DE1193088B - Schaltungsanordnung zur Gammakorrektur - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al - 33/40

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

M 60480 VIII a/21 al

28. März 1964

20. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Gammakorrekturschaltung mit einer einstellbaren nichtlinearen Kennlinie für Fernsehsignale. Die am meisten verwendete Korrekturkennlinie ist aus einer Reihe von annähernd linearen Bereichen unterschiedlicher Steigung, im allgemeinen drei Bereichen, zusammengesetzt. Diese Bereiche haben verschiedene und konstante Verstärkung, wobei der Bereich mit der größten Verstärkung in der Nähe des Schwarzwertes und der Bereich mit der geringsten Verstärkung des Videosignals in der Nähe des Weißwertes liegt. Der Bereich mittlerer Verstärkung erstreckt sich vom Ende des ersten Bereiches bis zum Beginn des letzten Bereiches. Eine solche Korrekturkennlinie hat daher zwei scharfe Änderungen in der Verstärkung, d. h. in der Steigung der Kennlinie. Ein Knick liegt an dem Übergang vom ersten zum zweiten Bereich und der andere Knick an dem Übergang vom zweiten zum dritten Bereich. Die Zahl der Bereiche unterschiedlicher Verstärkung muß nicht unbedingt gleich drei sein. Sie kann beispielsweise jede Zahl von zwei aufwärts haben; jedoch werden in der Praxis allgemein drei Bereiche verwendet. Die Punkte, an denen sich die Verstärkung ändert, sollen im folgenden mit Knickpunkt bezeichnet werden. In der Praxis sind im allgemeinen die Verstärkungsgrade der einzelnen Bereiche sowie die einzelnen Knickpunkte einstellbar.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung einer nichtlinearen Korrekturlinie mit drei verschiedenen Bereichen. Die Kurve zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsspannung O (Ordinate) von der Eingangsspannung/ (Abszisse). B bedeutet den Schwarzwert und W den Weißwert. Die Knickpunkte sind mit X und Y bezeichnet. Der Bereich mittlerer Verstärkung reicht von X bis Y, der Bereich größter Verstärkung liegt auf der dem Schwarzwert zugewandten Seite von X und der Bereich geringster Verstärkung auf der dem Weißwert zugewandten Seite von Y. Es ist üblich, zwei unabhängige Einstelleinrichtungen vorzusehen, mit denen die Lage der Knickpunkte X und Y zwischen dem Schwarzwert und Weißwert individuell eingestellt werden kann. Außerdem sind zwei weitere unabhängige Einstellmittel vorgesehen, mit denen die Steigung der Bereiche mittlerer und größter Verstärkung individuell eingestellt werden kann.

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß bei einer bekannten Schaltung und einer Einstellung in der bekannten Art eine Veränderung einer der genannten Einstellmittel eine Veränderung der Amplitude der Ausgangsspannung zwischen dem Schwarzwert und dem Weißwert zur Folge hat. Es ist deshalb notwen-

Schaltungsanordnung zur Gammakorrektur

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr .-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,

Hannover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:

Donald Alexander Pay,

West Hanningfield, Essex;

John Harwood Deveson,

Great Baddow, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. April 1963 (12 750),
vom 18. März 1964

dig, die Gesamtamplitude wieder nachzustellen, bevor die Wirkung der durchgeführten Einstellung richtig abgeschätzt werden kann. Dies ist jedoch ein beachtlicher Nachteil, weil die Einstellung der Einstellmittel zur Erzielung optimaler Resultate schwierig und zeitraubend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung zur Gammakorrektur mit einer Korrekturkennlinie aus mehreren aufeinanderfolgenden. Bereichen, die in einem oder mehreren Knickpunkten aneinandergrenzen, an denen sich die Steigung der Kennlinie relativ scharf ändert, darin, daß die Korrekturkennlinie aus einer vorbestimmten Primärkennlinie, die sich annähernd vom Schwarzwert zum Weißwert erstreckt, und wenigstens einer Hilfskennlinie zusammengesetzt ist, welche sich ebenfalls annähernd vom Schwarzwert zum Weißwert erstreckt und aus zwei Teilen entgegengesetzter Steigung besteht, die bei einem einem einstellbaren Grauwert entsprechenden Punkt aneinandergrenzen, daß der Anfang des ersten der beiden Teile und das Ende des zweiten der beiden Teile annähernd beim gleichen Ordinatenwert liegen, und daß durch Änderung des genannten Grauwertes die Lage eines Knickpunktes in der zusam- mengesetzten Korrekturkennlinie einstellbar ist.

Vorzugsweise hat die vorbestimmte Primärkennlinie einen annähernd linearen Verlauf mit konstanter

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positiver Steigung, während die Teile der Hilfskennlinie ebenfalls annähernd linearen Verlauf und konstante Steigung haben und der erste Teil eine positive und der zweite Teil der Hilfskennlinie eine negative Steigung hat.

Vorzugsweise bleibt bei der Einstellung des Verbindungspunktes der beiden Teile der Hilfskennlinie die Steigung des ersten Teiles der Hilfskennlinie konstant, während sich nur die Steigung des zweiten Teiles der Hilfskennlinie ändert.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird aus einem Eingangsvideosignal ein Hauptsignal gewonnen, dessen Amplitudenverhältnis zum Eingangssignal vom Schwarzwert bis zum Weißwert konstant ist. Außerdem wird aus dem Eingangssignal wenigstens ein Korrektursignal gewonnen, dessen Amplitude in einem vorbestimmten linearen Maß für ein Eingangssignal zwischen Null und einem einstellbaren Maximum vom Schwarzwert bis zu einem zwischen dem Schwarzwert und dem Weißwert liegenden, einstellbaren Grauwert ansteigt und danach für ein Eingangssignal im Bereich zwischen dem einstellbaren Grauwert und dem Weißwert abfällt. Ein einstellbarer Anteil eines solchen Korrektursignals wird danach dem Hauptsignal hinzugefügt.

Das Korrektursignal wird z. B. mit einer Begrenzerschaltung erzeugt, die zwei entgegengesetzt gepolte Dioden enthält und zwischen einem Punkt, an dem das Hauptsignal steht, und einem Punkt liegt, an dem ein einstellbarer Teil eines Signals liegt, das annähernd die gleiche Amplitude wie das Hauptsignal hat und beim Weißwert Null ist. Das Korrektursignal wird dann zwischen den in Reihe geschalteten Dioden abgenommen.

Die Erfindung wird im folgenden in den Fig. 2 bis 4 näher erläutert.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise; in

F i g. 4 ist ein bevorzugtes und einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Dabei sind gleiche Teile in den Fig. 2 und 4 mit gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 2 wird das Eingangssignal, das als ein positiv gerichteter Sägezahn dargestellt ist, von einer Klemme 1 über einen Kondensator 2 der Basis eines Transistors 3 zugeführt, wo es geklemmt, d. h. auf einen Bezugswert festgelegt wird. Das Signal wird weiterhin über einen Transistor 4 der Basis eines Transistors 5 zugeführt. Das Signal an der Basis des Transistors 3 wird mit einer bekannten Klemmschaltung mit einem Transistor 6 geklemmt, dessen Basis Klemmimpulse von einer Klemme 8 über einen Kondensator 7 zugeführt werden. An der Klemme 8 ist ein derartiger Klemmimpuls dargestellt. Mit einem Potentiometer 27 ist die Spannung am Emitter des Transistors 6 einstellbar. Die Klemmschaltung ist so eingestellt, daß der Schwarzwert am Emitter des Transistors 5 gleich 0 Volt ist.

Zwei mit Dioden bestückte Begrenzerschaltungen, von denen die eine die Reihenschaltung der Dioden 9 und 10 und die andere die Reihenschaltung dei Dioden 11 und 12 enthält, liegen zwischen dem Emitter des Transistors 5 und den Abgriffen von Potentiometern 13 und 14. Diese Potentiometer liegen zwischen dem Emitter eines weiteren Transistors 15 und Erde.

Der Kollektor des Transistors 4 ist mit der Basis eines weiteren Transistors 16 verbunden, dessen Emitter mit der Basis des Transistors 15 über eine Zenerdiode 19 und einen Serienwiderstand verbunden ist. Der Emitter ist außerdem über diese Diode, diesen Serienwiderstand und eine Schaltung mit einem einstellbaren Widerstand 17 mit dem Schleifer eines Potentiometers 18 verbunden, das zwischen einer negativen Betriebsspannungsquelle und Erde liegt.

ίο Das Videosignal am Emitter des Transistors 4, der über eine Schaltung mit einer Zenerdiode 20 mit der negativen Betriebsspannungsquelle verbunden ist, liegt an der Basis eines Transistors 21, dessen Kollektor mit der positiven Betriebsspannungsquelle über zwei parallelgeschaltete Potentiometer 22 und 23 verbunden ist. Die Abgriffe dieser Potentiometer sind mit den Kollektoren von zwei Transistoren 24 und 25 verbunden, deren Basen mit dem Verbindungspunkt der Dioden 9 und 10 und mit dem Verbindungspunkt

ao der Dioden 11 und 12 verbunden sind. Die Emitter der Transistoren 21, 24, 25 sind über Widerstände mit Erde verbunden. Die gammakorrigierten Signale werden an einer Klemme 26 von dem Kollektor des Transistors 21 abgenommen.

Der einstellbare Widerstand 17 und der Schleifer des Potentiometers 18 sind so eingestellt, daß das Signal am Emitter des Transistors 15 in der Amplitude gleich ist dem Signal am Emitter des Transistors 5 und außerdem für Signale, die dem Weißwert entsprechen, gleich Null ist. In der Diodenbegrenzerschaltung mit den Dioden 9 und 10 ist die Diode, deren Kathode negativer ist, leitend. (Entsprechend ist in der Begrenzerschaltung mit den Dioden 11 und 12 die Diode mit der mehr negativen Kathodenspannung leitend.) Demzufolge entsprechen die Signale am Verbindungspunkt der Dioden 9 und 10 einer durch die Kurve (Jb) in Fig. 3 dargestellten Kennlinie, d. h., es wird eine Kennlinie gebildet, bei der die Amplitude an dem genannten Verbindungspunkt beim Anwachsen der Amplitude des Signals am Emitter des Transistors 5 vom Schwarzwert in Richtung des Weißwertes linear von Null ansteigt, bis ein gewisser Umschaltpegel erreicht ist. Danach fällt die Amplitude linear auf den Spannungswert Null beim Weißwert ab. Der Knickpunkt Z, der irgendeinem Grauwert entspricht, ist mit dem Schleifer des Potentiometers 13 einstellbar, mit dem die zum Knickpunkt gehörende Spannung von Null bis 5O°/o des Weißwertes einstellbar ist. Die voll ausgezogene Linie in F i g. 3, (b) zeigt die Kennlinie für den Fall, daß das Potentiometer 13 so eingestellt ist, daß der Knickpunkt bei 50% des Weiß wertes liegt. Die gebrochene und die punktierte Linie in F i g. 3, (6) zeigen die Ergebnisse für zwei andere Einstellungen des Potentiometers 13. Es ist ersichtlich, daß der ansteigende Teil der Kennlinie für alle Einstellungen des Potentiometers gleich ist und daß die Gesamtlänge der Kennlinie für alle Einstellungen gleich bleibt, beginnend vom Spannungswert Null beim Schwarzwert über den Knickpunkt Z und dann zurückkehrend zum Spannungswert Null beim Weißwert. Die Einstellung der Lage des Knickpunktes zwischen dem Schwarzwert und dem Weißwert bedingt daher eine Änderung der Steigung des abfallenden Teiles der Kennlinie und deshalb eine Einstellung der Beziehung zwischen der Verstärkung über den abfallenden Teil der Kennlinie zur Verstärkung über den ansteigenden Teil der Kennlinie.

Die wirksame Kennlinie für Signale am Emitter des Transistors 4 ist eine einfache lineare Kurve gemäß Fig. 3, (a). Die beiden Kennlinien nach Fig. 3, (α) und (b) werden durch die Transistoren 21 und 24 in Verbindung mit dem Potentiometer 22 vereinigt, da der Kollektor des Transistors 21 mit der positiven Betriebsspannungsquelle über dieses Potentiometer verbunden ist und der Verbindungspunkt der Dioden 9 und 10 mit der Basis des Transistors 24 verbunden ist, dessen Kollektor an dem Abgriff des genannten Potentiometers 22 liegt. Wenn man zunächst die Wirkung der zweiten Begrenzerschaltung mit den Dioden 11 und 12 und dem zugehörigen Transistor 25 und Potentiometer 23 außer acht läßt, so ist die wirksame Kennlinie am Ausgang der Klemme 26 eine Resultierende der Kennlinien gemäß Fig. 3, (α) und (b). Die resultierende, in Fig. 3, (c) dargestellte Kennlinie hat also zwei Bereiche, und zwar einen ersten Bereich von B bis X einer bestimmten Steigung und einen zweiten Bereich von AT bis W mit geringerer Steigung, wobei diese beiden Bereiche am Knickpunkt X zusammenstoßen. Eine Einstellung des Potentiometers 22 bewirkt eine Änderung des Anteils des Korrektursignals von dem Verbindungspunkt der Dioden 9 und 10, welches dem Hauptsignal von dem Emitter des Transistors 4 hinzugefügt wird.

Die in F i g. 2 dargestellte Gesamtschaltung bewirkt nun eine Kennlinie mit drei Bereichen, weil am Verbindungspunkt der Dioden 11 und 12 ein zweites Korrektursignal gewonnen wird. Dieses Korrektursignal hat eine ähnliche Kennlinie wie das in Fig. 3, (b) mit einem Knickpunkt, der mit dem Potentiometer 14 einstellbar ist. Dieses Korrektursignal wird ebenfalls dem Hauptsignal über einen Transistor 25 mit einem Potentiometer 23 hinzugefügt, dessen Einstellung den Anteil des zweiten Korrektursignals bestimmt. Die Gesamtkennlinie an der Klemme 26 ist daher eine Kennlinie mit drei Bereichen und entsteht aus dem Hauptsignal nach Fig. 3, (α), dem ersten Korrektursignal nach F i g. 3, (b) und dem zweiten, nicht dargestellten Korrektursignal. Das zweite Korrektursignal ist von der gleichen Art wie das erste, wobei sein Knickpunkt unabhängig von dem ersten Korrektursignal mit einem Potentiometer 14 einstellbar ist. Diese Gesamtkennlinie hat zwei Knickpunkte, und zwar einen zwischen dem ersten und zweiten Bereich, einstellbar mit dem Potentiometer 13, und den anderen zwischen dem zweiten und dritten Bereich, einstellbar mit dem Potentiometer 14. Die Steigung des ersten Bereiches bleibt bei Einstellung des Potentiometers 13 konstant, während durch diese Einstellung sowohl die Lage des ersten Knickpunktes als auch die Steigung des zweiten Bereiches verändert wird. Auf ähnliche Weise verändert eine Einstellung des Potentiometers 14 sowohl die Lage des zweiten Knickpunktes als auch die Steigung des dritten Bereiches. Da die Potentiometer 22 und 23 die Anteile der hinzugefügten Korrektursignale ändern, wird durch die Einstellung dieser Potentiometer sowohl die Lage der Knickpunkte als auch die Verstärkung der drei Bereiche verändert. Wenngleich zum Zwecke einer vereinfachten Beschreibung angenommen wurde, daß das Potentiometer 13 zur Einstellung der Lage des ersten Knickpunktes und das Potentiometer 14 zur Einstellung der Lage des zweiten Knickpunktes einstellbar ist, so ist es natürlich nicht erforderlich, daß die Einstellung in dieser besonderen Art erfolgt.

Zum Beispiel kann das Signal von dem Verbindungspunkt der Dioden 9 und 10 als zweites Korrektursignal und das Signal von dem Verbindungspunkt der Dioden 11 und 12 als erstes Korrektursignal verwendet werden.

F i g. 4 zeigt eine vereinfachte Form der Schaltung nach Fig. 2 und unterscheidet sich von der Schaltung nach F i g. 2 grundsätzlich nur durch den Fortfall des Transistors 3 von F i g. 2. F i g. 4 ist ohne Erläuterung verständlich, da gleiche Teile wie in F i g. 2 mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. In F i g. 4 wird das Eingangssignal von der Klemme 1 direkt über einen Kondensator 2 der Basis des Transistors 4 zugeführt und an dieser Basis mittels einer Klemmschaltung mit einem Transistor 6 geklemmt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Gammakorrektur mit einer Korrekturkennlinie aus mehreren aufeinanderfolgenden Bereichen, die in einem oder mehreren Knickpunkten aneinandergrenzen, an denen sich die Steigung der Kennlinie relativ scharf ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkennlinie aus einer vorbestimmten Primärkennlinie, die sich annähernd vom Schwarzwert zum Weißwert erstreckt, und wenigstens einer Hilfskennlinie zusammengesetzt ist, welche sich ebenfalls annähernd vom Schwarzwert zum Weißwert erstreckt und aus zwei Teilen entgegengesetzter Steigung besteht, die bei einem einem einstellbaren Grauwert entsprechenden Punkt aneinandergrenzen, daß der Anfang des ersten der beiden Teile und das Ende des zweiten der beiden Teile annähernd beim gleichen Ordinatenwert liegen, und daß durch Änderung des genannten Grauwertes die Lage eines Knickpunktes in der zusammengesetzten Korrekturkennlinie einstellbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Primärkennlinie (a) einen annähernd linearen Verlauf mit konstanter positiver Steigung und die Teile der Hilfskennlinie φ) ebenfalls annähernd linearen Verlauf und konstante Steigung haben, und daß der erste Teil eine positive und der zweite Teil eine negative Steigung hat (Fig. 3).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung des Verbindungspunktes (Z) der beiden Teile der Hilfskennlinie Jb) die Steigung des ersten Teiles der Hilfskennlinie (b) konstant bleibt und sich nur die Steigung des zweiten Teiles ändert (Fig. 3).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Eingangsvideosignal ein Hauptsignal gewonnen wird, dessen Amplitudenverhältnis zum Eingangssignal vom Schwarzwert bis zum Weißwert konstant ist, daß außerdem aus dem Eingangssignal wenigstens ein Korrektursignal gewonnen wird, dessen Amplitude in einem vorbestimmten linearen Maß für ein Eingangssignal zwischen Null und einem einstellbaren Maximum vom Schwarzwert bis zu einem zwischen dem Schwarzwert und dem Weißwert liegenden, einstellbaren Grauwert ansteigt und danach für ein Eingangssignal im Bereich zwischen dem einstellbaren Grauwert und dem Weißwert abfällt, und daß ein einstellbarer Anteil

des Korrektursignals dem Hauptsignal hinzugefügt wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursignal mit einer Begrenzerschaltung erzeugt wird, die zwei entgegengesetzt gepolte Dioden (9, 10; 11, 12) enthält und zwischen einem Punkt, an dem

das Hauptsignal steht, und einem Punkt liegt, an dem ein einstellbarer Teil eines Signals steht, das annähernd die gleiche Amplitude wie das Hauptsignal hat und beim Weißwert Null ist, und daß das Korrektursignal zwischen den in Reihe geschalteten Dioden (9, 10; 11, 12) abgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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