DE2013219B2 - Schaltungsanordnung zur korrektur der von einer fernsehkamera gelieferten videosignale mit einer gammakorrekturschaltung - Google Patents

Description

les Videosignals in dunklen Bildbereichen zu dämpfen. 4ierzu ist in dem letzten, nur bei »dunklen« /ideosignalen leitend werdenden Diodenzweig eine nduktivität eingefügt. Ferner kann bei der bekannten ichaltung die Übertragungskennlinie den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden, indem man die als schleife ausgebildeten Abgriffe dei Spannungsteileransrdnung verstellt.

Es gibt jeoch auch andere Erfordernisse, die eine gesteuerte Beeinflussung der gammakorrigierten Videosignale während der Übertragung oder sogar im Verlauf einer Zeilen- oder Bildperiode nötig machen. Solche Erfordernisse sind insbesondere die Korrektur der sogenannten Schattenmodulation und/oder eine Schwarzpegelsteuerung der Videosignale. Derartige Korrekturen sind mit Hilfe der obengenannten bekannten Konditionierungsmaßnahmen nicht möglich.

Unter Schattenmodulation versteht man Amplitudenänderungen des Videosignals, die von Ungleichmäßigkeiten der Aufnehmeoptik oder der Elektronenstrahltastung der Aufnahmeröhre herrünren. Eine Schattenmodulation kann sich beispielsweise in einer Amplitudenverringerung der abgeleiteten Videosignale ausdrücken, wenn die Kanten eines Rechteckrasters der Aufnahmeröhre von einem Elektronenstrahl abgetastet werden.

Diese Schatteneffekte beeinflussen sowohl einfarbige als auch farbige Fernsehsignale. Im Falle einer Farbkamera mit drei Bildaufnahmeröhren zur Erzeugung der Rot-, Blau- und Grünsignale kann eine Schattenkorrektur für alle drei Aufnahmeröhren erforderlich sein, so daß die Farbsignale und die Helligkeitssignale, die durch die Matrizierung der Farbsignale abgeleitet worden sind, die Farben und die Helligkeit sämtlicher Flächen der aufgenommenen Szene gleichförmig wiedergeben. Es ist bekannt, daß man mit sogenannten Schattengeneratoren Schattenkorrektursignale zur Korrigierung der Amplitude und Polarität erzeugen kann, indem man Sägezahnsignale und Parabelsignale mit der Zeilenfrequenz und Bildfrequenz kombiniert. Diese Korrektursignale werden mit den Videosignalen vereinigt, so daß korrigierte Videosignale entstehen.

Es ist bislang üblich gewesen, die Schattenkorrektur und die Gammakorrektur für die Videosignale getrennt durchzuführen. Beispielsweise werden auf einen bestimmten Pegel geklemmte Videosignale einem Schattenmodulator zugeführt, der von einem Schattengenerator ebenfalls die Schattenkorrektursignale erhält. Die schaltenkorrigierten Videosignale werden dann auf eine Gammakorrekturschaltung gegeben, welche mehrere Dioden enthalten kann, die auf zunehmend höhere Festpotentiale vorgespannt sind, so daß die bereits schattenkorrigierten Videosignale entsprechend den Eigenschaften der nichtlinearen Diodenschaltung gammakorrigiert werden. Die nunniehr schattenkorrigierten und garnmakorrigierten Videosignale werden dann von ihrer Übertragung weitcer Signalverarbeitungsschaltungen in der Kamerakette zugeführt.

Auch ist es häufig erforderlich, den Schwarzpegel der Videosignale einzustellen, damit Unterschiede dices Pegels in von verschiedenen Signalquellc-i, stammenden Signalen ausgeglichen werden. Wenn beispielsweise keinerlei Korrektur oder Einstellung durchgeführt wird, dann unterscheidet sich beispielsweise der Schwarzpegel von durch eine Farbfernsehkamera erzeugten, elektrischen Signalen, wenn verschiedene Filme auf die Aufnahmeröhren projiziert werden. Diese Schwarzpegelunterschiede sind durch unterschiedliche r'ilmdichten der Schwarzstellen eines Bildes bedingt, wobei die Lichtdurchlässigkeit dieser schwarzen Bildieiic für die einzelnen Filme unterschiedlich sind. Korrigiert man die Videosignale, die von unterschiedlichen Filmen oder anderen Signalquellen abgeleitet sind, nicht, so ist zu erwarten, daß die Signale unterschiedliche Austastimpulsamplituden haben, also Unterschiede zwischen dem den Schwarzwert eines Bildes im

ίο Videosignal darstellenden Pegel und einem Bezugsoder Austastsignalpegel. Es ist daher zweckmäßig, Mittel vorzusehen, mit Hilfe deren der Schwarzsignalpegei gegenüber dem Bezugsaustastpegel einstellbar ist, während andererseits der Spitzen- oder Weißpegel des Videosignals in einer vorbestimmten Beziehung zum Bezugspege! bleibt. Eine dies bewirkende Schaltung kann als Austastamplitudensteuerschaltung bezeichnet werden.

Bisher hat man derartige Austastamplitudeneinste!- lungen durch eine Justierung des Schwarzbildes des Videosignals in einer Stufe, durch eine anschließende Gammakorrektur des Signals und durch Rückführung eines Teils des gammakorrigierten Signals über eine »Weißimpulsschaltung« auf eine in ihrer Verstärkung

.:s steuerbare, der Schwarzpegelstufe vorausgehende Stufe durchgeführt, um auf diese Weise den Weißpegel konstant zu halten. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine umfangreiche Schaltung, wie sie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 33 68 033 beschrieben ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die Funktionen der Schattenkorrektur und/oder der Schwarzpegelsteuerung mit der Gammakorrektur des Videosignals auf einfache Weise zusammengefaßt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Elementen spannungsabhängiger Leitfähigkeit über einen zweiten Eingang eine Konditionierungsspannung aus einer gesonderten Korrektursignalquelle angelegt ist, um der nichtlinearen Übertragungskennlinie eine Änderung abhängig von der Konditionierungsspannung zu überlagern.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das zu sendende Videosignal zwei voneinander unabhängige Konditio-

4<i nierungen in einer einzigen Schaltung erfahren kann, indem einem Punkt der Gammakorrekturschaltung unmittelbar die (zur Schattenmodulationskorrektur oder zur Schvarzpegelsteuerung dienende) Konditionierungsspannung zugeführt wird.

Die Erfindung erlaubt es auch, für die Elemente spannungsabhängiger Leitfähigkeit in der an sich bekannten Weise gleichartige Dioden zu nehmen, die zwischen einem mit dem ersten Eingang gekoppelten gemeinsamen Anschluß und verschiedenen Abgriffen einer Spannurigsteileranordnung liegen, um sie der Reihe nach ansteigend vorzuspannen. Die Bildung der Gammakurve durch Dioden gleichen Typs ist insbesondere für integrierte Schaltungen sehr bequem; die Dioden werden dann sämtlich durch feste Widerstandsketten vorgespannt, welche zwischen dieselben zwei Dioden geschaltet sind. Im Falle einer solcher Auslegung der Gammakorreklurschaltung ist die erfindungsgemäße Konditionierung auf einfache Weise möglich und wird vorzugsweise dadurch erreicht, daC

(>s der die Konditionierungsspannung empfangende zweite Eingang das eine Ende der mit ihrem anderen Ende ar einem festen Bezugspotentiai liegenden Spannungs leiteranordnung bilde¹..

In einer speziellen Musführungsform der Erfindung liefert die Korrektursignalquelle eine Konditionierungsspannung mit zeilen- und bildfrequenten Komponenten zur Schattenkorrektur, vorzugsweise über einen Verstärker mit Gleichstromgegenkopplung.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der die Videosignale empfangende erste Eingang die Basis eines Transistors, dessen Emitter über eine Emitterlast mit dem festen Potential gekoppelt ist und parallel dazu über die Dioden- und Spannungsteileranordnung mit dem festen Potential gekoppelt ist. Hierbei seien die Dioden so gepolt und vorgespannt, daß sie beim Anwachsen der Videosignale in Richtung auf den Weißpegel nacheinander abschalten, während der Kollektor des Transistors, gegebenenfalls über einen Schwarzwertbegrenzer, die Ausgangs-Videosignale liefert. In diesem Fall mag die Korrektursignalquelle als Konditionierungsspannung die gewünschten Schwarzpegel (Austastamplitudensteuerung) liefern.

In der einen oder der anderen Ausführungsform ist jeweils einer der beiden Signalpegel, der Schwarzpegel oder der Weißpegel, im Ausgangssignal vorbestimmt, und die Dioden arbeiten so, daß sie für Signale dieses einen Pegels alle gesperrt sind, für Signale des anderen Pegels dagegen alle leiten und zwischen diesen Pegeln nacheinander leitend werden. Die Folge hiervon ist, daß eine minimale Anzahl von Dioden benötigt wird und einer der beiden Signalpegel, also der Schwarzpegel oder der Weißpegel, im endgültigen Ausgangssignal diese Justierung nicht verlassen kann, beispielsweise bei Fällen wie Drift der Dioden.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer kombinierten Schatten- und Gammakorrekturschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 typische Übertragungskennlinien und Wellenformen bei der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Funktionen der Gammakorrektur und der Abtastamplitudeneinstellung zusammengefaßt sind, und

Fig.4 typische Kennlinien und Wellenformen der Schaltung nach F i g. 3.

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung vereinigt die Funktionen der Schaitenkurrekiur und der Gammakorrektur von Videosignalen, die von einer Fernsehaufnahmeröhre stammen. Eine Videosignalquelle It wird an einen Eingangsanschluß 12 der Korrekturschaltung angeschlossen. Es versteht sich, daß die Videosignale auf den nominellen Schwarzpegel geklemmt und begrenzt sind. Vom Anschluß 12 gelangen die Videosignale über einen Widerstand 13 auf die Basis eines Transistors 14, der als Emitterfolger geschaltet ist Widerstände 15 und 16 dienen der Vorspannung der Basis des Transistors 14; der Widerstand 15 liegt an einer positiven Spannung, der Widerstand 16 an Masse. Der Emitter des Transistors 14 ist über einen Widerstand 18 an eine negative Spannung angeschlossen.

Die am Anschluß 12 auftretenden Videosignale werden ferner über einen Widerstand 20 an eine nichtlineare Dämpfungsschaltung geführt Eine Diode 21 hegt zwischen dem Widerstand 20 und dein Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25, deren andere Enden an einer Klemme 40 bzw. Masse liegen. Eine Diode 22 ist zwischen den Widerstand 20 und den Verbindungspunkt von Widerständen 26 und 27 geschaltet deren andere Enden ebenfalls an der Klemme 40 bzw. an Masse liegen. Weiterhin ist eine Diode 23 zwischen den Widerstand 20 und den Verbindungspunkt von Widerständen 28 und 29 geschaltet, deren andere Enden entsprechend an der Klemme 40 und Masse liegen. Zwischen die Kathode der Diode 21 und eine positive Spannungsquelle ist ein Widerstand 30 geschaltet. Ferner ist ein Widerstand 31 zwischen die Kathode der Diode 22 und eine positive Spannungsquelle geschaltet.

ι ο Der Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 21,22 und 23 mit dem Widerstand 20 liegt an der Basis eines Transistors 60, dessen Kollektor an einer positiven Spannung liegt und dessen Emitter über einen Widerstand 62 an einer negativen Spannung liegt.

Zwischen den Emittern der Transistoren 14 und 60 liegt ein Potentiometer 64, dessen Abgriff an den Ausgangsanschluß 65 geführt ist.

Ein rückgekoppelter Verstärker mit den Transistoren 33,34 und 35 ist zwischen eine Matrixschaltung und die nichtlineare Dämpfungsschaltung eingefügt. Die Transistoren 33 und 34 bilden einen Differenzverstärker. Die Basis des Transistors 34 liegt an Masse, sein Kollektor an einem positiven Potential und sein Emitter am Emitter des Transistors 33. Beide Emitter sind über einen Widerstand 37 an ein negatives Potential geführt. Die Basis des Transistors 33 liegt über einen Widerstand 38 an einer negativen Spannungsquelle, während der Kollektor des Transistors; 33 über einen Widerstand 36 an einer positiven Spannungsquelle liegt. Der Kollektor des Transistors 33 ist ferner mit der Basis des Transistors 35 verbunden, dessen Kollektor wiederum an einem positiven Potential liegt, während sein Emitter mit der Klemme 40 und über einen Rückführungswiderstand 39 mit der Basis des Transistors 33 verbunden ist Die Klemme 40 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 24, 26 und 28 verbunden.

Ein Schattensignalgenerator 57 geeigneter Art liefen Sägezahnwellen und Parabelwellen von Horizontal und Vertikalfrequenz an die Potentiometer 41, 42, 43 und 44. Die Abgriffe dieser Potentiometer können se eingestellt werden, daß Sägezahn- und Parabelweller einer gewünschten Amplitude und Polarität durch die Matrixwiderstände 45, 46, 47 und 48 zu einerr Kondensator 49 gelangen. Am Ausgang der Matrix wire eine kombinierte Schattenkorrekturwellenform übei den Kondensator 49 auf die Basis des Transistors 33 de: Differenzverstärkers 32 gegeben.

Im Betrieb werden die Videosignale 11, die ii geeigneter Weise auf den Schwarzpegel geklemmt unc begrenzt sind, dem Eingangsanschluß 12 zugeführt unc durch den Widerstand 13 gedämpft ehe sie der Basis de: Transistors 14 zugeführt werden. Vorspannungswider stände 15 und 16 sind so bemessen, daß der Transistor 1' auf den Schwarzpegel des gedämpften Videosignals 1!

vorgespannt wird. Der Transistor 14 ist als Emitterfol ger geschaltet und die an seinem Emitter auftretendi Signalform 19 ist praktisch die gleiche wie dii Eingangsvideosignalform 17. Die am Anschluß t: erscheinenden Videosignale 11 werden ferner de nichtlinearen Dämpfungsschaltung mit den Dioden 21 22 und 23 und Widerständen 24 bis 31 zugeführt Dl Kathode der Diode 21 wird durch die Widerstände 24 £3 und ju vorgespannt, die Kathode der Diode 22 win durch die Widerstände 26, 27 und 31 vorgespannt um die Diode 23 wird durch die Widerstände 28 und 2 vorgespannt. Ein gemeinsames Vorspannungspotentia welches durch den Transistor 35 in der nachfolgen erläuterten Weise erzeugt wird, wird der Klemme 4

Io

zugeführt. Die Werte der Vorspannungswiderstände 24 bis 31 sind so gewählt, daß die Dioden 21,22 und 23 bei aufeinanderfolgend höheren Pegeln des Eingangsvideosignals leitend werden, derart, daß die Dämpfung dieser Schaltung mit zunehmenden Eingangssignalpegeln größer wird.

In Fig.2 stellt die Kurve 5 die Kennlinie der nichtlinearen Schaltung dar, wobei an der Klemme 40 ein feste«; Vorspannungspotential anliegt. Die Knickpunkte 52,53 und 54 der Kurve 51 stellen die Punkte des Leitendwerdens der Dioden 21, 22 bzw. 23 dar. Für die feste Vorspannung an der Klemme 40 wird die Signalform 11 durch die nichtlineare Dämpfungsschaltung so abgewandelt, daß an der Basis des Transistors 60 die Signalform 61 erscheint. Der Transistor 60 ist als Emitterfolger geschaltet, und die an seinem Emitter auftretende Signalform 63 ist praktisch die gleiche wie die Videosignalform 61. Die Grundpegel und die Amplitude der Videosignalformen 19 und 23 sind die gleichen. Die Videosignalform 63 ist durch die nichtlineare Schaltung so gammakorrigiert worden, daß sie mit der Signalform 11 über einen Exponentialzusammenhang mit dem Exponenten etwa 0,4 verknüpft ist. Durch eine geeignete Wahl der Werte Vorspannungswiderstände 24 bis 31, derart, daß die Dioden 21, 22 und 23 nacheinander an den gewünschten Spannungen zu leiten beginnen, kann die Videosignalform auch nach einem anderen E.:ponentialgesetz, also mit einem anderen Exponenten als 0,4, verformt werden.

Die Schattenmodulationskorrektur wird durch Überlagerung eines zusammengesetzten Schattenkorrektursignals mit der an der Klemme 14 erscheinenden Vorspannung bewirkt. Der rückgekoppelte Verstärker mit den Transistoren 33, 34 und 35 erzeugt bei Fehlen eines Korrektursignals an der Basis des Transistors 33 ein festes Vorspannungssignal an der Klemme 40. In diesem Falle wird eine konstante Ausgangsspannung am Kollektor des Transistors 33 erzeugt und der Basis des Transistors 35 zugeführt, und es erscheint am Emitter des Transistors 35 und an der Klemme 40 eine entsprechende Festspannung. Der Widerstand 39 koppelt einen Teil dieser festen Vorspannung zurück auf die Basis des Transistors 33, so daß eine Rückkopplung auftritt, welche eine konstante Vorspannung an der Klemme 40 sicherstellt.

Der Basis des Transistors 33 wird ein zusammengesetztes Schattenkorrektursignal zugeführt, so daß die Vorspannung an der Klemme 40 entsprechend der zugeführten Signalform geändert wird. Der Schattensignalgenerator 57 liefert Sägezahn- und Parabelsignale mit der Vertikal- und Horizontalfrequenz an die Potentiometer 41, 42, 43 und 44. Die Abgriffe dieser Potentiometer sind so eingestellt, daß Schattenkorrektursignalformen geeigneter Amplitude und Polarität den Matrixwiderständen 45, 46, 47 und 48 zugeführt werden. Die Korrektursignalformen werden in der Matrixschaltung zu einem zusammengesetzten Xorrektursignal kombiniert, welches über den Kondensator 49 auf die Basis des Transistors 33 gelangt und die Vorspannung an der Klemme 40 dynamisch verändert

In Fig.2 stellt die Kurve 51a die Kennlinie der nic-iHiineareri Dämpfungsschaltur.g dar, wenn der Vorspannung an der Klemme 40 eine zusammengesetzte Schattenkorrektursignalform überlagert wird. Zum Zwecke der Veranschaulichung gibt die Kurve 51a die Zufügung einer einzigen Horizontalsägezahn-Korrekturwellenform zum festen Vorspannungspotential wieder. Es versteht sich jedoch, daß die der Basis des Transistors 33 zugeführte, kombinierte Schattenkorrektursignalform, die mit dem Vorspannungspotential an der Klemme 40 zusammengefaßt wird, irgendeine Kombination von Signalformen sein kann, welche von den Schleifern der Potentiometer 41, 42, 43 und 44 abgenommen werden. Fig. 2 veranschaulicht die Wirkung der nichtlinearen Schaltung auf die Videosignalform 55, welche der dem Anschluß 12 zugeführtem Videosignalform 11 entspricht. Die Signalform 56 nach

[₀ F i g. 2 ist ähnlich der Signalform 63, welche am Emitter des Transistors 60 auftritt, wenn nur eine dem eingeschwungenen Zustand entsprechende Vorspan nung der Klemme 40 zugeführt wird. Durch Vergleich der Videosignalformen 55 und 56 ergibt sich, daß die

,₅ Kennlinie 51 der Dämpfungsschaltung die Eingangssignalform 55 so abgewandelt hat, daß die Pegel höherer Spannung der Signalform 55 stärker als die Pegel niedriger Spannung gedämpft werden. Diese Kennlinie sorgt für eine Gammakorrektur der Videosignalform.

Die Signalform 56a in F i g. 2 stellt die Signalform 63 am Emitter des Transistors 60 dar, wenn ein Sägezahn-Schattenkorrektursignal der gleichen Frequenz wie die Videosignalform dem rückgekoppelten Verstärker 32 zugeführt wird.

Die Kurve 51a veranschaulicht die veränderte Kennlinie der nichtlinearen Dämpfungsschaltung, wenn dem festen Potential an der Klemme 40 die beschriebene Schattenmodulationssignalform überlagert wird. Die Signalform 56a ist daher durch die, durch die Kurve 51 a dargestellte Kennlinie modifiziert worden. Auf diese Weise läßt sich die Schattenmodulationskorrektur mit der nichtlinearen Gammakorrektur so zusammenfassen, daß die Videosignalform 63 sowohl schattenkorrigiert als auch gammakorrigiert ist

Die Schatten- und Gammakorrektursignalform 631 und die lineare Videosignalform 19 werden beide dem Potentiometer 64 so zugeführt, daß durch eine richtige Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 64 die Videosignalform 66 am Ausgangsanschluß 65 eine Schatten- und Gammakorrektur nach irgendeinem Exponentialgesetz erfahren hat, welches zwischen einer Kurve mit dem Exponenten 0,4 der nichtlinearen Schaltung und dem Exponenten 1 der linearen Videosignalform 19, welche am Emitter des Transistors 14 auftritt liegt Die beschriebene Schaltung kann zur Schattenmodulationskorrektur und Gammakorrektur fur Beliebige videosignaiformen verwendet weiden. Bei einer typischen Farbfernsehkamera, bei der getrennte Rot-, Grün- und Blausignale von den drei Bildaufnahmeröhren abgeleitet werden, kann die beschriebene Schaltung in allen drei Videokanälen mit der geeigneten Einstellung der Schatten- und Gammakorrektur für jeden Kanal verwendet werden.

Durch die Zusammenfassung der Funktionen der Schattenmodulations- und Gammakorrektur entfällt die Notwendigkeit eines gesonderten Verstärkungsmodulators, dem die Schattenkorrektursignale und die Videosignale nach dem Stande der Technik zugeführt werden Ferner erlaubt der rückgekoppelte Verstärker mit dei niedrigen Eingangsimpedanz an der Basis des Transistors 33 die Matrizierung der einzelnen Schattenkorrektursignalformen an diesem Punkt der Schaltung, so daC im Schattengenerator keine Matrixstufe erforderlich ist Die Transistoren 14, 33, 34, 35 und öö wender

6s vorzugsweise alle in einer integrierten Schaltung ausgebildet, so daß sie den gleichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind und die Stabilität der Schaltung größer ist als bei Anordnungen mit getrennt gekapsel-

709 518/18!

ten Transistoren. Eine sich für diesen Zweck eignende integrierte Schaltung ist beispielsweise die lineare, integrierte RCA-Schaltung CA 3045.

F i g. 3 stellt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar, in welcher die Funktionen der Gammakorrektur und der Austastamplitudensteuerung zusammengefaßt sind. Die dieselbe Funktion wie in F i g. 1 ausübenden Bauelemente sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Dem Eingangsanschluß 71 werden in der beschriebenen Weise geklemmte Videosignale 70 zugeführt, die dann auf die Basis eines Transistors 72 gelangen. Der Kollektor des Transistors 72 ist mit einem Schwarzwertbegrenzer 74 verbunden, dessen Ausgang wiederum an einer Ausgangsklemme 75 liegt. Der Emitter des Transistors 72 liegt über einen Widerstand 73 an einer positiven Spannung. Parallel zum Widerstand 73 liegt eine nichtlineare Schaltung mit den Dioden 77 bis 81, deren Kathoden an den Emitter des Transistors 72 angeschlossen sind, während ihre Anoden an die Verbindungspunkte der Vorspannungswiderstände 82 und 83, 84 und 85, 86 und 87, 88 und 89 bzw. 90 und 91 gelegt sind. Die anderen Enden der Widerstände 82,84, 86, 88 und 90 liegen an einer positiven Spannung, während die anderen Enden der Widerstände 83,85,87, 89 und 91 am Emitter des Transistors 35 liegen.

Die Transistoren 33 und 34 sind als Differenzverstärker 32 geschaltet, der Transistor 35 ist als rückgekoppelter Verstärker geschaltet, wie es bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben ist.

Die Basis des Transistors 33 liegt über einen Widerstand 92 an einer Klemme 94 und über einen Widerstand 93 an einer Klemme 95. An den Klemmen 94 und 95 liegen Spannungen zur Steuerung des Gleichspannungsschwarzpegels, die von örtlichen und entfernten Steuerschaltungen stammen, welche an Gleichspannungsquellen angeschlossene Potentiometer aufweisen können. Der niederohmige Eingang des Differenzverstärkers 32 ermöglicht eine bequeme Matrizierung der verschiedenen Schwarzpegelsteuerspannungen an diesem Punkt.

Im Betrieb wird die Videosignalform 70, in welcher der während des Austastintervalls auftretende Signalteil auf einen festen Bezugspegel (beispielsweise +2V) geklemmt worden ist, der Basis des Transistors 72 zugeführt. Entsprechende Signale werden im Emitterkreis am Widerstand 73 und in der die Dioden 77 bis 81 enthaltenden nichtlinearen Schaltung erzeugt. Die Dioden 77 bis 81 sind mit Hilfe der Widerstände 82 bis 91, welche zwhchen eine positive Spannung (beispielsweise + 10 V) und die Klemme 40 geschaltet sind, vorgespannt. Wenn die Schwarzpegelsteuereingangssignale an den Klemmen 94 und 95 so eingestellt sind, daß die Spannung an der Klemme 40 einen minimalen Wert (beispielsweise 0 V) hat, dann leiten alle Dioden 77 bis 81 für Eingangsvideosignalpegel (Signalform 70) bei oder oberhalb des Bezugsaustastpegels ( + 2 V). Wenn das Eingangsvidoosignal 70 anwächst (d. h. stärker positiv wird), dann hören die Dioden 77 bis 81 nacheinander auf zu leiten, wenn ihre ensprechenden Vorspannungen überschritten werden. Wenn die Dioden 77 bis Sl aufhören zu leiten, dann werden ihre Vorspannungswiderstände vom Widerstand 73 abgetrennt, die Impedanz im Emitterkreis des Transistors 32 wächst an, seine Verstärkung nimmt ab und sein Kollektorstrom sinkt nichtlinear bis auf den Weißspitzenpegel des Videosignals 70.

Die Signalform 96 in Fig.4 ist eine typische Videosignalform ohne Austastamplitudenanteii, welche der Basis des Transistors 72 zugeführt wird. Die Kurve 98 ist eine typische Übertragungskennlinie der nichtlinearen Schaltung mit den Dioden 77 bis 81, wenn die Verbindungsklemme 40 nominal auf 0 V liegt. Die Signalform 100, die in Fi₆. 4 durch eine ausgezogene Kurve dargestellt ist, ist das typische gammakorrigierte Videoausgangssignal, welches von dem Begrenzer 74 im Kollektorkreis des Transistors 72 abgeleitet wird. Die Wellenform 100 stellt die Wirkung der nichtlinearen Schallung auf linear anwachsende Videosignale dar. Die Videosignalform 76 an der Ausgangsklemme 75 wird wegen der Umkehrung des Videosignals zwischen Basis und Kollektor des Transistors 72 ebenfalls umgekehrt.

'5 Um den Austastamplitudenanteii des Videosignals auf dem gewünschten Pegel zu halten, können entweder die Videosignale oder die von ihnen abgeleiteten Bildsignale auf einem Monitor beobachtet und mit einem Bezugssignal verglichen werden. Wenn die der Basis des

•20 Transistos 72 zugeführten Eingangsvideosignale eine unerwünschte Austastkomponente enthalten, dann wächst die der Basis des Transistors 33 zugeführte Schwarzpegelsteuerspannung negativ an und die Spannung an der Klemme 40 steigt daher ins Positive.

*5 Diese ansteigende, positive Spannung erzeugt eine Verschiebung der Spannungen, bei weichen die einzelnen Dioden 77 bis 81 aufhören zu leiten (die Abschaltspannungen werden in positiver Richtung verschoben). Weiterhin steigt der maximale Emitterstrom (und Kollektorstrom) der dem Transistor 72 von der Spannungsquelle (+ V) über die Parallelschaltung des Widerstands 73 mit den Dioden 77 bis 81 (wobei der Strom während eines Minimalspannungsteils der angelegten Eingangssignalform zugeführt wird) im Vergleich zum maximalen Emitter-(und Kollektor)-slrom, der im oben beschriebenen Fall erzeugt wird (also bei 0 V an de' Klemme 40). Der Schwarzklipper 74 ist so angeordnet, daß diejenige Amplitude des Kollektorstroms abgeschnitten wird, weiche denjenigen Strom übersteigt, der bei der Vorspannung 0 an der Klemme 40 und bei nominaler Schwarzpegeleingangsspannung an der Bais des Transistors 72 fließt. Hat das Eingangsvideosignal die Signalform 97 (F i g. 4), dann wird die Übertragungscharakteristik zwischen der Eingangsklemme 71 und der Ausgangsklemme 75 entsDrechend der Kennlinie 99 modifier! Die Hahei entstehende Ausgangssignalform ist getrichelt ah Signalform 101 dargestellt und fällt praktisch mit dei vorbeschriebenen Signalform 100 zusammen. Dei Austauschteil der Eingangssignalform 97 erscheint nich in der Ausgangssignalform 101.

Die Widerstände 82 bis 91 sind «ό gewählt, daß di( Proportionalität b/a = d/c zwischen den Kennlinien 9J und 99 erhalten bleibt. Sämtliche Dioden 77 bis 81 sine so angeordnet, daß sie unter allen Bedingungen voi Erreichen des Weißpegels abschalten, so daß sich dei Weißpegel im Kollektorkreis nicht ändert. Auf dies« Weise kann der Schwarzpegel der Videosignal« verändert werden, ohne daß der Weißpegel oder di«

dem Signal durch die nichtlineare Schaltung erteilt« Gammacharakteristik (die durch die Wahl der Wider stände 82 bis 9i bestimmt ist) verändert wird.

Jede der in den F! ™. 1 «»»Ί ·> ·* ._*~iu„.

Schaltungen können auch unabhängig in einer~Fernseh

kamera für die Schatten- und Gammakorrektui verwendet werden, während der Schwarzpegel kon stant gehalten wird, bzw. für die Gammakorrektur un< die Austastimpulssteuerung, während der Weißpege

konstant gehalten wird. Gegebenenfalls können die beiden Schaltungen zusammen verwendet werden, so daß eine Gammakorrektur, eine Schattenkorrektur und eine Schwarz- und Weißpegelsteuerung erreicht wird, wodurch gegenüber früheren Anordnungen eine wesentliche Reduzierung des gesamten Schaltungsaufwandes erreicht wird. Für einen gemeinsamen Betrieb kann der Ausgangsanschluß 65 bei F i g. 1 mit dem Eingangs-

anschluß 71 der F i g. 3 zusammengeschaltet werden, da die am Anschluß 65 auftretenden Signale auf einen Schwarzpegel geklemmt sind. Die Gammakorrektur ergibt sich aufs der durch die beiden nichtlinearen Schaltungen eingeführten Korrektur, so daß, wenn beispielsweise ein Gammakorrekturexponent von 0,5 gewünscht wird, der Exponent für die beiden nichtlinearen Schaltungen jeweils etwa 0,7 gewählt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Korrektur der von einer Fernsehkamera gelieferten Videosignale, mit einer Gammakorrekturschaltung, bestehend aus Bauelementen, deren Leitfähigkeit von der ihnen angelegten Spannung derart abhängt, daß die Übertragungskennlinie für von einem ersten Eingang zu einem Ausgang der Schaltung übertragene Videosignale nichtlinear ist im Sinne einer Amplitudenkompression bei höheren Amplituden, sowie mit einer Anordnung zur Konditionierung der gammakorrigierten Videosginale entsprechend weiteren Erfordernissen, dadurch gekennzeichnet, daß den Elementen spannungsabhängiger Leitfähigkeit (21 bis 23,77 bis 81) über einen zweiten Eingang (40) eine Konditionieruiigsspannung aus einer gesonderten Korrektursignalquelle (57; 94, 95) angelegt ist, um der nichtlinearen Übertragungskennünie eine Änderung abhängig von der Kondilionierungsspannung zu überlagern.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente spannungsabhängiger Leitfähigkeit gleichartige Dioden sind, die zwischen einem mit dem ersten Eingang gekoppelten gemeinsamen Anschluß und verschiedenen Abgriffen einer Spannungsteileranordnung liegen und der die Konditionierungsspannung empfangende zweite Eingang (40) das eine Ende der mit ihrem anderen Ende an einem festen Potential (Masse, + V) liegenden Spannungsteileranordnung ^24 bis 29; 82 bis 91) bildet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignalquelle (57) eine Konditionierungsspannung mit zeilen- und bildfrequenten Komponenten zur Schattenkorrektur liefert.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignalquelle (57) über einen Verstärker (32) mit Gleichstromgegenkopplung mit azm zweiten Eingang (40) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Videosignale empfangende erste Eingang (71) die Basis eines Transistors (72) ist, dessen Emitter über eine Emitterlast (73) mit dem festen Potential ( + V) gekoppelt ist und parallel dazu über die Dioden- und Spannungsteileranordnung (77 bis 81, 82 bis 91) mit dem festen Potential gekoppelt ist; daß die Dioden so gepolt und vorgespannt sind, daß sie beim Anwachsen der Videosignale in Richtung auf den Weißpegel nacheinander abschalten; daß der Kollektor des Transistors, gegebenenfalls über einen Schwarzwertbegrenzer, die Ausgangs-Videosignale (76) liefert; daß die Korrektursignalquelle (94,95) als Konditionierungsspannung die gewünschten Schwarzpegel (Austastamplitudensteuerung) liefert.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignalquelle (94, 95) über einen Verstärker (32) mit Gleichstromrüokführung (39) mit dem zweiten Eingang (40) verbunden ist, um eine hohe Eingangsimpedanz für die Konditionierungsspannung und einen festen Weißpegel zu erhalten.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der von einer Fernsehkamera gelieferten Videosignale, mit einer Gammakorrekturschaltung, bestehend aus Bauelementen, deren Leitfähigkeit von der ihnen angelegten Spannung derart abhängt, daß die Übertragungskennlinie für von einem ersten Eingang zu einem Ausgang der Schaltung übertragene Videosignale nichtlinear ist im Sinne einer Amplitudenkompression bei höheren Amplituden, sowie mit einer Anordnung zur

ίο Konditionierung der gammakorrigierten Videosignale entsprechend weiteren Erfordernissen.

Eine Gammakorrektur des von einer Fernsehkamera gelieferten Videosignals ist notwendig, damit das übertragene Fernsehsignal von einem Fernsehemp-

fänger richtig wiedergegeben wird. Die in Fernsehempfängern verwendeten Bildröhren arbeiten üblicherweise derart nichtlinear, daß di·. »dunkleren« Teile des Videosignals komprimiert und die »helleren« Teile des Videosignals gedehnt werden. Die Grauskala eines

einfarbigen Fersehsignals oder der Helligkeitsanteil eines Farbfernsehsignals wird durch Amplitudenänderungen des Videosignals wiedergegeben. Wenn man einer nichtlinearen Bildröhre eines Fernsehempfängers eir>. in seiner Amplitude linear veränderliches Videosignal zuführen würde, dann würde der Kontrastbereich des Bildes entsprechend der nichtlinearen Übertragungscharakteristik der Bildröhre in unerwünschter Weise verkleinert. Daher soll das Videosignal vor seiner Übertragung einer derartigen Gammakorrektur unterzogen werden, daß das im Fernsehempfänger wiedergegebene Signal in dem gewünschten Kontrastbereich vorliegt. Üblicherweise wird die Gammakorrektur durchgeführt, indem die von der Fernsehkamera abgenommenen Videosignale durch eine nichtlineare Schaltung geführt werden, die zwischen Eingang und Ausgang eine bestimmte Exponentialcharakteristik hat, so daß das Signal mit Rücksicht auf die nachfolgende, nichtlineare Übertragungscharakteristik der Bildröhre des Fernsehe; ipfängers vorverzerrt wird. Grundsätz-

lieh kann der Exponent dieser Übertragungsfunktion irgendeinen vorbestimmten Wert haben, jedoch wählt man in üblicher Weise so, daß das von der nichtlinearen Schaltung gelieferte Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal, potenziert um den Exponenten 1/2 ist. Die für die Gammakorrektur der Fernsehsignale verwendete nichtlineare Schaltung befindet sich üblicherweise in einem das Videosignal verarbeitenden Verstärker, dei zwischen der Aufnahmeröhre und der Farbcodierschaltung angeordnet ist, wo die Videosignale vor ihr ei Übertragung mit einem Hilfsträger vereinigt werden.

Bei einer aus der USA.-Patentschrift 29 04 642 bekannten Gammakorrekturschaltung der eingangs beschriebenen Art sind die besagten Elemente span nungsabhängiger Leitfähigkeit gleichartige Dioden, die zwischen einem gemeinsamen Anschluß, der mit derr die Videosignale empfangenden Eingang gekoppelt ist und verschiedenen Abgriffen einer Spannungsteileran Ordnung liegen, die zwischen die Pole einer Betriebs Spannungsquelle geschaltet ist. Hierdurch werdet

(<o parallele Zweige unterschiedlich vorgespannter Dioder gebildet, die bei einem Anstieg des Videosignals ir »Schwarzrichtung« nacheinander leitend werden unc damit das Videosignal zunehmend weniger dämpfen womit die zur Gammakorrektur gewünschte nichtline

(15 are Übertragungskennlinie erhalten wird. Die bekannte Schaltung enthält auch eine Anordnung zur Konditio nierung der gammakorrigierten Videosignale entspre chend dem Erfordernis, hochfrequente Komponentet