DE2217938B2 - Gegenkopplungs-Clampingschaltung für ein Fernseh-Videosignal - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gegenkopplungs-Clainpingschaltung (Schwarzsteuerungsschaltung oder Pegelblockierungsschaltung) für ein Fernsehvideosignal.

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 amplitudenmodulierten Impulse werden dann verstärkt und integriert, und das sich daraus ergebende Niederfrequenzsignal liefert ein veränderliches Bezugspotential zu einer Clampingschaltung (Schwarzsteuerungs- oder Pegelblockierungsschaltung). Diese Clampingschaltung ist am Eingang des Fernsehsenders angeordnet, und sie überträgt zum Sender Videosignale, deren Austastpegel sich umgekehrt zu der Amplitudenmodulation ändert, welche die Abtastwerte aufweisen.

Diese Clanipingsciialtungen weisen schwerwiegende Nachteile auf. Die zeilenfrequenten Austastperioden to sind durch Zeitintervalle von beispielsweise 64 μβ voneinander getrennt, dit im Vergleich zu der möglichen Breite des Austastimpulse von etwa 1 μδ sehr lang sind. Daher ist eine große Verstärkung in der Gegenkopplungsschleife notwendig, so daß die Gefahr μ einer Instabilität der Gegenkopplungsschleife beträchtlich groß ¹St. Da ferner die Abtastimpulse im allgemeinen aus den im Videosignal enthaltenen Synchronimpulsen entommen werden, wird die Übertragung der Teilbildsynchronimpulse, die am Beginn jedes Teilbilds auftreten, durch diese Gegenkopplungsanordnungen verzerrt. Im Verlauf der Teilbildsynchronsation werden nämlich zusätzliche Abtastimpulse gebildet, welche in fehlerhafter Weise das Bezugspotential der die Kompensation bewirkenden Clampinganordnung verändern.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gegenkopplungs-Clampingschailtung für ein Fernseh-Videosignal, welche die zuvor angegebenen Nachteile nicht aufweist und jede Instabilität in der Gegenkopplungsschleife ausschließt Nach der Erfindung ist eine Gegenkopplungs-Clampingschalltung 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 Clampinganordnung für die Pegelblockierung des Signals, das an einer Stelle des Videofrequenzteils des Übertragungswegs erscheint, die vor der Entnahmestelle für die Abtastwer-Ie liegt, wobei die Clampinganordnung 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 Impulsdauerumsetzer während der ganzen Dauer des Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen die Spannung Vo — A liefert, wobei Vo eine feste Spannung ist, während A die Amplitude des letzten abgetasteten Signals ist, wogegen er während der Dauer der Abtastungen die Spannung Vo liefert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 das Schema einer Ausführungsform der Gegenkopplungs-Clampingschaltung nach der Erfindung und

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

F i g. 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 μβ beträgt

In F i g. 1 ist ein Übertragurigskanal für ein Fernseh-Videosignal dargestellt, der einen Videoverstärker 1 enthält, dessen Ausgang mit der ersten Belegung eines Kondensators Ci verbunden ist, dessen zweite Belegung mit dem Eingang einer Schaltungskette 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 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 Integrierschaltung 6 verbunden, deren Ausgang an den Eingang eines elektronischen Schalters 7 angeschlossen ist, der einen Steuereingang 17 aufweist, und dessen Ausgang mit der zweiten Belegung des Kondensators C2 verbunden ist,

mit welchem der elektronische Schalter 7 eine Clampinganordnung bildet, wobei der Eingang J 7 die Clamping-Impulse empfängt

Das Videosignal des Verstärkers ί wird über die ZF- und HF-Stufen 2 übertragen; der Detektor 3 stellt das Videosignal (Signal a, F i g. 2) wieder her, damit es der Abtastschaltung 4 zugeführt wird, die an ihrem Eingang 14 positive Abtaststeuerimpulse von 1 j:s Dauer empfängt, deren Frequenz gleich der Zeilenfrequenz des Videosignals ist, die also eine Periode von 24 μ5 ίο 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 Störmoduiation ist (Signal b, F i g. 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 ,J.S Dauer um, die durch Intervalle von 1 μϊ voneinander getrennt sind, wobei die Amplitude der Rechteckimpulse von der Amplitude der kurzen Impulse des Signals b abhängt; dieses Rechtecksignal ist bei c in F i g. 2 dargestellt

Nach Integration (Signal d, F i g. 2) dient dieses Signal dazu, der Clampinganordnung 7, Ct das Clampingpotential (Signal e, Fig. 2) für die Pegelblockierung des dem Eingang der Schaltungskette 2 zugeführten Videosignals zu liefern.

Der Impulsdauerumsetzer 5 ist in folgender Weise gebildet: Ein Eingangswiderstand A3 ist mit der Basis eine npn-Transistors 7} verbunden, dessen Kollektor auf einem positiven Potential liegt, und dessen Emitter einerseits über einen Widerstand R* mit Masse verbunden und andererseits an die erste Belegung eines Kondensators C3 angeschlossen ist, dessen zweite Belegung mit dem Ausgang des Impulsdauerumsetzers verbunden ist. Der Steuereingang 15 des Impulsdauerumsetzers ist über einen Kondensator G in Serie mit einem Widerstand Rs mit der Basis eines pnp-Transistors T₃ verbunden, dessen Kollektor an die zweite Belegung des Kondensators C₃ angeschlossen ist. Die Basis des Transistors T₃ ist über einen Widerstand Re mit der einen Klemme eines einstellbaren Widerstands Ry verbunden, dessen andere Klemme an einem negativen Potential liegt. Der Emitter des Transistors T3 ist über einen Entkopplungskondensator Q, mit Masse und über einen Widerstand Ra mit der positiven Klemme einer Spannungtquelle verbunden. Ferner ist eine Zenerdiode Z mit ihrer Anode an den Verbindungspunkt der Widerstände Re, /?7 und mit ihrer Katode an den Emitter des Transistors T3 angeschlossen.

Dieser Impulsdauerumsetzer arbeitet in folgender Weise: Die mit niedriger Impedanz über den Transistor Ti gelieferten Abtastsignale erscheinen an der zweiten Belegung des Kondensators Cj, ohne ihre Gleichstromkomponente, die ihnen vor der Zuführung zu der Basis des Transistors T-i 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 der Transistor 7} ω gesperrt. Wenn ein Impuls an den Eingang 15 angelegt ist, geht der Transistor T₃ in die Sättigung, und die zweite Belegung des Kondensators C₃ wird auf ein bestimmtes Potential Ko gebracht, dessen Wert durch den einstellbaren Widerstand Rj genau einstellbar ist. ^ Wenn sich der Transistor 7"₃ erneut sperrt, ist der Kondensator C₃ aul fin Potential aufgeladen, das gleich der algebraischen ^l'mme des Potentials Vo 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 Cz nicht stört

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

Die Clampinganordnung arbeitet in folgender Weise: Wenn die von der Schaltungskette 2 verursachte Verzögerung als vernachlässigbar angenommen wird, werden die den Eingängen 14 und 15 zugeführten Impulse auch an den Eingang 17 angelegt Wenn kein Impuls am Eingang 17 anliegt, ist der Transistor 7! gesperrt Beim Erscheinen eines positiven Impulses am Eingang 17, der während der Horizontalaustastperiode auftritt, wird der Transistor Ti leitend, so daß er in die Sättigung geht und der Kondensator Ci wird auf das Potential aufgeladen, das in diesem Augenblick von der Verstärker- und Integrierschaltung 6 geliefert wird. Wenn sich der Transistor 71 wieder sperrt, wird das Videosignal zu der Schaltungskette 2 in Bezug auf dieses Potential übertragen, 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 μ5 erfolgen, während der Austastpegel mehrere Mikrosekungen dauert

Bei den klassischen Gegenkopplungs-Clampingschaltungen wird das Signal b von F i g. 2 nach Polaritätsumkehrung und Integration für die Pegelblockierung verwendet; da dieses Signal b durch Impulse von etwa 1 \is gebildet ist, ergibt sich mit der hier beschriebenen Clampingschaltung, bei der das Signal c von F i g. 2 verwendet wird, das aus Rechteckimpulsen von etwa 63 \is Dauer besteht, ein Gewinn von etwa 63. Dieser Gewinn um den Faktor 63 ermöglicht die Verwendung einer Verstärker- und Integrierschaltung 6, die eine sehr viel kleinere Zeitkonstante 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 100 Hz liegt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der beschriebenen Gegenkopplungs-Clampingschaltung besteht darin, daß Instabilitäten und Nachzieheffekte der Gegenkopplungsschleife vermieden werden. Die Gegenkopplungsschleife ist nämlich niemals geschlossen, denn zwischen zwei Abtastimpulsen überträgt die Abtastschaltung 4 kein Signal, und im Augenblick eines Abtastimpulses ist die mit dem Kollektor des Transistors T₃ verbundene Belegung des Kondensators C₃ auf das Potential Vo 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 μβ 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, C\ das Ausgangssignal des Impulsdauerumsetzers 5 nach einer einfachen Verstärkung verwendet wird.

Bei der vorstehenden Beschreibung war zwar das abgenommene Signal ein HF-Signal, doch ist e; selbstverständlich, daß die Erfindung auch danr anwendbar ist, wenn das abgenommene Signal eir ZF-Signal oder ein Videosignal ist; im letzten Fall ist der Detektor3 von Fig. 1 überflüssig.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gegenkopplung-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 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 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 Impulsdauerumsetzer während der ganzen Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen die Spannung Vo-A liefert, wobei Vo eine feste Spannung ist, während A die Amplitude des letzten abgetasteten Signals ist, wogegen er während der Dauer der Abtastungen die Spannung Vo 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.