DE2045257C3 - Schaltungsanordnung zur Polaritätsumkehr von Videosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Polaritätsumkehr-Schaltungsanordnung für Videosignale in Gestalt von BiId-Austastsignalen (ΒΑ-Signalen) mit einer Mischstufe und einer Umkehrstufe.

Aus der DE-PS 10 88 091 ist eine Einrichtung zur Verstärkung und Begrenzung von Videosignalen bekannt, bei der das in der Polarität umzukehrende BA-Signai einer Umkehrstufe zugeführt wird, die über einen Kondensator an einer als Addierer ausgebildete Mischstufe angeschlossen ist. Parallel zu dem ΒΑ-Signal wird hinter dem Kondensator über eine umschaltbare Klemmschaltung eine Gleichspannung eingespeist 5n den zweiten Eingang der aus zwei Röhren bestehenden und auf denselben Anodenwiderstand arbeitenden Mischstufe wird das Austast- oder Torsignal mit der entsprechenden Polarität eingespeist. An dem Ausgang der Mischstufe liegt eine aus einer Diode und einem Widerstand gebildeten Begrenzerstufe, die den eine bestimmte Amplitude unterschreitenden Signalanteil des Ausgangssignals der Mischstufe abschneidet

Da die Mischstufe als Addierer ausgebildet ist, besteht keine Unabhängigkeit des ΒΑ-Signals in dem Bildintervall von dem Austastimpuls und umgekehrt besteht auch keine Unabhängigkeit zwischen dem Austastimpuls und dem ΒΑ-Signal während der Austastlücke. Hierdurch ergibt sich, daß unabhängig von der Wahl des Arbeitspunktes des Addierers, an dessen Ausgang immer ein Summensignal ansteht, das durch die nachfolgende Begrenzerstufe in der geeigneten Weise geformt werden muß. Außerdem kann der in den zweiten Eingang der Mischstufe eingespeiste Torimpuls auch während des Bildintervalls den Gleichspannungspegel des Bildsignals beeinflussen.

Aus der DE-AS 12 93 202 ist eine Schaltung bekannt mit der ein Bildaustastsignal (ΒΑ-Signal) in seine beiden Komponenten Bildsignal und Austastsignal zerlegbar ist Hierzu wird das ΒΑ-Signal einem Komplementärtransistorpaar zugeführt, wobei die Arbeitspunkte der beiden Transistoren so eingestellt sind, daß einer der beiden Transistoren während des Austastsignals gesperrt ist und das Videosignal überträgt während der Arbeitspunkt des anderen Transistors so eingestellt ist daß dieser durch das Videosignal gesperrt und durch das Austastsignal aufgesteuert ist Auf diese Weise ist an einem Transistor das Videosignal ohne Austastimpuls entnehmbar, wohingegen an dem anderen Transistor der Austastimpuls ohne das Videosignal zur Verfügung steht. Mit dieser Schaltungsanordnung ist es jedoch nicht möglich, das Bildsignal zu invertieren, ohne gleichzeitig auch das Austastsignal in der Polarität umzukehren.

Ein ΒΑ-Signal kann dadurch invertiert werden, daß es einem Verstärker mit geeignet eingestelltem Arbeits-

punkt zugeführt wird, der derart aufgebaut ist, daß sein Ausgangssignal ständig entgegengesetzte Polarität zu dem eingespeisten ΒΑ-Signal aufweist. In einem solchen Fall weist jedoch das ΒΑ-Signal am Ausgang sowohl eine invertierte Bildpolarität als auch eine invertierte Polarität des Austastsignales auf. Die Invertierung des Austastsignales ist in Videosystemen unerwünscht, bei denen das Austastsignal als Bezugspegel für den Schwarzwert des Bildsignales unabhängig von der Polarität dieser Komponente benutzt wird. Beispielsweise in einem System, in dem ein Videosignal durch aufeinanderfolgende wechselstromgekoppelte Stufen läuft, kann das Austastsignal zur Erzeugung eines Gleichstrombezugspegels für das Bildsignal in jeder Stufe verwendet werden. Dies wäre unmöglich, wenn die Invertierungsstufe in dem System das Aastastsignal auf einen unerwünschten Pegel bringt

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Polaritätsumkehr für Videosignale zu schaffen, die es gestattet, lediglich die Polaritä* des Bildsignales zu invertieren und die Polarität des Austastsignales beizubehalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß einer Mischstufe das in der Polarität umzukehrende Bildsignal des BA-Signales mit einem von einer gesteuerten Torschaltung während der Austastperiode gelieferten Austast- oder Torsignal umgekehrter Polarität kombiniert wird und die Polarität des kombinierten Signales in einer nachfolgenden Umkehrstufe insgesamt umgekehrt wird.

Die Weiterbildung der Schaltungsanordnung ist Gegenstand von Unteransprüchen.

Aus der neuen Schaltungsanordnung ergibt sich der Vorteil, daß, obwohl das Bildsignal in seiner Polarität umgekehrt ist, das Austastsignal nach wie vor als Referenz für den Schwarzwert verwendbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung ίο gemäß der Erfindung und

Fig. 2a bis 2e die graphische Darstellung 5 verschiedener Wellenformen zur Veranscuaulichung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

In F i g. 1 ist eine Schaltungsanordn-ing zur Polaritätsumkehr von Videosignalen in Gestalt von Bildaustastsignalen (ΒΑ-Signale) dargestellt, die derart aufgebaut ist, daß sie lediglich die Bildpolarität eines ein Bild darstellenden Video-Einfangssignales mit aufeinanderfolgenden Bild-(Bildsignal) und Austastkomponenten, (Austastsignal) die jeweils während der Bild und der Austastintervalle auftreten, invertiert.

Die in dem gestrichelten Kästchen 3 enthaltene Schaltung liefert ein Video-Signal (ΒΑ-Signal) bei dem zumindest ein Teil jeder Austastkomponente auf einem Bezugspegel auftritt. Der Klemme 3' wird ein Eingangsvideo-Signal zugeführt. Eine zweckmäßig gesteuerte Clamping-Schaltung 4, die durch ein über eine Leitung 30 zugeführtes Clamping-Signal wirksam gemacht wird, ist mit ihrem Ausgang an die Verbindungsstelle einer Eingangskapazität 5 und eines ohmschen Widerstandes 6 angeschlossen. Die andere Klemme des Widerstandes 6 ist mit einem zweistufigen Verstärker 7 in Emitterbasisschaltung verbunden.

Die in dem gestrichelten Kästchen 8 enthaltene Schaltung gibt ein Torsignal mit vorbestimmter AmDlitude ab. das während zumindest eines Teiles des Austastintervalles auftritt. Ein gesteuerter Transistorverstärker wird durch ein Austasttorsignal eingeschaltet, welches über eine Leitung 10 zugeführt wird und während des Austastinvervalles auftritt. Der gesteuerte Transistorverstärker besteht aus einem Transistor 9, dessen Emitter an eine negative Spannungsquelle (—V) angeschlossen ist und dessen Basis über eine Kapazität 11 und die Parallelschaltung einer Kapazität 12 und eines ohmschen Widerstandes 13 mit der Eingangsleitung 10 verbunden ist. Die Basis des Transistors 9 ist außerdem über einen Vorspannungswiderstand 14 und eine Begrenzerdiode 15 an die negative Spannungsquelle (— V) angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 9, der als Ausgang des gesteuerten Transistorverstärkers benutzt wird, ist über die Reihenschaltung eines Schalters 16 und eines ohmschen Widerstandes 17 mit einer positiven Spannungsquelle (+V) und über einen einstellbaren ohmschen Widerstand 18 mit einer negativen Spannungsquelle (— ^verbunden.

Das gesü ichelte Kästchen 19 enthält Schaltelemente zur Mischung der zugeführten Vide- und Torsignale, um dadurch ein zusammengesetztes V^:jeo-Signai zu erzeugen, welches während des Bild-lntervalles dem zugeführten Videl-Signal der Art nach entspricht, während es während des Teiles des Austastintervalles in dem dai zugeführte Torsignal auftritt der Art des zugeführten Torsignales entspricht. In dem Kästchen 19 ist eine »größer aIs«-Schaltung enthalten, die aus einer ersten Diode 20 und einer zweiten Diode 21 besteht, deren Katoden miteinander verbunden sinö. Die Anode der Diode 20 liegt an dem Ausgang des Emitter-Basis-Verstärkers 7 während die Anode der Diode 21 mit dem Ausgang der Torschaltung 8 (Kollektor des Transistors 9) verbunden ist. Ein Vorspannungswiderstand 31 verbindet die beiden Katoden der 2 Dioden mit einer negativen Spannungsquelic.

Das gestrichelte Kästchen 23 enthält Schaltelemente zum Invertieren des von der Mischstufte 19 gelieferten zusammengesetzten Video-Signales um daraus ein Ausgangsvideosignal zu erzeugen, das eine Bild-Komponente mit invertierter Bild-Polarität und eine Aus\dstkomponente mit nichtinvertierten Austastpolaritätsbereichen aufweist, wie sie von den invertierten Torsignalen herrühren. In dem Kästchen 23 ist ein zweistufiger Invertierungsverstärker enthalten, dessen erste Stufe aus einem Transistor 24 besteht, der mit seiner Basis über einen ohmschen Widerstand 22 an die Katoden der Dioden 20, 21 angeschlossen ist, während sein Kollektor über einen Widerstand 25 an einer positiven Spannungsquelle liegt. An den Emitter des Transistors 24 ist eine Ausgangsleitung für nichtinvertierte Videosignale angeschlossen. Außerdem liegt der Emitter des Transistors 24 über einem ohmschen Widerstand 26 an einer negativen Spannungsquelle. Die zweite Stufe des Invertierungsverstärkers 23 besteht aus einem Transiix>r 28, dessen Basis <»ber einen Widerstand 27 mit dem Kollektor des Transistors 24 verbunden ist. De- Kollektor des Transistors 28 liegt an einer positiven Fpannungsquelle, während der Emitter über einen ohmschen Widerstand 29 geerdet ist. A η den Emitter des Transistors 28 ist eine Ausgangsleitung A für die invertierten Video-Signale angeschlossen

F i g. 2a veranschaulicht ein typisches Videosignal, das aufeinanderfolgend Bild- und Austastkomponenten aufweist, die jeweils während eines Bild- und eines Austastintervalles auftreten. Die Amplitude der Bildkomponente des Signales ändert sich abhängig von der in dem ursprünglichen Bild, von dem das Signal

abgeleitet ist, enthaltenen Bild-Information zwischen einem Minimal- und einem Spitzenwert. Zum Zwecke der Veranschaulichung ist in Fig. 2a angenommen, daß die Bild-Komponente eine Spitzenamplitude aufweist, die weiß und eine Minimalamplitude, die schwarz in dem ί ursprünglichen Bild entspricht. Entsprechend ist angenommen, daß die Austastkomponente des Eingangsvideosignales auf dem schwarz entsprechenden Amplitudenpegel auftritt, um damit einen festen Bezugspegel zu haben, der den kleinstmöglichen Wert der Bild-Kompo- "> nente angibt.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung zeigt F i g. 2b das Video-Signal nach F i g. 2a in der Form wie es aussehen würde, wenn es von einem üblichen Video-Signal-Inverter invertiert worden wäre. Die Bildkomponente des Signales nach Fig.2b weist die gewünschte invertierte Bildpolarität auf, indem die Spitzenamplituden des Eingangsvideosignales, die für weiß repräsentativ sind, nunmehr Minimalamplituden in dem invertierten Videosignal geworden sind und dementsprechend schwarz bedeuten, und umgekehrt. In den Videosignalen nach F i g. 2b wurde jedoch die Austastkomponente ebenfalls invertiert, so daß sie nicht mehr länger den kleinstmöglichen Wert (schwarz) der Bildkomponente wiedergibt. Diese unerwünschte Ver-Schiebung der Austastkomponentenamplitude auf einen anderen Pegel als jenem der schwarz entspricht, wird im folgenden als inversion der Austastpolarität bezeichnet; sie zu vermeiden ist, wie bereits erwähnt, das Hauptziel der Erfindung. J°

Das Videoeingangssignal nach F i g. 2a wird über die Leitung 3' der Kapazität 5 der Signalzufuhrmittel 3 der Fig. 1 zugeführt. Die Clampingschaltung 4 wird durch ein geeignetes Clampingsignal ausgelöst, das es der Schaltung gestattet, zumindest während eines Teiles des Austastintervall eine Clampingspannung über der Kapazität 5 zu erzeugen. Das sich ergebende korrigierte Videosignal wird sodann von dem Verstärker 7 verstärkt, der den Videoeingang von der Mischeinrichtung des Kästchens 19 trennt.

Bei der Torschaltung 8 wird der Transistor 9, der normalerweise im »Ein-Zustand« sich befindet, beim Auftreten eines geeigneten Austasttorsignales während jedes Austastintervall abgeschaltet. Die Begrenzerdiode 15 gewährleistet, daß das der Basis des Transistors -»5 9 zugeführte Austasttorsignal nicht die Grenzparameter des Transistors überschreitet. Am Kollektor des Transistors 9 wird zwischen der negativen Spannungsquelle (— VjI dem veränderbaren Widerstand 18, dem Widerstand 17 und der positiven Spannungsquelle (+ V) so ein Spannungsteiler gebildet, wenn der Transistor 9 abgeschaltet wird. Das Abschalten des Transistors 9 während jedes Austastintervalles hat somit die Erzeugung eines impulsartigen Signales am Kollektor des Transistors 9 zur Folge. Dieses in Fig.2c veranschaulichte Signal wird sodann der Mischstufe 19 zugeführt. Die Amplitude des Signals wird durch den veränderbaren Widerstand 18 einjustiert und zwccKmäßigerweise auf einen Wert eingestellt, welcher so groß wie die maximal mögliche Amplitude des am Ausgang des zweistufigen Verstärkers 7 zugeführten Video-Signals ist.

Die Mischstufe 19 empfängt das Videosignal aus dem zweistufigen Verstärker 7, und das Torsignal vom Kollektor des Transistors 9 und kombimiert die beiden Signale in der Weise, daß das Signal ausgewählt wird, welches zum gegebenen Zeitpunkt eine größere Amplitude aufweist (d. h., das Signal das positiver ist).

Auf diese Weise ergibt sich, wie aus den Darstellungen 2a, 2c abzulesen, ein resultierendes zusammengesetztes Signal an den Katoden der Dioden 20, 21, das während des Austastintervall dem zugeführten Torsignal und während des Videointervalles dem zugeführten Videosignal entspricht. Dieses Signal, das in Fig. 2d dargestellt ist, wird sodann den Invertierungsmitteln 23 zugeführt. In dem Kästchen 19 ist eine »größer als«-Schaltung dargestellt, doch kann anstelle dessen jede beliebige Mischschaltung Verwendung finden, welche in der Lage ist, das gewünschte zusammengesetzte Signal zu erzeugen; so kann z. B. eine reine »oder«-Schaltung mit 2 Eingängen für die zugeführten Video- und Torsignale Verwendung finden, die einen Ausgang aufweist, an dem ein zusammengesetztes Videosignal abgegeben wird, das während des Bildintervalles dem zugeführten Videosignal und während des Austastintervalles dem Torsignal entspricht.

Das zusammengesetzte Videosignal wird in dem zweistufigen Invertierungsverstärker 23 verstärkt und invertiert, so daß sich an der an den Emitter des Transistors 28 angeschlossenen Klemme A das in Fig.2e veranschaulichte invertierte Video-Ausgangssigna! ergibt. Dieses Signa! weist eir.e invertierte Bildpolarität und eine nichtinvertierte Austastkomponente auf, welche bei dem minimal möglichen Wert der Videokomponente des Signales auftritt Dieser Wert wird durch die Amplitude des von der Signalquelle 8 zugeführten Torsignales bestimmt, welche so eingestellt worden ist, daß es einen Wert aufweist, der gleich oder größer als die maximal mögliche Amplitude des von der Stufe 3 zugeführten Videosignales ist. Zusätzlich zu einem Ausgang für invertierte Videosignale steht an der bei offenem Schalter 16 an dem Emitter des Transistors 24 angeschlossenen Klemme B ein n.ichtinvertierter Videoausgang zur Verfugung. Durch öffnen des Schalters 16 wird der Anode der Diode 21 anstelle des von der Torsignalquelle zugeführten impulsartigen Signales eine negative Spannung zugeführt Falls kein Torsignal der Mischstufe 19 zugeführt wird, läuft das zugeführte Videosignal unbeeinflußt durch; es erscheint nichtinvertiert am Emitter des Transistor 24.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Polaritätsumkehr-Schaitungsanordnung für Videosignale in Gestalt von Bild-Austastsignalen (ΒΑ-Signalen) mit einer Mischstufe und einer Umkehrstufe, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Polarität umzukehrende Bildsignal (B) des BA-Signals mit einem von einer gesteuerten Torschaltung (8) während der Austastperiode gelieferten Austast- oder Torsignal umgekehrter Polarität in der Mischstufe (19) kombiniert wird, deren Ausgangssignal lediglich durch dasjenige der beiden Signale mit der zu dem jeweiligen Zeitpunkt größeren Amplitude bestimmt wird, und daß die Polarität des kombinierten Signals in der nachfolgenden Umkehrstufe (23) insgesamt umgekehrt wird.

Z Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des von der Torschaltung (8) zugeführten Torsignales mindestens so groß wie die maximal mögliche Amplitude des zugefügten BA-Signales ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (8) einen gesteuerten Transistorverstärker aufweist, der während der Austastperiode aktivierbar ist und einen regelbaren Ausgang (18) aufweist und durch den ein impulsförmiges Signal mit einstellbarer Amplitude abgebbar ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstufe (19) eine »unbedingte ODER-Schaltung« mit einem ersten Eingang für rV.s zugeführte ΒΑ-Signal und einem zweiten Eingang für das zugeführte Torsignal sowie mit einem Ausgang zur Abgabe des zusammengesetzten BA-Signales aufweist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstufe (19) eine »größer als-Schaltung« mit einem ersten Eingang für das zugeführte ΒΑ-Signal, mit einem zweiten Eingang für das impulsförmige Signal und mit einem Ausgang aufweist, durch den ein zusammengesetztes ΒΑ-Signal abgebbar ist, das während des Intervalls des Bildsignales dem zugeführten ΒΑ-Signal und während des Intervalls des Austastsignals, in dem die Amplitude des impulsförmigen Signals größer als die Amplitude des Austastsignals des zugeführten ΒΑ-Signals ist, einem impulsförmigen Signal entspricht.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die »größer als-Schaltung« (19) zwei Dioden (20,21) aufweist, bei denen jeweils zwei gleiche Elektroden unter Bildung des Ausgangs miteinander verbunden sind und die beiden anderen Elektroden den ersten und den zweiten Eingang bilden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrstufe (23) einen zweistufigen Transistor-Invertierungsverstärker (24, 28) aufweist, dessen erster Stufe das zusammengesetzte RA-Signal zuführbar ist und die daraus ein invertiertes, zusammengesetztes ΒΑ-Signal erzeugen kann und dessen zweiter Stufe das so erzeugte invertierte ΒΑ-Signal zuführbar ist und die hieraus das Ausgangs-BA-Signal erzeugen kann.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Transistorverstärker (8) Mittel (16) zur Verhinderung der Zufuhr des impulsförmigen Signales und

zur Erzeugung eines vorbestimmten Bezugspegels (— V-, 18; + V)für die Mischstufe aufweist, so daß die Mischstufe kontinuierlich ein zusammengesetztes ΒΑ-Signal, welches dem zugeführten BA-Signal während der Bild- und Austastsignalintervalle entspricht, erzeugen kann und daß die erste Stufe des zweistufigen Transistor-Invertierungsverstärkers (24,28) in Abhängigkeit von der Verhinderung der Zufuhr des impulsförmigen Signals zusätzlich ein nichtinvertiertes AüSgangs-BA-Signal (B) erzeugen kann.