuerung der veränderbaren Stromquelle bzw. der Konstantstromquelle erreicht, so daß die gesamte Schallungsanordnung vorzugsweise als integrierter Kreis ausgebildet wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur unabhängigen Steuerung der Helligkeit und des Kontrastes in einem Fernsehempfänger mit einem Videosignalverstärker und einer Einrichtung zur automatischen Helligkeitsbegrenzung in Abhängigkeit von dem mittleren Strahlstrom der Bildröhre, gekennzeichnet durch eine erste Steuereinrichtung (Q3, QS) zur Änderung der Ausgangsgleichspannung des Videosignalverstärkers (Q 1, Q'\, 5) in Abhängigkeit von der Helligkeit, einer zweiten Steuereinrichtung (ζ) 4, Q6, QB) zur Änderung der Verstärkung des Videosignalverstärkers in Abhängigkeit von dem Kontrast und dadurch, daß die Einrichtung (Q2, R 1, R 2, R'2) zur automatischen Helligkeitsbegrenzung die erste und zweite Steuereinrichtung im Sinne einer Heiligkeits- und Kontrastverringerung steuert.
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Videosignalverstärker (Q I, Q'\, 5) einen Transistor (Ql) aufweist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke mit der ersten Steuereinrichtung (Q3, Q5) verbunden und dessen Basis über einen Widerstand (R 10) mit einem Signaleingangsanschluß (6) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (Q 4, Q6, QS) einen Transistor (QS) aufweist, der mit der Basis des Transistors (Q i) des Videosignalverstärkers und dessen Basis mit der zweiten Steuereinrichtung (Q4, Q6, QS) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Diode (D 2), die über den Basiswidersland (R IC) und den Emitter des Transistors (Q l)des Videosignalverstärkers geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Transistor (Ql), dessen Kollektor-F.mitter-Strecke mit dem Videosignalverstärker (Q 1, Q' 1,5) und dessen Basis mit der zweiten Steuereinrichtung (Q 4, Q6, QS) verbunden ist
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet. Jaß die Einrichtung (Q2, R \, R2, R'2) zur automatischen Helligkeitsbegrenzung einen Transistor (Q 2) aufweist, der mit dem Eingang der ersten und zweiten Steuereinrichtung verbunden ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuereinrichtung je einen Transistor (Q5, Q6) aufweist, der als Konstantspannungsquelle dient, sowie einen Transistor (Q 3, Q 4), der als veränderbare Stromquelle dient.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuereinrichtung einen Einstellwiderstand (K 3, R 4) aufweist.
DE2343338A 1972-08-28 1973-08-28 Schaltungsanordnung zur unabhängigen Steuerung der Helligkeit und des Kontrastes in einem Fernsehempfänger Expired DE2343338C3 (de)

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