DE2338621C3 - Schaltungsanordnung zum Einsetzen von Impulsen mit definierter Flankendauer in ein Fernsehbildsignal - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Einsetzen von Impulsen mit definierter Flankendauer in ein Fernsehbildsignal, insbesondere in einer Fernsehkamera-Apparatur.

Beim Fernsehen wird das Bildsignal in periodisch auftretenden Horizontal-Perioden durch einen in einer Fernsehkamera vorhandenen Aufnehmer, z. B. eine Aufnahmeröhre, geliefert. In einem großen Teil einer Horizontal-Periode wird die Videoinformation bzw. der Bildinhalt gegeben, und der restliche kleinere Teil wird fur den Horizontal-Rücklauf bis zum Anfang einer nachfolgenden Zeile benutzt. In der Horizontal-Rücklaufzeit treten Rauschsignale und meistens große Störsignalspit/en im abgegebenen Signal auf. Zum Entfernen der unerwünschten Rausch- und Störsignal· spitzen und zur genauen Festlegung des Anfangs und des Endes der Hori/onlal-Rücklaufzeit mit der Videoinformation wird in jedem Fernsehsystem ein Hori/oniai-Ausiastimpuls verwendet. Dieses Horizontal Auslast signal ergibt einerseits, daß die entfernten Störsignal spitzen die weitere Signalverarbeitung in der Kamera nicht beeinträchtigen, und andererseits, daß in der Horizontal-Auslastzeii ein Horizontal-Synchronimpuls und gegebenenfalls das Karbsynchrons.gnal bei Farbfernsehen zur Übertragung nach einer Wiedergabeanordnung dem Bildsignal zugefügt werden können. In einem auf diese Weise aufgebauten Videosignal sind die unterschiedlichen Zeitpunkte entsprechend der Fernsehnormen festgelegt worden, wobei eine kleine vordere bzw. größere hintere Schwarzschulter durch den Zeitunterschied zwischen der Vorderflanke des Horizontal-Austast- und des Horizontal-Synchronimpulses bzw. zwischen der Rückflanke des Synchron- und Austastimpulses bestimmt wird, auf welche hinlere Schwarzschulter auf festgelegte Art und Weise das Farbsynchronsignal gelegt wird.

Das normalerweise durchgefühlte Hinzufügen eines Horizontal-Austastimpulses zum Bildsignal läßt sich mit dem öffnen eines Schalters vergleichen, über den das Bildsignal in der restlichen Horizontal-Periode durchgelassen wird. Praktisch gehört dazu eine Impulsvorderflanke im durchgelassenen Bildsignal, welche Flanke cmc Neigung hat, die durch die Wnterbrcchungsgeschwindigkeil ties elektronisch ausgebildeten Schalters bestimmt wird. In dci Praxis können für diese Flankcndauer (Schaltdauer) Zeiten von etwa 10 ns auftreten. An sich ist es zum Entfernen der genannten Störsignalspitzen günstig, das öffnen des Schalters möglichst schnell erfolgen /11 lassen, damit diese Spitzen während des öffncns keinen Einfluß ausüben können. Heim Schließen des Schillers bestimmen im wesentlichen der gesamte elektronische Kreis und der augenblicklich angebotene Bildsignalwert die Dauer der

Impulsrückflanke. In der Praxis stellt es sich heraus, daß leiten von 15 bis 20 ns auftreten.

Bei der RTM A-Fernsehnorm wurden beim Festlegen der Zeitpunkte die Flankenzeiter, der Horizontal-Synchron- und -Austastimpulse berücksichtigt, und es wurde vereinbart, daß diese kleiner sein müssen als vier Tausendstel einer Horizontal-Periode, was etwa 250 ns entspricht. Die Flankendauer des Austastimpulses ist für eine genormte Signalamplitude zwischen einem Mindestwert als Schwarzpegel und einem Maximalwert als ι ο sogenannter Maximalweißwert gegeben, wobei als Flankendauer die Zeit zwischen einem Zehntel und neun Zehnteln der Amplitudenänderung angesehen wird. Dasselbe gilt für eine genormte Amplitude der Horizontal-Synchronimpulse. >

Es stellt sich heraus, daß die Werte der praktisch auftretenden Flankendauer eigentlich zu gering sind. Die Folge ist, daß dem genannten Schalter nachfolgende Signalverarbeiiungsschaltungen eine steile, hohe Vorderflanke, beispielsweise des Austastimpulses, verarbeiten müssen, die über normale und streukapazitive Kopplungen die Signalverarbeitung beeinträchtigt. Tritt am Anfang der Horizontal-Abtastung der Maximalweißwert im Bildsignal auf, so wird die steile hohe Rückflanke des Horizontal-Austastimpulses ein Überschwingen auslösen mit allen sich daraus für die Signalverarbeitung und die Wiedergabe ergebenden Folgen.

Die beschriebenen steilen Signalflanken sind insbesondere für das gute Funktionieren zu verwendender Signalfilter und bei der Signalverarbeitung mit Hilfe von Bildauf/eichnungsgeräten nachteilig.

Bei der CClR Fernsehnorm ist es daher Vorschrift, die Impulsflankendauer der Horizontal-Synchron- und -Austastimpulse zwischen 200 und 400 ns zu wählen.

Dazu wird ein mehr oder weniger steilflankiger Rechteckimpuls während der Austastzeit hinzugefügt, so daß die störenden Signalanteile auf hohe Pegelwerte verschoben werden; dann wird dieser Impuls auf das gewünschte Austastniveau begrenzt bzw. abgeschnitten, so daß die störenden Signalieile abgeschnitten sind. Die Flankendauer kann dabei durch /?C-Glieder so weit verlängert werden, daß die normgemäß vorgeschriebenen Werte eingehalten werden; im übrigen ist der Verlauf der Impulsflanken nicht genauer definiert, zumal die Flanke auch vom jeweiligen Signal abhängt, das ja additiv enthalten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, durch die in einem Fernsehbildsignal ein Horizontal-Austast oder ein Horizontal-Synchronimpuls mit einem definierten Flankenverlauf eingesetzt wird, der weitgehend unabhängig ist von spezifischen Einflüssen der Bauelemente, insbesondere der Streukapazitäten, der Schaltung und vom Signalverlauf. Eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art weist dazu das Kennzeichen auf, daß in einem (ersten) Signalwandler ein Austastbzw. Synchronimpuls gebildet wird, der in einem ersten Zeitbereich einen ersten Wert und in einem zweiten Zcitbercich einen zweiten Wert (Massepotential 0) fto annimmt und der zwischen dem ersten und dem zweiten Zcitbercich sowie zwischen dem /weiten und dem ersten Zeitbereich je über eine bestimmte Zeitdauer eine im gewünschten Maß definierte, /.. R. linear ansteigende bzw. abfallende, Flanke aufweist, und daß '¹S dieser Auslast- bzw. Synchronimpuls mittels einer Signalvcrglcichsschaltung in das Fernsehbildsignal p'mppMMzt wird derart, daß das Fernsehbildsignal durch den Austastimpuls oder der Austastimpuls durch das Fernsehbildsignal ersetzt wird, sobald die lineare Flanke des Austast- bzw. Synchronimpulses den Wert des Fernsehbildsignals über- bzw, unterschreitet

Ein Ausfühningsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, geeignet zum Einführen von Horizontal-Austastimpulsen in ein Bildsignal, und

F i g. 2 einige darin auftretende Signale zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. S-

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist t ein Eingang der Schaltungsanordnung, dem ein Signal A zugeführt wird. In F i g. 2 ist das Signal A als Funktion der Zeit mit einem Impuls mit einer Zeitdauer Tj, aufgetragen. Das Signal A ist ein Horizontal-Austastsignal.das in jeder Horizontal-Periode von beispielsweise 63,55 oder 64 μ5 periodisch auftritt. Die Horizontal-Perioden sind gegeben, wie diese entsprechend der RTMA- oder CCIR-Norm vorgeschrieben worden sind. Die Impulsdauer Ti, ist wie in einer Fernsehnorm vorgeschrieben, aber der Impuls tritt, wie es sich herausstellen wird, in der Zeit etwas verschoben auf. Der im Signal A dargestellte Impuls mit einer Dauer Ti, von etwa 11 bis 12 μ$ hat in einem Zeitpunkt fo eine vom Massepotential 0 ausgehende steile Vorderflanke bis zu einem Spannungswert + Va von beispielsweise 1,5 V. In einem Zeitpunkt u tritt die ebenfalls steile Rückflanke auf. Die Zeitdauer der Flanken bei den Zeitpunkten to und ti ist in dem in F i g. 2 dargestellten Signal A nicht berücksichtigt worden, aber zur Erläuterung gilt, daß die Flankenzeiten beispielsweise nur etwa 10 ns betragen. Bei den in Fig. 2 dargestellten Signalen A bis einschließlich G sind durch /0, h '7 einige nacheinander auftretende Zeitpunkte bezeichnet.

Normalerweise wird das in F i g. 2 dargestellte Signal A mit einem in der Zeit etwas verschobenen Impuls zum Einfügen der Horizontal-Austastimpulse in ein Fernsehbildsignal benutzt. In F i g. 2 ist mit einem Signal E ein mögliches, durch einen Aufnehmer (z. B. eine Aufnahmeröhre) in einer Fernsehkamera geliefertes Bildsignal angedeutet. Mit + Vw ist im Signal £ der sogenannte Maximalweißwert angegeben, der genormt beispielsweise 200 mV beträgt, während der Schwarzpegel auf Massepotential 0 liegt. Das Signal Eaus Fig.2 tritt in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bei einem Eingang 2 einer Signalverarbeitungsschaltung 3 auf. Die Signalverarbeitungsschaltung 3 ist auf schematische Weise dargestellt mit einem an den Eingang 2 angeschlossenen Ein-Aus-Schalter 4 und einem ihm nachgeschalteten (invertierenden) Verstärker 5. Der Schalter 4 wird entsprechend einem noch näher zu beschreibenden Impuls D mit nicht definierten steilen Flanken betätigt.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist der Eingang 1 an einen Signalwandler 6 angeschlossen, der aus dem ihm zugeführten Signal A ein in F i g. 2 dargestelltes Signal B bzw. B' herleitet, welches Signal B' an einem ersten Ausgang 7 verfügbar ist. Ein Impulsformer 8, der einen Teil des Signalwandlers 6 bildet, wandelt das zugeführtc Signal Sum in ein Signal C und liefert an einem zweiten Ausgang 9 ein Signal L zur Steuerung des Sehalters 4. Das in F i g. 2 gezeichnete Signal D enthält somit einen modifizierten Impuls mii nicht definierten steilen Flanken, die in mehr odei weniger verschobenen Zeitpunkten (/2 und h) gegen

über den Flanken im Signal A (to und f.») auftreten.

Vom Ausgang 7 des Signalwandlers 6 gelangt das Signal B' an einen Eingang IO einer Signalvergleichsschaltung 11, an deren zweitem Eingang 12 das Signal G zugeführt wird. Ein Ausgang 13 der Signalvergleichs- s schaltung 11 ist mit einem Regeleingang 14 eines in eine Verstärkerschaltung 15 aufgenommenen Rückführungskreises 16 verbunden. Der Eingang 17 der Verstärkerschaltung 15 liegt an einem Ausgang 18 der Signalverarbeitungsschaltung 3, während ein Ausgang 19 der Verstärkerschaltung 15 das Signal G führt. Der Ausgang 19 ist zugleich der Ausgang der erfindungsgemäßen Schaltung, die mit dem Signal G der F i g. 2 ein Fernsehbildsignal ergibt mit einem Horizontal-Austastimpuls mit einer definierten Impulsflankendauer.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fi g. 1 gilt folgendes: Der Eingang 1 ist im Signalwandler 6 an die Basis eines Transistors 20 angeschlossen, während die Basis und der Emitter über einen Widerstand 21 bzw. 22 an Masse gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 20 ist unmittelbar mit der Basis eines Transistors 23 und über einen Widerstand 24 mit der Kathode einer Diode 25 verbunden, deren Anode an einer Spannung + Vi liegt. Der Kollektor des Transistors 23 liegt unmittelbar an der Spannung + Vi, und der Emitter ist über einen Widerstand 26 an eine Spannung — Vi gelegt. Der Emitter des Transistors 23 liegt an einer Klemme eines Elektrolytkondensators 27, dessen andere Klemme an der Kathode der Diode 25 liegt. Zwischen dem Kollektor des Transistors 20 und Masse liegt ein Kondensator 28. Für den Kondensator 28 sind auf noch zu beschreibende Art und Weise die Teile 20 bis einschließlich 27 als Stromquelle (20-27) wirksam, die unter Ansteuerung des Signals A eine bestimmte Zeitlang dem Kondensator Cn einen konstanten Lade- bzw. Entladestrom liefert. Der Emitter des Transistors 23 führt dadurch das in F i g. 2 dargestellte Signal B, das am Verbindungspunkt zweier in Reihe nach Masse angeordneter Widerstände 29 und 30 das Signal B' an dem damit verbundenen Ausgang 7 ergibt.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Stromquelle (20-27) wird davon ausgegangen, daß der Kondensator 27 mit einer großen Kapazität eine bestimmte Vorspannung führt, die auf einen Wert gestellt ist, der etwas kleiner ist als +Vi- Vbe- Spannung V_Br ist der Spannungsabfall, beispielsweise 0,7 V, der im leitenden Zustand an der Basis-Emitter-Diode eines Transistors (23) und am Anoden-Kathoden-Übergang einer Diode (25) vorhanden ist In F i g. 2 ist angegeben, daß vor dem Zeitpunkt U> das Massepotenttal im Signal A und die Spannung + Vi von beispielsweise 6 V im Signal B vorhanden ist Dabei ist in F i g. 1 der Transistor 20 gesperrt, während an der Basis des leitenden Transistors 23 die Spannung + V₁ zuzüglich der Spannung V_BE an der Basis-Emitter-Diode vorhanden ist welche Spannung + Vi -i- Vbe auch am Kondensator 28 steht Die Vorspannung am Kondensator 27 zur Spannung + Vi am Emitter des Transistors 23 addiert, ergibt bei gesperrter Diode 25 einen Strom durch den Widerstand 24.

Im Zeitpunkt ίο tritt im Signal A nach Fig.2 die Spannung + V_A auf, der Transistor 20 wird leitend, es fließt unter Ansteuerung der konstanten Spannung + Va durch den Widerstand 22 ein konstanter Strom j» <»5 der Widerstand 24 führt unmittelbar nach dem Zeitpunkt Ut einen Strom jfc- Mit Hilfe der Widerstände 21 und 22 ist der Arbeitspunkt des Transistors 20 derart festgelegt, daß unmittelbar nach dem Zeitpunkt ίο die Spannung + Va an der Basis einen Emitterstrorr /22 = 2/24 ergibt. Die Folge ist, daß der Kondensator 2f über den Transistor 20 mit einem Strom der Größe vor /24 entladen wird. Die dadurch herbeigeführte Span nungsabsenkung am Kondensator 28 tritt ebenfalls arr Emitter des (Emitterfolgers) Transistors 23 auf, welche Spannungsabsenkung über den Kondensator 27 zurr Verbindungspunkt des Widerstandes 24 mit dei gesperrten Diode 25 weitergeleitet wird. Demzufolge bleibt der durch den Widerstand 24 fließende Strom i₂. konstant, und der Kondensator 28 wird mit einen konstanten Strom entsprechend /24 entladen. Da; Entladen geht so lange, bis die Kollektorspannung de; Transistors 20 so weit abgesunken ist, daß er den vom Widerstand 24 zufließenden Strom /24 aufnimmt, so dal kein Entladestrom für den Kondensator 28 mehr zu Verfügung steht. Da die Basisspannung des Transistor 20 durch das Signal A 1,5 V ist beträgt di< Emitterspannung am Widerstand 20 etwa 0,8 V, und de erwähnte Rückgang des Kollektorstromes erfolgt, wem die Kollektorspannung, die zugleich die Spannung an Kondensator 28 ist, etwa 0,9 V erreicht hat. Diese Spannung liegt auch an der Basis des Transistors 23, unc das Signal B am Emitter des Transistors 23 hat danr einen um Vgi niedrigeren Wert von etwa 0,2 V, alsc annähernd Massepotential.

Das Entladen des Kondensators 28 mit den konstanten Strom der Stromquelle (20-27) ergibt in Signal B nach F i g. 2 die zwischen den Zeitpunkten /1 und t} dargestellte lineare Flanke. Da die genannti Vorspannung am Kondensator 27 etwas kleiner ist al + V₁- V_fl£, wobei im Zeitpunkt i₀ die Kathode de Diode 25 eine Spannung aufgeprägt bekommt, die etwa kleiner ist als + 2V₁-Ve/, wird gerade vor den Zeitpunkt t_} die Spannung an der Kathode der Diode 2! etwas kleiner werden wollen als + Vi - V_Bi, was durcl das Leitendwerden der Diode 25 vermieden wird. Di Spannung am Kondensator 27 wird dabei auf + Vi - V_B gebracht. Die konstante Spannung + V_A an der Basi des Transistors 20 hält nach dem Zeitpunkt /3 den Stron /22 konstant und damit ebenfalls den ihm entsprechender Strom /34.

Im Signal A nach Fig.2 ist angegeben, daß di( Spannung + V_A im Zeitpunkt U am Ende der Horizon tal-Austastzeit T_b fortfällt. Dadurch wird der Transisto 20 gesperrt Der durch den Widerstand 24 fließend« Strom /24 wird nun den Kondensator 28 aufladen, unc über den Transistor 23 und den Kondensator 27 wird di Spannungserhöhung zum Verbindungspunkt des Wider Standes 24 und der sofort gesperrt geratenden Diode 2! zurückgeführt Wie bei der Entladung beschriebei wurde, führt die Rückführung dazu, daß der Ladestron «4 konstant ist Dabei entspricht der Ladestrom den Entladestrom, und zwar dadurch, daß bei der Entladun die Bedingung ta = 2;» erfüllt ist Das Laden de Kondensators 28 wird dadurch eine beim Signal B nac Fig.2 angegebene Dauer von u bis ti beansprucher welche Dauer der Zeitdauer <b bis h entsprich Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t₇ hat der Emitter de Transistors 23 die Spannung + V₁, zu der die Spannunj am Kondensator 27 von + V_t - V_Be eingefügt wird, s< daß die Kathode der Diode 25 die Spannunj + 2 Vi - Vbe aufgeprägt bekommt Wie für den Zeit punkt to beschrieben, fließt dann der Strom h«. über di Basis-Kollektordiode des Transistors 23 nach wie vo Dadurch nimmt die Spannung am Kondensator 2 etwas ab, und zwar bis zu einem nächsten periodisc

auftretenden Zeitpunkt /_(l. Auf die beschriebene Art und Weise ergeben folgende periodisch auftretende nicht dargestellte Impulse im Signal A zugehörende Impulsflanken im Signal ßwic in F i g. 2 dargestellt.

Über den Spannungsteiler mit den Widersländen 29 s und 30 wird das Signal B' erhalten, das zusammen mit einem noch näher zu beschreibenden Signal P = ah"\n I"ig. 2 aufgetragen ist. Das Signal B' hat dabei eine Schwankung zwischen dem Massepotential 0 und einer Spannung + W- ι ο

In den Signalwandler 6 ist ein Impulsformer 8 aufgenommen, um aus dem Signal B das Signal D herzuleiten. Da/u ist der Emitter des Transistors 23 mit der Basis eines Transistors 31 verbunden, dessen limitier und Kollektor über einen Widerstand 32 bzw. is

33 an die Spannung + Vi bzw. - Vi gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 31 führt dadurch das in I i g. 2 dargestellte Signal C. das eine Spannung - Vi hat beim gesperrten Zustand des Transistors 31 und in dessen maximal leitendem Zustand, zwischen den Zeitpunkten m Is und U, eine positive Spannung von 100 mV hat. Der Impulsformer 8 ist mit einer Schwellenschaltung ausgebildet, die aus zwei Transistoren 34 und 35 aufgebaut ist, deren miteinander verbundene Emitterelektroden über einen Widerstand 36 an die Spannung - Vi gelegt sind, während der Kollektor des Transistors

34 bzw. 35 unmittelbar bzw. über einen Widerstand 37 an die Spannung + V⁷I gelegt ist. Da die Basis des Transistors 35 an Masse hegt, wird das der Basis des Transistors 34 /ugeführte Signal C beim Überschreiten y> des Massepotentials 0 aus der negativen Spannung, den zuvor leitenden Transistor 35 zum Sperren bringen. Im Zeitpunkt t₂. der um einige ns (5 bis 10) vor dem Zeitpunkt fj liegt, wird dies erfolgen. So wird im Zeitpunkt f.·,. der um einige ns hinter dem Zeitpunkt i4 r. licgi, der Transistor 35 wieder leitend werden. Das Resultat ist, daß der Kollektor des Transistors 35 in der Schwellenschaltung (34-37) das in Fig. 2 dargestellte Signal D führt, das am Ausgang 9 verfügbar wird. Durch die Wahl der Widerstände 36 und 37 ist erreicht worden, 4η daß vor dem Zeitpunkt ti und nach dem Zeitpunkt h der Kollektor des Transistors 35 das Massepotential führt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist: dies ist jedoch nicht wesentlich.

Das Signal Dam Ausgang 9 wird der Signalverarbei- 4s tungsschaltung 3 zugeführt und steuert auf die in F i g. 1 angegebene Art und Weise den elektronischen Schalter 4.

Unter Ansteuerung des Signals D läßt der Ein-Ausschalter 4 einen Teil des ihm zugeführten Signals E so durch Aus dem in F i g. 2 dargestellten Signal E geht hervor. <*.i.Q die von einem nicht dargestellten Aufnehmer erhaltene Videoinformation bis in das Zeitintervall Ti, vorhanden ist. Dabei treten in dem Intervall Tj, Rauschsignale und mit dem Horizontal- ss Rücklauf zusammenhängende Störsignalspitzen im Signal E auf. Im Signal fist mit der Spannung + Vw der Maximalweißwert angegeben, der beispielsweise den genormten Wert von 20OmV hat Das durch F bezeichnete, vom Schalter 4 durchgelassene Signal ist f«> nicht als solches in F i g. 2 dargestellt, sondern ein damit übereinstimmendes verstärktes Signa! F' = aF. Dementsprechend ist der Maximalweißwert + a V_w aufgetragen.

Das in F i g. 2 dargestellte Signal F' = aF würde am '··· Ausgang 19 in F i g. 1 auftreten, wenn die Signalvergleichsschaltung 11 nicht wirksam wäre. Der Verstärker 5 liefert nämlich mit dem Faktor (- 1) das Signal F mit umgekehrter Polarität, das durch die Verstärkerschaltung 15 mit dem (dann als nicht veränderlich betrachteten) Rückkopplungskreis 16 mil einem Faktor {-a)verstärkt wird. Das Signal P = aFnach Fig. 2 hat in den Zeitpunkten ti und (5 steile Flanken von 10 bis 20 ns. Die Vorderflanke im Zeitpunkt /2 bringt an dieser Stelle die Schaltung keine Schwierigkeiten, aber bei der weiteren Signalverarbeitung werden diese, insbesondere bei Anwendung von Filtern, bestimmt auftreten.

Nach der Erfindung wird am Ausgang 19 nicht das in F i g. 2 dargestellte Signal F' = aF abgegeben werden, sondern das dargestellte Signal G. Dazu wird das Signal ü'der Signalvergleichsschallung 11, und zwar der Basis eines Transistors 38 zugeführt, dessen Kollektor über einen Widerstand 39 an der Spannung - V, liegt. Der Emitter des Transistors 38 liegt an dem Emitter eines Transistors 40. und beide liegen über einen Widerstand

41 an der Spannung + Vi. Die Basis des Transistors 40 liegt am Ausgang 19 und der Kollektor an der Spannung — V|. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 39 mit dem Transistor 38 liegt am Ausgang 13, der über den Regeleingang 14 mit der Torelektrode eines Transistors

42 verbunden ist. der in den Rückführungskreis 16 der Verstärkerschaltung 15 aufgenommen ist. Der Transisloi 42 isl vom Typ mit isolierter Torelektrode und hat eine Quellen- und Senkenelektrode, die parallel mit einem Widerstand 43 verbunden sind, und zwar zwischen dem Ausgang und einem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 44. Der Ausgang des Verstärkers 44 bildet den Ausgang 19. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 44 liegt an Masse, während der invertierende Eingang über einen Widerstand 45 am Eingang 17 liegt.

Für die Wirkungsweise der Kombination der Signalvergleichsschaltung 11 und der Verstärkerschaltung 15 gilt folgendes. Der Transistor 38 bewirkt im gesperrten Zustand, wenn die Spannung an der Basis des Transistors 38 höher ist als die an der Basis des Transistors 40, daß die Torelektrode des Transistors 42 an der Spannung — Vi liegt, und der Transistor 42 ist dadurch ebenfalls gesperrt. Dann hat der Transistor 42 einen unendlich großen Widerstand, und die Verstärkung (a) der Verstärkerschaltung 15 ist gleich dem Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 43 und 45. Unter Berücksichtigung der Signalzufuhr zum invertierenden Eingang des Verstärkers 44 ist die Verstärkung der Schaltung 15 folglich (- a). Aus Fig.: geht hervor, daß das Signal ß'vor dem Zeitpunkt fo unc nach dem Zeitpunkt b die Spannung + W die größer is' als der Maximalweißwert + aVV, der am Ausgang Ii auftreten kann. Zur Erläuterung gilt daß bei einei Spannung Vw = 200 mV und a = 7,5 die Spanminj Vb = 1,6 V gewählt worden ist Es folgt, daß vor den Zeitpunkt fo und nach dem Zeitpunkt f7 die Signalver gieichsschaltung 11 sich nicht auswirkt so daß da: Signal G am Ausgang 19 dann dem beschriebenei Signal F' = aFentspricht Dabei folgt die Spannung an Verbindungspunkt des Widerstandes 41 und de Transistors 40 ohne weitere Folgen den Augenblicks spannungswerten des Signals G am Ausgang 19. wem nicht um eine Spannung + Vat höher liegend

In Fig.2 ist dargestellt daß im Zeitpunkt /1 di< Spannung im Signal B' der im Signal F' = aF gleid geworden ist d Iu die Spannung an den Basiselektrode der Transistoren 38 und 40 ist gleich geworden. Dadurc! wird der Transistor 38 leitend Unmittelbar nach der Zeitpunkt U sinkt die Spannung an der Basis de Transistors 38 weiter, während die an der Basis dc

Transistors 40 unter dem Einfluß des dem Eingang 17 zugeführten Signals (-F) etwa gleich bleiben würde. Dies geschieht jedoch nicht, da der Transistor 38 immer mehr Strom führen wird mit einer demzufolge weniger negativen Spannung am Ausgang 13, wobei der regelbare Widerstand (Transistor 42) um so kleiner wird und damit ebenfalls die Verstärkung der Verstärkerschaltung 15, so daß am Ausgang 19 dieselbe Spannung vorhanden ist, wie sie der Basis des Transistors 38 angeboten wird. Die Signalvergleichsschaltung 11 gibt am Ausgang Π eine so große Spannung ab, daß die Verstärkung der Verstärkerschaltung 15 so weit zurückgeregelt wird, daß die Spannung im Signal Cam Ausgang 19 nicht höher sein kann als im Signal B'.

Auf die beschriebene Art und Weise wird vom Zeitpunkt fi an bis zum Zeilpunkt h » fi die Verstärkung der Verstärkerschaltung 15 immer weiter zurückgeregelt. so daß im Signal G eine Flanke erhalten wird, die durch das Signal B' bestimmt wird. Sollte statt der etwa gleich bleibenden Spannung, wie im Signal /■"' = al· zwischen den Zeitpunkten fi und /2 dargestellt, eine Spannungssenke bis unter die Augenblicksspannung im Signal B' auftreten, so tritt dieser Wert ebenfalls im Signal G auf, da dann ja die Signalverglcichsschaltung 11 den Transistor 42 ausschaltet.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß unabhängig vom Signalangebot am Eingang 17 die Spannung am Ausgang 19 niemals die augenblicklich dem Eingang 10 angebotene Spannung überschreiten kann. So folgt aus den in F i g. 2 dargestellten Signalen ß'und F' = al·', daß vom Zeilpunkt /₄ » i? bis zum Zeitpunkt ft, die Flanke im Signal Gdcr im Signal ß'entsprechen muß.

Auf gleiche Weise folgt, daß zwischen den Zeitpunkten fi und u des Signals G mit dem Massepotential im Signal B' und am nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 44, die Verstärkung der Verstärkerschaltung 15 auf Null rückgeicgell ist. Sollte nun aus irgendeinem Grunde während der Zeit /j bis U ein negativ gerichteter Stromimpuls am Eingang 17 auftreten, so wird dieser durch die Verstärkung Null der Verstärkerschaltung 15 nicht am Ausgang 19 als positiv gerichteter Impuls auftreten. So ist es möglich, zunächst nicht den Schalter 4 in der Signalverarbeitungsschaltung zu verwenden für eine Horizontal-Austastimpulseinführung in das Signal £, sondern das Signal £ unmittelbar über den invertierenden Verstärker 5 dem Eingang 17 zuzuführen. Da aber die Verstärkung Null der Verstärkerschaltung 15 nur für die positiven Siörsignaispitzen im Signal £ wirksam ist und nicht für die darin etwa vorhandenen negativen Spitzen, müssen diese zunächst über eine Klemmschaltung entfernt werden. Dabei muß wegen der Höhe der positiven Siorsignalspitzen eine Rückregelung der Verstärkung bis auf Null genau erfolgen.

Eine weniger genaue Rückregelung auf Null reicht aus. wenn im Signal E auf die in F i g. 1 gegebene Art und Weise, über den Schalter 4 ein Schaltimpuls mit nicht definierten steilen Ranken eingefügt wird Dabei ist es günstig, daß das Sperren durch das Signal D zwischen den Zeitpunkten t₂ und K erfolgt also etwa am Ende der abfallenden und am Anfang der ansteigenden definierten Ranke, was im Signal B, B' mit den Zeitpunkten t, r₂und U fs übereinstimmt.

Bei der CCIR-Norm ist die Messung der Impulsdauer des Horizontal-Austastimpulses auf 50% der Signalamplitude zwischen dem Schwarzpegel und dem Maximalweißwert festgelegt Für das in F i g. 2 dargestellte Signal G folgt daß die Austastimpulsdauer von etwa der

.is

-io

45

50

55

to Mitte zwischen den Zeitpunkten I₀ und /3 bis zu der Mitte der Zeitpunkte /4 und h berechnet werden muß, welche Impulsdauer innerhalb 12,05 ± 0,25 \is liegen muß. Da empfohlen wurde, die Impulsflankendauer zwischen 200 und 400 ns zu wählen, ist für die Dauer Tj etwa 300 ns gewählt worden. Daraus folgt, daß die Impulsflanke im Signal A im Zeitpunkt ίο etwa 150 ns früher liegen muß, als die des in der Norm vorgeschriebenen Horizontal-Austastimpulses.

Für die RTMA-Norm gilt, daß unter Hinweis zum Signal C in F i g. 2 die Zeitdauer zwischen der Vorder- und Rückflanke des Horizontal-Austastimpulses bei 90% des Maximalwertes kleiner ist als 18% der Horizontal-Penode oder gleich 18% und bei 10% des Maximalwertes größer bzw. gleich lb,5% der Horizontal-Periode sein muß. Bei der Horizontal-Periode von b3,55 μα folgen Zeiten von 11.44 μs bzw. 10,49 \is. Da die Impulsflankenzeiten kleiner als oder gleich 0,4% der Horizontal-Periode oder etwa 250 ns sein müssen, kann für die Zeitdauer Tj 200 ns gewählt werden. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung kann durch Anpassung der Kapazität des Kondensators 28 auf einfache Weise zum Gebrauch in der einen oder in der anderen Norm mit 300 ns bzw. 200 ns Flankendauer geeignet gemacht werden.

Im Obenstehenden ist bei den Signalen B' und F' = aF nach Fig. 2 beschrieben, daß das Signal am Ausgang 19 und am Eingang 12 der Fig. 1 niemals positiver sein kann als das, das dem Eingang 10 zugeführt wird. Bei der normalerweise auftretenden Bildsignaländerung im Signal F' zwischen dem Maximalweißwert + aVw und dem Schwarzpegel 0 (im Bildinhalt vor dem Zeitpunkt ίο und nach dem Zeitpunkt I₇) ist durch die Wahl der Spannung + V_n als 4- aV_w die Signalvergleichsschaltung 11 nicht wirksam. Wenn jedoch im Bildinhalt ein den Maximalweißwert + aV_w und die Spannung + Vn- überschreitender Signalteil auftreten woiltt. wird die Signalvergleichsschaltung 11 wirksam und ist dann als sogenannter Weiß(Signal)-Abschneideanordnung wirksam.

In F i g. 1 ist der Transistor 42 vom Typ mit einer isolierten Torelektrode als regelbarer Widerstand im Rückführungskreis 16 verwendet worden. Eine Verwendung jedes anderen regelbaren Widerstandes ist möglich. Dabei sei erwähnt, daß die Regelkennlinie des regelbaren Widerstandes (42) die wirksame Rückregelung der Verstärkung der Verstärkerschaltung 15 nicht beeinflußt, da mit Hilfe der Signalvergleichsschaltung 11 die Rückregelung so weit gehen wird, bis der Augenblickssignalwert am Ausgang 19 und am Eingang 12 dem am Eingang 10 entspricht. Die linearen Flanken im Signal ß'am Eingang 10 treten ebenfalls am Ausgang 19 linear auf. unabhängig von Nichtlinearitäten in der Regelkennlinie des regelbaren Widerstandes (42).

Statt der Verwendung der Verstärkerschaltung 15 mit dem geregelten Rückkopplungskreis 16 wäre es auch möglich, einen Verstärker (44) zu verwenden, dessen Eigenverstärkang unmittelbar geregelt wird

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist für die Horizontal-Austastimpulseinführung in das Bildsignal E gegeben, mit dem Signal G nach F i g. 2 als Resultat Ausgehend vom Signal G nach F i g. 2 kann darin auf gleiche Weise der Horizomai-Synchronimpuls hinzugefügt werden, wobei die vordere und hintere Schwarzschulter berücksichtigt werden müssen. Ba der Horizontal-Syndironimpulseinführang ist es aasreichend, den Signalwandler 6 ohne den Impulsformer 8. aber wohl mit der Signalvergleichsschaltung 11 und der

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Verstärkerschaltung 15 zu verwenden. Dabei wird dem Eingang I der I lorizontalSynchronimpuls. der zu einer Fernsehnorm gehört, und dem Eingang 17 ein dem in I· i g. 2 gegebenen Signal G entsprechendes (invertiertes) Signal zugeführt, und es soll eine Anpassung der unterschiedlichen Gleichspannungswerte erfolgen. Es dürfte einleuchten, daß dadurch, dall in das in Fig. 2 gegebene Signal B' der Horizontal-Synchronimpuls aufgenommen wird, eine gleichzeitige Einführung des Auslast- und Synchronimpulses möglich ist. Da nach dem Obenstehenden eine solche Schaltungsanordnung sich einfach verwirklichen läßt, wird darauf nicht weiter eingegangen.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist beschrieben wurden als in einer Fernsehkamera verwendet. Selbstverständlich kann die Schaltungsanordnung in der gesamten Fernsehapparatur verwendet werden, wobei es erwünscht oder erforderlich ist, keine nicht definierten steilen Flanken bei den Horizontal-Austast-(und -Synchron-)lmpulscn zu haben, sondern Flanken mit einer definierten Dauer. Die Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere zum Durchführen der beschriebenen Signalbearbeitung bevor die Signale Signalfiltern und Bildaufzeichnungsapparatur mit Bändern oder Scheiben zugeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Schaltungsanordnung zum Einsetzen von Impulsen mit definierter Flankendauer in ein Fernsehbildsignal, insbesondere in einer Fernsehkamera-Apparatur, dadurch gekennzeichnet, daß in einem (ersten) Signalwandler (6) ein Austast- bzw. Synchronimpuls ffly gebildet wird, der in einem ersten Zeitbereich (ab ti und bis ίο) einen ersten Wen (+ Vfl^und in einem zweiten Zeitbereich (ti bis /₄) einen zweiten Wert (Massepotential 0) annimmt und der zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitbereich sowie zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitbereich je über eine bestimmte Zeitdauer eine im gewünschten Mab definierte, z. B. linear ansteigende bzw. abfallende, Flanke aufweist, und daß dieser Austast- bzw. Synchronimpuls (B') mittels einer Signalvergleichsschaltung (11) in das Fernsehbildsignal (£bzw. G) eingesetzt wird derart, dab das Fernsehbildsignal durch den Austastimpuls oder der Austastimpuls durch das Fernsehbildsignal ersetzt wird, sobald die lineare Flanke des Austastbzw. Synchronimpulses (B') den Wert des Fernsehbildsignals (Ebzv/. GVüber bzw. unterschreitet.

   2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen Schaller (4), der durch einen Schaltimpuls (D) mit steilen Flanken gesteuert wird derart, daß er das Fernsehbildsignal nur außerhalb eines, mit dem /weiten /eitbereich (ti bis /4) etwa übereinstimmenden Zeitbereich (ti bis h) durchläßt.

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken des Austast- b/w. Synchronimpulses (B) mittels einer von einem Inipulssignal ^zugesteuerten Stromquelle i.-i (21 bis 27) erhalten weiden, die einen nahezu konstanten Auflade- bzw. Eniladc-Strom an einen Kondensator (28) liefert derart, daß die Spannung an diesem Kondensator den Impuls mit der definierten Impulsflankendauer bildet.

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (D) für das Sperren des Schalters (4) mittels eines Impulsformer (8) aus dem vom Signalwandler (6) erzeugten Horizontal-Austastimpuls (B) mit definiericn Flan- 4s ken abgeleitet wird.

   5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer eine Schwellwertschaltung(34bis 37)enthält.

   b. Schaltungsanordnung nach einem der vorange- so henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austast- bzw Synchronimpuls (B) in das Fernsehbildsignal (7. b/w. OVeingcset/t wird in einer Sipnalvergleichsschaltungill) mit zwei Transistoren (38, 40). deren !-!miller untereinander verbunden und s.s über einen Widci stand (41) an eine Spannung ( + V₁) angelegt sind, wobei der Hasis des ersten Transistors (38) der Impuls nut definierter I lankcndauer und der UiiM·· des /weilen Ί r;,nsislors (40) die Ausgangsspaiinuiig (von 14) /iigcluhrt werden und der (<o Kollektor des ersten I ransistoi's (38) über einen Wideistand (W) ,πι eine Spannung ( - Vi) gelegt ist und .in einen Ausgang (Ii) der Signalverglcichssi hahiiiigd I) ein kegelsigiial liefen.

   1 Scliiihiiiigsaiiordnung nach einem der vorange- '¹^ licmlen Anspi in he, dadurch gekennzeichnet, daß dci Ausg.mg (I i) vom Kollektorwidersland (.39) mil dem Kegelcmgang (14) einer Verstärkerschaltung

   (15) verbunden ist, die einen Verstärker (44) mit einem Rückführungskreis (16) enthält, über welchen Verstärker das Fernsehbildsignal (E) dem Ausgang (19) zugeführt wird

   8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungskreis (16) einen Transistor (42) enthält, dessen Schwellen- und Senkenelektrode parallel an einen zwischen Eingang und Ausgang des Verstärkers (44) angeordneten Widerstand angeschlossen sind und dessen Torelektrode mit dem Regeleingang (13,14) verbunden ist.