DE3242838A1

DE3242838A1 - Signaluebertragungsschaltung fuer fernsehempfaenger zur schirmbilddarstellung graphischer informationen

Info

Publication number: DE3242838A1
Application number: DE19823242838
Authority: DE
Inventors: Robert Preston 46220 Indianapolis Ind. Parker; Robert Loren 46226 Indianapolis Ind. Shanley II
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-06-01
Also published as: JPS58101575A; FR2517144B1; US4432016A; IT8224317A1; JPH0454430B2; IT8224317A0; DE3242838C2; CA1188405A; FR2517144A1; IT1153072B; GB2110030B; GB2110030A

Description

RCA 77 24-8 Ka/Hi

U.S. Serial No: 323,351

Filed: November 20,

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Signalübertragungsschaltung für Fern seh emp fan -ger zur Schirmbilddarstellunp; graphischer Informationen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung in einem Fernsehempfänger oder einem ähnlichen videosignalverarbeitenden System zur Lieferung von Bildsteuersignalen, die repräsentativ für graphische Zeichen sind, aus einer Quelle solcher Graphiksignale an videosignalverarbeitende Netzwerke des Systems. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Stromübertragungsschaltung zur Bewahrung der kurzen Umschaltzeiten solcher Graphiksignale, um die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, daß die Ränder der bildlich dargestellten Graphikinformation verzerrt erscheinen.

Viele Farbfernsehempfänger enthalten Einrichtungen zur elektronischen Darstellung graphischer Zeichen, die z.B.

die Nummer des im Empfänger gewählten Kanals angeben, auf dem Schirm der Bildröhre. Solche Darstellungen werden typischerweise dadurch erzeugt., daß die normale Videoinformation Arch passend horizontal- und vertikalsynchronisierte Signale ersetzt wird, die charakteristisch für die graphische Information sind und von einem geeigneten Graphikzeichengenerator im Empfänger erzeugt werden, so daß die graphische Information auf einem gegebenen Teil äes BiId-

BAEKDRIGINAL

röhrenschirms wiedergegeben wird. Ein hierzu geeignetes System ist in der US-Patentschrift 3 984- 828 beschrieben. Die mit Hilfe derartiger Systeme wiedergegebenen Informationen können entweder alphanumerische und graphische Darstellungen allein sein (z.B. bei Bildschirmspielen und Datensichtgeräten), oder es kann sich um. gemischte Video- und Graphikinformatiönen handeln (z.B. Einblendung von Kanalnummer, Uhrzeit, Untertiteln und Wetter-, Sportoder Straßenverkehrsinformationen), wozu geeignete elektronische Steuerschaltungen im Empfänger verwendet werden. Graphiksignale gibt es üblicherweise auch bei den verschiedenen Bildschirmtext-Systemen, bei welchen graphische Informationen durch herkömmliche Fernsehsendeanlagen gesendet und mittels eines Fernsehempfängers in einer bekannten Weise empfangen, decodiert und sichtbar dargestellt werden.

Es ist wünschenswert, daß die dargestellte graphische Information eine gute Randschärfe hat, insbesondere entlang den vertikalen Rändern» Scharfe Ränder erhält man, wenn die Schaltsignaie für die Graphikdarstellung kurze Umschaltzeiten haben (d.h. schnelle Amplitudenübergänge)· Die erwünschte schnelle Umschaltzeit kann beeinträchtigt werden durch die Art und Weise, in welcher die Schaltsignale aus der Graphiksignalquelle auf die videosignalver- arbeitenden Schaltungen des Empfängers gekoppelt werden. In einem Fernsehempfänger erfolgt die Übertragung der Schaltsignale aus der Graphiksignalquelle an die zugeordneten Verarbeitungsschaltungen des Empfängers über eine oder mehrere Leitungen, die oft eine beträchtliche Länge abgeschirmten Kabels enthalten, um die Graphiksignale gegenüber störenden Streusignalen abzuschirmen. Abgeschirmte Kabel (z.B. Koaxialkabel) haben gewöhnlich eine gewisse Kapazität pro Längeneinheit (z.B„ 100 bis 165 Picofarad pro Meter Länge), durch welche die gute Umschaltcharäkteristik (d.h. schnelle Amplitudenübergänge) der Graphikschaltsignale in unerwünschter Weise verschlechtert werden kann. Die Zeit zur Aufladung und Entladung solcher

Kapazitäten aufgrund der Schaltsignale vermindert die Geschwindigkeit der Amplitudenübergänge dieser Signale, wodurch eine unerwünschte Verzögerung der Signale erfolgt. Die Auswirkungen dieser Verzögerung kann ein Betrachter der dargestellten Video- und Graphikinformation als Verschmierung an den Rändern der dargestellten Graphikinformation wahrnehmen, d.h. an den Übergängen von der normalen Videoinformation zur dargestellten Graphikinformation und umgekehrt. Diese unerwünschten Effekte können auch durch parasitäre Kapazitäten bei unabgeschirmten signalübertragenden Leitungen hervorgerufen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,.eine Signalübertragungsschaltung zum Koppeln von Schaltsignalen an ein geschaltetes Verarbeitungsnetzwerk vorzusehen, bei welcher die signalyerzögernden Effekte parasitärer Kapazitäten und dergleichen wesentlich vermindert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine erfindungsgemäße Signalübertragungsschaltung enthält einen ersten und einen zweiten Eingangstransistor, deren Leitungstypen komplementär sind und deren Emitter miteinander verbunden sind, um Schaltströme zu empfangen, die repräsentativ für Schaltsignaie sind, welche einen ersten und einen zweiten Amplitudenwert auf entgegengesetzten Seiten eines Ruhewertes haben und zwischen diesen Werten mit schnellen Amplitudenübergangen wechseln sollten. Die Schaltströme werden über eine Leitung gekoppelt, die unerwünschterweise eine parasitäre Kapazität aufweist. Die Transistoren sind so vorgespannt, daß sie einen nominellen Ruhestrom leiten und Kollektorausgangsströme entwickeln, die proportional den eingangsseitigen Schaltstromen sind. Die Kollektorausgangsströme werden über zugeordnete Stromübertragungsschaltungen auf zugeordnete Eingänge des Verarbeitungenetzwefks gekoppelt. Schaltverzögerungen, die auf parasitäre Kapazi-

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täten der zum Eingang führenden Koppelleitung zurückzuführen sind, werden infolge der die Emitterspannung klemmenden Wirkung der .Eingangstransistoren für alle Bedingungen der eingangsseitigen Schaltsignale wesentlich vermindert-.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die Kollektorausgangsströme über mehrere Stromverstärkerschaltungen auf das Verarbeitungsnetzwerk gekoppelte

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert·

Fig. 1 zeigt teilweise in Blockform und teilweise im Detail eine Anordnung mit einer Quelle für Graphiksignale und mit einer Übertragungsschaltung zur Lieferung von aus dieser Quelle abgeleiteten Graphiksteuersignalen an videosignal verarbeitende Netzwerke eines Fernsehempfängers;

Fig· 2 zeigt einen Teil eines Fernsehempfängers mit der Anordnung nach Fig. 1 in Verbindung mit videosignalverarbeitenden Schaltungen des Empfängers zur Darstellung graphischer Informationen auf dem Bildschirm des Empfängers;

" . ■

Fig. 3 zeigt einen Teil eines von der Anordnung nach Fig.2 dargestellten graphischen Symbols;

Fig. 4· zeigt in einer Tabelle die Betriebszustände von Schaltungselementen für die videosignalverarbeitenden Netzwerke zum Aktivieren der Darstellung von Video- und Graphikinformationen;

Figuren 5 und 6 zeigen Schaltungen, die sich zum Anlegen von Signalen an den Eingang der in Figo 1 dargestellten Übertragungsschaltung eignen.

In der Anordnung nach Fig. 1 liefert eine Graphiksignalquelle 10 Signale, die repräsentativ für eine bildlich darzustellende graphische Information sind. Wenn die darzustellende Graphikinformation beispielsweise der Nummer des Rundfunkkanals entspricht, auf den ein Fernsehempfänger abgestimmt ist, dann spricht die Quelle auf Signale an, die vom Kanalwahlsystem des Empfängers abgeleitet sind, um ein binärcodiertes Signal zu entwickeln, welches für die betreffende Kanalnummer charakteristisch ist. Dieses Signal wird auf einen geeigneten Fernsehgraphikgenerator 12 (z.B. einen Mikroprozessor) gegeben. Der Graphikgenerator 12 ist durch Horizontal- und Vertikalablenksignale (H und V) synchronisiert, um dafür zu sorgen, daß die Graphikdaten in einem bestimmten Abschnitt des BiIdschirms der Bildröhre des Empfängers dargestellt werden. Dem Generator 12 können auch andere Informationen wie z.B. die Tageszeit und Bildschirmtext-Informationen zugeführt werden, um sie in ein Videosignalformat zur Darstellung umzuwandeln. Die Signale aus der Quelle 10 enthalten Nachricht z.B. darüber, wann die Graphikinformation anstelle der normalen gesendeten Videoinformation dargestellt werden und in welcher Farbe sie erscheinen soll.

Der Graphikgenerator 12 liefert mehrere, in geeigneter Weise zeitlich abgestimmte Ausgangssignale Gp, G„. und G-g, die dem Rotanteil, dem Grünanteil und dem Blauanteil der Graphikinformation entsprechen. Diese Signale werden an eine Graphiksignal-Übertragungsschaltung 20 gelegt, welche ausgangsseitig "schwarzsteuernde" Graphik-Schaltsignale R, G, B und "weißsteuernde" Graphik-Schaltsignale W und W¹ liefert. '

Der Graphikgenerator 12 liefert jjedes der Signale G_R, G_ und G_ß als ternäres Logiksignal, welches drei mögliche Zustände hat (Dreizustands-Logik). Wie mit der Wellenform 11 angezeigt, hat das ternäre Ausgangssignal einen ersten Logikpegel von +1,6 Volt, wenn keine Graphikinformation

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dargestellt werden soll (d.h. wenn die Bildröhre des Fernsehempfängers normal zur Wiedergabe gesendeter Videosignale ansprechen soll), einen zweiten Logikpegel von weniger als +0,8 Volt, wenn die Graphikinformation mit ei-' ner anderen Farbe als schwarz dargestellt werden soll, und einen dritten Logikpegel von mehr als +2,4 Volt, wenn ' die Graphikinformation schwarz dargestellt werden soll. Die Signalausgänge des Graphikgenerators 12 sind über jeweils einen strombestimmenden Widerstand 13 bzw« 14· bzw. 15 und eine abgeschirmte Leitung (z.B. Koaxialkabel) 16 bzw. 1? bzw. 18 mit Eingängen einer Schaltung 20 gekoppelt.

Die Schaltung 20 enthält emittergekoppelte Transistorpaare 25 und 26, 27 und 28, 29 und 30, die jeweils aus Transistoren komplementären Leitungstyps bestehen und jeweils an den zusammengeschalteten Emittern durch eines der Graphiksignale G_R bzw. Gq bzw. G-g angesteuert werden. Die von den Transistoren 26, 28 und 30 geleiteten Kollektorströme werden durch jeweils eine zugeordnete Übertragungsschaltung in Form eines Stromspiegels (Stromverstärker) reproduziert, deren jede einen Transistor 40 bzw. 42 bzw. 44 und eine Diode 41 bzw. 43 bzw. 45 enthält. Von den Kollektorausgängen der Transistoren 40, 42 und 44 werden Graphik-Schaltsignale R, G und B abgeleitet. Die Pegel der Signale E, ?j und B* sind eine Funktion des Leitzustandes des jeweils zugeordneten Stromspiegeltransistors 40 bzw» 42 bzw. 44 abhängig vom Pegel .des jeweiligen Graphiksignals G_R bzw. Gq bzw. G-g. Die von den Transistoren 25, 27 und 29 geleiteten Kollektorströme werden durch Stromspiegelschaltungen kombiniert und reproduziert, die einen als Diode geschalteten Transistor 60 und einen Transistor 61, eine Diode 64 und einen Transistor 66 und eine Diode 64 und einen Transistor 64 enthalten. Die Graphik-Schaltsignale W und W¹ sind in Zeit und Betrag gleich und werden vom Kollektorausgang des Transistors 68 bzw. vom Kollektorausgang des Transistors 66 abgeleitet. Die Pegel der Signale W und W¹ sind eine Funktion des Leitzustandes der Stromspiegeltransisto-

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ren 68 und 66 abhängig von den Graphiksignaien vom Generator 12.

Die Schaltung 20 koppelt die Graphiksignale G^, Gq und G-g von den Ausgängen des Graphikgenerators 12 in derartiger Weise auf videosignalverarbeitende Schaltungen des Empfängers (vgl. die nachfolgende Beschreibung der Pig. 2), daß die schnelle Umschaltcharakteristik der Signale erhalten bleibt, wenn sie in Form der Graphik-Schaltsignale Ϊ?, G, B~, W und W an die videosignalverarbeitenden Schaltungen gelegt werden. Im einzelnen werden die Signale Gp, G_G und Gg über die Schaltung 20 in einer Weise übertragen, durch welche die signalverzögernden Effekte parasitärer Kapazitäten zwischen dem Ausgang des Graphikgenerators 12 und den Eingängen der die Signale R, G, B, W und W¹ verarbeitenden Schaltungen auf ein annehmbares Minimum reduziert werden. Solche parasitären Kapazitäten sind hauptsächlich die verteilten Kapazitäten C der abgeschirmten signalkoppelnden Koaxialkabel 16, 17 und 18.

In der Schaltung 20 gleichen die Eingangstransistoren und 26 und der ihnen zugeordnete Stromspiegel 4-O₁ 4-1 in Struktur und Funktion sowohl den Eingangstransistoren 27» 28 und dem zugeordneten Stromspiegel als auch den Eingangstransistoren 29, 30 und dem ihnen zugeordneten Stromspiegel. Die Schaltung, welche die Transistoren 60, 61, 66 und 68 enthält, ist den Eingangstransistoren 25, 27 und 29 gemeinsam. Daher gilt die nachfolgende Beschreibung der Arbeitsweise der Eingangstransistoren 25, 26 als Antwort auf das Graphiksignal G^ gleichermaßen auch für die Arbeitsweise der Eingangstransistoren 27, 28 und 29, 30 als Antwort auf die Signale G_fi und G_ß

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird das mit der WeI-lenform 11 dargestellte ternäre Signal Gp (ebenso wie die Signale G^ und G_ß) durch eine Ausgangsspannungsquelle des Graphikgenerators 12 geliefert. Das Signal G_R wird

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über einen strombestimmenden Widerstand 13 auf das Kabel 16 gekoppelt. Der Wert des Widerstandes 13 (z.B. in der Größenordnung von 4 Kiloohm) ist so gewählt, daß die das Signal G_R liefernde Spannungsquelle in eine äquivalente Stromquelle umgewandelt wird, so daß ein für das Signal Gtj repräsentativer Strom über das Kabel 16 an die zusammengeschalteten Emittereingänge der komplementären Transistoren 25 und 26 geleitet wird.

Die Transistoren 25 und 26 sind in Basisschaltung ange-. ordnet und so vorgespannt, daß sie einen kleinen Emitterruhestrom (Leerlaufstrom) von ungefähr 10 Mikroampere leiten. Der Betrag des Ruhestroms ist nicht kritisch» Die Ruheströme der Transistoren 25 und 26 sind durch zugehörige Basis-Gleichvorspannungen von +2^1 Volt bzw. +1,1 Volt eingestellt, die von geeigneten niederohmigen SpannungsquelTen abgeleitet sind. Die Basis-Emitter-Ubergänge der Transistoren 25 und 26 haben einen Ruhespannungsabfall von ungefähr +0,5 Volt, so daß die Emitterruhespannung der Transistoren 25 und 26 jeweils ungefähr +1,6 Volt beträgt. Die Emitter der Transistoren 25 und 26 stellen somit jeder eine niederohmige Spannungsquelle dar.

Wenn gesendete Videoinformation wiedergegeben werden soll, dann fließt kein Strom im Widerstand 13. und über die Leitung 16, und die Transistoren 25 und 26 leiten nur den kleinen Ruhestrom. Der Kollektorruhestrom des Transistors 25 wird durch den Stromspiegelverstärker 60, 61 reproduziert und fließt in der Diode 64 und wird dann durch die Stromspiegel 64-, 66 und 64, 68 weiter "verstärkt". Die von den Transistoren 66 und 68 geleiteten Ströme sind also im wesentlichen gleich dem vom Transistor 25 geleiteten Ruhestrom, und der vom Transistor 40 geleitete Strom ist im wesentlichen gleich dem vom Transistor 26 geleiteten Strom.

Wenn Graphikinformation z.B. in roter Farbe dargestellt

werden soll, dann hat das Signal G_R einen Logikpegel von weniger als +0,8 Volt, wodurch die Leitfähigkeit des Transistors 25 höher wird. Der nun stärkere Emitterstrom des Transistors 25 wird über die Leitung 16, den Widerstand 13 und den Ausgangskreis des Generators 12 nach Masse geleitet. Der vom Transistor 25 geleitete erhöhte Strom wird durch die Stromspiegel 60, 61; 64, 66 und 66, 68 reproduziert. Zu dieser Zeit entspricht der von den Transistoren 26 und 40 geleitete Strom im wesentlichen der über den Transistor 25 und die Diode 60 geleiteten Ruhestromkomponente. Da der Widerstand 13 die Spannungsänderung der Wellenform 11 in eine äquivalente Stromänderung umwandelt, erscheint die erwähnte Spannungsänderung nicht am Emitter des Transistors 26, so daß die Leitfähigkeit dieses Transistors durch diese Spannungsänderung im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.

Wenn aufgrund eines über+2,4 V liegenden Logikpegels des Signals G_R schwarze Graphikinformation dargestellt werden soll, dann wird durch diesen Logikpegel die Leitfähigkeit des Eingangstransistors 26 erhöht. Der nun stärkere Emitterstrom des Transistors 26 wird vom Ausgang des Generators 12 über den Widerstand 13 und die Leitung 16 geleitet, und ein entsprechender Strom fließt über den zugeordneten Stromspiegeltransistor 40. Zu dieser Zeit entspricht der vom Transistor 25 geleitete Strom im wesentlichen der über den Transistor 26 geleiteten Ruhestromkomponente. Auch in diesem Fall erscheint die dem Signal . Grj zugeordnete Spannungsänderung nicht am Emitter des Transistors 25· Es sei angemerkt, daß die von den Dioden 60, 64 und den Transistoren 61, 66 und 68 geleiteten Ströme der Summe der Kollektorströme der Transistoren 25» 27 und 29 entsprechen, deren Pegel eine Funktion der Graphiksignale G_R, G^ und G_ß ist.

Die Anordnung der Eingangstransistoren 25 und 26 vermindert wesentlich die unerwünschten Signalverzögerungseffek-

• * Λ 4

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te, die ansonsten hervorgerufen würden durch die erforderliche Zeit zur Aufladung und Entladung verteilter parasitärer Kapazitäten C an der signalkoppelnden Leitung 16. Durch Reduzierung dieser Effekte werden die erwünschten schnellen Amplitudenübergänge (Schaltübergänge) des Signals G_R im wesentlichen bewahrt. Erreicht wird dies, wie weiter unten erläutert wird, durch Verwendung . einer Stromkopplung des Schaltsignals über den Widerstand 13 und die Leitung 16 und durch Klemmen der Spannung am Ausgang der Leitung 16, um Spannungsänderungen, die ansonsten zu unerwünschten Signalverzögerungen führen, minimal zu machen. Die Anwendung solcher Stromkopplung und Klemmung vermindert beträchtlich den signalverzögernden Effekt des Terms dv/dt in der Gleichung I=C dv/dt, worin I der Strom durch die paraisären Kapazitäten und C der Wert der paraisäten Kapazitäten ist und dv/dt die.Geschwindigkeit der Aufladung und Entladung der Spannung über die parasitären Kapazitäten mit der Zeit ist.

Wie oben erwähnt, wandelt der Widerstand 13 die Ausgangssignalspannung vom Generator 12 in einen äquivalenten Strom um, wenn das Signal vom Generator 12 aus einer Spannungsquelle geliefert wird. Der strombestimmende Widerstand 13 ist nicht erforderlich, wenn die Ausgangssignalquelle des Generators 12 eine geeignete Stromquelle ist. Der Ausgang der signalkoppelnden Leitung 16 an den Emittereingängen der Transistoren 25 und 26 wird für alle Bedingungen des Schaltsignals G_R auf eine im wesentlichen feste Spannung von ungefähr +1,6 Volt geklemmt, da die Transistoren 25 und 26 für alle Bedingungen des Signals G_R leitend bleiben. Die Emittereingänge der Transistoren 25 und 26 dienen also dazu, die Spannung auf der Leitung 16 ständig auf einen im wesentlichen festen Wert zu klemmen, wodurch Verzögerungen der Amplitudenübergänge des Signals reduziert werden, die ansonsten durch die Aufladung und Entladung der parasitären Kapazitäten verursacht würden, wenn merkliche Spannungsänderungen an der Leitung 16 möglich wären. . - 14- ■

Die Kleramspannung an den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 25 und 26 ändert sich mit Änderungen der Logikpegel des Signals G_R ein wenig um ungefähr - 0,1 Volt. Diese kleinen Spannungsänderungen sind Jedoch akzeptabel gering und können noch reduziert werden, indem man den aufgrund der Baßis-Gleichvorspannungen fließenden Ruhestrom in den Transistoren 25 und 26 erhöht. In manchen Fällen (z.B. bei Ausführung der Schaltung 20 in integrierter Bauweise) kann jedoch ein solcher erhöhter Ruhestrom unannehmbar sein, und zwar wegen des damit verbundenen höheren Stromverbrauchs und der größeren Verlustleistung.

Parasitäre Kapazitäten in der Schaltung 20, hauptsächlich in Form von Transistor-Kollektorkapazitäten in der Größenordnung von einem Picofarad, beeinträchtigen nicht die Wirksamkeit der Schaltung 20 zur Lieferung umgesetzter Versionen der Signale G_R, G_G und G_ß (dargestellt durch die Ausgangssignale R, G, B, W und W) mit den gewünschten schnellen Amplitudenübergängen, wie es nachstehend erläutert wird.

Die Eingangstransistoren 25 und 26 sind in Basisschaltung angeordnet und empfangen feste Basisvorspannung von einer niederohmigen Spannungsquelle (die Basisvorspannungen werden z.B. über einen Emitterfolgertransistor geliefert). . Somit tritt eine durch den Miller-Effekt bedingte Erhöhung der Kollektor-Basis-Kapazität nicht ein. Außerdem ändern sich die Kollektorspannungen der Transistoren 25 und 26 nur sehr wenig mit Änderungen der Leitzustände dieser Transistoren wegen des kleinen Wertes der Widerstände 24, 23 und wegen der geringen Gesamtänderung des Kollektorstrompegels der Transistoren 25 und 26, die nur ungefähr 160 Mikroampere beträgt. Die Widerstände 23 und 24 dienen als strombegrenzende Schutzwiderstände und sind nicht in allen Fällen erforderlich.

Der Kollektor des als Diode geschalteten Transistors 60

ist auf die Basisspannung dieses Transistors geklemmt«, die sich bei Änderungen der Stromleitung des Transistors 60 sehr wenig ändert. In ähnlicher Weise wirkt die Diode 64 als niederohmige Spannungs-Klemmschaltung gegenüber dem Kollektor des Transistors 61, so daß sich die Kollektorspannung des Transistors 61 bei Änderung der Stromleitung dieses Transistors sehr wenig ändert. Bei dieser Ausführungsform beeinträchtigen die Kollektorkapazitaten der Ausgangstransistoren 40 und 68 die Wirksamkeit der Schaltung 20 nicht, auch wenn an diesen Punkten Spannungsänderungen auftreten * Am Kollektorausgang des Transistors 66 treten keine Spannungsänderungen auf.

Die von der Schaltung 20 bewirkte Stromübertragung anstelle einer Spannungsübertragung bringt einen zusätzlichen Vorteil, wenn wie im vorliegenden Fall und wie aus Fig. 2 ersichtlich die Darstellung der Graphikinformation auf dem Bildschirm verlangt, daß mehr als ein Steuersignal in gleicher Zeitsteuerung (d.h. die Signale W und W) an verschiedene Punkte im Video-Verarbeitungskanal gelegt wird. Dies ist bei der beschriebenen stromübertragenden Anordnung leicht möglich durch Verwendung mehrerer Stromverstärker 64, 66 und 64, 68.

Es sei ferner erwähnt, daß die Eingangstransistoren 25 und 26 so vorgespannt sind, daß sie schaltende Ströme in einem linearen Betriebsbereich leiten, um einen Be- . trieb dieser Transistoren in einem gesättigten Leitzustand zu vermeiden. Durch gesättigte Transistoren gespeicherte

JO Ladung verhindert nämlich ein schnelles Ausschalten der Transistoren, so daß sich eine unerwünschte Schaltverzögerung ergibt. Außerdem wird eine Sättigung der Transistoren 40, 66 und 68 durch die normalerweise nichtleitenden Kollektor dioden 30 bzw. 67 bzw* 69 verhindert, die durch eine +1,1-»Volt-Quelle vorgespannt werden, so daß sie leiten, bevor der zugeordnete Transistor in die Sättigung gerät.

-ΙΟΙ Bei der Anordnung nach Fig. 2 werden Farbfernsehsignale aus einer Quelle 70 durch ein frequenzselektives Netzwerk 72 (das z.B. ein Kammfilter enthält) verarbeitet, um die Leuchtdichtekomponente Y und die FarbartkompoHente C des Fernsehsignals getrennt zu liefern. Eine Farbart-Verarbeitungsschaltung 74- spricht auf die getrennte Farbartkomponente an, um Farbdifferenzsignale Y-R, Y-G und Y-B zu entwickeln, die auf zugeordnete Verarbeitungsnetzwerke 80a, 80b und 80c zur Ableitung der Farbsteuer- signale für die Farben rot, grün und blau gekoppelt werden. Das abgetrennte Leuchtdichtesignal wird über eine Leuchtdichte-Verarbeitungsschaltung 75 und einen Emitterfolgertransistor 76 jedem der Netzwerke 80a, 80b und 80c zugeführt, worin es mit den jeweiligen Farbdifferenzsignalen kombiniert wird, um an den entsprechenden Ausgängen die Steuersignale für die Bildfarben rot, grün und blau zu erzeugen. Diese Farbsteuersignale werden über jeweils eine Treiberstufe 81a, 81b und 81c an eine Farbbildröhre 82 gelegt, um ein Bild auf dem Schirm der Röhre wiederzugeben.

Die Farbsignal-Verarbeitungsnetzwerke 80a, 80b und 80c sind in Struktur und Arbeitsweise einander gleich.„Daher gilt die nachfolgende Beschreibung des Verarbeitungsnetzwerks 80a für das Rotsignal gleichermaßen auch für die Netzwerke 80b und 80c.

Das Netzwerk 80a enthält einen Eingangs-Matrixverstärker mit in Differenzschaltung angeordneten Transistoren 90 und 92, deren erster das Leuchtdichtesignal Y und deren zweiter das Rot-Farbdifferenzsignal Y-R empfängt. Im Kollektorausgangskreis des Transistors 92 wird ein für den Rotanteil des wiederzugebenden Bildes charakteristisches Farbsteuersignal (Rotsignal) entwickelt und über ein Koppelnetzwerk, das mehrere in Kaskade geschaltete Emitterfolgertransistören 100, 101 und 102 enthält, auf die Rot-Treiberstufe 81a gegeben. Das Ausgangssignal des

Netzwerks 80a wird der Treiberstufe 81a über den npn-Emitterfolgertransistor 102 zugeführt. Der Ausgang des Netzwerks 80a wird während der normalen Horizontal- und Vertikal-Bildaustastintervalle des Fernsehsignals ausge- ' tastet, und zwar durch ein negativ gerichtetes Austastsignal V-g, das an den Emitter des pnp-Emitterfolgertransistors 101 gelegt wird.

Das Netzwerk 80a enthält außerdem Emitterfalgertransistoren 112 und 114· in Darlington-Schaltung und ein geschaltetes stromlenkendes Netzwerk 115? das aus Transistoren 116, 117 in Differenζschaltung und einem zugehörigen Stromquellentransistor 118 besteht, der einen Betriebsstrom für die Stromlenktransistoren 116 und 117 liefert.

Die Transistoren 112 und 114 und das Netzwerk 115 ermöglichen eine Betriebsart des Empfängers, bei welcher unter der Wirkung von Steuersignalen 5, 'S", B", W und W aus dem Netzwerk 20 graphische Hilfs- oder Zusatzinformationen auf dem Schirm der Bildröhre wiedergegeben werden.

Das Signal W vom Netzwerk 20 wird an den Basiseingang eines Transistors 95 gelegt, der mit einem Transistor 96 in einer Differenzschaltung angeordnet ist. Ein am Kollektorausgang des Transistors 95 abhängig vom Pegel des Signals W entwickeltes Steuersignal wird auf einen ersten Graphik-Steuereingang der Rotsignal-Verarbeitungsschaltung 80a gelegt, wo es die Darlington-Schaltung der Emitterfolgertransistoren 112 und 114- beaufschlagt. Das Steuersignal vom Transistor 95 wird auch an entsprechende Graphik-Steuereingänge der Verarbeitungsnetzwerke 80b und 80c für das Grün- und das Blausignal gelegt. Das Signal W vom Netzwerk 20 wird auf den Emitter eines Stromquellentransistor 78 gelegt, der dem Koppeltransistör 76 für das Leuchtdichtesignal zugeordnet ist. Das Signal R vom Netzwerk 20 wird an die Basiselektrode des in der Differenzschaltung angeordneten Transistors 116 des Rotsignal -Verarbeitungsnetzwerks 80a gelegt, was einen zwei-

ten Graphik-Steuereingang dieses Netzwerks bildet. Die Signale G" und 5 werden jeweils einem entsprechenden zweiten Graphik-Steuereingang der Grünsignal- bzw. Blausignal-Verarbeitungsschaltung 80b bzw. 80c angelegt.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 2 im normalen Video-Wiedergabebetrieb und in einem Graphik-Wiedergabebetrieb sei nun anhand dieser Figur und der Figuren 3 und 4 beschrieben. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß die darzustellende Graphikinformation ein rotes Graphikzeichen ist, welches während eines sogenannten Graphikintervalls erscheint, und daß jeweils davor und dahinter ein schmaler schwarzer Saum liegt, der an den Rändern des Graphikzeichens erscheint. Die Fig. 3 zeigt einen Teil einer horizontalen Bildzeile für eine solche Zeichendarstellung. Während einer vor dem Zeitpunkt T₇. liegenden Zeit T_Q und nach dem Zeitpunkt T^ wird normale Videoinformation dargestellt. Das Intervall für die Zeicheneinblendung (Einblendintervall) umfaßt ein vorderes Schwarzrandintervall vom Zeitpunkt T,- zum Zeitpunkt T~, das Graphikintervall zwischen den Zeitpunkten t₂ und t^ und ein nachfolgendes hinteres Schwarzrandintervall vom Zeitpunkt T, bis zum Zeitpunkt T^.

Die Tabelle nach Fig. 4 gibt die leitenden ("Ein"-) und nichtleitenden ("Aus"-) Zustände der Transistoren 112, 114, 100, 101, 116 und 117 in der Verarbeitungsschaltung 80a der Fig. 2 für die Zeichendarstellung gemäß Fig. 3 an. Während der Intervalle des normalen Videosignals, also während.der Zeit T_Q und nach dem Zeitpunkt T^, leiten die Emitterfolgertransistoren 100 und 101 Videosignale vom Transistor 92 zum Transistor 102, der seinerseits die Videosignale zur Treiberstufe 81a leitet. In dieser Zeit hat das Signal W¹ einen Pegel, der den Stromquellentransistor 78 normalerweise leitend hält, während das Signal W den Transistor 95 so vorspannt, daß die Transistoren 112 und 114 gesperrt werden. Das Signal Έ. spannt den in

der Differenzschaltung angeordneten Stromlenktransistor

116 in den leitenden Zustand, so daß der Strom vom Stromquellentransistor 118 über den Transistor 116 durch den signalkoppelnden Emitterfolgertransi.stor 100 geleitet wird.

Während dieser Zeit sind die Verarbeitungsnetzwerke 80b und 80c im gleichen Betriebszustand wie das Netzwerk 80a..

■ Zum Zeitpunkt T,. am Beginn des Einblendintervalls wird der Schalttransistor 116 durch das Signal ^ gesperrt, so daß nun der Transistor 117 der Differenzschaltung leitet und der aus dem Stromquellentransistor 118 kommende Strom über den Transistor 117 fließt. Der vom Transistor 118 kommende Strom durchfließt einen Weg, der den Eraitterwiderstand 105 des Transistors 101 und den Transistor 117 enthält. Durch den leitenden Zustand des Schalttransistora

117 werden die Emitterfolgertransistoren 100 und 101 nichtleitend, was dazu führt, daß der Stromquellentransistor 118 den Strom zur Erzeugung eines schwarzen Bildes liefert (d.h. der Ausgang des Netzwerks 80a ist ausgetastet).

Die Transistoren 112 und 114 bleiben infolge dee Signals W leitend. Somit werden die normalen Videosignale vom Ausgang des Netzwerks 80a ferngehalten, und die Bildröhre liefert eine schwarze Wiedergabe. In diesem Fall erscheint die schwarze Wiedergabe während des Randintervalls zwischen den Zeitpunkten T_x. und T₂, und während dieser Zeit sind die signalverarbeitenden Netzwerke 80b und 80c im selben Betriebszustand wie das Netzwerk 80a.

Zum Zeitpunkt T₂ des Beginns des (roten) Graphikintervalls ändern die in Differenzschaltung angeordneten Stromlenktransistoren 116 und 117 ihren Zustand aufgrund des Signals U, so daß der Transistor 116 leitend und der Transistor 117 nichtleitend wird. Somit wird der vom Stromquellentransistor 118 kommende Strom über den Transistor 116 geleitet. Zu dieser Zeit werden die Graphik-Steuertransistoren 112 und 114 aufgrund des Signals W leitend, und der Emitterstrora des Transistors 114 wird vom Strom-

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quellentransistor 118 über den Schalttransistor 116 geliefert. Der Emitter des Transistors 100.wird durch die vom Emitter des leitenden Transistors 114- gelieferte Vorspannung in Sperrichtung gespannt, und der koppelnde Emitterfolgertransistor 101 kehrt infolge der Sperrung des Schalttransistors 117 in den leitenden Zustand zurück. Daher leiten die Transistoren 101 und 102 zwischen den Zeitpunkten Tp und T, ein Rot-Aktivierungssignal an die Rot-Treiberstufe 81a, um eine rote Graphikdarstellung aufgrund der Ausgangsgröße der leitenden Graphik-Steuertransistoren 112, 114- zu erzeugen.

Die Ausgänge der Grünsignal- und Blausignal-Verarbeitungsnetzwerke 80b und 80c werden aufgrund der Signale G und B~ während des Zeichenintervalls für die rote Graphikdarstellung ausgetastet. Diese Signale bewirken, daß die in den Netzwerken 80b und 80c befindlichen Scbalttransistoren, die den Transistoren 116 und 117 des Netzwerks 80a entsprechen, diejenigen Leitzustände annehmen, die erforderlieh sind, um den dem Transistor 101 entsprechenden Emitterfolgertransistor zu sperren, wie es weiter oben beschrieben ist (d.h. die entsprechenden Transistoren 116 in den Netzwerken 80b und 80c werden gesperrt, und die entsprechenden Transistoren 117 werden leitend gemacht). Während des folgenden Schwarzrandintervalls zwischen den Zeitpunkten T, und T^ ist der Betriebszustand der Netzwerke 80a, 80b und 80c der gleiche wie während des weiter oben beschriebenen • vorderen Schwarzrandintervalls. In ähnlicher Weise sind die Betriebszustände dieser Netzwerke während des normalen Videointervalls nach dem Zeitpunkt t^ die gleichen wie während des die Zeit T_Q umfassenden Videointervalls, wie es ebenfalls weiter oben erläutert ist. Während des Graphikintervalls können auch andere Farben als rot wiedergegeben werden. So wird beispielsweise eine weiße Darstellung erhalten, wenn die signalverarbeitenden Netzwerke 80a, 80b und 80c während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten T₂ und T-. alle den für dieses Intervall in der Tabelle

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nach Fig. 4· angegebenen Betriebszustand haben» In diesem Fall sind während des GraphikintervalIs die Ausgänge aller dieser Netzwerke aktiviert bzw. aufgetastet. Ein gelbes Graphikzeichen wird dargestellt, wenn das Rotsignal-Verarbeitungsnetzwerk 80a und das Grünsignal-Verarbeitungsnetzwerk 80b beide den in Fig„ 4- für das Intervall ^Tp-^T3 angegebenen Betriebszustand haben und das Blausignal-Verarbeitungsnetzwerk 80c den in Fig. 4 für das Intervall T^- 0?2 angegebenen Betriebszustand hat mit der Ausnahme, daß die entsprechenden Transistoren 112 und 114 im Netzwerk 80c im leitenden Zustand "Ein" sind«, In diesem Fall sind die Ausgänge der Rotsignal- und Grünsignal-Verarbeitungsnetzwerke 80a und 80b aktiviert oder aufgetastet, und der Ausgang des Blausignal-Verarbeitungsnetzwerks 80c ist ausgetastet, so daß eine gelbe Darstellung auf der Bildröhre erhalten wird.

Die Transistoren 112 und 114 des Netzwerks 80a und die entsprechenden Transistoren in den Netzwerken 80b und 80c werden immer dann leitend gemacht, wenn während der Sinblendintervalle eine andere Farbe als schwarz dargestellt werden soll. Während des Graphikintervalls von T₂-T, wird die Leitfähigkeit des Stromquellentransistors 78aufgrund des Signals W erhöht, um den Gleichstrompegel des vom Kollektoranschluß des Transistors 78 abgenommenen Leuchtdichtesignals in einer derartigen Richtung zu verschieben, daß der Emitterfolgertransistor 100 mit Sicherheit gesperrt bleibt. ·

Mit der beschriebenen Anordnung können verschiedene Farben während der Einblenintervalle erzeugt werden, nämlich Schwarz und Weiß, die Primärfarben Rot, Grün und Blau sowie die komplementären Farben Gelb, Cyan und Magenta«, Man braucht nur dafür zu sorgen, daß die Ausgänge jeweils bestimmter Kombinationen der Rotsignal-, Grünsignal- und Blausignal-Verarbeitungsnetzwerke 80a, 80b und 80c ausgetastet werden. Nähere Einzelheiten über die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 2, insbesondere was die Betriebsvorteile der

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SignalVerarbeitungsnetzwerke 80a, 80b und 80c betrifft, sind in der prioritätsgleichen Patentanmeldung P

offenbart (Vertreteraktenzeichen: RCA 77 370, zurückgehend auf die US-Patentanmeldung Nr. 323,197 vom 20. November 1981).

Die Figuren 5 und 6 zeigen geeignete Schaltungsanordnungen zur Lieferung der ternären Logiksignale, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 für die Graphiksignale G^, Gq und Gg beschrieben wurden.

Die Anordnung nach Fig. 5 liefert am Verbindungspunkt des Emitters eines Transistors 122 und des Kollektors eines Transistors 128 ein ternäres Logiksignal (Dreizustands-Signal) als Antwort auf ein "Schwarz"-Graphiksteuersignal S_B, welches dem Transistor 122 über eine Diode 120 angelegt wird, und auf ein "Weiß"-Graphiksteuersignal S_w, welches dem Transistor 128 über eine Diode 125 und einen Transistor 126 angelegt wird. Das ternäre Ausgangssignal hat einen hohen Logikpegel zur Erzeugung einer schwarzen Graphikdarstellung, wenn die Signale S_ß und S_w beide den Logikwert "1" haben, und es hat einen niedrigen Logikpegel zur Bildung einer farbigen Graphikdarstellung, wenn die Signale Sg und S„ beide den Logikwert "0" haben. Das ausgangsseitige ternäre Logiksignal hat einen mittleren Pegel zur Aktivierung der Darstellung normaler gesendeter Videoinformation, wenn das Signal Sg den Logikwert "0" und das Signal S.. den Logik wert "1" hat.

Die Fig. 6 zeigt eine Logikschaltung zur Entwicklung der Signale Sg und S_w für die Schaltung nach Fig. 5. Be: der Logikschaltung nach Fig. 6 werden Eingangssignale S. und S₂ in.der gezeigten Weise an eine Schaltungsanordnung gelegt, die ein UND-Glied 130, ein ODER-Glied 131 und einen Inverter 132 aufweist. Das Signal S^ hat während der Videointervalle, in denen normale gesendete Videoinformation dargestellt werden soll, den Logikwert "1", und während

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der Einblendintervalle, wenn Graphikinformation dargestellt werden soll, hat es den Logikwert "0"„ Während der letztgenannten Intervalle hat das Signal S£ den Logikwert "1", wenn eine schwarze Graphikdarstellung erfolgen soll, und den Logikwert "0", wenn eine Graphikdarstellung in einer anderen Farbe als Schwarz erfolgen soll.

Claims

Patentansprüche

Signalübertragungsschaltung zur Erzeugung mehrerer aüsgangsseitiger Schaltsignale abhängig von einem eingangsseitigen Schaltsignal mit mehreren Pegelzuständen, gekennzeichnet durch:

eine Quelle für einen Strom (13)» eier repräsentativ für Schaltsignale ist, die einen ersten und einen zweiten Anrplitudenpegel in entgegengesetzten Richtungen re- lativ zu einem dritten Pegel haben·

einen ersten und einen zweiten Transistor (25, 26), die entgegengesetzten Leitungstyp haben und deren jeder eine Basiselektrode, eine Kollektorelektrode als Ausgang und eine Emitterelektrode als Signaleingang hat, wobei die Emitterelektroden der beiden Transistoren zusammengeschaltet sind;

eine Einrichtung (+1,1V, +2,1V) zum Vorspannen des ersten und des - ? -

zweiten Transistors, so daß die Transistoren einen Ruhestrom mit einem gegebenen Pegel leiten;

eine Einrichtung (16) zum Koppeln der Stromquelle (13) mit den Emittern des ersten und des zweiten Transistors (25, 26), so daß der erste Transistor beim ersten Amplitudenpegel des Schaltsignals Strom mit über dem gegebenen Pegel liegenden Pegelwert leitet und beim zweiten und dritten Amplitudenpegel des Schaltsignals einen Strom mit dem gegebenen Pegel leitet und daß der zweite Transistor beim zweiten Amplitudenpegel des Schaltsignals einen Strom mit einem über dem gegebenen Pegel liegenden Pegelwert leitet und beim ersten und beim dritten Amplitudenpegel des Schalt signals einen Strom mit dem gegebenen Pegel leitet.
2. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter des ersten und des zweiten Transistors (25, 26) beim Vorhandensein des ersten, des zweiten und des dritten Amplitudenpegels des eingangsseitigen Schaltsignals auf eine im wesentlichen feste Spannung geklemmt sind.
3. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60, 61, 66, 68, 40, 4-1) zum Koppeln der Kollektorströme des ersten und des zweiten Transistors (25, 26) auf Steuereingänge einer Nutzschaltung.
4. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch,gekennzeichnet, daß sie gleichstromgekoppelt ist und daß die Vorspannungseinrichtung eine mit den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors (25, 26) gekoppelte Gleichspannungsquelle ist und daß der erste und der zweite Transistor bei Ansteuerung durch die für die Schaltsignale repräsentativen Ströme in einem linearen Bereich der Stromleitung arbeiten.
5· Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung für die Kollektorströme Stromverstärkerschaltungen (60, 61, 66, 68, 40, 41) aufweist. .

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6. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, .dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung für den Kollektorstrom des ersten Transistors (26) mehrere Stromverstärker (60, 61, 64, 66, 68) aufweist, deren Ausgänge jeweils mit einer gesonderten von mehreren Steuereingängen der Nutzschaltung gekoppelt sind«
7« Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 1 zur Verwendung in einem Bildwiedergabes'ystem, welches folgendes •15 enthält; eine Bildröhre zum Darstellen eines Bildes als

Antwort auf ihr angelegte Bildinformationssignale; einen Signalweg zum Koppeln von Bildinformationssignalen an die Bildröhre; eine mit dem Signälweg gekoppelte Quelle für Videosignale, die repräsentativ für Bildinformation sind, und eine Quelle für Schaltsignale,· die repräsentativ für graphische Hilfsinformation sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stromquelle (13) einen Strom liefert, der repräsentativ für die Graphik-Schaltsignale ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Kollektorströme des Transistors auf Steuereingänge des Signalweges (80a, 8ia) zu koppeln.
8. Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildröhre veranlaßt wird, abhängig von den Pegeln der Graphik-Schaltsignale wahlweise Videosignalinformation, graphische Information in einer anderen Farbe als schwarz oder graphische Information in schwarz darzustellen.

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