DE1257829B - Schaltungsanordnung zur Gammakorrektion von Farbsignalen in einem Dreifarben-Fernsehsystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche KL: 21 al-34/31

Nummer: 1 257 829

Aktenzeichen: N15483 VIII a/21 al

Anmeldetag: 16. August 1958

Auslegetag: 4. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Gammakorrektion von Farbsignalen in einem Dreifarben-Fernsehsystem mit mindestens einer Schaltungsanordnung zum Multiplizieren von zwei Funktionen, die Form von zwei elektrischen Signalen der Schaltungsanordnung zugeführt werden, die drei Verstärkungselemente enthält, von denen zwei einander parallel geschaltet sind.

Solche Anordnungen werden unter anderem bei Studioanlagen für Farbfernsehen verwendet, wobei der Kontrastbereich der aufgenommenen Szene, die entweder von einem wiedergegebenen Film oder von einer direkten Aufnahme stammt, größer oder kleiner als der Kontrastbereich der zur Wiedergabe der aufgenommenen Szene bestimmten Apparatur ist. Außerdem können diese Einrichtungen zur Korrektion der sogenannten Farbenskala des Filmes und der Gradation des wiedergegebenen Bildes verwendet werden.

Um die beiden Kontrastbereiche aneinander und an eine gegebenenfalls abweichende Skala des Filmes anzupassen, ist bereits vorgeschlagen worden, außer der üblichen Gammakorrektion noch eine zusätzliche Korrektion durchzuführen, wodurch diese Anpassung nicht nur ermöglicht wird, sondern auch die dunklen Bildpartien besonders hervorgehoben werden können (siehe z. B. den Artikel von W. L. B r e w e r, J. H. L a d d und J. E. P e η η y, »Brightness modification Proposals for Television colour film« in Proceedings of the I. R. E., Bd. 42, Januar 1954).

Diese zusätzliche Korrektion geht grundsätzlich darauf hinaus, daß jede der Farben des Farbfernsehsignal mit einer Funktion multipliziert wird, die an sich von dem Helligkeitssignal abhängig ist. Die Bildung dieser Funktion und der darauf erforderliche Multipliziervorgang führen zu verwickelten, unzuverlässigen Schaltungsanordnungen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der genannten Art zu schaffen, die gegenüber den bekannten Anordnungen zuverlässiger und einfacher und zweckmäßiger aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei der drei Verstärkungselemente, welche zwei nahezu identisch sind, in bezug auf ihre Stromdurchlaßrichtung im gleichen Sinne in Serie geschaltet sind und beide eine nichtlineare Spannungs-Strom-Charakteristik haben, und daß das eine der beiden elektrischen Signale das Helligkeitssignal V_y ist, das den beiden Steuerelektroden dieser zwei Verstärkungselemente in gleicher Phase zugeführt wird, während das dritte Verstärkungselement parallel zu einem der in Serie geschalteten Verstärkungselemente geschaltet ist, und daß einer Steuerelektrode dieses Schaltungsanordnung zur Gammakorrektion
von Farbsignalen in einem
Dreifarben-Fernsehsystem

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenf abrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Johannes Kaashoek,
Teunis Poorter,
Josue Jean Philippe Valeton,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 21. August 1957 (220 107)

dritten Elementes das andere der beiden elektrischen Signale, das eines von drei Farbsignalen ist, zugeführt wird, und daß das Produkt, das das korrigierte Farbsignal ist, dem Verbindungspunkt der drei Verstärkungselemente entnommen wird.

Einige mögliche Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden an Hand der Figuren beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Multiplizierschaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 und 3 dienen der Erläuterung;

F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung, die in Vereinigung mit der Schaltung nach F i g. 1 verwendet wird;

Fig. 5 dient der Erläuterung;

F i g. 6 zeigt eine praktische Ausführungsform der Schaltungen nach den F i g. 1 und 4 mit der erforderlichen Hilfsapparatur;

F i g. 7 zeigt eine zweite, praktische Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 1 mit der weiteren Hilfsapparatur, und

F i g. 8 dient wieder der Erläuterung.

Nach F i g. 1 wird den Steuergittern 3 und 4 der in Reihe an eine nicht dargestellte Gleichspannungsquelle angeschlossenen Trioden 1 und 2 das Signal V₂

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zugeführt. Dem Steuergitter der Entladungsrohres wird das Signal V₁ zugeführt, und diese Röhre ist' über den Widerstand 7 mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle verbunden, während der Verbindungspunkt A der Trioden mit dem Verbindungspunkt A' der Röhre 5 und des Widerstandes 7 verbunden ist.

Für ein gutes Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung wird zunächst die Reihenschaltung der beiden Trioden betrachtet, wobei die Verbindung A-A' unterbrochen wird. Wenn nahezu identische Röhren verwendet werden und die Ausgangsspannung am Punkt A mit V_A bezeichnet wird, muß gemäß der bekannten Gleichung für Anodenströme gelten:

stehend geschilderten Einstellung der nahezu identischen Röhren 1 und 2 keine weitere Abhängigkeit von der Steuerspannung V₂ aufweist.

Für R_a kann mit gewisser Annäherung geschrieben werden:

R - _J—~J- S + — ~ ^S '

2 da in den meisten Fällen S> -=- sein wird.

Da, wie vorstehend bemerkt und weiter unten erläutert wird, R_a = f{V₂) und S_p eine Röhrenkonstante ist, kann für (6a) geschrieben werden:

V₁ = -Konstante/^) F₁ . (6)

V_A = -

= SK₁ + -^- = SV₂ + -£- für Röhre 1 (1)

und
Iai = SV₉₂ + -j^- = S(V₂ - Va) - -^L für Röhre2

(2)

wobei V_gl und V_g2 die Steuergitterspannungen, S die Steilheit und R₁ den Innen widerstand der Röhren 1 und 2 bezeichnen.

Die beiden Röhren sind nun derart eingestellt, daß sie dauernd den gleichen Strom führen. Dies heißt I_al = I_a2, und mittels der vorstehend angegebenen Gleichungen folgt daraus, daß dies nur gilt, wenn

Der Widerstand 7 wird nun derart gewählt und die Röhre 5 derart eingestellt, daß die Gleichspannung am Punkte' gleich der am Punkte ist; auch wenn die Punkte A und A' miteinander verbunden werden, gilt dann V_A = 0 für V₂ φ 0 und V₁ = O.

Wenn V₁ Φ 0, so wird sich der Strom der Pentode, die wegen ihres hohen Innenwiderstandes als eine Stromquelle betrachtet werden kann, über den Widerstand 7 und die Trioden 2 verteilen. Für den Verbindungspunkt A-A' gilt dann:

IaZ + I₃ = U + Ial (3)

wobei /₃ den Strom durch den Widerstand 7 und /_a4 den Anodenstrom der Röhre 5 bezeichnen. Für letzteren kann annähernd geschrieben werden:

In der Praxis ist es nicht möglich, zwei vollständig identische Trioden zu finden, so daß neben dem gewünschten Signal noch ein Störsignal auftritt. Durch die Wahl geeigneter Röhren und durch richtige Einstellung kann dieses Störsignal hinreichend klein gehalten werden.

Bei Anwendung für Farbfernsehzwecke entspricht dem Helligkeitssignal V_y, das aus den drei Farbsignalen V_R, Vq und V_B zusammengesetzt ist gemäß:

ßV_G + ÖV_B,

U = S_p V₁

(4)

wobei S_p die Steilheit der Röhre 5 bezeichnet.

Wählt man R₇ groß gegenüber dem maximalen Innenwiderstand der Röhre 2, so ist J₃ gegenüber I_a2 vernachlässigbar. Bei dieser Annäherung und mittels der Formern (1), (2) und (4) folgt aus (3):

= -S₉V₁

R₁

SR₁ + 2 ·

(5)

Wird die Anodenimpedanz der Röhre 5 mit R_a bezeichnet, so könnte man für die Ausgangsspannung der Röhre 5 schreiben: V_A = -SpV₁R₁₁ (6a). Aus (5) und (6 a) folgt, daß infolge der Kombination der Reihenschaltung der Röhren 1 und 2 und der Röhre 5 letztere eine Anodenimpedanz

SR, + 2

besitzt, wobei R₀ eine Funktion von V₂ ist, wobei jedoch die Ausgang'sspannung V_A infolge der vorwobei z. B. V_R das rote, V₀ das grüne und V_B das blaue Signal und α, β und δ die dem System zugehörenden Proportionalitätskonstanten bezeichnen.

Das Signal V₁, das dem Steuergitter 6 der Entladungsröhre 5 zugeführt wird, ist das zu korrigierende Farbsignal, ζ. B. das Signal V_R. Dem Punkt A' kann das korrigierte Signal V_R entnommen werden. Bekanntlich ist es für eine gute Übertragung eines Farbfernsehbildes notwendig, daß die Ubertragungskennlinie für jede Farbe nahezu linear verläuft.

Nichtlinearitäten in den Aufnahme- und Wiedergaberöhren werden mittels bekannter y-Korrektionsschaltungen in den gesonderten Farbkanälen ausgeglichen, so daß das Gamma jedes Kanals über einen möglichst großen Bereich der Kennlinie gleich 1 gemacht wird. Die maximale und minimale Helligkeit des wiedergegebenen Bildes unterliegen physikalischen Grenzen, wodurch der Kontrastbereich beschränkt ist, so daß ein Gamma gleich 1 nur in einem Teil der Kennlinie erzielt wird.

Im allgemeinen ist der Kontrastbereich der wiedergegebenen Szene von dem vorerwähnten Wert verschieden. Hat die Szene einen größeren Kontrastbereich, so geht ein Teil der Information in den dunklen Partien verloren.

Dies ist in F i g. 2 veranschaulicht, in der als Abszisse die relative Helligkeit χ der aufgenommenen Szene und als Ordinate die relative Helligkeit y des wiedergegebenen Bildes logarithmisch aufgetragen sind. Es wird angenommen, daß die aufgenommene Szene einen Kontrastbereich U_x von 1:50, die Wiedergabeapparatur jedoch nur einen Kontrastbereich U_y von 1:20 besitzt, so geht bei γ = 1 ein Teil U_z der Information der aufgenommenen Szene verloren.

Die Gesamtinformation kann wiedergegeben werden, wenn man dem des Ubertragungskanals einen Wert von weniger als 1 erteilt. Bei dem Beispiel nach F i g. 2 ist γ gleich 0,76 gewählt.

Ist der Kontrastbereich der Szene kleiner als der zur Verfügung stehende Kontrastbereich der Wiedergabeapparatur, so kann man gewünschtenfalls eine Anpassung mit einem γ größer als 1 erzielen.

Beim Wiedergeben von Filmen oder Diapositiven können auch andere Gründe vorliegen, z. B. ein Filmgamma größer als 1, weshalb man die Gradation geändert wiederzugeben wünscht, indem man der Kennlinie des Systems absichtlich ein γ ungleich 1 erteilt. Wenn man dazu das γ der gesonderten Kanäle •ändert, treten Farbfehler ein. Die gewünschte Gradationsanderung laßt sich wohl verwirklichen, ohne daß Farbfehler eintreten, indem jedes Farbsignal mit einem Faktor k(V_y) multipliziert wird, der eine be- ίο stimmte Funktion des Helligkeitssignals ist. Daraus erfolgt, daß die korrigierten Signale die Gestalt

und Vi = k{V/_B annehmen. Das Helhgkeitssignal wird:

Nun ist R_a etwa gleich

i_v

woraus nach hormelill) iolgt:

R_a —

C₁ η

(j/ _ V₀) ⁹

¹ -«

Wird für K. der Wert V_y + V_gl substituiert, so ist:

_{Ra =}

_L_

Wenn K₁ mit K₀ zusammenfällt, so ist

ßV_G

i = k(V_v)(aV_R + ßV_G + 6V_B)

Vy

Dieses Resultat muß weitgehendst V_y = V_y entsprechen. Der Multiplikationsfaktor ist somit:

^y V_y (1 — γ) ^y

Falls die Schaltung nach F i g. 1 dreimal verwendet wird und den Steuergittern 6 die Signale V_R, V₀ bzw. V_B zugeführt werden, erhält man gemäß der Formel (6a) die Ausgangssignale:

Vr = -S_pl R_a V_R = -S_pR_a V_R

Vg - z_P2*a v_G - ZpKa v_G Vg = —S_p3R_aV_B = —S_pR_aV_B

(8)

(10)

da für drei identische Röhren mit einiger Annäherung geschrieben werden darf:

\₂

Mittels Formel (7) und der Formeln (8), (9) und (10)

wird gefunden:
⁶

_{R =}

C₁ η

Ist nun l — n gleich γ—l, so erhält man die gewünschte Korrektion, bei der der Wert von γ durch η bedingt wird. Wenn /V_gl/</V_g0/, so erzielt man nicht mehr eine reine y-Kurve. Wohl gilt nach wie vor, daß für V_y = 0 R_a maximal und für K, = ν_νψαχ R_a minimal wird, so daß eine Gradationsänderung in der gewünschten Richtung auftritt. Es zeigt sich, daß die erhaltene Kennlinie über einen großen Bereich eine gute Annäherung einer y-Kurve ist, wobei γ zwischen 2—η und 1 liegt.

Die Regelung der Korrektion ist dann durch Regelung von V_gl möglich, wobei V_gmax konstant ge-

halten werden muß, da der dadurch bedingte Wert R_amin die Verstärkung der maximalen Helligkeit bedingt. Diese darf sich bei Regelung der Gradation nicht ändern. Der maximal zulässige Wert von R_a wird durch die gewünschte Bandbreite bedingt und tritt bei V_g = V_gl auf, so daß V_gl einen bestimmten Wert V_g0 nicht überschreiten darf.

Die Kennlinie kann wie folgt berechnet werden: aus F i g. 3 folgt

45 und

+ ßV_G +

S_pR_a

V_y

= -k(V_y)-V_y V=V

= ^Vy>

so daß

-50

'gl

^mit V₃ — V_g0 = (K. — V_gl) + (V_gl — V_g'_o) + (V_g0 — V_g0)

Von F i g. 3 ausgehend, kann man R_a als Funktion von V_y berechnen. Dazu wird angenommen, daß die Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie der Röhre 2 und somit auch annähernd die der Röhre 1, wie diese in F i g. 3 angegeben ist, mit gewisser Annäherung 55 und angenommen, daß durch die Formel y

j — f (v _ γ y> ti 1 \

dargestellt wird. Dabei ist V_g0 die Sperrspannung der Röhre bei der gewünschten Einstellung, C₁ eine Konstante solcher Größe, daß die Dimensionen der linken und rechten Glieder der Gleichung (11) einander gleich sind, V_g die momentane Gitterspannung, L der Momentanwert des Anodenstroms und η ein (V — VA

v_gmax - k;₀

H —

^g0'

V_gmax — V_g'_o

so wird nach Umrechnung gefunden:

Exponent größer als 1.
In F i g. 3 ist weiter

die dem Schwarzpegel hd

65 V_g—V_g0 =

und V_gmax die dem Weißpegel entsprechende Spannung des in dieser Figur dargestellten Helligkeitssignals K.

- v_g'_o)

Dies substituiert in Gleichung (12) ergibt:
(V — V Ϋ~^η ■

\'gmax *gO/

Substituiert man den Wert von H hierin, so erhält

man: , .

c (v — V >""¹

^ max *Q max [_gC

°min ^ ^rg0 ^yg0

Für eine zweckmäßige Gradationsänderung ist in

der Praxis der Wert dieses Verhältnisses etwa gleich 10 gewünscht. V_gmax ist auf etwa —1,3 V beschränkt

(13) infolge der Anforderung, daß kein Gitterstrom fließen ίο darf, so daß

* (V — VΫ~"

Q „ x'gtnax 'gOJ

"max __
"min

= 10.

Bei konstantem V_gmax wird der Parameter ε durch die Einstellung von V_gl bedingt. Die Einstellung von ε erfolgt durch lineare Interpolierung zwischen den Signalen V_y und V_p, wobei V_p ein impulsförmiges Signal mit einer Amplitude V_pmax ist, die gleich Vymax !St-

Der Impuls des Signals V_p hat eine Polarität, die der des Helligkeitssignals entgegengesetzt ist, und er tritt während einer Zeit auf, die gleich der horizontalen Unterdrückungszeit T₁ des Helligkeitssignals oder kleiner als diese ist.

Diese Interpolierung läßt sich innerhalb der gewünschten Grenzen mittels einer an sich bekannten Schaltung verwirklichen, die in F i g. 4 dargestellt ist. Bei dieser Schaltung muß der Widerstand 14 groß sein gegenüber der Gesamtimpedanz der Röhre 9 und des Widerstandes 12 (bzw. Röhre 10 und Widerstand 13). In diesem Falle gilt für das Signal der Anzapfung

(14)

wobei ξ durch die Lage der Anzapfung 15 bedingt wird, wie aus F i g. 4 ersichtlich ist.

In F i g. 5 sind die Signale V_y, V_p und T^₅ veranschaulicht. Beim kombinierten Signal V₁₅ ist angegeben, daß der Schwarzpegel durch den Wert ξ bedingt wird, da das Signal V_y sich nur noch zwischen dem Wert iV_pmax und V_ymax ändern kann. Wird die untere Seite des Signals V₁₅, nach Zuführung zu den Gittern 3 und 4 der Schaltung nach F i g. 1 auf den Pegel von V_g0 (z. B. mittels vorgespannter Gleichstromkomponenten - Wiederhersteller) gebracht, so wird iV_pmax den Wert von V_gl bestimmen, so daß angenommen werden kann, daß ξ = ε ist, woraus folgt, daß mittels der verschiebbaren Anzapfung 15 der Bereich eingestellt wird, innerhalb dessen jR_a' gemäß der Formel (13) sich ändern kann.

Weiter folgt aus Formel (14), daß für V_y -> V_ymax

' ρ max

Wert ξ.

^15 = V_ymax, unabhängig von dem

Für ξ = ε = 0 ist V₁₅ = Fy, wodurch (13) in

R_n = K

+ H

l-li

übergeht.

Der Maximalwert von R_a tritt auf, da η > 1 ist, bei V_y = 0 und R_amax = Κ·Η^Λ1-"\

Ramax ^und somit der Wert von H werden durch die gewünschte Bandbreite bedingt, wodurch der Wert von V_g0 festgelegt ist. Der Minimalwert von R_a tritt auf bei V_y = V_ymax und ist gleich R_ami„ = K(I + Hf'", so daß

α min

1 +H

l-n

C O

¹^mJn ° max

S min Diese Beziehung bedeutet, daß innerhalb der zulässigen Steuergrenzen das Verhältnis von maximaler zu minimaler Steilheit gleich 10 sein muß. Da die Minimalsteilheit durch die Bandbreitenforderung festgelegt ist, muß die Maximalsteilheit groß sein. Für ξ = ε Φ 0 bleibt der Wert von R_amin derselbe;

der Wert von R_amax wird = K(ε + H)¹ "",und dieser Wert ist, da η größer als 1 ist, kleiner als der Wert von Ramax fur £ = ? = 0, so daß, wenn die Einstellung für ξ = e = 0 gut ist, dies für alle anderen Werte von ξ = ε gut bleibt.

Die Kombination der Schaltungsanordnung nach den F i g. 1 und 4 mit den erforderlichen Hilfschaltungen zur Einstellung der Gleichspannungen, zum Verstärken der Signale und für andere Nebenfunktionen ist in F i g. 6 dargestellt, in der einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.

In F i g. 6 stellt der Block 16 eine praktische Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 4 mit einem Videoverstärker 17 dar, der das der Anzapfung 15 entnommene Signal verstärkt und über die Leitung 18' dem Block 21 zuführt, in dem die erweiterte Schaltung nach F i g. 1 dargestellt ist. Mittels der in den Blöcken 22, 23 und 24 dargestellten. Schaltungsanordnungen, der Widerstände 25 und 26 und des Spannungsteilers 35, kann man die" Funktionen /„ = k{V_y) für die beiden Trioden möglichst zusammenfallen lassen, so daß beim Zuführen des Helligkeitssignals an die Röhren 1 und 2 und beim Fehlen des Farbsignals an der Röhre 5 kein Ausgangssignal am Punkt A auftritt.

Mittels der im Block 36 dargestellten Schaltung muß außerdem die Spannung am Punkt A' derart eingestellt werden, daß bei Abwesenheit eines Farbsignals kein Gleichstrom durch die Verbindung A-A' fließt.

Der Block 28 ist eine synchronisierte Niveauschaltung, die dazu dient, die Gitterspannung der Verstärkerröhre 31 jeweils während der horizontalen Unterdrückungszeit T₁ auf ein festes Potentialniveau zu bringen.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Mittels der Anzapfung des Widerstandes 27 wird dafür gesorgt, daß die maximal auftretenden Werte der über den Widerständen 12 und 13 auftretenden Signale einander gleich sind. Von der Anzapfung 15 her wird dieses Signal über die Leitung 18 den Widerständen 33, 34 und 35 zugeführt.

Infolge des Vorhandenseins der Kopplungskondensatoren geht während dieses Transportes die Gleich-Stromkomponente verloren, die jedoch mittels der einseitig leitenden Elemente und der erforderlichen Netzwerke in den Blöcken 22 und 23 zurückgewonnen wird.

Das Signal V_R wird über den Verzögerungskreis 29, die Anzapfung des Widerstandes 30 und die Verstärkerröhre 31 dem Gitter 6 der Röhre 5 zugeführt. Außerdem wird mittels des Neutralisierun'gskondensators 32 der Einfluß der Streukapazitäten zwischen Gitter und Kathode der Röhre 2 und zwischen Gitter und Anode der Röhre 1 behoben.

Das korrigierte Signal V_R kann nach Verstärkung über die Leitung 38 einem anderen Teil der Apparatur zugeführt werden.

Einer zweiten, nicht dargestellten, identischen Schaltung nach Block 21 wird auf entsprechende Weise das Signal V₀ und über die Leitung 19 das kombinierte Helligkeitssignal zugeführt, während das korrigierte Signal Vq auf identische Weise entnommen werden kann.

Derselbe Vorgang gilt für das Signal V_B, das als ein korrigiertes Signal Vg der Leitung 38 der dritten identischen Schaltung nach Block 21 entnommen werden kann. Die entsprechenden Widerstände R₃₀ der drei identischen Schaltungen sind mechanisch miteinander verbunden.

Eine Korrektion in Abhängigkeit von dem Helligkeitssignal tritt ein, wenn man von linearen Farbsignalen ausgeht. Die übliche, sich auf die Nichtlinearitäten der Wiedergaberöhren beziehende Gammakorrektion muß somit danach vollführt werden. Eine Berechnung zeigt jedoch, daß eine Umkehrung der vorerwähnten Reihenfolge nur zu geringen Abweichungen der gewünschten Korrektion führt, in dem Sinne, daß auch die Farbensättigung einen geringen Einfluß auf die Korrektion ausübt.

Die endgültig erhaltenen, korrigierten Farbsignale können nach etwaiger Verstärkung ohne weiteres zur bekannten Zusammensetzung des zu übertragenden Signals verwendet werden, so daß das Helligkeitssignal Vy und die erforderlichen, komplexen Farbsignale erhalten werden. Die drei Signale können auch direkt den betreffenden drei Elektronenkanonen von mindestens einer Wiedergaberöhre der Wiedergabeapparatur zugeführt werden, wenn es sich um ein sogenanntes geschlossenes Fernsehsystem handelt.

Eine zweite Ausführungsform ist in F i g. 7 dargestellt, in der einander entsprechende Teile entsprechend F i g. 6 bezeichnet sind. Diese Figur zeigt nur einen Teil der Schaltung, und zwar den für die Korrektion des Signals V_R, aber es wird einleuchten, daß drei identische Schaltungen für die Signale V_R, V_G und V_B erforderlich sind. Nur die Schaltung links unten in der Figur mit den Röhren 46 und 47 und dem Widerstand 48 ist nur einfach vorhanden.

Parallel zum Widerstand 30 ist ein zweiter Widerstand 39 gelegt, dem das nicht korrigierte Signal V_R entnommen werden kann, das dem Gitter 40 der Röhre 41 zugeführt wird. Über die Leitung 18 wird das Signal V_y + V_n, zugeführt. V_m ist ein impulsförmiges Markierungssignal, das dazu dient, die richtige Einstellung der Röhren 1 und 2 während des Betriebs der Schaltung zu ermöglichen; V_y bezeichnet das Helligkeitssignal. In dieser Schaltung wird das Signal V_y nicht mit dem Signal V₁, gemischt, so daß ε stets 0 ist und ein konstanter Teil der Triodenkennlinie von Vy bestrichen wird, so daß man ein maximal korrigiertes Signal V_R erhält.

Die Regelung der Korrektion vollzieht sich wie folgt: das korrigierte Signal V_R wird über die Leitung 38 dem Gitter 42 der Röhre 43 zugeführt. Mittels der veränderlichen Anzapfung 45 des Widerstandes 44 kann zwischen den Signalen V_R und V_R linear interpoliert werden, so daß in Abhängigkeit von der Stellung der Anzapfung 45 ein mehr oder weniger korrigiertes Signal V_R erhalten werden kann. Liegt die Anzapfung 45 in der äußerst linken Lage, so ist die Anodenimpedänz der Röhre 43 nahezu gleich Null und V_R = C V_R. Ist die Anzapfung 45 in der äußerst rechten Lage, so gilt dasselbe für die Röhre 44 und Vr = CV_R. Die Anzapfung 39 muß so eingestellt werden, daß das Signal V_R in den erwähnten äußersten Lagen gleiche Scheitel zu Scheitelwerte besitzt.

Die Anzapfung der drei Widerstände 45 der drei identischen Endstufen der vorerwähnten drei identischen Schaltungen für die Korrektion der Signale V_R, V_G und V_B sind wieder mechanisch miteinander gekuppelt, damit das gegenseitige Verhältnis der Signale V_R, Vq und Fj," bei Regelung der Korrektion unverändert bleibt.

Wenn die Einstellung der Röhren 1 und 2 nach F i g. 6 nicht richtig ist, so dringt ein von dem Helligkeitssignal stammendes Störsignal in das korrigierte Farbsignal ein. Da dieses Farbsignal eine ähnliche Gestalt wie das Helligkeitssignal hat, ist das Vorhandensein dieses Störsignals z. B. mittels eines Elektrodenstrahloszillographen schwierig festzustellen, so daß eine Überwachung der richtigen Einstellung im Betrieb der Schaltungen unmöglich ist.

Durch Zuordnung des Markierungssignals V_1n zu dem Helligkeitssignal, wobei der Markierungsimpuls dieses Signals während der horizontalen Unterdrückungszeit T₁ auftritt und eine Impulsbreite T₂ hat, wofür T₂ < T₁ gilt, ist eine visuelle Kontrolle der Einstellung dauernd möglich, so daß eine Korrektion der Einstellung durchgeführt werden kann, während die Schaltung im Betrieb ist, da während der Zeit T₁ sowohl das Helligkeitssignal als auch die Farbsignale periodisch einen flachen Pegel aufweisen, der dem Ultraschwarzpegel entspricht, so daß während dieser Augenblicke die Möglichkeit besteht, das gesonderte Markierungssignal sichtbar zu machen.

Die aus den Röhren 46 und 47 und dem Kathodenwiderstand 48 bestehende Hilfsschaltung dient dazu, das Signal V_1n dem Signal V_y zuzuordnen. Am Widerstand 48 entsteht das Signal V_y + V_1n, das bei 49 in F i g. 7 angegeben ist. Über die Leitung 18 wird es den Röhren 1 und 2 zugeführt (s. F i g. 6).

Ist im Betrieb die Einstellung nicht richtig, so entsteht am Punkt A ein Signal, wie dies in F i g. 8 b oder 8 c angegeben ist. Bei richtiger Einstellung ergibt sich ein Signal, wie dies in F i g. 8 a angedeutet ist.

Durch Änderung der Amplitude des Markierungssignals kann man außerdem feststellen, ob die Einstellung in einem großen Teil des anzuwendenden Gitterspannungsbereichs der Röhren 1 und 2 richtig ist.

Zur Korrektion von mehr als drei Signalen können die geschilderten Schaltungen durch Zusatz der erforderlichen Schaltungen nach den F i g. 6 oder 7 erweitert werden. Es sei bemerkt, daß die Polarität der zugeführten Signale mit der beabsichtigten Anwendung zusammenhängt, aber im übrigen beliebig ist.

Die vorstehend geschilderten Schaltungen können auch für andere Zwecke benutzt werden, z. B. wenn zunächst einige Werte summiert und darauf mit einer anderen Funktion multipliziert werden sollen. Der vorstehend geschilderte Grundsatz läßt sich dabei anwenden, wenn die gewünschte Funktion mittels der Reihenschaltung der Trioden gebildet werden kann.

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Indem ,parallel zu der Pentode 5 eine oder mehrere andere (Pentoden geschaltet werden, kann auch die von diesen Pentoden gebildete Funktion ausgedehnt werden. Sind z. B. η Pentoden parallel gelegt und werden diesen Röhren die Signale V₁ ... V_n zugeführt, so wird der Gesamtanodenstrom aller Pentoden

I_n = I_al + ... /„„ = S₁₁(V₁ + ...V₁₁)

betragen.

Für die Ausgangsspannung am Punkt A findet man ein Signal

V_A=

+ ... V_n)R_1n

wobei R_a eine Funktion des den Gittern 3 und 4 zugeführten Signals ist, das nach Wahl ganz oder teilweise von einem der Signale V₁ ... V₁, oder von einem beliebigen anderen Signal abhängig sein kann.

Die Pentoden brauchen weiter nicht parallel zur Röhre 1 gelegt zu werden; sie können auch parallel zur Röhre 2 geschaltet werden, wobei trotzdem Röhre 2 die wirksame äußere Impedanz dieser Pentoden nach wie vor bedingt.

Schließlich läßt sich die Schaltungsanordnung weiter dadurch erweitern, daß nicht nur die Anzahl der Pentoden, sondern auch die Anzahl in Reihe geschalteter Trioden vergrößert wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß nicht zwei, sondern 2m Trioden paarweise in Reihe und die m Reihenschaltungen parallel geschaltet werden, wobei die Verbindungspunkte A₁ ... A_m der m Reihenschaltungen miteinander und mit der Anode der η Pentoden verbunden werden.

Auf ähnliche Weise, wie vorstehend angegeben, kann dann berechnet werden, daß

c η/ ι τ/\

V₄ =

?i + S„...S_M '

wobei S₁.. .S_M die Steilheiten der Trioden der m Reihenschaltungen bezeichnen. Werden den Reihenschaltungen die Signale V₁.. .V_M zugeführt, so ist

S₁ = γ (V₁I S_n = \ (V_n)...s_M = _T (v_M),

woraus durch vorstehende Gleichung folgt:

kW) k (V₁₁) ^ ■■■ k (V_M)

wobei V₁ ... V_n und V₁ ... V_M lineare Funktionen voneinander und/oder von anderen Veränderlichen sein können.

Statt der Entladungsröhren sind natürlich auch andere Verstärkungselemente, wie z. B. Transistoren, für diese Art von Schaltungen anwendbar.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Gammakorrektion von Farbsignalen in einem Dreifarben-Fernsehsystem mit mindestens einer Schaltungsanordnung zum Multiplizieren von zwei Funktionen, die in Form von zwei elektrischen Signalen der Schaltungsanordnung zugeführt werden, welche Schaltungsanordnung drei Verstärkungselemente enthält, von denen zwei einander parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der drei Verstärkungselemente (1, 2. 5), welche zwei (1, 2) nahezu identisch sind, in bezug auf ihre Stromdurchlaßrichtung im gleichen Sinne in Serie geschaltet sind und beide eine nichtlineare Spannungs-Strom-Charakteristik haben, und daß das eine der beiden elektrischen Signale das Helligkeitssignal (V_y) ist, das den beiden Steuerelektroden (3, 4) dieser zwei Verstärkungselemente (1, 2) in gleicher Phase zugeführt wird, während das dritte Verstärkungselement (5) parallel zu einem der in Serie geschalteten Verstärkungselemente (1,2) geschaltet ist, und daß einer Steuerelektrode (6) dieses dritten Elementes (5) das andere der beiden elektrischen Signale, das eines von drei Farbsignalen ist, zugeführt wird, und daß das Produkt, daß das korrigierte Farbsignal ist (Vr oder Vq oder Vß), dem Verbindungspunkt [A') der drei Verstärkungselemente (1,2,5) entnommen wird (F i g. 1).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei in Serie geschalteten, nahezu identischen Verstärkungselemente Trioden (1, 2) sind, wobei die Kathode der ersten Triode (1) mit der negativen Klemme und die Anode der zweiten Triode (2) mit der positiven Klemme einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, während parallel zur ersten Triode (1) das als Pentode (5) ausgeführte dritte Verstärkungselement (5) geschaltet ist und deren Anode außerdem über "einen Widerstand (7), dessen Widerstandswerte groß gegenüber dem Innenwiderstand der zweiten Triode (2) ist, gleichfalls mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle verbunden ist, und wobei jedem der Steuergitter (3,4) der Trioden (1, 2) das Helligkeitssignal (V_y) in gleicher Phase und dem Steuergitter (6) der Pentode (5) eines der drei Farbsignale zugeführt wird, und "daß das korrigierte Farbsignal den Anoden der Pentode (5) entnommen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Trioden bedingte Ausgangsimpedanz R₁, der Pentode durch die Formel

R_n = K

1 -M

gegeben ist, wobei η eine die Krümmung der nichtlinearen Spannungs-Strom-Charakteristik bestimmende Röhrenkonstante der nahezu identischen Trioden (1, 2) ist und K und H durch die Gleichstromeinstellung (22, 23, 26, F i g. 6) dieser Trioden (1, 2) bedingte Röhrenkonstanten sind, während V_ymax der Maximalwert des Helligkeitssignals V_y ist und e ein zu verändernder Parameter, der von der Form des zugeführten Helligkeitssignals V_y abhängig ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Helligkeitssignal V_y über eine Hilfsschaltung (16) den Steuergittern (3, 4) der in Serie geschalteten Trioden (1, 2) zugeführt wird, welche Hilfsschaltung (16) zwei Verstärkungselemente (9, 11) enthält, wobei der Steuerelektrode (8) des ersten Verstärkungselementes (9) das Helligkeitssignal V_y und einer Steuerelektrode (10) des zweiten Elementes (11)

ein impulsförmiges Signal V₁, mit konstanter Amplitude zugeführt wird, welche Amplitude gleich der Maximalamplitude V_ymax des Helligskeitssignals V_y ist, und wobei die Ausgänge der beiden Verstärkungselemente (9, 11) eine Impedanz (14) mit einer veränderlichen Anzapfung (15) enthalten, so daß das entnommene Signal in Abhängigkeit von der Lage dieser Anzapfung (15) mehr oder weniger eine Kombination des Helligkeitssignals V_y und des impulsförmigen Signals V_y ist, wobei dieses kombinierte Signal nach etwaiger Verstärkung den Steuergittern (3, 4) der Trioden (1, 2) zugeführt wird (F i g. 6).

5. Schallungsanordnung nach Anspruch 3, bei der das Helligkeitssignal V_y den Steuergittern der in Serie geschalteten Trioden über eine Addierschaltung zugeführt wird, welche Addierschaltung zwei Verstärkungselemente enthält, deren Ausgänge miteinander und mit einer gemeinsamen Belastungsimpedanz verbunden sind, und wobei das Helligkeitesigiial V_x. .einer 'Steuerelektrode des ersten VerstMcaangselensentes zugeföhr.t wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein iropiilsförmiges Markierangssigrtail V_n, einer Steuerelektrode des zweiten Ver-stärkarngselementes (47) dieser Addierschaltung zugeführt wird und die Markierungsimpulse des Markierungssignals V_1n in ■denjenigen Augenblicken auftreten, in denen sowohl das Helligkeitssignal V_y ails auch die Farbsignale V_R, V₀ und V_B periodisch einen Referenzpegel aufweisen, der dem Oltra&chwarzpegel entspricht, und wobei das summierte HeHdgkeilsmarkierangssignal V_y + V_n, der gemeinsamen Belastungsimpedanz (48) entnommen und der erwähnten Serienschaltung der Trioden (1, 2) zugeführt wird, um die Gleichstromeinstelteng dieser Serienschaltung während des Betriebes -zu .ermöglichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 735 615.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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