DE2013217C3

DE2013217C3 - Circuit arrangement for limiting the black level of a video signal

Info

Publication number: DE2013217C3
Application number: DE19702013217
Authority: DE
Inventors: Laurence Joseph Marlton NJ. Thorpe (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1977-11-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zu Schwar^pegelbegrenzung eines Helligkeitswerte eine: Gegenstandes zwischen Schwarz und Weiß darstellenThe invention relates to a circuit arrangement for limiting the black level of a brightness value: To represent the object between black and white

den Videosignals wie sie im Oberbegriff des Anspruchs t vorausgesetzt ist.the video signal as it is assumed in the preamble of claim t.

Die ein Bild darstellenden Videosignale, welche von einer Aufnahmeröhre, wie einer Fernsehkamera in Schwarzweiß- oder Farbfernsehsystem^ erzeugt werden, müssen zur Vorbereitung für die Übertragung auf ein oder mehrere Empfangs- und Bildwiedergabegeräte in bestimmter Weise bearbeitet werden. Eine solche Bearbeitung beschränkt sich nicht auf die Durchführung solcher Behandlungen wie geeignete Signalverstärkung, Aperturkorrektur, Verstärkungsregelung und Gammakorrektur zur Kompensierung nichtlinearer Übertragungscharakteristika der Wiedergabevorrichtung, sondern sie umfaßt auch die Begrenzung der Videosignale auf einen vorbestimmten Schwarzpegel und das Klemmen des Signals auf diesen Pegel. Nach dem US-Patent 33 68 033 ist es bekannt, das Videosignal zuerst auf einen vorbestimmten Schwarzpegel zu klemmen und dann durch eine unabhängig von der Klemmvorrichtung arbeitende Anordnung auf ein Bezugspotential zu begrenzen, ehe das Videosignal der Gammakorrekturschaltung zugeführt wird. Dabei wird also das Videosignal auf ein bestimmtes Potential geklemmt und danach auf ein anderes Potential begrenzt Es ist wichtig, daß das Austastintervall des der Gammakorrekturschaltung zugeführten Videosignals auf einen vorbestimmten Schwarzpegel geklemmt wird, und es ist erwünscht, daß die Begrenzung des den Bildinhalt darstellenden Signalanteils praktisch auf demselben Schwarzpegel erfolgt wie dieser Klemmpe-The video signals representing an image received from a pickup tube such as a television camera in Black and white or color television systems ^ must be prepared for broadcast on one or more receiving and image reproducing devices are processed in a certain way. Such Editing is not limited to performing such treatments as appropriate signal amplification, Aperture correction, gain control and gamma correction to compensate for non-linear transmission characteristics of the playback device, but it also includes the limitation of the video signals to a predetermined black level and clamping the signal to that level. After US patent 33 68 033 it is known to first bring the video signal to a predetermined black level clamp and then by a working arrangement independently of the clamping device To limit the reference potential before the video signal is fed to the gamma correction circuit. It will So the video signal is clamped to a certain potential and then to another potential It is important that the blanking interval of the video signal supplied to the gamma correction circuit is clamped to a predetermined black level, and it is desirable that the limitation of the den The signal component representing the image content is practically at the same black level as this terminal

Aus der DT-PS 11 45 220 ist eine Schaltungsordnung zur Schwarzpegelbegrenzung eines Videosignals bekannt, welche nur die Helligkeitswerten oberhalb eines bestimmten Schwarzpegels entsprechenden Teile eines Videosignals von einer Eingangsschaltung zu einer Ausgangsschaltung gelangen läßt, Videosignalteile bei oder unterhalb dieses Schwarzpegels dagegen zurückhält, bei welcher mit einer auf den Schwarzbegrenzungspegel ansprechenden Rückführungsanordnung dem Eingangskreis ein Regelsignal zugeführt wird, mit Hilfe dessen das Videosignal auf. den vorbestimmten Schwarzpegel geklemmt wird. Die Sehleifenverstärkung dieses rückgekoppelten Kreises wird durch nur eine Röhre bestimmt, und der gewünschte Schwarzpegel erfolgt mit Hilfe einer entsprechenden Justierung der rückgeführten Regelspannung. Wenn jedoch im Laufe der Zeit Änderungen der Parameter der Bauelemente auftreten, dann sind — alterungsbedingte - Verschiebungen des Klemmpegels nicht auszuschlie-Ben, die dann, wenn sie bemerkt werden, durch Nachjustieren beseitigt werden müssen. Bei dieser, ebenso wie bei einer aus der US-PS 28 75 332 bekannten Schaltung ist der Begrenzer spannungsgesteuert, und bei Verwendung einer Begrenzerdiode tritt wegen deren Widerstandseigenschaften die Begrenzerwirkung nur allmählich ein, nämlich im Verlauf des Bereiches, in welchem die Diode von Durchlaßrichtung in Sperrichtung umgeschaltet wird.From DT-PS 11 45 220 is a circuit arrangement known for limiting the black level of a video signal, which only controls the brightness values above a parts of a video signal corresponding to certain black levels from an input circuit to a Output circuit can get, however, video signal parts at or below this black level retains, in which with a feedback arrangement responsive to the black limit level a control signal is fed to the input circuit, with the aid of which the video signal is generated. the predetermined Black level is clamped. The loop gain of this feedback loop is only achieved by a tube is determined, and the desired black level is achieved with the help of an appropriate adjustment the returned control voltage. However, if the parameters of the If components occur, then - aging-related - shifts in the clamping level cannot be ruled out, which then, when they are noticed, have to be eliminated by readjusting. At this, just as in a circuit known from US Pat. No. 2,875,332, the limiter is voltage-controlled, and when using a limiter diode, the limiter effect occurs because of its resistance properties only gradually, namely in the course of the area in which the diode from forward direction to reverse direction is switched.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltungsanordnung für die Schwarzpegelbegrenzung eines Videosignals, welche einen schärferen Begrenzungsübergang liefert, der auch bei Parameteränderungen der Bauelemente erhalten bleibt. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.The object of the invention is to create a circuit arrangement for limiting the black level of a video signal, which provides a sharper boundary transition, which also occurs with parameter changes the components are retained. This task is carried out by the in the identification section of the Claim 1 cited features solved.

Durch die erfindungsgemäß angewendete Stromsteuerung erhält man eine sehr scharf einsetzende Schaltcharakteristik der Begrenzerschaltung, insbesondere einer verwendeten Begrenzerdiode. Der Grund dafür liegt darin, daß eine Diode bei kleinen Strömen eine sehr hohe dynamische Impedanz hat (beispielsweise beträgt be:i einem Strom vom 0,1 μΑ der dynamische Widerstand etwa 0,25 Megohm). Steuert man eine Begrenzerdiode entsprechend dem Stande der Technik von einer Spannungsquelle aus an, dann erscheint sie als veränderbares Dämpfungsglied, und die Begrenzerwirkung tritt allmählich ein, ehe die Diode vollends in Sperrichtung vorgespannt wird. Steuert man dagegen entsprechend der Erfindung die Begrenzerdiode von einer Stromquelle aus an, dann ist der dynamische Widerstand der Diode weniger wichtig, da die Stromquelle einen hohen Innenwiderstand hat, so daß die Übertragungscharakteristik der Diode bis herunter zu sehr kleinen Stromwerten noch relativ gut linear ist, ehe die Diode dann am Begrenzungspegel sehr schnell gesperrt wird.The current control used according to the invention results in a very sharp onset Switching characteristics of the limiter circuit, in particular a limiter diode used. The reason this is because a diode has a very high dynamic impedance at low currents (for example be: i a current of 0.1 μΑ the dynamic resistance is about 0.25 megohms). If you control one Prior art limiter diode from a voltage source, then it appears as changeable attenuator, and the limiting effect occurs gradually before the diode completely turns into Blocking direction is biased. If, on the other hand, the limiter diode is controlled according to the invention a current source, then the dynamic resistance of the diode is less important as the Power source has a high internal resistance, so that the transmission characteristics of the diode down is still relatively good linear at very low current values, before the diode then very quickly at the limiting level is blocked.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are given in the subclaims.

Die Erfindung ist im folgernden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the representations of an exemplary embodiment. It indicates

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur automatischen Schwarzpegelbegrenzung des Videosignals undF i g. 1 shows a block diagram of the circuit arrangement according to the invention for automatic black level limitation of the video signal and

Fig.2 ein Schaltbild zur Veranschaulichung von Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 1.FIG. 2 is a circuit diagram to illustrate details of the arrangement according to FIG. 1.

Gemäß F i g. 1 werden die Videosignale E₅ und andere Steuersignale, wie die Schwarzimpulse und das Rückführungsklemmsteuersignal, dem Anschluß 11 zugeführt. Diese Signale werden in Form von Spannungen der dem Schwarzpegelbegrenzer 13 vorausgehenden Eingangsschaltung zugeführt. Die Eingangsschaltung enthält einen Verstärker 12, der das Videosignal E_s nicht nur verstärkt, sondern es auch in einen entsprechenden Videosignalstrom /_s umwandelt, welcher dem Schwarzpegelbegrenzer 13 aufgedrückt wird und an dessen Ausgang wiederum in eine Videosignalspannung zurückgewandelt und weiteren, nicht dargestellten Verarbeitungsschaltungen, wie beispielsweise einer Gammakorrekturschaltung, zugeführt wird.According to FIG. 1, the video signals E ₅ and other control signals such as the black pulse and the feedback clamp control signal are supplied to the terminal 11. These signals are fed to the input circuit preceding the black level limiter 13 in the form of voltages. The input circuit contains an amplifier 12, which not only amplifies the video signal E _s , but also converts it into a corresponding video signal stream / _s , which is pressed on the black level limiter 13 and converted back into a video signal voltage at its output and further processing circuits, not shown, such as for example a gamma correction circuit.

Der Strompegel, bei welchem das Videosignal /_s vom Begrenzer 13 begrenzt wird, wird durch einen Begrenzungspegelfühler 14 ermittelt, welcher die vom Begrenzer 13 abgeschnittenen Teiie des Videosignals l_s einem Abtaster 15 zuführt. Der Abtaster 15 wird durch einen elektronischen Schalter gebildet, der periodisch während der Horizontalaustastintervalle unter Steuerung durch einen Abtasterbetätigungsimpuls betrieben wird, so daß an seinem Ausgang eine Reihe von Impulsen auftritt, welche die Differenz zwischen Schwarzpegel des Videosignals I_s während des Horizontalaustast- oder Synchronisiertntervalls und dem Bezugspegel des Begrenzers 13: darstellen. Die Ausgangssmpulse des Abtasters 15 werden durch einen IntegratorThe current level at which the video signal / _{s is} limited by the limiter 13 is determined by a limit level sensor 14 which feeds the parts of the video signal l _s cut off by the limiter 13 to a scanner 15. The scanner 15 is formed by an electronic switch which is operated periodically during the horizontal blanking intervals under the control of a scanner actuation pulse, so that at its output a series of pulses occurs which is the difference between the black level of the video signal I _s during the horizontal blanking or synchronizing interval and the reference level of the limiter 13: The output pulses of the sampler 15 are through an integrator

10 in einen kontinuierlichen, in einer Richtung verlaufenden Strom umgewandelt, der durch einen Gleichstromverstärker 17 verstärkt wird, so daß ein Steuersignal entsteht, welches representativ für den über den Begrenzungspegel! hinausgehenden Teil des Videosignals I₅ ist und welcher dem Eingangsanschluß10 converted into a continuous current running in one direction, which is amplified by a direct current amplifier 17, so that a control signal is generated which is representative of the over the limit level! outgoing part of the video signal I ₅ and which is the input terminal

11 der Schaltung zugeführt wird, um das Eingangsvideosignal E_s praktisch auf einen Pegel entsprechend dem Begrenzungspegel des Begrenzers 13 zu klemmen.11 is fed to the circuit in order to clamp the input video signal E _s practically to a level corresponding to the limiting level of the limiter 13.

In F i g. 2 sind die einzelnen Blöcke des in F i g. 1In Fig. 2 are the individual blocks of the in F i g. 1

dargestellten Blockschaltbildes genauer ausgeführt. Der Verstärker 12, welcher die Videosignalspannung E₅ in einen entsprechenden Videosignalstrom U umwandelt, enthält außer Transistoren 18 und 19 einen Operationsverstärker 21, der beispielsweise durch die integrierte RCA Schaltung CA 3031 gebildet werden kann. Der Verstärker 21 hat einen Differenzeingang mit den Anschlüssen 11a und Wb. Eine Videosignalquelle Ε_Λ die eine Spitzenspannung von etwa 200 mV« am Anschluß 22 liefern kann, ist durch die Reihenschaltung eines Kondensators 23 mit einem Widerstand 24 an den Eingangsanschluß Ua des Verstärkers 21 angeschlossen, wobei die Weißsignalanteile positiv gegenüber den Sehwarzsignalanteilen des Bildes sind. Das vom Ausgang des Operationsverstärkers 21 abgeleitete i| Videosignal gelangt auf die Basis des Transistors 18, der in Emittergrundschaltung mit einem relativ hohen Emitterwiderstand 25 arbeitet. Vom Emitter des Transistors 18 läuft ein Gegenkopplungszweig über einen Gegenkopplungswiderstand 26 auf den Inverter- to eingang Wb des Verstärkers 21, so daß das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 18 als Videosignalstrom zur Verfügung steht, der direkt proportional der am Eingangsanschluß lla des Operationsverstärkers 21 liegenden Videosignalspannung ist. Die Schleifen- ij verstärkung der den Operationsverstärker 21 und den Transistors 18 enthaltenden Schaltungsanordnung betrug bei einer funktionsmäßig aufgebauten Schaltung etwa 40 dB und war ausreichend, um eine außerordentlich gute Stabilität und einen ebenso guten Frequenzgang für den am Kollektor des Transistors 18 auftretenden Videosignalstrom zu gewährleisten.shown in more detail in the block diagram. The amplifier 12, which converts the video signal voltage E ₅ into a corresponding video signal current U , contains, in addition to transistors 18 and 19, an operational amplifier 21 which can be formed, for example, by the integrated RCA circuit CA 3031. The amplifier 21 has a differential input with the terminals 11a and Wb. A video signal source Ε _Λ which can deliver a peak voltage of about 200 mV "at the terminal 22 is connected to the input terminal Ua of the amplifier 21 through the series connection of a capacitor 23 with a resistor 24 , the white signal components being positive compared to the visual black signal components of the image. The i | derived from the output of the operational amplifier 21 The video signal arrives at the base of transistor 18, which operates in a basic emitter circuit with a relatively high emitter resistance 25. From the emitter of the transistor 18, a negative feedback path passes through a negative feedback resistor 26 to the inverter to the input Wb of the amplifier 21, so that the output signal at the collector of transistor 18 is available as a video signal stream, which is directly proportional of the operational amplifier 21 lla at the input terminal lying video signal voltage is. The loop gain of the circuit arrangement containing the operational amplifier 21 and the transistor 18 was about 40 dB in a functionally structured circuit and was sufficient to ensure extremely good stability and an equally good frequency response for the video signal current occurring at the collector of transistor 18.

Die Transistoren 18 und 19 des Umkehrverstärkers 12 sind als Videosignalverstärker ausgeschaltet, bei welchen der am Kollektor des Transistors 19 auftretende Videosignalstrom I₁ ebenfalls direkt proportional der Videosignalspannung E₅ am Videosignaleingang 22 ist. Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform beträgt der Spitzenwert des Videosignalstroms I₅ etwa 6 mA_ss, wobei die Weißsignalanteile negativ (oder weniger positiv) gegenüber den Schwarzsignalanteilen des Bildsignals sind.The transistors 18 and 19 of the inverting amplifier 12 are switched off as video signal amplifiers in which the video signal current I ₁ occurring at the collector of the transistor 19 is also directly proportional to the video signal voltage E ₅ at the video signal input 22. In the case of the in FIG. In the embodiment shown in FIG. 2, the peak value of the video signal current I _{5 is} approximately 6 mA _ss , the white signal components being negative (or less positive) compared to the black signal components of the image signal.

Ehe der Signalbegrenzungspegel erreicht wird, wird der Videosignalstrom I_s vom Kollektor des Transistors 19 über eine Diode 27 auf den Verbindungspunkt des als Eingangselektrode wirkenden Emitters eines Schwarzpegelbegrenzungstransistors 28 mit dem Kollektor eines als Bezugskonstantstromquelle geschalteten Transistors 29 gekoppelt. Der Schwarzpegelbegrenzertransistor 2Ά ist in Basisgrundschaltung geschaltet und erzeugt einen begrenzten Videosignalstrom an seinem als Ausgang dienenden Kollektor. Der KonstantstiOmtransistor 23 ist mit Hilfe eines in einem Emitterkreis angeordneten Widerstandes 31 gegengekoppelt.Before the signal limiting level is reached, the video signal current I _{s is} coupled from the collector of the transistor 19 via a diode 27 to the connection point of the emitter of a black level limiting transistor 28, which acts as an input electrode, with the collector of a transistor 29 connected as a reference constant current source. The black level limiter transistor 2Ά is connected in the basic basic circuit and generates a limited video signal current at its collector serving as an output. The constant-current transistor 23 is fed back with the aid of a resistor 31 arranged in an emitter circuit.

Solange der Videosignalstrom /, kleiner als der Bezugskollektorstrom des Transistors 29 ist (dies ist im Normalbetrieb bei Signalpegeln im Weiß- oder Graubereich bis zum nominalen Schwarzpegel der Fall), leitet der Begrenzertransistor. Wegen der erwähnten Beziehung zwischen Schwarz und Weiß darstellenden Signaltcilen des Videosignalstroms h (Schwarzpegel beim Strommaximum und Weißpegel bei Stromminimum) und weil bis zum Erreichen des Begrenzungspegels der Strom im Transistor 28 gleich dem Unterschied zwischen dem vom Transistor 29 gelieferten Bezugsstrom und dem Videosignalsslrom I, ist, hat der Ausgangsstrom des Begrenzertransistors 28 für Schwarzpegelsignale ein Minimum und für Weißpegclsignale ein Maximum. Wenn also der Videosignalstrom h ansteigt und damit eine Änderung der Bildhelligkeit von Weiß über Grau nach Schwarz darstellt und den Wert des vom Transistor 29 gelieferten Konstantstromes erreicht, dann sinkt die Leitfähigkeit des Begrenzertransistors 28 entsprechend sehr linear. Wenn der Videosignalstrom I_s vom Ausgangstransistor 19 des Spannungs/Strom-Umwandlungsverstärkers 12 den gewünschten Schwarzbegrenzungspegel erreicht, bei welchem er gleich dem Konstantstrom vom Transistor 29 ist, dann wird der Transistor 28 gesperrt, so daß an seinem Kollektor kein Videosignalstrom h mehr auftaucht. Das Videosignal wird damit wirksam begrenzt.As long as the video signal current /, is less than the reference collector current of the transistor 29 (this is the case in normal operation at signal levels in the white or gray range up to the nominal black level), the limiter transistor conducts. Because of the aforementioned relationship between the black and white signal curves of the video signal stream h (black level at maximum current and white level at minimum current) and because the current in transistor 28 is equal to the difference between the reference current supplied by transistor 29 and the video signal current I, until the limit level is reached , the output current of the limiter transistor 28 has a minimum for black level signals and a maximum for white level signals. So if the video signal current h increases and thus represents a change in image brightness from white to gray to black and reaches the value of the constant current supplied by transistor 29, then the conductivity of limiter transistor 28 falls correspondingly very linearly. When the video signal current I _s from the output transistor 19 of the voltage / current conversion amplifier 12 reaches the desired black limit level, at which it is equal to the constant current from the transistor 29, the transistor 28 is blocked so that no more video signal current h appears at its collector. This effectively limits the video signal.

Jeder weitere positive Anstieg des Videosignalstroms I₅, der über den vom Transistor 29 gelieferten Konstantstrom hinausgeht, gelangt auf den Emitter eines in Basisgrundschaltung geschalteten Begrenzungspegelfühltransistors 32. Bis der Videosignalstrom gleich dem konstanten Bezugsstrom des Transistors 29 wird, ist dieser Transistor 32 gesperrt und stellt somit eine hohe Impedanz am Kollektor des Ausgangstransistors 90 des Spannungs/Strom-Verstärkers dar. Der über den Konstantstrom des Transistors 19 hinausgehende Anteil des Videosignalstroms l_s erzeugt ein Begrenzungspegelanzeigesignal am Kollektor des Transistors 32 des Begrenzungspegelfühlers 14, welches nach Verstärkung durch einen Verstärkertransistor 33 dem Kollektor eines Transistors 34 zugeführt wird, welcher den Abtaster 15 bildet. Der Abtastertransistor 34 ist normalerweise gesperrt, bis er durch einen positiv gerichteten Impuls 35 momentan zum Leiten gebracht wird, welcher während der Horizontalaustastintervalle dem Anschluß 36 zugeführt wird und auf die Basis gelangt. Der Videosignalstrom U wird dadurch während des Horizontalaustastintervalls (wo der Strom den Schwarzwert des Videosignals darstellen soll) mit dem Bezugsstrom verglichen, und jeder darüber hinaus gehende Anteil wird festgestellt.Every further positive increase in the video signal current I ₅ , which goes beyond the constant current supplied by transistor 29, arrives at the emitter of a limiting level sensing transistor 32 connected in the basic basic circuit a high impedance at the collector of the output transistor 90 of the voltage / current amplifier. The portion of the video signal current l _s going beyond the constant current of the transistor 19 generates a limiting level display signal at the collector of the transistor 32 of the limiting level sensor 14, which after amplification by an amplifier transistor 33 the collector a transistor 34, which forms the scanner 15. The scanner transistor 34 is normally blocked until it is momentarily brought into conduction by a positive-going pulse 35 which is fed to the terminal 36 during the horizontal blanking intervals and reaches the base. The video signal current U is thereby compared with the reference current during the horizontal blanking interval (where the current is supposed to represent the black level of the video signal), and any portion beyond this is determined.

Die am Emitter des Abtasttransistors 34 entstehenden Stromimpulse werden dem Integrator 36 zugeführt, welcher einen Speicherkondensator 37 enthält, durch den die Impulse in eine kontinuierliche, in einer Richtung verlaufende Spannung umgewandelt werden, welche den Schwarzpegelfehler darstellt Diese Spannung wird auf die Basis eines in Emittergrundschaltung betriebenen Transistors 38 des Gleichspannungsverstärkers 17 zugeführt, der am Kollektor seines Transistors eine Steuerspannung erzeugt. Diese Steuerspannung wird dem Videosignaleingangsanschluß 11a zugeführt und mit dem Videosignal addiert, so daß das Austastintervall des Videosignals auf einen Pegel entsprechend dem Schwarzbegrenzungspegel geklemmt wird. Durch das erfindungsgemäße Klemmen mit Hilfe einer Rückführung in der den Begrenzungspegelfühler 14, den Abtaster 15, den Integrator 16 und den zwischen den Schwarzpegelbegrenzer 13 und den Videosignaleingangsanschluß 11a eingefügten Gleichspannungsverstärker 17, wird sichergestellt, daß die Begrenzung immer bei einem Pegel entsprechend dem vorbestimmten Schwarzpegel erfolgt. Die Erfindung schafft dadurch eine Regelschleife, die sich selbst so einstellt, daß das erzeugte Fernsehsignal sich in einem Bereich bewegt, der sich bis unmittelbar zur Innenseite des Begrenzungspegels erstreckt, d. h. die Regelschleifc ist nur stabil, wenn die Begrenzung des Videosignalstroms /, eintritt. Zeigt das dem Eingangsanschluß Ha zugeführte Videosignal eine Tendenz, seinen Schwarz-The current pulses arising at the emitter of the scanning transistor 34 are fed to the integrator 36, which contains a storage capacitor 37, through which the pulses in a continuous, in a Directional voltage can be converted, which represents the black level error This voltage is fed to the base of a transistor 38 of the DC voltage amplifier 17 operated in the basic emitter circuit, which is connected to the collector of its Transistor generates a control voltage. This control voltage is applied to the video signal input terminal 11a and added to the video signal so that the blanking interval of the video signal is at a level is clamped according to the black limit level. By clamping according to the invention with the aid of a feedback in the limit level sensor 14, the sampler 15, the integrator 16 and the DC voltage amplifier inserted between the black level limiter 13 and the video signal input terminal 11a 17, it is ensured that the limitation is always at a level corresponding to the predetermined black level takes place. The invention thereby creates a control loop which itself so sets the generated television signal to move in an area that extends immediately to the inside of the limiting level, d. H. the control loop is only stable when the limitation of the video signal stream /, entry. If the video signal applied to the input terminal Ha has a tendency to change its black and

pegel zu verschieben, dann wirkt die Schleife, weiche eine beträchtliche Schleifenverstärkung aufweist, dieser Tendenz unmittelbar entgegen.level, then the loop, which has a considerable loop gain, acts this Tendency directly opposite.

Die Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Schwarzpegelbegrenzung des Videosignals kann in einer SignalverarbestungsschalUing arbeiten, in welcher der Schwarzpegel des Videosignals mit Hilfe sogenannter Schwarzimpulse verändert werden kann, die während der Horizontalaustastintervalle auftreten und dem Videosignal vordem Klemmen und Begrenzen zugefügt werden, wie es bei dem eingangs erwähnten US-Patent der Fall ist. Wenn die erfindungsgemäße Schaltung ein Bestandteil jeder der drei Signalverarbeitungsverstärker eines Farbfernsehsystems wäre, dann müßte man eine gleichzeitige Haupt-Schwarzpegelregelung für alle drei Farbfernsehsignal vorsehen. Dies wird bewirkt, indem man einen kleinen Impuls, der sich sowohl in Amplitude als auch in seiner Polarität verändern läßt auf einen Anschluß 39 gibt von dem er durch einen Widerstand 41 dem Videosignaleingangsanschluß 11a zugeführt wird, wo er während d<» Horizontalaustastintervalls zum Videosignal addiert wird. Außerdem muß für jedes der Farbsignale Schwarzpegelsteuerung (paint black level control) vorgesehen werden, die dadurch erfolgt, daß man einen ähnlichen kleinen Impuls veränderlicher Amplitude und Polarität dem Anschluß 42 zuführt, "on dem er über einen Widerstand 43 auf den Eingangsanschluß 1 la zur Addition mit dem Videosignal geführt wird. Die Amplitude und Polarität dieser beiden Impulse wird von anderer Stelle gesteuert.The circuit arrangement for automatic black level limitation of the video signal can work in a signal processing circuit in which the Black level of the video signal can be changed with the help of so-called black pulses, which during of the horizontal blanking intervals occur and are added to the video signal prior to clamping and clipping as is the case with the US patent mentioned at the beginning. When the circuit according to the invention is a Part of each of the three signal processing amplifiers of a color television system, one would have to have one main black level control for all of them at the same time provide three color television signals. This is effected by creating a small impulse that can be changed in both amplitude and polarity to a terminal 39, from which it is fed through a resistor 41 to the video signal input terminal 11a is fed, where it is during d <»horizontal blanking interval is added to the video signal. In addition, black level control (paint black level control), which is done by applying a similar small pulse variable amplitude and polarity to the terminal 42, "on which it via a resistor 43 to the Input terminal 1 la is performed for addition to the video signal. The amplitude and polarity of these two Impulse is controlled from another location.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält ferner eine örtliche Schwarzpegelsteuerung, mit welcher eine Einstellung für einen richtigen Betrieb in der erwähnten Weise erfolgt Dies geschieht durch Addieren eines Teils des Klemmimpulses 35 an den Differenzeingängen des Operationsverstärkers 21. Der Impuls 35 wird über einen Kondensator 44 auf den einstellbaren Abgriff eines Potentiometers 45 gekoppelt, welches über den Widerständen 46 und 47 an den Eingangsanschiüssen Ha und 11b des Verstärkers 21 liegt In Abhängigkeit von der Einstellung des Potentiometers 45 wird das dem Verstärker 21 zugeführte Videosignal entweder in positiver oder in negativer Richtung verschoben.The circuit arrangement according to the invention contains also a local black level control, with which an adjustment for correct operation in the This is done by adding a portion of the clamping pulse 35 to the Differential inputs of the operational amplifier 21. The pulse 35 is via a capacitor 44 to the adjustable tap of a potentiometer 45 coupled, which via the resistors 46 and 47 to the Input connections Ha and 11b of the amplifier 21 depends on the setting of the Potentiometer 45 is the video signal fed to the amplifier 21 either in positive or in shifted in the negative direction.

Zwar sind in Fig.2 sämtliche Transistoren als Einzelelemente dargestellt, jedoch arbeitet die Schaltung auch dann zufriedenstellend, wenn nur die PNP Transistoren 19 und 32 als Einzeltransistoren vorgesehen sind. Die NPN Transistoren 18, 33, 34 und 38 können in der integrierten RCA Schaltung CA 30 18A enthalten sein, die NPN Transistoren 28 und 29 können in einer ähnlichen integrierten Schaltung ausgebildet sein.Although all transistors are shown as individual elements in FIG. 2, the circuit works satisfactorily even if only the PNP Transistors 19 and 32 are provided as individual transistors. The NPN transistors 18, 33, 34 and 38 can be included in the RCA integrated circuit CA 30 18A, the NPN transistors 28 and 29 can be formed in a similar integrated circuit.

Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird der am Kollektor des Begrenzertransistors 28 fließende Vsdeosignaistrom in eine entsprechende Videosignal-Spannung von etwa 6 V„ mit Hilfe eines Strom/Spannungs-Wandlerverstärkers 48 umgewandelt an dessen Ausgangsanschluß 49 diese Spannung zur Verfügung steht Sie wird auf einen gewünschten Schwarzpegel begrenzt und ebenso auf diesen Pegel geklemmt und eignet sich damit zur Zuführung zusätzlicher Signalverarbeitungsschaltungen, wie beispielsweise einer nicht dargestellten Gammakorrekturschaltung.In the circuit arrangement described, the flowing at the collector of the limiter transistor 28 is Vsdeosignaistrom into a corresponding video signal voltage of about 6 V "with the help of a current / voltage converter amplifier 48 converted at the output terminal 49 of which this voltage is available. It is set to a desired black level limited and also clamped to this level and is therefore suitable for supplying additional signal processing circuits, such as an unillustrated gamma correction circuit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709 647/88 For this purpose 2 sheets of drawings 709 647/88

Claims

ti patent claims:

1. Circuit arrangement for limiting the black level of a brightness value of an object between black and white displaying video signal with a limiter, which only -nigen Parts of the video signal that represent brightness levels ... ■ above a predetermined black level, can pass from an input circuit to an output circuit, video signal parts at or below this black level, on the other hand, with a responsive to the black limit level Feedback arrangement, with the help of which the input circuit sends the video signal to the a predetermined black level clamping control signal is supplied, characterized in that that the input circuit has a conversion amplifier (12) for converting the the input (11) supplied video signal from a voltage signal to a corresponding one Contains current signal and that the limiter (13) and at least the input part (14, 15) of the Feedback arrangement are current-controlled circuits.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the conversion amplifier is formed by an operational amplifier (12).

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the feedback arrangement a sensing circuit (14) coupled to the black level limiter (13) for generating a contains a signal indicative of the black level at which the video signal is to be limited.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the black level limiter (13) has a constant current source 29 for generating a practically constant direct current, its value in relation to the value of the video signal stream determines the video signal transmission property of the limiter and that the sensing circuit is set to the same value of the video signal stream and the Responsive constant current for generating the signal indicating the black level.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the feedback arrangement furthermore a scanner which is coupled to the sensing circuit (14) and which points to the black level indicating signal responds, as well as means which the scanner during the horizontal blanking interval to generate a series of pulses corresponding to the instantaneous amplitudes of the den Operate the signal indicating the black level, and finally a pulse reversal circuit, For example an integration circuit (16) with a downstream DC voltage amplifier (17), which is responsive to the series of pulses for generating the control signal.

6. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, wherein the constant current source is a transistor has, for example with the help of a negative feedback between its emitter and his Base, connected as a constant current source, d a characterized in that the collector of the transistor is connected to a first current path which is connected to the output of the signal inversion amplifier (18) is coupled, and is connected to a second current path, which is the collector-emitter path of a black level limiting transistor (28), the collector current of the limiting transistor being the difference between the video signal current and the Constant current up to zy corresponds to a black level, which is determined by the value of the constant current is given, in which the limiter transistor (32 is non-conductive.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the sensing circuit (14) eini Contains transistor (32) which is coupled to the output de signal conversion circuit (12) unc the constant current over the signal current values above the predetermined black level leading excess signal current, and dat the signal indicating the black level durcl this current of the conductive transistor is generated

8. Circuit arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the signal reversal amplifier (12) has an operational amplifier (21, which has an input connection for supply the video signal voltage and an output terminal, also a pair of transistors (18,19) vorr opposite conductivity type, one of which (18) is connected in the basic emitter circuit, where its « Base to the output of the operational amplifier! (21) and his collector at the. Emitter of the other Transistor (19) is connected, which is connected ir emitter basic circuit and as off output transistor of the conversion amplifier and with its collector at the collector de: Konstan'istromtransistors (29) is connected via a first current path with a diode (27) which is polarized so that it flows in the direction of the collector current of the constant current transistor! directs.

9. Circuit arrangement according to claim 8, which comprises a scanner and a pulse converter device according to claim 5, characterized in that the sensing circuit (14) has a transistor (32) has in basic basic circuit, its Emittei with the collector of the output transistor (19) de: signal conversion amplifier is connected unc whose collector is connected to the scanner (15), that the scanner also has a transistor (34 contains whose collector-emitter path between the collector of the transistor (32) of the sensing circuit (14) and the pulse conversion circuit (17 is switched on and its base actuation pulse se are supplied during successive horizontal sampling intervals of the video signal.

10. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the first transistor (18 of the signal conversion amplifier (12), the black level limiting transistor (28), the Kon constant current transistor (20), the scanner transistor (34 and another as a DC signal amplifier ir Basic emitter circuit switched transistor (33 NPN transistors are transistors, and there are dei Output transistor (19) of the signal conversion amplifier (21) and the transistor (32) de Sense circuit (14) are PNP transistors.