CN1064579A - 色调校正电路 - Google Patents

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Abstract

能提供几种波形的校正特性曲线的亮度信号色 度校正电路，包括一电路，其中，电流在第一规定电压 或更高时增加，而在第二规定电压或更高时减少，电 流在规定的范围内输出，还提供一用以使电流在第二 规定电压或更高时增加的电路。从而不改变在中点 的输出电压，在最小点和中点的校正量、中点的推移 量、偏离最大点的校正量和在最大点的校正量都能得 到控制，所以能根据现场情况获得最佳输出波形，特 别是能对现场进行有效地失真控制。

Description

本发明涉及一种色调校正电路，特别是涉及到一种能提供现场最佳色调的色调校正电路，例如控制失真。
在JP-A-143158中披露了现已公知的用以校正亮度信号色调的一例电路。
图9是这类校正亮度信号色调的常规电路的电路图。图10是展示该电路特性的曲线图。在图9中，101表示恒定电压VA，108表示恒定电压VB，124表示亮度信号，115代表恒定电压，120代表可控电压，102、104、109、111、121、122分别代表NPN型晶体管，106、107、113、114、116和119分别代表PNP型晶体管，而103、110、117、118和123分别代表电阻器。
在这种结构电路的工作中，当亮度信号电压超过恒定电压VA时，由电阻器103的阻值除以亮度信号电压与VA之差而得到的电流流入NPN型晶体管104中。同样，当亮度电压超过恒定电压VB时，由电阻器110的阻值除以亮度信号电压与VB之差而得到的电流流入NPN型晶体管111中。流经NPN型晶体管104和111的电流分别通过由PNP型晶体管106、107和PNP型晶体管113、114组成的电流镜（current  mirrors）流入由电阻器117、PNP型晶体管116、电阻器118和PNP型晶体管119组成的差动放大器中。这些电流借助于可控电压120和由NPN型晶体管121、122组成的电流镜（current  mirror）从电阻器123流进或流出。电阻器123上的相对亮度信号的附加电压能提供一与输入对输出的斜率为1∶1的特性曲线相比是向上或向下弯曲的线性特性曲线。
然而，上述电路结构有下列缺陷。从斜率为1∶1的直线向上或向下弯曲的线性特性曲线没有回到原始直线。如果要求对具有较低亮度（VA或更低）和较高亮度（VB或更高）的各信号成分给出不同的斜率，就不能获得所希望的输入/输出特性。因此，对分散在高亮度区域和低亮度区域的各不同信号不能做出最佳控制。
本发明的目的是供一种能对分散在高亮度区域和低亮度区域的不同信号进行最佳控制的校正亮度信号色调的电路。
为实现上述目的，本发明的亮度信号的色调校正电路提供有这样一种电路，在该电路中电流在第一规定电压或更高的信号电压时增加，而在第二规定电压或更高的信号电压时减少，据此来校正信号电压的规定范围。
由于其电流在第一规定电压时增加而在第二规定电压时减少，所以按照本发明的上述电路结构能输出规定范围内的电流。如果将此电流馈给电阻器以叠加至原始信号电压，则色调校正在规定范围内。进而，如使用多个本发明的色调校正电路，就能提供若干不同的色调校正特性。
下面结合附图的讨论将使本发明的上述和其它的任务和特征更加明显。
图1是一根据本发明的第一实施例，用以校正亮度信号色调的电路图。
图2A是一表示流经图1中电阻器18的电流特性的曲线图。
图2B是一表示图1中晶体管17的集电极输出电压特性的曲线图。
图3是一根据本发明的第二实施例，用以校正亮度信号色调的电路图。
图4A是一表示流经图3中电阻器18的电流特性的曲线图。
图4B是一表示在图3中输出节点19上的电压的曲线图。
图5是一根据本发明的第三实施例，用以校正亮度信号色调的电路图。
图6A是一表示流经图5中电阻器18的电流特性的曲线图。
图6B是一表示在图5中的输出节点19上的电压的曲线图。
图7是一附加到本发明第三实施例的电路图上的电路。
图8A是一表示图7中输出节点19上的电压特性的曲线图。
图8B是一表示在图7与图5结合的电路结构中输出节点19上的电压特性的曲线图。
图9是按照现有技术，用以校正亮度信号色调的电路图。
图10是一表示图9所示电路特性的曲线图。
现在参照附图对本发明的一些实施例进行说明。
图1示出按照本发明的第一实施例，用以校正亮度信号色调的电路。图2A和图2B示出图1中电路的电流输出和电压输出。图1中1代表恒定电压Vp;2代表信号电压Vs;3和20分别代表恒流源;4，5，16，17，21，22和23分别代表PNP型晶体管;6，7，13和14分别代表NPN型晶体管;8，9，11，15和18分别代表电阻器;10和12分别代表二极管;19代表输出端。
下面将对如此构成的电路结构的工作进行说明。
当信号电压Vs超过恒定电压Vp（平顶基座形脉冲电压）时，电流（Vs-Vp）/R8流入晶体管7。当输入信号（Vs-Vp）变得等于V1并由此提供一电流IO时，此电流饱和。同样地，对晶体管7的射极电阻来说，使电阻器9和15（简称之为电阻器）的阻值等于电阻器8的阻值，使电阻器11的阻值等于电阻器8和15的阻值之和，因而当输入电压达到V1时，由NPN型晶体管13、14和电阻器15组成的运算放大器开始工作。所以，流经晶体管13的电流开始减少，并且，如图2A所示，当输入电压达到V2时变为0。
按照本实施例，如果此电流经由PNP型晶体管16和17组成的电流镜流过电阻器18，则如图2B中实线所示，输出信号产生一已校正的弯折线。虽然这里表示校正电压叠加到输入信号的情况，从输入信号减去校正电压，如图2B中点划线所示，则提供出另一校正过的弯折线。此外，如果电阻器11的阻值小于电阻器8和15的阻值之和，则在该电流饱和前差动放大器（6，7和8）开始工作。反之，如果前者大于后者，即使电流饱和，差动放大器也不工作。在两种情况下，如图2A中虚线所示，产生平顶基座型校正电流，因此图2B中的输出信号将具有平顶基座形校正波型分量（未绘出）。
图3示出按照本发明第二实施例的亮度信号色调校正电路的电路图。图4A和4B示出图3所示电路的特性曲线。在图3中，元件33～47和50～53行组成的电路结构和图1中以及图3本身的元件3～17和20～23所组成的电路结构相同。应指出，电阻器31设置在电阻器41和PNP型晶体管34之间。
下面对图3中所示电路结构的工作进行说明。当图2A中所示的三角形波形向右推移时，电阻器31上的电压提供一波形。因此，按照本实施例，如图4A所示，能获得二个三角形波形。如果电阻器8和15阻值小于电阻器9，如图4A中虚线所示，一个波形与另一个波形分开。如果此合成电流通过电阻器18，则输出信号产生图4B所示的波形。虽然校正电压被叠加到图3电路中的输入信号上，从输入信号减去校正电压，如图4B中点划线所示，则提供出另一校正过的曲折线。很容易理解到，两者的叠加和相减是能任意进行的。由此可见，按照本实施例，在中点V2处得到原始输出电压，能在比小于和大于中点的范围内得到γ（及相反的-γ）。
图5示出按照本发明第3实施例的亮度信号色度校正的电路图。图6A和图6B表示图5中所示电路的特性曲线。在图5中，元件1～23构成用以产生图6A所示左三角形波形的电路，元件33～53构成用以产生图6A所示右三角形波形的电路，元件54～61构成用以控制左三角形波形的叠加或相减量的电路，元件62～69构成用以控制右三角形波形的叠加或相减量的电路，元件70～78构成用以控制电流源I01和I02的电路，元件80和81构成用以确定点V3的电流源。应指出，电阻器8，9，15，38，39和45的电阻彼此相等，电阻11和41的电阻也彼此相等。
下面将对图5所示电路结构的工作进行说明。由电流源78馈给的电流2I0通过直流电源70、可控电压源71和由元件72，73，74及75组成的差动放大器分流为I01和I02。I01流经差动放大器（6，7和8）和电阻器9和11。因而，图6A中左三角形波形由V1＝（R8+re）×I01和V2＝（R8+R15+2re）×I01组成。I02流经差动放大器（36，37和38）和电阻器39。因而图6A中的右三角形波形由V3＝（R38+re）×I02+V1组成。如果可控电压源71的数值改变，I01和I02也变化，使得中点V2如图6A所示向右或向左推移。而且，电阻器11上的电压变化量等于电阻器38和39上的电压变化量之和，使得点V4保持不变。如果电压55调整到直流电压54，可以控制在0～V1范围内的增加或减少量;电压63调整到直流电压62，可以控制在V1～V2范围内增加或减少量。这样就能得到图6B所示的输出特性。
此外，如果将图7所示的电路叠加到图5所示的电路结构上，输出特性具有最佳γ和反向γ。在图7中，1代表恒压源，2代表亮度信号电压，95代表恒流源，87代表恒压源，88代表可控电压源，82、83、93和94分别代表NPN型晶体管，85、86、89和92分别代表PNP型晶体管，18、84、90和91分别代表电阻器。
下面将说明电路结构的工作。当Vs超过Vp时，其值等于（Vs-Vp）/R84的电流流过NPN型晶体管83，它的数值借助电流镜（85，86）和叠加/相减量控制电路（87，88，89，90，91和92）通过叠加或相减来控制，并且该已控制的量流过电阻器18。这就在输出节点19上得到图8A所示的特性曲线。结果，能够获得如图8B所示的输出特性。在图8B中，可控项目是：在V1点的校正量（A）、V2点的推移量（B）、在V3点的校正量（C），和在最大点V4的校正量（D）。
按照此实施例，在最小点和中点能得到起始输出电压，此中点可被推移，而且最大点能比原始输出更大或更小。进而在最小点之间以及在中点和最大点之间能获得γ和反向-γ特性。
同样地，在第二实施例中，利用图7所示的电路，允许从中点到最大点的输出电压的斜率是变化的。
按照本发明，提供一种电路，此电路在第一规定电压或更高时电流增加，在第二规定电压或更高时减少，使得电流在一规定范围内输出，或者也提供一种电路，该电路用来使在第二规定电压或更高时电流增加。因而，在中点不改变输出电压时，就能够获得一些γ和反向-γ特性，因此能根据现场需要得到最佳输出波形。特别是在实现近年来已引起重视的失真控制方面，本发明的实际效果是很大的。

Claims (47)

1、一种色调校正电路，其特征在于它是由以下各部分组成：
第一差动放大器，包括其发射极无电阻的第一晶体管和带有第一电阻的第二晶体管；
第二差动放大器，包括位于所说第二晶体管的集电极侧的不带电阻的第三晶体管，和在该侧带有第二电阻的第四晶体管；和
设置在所说的第一差动放大器的发射极侧的电流源；
其中恒定电压加到所说第一晶体管的基极，一个比所说的恒定电压高出第一预定电压的电压加到所说的第三晶体管的基极，第一信号电压加到所说第二晶体管的基极，比所说第一信号电压高出第二预定电压的第二信号电压加到所说第四晶体管的基极，从而输出所说的第三晶体管集电极电流。
2、按照权利要求1所说的色调校正电路，其特征在于由所说的电流源提供的电流乘以第一电阻和第二电阻之和所得的值等于从所说第一预定电压减去所说第二预定电压所得的值。
3、按照权利要求1所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一电阻与所说的第二电阻相等，所说的第三晶体管集电极电流上升的斜率与其下降的斜率相等。
4、按照权利要求2所述的色调校正电路，其特征在于所说的第一电阻等于所说的第二电阻，所说的第三晶体管集电极电流上升的斜率等于其下降的斜率。
5、按照权利要求1所说的色调校正电路，其特征在于所说的电流量被控制，并且转换成电压，该电压与所说的第一信号电压叠加或被从其中减去。
6、按照权利要求2所说的色调校正电路，其特征在于所说的电流量被控制并且转换成电压，该电压被与所说的第一信号电压叠加或被从其中减去。
7、按照权利要求3所说的色调校正电路，其特征在于所说的电流量被控制，并且转换成电压，该电压与所说的第一信号电压叠加或被从其中减去。
8、按照权利要求1所说的色调校正电路，其特征在于，从所说的第一预定电压减去所说的第二预定电压所得到的值是由电流通过一电阻器而产生的，所说的电流是可变的，使得工作电压范围也是可变的。
9、按照权利要求2所说的色调校正电路，其特征在于，从所说的第一预定电压减去所说的第二预定电压所得到的值是由电流通过一电阻器而产生的，所说的电流是可变的，使得工作电压范围也是可变的。
10、按照权利要求3所说的色调校正电路，其特征在于，从所说的第一预定电压减去所说的第二预定电压所得到的值是由电流通过一电阻器而产生，所说的电流是可变的，使得工作电压范围也是可变的。
11、按照权利要求4所说的色调校正电路，其特征在于，从所说的第一预定电压减去所说的第二预定电压所得到的值是由电流通过一电阻器而产生，所说的电流是可变的，使得工作电压范围也是可变的。
12、按照权利要求1所说的色调校正电路，其特征在于，用所说的电流源供给的电流乘以第一电阻和第二电阻之和所得到的数值与从第一预定电压减去第二预定电压所得到的数值不同，从所说的第三晶体管输出的集电极电流具有平顶基座形脉冲波形。
13、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求1所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
14、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求2所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
15、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求3所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
16、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求4所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
17、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求5限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
18、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求6限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路在不同电压范围产生电流，从而具有电流流通和不流通范围。
19、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求1所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应的电压范围可按比例地变化。
20、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求2所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应电压范围能按比例地变化。
21、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求3所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应电压范围可按比例地变化。
22、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求4所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应电压范围可按比例地变化。
23、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求5所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应电压范围可按比例地变化。
24、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求6所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即使得相应电压范围可按比例地变化。
25、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求1所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
26、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求2所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
27、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求3所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
28、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求4所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
29、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求5所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
30、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求6所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路以这样方式工作，即相应的工作电压范围位于从输入信号最小值到其最大值的范围之内。
31、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求1所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
32、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求2所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
33、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求3所限定的色调校正电路，其中所说的许多色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
34、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求4所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
35、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求5所限定的色调校正电路，其中所说的许多色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
36、一种色调校正电路，其特征在于它包括多个由权利要求6所限定的色调校正电路，其中所说的多个色调校正电路工作在不同的和重叠的电压范围内。
37、一种色调校正电路，其特征在于它是由如下部分组成：
第一差动放大器，包括其发射极无电阻的第一晶体管和带有第一电阻的第二晶体管;
第二差动放大器，包括位于所说的第二晶体管的集电极侧的不带电阻的第三晶体管和位于该侧的带第二电阻的第四晶体管;
设置在所说的第一差动放大器发射极侧的第一电流源;
第三差动放大器，包括发射极不带电阻的第五晶体管和带第三电阻的第六晶体管;
第四差动放大器，包括位于所说第六晶体管集电极侧的不带电阻的第七晶体管和位于该侧带第四电阻的第八晶体管;以及
设置在所说的第三差动放大器发射极侧的第二电流源;
其中恒定电压加到所说的第一和第五晶体管的基极，第一信号电压加到所说的第二和第六晶体管的每个基极，比所说的第一信号电压高出第一预定电压的第二信号电压加到所说的第四晶体管的基极，加到所说的第三晶体管基极上的是这样一个电压，该电压比所说的恒定电压高出所说的第一预定电压加上由所说的第一电流源馈给的电流乘以所说的第一、第二电阻之和所得到的电压，因此，来自所说的第一电流源的电流随着来自所说的已维持恒定的第一和第二电流源的电流之和而变化，以便输出所说的第三和第七晶体管的集电极电流。
38、按照权利要求37所说的色调校正电路，其特征在于它还包括：
第五差动放大器，包括发射极无电阻的第九晶体管和带第五电阻的第十晶体管;和
设置在所说第五差动放大器发射极侧的第三电流源;
其中加到所说第九晶体管上的是这样的电压，该电压比所说的恒定电压高出所说的第一预定电压加上由所说的第一电流源馈给的电流乘以第一和第二电阻之和所得到的电压，以便输出所说的第三、第七和第十晶体管的集电极电流。
39、按照权利37所说的色调校正电路，其特征在于所说的第三、第七和第十晶体管的所说电流量受到控制，并被转换为电压，叠加到所说第一信号电压上或从其中减去。
40、按照权利要求38所说的色调校正电路，其特征在于所说的第三、第七和第十晶体管的所说电流量受到控制，并被转换为电压，叠加到所说第一信号电压上或从其中减去。
41、按照权利要求37所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制。
42、按照权利要求38所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制。
43、按照权利要求39所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制。
44、按照权利要求37所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制，所说的第三晶体管的集电极电流用0～APL/2和APL/2～APL的信号的倍数来控制，所说的第七晶体管的集电极电流用APL～（最大值-APL）/2和（最大值-APL）/2～最大值的信号的倍数来控制。
45、按照权利要求38所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制，所说的第三晶体管的集电极电流用0～APL/2和APL/2～APL的信号的倍数来控制，所说的第七晶体管的集电极电流用APL～（最大值-APL）/2和（最大值-APL）/2～最大值的信号的倍数来控制。
46、按照权利要求39所说的色调校正电路，其特征在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制，所说的第三晶体管的集电极电流用0～APL/2和APL/2～APL的信号的倍数来控制，所说的第七晶体管的集电极电流用APL～（最大值-APL）/2和（最大值-APL）/2～最大值的信号的倍数来控制。
47、按照权利要求40所说的色调校正和，其特下在于所说的第一和第二电流用该信号电压的APL来控制，所说的第三晶体管的集电极电流用0～APL/2和APL/2～APL的信号的倍数来控制，所说的第七晶体管的集电极电流用APL～（最大值-APL）/2和（最大值-APL）/2～最大值的信号的倍数来控制。
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