DE1271162B

DE1271162B - Schaltungsanordnung zur Regelung der Amplitude eines Videosignals

Info

Publication number: DE1271162B
Application number: DE19651271162
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emil Sennhenn
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1965-12-13
Filing date: 1965-12-13
Publication date: 1968-06-27

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04n

Deutsche KI.: 21 al - 33/50

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1271162
P 12 71 162.5-31
13. Dezember 1965
27. Juni 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Amplitude eines Videosignals. Dieses Signal wird einerseits über einen regelbaren Verstärker zum Ausgang der Schaltungsanordnung übertragen und andererseits innerhalb eines Regelkreises einer Regelstufe zugeführt. In dieser Regelstufe wird eine Regelspannung gewonnen und über ein Dämpfungsglied dem regelbaren Verstärker zugeleitet.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung ist das Dämpfungsglied derart bemessen, daß keine Regelschwingungen auftreten. Die Zeitkonstante, welche das Dämpfungsglied charakterisiert, ist somit relativ groß. Es dauert dann relativ lange, bis eine Amplitudenänderung des Signals ausgeregelt ist. Wenn es sich beispielsweise um die Ausregelung von Amplitudenschwankungen des Spitzenwertes eines Videosignals im Bereich des Weißwertes handelt, dann erscheinen auf den Bildschirmen der Fernsehempfänger (dem das Videosignal zugeführt wird) relativ große weiße Stellen, die den Bildeindruck stören. Eine derartige langsame Ausregelung ist somit nicht befriedigend.

Es wäre denkbar, das Dämpfungsglied derart zu bemessen, daß die Zeitkonstante, welche dieses Dämpfungsglied charakterisiert, relativ klein ist. Auftretende Amplitudenänderungen des Signals werden somit rasch ausgeregelt. Ein derartig bemessenes Dämpfungsglied hat jedoch den Nachteil, daß dann Regelschwingungen auftreten, die Schwankungen der mittleren Bildhelligkeit bewirken und somit unerwünscht sind.

Eine rasche Ausregelung auftretender Amplitudenänderungen und eine große Stabilität der Regelschaltung (keine Regelschwingungen) sind somit sich einander widersprechende Forderungen. Die Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der auftretende Amplitudenänderungen rasch ausgeregelt werden, ohne daß Regelschwingungen zu befürchten sind.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterschieden. Ein erster Betriebszustand ist dann gegeben, wenn sich die Amplitude des zum Ausgang übertragenen Signals erheblich von einem vorgegebenen Sollwert unterscheidet. Der zweite Betriebszustand liegt dann vor, wenn die Amplitude des geregelten Signals nahezu gleich dem vorgegebenen Sollwert ist.

Erfindungsgemäß wird die Dämpfung des Regelkreises während der Dauer des ersten Betriebszustandes in an sich bekannter Weise durch das

Schaltungsanordnung zur Regelung
der Amplitude eines Videosignals

Anmelder:

Fernseh G. m. b. H.,

6100 Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Emil Sennhenn,
6100 Darmstadt-Arheilgen

Dämpfungsglied bewirkt, wogegen während der Dauer des zweiten Betriebszustandes ein zusätzliches Dämpfungsglied automatisch derart hinzugeschaltet wird, daß der Regelkreis während der Dauer dieses

ao zweiten Betriebszustandes durch die kombinatorische Wirkung des Dämpfungsgliedes und des zusätzlichen Dämpfungsgliedes bedämpft wird.

Die Regelspannung kann grundsätzlich in Abhängigkeit von der Spitzenamplitude und/oder in Abhängigkeit vom Mittelwert des Signals abgeleitet werden. Es ist dabei denkbar, daß nur ein gewisser Amplitudenbereich des Signals zur Ableitung der Regelspannung herangezogen wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Regelspannung in Abhängigkeit von den Spitzenwerten (Weißwert oder Schwarzwert) des Videosignals abgeleitet, und mittels dieser Regelspannung werden die Spitzenwerte periodisch wiederkehrender Signalabschnitte auf einen konstanten Wert geregelt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein steuerbarer Widerstand in Abhängigkeit von den Spitzenamplituden des Videosignals derart gesteuert, daß die Zeitkonstante des zusätzlichen Dämpfungsgliedes während der Dauer des ersten bzw. zweiten Betriebszustandes relativ klein bzw. relativ groß ist. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 4 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung, Fig. 2 ein Dämpfungsglied,
F i g. 3 Darstellungen mehrerer Regelspannungen, F i g. 4 Videosignale, deren Spitzenamplitude geregelt werden soll.

Die bekannte Schaltungsanordnung nach F i g. 1 besteht im wesentlichen aus einem regelbaren Ver-

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stärker 1, ferner aus einer Ausgangsstufe 2 (nach Art Um eine rasche Ausregelung zu bewirken, ohne

einer Signalverteilerstufe), einer Regelstufe 3 und aus daß Regelschwingungen entstehen, wird bei dem

einem Dämpfungsglied 4. Über Klemme 5 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung außer dem

Videosignal C zugeführt, dessen Spitzenamplitude vor- Dämpfungsglied 9 das zusätzliche Dämpfungsglied 14

aussetzungsgemäß nicht konstant ist und daher im 5 verwendet. Damit ergibt sich die Regelspannung B

Verstärker 1 mittels einer über Klemme 6 zugeführ- (Fig· 3 rechts). Ab den Zeitpunkten t bzw. If werden

ten Regelspannung A geregelt werden soll. Vom Aus- Änderungen der Spitzenamplitude rasch ausgeregelt,

gang des Verstärkers 1 wird das Videosignal F über ohne daß nennenswerte Regelschwingungen auf-

die Ausgangsstufe 2 und über Klemme 7 an Fernseh- treten.

empfänger (nicht dargestellt) weitergeleitet und auf io Das in F i g. 4 dargestellte Videosignal C besteht deren Bildschirmen sichtbar gemacht. Außerdem aus Bildsignalanteilen, Austastsignalanteilen und wird das Videosignal der Ausgangsstufe 2 an die eventuell auch aus Synchronsignalanteilen. Dieses Regelstufe 3 abgegeben, in welcher in bekannter Videosignal C wird über Klemme 5 der Schaltungs-Weise eine Regelspannung abgeleitet wird, die von " anordnung nach Fig.l zugeführt. Es wird vorausden Spitzenwerten (Weißwerten) des Videosignals 15 gesetzt, daß sich die Spitzenamplitude s wesentlich abhängig ist. ändern kann, so daß die Spitzenamplitude / erreicht

Fig. 2 zeigt das Dämpfungsglied 4 in ausführ- wird. Dabei ist / = 2s. Das SignalD stellt die Hülllicherer Darstellung. Es ist einerseits über Klemme 8 kurve der Spitzenwerte des Videosignals C in abgean die Regelstufe 3 und andererseits über Klemme 6 ändertem Zeitmaßstab dar. Es wird angenommen, an den Verstärker 1 angeschlossen. Ein bekanntes 20 daß sich die Spitzenamplitude s im Zeitpunkt ti Dämpfungsglied 9 besteht nur aus dem Widerstand sprungartig erhöht und im Zeitpunkt t3 sprungartig 11 (7,5 kOhm) und aus dem Kondensator 12 (25 μ¥), erniedrigt. Das Signal E stellt die Hüllkurve der Spitso daß der Schaltungspunkt 13 dann direkt an zenwerte des Signals F (nicht eingezeichnet) dar. Die-Klemme 6 angeschlossen wäre. Bei dem Ausfüh- ses Videosignal F besteht ebenfalls aus Bildsignalrungsbeispiel der Erfindung ist jedoch ein zusatz- 35 anteilen, Austastsignalanteilen und eventuell auch liches Dämpfungsglied 14 vorgesehen, bestehend aus aus Synchronsignalanteilen und wird über Klemme 7 den beiden Transistoren 15 (der Type SFT 229), 16 der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 abgegeben, (der Type 2 N 930) entgegengesetzter Leitfähigkeits- Nach der sprunghaften Erhöhung der Spitzentypen und aus dem zusätzlichen Kondensator 17 amplitude im Zeitpunkt ti (s. Signale D und E) wird (25 jxF). Die Emitter der beiden Transistoren 15 und 30 zunächst—ausgehend von der Spitzenamplitude s' — 16 sind an die Basis eines Transistors 18 angeschlos- die Spitzenamplitude vermindert, so daß bereits vor sen, der mit dem Widerstand 19 einen Impedanz- dem Zeitpunkt i3 die Spitzenamplitude s erreicht wandler 21 bildet, dessen Ausgang über Klemme 6 wird. In ähnlicher Weise wird die im Zeitpunkt t3 mit dem Verstärker 1 verbunden ist. erfolgende sprungartige Verminderung der Spitzen-

Fi g. 3 zeigt links Darstellungen von Regelspan- 35 amplitude ausgeregelt und wieder der Sollwert s er-

nungen A, wie sie bei alleiniger Verwendung des be- reicht.

kannten Dämpfungsgliedes 9 (nur bestehend aus dem Beim Betrieb der Schaltungsanordnung nach Widerstandll und dem Kondensator 12) abgeleitet Fig. 1 werden zwei Betriebszustände unterschieden, werden. Unter der Voraussetzung, daß der Wider- Der erste Betriebszustand ist dann gegeben, wenn die stand 11 und der Kondensator 12 derart groß bemes- 40 Spitzenamplitude des Ausgangs-Videosignals F kleisen sind, daß sich eine große Zeitkonstante ergibt ner als ein erster Schwellwert Ql oder größer als ein und keine Regelschwingungen auftreten, gilt der voll zweiter Schwellwert Q 1 ist. In diesem Fall untereingezeichnete Kurvenzug der Regelspannung A. Im scheidet sich somit die Spitzenamplitude des Video-Zeitpunkt t steigt die Amplitude der Regelspannung.4 signals F sehr wesentlich vom Sollwert s. Dieser erste somit sprunghaft an, wenn man kurz zuvor eine 45 Betriebszustand ist ab dem Zeitpunkt ti bis ti und sprunghafte Änderung der Spitzenamplitude des ab dem Zeitpunkt i3 bis t4 gegeben. Der zweite BeVideosignals annimmt. Bei einer derartigen Bemes- triebszustand ist dann gegeben, wenn die Spitzensung des Dämpfungsgliedes 9 dauert es relativ lange, amplitude des Ausgangs-Videosignals größer als der bis die Änderung der Spitzenamplitude des Video- erste Schwellwert Ql, aber kleiner als der zweite signals ausgeregelt ist. In ähnlicher Weise fällt die 50 Schwellwert Q 2 ist. In diesem Fall ist die Spitzen-Amplitude des Regelsignals ^4. im Zeitpunkt*' sprung- amplitude des Videosignals nur unwesentlich kleiner artig ab, wenn kurz zuvor eine sprungartige Vermin- oder größer als der Sollwert s. Dieser zweite Betriebsderung der Spitzenamplitude des Videosignals einge- zustand ist ab dem Zeitpunkt ti bis £3 und ab dem treten ist. Auch in diesem Fall dauert es relativ lange, Zeitpunkt f 4 gegeben.

bis die Änderung der Spitzenamplitude des Video- 55 Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach signals ausgeregelt ist. Eine derartige langsame Aus- F i g. 1 wird nunmehr an Hand des in F i g. 2 dargeregelung ist im allgemeinen nicht erwünscht. stellten Dämpfungsgliedes und an Hand der in Es wäre denkbar, den Widerstand 11 und den Fig. 4 dargestellten Signale beschrieben. Während Kondensator 12 relativ klein zu bemessen, so daß das der Dauer des ersten Betriebszustandes hat der Emit-Dämpfungsglied 9 durch eine kleine Zeitkonstante 60 terinnenwiderstand der Transistoren 15 oder 16 charakterisiert wird. Änderungen der Spitzenampli- einen relativ kleinen Betrag, so daß sich eine kleine tude werden nunmehr (auch bei Verwendung des Zeitkonstante (0,25 msec) ergibt und die Regelzeit-Dämpfungsgliedes 9 ohne zusätzliches Dämpfungs- "konstante des Regelkreises (1,2, 3, 4,1 nach Fig. 1) glied 14) schnell ausgeregelt, so daß sich der ge- im wesentlichen durch die Bemessung des Widerstanstrichelt dargestellte Verlauf der Regelspannung A 65 des 11 und des Kondensators 12 bestimmt wird, ergibt. Dabei entstehen jedoch Regelschwingungen, Diese Zeitkonstante (etwa 0,2 see) ist klein, so daß die Schwankungen der mittleren Bildhelligkeit bewir- Änderungen des Spitzenwertes relativ rasch ausgeken und daher unerwünscht sind. ' regelt werden. Während der Dauer des ersten Be-

triebszustandes wird somit die Regelzeitkonstante des Regelkreises durch die Umladung des Kondensators 17 kaum beeinflußt. Dabei werden die Transistoren 15 und 16 von der Basis her in Abhängigkeit vom Potential des Schaltungspunktes 13 gesteuert. Das Potential des Schaltungspunktes 13 ist aber vom Spitzenwert des Videosignals abhängig. Wenn der Spitzenwert des Videosignals beispielsweise größer als der zweite Schwellwert Q2 ist (wie ab dem Zeitpunkt ti bis ti nach Fig.4), dann entsteht eine relativ große positive Basis-Emitter-Spannung, wodurch in weiterer Folge der Emitterinnenwiderstand des Transistors 16 sehr klein und die Zeitkonstante des Dämpfungsgliedes 14 ebenfalls sehr klein ist. Wenn der Spitzenwert des Videosignals beispielsweise kleiner als der erste Schwellwert Q1 ist (wie ab dem Zeitpunkt t3 bis t4, dann ist die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren 15 und 16 negativ und relativ groß, so daß der Emitterinnenwiderstand des Transistors 15 und damit auch die Zeitkonstante des ao Dämpfungsgliedes 14 sehr klein ist.

Während der Dauer des zweiten Betriebszustandes kann die Zeitkonstante des Dämpfungsgliedes 14 bis zu mehreren Sekunden ansteigen, so daß nicht nur das Dämpfungsglied 9, sondern zusätzlich auch das Dämpfungsglied 14 die Regelzeitkonstante des Regelkreises beeinflußt. Wenn der Spitzenwert des Videosignals größer als der erste Schwellwert und kleiner als der zweite Schwellwert ist, dann ist die Basis-Emitter-Spannung an den Transistoren 15, 16 nahezu OVoIt, so daß keiner der Emitterinnenwiderstände der Transistoren 15, 16 relativ klein ist, sondern der kleinste von beiden noch relativ groß ist. Die Zeitkonstante des Dämpfungsgliedes 14 ist damit während der Dauer des zweiten Betriebszustandes erheblieh größer als während der Dauer des ersten Betriebszustandes. Während der Dauer des zweiten Betriebszustandes wird somit die Dämpfung erheblich vergrößert, wodurch Regelschwingungen unterbunden werden. Da der durch die Emitter der Transistoren 15 bzw. 16 fließende Strom proportional dem Emitterinnenwiderstand ist, soll dieser Strom nicht allzu groß werden. Deshalb sind die Emitter der Transistoren 15, 16 an die Basis des Transistors 18 angeschlossen, der mit dem Widerstand 19 den Impedanzwandler 21 bildet.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Regelung der Amplitude eines Videosignals, welches einerseits über- einen regelbaren Verstärker zum Ausgang der Schaltungsanordnung übertragen wird und welches andererseits innerhalb eines Regelkreises einer Regelstufe zugeführt wird, in der eine Regelspannung gewonnen und über ein Dämpfungsglied dem regelbaren Verstärker zugeleitet wird, wobei ein erster Betriebszustand oder ein zweiter Betriebszustand dann gegeben ist, wenn sich die Amplitude des zum Ausgang übertragenen Signals mehr bzw. weniger von einem vorgegebenen Sollwert unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung des Regelkreises (1, 2, 3, 4, 1) während der Dauer des ersten Betriebszustandes in an sich bekannter Weise im wesentlichen durch das Dämpfungsglied (9) bewirkt wird, wogegen während der Dauer des zweiten Betriebszustandes ein zusätzliches Dämpfungsglied (14) automatisch derart hinzugeschaltet wird, daß der Regelkreis während der Dauer dieses zweiten Betriebszustandes durch die kombinatorische Wirkung des Dämpfungsgliedes (9) und des zusätzlichen Dämpfungsgliedes (14) bedämpft wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Hinzuschaltung des zusätzlichen Dämpfungsgliedes (14) in Abhängigkeit von der Amplitude des Signals bewirkt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Widerstand (15, 16) vorgesehen ist, der in Verbindung mit einem zusätzlichen Kondensator (17) das zusätzliche Dämpfungsglied (14) bildet, und daß dieser steuerbare Widerstand (15, 16) in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals derart gesteuert wird, daß die Zeitkonstante des zusätzlichen Dämpfungsgliedes (14) während der Dauer des ersten bzw. zweiten Betriebszustandes relativ klein bzw. relativ groß ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Widerstand aus zwei Transistoren (15, 16) entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen gebildet wird, daß die Basen dieser beiden Transistoren (15, 16) an den Widerstand (11) des Dämpfungsgliedes (9) angeschlossen sind, daß die Kollektoren der beiden Transistoren (15, 16) an je einen Pol einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind und daß die Emitter der beiden Transistoren (15, 16) an eine Belegung des zusätzlichen Kondensators (17) angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der beiden Transistoren (15,16) mit dem Eingang eines Impedanzwandlers (21) verbunden sind und daß der Ausgang (6) des Impedanzwandlers (21) an den regelbaren Verstärker (1) angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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