DE2217938A1 - Gegenkopplungs-Clampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal - Google Patents

Description

Gegenkopplungs-Glampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal.

Die Erfindung betrifft eine Gegenkopplungs-Glarapingschaltung (Schwarzsteuerungsschaltung oder Pegelblockierungsschaltung) für ein Pernsehvideosignal.

Bei diesen Schaltungen nimmt eine Gegenkopplungsschleife einen Teil des zur Antenne übertragenen Signals ab, den sie demoduliert; durch Abtastung mit der Zeilenfrequenz liefert sie während der Dauer des Austastintervalls amplitudenmodulierte Impulse, welche die Schwankungen des Austastpegels darstellen. Diese ämplitudenraodulierten Impulse werden dann verstärkt und integriert,·und das sich daraus ergebende Niederfrequenzsignal liefert ein veränderliches Bezugspotential zu einer Glampings-chaltung (Schwarzsteuerungs- oder Pegelblockierungsschaltung). Diese Clam pi ngschaltung ist ara Eingang des Fernsehsendera angeordnet, und sie überträgt zum Sender Videosignale, deren Austastpegel sich umgekehrt zu der Amplitudenmodulation ändert, welche die Abtastwerte aufweisen.

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Diese Clampingschaltungen weisen schwerwiegende Nachteile auf. Die zeilenfrequenten Austaatperioden sand durch Zeitintervalle von beispielsweise 64 us voneinander getrennt, die im Vergleich zu der möglichen Breite der Aus ta st impulse von etwa 1 us sehr lang sind. Daher ist eine große Verstärkung in der Gegenkopplungsschleife notwendig, so daß die Gefahr einer Instabilität der Gegenkopplungs sohle if e beträchtlich groß ist. Da ferner die Abtaatimpulse im allgemeinen aus den im Videosignal enthaltenen Synchronimpulsen entnommen werden, wird die Übertragung der Teilblldsynchronimpulse, die am Beginn jedee Teilbilds auftreten, durch diese Gegenkopplungsanordnungen verzerrt. Im Verlauf der Teilbildsynchronsation werden nämlich zusätzliche Abtastimpulse gebildet, welche in fehla¹-hafter Weise das Bezugspotential der die Kompensation bewirkenden CIampinganOrdnung verändern .

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gegenkopplungs-Clampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal, welche die zuvor angegebenen Nachteile nicht aufweist und jede Instabilität in der GegenkopplungsSchleife au£- schließt. Nach der Erfindung ist eine Gegenkopplungs-Clampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal, mit einem Übertragungsweg und einer mit der Zeilenfrequenz arbeitenden Abtastschaltung, die an einen Punkt des Übertragungswegs angeschlossen ist und Abtastwerte abnimmt, die während der Dauer der Horizontal-Austastintervalle auftreten, und mit einer mit der Zeilenfrequenz arbeitenden Claimpinganordnung für die Pegelblockierung des Signals, das an einer Stelle des Videofrequenzteils des Übertragungswegs erscheint, die vor der Entnahraestelle für die Abtastwerte liegt, wobei die CIampingnOrdnung

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an einem Bezugseingang ein Clampingpotential empfängt, das von der Amplitude der Abtastwerte abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsdauerumsetzer vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang der Abtastschaltung verbunden ist und dessen Ausgang an den Bezugseingang der Clampinganordnung angeschlossen ist, und daß der Irapulsdauerumsetzer während der ganzen Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen die Spannung "V₀-A liefert, wobei V eine feste Spannung ist, während A die Amplitude des letzten abgetasteten Signals ist, wogegen er während der Dauer der Abtastungen die Spannung V₀ liefert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 das Sohema einer Ausführungsform der Gegenkopplungs-Clampingschaltung nach der Erfindung und

Fig.2 Diagramme von Signalen an verschiedenen Punkten der Schaltung von Fig.1.

Fig.1 zeigt eine Clampingschaltung, wobei verschiedene Organe zum besseren Verständnis der Wirkungsweise in größeren Einzelheiten dargestellt sind. Bei diesem Beispiel wird angenommen, daß die Zeilenperiode 64 »s beträgt.

In Fig.1 ist ein Übertragungskanal für ein Fernseh-Videosignal dargestellt, der einen Videoverstärker 1 enthält, dessen Ausgang mit der ersten Belegung eines Kondensators C₂ verbunden ist, dessen zweite B_elegung mit dem Eingang einer SchaItungskette 2 verbunden ist, welche die ZF und HF-Stufen enthält, und deren Ausgang den Ausgang S des Übertragungskanals bildet. Der Ausgang der Schaltungskette 2 ist auch mit dem Eingang eines

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Detektors 3 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang einer Abtastschaltung 4 angeschlossen ist. Die Abtastschaltung 4 hat einen Steuereingang 14-, und ihr Ausgang ist mit dem Eingang eines Impulsdauerumsetzers 5 verbunden, der einen Steuereingang 15 hat. Der Ausgang des Impulsdauerumsetzers 5 ist mit dem Eingang einer Verstärker- und Integrier schaltung 6 verbunden j deren Ausgang an den Eingang eines elektronischen Schalters 7 angeschlossen ist, der einen SteuereLngang 17 aufweist, und dessen Ausgang mit der zweiten Belegung des Kondensators Cg verbunden ist, mit welchem der elektronische Schalter eine Clampinganordnung bildet, wobei der Eingang 17 die Clamping- Impulse empfängt.

Das Videosignal des Verstärkers 1 wird über die ZF-und HF-Stufen 2 übertragen; der Detektor 3 stellt das Videosignal (Signal a,Fig.2)wieder her, damit es der Abtastschaltung 4 zugeführt wird, die an ihrem Eingang 14 positive Abtaststeuerimpulse von 1 us Dauer empfängt, deren Frequenz gleich der Zeilenfrequenz des Videosignals ist, die also eine Periode von 24 fts haben, und die mit dem Videosignal so synchronisiert sind, daß sie die Abtastung während des Zeilenaustastpegels steuern. Die Abtastschaltung 4 blendet also Impulse aus, deren Amplitudenmodulation eine Stb'rmqdulation ist (Signal b, Fig.2). Die Polarität dieser kurzen Impulse wird durch eine Polaritätsumkehrstufe am Ausgang der Abtastschaltung umgekehrt.

Der Impulsdauerumsetzer 5 wandelt diese kurzen Impulse in Rechteckimpulse von 3 Jtis Dauer um, die durch Intervalle von 1 us voneinander getrennt sind, wobei die Amplitude der Rechteckimpulse von der Amplitude der kurzen Impulse des Signals b abhängt; dieses Rechtecksignal ist bei c in Fig.2 dargestellt.

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Nach Integration (Signal d, Pig.2) dient dieees Signal dazu, der ClampinganOrdnung 7, C₂ das Clampingpotential (Signal e, Pig. 2) für die Pegel blockierung des dem Eingang der Scha 1 tungskette 2 zugeführten Videosignals zu liefern.

Der Impulsdauerumsetzer 5 ist in folgender Weise gebildet: Ein Eingangswiderstand R-* ist mit der Basis eine npn-Transistors T₂ verbunden, dessen Kollektor auf einem positiven Potential liegt, und dessen Emitter einerseits über einen Widerstand R, mit Masse verbunden und andrerseits an die erste Belegung eines Kondensators C-* angeschlossen ist, dessen zweite Belegung mit dem Ausgang des Impulsdauerumsetzers verbunden ist. Der Steuereingang 15 des I_mpulsdauerumsetzers ist über einen Kondensator C. in Serie mit einem Widerstand R₁- mit der Basis eines npn-Transistors T~ verbunden, dessen Kollektor an die zweite Belegung des Kondensators C, angeschlossen ist. Die Basis des Transistors T, ist über einen Widerstand Rg mit der einen Klemme eines einstellbaren Widerstands R~ verbunden, dessen andere Klemme an einem negativen Potential liegt. Der Emitter des Transistors T^ ist über einen Entkopplungskondensator C₁- mit Masse und über einen Widerstand Rg mit der positiven Klemme einer Spannungsquelle verbunden. Perner ist eine Zenerdiode Z mit ihrer Anode an den Verbindungspunkt der Widerstände Rg, R~ und mit ihrer Katode an den Emitter des Transistors T, angeschlossen.

Dieeer Impulsdauerumsetzer arbeitet in folgender Weise: Die mit niedriger Impedanz über den Transistor T₂ gelieferten Abtastsignale erscheinen an der zweiten Belegung des Kondensators C,, ohne ihre Gleichstromkomponente , die ihnen vor der Zuführung zu der Basis des Transistors T₂ anhaftet. Dem Steuereingang 15 werden die gleichen Impulse wie dem Steuereingang 14 der Abtastschaltung 4 zugeführt. Wenn kein Impuls am Steuereingang 15 vorhanden ist, ist

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der Transistor T, gesperrt. Wenn ein Impuls an den Eingang angelegt ist, geht der Transistor T, in die Sättigung, und die zweite Belegung des Kondensators C, wird auf ein

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bestimmtes Potential V gebracht, dessen Wert durch den einstellbaren Widerstand R₇ genau einstellbar ist. Wenn sich der Transistor T, erneut sperrt, ist der Kondensator C, auf ein Potential aufgeladen, das-gleich der algebraischen Summe des Potentials V und des Wertes -A der Amplitude des von der Abtastschaltung 4 gelieferten Impulses ist.

Die Verstärker- und Integrierschaltung 6 ist mit einer großen Eingangsimpedanz ausgebildet, so daß sie die Wirkungsweise des Kondensators C, nicht stört.

Der elektronische Schalter 7 enthält einen npn-Transistoi; T₁; der Emitter'dieses Transistors bildet den Eingang des Schalters, während der Kollektor den Ausgang darstellt. Die Basis des Transistors T₁ ist über einen Widerstand R₂ an Masse gelegt und über einen Widerstand R₁ mit einer Belegung eines Kondensators G₁ verbunden, dessen andere Belegung mit dem Steuereingang 17 des elektronischen Schalters 7 verbunden ist.

Die ßlaminganordnung arbeitet in folgender Weise.: Wenn die von der SchaItungskette 2 verursachte Verzögerung als vernachlässigbar angenommen wird, werden die den Eingängen 14 und 15 zugeführten Impulse auch an den Eingang angelegt. Wenn kein Impuls am Eingang 17 anliegt, ist der Transistor T₁ gesperrt. Beim Erscheinen eines positiven Impulses am Eingang 17, der während der Horizontalausta3tperiode auftritt, wird der Transistor T₁ leitend, so daß er in die Sättigung geht, und der Kondensator C₂ wird auf das Potential aufgeladen, das in diesem Augenblick von der Verstärker- und Integrierschaltung 6 geliefert wird. Wenn sich derTransistor T₁ wieder sperrt, wird das Videosignal zu der SchaItungskette 2 in Bezug auf dieses Potential

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tibertragen , das den Austastintervallen entspricht.

Wenn die Schaltungskette 2 dem Signal eine Verzögerung θ erteilt, brauchen nur die den Eingängen 14 und 15 zugeführten Impulse gegenüber den am Eingang 17 erscheinenden Impulsen um θ verzögert zu werden, damit die Abtastung und die Pegelblockierung an der gleichen Stelle wie in dem Videosignal erfolgen. In der Praxis ist dies nicht unbedingt notwendig, weil bei einem gegebenen Austastpegel die Abtastung und die Pegelblockierung bei dem beschriebenen Beispiel in 1 us erfolgen, während der Austastpegel mehrere Mikrosekunden dauert.

Bei den klassischen Gegenkopplungs-Clarapingschaltungen wird das Signal b von 3?ig.2 nach Pola:i ta ts umkehrung und Integration für die Pegelblockierung verwendet; da dieses Signal b durch Impulse von etwa 1 as gebildet ist, ergibt sich mit der hier beschriebenen Clarapingschaltung, bei der das Signal c von Fig.2 verwendet wird, das aus Rechteckimpulsen von etwa 63 »s Dauer besteht, ein Gewinn von etwa 63. Dieser Gewinn um den Paktor 63 ermöglicht die Verwendung einer Verstärker- und Integrierschaltung 6, die eine sehr viel kleinere Zeikonstante aufweist, als sie bei der klassischen Schaltung notwendig ist, woraus sich die . Möglichkeit der Kompensation von Störsignalen ergibt, deren Frequenz 1000 Hz erreichen kann, während bei den klassischen Schaltungen der Grenzwert in der Größenordnung von 100Hz liegt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der beschriebenen Gegenkopplungs-Clampingschaltung besteht darin, daß Instabilitäten und Machzieheffekte der Gegenkopplungsschleife vermieden werden. Die Gege η kopplungs schleife ist nämlich niemals geschlossen, denn zwischen zwei Abtastimpulsen

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überträgt die Abtastschaltung 4 kein Signal, und im Augenblick eines Abtastimpulse8 ist flie mit dem Kollektor des Transistors T, verbundene Belegung des Kondensators C, auf das Potential V gelegt. Diese Eigenschaft der beschriebenen Anordnung ist in der Praxis sehr vorteilhaft, denn die Instabilität stellt das Hauptproblem bei solchen GegenkopplungsanOrdnungen dar.

Es ist folgendes zu bemerken: Soweit die Impulse an den Eingängen 14 und 15 gegenüber den dem Eingang 17 zugeführten Clampingimpulsen um mindestens 1 us versetzt sind, d.h. wenn die Impulse, am Eingang 17 vollständig in der Dauer der Rechteckimpulse des Signals c von Fig.2 enthalten sind, kann die Pegelblockierung dadurch erfolgen, daß in der Clampinganordnung 7, Cg das Ausgangs signal des Impulsdauerumsetzers 5 nach einer einfachen Verstärkung verwendet wird.

Bei der vorstehenden Beschreibung war zwar das abgenommene Signal ein HF-Signal, doch ist es selbstverständlich, daß die Erfindung auch dann anwendbar ist, wenn das abgenommene Signal ein ZP-Signal oder ein Videosignal ist ; im letzten Fall ist der Detektor 3 von Fig.1 überflüssig.

Patmta ns prüche

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Claims (2)

Pa te nta ns.prüohe

1. Gegenkopplungs-Clampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal, mit einem Übertragungsweg und einer mit der Zeilenfrequenz arbeitenden Abtastschaltung, die an einen Punkt des Übertragungswegs angeschlossen ist und Abtastwerte abnimmt, die während der Dauer der Horizontal-Austastintervalle auftreten, und mit einer mit derZeilenfreqüenz arbeitenden Clampinganordnung für die Pegelblockierung des Signals, das an einer Stelle des Videofrequenzteils des Übertragungswegs erscheint, die vor der Entnahmestelle für die Abtastwerte liegt, wobei die Clampinganordnung an einem Bezugseingang ein Clampingpotential empfängt, das von der Amplitude der Abtästwerte abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impuls dauerumsetzer vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang der Abtastschaltung verbunden iät und dessen Ausgang an den Bezugaeingang der Clampinganordnung angeschlossen ist, und daß der Impulsdauerumsetzer während der ganzen Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen die Spannung V₀-A liefert, wobei V_Q eine feste Spannung ist, während A die Amplitude des letzten abgetasteten Signals ist, wogegen er während der Dauer der Abtastungen die Spannung V₀ liefert.

2. Clampingschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Impulsdauerumsetzer und den Bezugseingang eine Integrierschaltung eingefügt ist.

3· Clampingschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastschaltung mit dem Übertragungsweg über einen Detektor verbunden ist.

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