DE2124147A1 - Fernsehapparatur - Google Patents

Description

DR. MDLLER-BOR6 DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW 2124147 PATENTANWÄLTE

14. HAI 117t

Hl/lag - M 2107

TEE HARCOHI COMPANY LIMITED

Bush House, Aldwych,
London, W.C2 / England

lernsehapparatur

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pernsehapparatur und "betrifft insbesondere eine Fernsehkamera.

Die genaue Reproduktion der fernsehsignale erfordert es, dass die sie handhabende Apparatur einen konstanten Verstärkungsfaktor über ein sehr breites Band aufweist, das sich von Gleichstrom bis zu einigen MHz erstreckt. In der Praxis wird dieses theoretische Erfordernis nicht erfüllt, da die Apparatur unvermeidlich Wechselstromkopplungen umfasst, die (xleichstrom nicht hindurchlassen. Es ist infolgedessen erforderlich, die G-leichstromkomponente wieder einzuführen oder wieder herzustellen, und es ist allgemei-

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Dr. MOIkr-tor« Dr. Moniti ■ Dr. D«uf«l ■ Dipl.-Ing. Finstorwold Dipl.-Ing. Grflmkow Braunidtwwg, Am Mrgarpork t 8 MOndwn 22, Robert-Koch-StraS· 1 7 Stuttgart - lad Cannitatt T.Won (0531) 73M7 _T„._{foB (oen)} „^ _τ,,,_χ J_{22050 mbpa}, Markhtrae.3,T.Mo«(0711) «7261 Bank: Zentralkau« Beyer. Volktbanken, MOncfitn, Kto.-Nr.fS22 PottidiKk: MOnehm M4M

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ne Praxis, dies durch eine zeilenweise Pegelhaltung bzw. Klemmschaltung': auszuführen, die an irgendeinem geeigneten Punkt in der Apparatur vorgesehen ist.

Wenn Sausch- und störende Niederfrequenz-Signale vorhanden sind - Niederfrequenz-Interferenzsignale bei Netzfrequenz oder einem Vielfachen von dieser sind insbesondere üblich verschlechtern sie in bedeutender Weise das abschliessend reproduzierte Bild. Bekannte Zeile-nach-Zeile Klemmschaltungen bzw. zeilenweise Klemmschaltungen sind potentiell oder theoretisch in der Lage, die Störung durch Brumm- oder andere Niederfrequenzsignale wesentlich zu reduzieren, jedoch hängt in der Praxis das Ausmass der erreichbaren Reduzierung von dem vorhandenen Rauschen ab, da dieses eine grosse Rolle bei der Bestimmung der Kürze der ZeiLkonstanten spielt, die für die Klemmschaltung genommen werden kann. Im allgemeinen ist es umso besser, je kürzer die Zeitkonstante ist, vom Standpunkt der Eliminierung der Niederfrequenz- oder Brummstörung. Jedoch gibt es, wie es nachfolgend erläutert wird, eine Grenze für das Ausmass der Verringerung der Zeitkonstanten, wenn statistisches bzw. weisses Rauschen vorhanden ist, und die Übernahme einer in anderer Weise erwünschten kurzen Zeitkonstanten führt bei einer bekannten zeilenweisen Pegelhaltung bzw. Klemmschaltung zu einem charakteristischen Störeffekt, der als "Zeile-nach-Zeile-Pegelhaltungs-Streifenbildung" in dem abschliessend reproduzierten Bild bekannt ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird die Art und Weise, in der das Rauschen die Kürze der Zeitkonstanten nachteilig beeinflusst, die in zufriedenstellenderWeise bei einer "bekannten Zeile-nach-Zeile Klemmschaltung angenommen wer-

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den kann, wie sie gegenwärtig üblicherweise "benutzt wird, zuerst anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.

In Pig. 1 ist in schematischer Form eine typische bekannte Zeile-nach-Zeile Klemmschaltung dargestellt. Sie umfasst einen Transistor 1, an dessen Basis ein Signal, für das Schwarzwerthaltung erforderlich ist (signal to be D.C. restored), bei 2 angelegt wird und der normalerweise für eine sehr geringe Ausgangsimpedanz Z1 vorgespannt ist, so dass er als eine Spannungsquelle wirkt. Der Emitter des Transistors 2 ist durch einen Kondensator 3 des Wertes C1 mit der Basis eines Ausgangstransistors 4 verbunden, von dessen Emitter ein Ausgang bei 5 abgenommen wird. Ein von einem weiteren Transistor 6 gebildeter elektronischer Schalter ist vorgesehen. Der Schaltungstransistor ist mit seinem Kollektor mit der Ausgangsseite des Kondensators 3 und mit seinem Emitter durch eine Vorspannungsquelle 7 mit Erde verbunden. Zeilenfrequenz-Schalter-Schliessimpulse werden an die Klemme 8 angelegt. Der Transistor 4 wirkt als ein Impedanzwandler, der eine sehr hohe Impedanz Z2 an seinem Eingang aufweist, und es sind keine anderen Vorspannungsverbindungen zu dem Transistor 4 ausgeführt.

Ein an der Klemme 2 eingeführter Zeilen-Sägezahn ist in dem oberen Teil der Fig. 2 dargestellt. Diese Fig. ist ähnlich den anderen graphischen Fig. dieser Beschreibung nicht maßstabsgetreu - beispielsweise ist aus Gründen der Klarheit und Vereinfachung das Austastungsintervall stark vergrössert dargestellt - sondern nur rein schaubildlich ausgeführt. Die Zeilenperiode ist L und die Austastungsperiode ist B. Der untere Teil der Fig. 2 veranschaulicht die an den Transistor angelegte - in irgendeiner bekannten Weise erhaltene - Schaltungs-Wellenform, wobei die Perioden, in denen der Schalter

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geschlossen ist, bei 0 dargestellt sind.

Wenn der Schalter 6 geschlossen ist, wird die Ausgangsseite des Kondensators 3 sich zu der Spannung V7 begeben, was die Spannung der Quelle 7 ist. Die tatsächliche Zeit, um diese Spannung zu erreichen, hängt von dem Produkt 01 χ R1 ab, wobei 01, wie oben ausgeführt die Kapazität des Kondensators 3 und R1 der Widerstand in dem Schaltungskreis zwischen der Ausgangsaeite des Kondensators 3 und Erde durch den Schaltungstransistor 6 ist. Ein Widerstandselement kann in diesen Kreis eingefügt werden, obgleich keins dargestellt ist. Gegebenenfalls erreicht die Ausgangsseite des Kondensators 3 nach einer Anzahl von Schliessungen des Schalters 6 die Spannung V7.

Wenn der Schalter 6 offen ist, tendiert der Kondensator 3 dazu, sich über den Eingangskreis des Transistors 4 und den Ausgangskreis des Transistors 1 zu entladen. Der Wert von 01 ist so gewählt, dass er eine minimale Entladung in Verbindung mit Z2 ergibt. Die Ladungs-Zeitkonetante ist C1 ι B1 und die Entladungs-Zeitkonstante ist 01 χ Z2 und das Verhältnis

ist infolgedessen gross&emacht. Der Wert 01 χ R1 muss in Bezug auf die Zeit ο während der der Schalter geschlossen ist, klein sein. Idealerweise sollte 01 χ R1 so sein, dass der Kondensator 3 in die Lage versetzt ist, einen stetigen Spannungszustand anzunehmen, bevor der Schalter 6 öffnet. Die Rückführung erfolgt immer zu dem Potential V7 und die Gleichstromkomponente wird somit wieder eingeführt.

In der Begehreibung wird soweit eine ideale, rauschfreie

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Wellenform für den Zeilen-Sägezahn (oberen Teil der Fig. 2) angenommen. Es sei jedoch vorausgesetzt dass ein Niederfrequenzsignal der normalen Yi de ο-W eilenform hinzugefügt ist. Bann wird ein Ergebnis, wie es in Fig. dargestellt ist, erhalten, wobei diese Pig. eine Periode der interferierenden Niederfrequenz veranschaulicht. Es ist eine kleine Spannungsverschiebung bzw. ein geringes Spannungswandern an der Ausgangsseite 3 bei jeder aufeinanderfolgenden Zeile vorhanden. Wenn 01 R1 kurz genug gewählt ist, kann das Niederfrequenzsignal bei Nichtvorhandensein von Rauschen eliminiert werden, da vor dem Ende jeder Austastungsperiode B die Auegangsseite des Kondensators 3 zu dem Potential 77 zurückgekehrt ist. Unglücklicherweise ist jedoch statistisches bzw. weisses Rauschen immer unvermeidlich, auf der Videosignal-Wellenform vorhanden. Dies kann insbesondere in den frühen 3tufen der Signalbehandlungekreise einer Fernsehkamera der Fall sein. Dadurch wird verursacht, dass der Pegel während der Austastungsperiode B kontinuierlich wechselt. Es sei angenommen, dass an dem Ende der Signalaustaebungaperiode einer besonderen Zeile der Wert des Potentials an der Ausgangsseite des Kondensators 3 geringfügig hoch aufgrund des Vorhandenseins von Rauschen in dem Augenblick der Pegelhaltung ist. Die Pegelhaltungewirkung hat dann zur Folge, dass der Gleichstrompegel dieser Zeile niedriger gemacht wird als er sein sollte. Bei der nächsten Zeile kann weissee Rauschen in der Austastungsperiode verursachen, daes der Gleichstrompegel auf einen zu hohen Wert eingestellt wird...usw., wobei ein möglicher Fehler des eingestellten Grleichatrompegels, mal hoch, mal niedrig auf den meisten der Zeilen vorhanden ist. Der Effekt in einem reproduzierten Fernsehbild beeteht in einem statistischen Wechsel in der Bildhelligkeit von Zeile zu Zeile.

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Gemäsa heutiger Praxis wird diese Schwierigkeit beseitigt, indem der Wert von C1 χ S1 langer gewählt wird, als es von dem Standpunkt einer guten Elimination der Niederfrequenz-Interferenz wünschenswert ist. Als Folge dessen ist eine relativ niedrige Ansprechzeit vorhanden, wenn der Schalter 6 schliesst, und die Ausgangsseite des Kondensators 3 nimmt nicht schnell die Spannung V7 an, sondern kann mehrere Zeilen benötigen, um einen stationären Zustand bzw. eingeschwungenen Zustand zu erreichen. Da die Pegelvariationen aufgrund von Rauschen in den Austastungsperioden statistisch sind, ist ihr Wert über eine genügend lange Zeit null. Durch eine Verlängerung der Zeitkonstanten 01 χ R1 wird somit der Rauscheffekt auf das Videosignal verringert, jedoch ist es dadurch oftmals nachteiligerweise unmöglich, störende hinzugefügte Niederfrequenzkomponenten zu entfernen. Ziel der Erfindung ist ea, dieses Problem zu lösen.

In irgendeinem Videosignal-Kanal bzw. -Zug,und insbesondere in einem Fernsehkamera-Zug ist statistisches bzw. weisses Rauschen (ceteris paribus) proportional zu der Systembandbreite. Diese muss natürlich breit genug sein, um den Informationsinhalt des Signales durchgehen zu lassen. Jedoch und dies ist die Grundtataache, von der erfindungsgemäss mit Vorteil Gebrauch gemacht wird - ist es zulässig, die Bandbreite während der Austastungsperioden zu verringern.

Erfindraigagemäss umfasst eine Pernaeheinrich Lung, die in einem Yideosignal-Kanal bzw. -Zug eine Zeile-nach-Zeile-Klemmaelialtung zur Wiederherstellung der Gleichatromkomponente während der Fernaeh-Strahlauataatungsperioden aufweist, vor der Klemmschaltung eine Einrichtung zur Verringerung der Kanal-Bandbreite während der Pegelhaltungsperioden.

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Bevorzugt wird die Bandbreite für Perioden verringert, von denen jede sich in einer Strahlaustastungsperiode befindet und die entsprechende Pegelhaltungsperiode auf beiden Seiten überlappt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Einrichtung zum Verringern der Bandbreite eine Einrichtung für das Schalten eines Tiefpassfilters in die Schaltung.

Die Erfindung ist sehr einfach in der Praxis auszuführen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Widerstand in Reihe in den Videosignal-Kanal an einem Punkt vor der

.eingepetzt

Klemmschaltung/und ein Kondensator ist zwischen die Ausgangsseite des Widerstandes und Erde durch einen Schalter verbunden, wobei eine Einrichtung zum Schliessen des Schalters mit Zeilenfrequenz und für die erforderlichen Perioden vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Pig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung und
Pig. 5 eine erläuternde graphische Darstellung.

In den Pig. 1 und 4 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Nach Pig. 4 umschliesst der strichpunktierte Block GL eine Klemmschaltung, die die bekannte Zeile-nach-Zeile Klemmschaltung der Pig. 1 ist. In den zu der Klemmschaltung CIi führenden Signalkanal ist eine Schaltung zur Verringerung der Bandbreite gemäss der Erfindung eingesetzt. Es ist die in dem strichpunktierten Block BR dargestellte Schaltung.

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G-ewünschtenfalls oder erforderlichenfalls können andere Signal-Aufbereitungsschaltungen, die durch den Block 9 dargestellt sind, ebenfalls zwischen BR und CL eingesetzt sein.

Videosignale werden an der Klemme 11 an die Basis eines Transistors 10 angelegt, der als ein Emitterfolger verbunden ist. In den von dem Transistor 10 (durch die Schaltung bei 9, wenn sie vorgesehen ist) zu der Klemmschaltung CL führenden Signalkanal ist in Reihe ein Widerstand 12 mit dem Wert R2 vorgesehen, der ein Element eines Tiefpassfilters bildet. Ein Kondensator 13 mit dem Wert C2 ist zwischen dem Ausgangsende des Widerstandes 12 und Erde "durch einen SchäLter verbunden, der durch einen Transistor 14 vorgesehen ist. Dieser Kondensator bildet das zweite Element des Filters. !Der Schalter 14 wird während der Austastungsperxoden durch eine gepulste Schaltungs-Wellenform geschlossen, die an die Klemme 15 angelegt wird. Jede Schliessungsperiode des Schalters umfasst und überlappt bevorzugt ein wenig auf beiden Seiten die entsprechende Schliessungsperiode des Schalters 6 in der Klemmschaltung CL.

Der Wert R2 bestimmt die Impedanz, in die der Kondensator 3 arbeitet, wobei das von den Elementen 12, 13 gebildete Tiefpassfilter in den Kreis effektiv geschaltet wird und somit die Bandbreite reduziert, wenn der Schalter 14 achliesst. In der oberen graphischen Darstellung (a) der Pig. 5 ist ein Zeilen-Sagezahn dargestellt, der an der Klemme 11 eingeführt wird und von einem (in üblicher Weise dargestellten) weisssen Rauschen während der Austastungaperiode B überlagert ist. In der zweiten graphischen Darstellung (b) der Fig. 5 ist die Schliessungsperiode (00) des Schalters 14 dargestellt. Diese erstreckt sich über und überlappt auf beiden Seiten die

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entsprechende Schliessungsperiode (0) des Schalters 6 in der Klemmschaltung, wie es in der dritten graphischen Darstellung (c) der Fig. 5 gezeigt ist. Die Wahl der Zeitkonstanten 02 χ R2 hängt von der auf der Videosignal-Welle zu erwartenden Rauschverteilung zusammen mit jeglichen Brumm- oder anderen interferierenden bzw. störenden Niederfrequenzsignalen ab. In einem praktischen Beispiel für einen Pail, in dem die in Pig. 4 dargestellte Ausführungsform in die frühen Stufen bzw. ersten Stufen des Vorverstärkers einer Fernsehkamera eingesetzt werden soll, kann 02 χ R2 bei solchen Werten gewählt sein, dass, wenn der Schalter H geschlossen ist, eine verringerte Bandbreite von etwa 50 KHz erreicht wird. Als Polge des Betriebs der Anordnung BR zur Verringerung der Bandbreite wird an dem Ausgang von BR eine Wellenform erzeugt, die mehr oder weniger :V der in der vierten graphischen Darstellung (d) der Pig. 5 dargestellten entspricht - eine Wellenform, die im Idealfall über die Periode 00 rauschfrei ist. Auf diese Weise wird die Zeilen-Austastungsperiode relativ rauschfrei gemacht und die folgende Klemmschaltung OL kann, da dies erreicht ist, für eine optimale Beseitigung von Brumm oder einer anderen Niederfrequenz ausgelegt werden - das heisst die Zeitkonstante 01 χ R1 kann kurz sein - ohne den Nachteil in Kauf nehmen zu müssen, dass der durch Klemmschaltung gehaltene Pegel durch den Effekt des weiseen Rauschens variiert wird, wie es oben erläutert ist.

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Claims (4)

1. 2124U7 - ίο -

   Patentansprüche

   Fernseheinrichtung, die in einem Videο-Signalkanal eine zeilenweise Klemmschaltung für die Wiederherstellung der Gleichstromkomponente während der Fernseh-Strahlaustastungsperioden aufweist, gekennzeich net durch eine der Klemmschaltung'-GL)vorausgehende Einrichtung C9R)für die Reduzierung der Kanal-Bandbreite während der Klemm- "bzw. Pegelhaltungsperioden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Bandbreite für Perioden verringert wird, von denen jede sich in einer Strahlaustastungsperiode befindet und die entsprechende Pegelhaltungsperiode auf beiden Seiten überlappt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Einrichtung für das Reduzieren der Bandbreite eine Einrichtung zum Schalten eines Tiefpassfilters in die Schaltung umfasst.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand in Reihe in den Videokanal an einem Punkt vor der Klemmschaltung eingesetzt ist, dass ein Kondensator zwischen der Ausgangsseite des Widerstandes und Erde durch einen Schalter verbunden ist und dass eine Einrichtung zum Schliessen des Schalters mit Zeilenfrequenz und für die erforderlichen Perioden vorgesehen ist.

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