DE2104395B2 - Verfahren und anordnung zur stabilisierung des arbeitspunktes von videoverstaerkern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Video-Verstärkern für die Verstärkung der von Bildaufnahmeröhren erzeugten Bildsignale in Fernseh-, insbesondere Farbfernseh-Kameraanlagen.

Für das einwandfreie Arbeiten von Bildverstärkern in Fernsehkameraanlagen, insbesondere in Farbfernsehkameraanlagen, ist es eine notwendige Voraussetzung, daß die Arbeitspunkte der einzelnen Videoverstärker exakt abgeglichen sind. Die Lage des Arbeitspunktes in den Horizontallücken des Bildsignals, auf dessen Potential das Bildsignal geklemmt wird, muß, insbesondere bei Video-Verstärkern in den einzelnen Kanälen einer Farbfernsehkamera exakt gleich groß sein. Störungen dieser Null-Lage des Arbeitspunktes können jedoch sehr leicht dadurch auftreten, daß in den Horizontallücken Störgrößen enthalten sind, die z. B. vom Zeilenrücklauf der Ablenkschaltungen verursacht werden.

Um diese Störgrößen in den Lücken des Bildsignals zu kompensieren, hat man bisher am Eingang des Video-Verstärkers dem Signal einen Impuls mit derartiger Amplitude und Richtung hinzugefügt, daß der Signalwert für Bildschwarz auf dem Nullpunkt der Arbeitskennlinie des Video-Verstärkers zu liegen kommt. Diese Einstellungen müssen jedoch laufend überwacht und häufig korrigiert werden, z. B. nach Wechsel der Kabellänge oder nach Justierung des Ahlenkrasters. Außerdem kann auch die Temperäturab- ^vSinerung des apparativen und personellen Aufwandes wird bei einem Verfahren zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Video-Verstärkern fur die Verstärkung der von Bildaufnahmeröhren erzeugten BiSgnale in Fernseh, insbesondere Farbfernsehkameraanlagen, mittels Korrektunmpulsen, welche dem _Elngar7g _des Videoverstärkers zugesetzt werden und d_ie Arbeitspunkte des Verstärkers für einen Bezugswert ies Bildsignals, insbesondere für den Schwarzwert au ihre Sollwerte bringen, erf.ndungsgemaC das Potential am Ausgang des Videoverstärkers wahrend der Horizontallücken m.t dem Potential des von der Bildaufnahmeröhre während der Vertikalaustastung des Abtaststrahles abgegebenen Bildsignals verg ichen und der Vergleichswert in Form horizontalfrequenter Korrekturimpulse dem Eingang des Video-Verstärkers mit derartiger Amplitude und Richtung zugeführt, daß die Differenz der vorgenannten Potentmle ein vorbestimmter Wert, vorzugsweise zu Null wird. Dadurch wird der Arbeitspunkt des Video-Verstärkers selbsttätig auf den Sollwert für den Bezugswert gebracht.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis daß bei einer Bildaufnahmeröhre, insbesondere vom Photole.tfähigkeitstyp, der Dunkelstrom proportional dem Signalstrom ist. In Farbfernsehkameraanlagen .st die Spannungsänderung im Ausgang des Video-Verstärkers in Abhängigkeit vom geöffneten oder gesperrten Strahlsystem der Bildaufnahmeröhre in allen Kanälen deich groß, weil durch die unterschiedliche Verstärkung zum Zwecke der Normierung des Signalstromes für Weiß auch der Dunkelstrom normiert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es alle Störfaktoren selbsttätig ausschaltet, welche die Lage des Arbeitspunktes von Video-Verstärkern in Fernsehkameraanlagen verschieben können. Es entfallt die Notwendigkeit, die Kompensation der Störfaktoren auf die Lage des Arbeitspunktes, z. B. durch unterschiedliche Größe des Signalstromes, der Länge des Kamerakabels, durch den Zeilenrücklauf der Ablenkschaltungen oder durch Temperaturdrift laufend von Hand aus zu überprüfen und nachzustellen. Die Überwachung der Kamerafunktion wird durch den Wegfall der Justierregler für die Gegenimpulseinstellung bei Drei-Röhren-Farbfernsehkameras drei Regler, wesentlich vereinfacht und erleichtert Ferner können auch zusätzliche Regler der Störsignalkompensation, bei Farbfernsehkameras ebenfalls drei Regler, entfallen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Video-Verstärkern befriedigend arbeitet und eine ausreichende Genauigkeit aufweist

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Ausfuhrungsbeispiele darstellenden Figuren genauer erläutert

werdea Von diesen zeigt

F i g. 1 eine Anordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockschaltbild, welches nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile enthält,

Fig-2 die in der Anordnung nach Fig. 1 zur Anwendung kommenden Impulsformen,

Fig.3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Sc,'altungsanordnung zur Erzeugung einer für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Impulsfolge,

Fig.4 eine praktisch ausgeführte Schaltungsanordnung für das erfindungsgemäße Verfahren,

Fig.5 das Blockschaltbild einer Farbfernsehkameraanlage, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet

In F i g. 1 stellt Teil 10 eine Fernsehkamera mit deren wesentlichen Bauteilen, dem Objektiv 11, der Bildaufnahmeröhre 12 und dem Vorverstärker 13 für das von der Bildaufnahmeröhre erzeugte Bildsigna) dar. Ferner sind die Ablenkspulen 14 und 15 für die Horizontal- und Vertikalablenkung des Abtaststrahl in der Bildaufnahmeröhre 12 dargestellt. Die Bildaufnahmeröhre 12 ist vom Photoleitfähigkeitstyp und enthält den Photohalbleiter 16, die Strahlkathode 17 sowie die Wehneltelektrode 18; dieser ist das Austastsignal A zugeführt, das während der Horizontal- und Vertikalrückläufe des Ablenkstromes den Abtaststrahl unterdrückt.

Das vom Vorverstärker 13 in der Kamera verstärkte Bildsignal wird über eine Videoleitung 19 des (in der Figur nicht dargestellten) Kamerakabels zum Kamera verstärker 20 der Fernsehkameraanlage übertragen und in diesem weiter verstärkt und aufbereitet. Von den hierfür erforderlichen Schaltungsgruppen ist in die Figur lediglich ein Videoverstärker 21 (Hauptverstärker) aufgenommen. Dem Eingang des Verstärkers 21 werden während der Horizontalaustastlücken des Bildsignal Korrekturimpulse zugeführt, welche Störgrößen innerhalb der Austastlücken kompensieren und dafür sorgen, daß der Signalwert für Bildschwarz des Viedeosignals auf den Nullpunkt der Arbeitskennlinie des Verstärkers zu liegen kommt. Diese Impulse werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Signal im Ausgang des Videoverstärkers 21 abgeleitet. Hierzu wird am Ausgang des Verstärkers das Potential in der Horizontallücke mit dem Potential innerhalb der Zeilenpenoden in der Vertikallücke verglichen. Diese beiden Potentiale werden mittels der Taststufen 22 und 23 dem Bildsignal am Ausgang des Verstärkers 21 entnommen. Die Taststufe 22 liefert das Potential in den Horizontallücken und wird hierzu mit der horizontalfrequenten Impulsfolge H_c aufgetastet. Die Taststufe 22 ist also nur während der Horizontallücken durchlässig und überträgt das Potential innerhalb dieser Lücken auf einen ersten Speicherkondensator 24, der dieses Potential festhält. Die Taststufe 23 wird durch eine Impulsgruppe innerhalb der Vertikallücke auf getastet. Die Impulse dieser Gruppe treten nur innerhalb der Zeilenperioden der Vertikalaustastung auf, vorzugsweise nur während eines mittleren Teils dieser Zeilenperioden, damit die z. B. vom Horizontalrücklauf herrührenden Störungen des Potentials in den Horizontallücken mit Sicherheit nicht das Potential während der Zeilenperioden beeinflussen. Die von der Taststufe 23 hindurchgelassenen Signalabschnitte, welche exakt dem Schwarzwert bzw. der Null-Lage des Arbeitspunktes des Videoverstärkers 21 entsprechen, werden in einem Kondensator 25 gespeichert

Die in den Kondensatoren 24 und 25 gespeicherten

Gleichspannungen werden nun in der Stufe 26 miteinander verglichen. Am Ausgang dieser Stufe tritt die Differenz der beiden Gleichspannungen in positiver oder negativer Richtung auf und wird in einem weiteren Speicherkondensator 27 festgehalten. Eine Taststufe 28, die wieder mit der horizontalfrequenten Impulsreihe Hc aufgetastet wird, überträgt diese Spannung während der Horizontallücken als Korrekturimpulst auf den Eingang des Verstärkers 21. Die Korrekturimpulse verschieben den Arbeitspunkt des Verstärkers auf den exakten, innerhalb der Zeilenperioden der Vertikalaustastung vorhandenen exakten Schwarzwert

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung bewirkt somit eine automatische Korrektur des Arbeitspunktes des Verstärkers 21 in den Horizontallücken, so daß dieser nicht ständig überwacht und von Hand aus nachgestellt zu werden braucht

In Fig.2 bedeutet A das der Elektrode 18 der Bildaufnahmeröhre 12 zugeführte Austastsignal, das während des horizontalen und vertikalen Rücklaufes der Ablenkung den Abtaststrahl unterdrückt Die Impulsfolge B ist ein Ausschnitt des Signals innerhalb der Vertikallücke. Aus einem mit Sicherheit ungestörten Teil der Zeilenperioden, z. B. dessen mittleren Drittel, wird die Impulsfolge C abgeleitet die nur während der Vertikallücken auftritt. Mit diesen Impulsen wird Je Taststufe 23 aufgetastet.

F i g. 3 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die Erzeugung dieser speziellen Impulse Vsp. Die Anordnung enthält zwei in Reihe geschaltete monostabile Multivibratoren 31 und 32, welche Impulse erzeugen, deren Breite etwa ein Drittel der Zeilendauer beträgt

Der erste Multivibrator 31 wird durch die Vorderflanke einer horizontalfrequenten Impulsreihe H umgesteuert. Die Rückflanke des vom Multivibrator 31 erzeugten Impulses Ml steuert den zweiten Multivibrator 32, welcher wiederum einen Impuls M 2 liefert, dessen Breite etwa ein Drittel der Zeilendauer beträgt und der etwa in der Mitte der Zeilenperiode auftritt. Dieser entspricht somit dem Impuls Cnach F i g. 2.

F i g. 4 zeigt ein praktisch ausgeführtes Schaltungsbeispiel für die beschriebene Anordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches die Schaltgruppe 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 der F i g. 1 umfaßt. Das Signal BA vom Ausgang des Verstärkers 21 (F i g. 1) gelangt vom Emitterwiderstand 41 des als Impedanzwandler wirksamen Transistors 42 über je einen Widerstand 43 bzw. 44 zu je einer Taststufe. Jede dieser Taststufen besteht aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren 45, 46 bzw. 47, 48. Der Basis des ersten Transistors 45 bzw. 47 wird das Videosignal zugeführt. Diese Transistoren 45 und 47 werden mittels der in Reihe liegenden Transistoren 46 bzw. 48 vom nichtleitenden in den leitenden Zustand gesteuert, indem den Basen der Transistoren 46 bzw. 48 positiv gerichtete Impulse zugeführt werden. Die Basis des Transistors 46 erhält über das RC-Glied 49, 50 eine horizontalfrequente Impulsfolge Hc, der Transistor 48 über das ÄC-Glied 51,52 vertikalfrequente Impulsgruppeii Vsp nach F i g. 2C. Die am Emitterwiderstand 53 bzw. 54 der Transistoren 45 bzw. 47 im aufgetasteten Zustand auftretenden Spannungen werden durch Kondensatoren 55 bzw. 56 gespeichert. Die beiden Spannungen werden dem als Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärker 57 zugeführt. Die am Kondensator 58 auftretende Differenzspannung gelangt zu einer Taststufe bestehend aus einem Spannungsteiler mit dem Widerstand 59 und dem Transistor 60, dessen

Basis über einen Widerstand 61 mit Masse verbunden ist.

Solange am Basiswiderstand 61 des Transistors 60 kein Impuls anliegt, ist dieser Transistor leitend und schließt die Spannung am Transistor 58 kurz. Der Transistor 60 wird durch an die Basis angelegte horizontalfrequente Impulse Hc geöffnet und liefert während dieser Öffnungszeiten die Korrekturimpulse R, die in Größe und Richtung der am Kondensator 58 liegenden Spannung entsprechen.

Fig.5 zeigt ein Blockschaltbild des bevorzugten

Anwendungsgebietes des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Farbfernsehkameraanlage. In jedem der drei Kanäle der Anlage ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Schaltungsanordnung vorgesehen, welche die Arbeitspunkte der Hauptverstärker 211, 212 und 213 mittels der Schaltungsanordnungen 201,202 und 203, welche die Schaltungsgruppen im Block 20 der F i g. 1 enthalten, die exakte und vollkommen gleiche Einstellung der Arbeitspunkte der drei Verstärker 211,212 und 213 automatisch sicherstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   . 1. Verfahren zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Video-Verstärkern für Verstärkung der von Bildaufnahmeröhren erzeugten Bildsignale in Fernseh-, insbesondere Farbfernsehkameraanlagen, mittels Korrekturimpulsen, welche dem Eingang des Video-Verstärkers zugesetzt werden und die Arbeitspunkte des Verstärkers für einen Bezugswert des Bildsignals, insbesondere für den Schwarzwert, auf ihre Sollwerte bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential am Ausgang des Video-Verstärkers während der Horizontallücken mit dem Potential des von den Bildaufnahmeröhren während der Vertikalaustastung des Abtaststrahles abgegebenen Bild-Signals verglichen und der Vergleichswert in Form horizontalfrequenter Korrekturimpulse dem Eingang des Video-Verstärkers mit derartiger Amplitude und Richtung zugeführt wird, daß die Differenz der vorgenannten Potentiale ein vorbestimmter Wert, vorzugsweise Null wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichswert des von der Bildaufnahmeröhre während der Vertikalaustastung des Abtaststrahles abgegebenen Bildsignal Teile der Zeilenperioden, vorzugsweise etwa das mittlere Drittel jeder Zeilenperiode, verwendet wird.

   3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch die Anwendung in den Video-Verstärkern für die von mehreren Bildaufnahmeröhren einer Farbfernsehkamera abgegebenen Bildsignale.

   35 hängigkeit {Temperaturdrift) der Schaltelemente eine VeSebung der Lage des Arbeitspunktes verursachen unStSNachstellungerforderbchmachen.

   Me^ bekannte Verfahren zur Stabilisierung des ArSunkies erfordert auf der einen Seite einen VmHHhen Aufwand für die Erzeugung der Kompensationsuipube und an Einrichtungen für die Einstellung Cr Amplitude und Richtung, auf der anderen SeUe bHdet dte in kurzen Zeiubständen erforderliche überwachung und Nachstellung der KornpensaüonsimmKremVerhebliche Belastung für den die Funktion der Fernsehkamera überwachenden Techniker; diessteht z. B dem Bestreben entgegen, mehrere Fernsehkameraanlagen gemeinsam von einem Techniker allem zu