DE1762353B2 - Gammakorrekturschaltung mit variablem gamma fuer ein fernseh-videoeingangssignal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gammakorrekturschaltung mit variablem Gamma für ein Fernseh-Videoeingangssignal, mit einem Transistor, dessen Emitter-Basis-Strecke derart gesteuert wird, daß eine als nichtlineares Signal bezeichnete Spannung entsprechend einem Eingangssignal, versehen mit einem Gamma, erzeugt wird und mit Schaltungen zur Zusammenführung des nichtlinearen Signals mit einer als lineares Signal bezeichneten Spannung, die das Eingangssignal unverzerrt reproduziert.

Wenn man ein Fernsehsystem mit einem Sender und einem Empfänger, ein zu übertragendes Objekt und das Bild dieses Objektes in dem Empfänger voraussetzt, kann man eine Kurve zeichnen, die die Luminanz der Bildpunkte in Abhängigkeit von der Luminanz der entsprechenden Objektpunkte darstellt und allgemein den Einfluß des Sender-Empfänger-Systems auf die Luminanz des übertragenen Bildes kennzeichnet.

Das Gesamt-Gamma der Sender-Empfängeranordnung oder γ kann durch diese Kurve definiert werden. Wenn O_n die Luminanz eines Punktes des zu übertragenden Objektes und /„ die Luminanz des entsprechenden Punktes des empfangenen Bildes darstellt, ist der Wert von Gamma folgendermaßen gegeben:

T ~

log I₂ - log I₁
log O₂ - log 0,

Anders ausgedrückt: Wenn die Kurve »Luminanz des Bildes in Abhängigkeit von der Luminanz des Objektes« in logarithmischen Koordinaten dargestellt ist, ist das Gesamt-Gamma die Steigung der Tangente an diese Kurve in jedem Punkt.

Die Kurve /„ = / CO_n) hat annähernd die Form /„= K (O_n) oder

log = I_n = γ · log O_n + log K.

Dabei ist K ein Proportionalitätskoeffizient, der von dem Luminanzverstärkungsgrad der Sender-Empfänger-Anordnung abhängt. Das Gesamt-Gamma kann daher durch die Steigung der Geraden definiert werden, die log /„in Abhängigkeit von log O_n darstellt.

Ferner definiert man in üblicher Form ein Gamma bei der Analyse γ α und ein Gamma bei der Synthese y_s, die sich mit dem Gamma der entsprechenden Bildaufnahme· und Wiedergaberöhren vermischen und deren Wert von der Linearität der Kennlinie dieser Röhren abhängt, s Für die Bildaufnahmeröhren ist y_A maximal gleich 1 und kann geringere Werte annehmen. Demgegenüber ist für die Bildwiedergaberöhren y_s stets größer als 1 au> Gründen der Verbesserung des Rauschabstandes beim Empfang. Im allgemeinen ist der Wert von y_s mindestens ι ο gleich 2. Der in gewissen Bildwiedergaberöhren erreichte Maximalwert ist 2,5.

So kann sich das Gesamt-Gamma, das bei Abwesenheit einer Korrektur gleich dem Produkt γ_Α ■ y_s ist, entsprechend den Geräten von 1 bis 2,5 ändern. Für eine ι s gute Wiedergabe, die die Kontraste einhält und keine Farbverschiebungen mit sich bringt, muß das Gesamt-Gamma jedoch gleich 1 sein. Es muß dnher eine Gammakorrektur eingeführt werden, so daß gilt:

Y = Ya Yc- Ys = 1.

Dafür führt man in den Fernsehkanal einen Verstärker ein, dessen Übertragungsfsfunktion dazu führt, daß:

V_s = (Ve)K wobei y -■

Vs = Ausgangsspannung = y

Ve = Eingangsspannung = χ

y_c = Gammader Korrekturschaltung.

Das Gamma der Korrekturschaltung muß sich zwischen 1 und

Va

= 0,4

ändern können.

Es gibt bereits verschiedene Gammakorrekturschaltungen, die es ermöglichen, Kurven y = f(x) zu erhalten, die sich der idealen Kurve y = x? nähern.

Neben Korrekturschaltungen, die die Korrekturkurve x = f(x) aus geraden Streckenabschnitten zusammensetzen (FR-PS 13 92 117) ist auch eine Korrekturschaltung mit variablem Gamma entsprechend der einleitend angegebenen Gattung bekannt (GB-PS 10 09 589). Mit der bekannten Schaltung läßt sich die Gammakorrektur nur schlecht auf den gewünschten Wert einstellen, da hierzu das lineare Signal und das nichtlineare Signal mit variablem Gamma in jeweils festen Verhältnissen kombiniert werden und eine Änderung des Gatr.makorrekturwertes des nichtlinearen Signals zugleich auch dessen Maximalwert beeinflußt, ohne daß (wie an sich erforderlich) auch der Maximalwert des linearen Signals in entsprechender Weise beeinflußt würde. Des weiteren ist die bekannte Schaltung wenig temperaturstabil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gammakorrekturschaltung der einleitend angegebenen Gattung dahingehend weiterzubilden, daß sich der gewünschte Gammakorrekturwert in einfacher Weise genau einstellen läßt und weitgehend temperaturstabil ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Verstärkerstufe hoher Innenimpedanz vorgesehen ist, an deren Eingang das Videoeingangssignal ^ anliegt und deren Ausgang den Emitter des Transistors stromsteuert, dessen Basis an Masse liegt, an dessen Emitter das nichtlineare Signal erscheint und dessen Kollektor über einen Widerstand mit Masse verbunden ist und das lineare Signal liefert, wobei der Wert des Widerstandes derart bestimmt ist, daß für den maximalen Wert des Eingangssignals das nichtlineare und das lineare Signal den gleichen Wert haben und daß die Schaltungen zur Zusammenführung der Signale die Summe aus dem nichtlinearen und dem linearen Signal mit jeweils variablen Koeffizienten bilde».

Bei dieser Schaltung wird das variable Gamma durch die Kombination des linearen Signals mit dem nichtlinearen Signal mit festem Gammawert in jeweils einstellbaren Verhältnissen erhalten, wobei diese beiden Signale denselben Maximalwert für den Maximalwert des Eingangssignals haben. Durch die Verstärkerstufe hoher Innenimpedanz wird der das nichtlineare Signal liefernde Transistor stromgesteuert, wodurch die Temperaturabhängigkeit dieses nichtlinearen Signals gering bleibt

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Schaltung sind in den Unteransprüchen angegeben. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung schematisch verein facht und in Verbindung mit erläuterndem Signaldia gramm dargestellt Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild der Gammakorrekturschaltung,

Fig.2 Signaldiagramme an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. I,

F i g. 3 den Verlauf der Kennlinie V = f(l) einer Halbleiterschicht,

Fig.4 den Verlauf der theoretischen Kurven y — Xf · i \m Vergleich zu dem verwendeten Teil der Kennlinie V = f(l),

F i g. 5 Wellenformen, die ein Erklären einer Funktion der erfindungsgemäßen Gammakorrekturschaltung ermöglichen,

F i g. 6 und 7 ein teilweises Übersichtsschema der erfindungsgemäßen Gammakorrekturschaltung.

In F i g. 1 ist schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gammakorrekturschaltung dargestellt. Das beispielsweise von einer Bildaufnahmekamera ausgehende zu korrigierende Videosignal liegt an der Schaltung an der Eingangsklemme E an. An der Ausgangsklemme S erscheint das Ausgangssignal, das annähernd nach der im vorhergehenden erwähnten Gesetzmäßigkeit V₅ = V?c korrigiert wurde, wobei y = xtl; y_o das gesamte Gamma der dargestellten Korrekturschaltung beispielsweise zwischen 0,4 und 1 einstellbar ist

Die in verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 1 abgenommenen und in F i g. 2 dargestellten Wellenformen zeigen den Verlauf des Signals in verschiedenen Punkten der Schaltung für ein Videosignal x(t) = Art, das sich progressiv von »Schwarz« nach »Weiß« beispielsweise im Lauf einer Zeile ändert, wie dies die Kurve x(t) der F i g. 2 zeigt, deren oberer Teil Schwarz und deren unterer Teil — Spitze des Sägezahns — Weiß entspricht Die senkrechten gestrichelten Linien in der F i g. 2 begrenzen die Breite einer Zeile.

Das Videosignal χ = kt liegt an einer ersten Schaltung 1 über eine Pegelhalteschaltung, die den Pegel von Schwarz auf einem gegebenen Wert mittels einer bei It angelegten Spannung hält. Das Signal, dessen Gleichkomponente auf diese Weise festgelegt ist, liegt an der Basis des in üblicher Form vorgespannten Transistors 12 an. Die Buchstaben N und P stellen jeweils in allen Figuren negative und positive Vorspan nungen dar. Der zwischen dem Kollektor des Transi-

stors 12 und dessen Vorspannung Λ/ liegende Widerstand 13 hat einen sehr hohen Wert, damit der Transistor als Stromgenerator dient und einen Strom i für die Schaltung 2 liefert, an die er über einer Diode 14 angeschlossen ist. Letztere ist derart vorgespannt, daß sie leitet, sobald das Videosignal x\(t) [in Gegenphase mit x(t)\ an dem Kollektor des Transistors 12 größer als der Pegel von Schwarz ist, und daß sie für Schwarz gesperrt ist. Auf diese Weise wird nur das Nutz-Videosignal korrigiert. Der Wert des die Diode durchfließenden Maximalstroms, der dem Pegel von Weiß des Videosignals entspricht, wird durch Änderung der Amplitude des an der Basis des Transistors 12 liegenden Videosignals oder durch Wahl der Werte der Widerstände 15 und 17 eingestellt.

Die Dioden 16 gewährleisten für die Schaltung 1 eine bessere Temperaturstabilität. Äquivalente Temperaturstabilisierungsvorrichtungen sind bei den anderen Schaltungen vorgesehen, jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt, um diese nicht unnötig kompliziert zu machen.

Der einen Strom / liefernde Ausgang der Diode 4 ist mit dem Emitter eines Transistors 21 der Schaltung 2 verbunden. Dieser über Widerstände 22 und 23 durch die Spannungen P und N vorgespannte Transistor wird als »Gammakorrekturtransistor« bezeichnet, denn er liefert das Signal von x⁰·⁴ und das Signal von X sowie die für diese Korrektur notwendige Amplitude. Dafür ist er in Basisschaltung geschaltet. Seine Basis liegt direkt an Masse, und sein Kollektor liegt über einen Widerstand 24 an Masse. Er hat zwei grundlegende Aufgaben. Einerseits spielt seine Emitter-Basis-Schicht die Rolle einer Halbleiterschicht gegenüber dem durch die Diode 14 übertragenen Strom i. Die an den Klemmen dieser Schicht, d. h. am Emitter des Transistors 21, da ja dessen Basis an Masse liegt, erscheinende Spannung ν ist daher Funktion der Kennlinie V «= [(I) dieser Schicht. Nun nähert sich diese Kennlinie, obgleich sie nicht das gleiche Änderungsgesetz wie die gesuchte Kurve y = x°^A aufweist dieser gesuchten Kurve sehr nahe und dies insbesondere unter gewissen Anwendungsbedingungen, die im folgenden näher beschrieben werden. Das am Emitter des Transistors 21 abgenommene Signal yi hängt daher von dem Eingangssignal Af₁ etwa nach dem Gesetz y_t «= χι⁰·⁴ ab. Das Sägezahnsignal x\(i) ist so in ein Signal yt{t) transformiert, dessen Verlauf durch die Kurve yi{t)\n F i g. 2 dargestellt ist und das das erste in gleichbleibender Form korrigierte Signal (wie im vorhergehenden erwähnt) ist.

Andererseits spielt der Transistor 21 die Rolle eines Linearverstärkers mit einem Verstärkungsgrad, der etwa gleich 1 ist. Die an den Klemmen des Widerstandes 24, d. h. an dem Kollektor des Transistors abgenommene Spannung yc(t) hat die gleiche Form wie die Spannung x\(t), d. h. eine Sägezahnform. Die Spannung yc(t) ist in F i g. 2 in Strichpunktlinien in dem gleichen Diagramm wie die Kurve ye(t) dargestellt und ist das zweite nicht korrigierte Signal (wie im vorhergehenden erwähnt).

Die Gleichheit der Amplituden dieser beiden Signale yeft)una yc(t) wird durch Einstellung des Widerstandes 24 erreicht.

So ist dank dieses Oammakorrekturtransistors und seiner Doppelrolle der durch die Schaltung 1 gelieferte und den Transistor durchquerende Strom genutzt, während die beiden Signale, deren Kombination eine veränderliche Gammakorrektur ermöglicht, in einfacher Form ausgearbeitet sind.

Die Anwendungsbedingungen einer Halbleiterschicht für das Ausarbeiten eines durch *w korrigierten Signals mit γ, = 0,4 in dem beschriebenen Beispiel wird im folgenden mittels der Fig.3 beschrieben, die den Verlauf der Kennlinie V = f(l) einer solchen in Durchlaßrichtung verwendeten Schicht, d. h. mit positiven Strömen und Spannungen, darstellt.

Diese Anwendungsbedingungen der Schicht ergeben sich daraus, daß ihre Kennlinie V = f(l) einen ίο bestimmten Bereich aufweist, in der die der Kurve y = xfi am nächsten liegt. Dieser Bereich ist begrenzt durch /o< /< W, und durch V₀S V< VW und bestimmt durch den Parameter

¹ Ma.x

wodurch der Kennlinienteil BC bestimmt ist. Die Wahl dieses optimalen Kurventeils wird durch folgende Betrachtungen vereinfacht. Wie F i g. 3 zeigt, gilt:

/MaA- /0

Δ KMaA	Δ	V =	V-	Vo und Δ Ims
ebenso wie:
		Voundd/ =

/- I₀.

Mit der üblichen Gesetzmäßigkeit V = f(l) einer Halbleiterschicht kann man daraus leicht die folgende Funktion:

-IK

Max

ableiten, die von dem Parameter

P =

abhängt.

Der optimale Teil der zu verwendenden Kennlinie V - ((I) ist so durch die Wahl dieses Parameters ρ bestimmt. Diese Wahl wird dadurch durchgeführt, daß die erwünschte ideale Kurve y ·= xri mit der Kurvenschar

W I V₁

Max

^Λ1

verglichen wird.

Um den Parameter ρ auf den so bestimmten Wert einzustellen, stellt man /0 durch den Widerstand 22 und Δ Im,, und daher Im,, durch den äquivalenten Widerstand des Emitters des Transistors 12 und daher durch die Widerstände IS und 17 ein.

S3 Die so entwickelten Signale y^t) und y_c(t) werden nun jeweils an die Basis eines der beiden Transistoren 31 und 32 angelegt, die den Differenzverstärker 3 bilden. Dieser Verstärker üblicher Art liefert ein Signal, das proportional der Differenz der beiden an ihm anliegenden Signale ye(t) und y_c(t) ist Diese Differenz Ist in der unteren Kurve der F i g. 2 dargestellt. Das an dem Kollektor des Transistors 31 abgenommene Signal hat daher die Form x«-* und befindet sich in Gegenphase mit den Signalen y^f;und y_c(t)

fts Ferner liegt das Signal jtfij von χ an der Basis eines Phasenumkehrtransistors 4. Das an dem Kollektor dieses Transistors abgenommene Signal ist daher in * und weist gleiches Vorzeichen gegenüber dem Bezugs-

pegel (Pegel von schwarz) wie das Signal von x⁰·⁴ - χ am Ausgang des Differenzverstärkers 3 auf.

Das von dem Differenzverstärker 3 ausgehende Signal in χ°·⁴-χ liegt dann an den miteinander verbundenen Emittern der beiden Transistoren 51 und 52, die einen Verstärker 5 mit veränderlichem Verstärkungsgrad bilden. Die Anordnung der Vorspannungswiderstände und des einstellbaren Potentiometers 53 ermöglicht es, den Verstärkungsgrad dieses Verstärkers 5 zwischen 0 und 1 zu ändern. Das an dem Kollektor des Transistors 52 abgegebene Signal hat daher die Form A(x°^A-x) mit 0<A< 1 und besitzt das gleiche Vorzeichen wie das am Eingang des Verstärkers 5 liegende Signal in x⁰·⁴ - x.

Andererseits ist der Kollektor des Umkehrtransistors 4 mit dem Kollektor 52 des Verstärkers 5 verbunden. Das an der Ausgangsklemme S der Gammakorrekturschaltung abgenommene Signal hat die Form

A(x°<-x) + χ = y = Λλ⁰·⁴ + (1 -A)x.

Es genügt daher, die Einstellung des Potentiometers 53 zu ändern, um den Bruchteil des dem Signal in χ hinzugefügten Signals in x°^A zu ändern. Das Ausgangssignal y schwankt daher zwischen y = x°⁴für A -< 1 und y = χ für A = 0. Die beschriebene Schaltungsanordnung führt daher eine Gammakorrektur nach der Gleichung y =» x>'< aus, wobei y,- zwischen 0,1 und 1 veränderlich sind.

Ein zusätzlicher Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß die Regelung von y_c durch ein allein gleichstromgespeistes Potentiometer 53 durchgeführt werden kann.

Diese Regelung ist einfach und kann ferngesteuert werden. Tatsächlich kann das Potentiometer 53 von der Schaltungsanordnung entfernt werden und mit ihr durch eine Verbindungsleitung beliebiger Länge verbunden werden, die die Vorspannung an sie liefert.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Gammakorrekturschaltung liegt darin, daß die Eingangsschaltung 1 ein Stromgenerator mit großer Impedanz ist. Dies ermöglicht das Anlegen von Impulsen, die negativ gegenüber dem Pegel von Schwarz sind, an den Kollektor des Transistors 12 zwischen den Nutzteilen des durch einen Sägezahn dargestellten Videosignals. Das Anlegen derartiger Impulse ermöglicht es, das Grundrauschen zwischen den Sägczähnen zu untcrdrükken und eine beseitigte StörunterdrUckungsschwcllc voider Gammakorrektur zu haben.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die Verwendung der Kennlinie V - f(l) einer Halbleiterschicht, um die Kurve y «■ #< und beispielsweise x⁰·⁴ herzustellen.

Zunächst wird der sich beim Gleichsetzen der beiden Kurven V - f(l) und y - x°^A und aufgrund der stärkeren Krümmung der Kurve y - x⁰·⁴ für geringe Werte von χ ergebende Fehler untersucht.

Es wird schnell deutlich, daß es nutzlos ist, die Ku ve y - *°·⁴ für diese geringen Werte von χ zu reproduzieren zu versuchen. Wenn man beim Empfang von Fernsehbildern die Anwesenheit von sowohl innerhalb des Empfangers vorhandenen (Diffusion, Reflexion) als auch außerhalb vorhandenen (Umgebungslicht) Störlichtstärken voraussetzt, reicht es im allgemeinen tatsächlich aus, das Bild mit einem beispielsweise auf 60 begrenzten Kontrastfaktor zu reproduzieren. Dieser Wert des Kontrastfaktors bestimmt einen Grenzwert x_mt„ der Eingangssignale x. unterhalb dem es nutzlos ist, die Kurve y = x°^A perfekt wiederzugeben. So ist x,_mK der Maximalwert des Eingangssignals

^XMax

Ferner ergibt sich auf dem Pegel schwarz des Bildes daher für geringe Werte von χ eine bedeutende Überverstärkung des Grundrauschens proportional zur

ι ο Ableitung von y = f(x). Es ist daher wünschenswert, daß der verwendete Differenzverstärkungsgrad kleiner ais der theoretische Differenzverstärkungsgrad ist, der sich einstellt, wenn die Kurve V = /(/^kleiner als y = x°^A ist.

Der den Relativfehler ergebende Vergleich der theoretischen Kurve y = x⁰·⁴ und der praktischen Kurve V = f(l) wird durchgeführt, in dem die beiden Kurven gemischt werden. Das Diagramm der F i g. 4, das grob den Verlauf der Kurven y = λ⁰·⁴, y = x²·⁵ und V = f(l) darstellt, ermöglicht es, daß durch diesen Relativfehler gegebene Problem zu erklären. Die Kurve y = x™ stellt den maximalen Fehler von Gamma dar, der wie im vorhergehenden ausgeführt, auf einem Fernsehkanal erreicht werden kann. Die Kurve y ■= x⁰·⁴ stellt die durchzuführende Korrektur für solch einen Fehler dar.

Allein der Teil zwischen Ursprung und dem Punkt M, wo diese Kurven die Kurve y = χ schneiden, ist zu betrachten. Tatsächlich ist die Kurve y — x²·⁵ außerhalb des Punktes Munterhalb der Kurven = x, was in einem Fernsehkanal physikalisch nicht möglich ist.

jo Die Kurve V - f(l) geht durch den Punkt O, der nicht der Ursprung ist, sondern dem Punkt B der Fig.3 entspricht. Durch die Sterke Krümmung der Kurve y - x⁰·⁴ für geringe Werte von χ schneider diese Kurve die Kurve V ·· f(l) in einem Punkt wie L.

.15 Der auf die Verwendung der Kurve V =■ f(l) zum Bilden der Funktion y - x°^A zurückzuführende relative Fehler ist für geringe Werte von χ bedeutender als für die großen:

.Vi

selbst wenn &y\ und dy? benachbart sind. Eine Lösung, die die Genauigkeit der Korrektur für geringe Werte von .v zu verbessern und daher diese Genauigkeit für die verschiedenen Werte von χ gleichmäßig zu machen erlaubt, besteht darin, die gesamte Kurve V ·■ f(l) zu verschieben, um sie besser mit der Kurve y - χ?* an Ihrem Anfang zusammenfallen zu lassen. Dies kann durchgeführt werden, indem der Strom, der die Emitter-Basis-Schicht des Transistors 21 durchquert und das Videosignal darstellt, ein konstanter Strom während der Nutzteile des Videosignals derart hinzuge-

fügt wird, daß das in F i g. 3(a) dargestellte Signal yt(t)in ein in Fig.3(b) dargestelltes Signal umgeformt wird, dessen Amplitude während der Nutzperlode größer als die des in Fig.S(a) dargestellten Signals ist. In den F i g. 5(a). 3(b) und 3(c) ist Vdas Nutz·Videosignal. Sudie

Ao Unterdrückungsperiode und R eine den drei Figuren gemeinsame Achse, die als Bezug dient

Die gewünschte Verschiebung der Kurve V - f(i) kann leicht unterschiedlich durch eine Methode erreicht werden, deren Durchführung in der Praxis einfacher ist.

Dafür bleibt das Nutz-Videosignal V gegenüber R unverändert und auf dem Pegel der Unterdrückungsperlode und ist gegenüber R wie in Fig.3(c) dargestellt abgesenkt.

70ΘΒ29/18β

Dies kann auf zwei Arten einfach durchgeführt werden. Entweder werden an den Emitter des Transistors 21 über einen (nicht dargestellten) Widerstand gegenüber R negative Impulse angelegt, deren Amplitude Funktion der Größe ist, um die die Kurve V = f(I) verschoben werden soll und die sich bei den Unterdrückungsperioden Su überlagern, oder es werden diese gleichen Impulse an die über einen (nicht dargestellten) Widerstand mit Masse verbundene Basis des Transistors 21 angelegt. Die zweite Lösung weist den Vorteil auf, daß keine Modulation des Transistorstroms 21 eingeführt wird und daher das an dem Kollektor dieses Transistors abgenommene Signal in χ nicht geändert wird.

Bei der ersten Lösung ist jedoch die dem Signal in χ hinzugefügte Konstante viel geringer als die bei dem Emitter des Transistors 21 dem Signal in x⁰⁴ hinzugefügte und ist daher nicht sehr unangenehm. Der Wert des am Ausgang S der Schaltung nach F i g. 1 abgenommenen Signals y ist durch die im vorhergehenden erwähnte Gesetzmäßigkeit

= xYc #

gegeben, in der der Wert x°* angenähert ist. Wenn sich •f_c vcn 0,4 auf 1 erhöht, ändert sich A zwischen 1 und 0. Die Kurve von Xf c verringert sich und die bei dem Signal in x°^A durchgeführte Korrektur nach der im vorhergehenden beschriebenen ersten Verbesserung ist nicht mehr optimal, wenn das angenäherte Gesetz der linearen Kombination der Signale in x⁰·⁴ und in χ berücksichtigt wird. Es ergibt sich daher eine zweite Verbesserung der Gammakorrekturschaltung, die darin besteht, linear die Amplitude der Verschiebung der Kurve V «■ f(l) zu verringern, d. h. der dem Videosignal hinzugefügten negativen Impulse, wenn sich y_t- zwischen 0,4 und 1 ändert. Diese Änderung der Amplitude der Impulse in Abhängigkeit des Wertes von y, und daher von A ist gewährleistet durch eine der im folgenden zu beschreibenden Vorrichtungen, bei denen diese Impulse an dem Emitter des Gammakorrekturtransistors oder an dessen Basis anliegen.

Die Gammakorrekturschaltung für den ersten Full ist in Fig.6 dargestellt. Die negativen Impulse / liegen stets am dem Emitter des Transistors 21 über zwei Dioden 7 und 8 im, die in umgekehrten Durchlaßrichtungen geschaltet sind, und über einen Widerstand 9 durch eine Spannung vorgespannt sind, die an dem Schleifer des Potentiometers 53 abgenommen ist. Dieses Potentiometer ermöglicht die Einstellung des Verstürkungskoeffizienten A. Der durch die Dioden 7 und 8 geschaltete Strom ändert sich linenr mit A und daher mit xyc. Der Pegel O der Impulse / und daher ihre negative Amplitude ändert sich linear mit kh\

In dem zweiten FaI! liegen die Impulse / noch an den beiden wie im vorhergehenden ausgehend von dem Potentiometer 33 vorgespannten Dioden, jedoch sind diese Dioden nicht mehr mit dem Emitter des Transistors 21, sondern mit dessen über einen Widerstand an Masse liegenden Basis verbunden.

Eine im folgenden zu beschreibende dritte Verbesserung kann bei der Oammakorrekturschoitung durchgeführt werden. Sie besteht darin, dat im vorhergehenden beschriebene Verhältnis ImJh leicht zu vergrößern, wenn sich die Amplitude der negativen Impulse / verringert, um dem an der Basis des Transistors 31 der Schaltung 3 anliegenden Signal eine konstante Amplitude zu erhalten, wodurch die Festlegung der Stellung des Schleifers des Potentiometers S3 in Abhängigkeit von dem zu erhaltenden Wert für >verleichtert ist.

In den im vorhergehenden beschriebenen und in Fig.6 veranschaulichten Schaltungen wird diese neue Verbesserung durchgeführt, indem zwischen dem Emitter des Transistors 21 und den beweglichen Schleifer des Potentiometers 53 ein in Fig.6 nicht dargestellter Widerstand eingeschleift wird. So ändert sich das Verhältnis Iu_nIh mit der Amplitude der Impulse /.

ίο In Fig. 7 ist eine Gammakorrekturschaltung dargestellt, in der die Impulse /über die Dioden an der Basis des Transistors 21 anliegen und in der sich das Verhältnis I\i.n/h, wie im vorhergehenden ausgeführt, dank des Widerstandes 61 ändert.

is In dieser Fig.7 ist ebenfalls ein zusätzlicher Transistor 62 dargestellt, der diodenmäßig geschaltet ist und zwischen den Kollektor des Gammakorrekturtransistors 21 und den Ausgang der Schaltung 1 eingeschleift ist. Dieser Transistor ermöglicht es, für

Δhi._n = I_May - /ο = konstant,

ein dreimal größeres Nutzsignal am Eingang der Schaltung 3 zu erhalten.
Diese vierte Verbesserung ist ebenfalls auf die

Schaltungen nach Fig.6 anwendbar, in denen die Impulse / an den Emitter des Gammakorrekturtransistors 21 anliegen. In beiden Fällen würde ein gleiches Ergebnis erhalten werden, wenn der Transistor 62 durch eine Diode ersetzt wird. Auf Grund seiner besseren

jo Frequenzstabilität ist ein Transistor jedoch vorzuziehen.

Bei der Gammakorrekturschaltung kann noch eine

weitere Verbesserung durchgeführt werden, um den

Rauschabstand zu verbessern.

Es ist bekannt, daß in den Fernsehsystemen und

JS insbesondere denen, in denen die Bildaufnahmeröhren Vidicon- oder Plumbicon-Röhren sind, das übertragene Videosignal durch ein Rauschen gestört wird, das hauptsächlich von dem Viedo-Vorverstärker herrührt und daher die gleiche Amplitude bei Schwarz und bei

Weiß des Videosignals aufweist. Dieses Rauschen isi dreieckig, d. h. annähernd proportional der Frequenz.

Nun ruft die Anwesenheit einer Gammakorrekturschaltung in einem Fernsehsystem eine relative Übervcrstürkung von Schwarz und Grau gegenübei

.15 Weiß des Videosignals hervor. Es ergibt sich daraus, dali das das Videosignal störende relative Rauschen füi Grau und Schwarz größer als für Weiß ist. Dies ist um se unangenehmer, je größer die Grau-Empfindlichkeit de; Auges ist.

In einem Fernsehsystem mit einer erfindungsgemfl Ben Gammakorrekturschaltung ist diese Verbesserung des Rauschabstandes des Signals bei Grau und Schwan besonders einfach zu erreichen, ohne dabei die Bildauflösung sichtbar zu verringern.

Tatsachlich ermöglicht es eine derartige Qammakor

rekturschaltung, eine Rauschfilterung auf allein einen

Teil des Videosignals durchzuführen, ohne die Auflö

sung des Bildes zu stören.

Dazu wird ein an die Schaltung angepaßte!

Ao Bandfilter, dessen Bandbreite, beispielsweise 2 MHt geringer als die Bandbreite, beispielsweise 6MHx dei Fernsehsystems Ist, in den Weg des korrigierten Signall (s. F i g. I) elngeschlelft. Bs kann beispielsweise zwischet dem Kollektor des Transistors 31 und den zusammen«

ft!» faßten Emittern der Transistoren 31 und 32 odei zwischen dem Kollektor das Transistors 32 und den Verbindungspunkt 34 des Weges des korrigierter Signals und des Weges des linear übertragenen Signal!

liegen (das Filter ist in der Zeichnung nicht dargestellt).

Auf diese Weise ist die Bandbreite und das Grundrauschen proportional zur Frequenz in dem Weg des korrigierten Signals verringert. Das Grundrauschen, das vor allem bei hohen Frequenzen bedeutend ist, ändert sich praktisch nicht, wenn man die Gammakorrektur ändert. Die Bildauflösung wechselt wenig, denn das Auge ist gegenüber geringen Einzelheiten bei Schwarz und Grau unempfindlich.

Das in den Weg des korrigierten Signals eingeschleifte Bandfilter führt eine Verzögerung in das von ihm übertragene Signal ein. Es ist daher nötig, daß die gleiche Verzögerung bei dem linear übertragenen Signal eingeführt wird, damit die in dem Differentialverstärker 3 und in dem Verbindungspunkt 54 der beiden

Wege kombinierten Signale in Phase sind. Zu diesem Zweck wird eine Verzögerungsleitung, deren Verzögerung gleich der von dem Bandfilter eingeführten ist, in den Weg des linear übertragenen Signals zwischen den Schaltungsknoten 60 und den Verbindungspunkt 54 der beiden Wege eingeschleift (diese Verzögerungsleitung ist in F i g. 1 nicht dargestellt.

Die erfindungsgemäße Gammakorrekturschaltung ermöglicht es so, eine zwischen y_c = 0,4 und 1 einstellbare Korrektur für einen Kontrastfaktor von 60 und mit einer Genauigkeit von etwa 5% gegenüber der optimalen theoretischen Korrektur in x>czu erhalten.

Die Änderungen der Bandbreite dieser Schaltung in Abhängigkeit von dem Pegel des Videosignals sind 0 für Yc = 1 und gering füry_c = 0,4.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gammakorrekturschaltung mit variablem Gamma für ein Fernseh-Videoeingangssignal, mit einem Transistor, dessen Emitter/Basis-Strecke derart gesteuert wird, daß eine als nichtlineares Signal bezeichnete Spannung entsprechend einem Eingangssignal, versehen mit einem Gamma, erzeugt wird und mit Schaltungen zur Zusammenführung des nichtlinearen Signals mit einer als lineares Signal bezeichneten Spannung, die als Eingangssignal unverzerrt reproduziert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkerstufe (1) hoher Innenimpedanz vorgesehen ist, an deren Eingang das Videoeingangssignal anliegt und deren Ausgang den Emitter des Transistors (21) stromsteuert, dessen Basis an Masse liegt, an dessen Emitter das nichtlineare Signal erscheint und dessen Kollektor über einen Widerstand (24) mit Masse verbunden ist und das lineare Signal liefert, wobei der Wert des Widerstandes (24) derart bestimmt ist, daß für den maximalen Wert des Eingangssignals das nichtüneare und das lineare Signal den gleichen Wert haben und daß die Schaltungen (3,4,5) zur Zusammenführung der Signale die Summe aus dem nichtlinearen und dem linearen Signal mit jeweils variablen Koeffizienten bilden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Verstärkerstufe (1) über eine für ein »schwarz« entsprechendes Signal gesperrte und für die anderen Werte des Nutz-Videosignals leitende Diode (14) mit dem Emitter des Transistors (21) verbunden ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen zum Zusammenführen der Signale einen Differenzverstärker (3), dessen beiden Eingänge jeweils mit dem Emitter bzw. dem Kollektor des Transistors (21) verbunden sind und dessen Ausgang ein der Differenz der an diesen Eingängen liegenden Signale proportionales Signal liefert, weiterhin einen Verstärker (5) veränderlichen Verstärkungsgrades, dessen Eingang mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (3) verbunden ist und dessen Ausgang ein dem Eingangssignal proportionales Signal abgibt, wobei der Proportionalitätsfaktor zwischen diesen Signalen durch ein Potentiometer (53) einstellbar ist, das ein Teil der Vorspannschaltung des Verstärkers (5) ist, und schließlich einen Phasenumkehrer (4) aufweisen, der zwischen dem Kollektor des Transistors (21) und dem so ein in einstellbarer Form nach einer annähernd durch eine Potenzfunktion mit einstellbarem Exponenten gegebene Gesetzmäßigkeit korrigiertes Videosignal liefernden Ausgang (S) des Verstärkers (5) liegt.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Verstärkungsgrad bestimmende Potentiometer (53) abgesetzt von dem Verstärker (5) angeordnet ist und mit diesem über eine Leitung beliebiger Länge in Verbindung steht.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe (1) einen Transistor (12) umfaßt, der an seiner Basis das Eingangssignal erhält und dessen Kollektor den Ausgang der Stufe bildet und mit einer Impulsquelle verbunden ist, die in den Videoaustastiücken Impulse mit zur Polarität des Weißpegels umgekehrter

Polarität liefert.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsqueile Impulse konstanter Amplitude abgibt und entweder mit dem Emitter oder der Basis des Transistors (21) verbunden ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Impulsquelle und dem Transistor (21) zwei in Serie und in entgegengesetzten Durchlaßrichtungen geschaltete Dioden (7, 8) liegen, die an ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt durch eine an dem Schleifkontakt des den Verstärkungsgrad des Verstärkers (5) bestimmenden Potentiometers (53) abgegriffene Spannung vorgespannt sind.

8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Signalweg des korrigierten Signals ein Bandfilter mit geringerer Bandbreite als die des Fernsehsystems und in den Signalweg des linearen Signals eine Verzögerungsleitung mit einer Verzögerung, die gleich der des Bandfilters ist, liegt.