DE1131264B

DE1131264B - TV amplifier with non-linear amplitude characteristic

Info

Publication number: DE1131264B
Application number: DEF28740A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emil Sennhenn
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1959-06-20
Filing date: 1959-06-20
Publication date: 1962-06-14
Also published as: GB951413A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fernsehverstärker mit nichtlinearer Kennlinie, die zur Veränderung der Gradation des Fernsehbildes benutzt werden. Es ist üblich, den Arbeitspunkt auf der nichtlinearen Kennlinie des Verstärkers derart festzulegen, daß der wirksame Teil der Kennlinie vom Amplitudenbereich des Fernsehsignals zwischen dem Austastwert und dem Weißwert ausgesteuert wird. Dies führt jedoch nur so lange zu einer befriedigenden Arbeitsweise des Verstärkers, als der Schwarzwert des Fernsehsignals mit dem Austastwert zusammenfällt oder sich von diesem nur durch die zulässige geringe Schwarzabhebung unterscheidet. In der Praxis ist jedoch häufig die den dunkelsten Bildstellen entsprechende Signalamplitude wesentlich größer. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn das Fernsehsignal durch die Abtastung eines Films entsteht, dessen Schwärzung für dunkle Bildstellen zu gering ist. Ein derartiges Signal ist beispielsweise in Fig. 1, A dargestellt. Die den dunklen Bildstellen entsprechende Signalamplitude O-a nimmt einen erheblichen Teil der gesamten Signalamplitude O-w ein. Wird dieses Fernsehsignal A über den Verstärker mit der nichtlinearen Kennlinie C übertragen, so entspricht der Amplitudenverlauf am Ausgang des Verstärkers der Fig. 1, B. Durch die amplitudenabhängige Verstärkung tritt dabei eine unerwünschte Verkleinerung des eigentlichen Bildsignals auf, das nurmehr den Amplitudenbereich a'-w' einnimmt. Die den dunklen Bildteilen entsprechenden Signalamplituden werden dadurch im Verhältnis zu groß, und die dunklen Bildteile erscheinen im Fernsehbild zu hell. Versucht man das Bildsignal a' w' durch Vergrößern der Amplitude des Eingangssignals A zu erhöhen, um wieder die normgemäße Ausgangsspannung zu erhalten, so nimmt die Ausgangsspannung wegen der gekrümmten, immer flacher verlaufenden Kennlinie C nur wenig zu, und es besteht die Gefahr, daß die vor dem nichtlinearen Verstärker liegenden Verstärkerstufen übersteuert werden.The present invention relates to television amplifiers having a non-linear characteristic which are used to vary the gradation of the television picture. It is customary to define the operating point on the non-linear characteristic of the amplifier in such a way that the effective part of the characteristic is controlled by the amplitude range of the television signal between the blanking value and the white value. However, this only leads to a satisfactory mode of operation of the amplifier as long as the black level of the television signal coincides with the blanking value or differs from it only by the permissible slight black contrast. In practice, however, the signal amplitude corresponding to the darkest image areas is often significantly greater. This is e.g. This is the case, for example, when the television signal is produced by scanning a film whose blackening is too low for dark image areas. Such a signal is shown in FIG. 1, A , for example. The signal amplitude Oa corresponding to the dark image areas takes up a considerable part of the total signal amplitude Ow . The amplitude waveform at the output of the amplifier 1, this television signal A transmitted through the amplifier to the non-linear characteristic C so corresponds to the Fig., As a result of the amplitude dependent gain occurs an undesirable reduction of the actual image signal on which nurmehr the amplitude range a'- w ' occupies. The corresponding dark image portions signal amplitudes are thereby to increase the ratio is too large, and the dark parts of the image appear in the television image is too bright. Tried the image signal a 'w' by increasing the amplitude of the input signal A, to again obtain the standard-compliant output voltage, the output voltage increases only slightly because of the curved, increasingly flatter characteristic curve C, and there is a risk that the amplifier stages in front of the non-linear amplifier will be overdriven.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß bei einem Fernsehverstärker mit nichtlinearer Amplitudencharakteristik das Potential für den dem dunkelsten Bildpunkt entsprechenden Signalwert auf der nichtlinearen Kennlinie konstant gehalten, indem das Potential am Fußpunkt einer Klemmschaltung in Abhängigkeit von der Differenz des Austastwertes und des dem dunkelsten Bildpunkt entsprechenden Signalwertes selbsttätig geändert wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß das Bildsignal unabhängig von der Größe der Abhebung des Bildschwarz entsprechenden Signalwertes vom Austastwert stets den Fernsehverstärker mit nichtlinearer
AmplitudencharakteristikTo avoid this disadvantage, according to the invention, in a television amplifier with a non-linear amplitude characteristic, the potential for the signal value corresponding to the darkest pixel is kept constant on the non-linear characteristic curve by automatically setting the potential at the base of a clamping circuit as a function of the difference between the blanking value and the signal value corresponding to the darkest pixel will be changed. This has the advantage that the image signal, regardless of the size of the contrast of the image black corresponding signal value from the blanking value, always uses the television amplifier with non-linear
Amplitude characteristic

Anmelder:Applicant:

Fernseh G.m.b.H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6Television GmbH,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Dipl.-Ing. Emil Sennhenn, Darmstadt-Arheilgen,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Emil Sennhenn, Darmstadt-Arheilgen,
has been named as the inventor

vorgesehenen Teil der nichtlinearen Kennlinie des Verstärkers einnimmt und daß dadurch das Signal in der gewünschten Weise entzerrt wird.provided part of the non-linear characteristic of the amplifier and that thereby the signal is equalized in the desired way.

Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Fernsehverstärkers wird die dem dunkelsten Bildpunkt entsprechende Signalspannung nur während der Dauer des Klemmimpulses zum Fußpunkt der Klemmschaltung übertragen.In a preferred embodiment of the television amplifier according to the invention, that becomes the darkest Signal voltage corresponding to the pixel only during the duration of the clamping pulse to the base point transferred to the clamping circuit.

Es ist bereits bekannt, in Fernsehverstärkern an Stelle des Austastwertes den dem jeweilig dunkelsten Bildpunkt entsprechenden Signalwert konstant zu halten. Durch eine derartige Festlegung des Schwarzwertes für das Bildsignal werden jedoch die Amplituden für den jeweiligen Schwarzwert und Weißwert um den gleichen Betrag geändert, da der Verstärker, dessen Arbeitspunkt durch die Schwarzsteuerung festgelegt wird, eine lineare Kennlinie aufweist. Durch die bekannte Schwarzsteuerschaltung auf den dunkelsten Bildpunkt wird daher der Unterschied der Amplituden für Schwarz und Weiß im Bildsignal nicht geändert, so daß das der Erfindung zugrunde liegende Problem bei der bekannten Schaltung nicht auftritt.It is already known to use the darkest value instead of the blanking value in television amplifiers To keep the corresponding signal value constant. By defining the black level in this way however, the amplitudes for the respective black level and white level are used for the image signal changed by the same amount as the amplifier whose operating point is controlled by the black is set, has a linear characteristic. By the well-known black control circuit on the darkest The pixel therefore becomes the difference in the amplitudes for black and white in the image signal not changed, so that the problem underlying the invention in the known circuit is not occurs.

Es sind auch bereits Fernsehverstärker mit nichtlinearer Amplitudencharakteristik bekannt, bei denen das Eingangssignal auf einen Bezugswert (in der Regel den Austastwert) stabilisiert wird, damit dieser Bezugswert unabhängig von Schwankungen des Mittelwertes im Signal stets den gleichen Arbeitspunkt auf der nichilinearen Kennlinie des Verstärkers beibehält.There are also already known television amplifiers with non-linear amplitude characteristics which the input signal is stabilized to a reference value (usually the blanking value) so that this reference value always has the same operating point on the nichilinear characteristic curve of the amplifier regardless of fluctuations in the mean value in the signal maintains.

Die Erfindung soll nunmehr an der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Schaltungsanordnung nach Fig. 2 näher erläutert werden. Das Fernsehsignal (/4) gelangt bei 1 über den Kondensator 2 anThe invention will now be explained in more detail using the circuit arrangement according to FIG. 2, which represents an exemplary embodiment. The television signal (/ 4) arrives at 1 via capacitor 2

209 609/183209 609/183

das Gitter einer Verstärkerröhre 3. Zwischen der Kathode dieser Röhre und einem Punkt konstanter negativer Spannung 4 liegen eine Anzahl in Serie geschalteter Widerstände 5, 6, 7, 8, von deren Verbindungsstellen Richtleiter 9, 10, 11 gegen Masse angeordnet sind. Dadurch wird in bekannter Weise erreicht, daß mit zunehmendem Anodenstrom der Röhre 3 ein Richtleiter nach dem anderen leitend wird und dadurch die Kennlinie des Kathodenverstärkers den erwünschten nichtlinearen Verlauf erhält.the grid of an amplifier tube 3. Between the cathode of this tube and a point more constant negative voltage 4 are a number of series-connected resistors 5, 6, 7, 8, from their connection points Directional conductors 9, 10, 11 are arranged against ground. This achieves in a known manner that with increasing anode current of the tube 3 one directional conductor after the other conductive becomes and thereby the characteristic of the cathode amplifier the desired non-linear course receives.

Durch die mit den Richtleitern in Serie geschalteten Widerstände 13, 14, 15 wird ein allmählicher Übergang zwischen den Teilstücken verschiedener Neigung erzielt, aus denen sich die Kennlinie zusammensetzt. Über einen Kondensator 16 kann dem nichtlinearen Verstärker bei 17 das Ausgangssignal (JB) entnommen werden.By being connected in series with the directional ladders Resistors 13, 14, 15 will be a gradual transition between the sections of different Achieved inclination, from which the characteristic is composed. Via a capacitor 16 can the non-linear amplifier at 17 the output signal (JB) can be taken.

Der Arbeitspunkt auf der Kennlinie des nichtlinearen Verstärkers wird durch eine Klemmschal- tung festgelegt, die aus einer Doppeldiode 18 und den beiden Widerständen 19, 20 bestehen kann. Der Klemmschaltung werden bei 21, 22 gegenphasige Klemmimpulse zugeführt, die die Diodenstrecken während eines Teiles der Austastzeit öffnen. Am Gitter der Röhre 3 stellt sich dadurch in der Austastzeit das am Fußpunkt 23 der Klemmschaltung herrschende Potential ein.The operating point on the characteristic curve of the non-linear amplifier is determined by a clamping device set, which can consist of a double diode 18 and the two resistors 19, 20. Of the Clamping circuit are supplied at 21, 22 anti-phase clamping pulses, which the diode routes open during part of the blanking time. As a result, the blanking time appears on the grid of the tube 3 the potential prevailing at the base 23 of the clamping circuit.

Dieses Potential wird nun selbsttätig in Abhängigkeit von der den dunkelsten Bildstellen entsprechenden Signalamplitude derart verändert, daß der Arbeitspunkt auf der nichtlinearen Kennlinie für die dunkelsten Bildstellen (ä) etwa mit dem Beginn der nichtlinearen Kennlinie zusammenfällt. Hierzu wird die am Steuergitter der Röhre 3 auftretende Differenzspannung zwischen dem Austastwert und dem den dunkelsten Bildstellen entsprechenden Signalwert zur Steuerung des Potentials am Fußpunkt 23 der Klemmschaltung benutzt. Um eine zusätzliche kapazitive Belastung des Verstärkereingangs an der Steuergitterleitung zu vermeiden, wird die Differenzspannung an der Kathode der Röhre 3 abgenommen. Der den dunkelsten Bildstellen entsprechende Signalwert hat an der Kathode etwa die gleiche Größe wie am Steuergitter, da die Dioden 9, 10 und 11 bei kleinen Signalspannungen gesperrt sind. Das an der Kathode der Röhre 3 auftretende Bildsignal gelangt über den Kondensator 24 zu den Dioden 27,28. Damit die Dioden nur bei den den dunkelsten Bildstellen entsprechenden negativsten Werten des Bildsignals leitend werden und nicht auf die noch stärker negativen Signalwerte in den Austastlücken ansprechen, werden die Dioden 27, 28 während der Austastlücken gesperrt. Hierzu wird ihrer Verbindungsstelle ein negativ gerichteter Austastimpuls von der Leitung 29 über einen (in Fig. 2 nicht dargestellten) Kondensator zugeführt. Für die den dunkelsten Bildstellen entsprechenden Werte des Bildsignals (a in Fig. 1) nimmt daher das Potential an der Verbindungsstelle der Diode 28 und des Kondensators 24 das Potential der Leitung 30 an. Dieses Potential wird durch einen Spannungsteiler mit den Widerständen 31, 32, 33, 34 hergestellt, wobei der Anschlußpunkt des Leiters 30 über einen Kondensator 35 an Masse gelegt ist. Die Diode 27 wird durch den Austastimpuls ebenfalls gesperrt und verhindert einen Kurzschluß des Austastimpulses über den Kondensator 35. Während der Austastzeit öffnet die Diode 26, wodurch das Potential am Kondensator 36 den Austastwert (Null in Fig. 1) annimmt. Am Kondensator 36 tritt dadurch die Potentialdifferenz zwischen dem Austastwert (Null in Fig. 1) und dem Signalwert für den dunkelsten Bildpunkt (a in Fig. 1) auf. Wenn während der Austastzeit Störimpulse auftreten, die sich z.B. bei einer Veränderung der Einstellung einer Aperturkorrektur ändern können, ist es vorteilhaft, eine weitere Diode 25 vorzusehen. Die Dioden 25, 26 werden durch einen positiv gerichteten Klemmimpuls, der durch die Leitung 38 über den Kondensator 37 zugeführt wird, nur während eines Teiles der Austastzeit geöffnet. Während der Dauer der Klemmimpulse sind jedoch die Störspannungen in der Austastlücke durch die Wirkung vorhergehender Klemmschaltungen so weit verringert, daß sie keine Störung der Arbeitsweise der besprochenen Schaltung bewirken können.This potential is now automatically changed as a function of the signal amplitude corresponding to the darkest image areas in such a way that the operating point on the non-linear characteristic line for the darkest image areas (a) coincides approximately with the beginning of the non-linear characteristic line. For this purpose, the difference voltage occurring at the control grid of the tube 3 between the blanking value and the signal value corresponding to the darkest image areas is used to control the potential at the base 23 of the clamping circuit. In order to avoid an additional capacitive load on the amplifier input on the control grid line, the differential voltage at the cathode of the tube 3 is taken. The signal value corresponding to the darkest image areas has approximately the same size at the cathode as at the control grid, since the diodes 9, 10 and 11 are blocked at low signal voltages. The image signal appearing at the cathode of the tube 3 reaches the diodes 27, 28 via the capacitor 24. So that the diodes only become conductive at the most negative values of the image signal corresponding to the darkest image areas and do not respond to the even more negative signal values in the blanking intervals, the diodes 27, 28 are blocked during the blanking intervals. For this purpose, a negatively directed blanking pulse is fed to its junction from the line 29 via a capacitor (not shown in FIG. 2). For the values of the image signal (a in FIG. 1) corresponding to the darkest image areas, the potential at the junction of the diode 28 and the capacitor 24 therefore assumes the potential of the line 30. This potential is produced by a voltage divider with the resistors 31, 32, 33, 34, the connection point of the conductor 30 being connected to ground via a capacitor 35. The diode 27 is also blocked by the blanking pulse and prevents a short circuit of the blanking pulse via the capacitor 35. During the blanking time, the diode 26 opens, whereby the potential at the capacitor 36 assumes the blanking value (zero in FIG. 1). As a result, the potential difference between the blanking value (zero in FIG. 1) and the signal value for the darkest pixel (a in FIG. 1) occurs at the capacitor 36. If interference pulses occur during the blanking time, which can change, for example, when the setting of an aperture correction is changed, it is advantageous to provide a further diode 25. The diodes 25, 26 are opened by a positively directed clamping pulse, which is fed through the line 38 via the capacitor 37, only during part of the blanking time. During the duration of the clamping pulses, however, the interference voltages in the blanking interval are reduced by the effect of previous clamping circuits to such an extent that they cannot cause any disruption of the operation of the circuit discussed.

Die den dunkelsten Bildstellen entsprechende Spannung gelangt nun über die Klemmschaltung mit der Röhre 18 an das Gitter der Röhre 3 und verändert damit den Einsatzpunkt der Dioden 9, 10 und 11, die die Krümmung der Kennlinie der Verstärkerstufe bewirken. Durch einen Umschalter 39 kann die selbsttätige Veränderung des Potentials am Fußpunkt 23 der Klemmschaltung ausgeschaltet und an diesen das feste, an Punkt 30 des Spannungsteilers herrschende Potential angelegt werden.The voltage corresponding to the darkest areas of the image is now transmitted via the clamping circuit of the tube 18 to the grid of the tube 3 and thus changes the point of use of the diodes 9, 10 and 11, which cause the curve of the characteristic of the amplifier stage. Through a switch 39 the automatic change of the potential at the foot point 23 of the clamping circuit can be switched off and the fixed potential prevailing at point 30 of the voltage divider can be applied to these.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. TV amplifier with non-linear amplitude characteristic, characterized in that the potential for the signal value corresponding to the darkest pixel is kept constant on the non-linear characteristic curve by automatically increasing the potential at the base of a clamping circuit depending on the difference between the blanking value and the signal value corresponding to the darkest point of view will be changed.

2. Amplifier according to claim 1 and 2, characterized in that the darkest pixel corresponding signal voltage only during the duration of the clamping pulse at the base of the Clamping circuit is transmitted.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 956 587, 965 497; U.S. Patent No. 2,876,349.

For this purpose, 1 sheet of drawings.

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