DE2446538C3 - Schaltungsanordnung zur Matrizierung dreier Farbwertsignale in Farbdifferenzsignale -I und Q und in ein Leuchtdichtesignal Y - Google Patents

Description

eine Vergrößerung der Toleranz der Matrix-Widerstände von 0,2% auf 0,5%. Weiterhin können bisher erforderliche Abgleichelemente zur Einstellung der Weißbalance entfallen, da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bei Weiß (Farbwertsignale E= G= S=I) automatisch zwei Farbdifferenzsignale von — / = 0 und Q = O matriziert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem praktischen Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Schal tungsanordnung dargestellt. Ober Klemme 1 und einem Koppelkondensator 2 wird das Signal des roten Farbauszuges (Farbwertsignal /feiner Farbsignalquelle der Basis einer Transistorstufe mit Transistor 3 zugeführt. Die Transistorstufe mit Transistor 3 ist in Emitterschaltung geschaltet. Die Basis des Transistors 3 ist über einen Widerstand 4 mit dem Massepotential 5 verbunden. Der Widerstand 4 dient zur Einstellung des Arbeitspunktes von Transistor 3. Der Kollektor von Transistor 3 liegt über Widerstand 6 an einer positiven Betriebsspannung 7. In der Emitterzuführung des Transistors 3 liegt ein Emitterwidersiand 8. Ein Signal des grünen Farbauszuges (Farbwertsigiial G) der Farbsignalquelle liegt an Klemme Γ und ist über Koppelkondensator 2' der Basis eines Transistors 3' zugeführt. Die Basis des Transistors 3' ist zur Einstellung de?. Arbeitspunktes über einen Widerstand 4' mit dem Massepotential 5 verbunden. Der Kollektor des Transistors 3' ist über einen Widerstand 6' mit der positiven Betriebsspannung 7 verbunden. In der Emitter/uführung des Transistors 3' liegt ein Emitterwiderstand 8'. In gleicher Weise wird das Signal des blauen Farbauszuges (Farowertsignal B)dsr Farbsignalquelle über Klemme 1" und Koppelkondensator 2" der Basis eines Transistors 3" zugeführt. Zur Stabilisierung des Arbeitspunktes des Transistors 3" ist auch hier die Basis des Transistors 3" mit einem Widerstand 4" mit Massepotential 5 verbunden. Ebenso liegt der Kollektor des Transistors 3" über Widerstand 6" an der positiven Betriebsspannung 7. In der Emitter/.uführung des Transistors 3" liegt ein Emitterwiderstand 8". Die Emitterwiderstände 8, 8', 8" sind mit dem Kollektor eines Transistors 9 verbunden. Transistor O ist in an sich bekannter Weise als Konstanlstromquelle geschaltet. Konstantstromquellen liefern unabhängig von der flachgeschalteten Last einen konstanten Strom. Die Basis des Transistors 9 liegt an einem Spannungsteiler, welcher aus den Widerständen 10 und II gebildet isi. Der Spannungsteiler mit den Widerständen IG und 11 liegt /wischen dem Massepotential 5 und einer negativen Betriebsspannung 12. Die Emitterelektrode des Transistors 9 ist über Widerstand 13 mit der negativen Betriebsspannung 12 verbunden. Die Emitter elektrode des Transistors Ϊ ist einmal über einen s« Widerstand 14 mit der Emitterelektrode des Transistors 3' und über einen Widerstand IS mit der Emitterelektrode des Transistors 3 verbunden.

Zur Erläuten'ng der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sei zunächst angenommen, daß die Widerstandswerte der Emitterwiderstände 8, 8', 8" gleich sind, daß den Klemmen 1, 1', 1" Farbwertsignale gleicher Spannung zugeführt sind p.nd daß die Widerstandswerte der Widerstände 14 und 15 unendlich groß sind. In diesem Fall fließt über die Kollektor-Emitter-Strecke jeder Transistorstufe '/j des von der Konstanlslromquelle gelieferten Stromes. Dementsprechend nehmen auch die Signale an den Kollektoren der einzelnen Transistorstufen gleiche Spannungswerte an. Wird nunmehr angenommen, daß das Verhältnis der Leitwerte der Emitterwiderstände 8, 8', 8' proportional der Matrix-Koeffizienten k\ = 0,30, Jt₂ = 0,59, ki = 0,11 ist, so ergibt sich am Ausgang der Konstantstromquelle mit Klemme 16 ein Signal, welches dem Leuchtdichtesignal

Y = 0,30/? + 0,59C + 0,1 IS

entspricht Bedingt durch die unterschiedlichen Widerstandswerte der Emitterwiderstände 8 (466 Ohm), 8' (237 Ohrr) und 8" (1272 Ohm) ergibt sich ferner, daß am Kollektor von Transistor 3 mit KI ime 17 ein negativ gepoiies Farbdiiferenzsignal (R- Y). am Kollektor von Transistor 3' mit Klemme 18 ein negativ gepcltes Farbdifferenzsignai (G-Y) und am Kollektor von Transistor 3" ein negativ gepoltes Farbdifferenzsignal (B- Y) abnehmbar ist. Da das Leuchtdichtesignal Van der Klemme 16 für alle drei Farbdifferenzsignalstufen über je einen Gegenkopplungswiderstand 8 bzw. 8' bzw. 8" eingespeist wird, welcher auch für die Verstärkung der einzelnen Farbwertsignale R. G rjid S wirksam ist. ergibt sich automatisch ein korrekter Weißbalanceabgleich.

Würde die zuvor beschriebene Matrizierschaltung in PAL-Codern Anwendung finden, so könnte an Klemme 17 das Farbdifferenzsignal V und an Klemme 18 das P'arbdifferenzsignal (/abgenommen werden. Systembedingt wird jedoch bekanntlich beim NTSC- Farbfernsehverfahren das /-(^-Koordinatensystem gegenüber dem II- V-Koordinatensystem beim PAL-Farbfernsehverfahren um ii gedreht. Zur Erzielung einer Koordinatendrehung um 33 werden die drei Farbdifferenzsignale ζ , den Emitterelektroden der Transistoren 3, 3' und 3" mit den Widersländen 14 und 15 untereinander verknüpft. Diese Verknüpfung bewirkt tine Drehung des Koordinatensystems. Dimensioniert man den Emiiterwidersiand 8 mit 466 Ohm. Widerstand 8' mit 237 Ohm. Emilterwiderstand 8" mit 1272 Ohm. Widerstand 14 mit 705 Ohm und Widerstand 15 mit 819 Ohm. so erhält man an Klemme 17 ein dem NTSC Farbfernsehsystem entsprechend normgerechtes Farbdiffcren/signal - / und an Klemme 18 ein normgerechtes Farbdifferen/signal Q.

Ordnet man die aktiven und passiven Schaltelemente der /uvor beschriebenen Matnxschaltung auf dem Substrat einer integrierten Schaltung an. vorzugsweise einer integrierter Schaltung in Dünnfilmtechnik so erhall man eine sehr temperalurstabile Matri/ier-Sch?! lung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Matrizierung dreier Farbwertsignale R, Gund Sin Farbdifferenzsignale — /und Q nach dem NTSC-Farbfernsehverfahren sowie in ein Leuchtdichtesignal

Y=k, ■ R + k₂- G + ki- B

mit drei Transistorstufen, deren Emitterelektroden το über Widerstände verbunden am Ausgang einer Stromquelle liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Farbwertsignal der Basiselektrode einer der Transistorstufen (3, 3', 3") zugeführt ist, daß die zwischen den Emitterelektroden der Transistorstufen (3, 3', 3") und einer als Konstantstromquelle (9) ausgeführten Stromquelle geschalteten Widerstände (8,8', 8") so bemessen sind, daß das Verhältnis der Leitwerte der zwischengeschalteten Widerstände (8, 8', 8") untereinander proportional den Matrix-Koeffizienten (k\, ki, h) der zugeführten Farbwerfygnale ist, daß entsprechend den Matrixgleichungen für die Farbdifferenzsignale /und Qder Emitter derjenigen Transistorstufe (3"), welcher das Farbwertsignal B zugeführt ist, über einen ersten und zweiten Widerstand (14, 15) mit den Emittern der anderen Transistorstufen (3, 3') verbunden ist und daß an der Kollektorekktrode der Transistorstufe (3), der das Farbwertsignal R zugeführt ist. das Farbdifferenzsignal -/, an der Kollektorelektrode der Transistorstufe (3^f), der das Farbwertsignal G zugeführt ist, das Farbdifferenzsignal Q und am Ausgang _V16) der als Konstantstromquelle (9) ausgeführten Stromquelle chs Leuchtdichtesignal Y abnehmbar ist.

2. Schaltungsanordnung nar^ Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven und passiven Schaltelemente der Matrix auf dem Substrat einer integrierten Schaltung angeordnet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven und passiven Schaltelemente der Matrix in Dünnfilmtechnik hergestellt sind.

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Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Matrizierung dreier Farbwertsignale R, G und B in Farbdifferenzsignalc - / und Q nach dem NTSC-Farbfernsehverfahren sowie in ein Leuchtdichtesignal

Y = k, ■ R + ki ■ G + k, ■ Il

nach der Gattung des Hauptanspi uchs.

Beim NTSC-Farbfernsehverfahren werden /ur Kodierung eines Farbfernsehsignalsein Leiithtdichtesignal V und zwei Farbdifferenzsignale /und (^benötigt. Das Leuchtdichtcsignal Y und die beiden Farbdifferenzsignale / und Q werden aus drei Farbwertsignalen R. G ha und B durch Matrizierung abgeleitet. Ausgehend von der Gleichung für das Leuchtdichtesigna! K = O₁JO/? + Ö.59G + 0,11B hat man die beiden Farbdifferclizsignale /und ζ» wie folgt festgelegt!

/ = 0,74 '(R - Y) - 0,27 ■ (B- Y)und ⁶^

Q = 0,4B(R-Y) + QAl (B-Y).

Durch Umformung der beiden Farbdifferenzsl·

gnalgleichungen erhält man:

- / = -0,60/? + 0.28G + 0,32Sund
Q = 0,21/? -0,52G + 0,31 B.

Aus dem Buch von P. S. Carnt and G. B. To w ns end: »Colour Television«, S. 161, ist eine Schaltungsanordnung bekannt, mit welcher die beiden Farbdifferenzsignale und das Leuchtdichtesignal nach den Gleichungen

V= 0,30/? +0,590+ 0,1 IS,
-/= -0,60/? + 0,280 + 0,32ßund
0 = 0,21/?-0,520+ 0,315

matriziert werden. Bei dieser sehr aufwendigen Schaltungsanordnung dienen 9 Matrixwiderstände und 2 Inverterstufen zur Bildung der nach den Matrixgleichungen geforderten Matrix-Koeffizienten. Die gleiche Zahl an Matrix-Widerständen und Inverterstufen benötigt eine Schaltungsanordnung in dem Buch von M. Kaufman and H. T h ο m a s : »Introduction to Color TV«, S. 51, bei welcher das Leuchtdichtesignal Y nach der Gleichung

V= 0,30/? + 0,590 + 0.1 Iß

erzeugt wird, während die beiden Farbdifferen/signale / und Q nach den Gleichungen

/ = 0,74 (R - Y) - 0.27 (B - KJund
Q = 0.48 (R-Y)+ 0.41 (B- Y)

matriziert werden.

Eine Schaltungsanordnung zur Dematrizierung ist aus der DE-AS 20 ^rA 220 bekannt. Bei dieser Dematrizierschaltung wird aus drei Farbdifferenzsignalen R-Y. B-Y. G- Y und einem Leuchtdichtesignal Y entsprechende Farbwertsignale R. G und B gebildet. Zur Bildung eines Farbwertsignals sind die Emitter eines ersten und eines zweiten Transistors dreier Transistoren desselben Leitfähigkeitstyps über wenigstens eine Impedanz miteinander verbunden. Die Basis des zweiten Transistors liegt an einer festen Vorspannung, während der Basis des ersten Transistors ein Farbdifferenzsignal und der Basis eines dritten Transistors das Leuchtdichtcsignal zugeführt ist. Der Kollektor des dritten Transistors ist /wischen den Emittern des ersten und /weiten Transistors angeschlossen und mit dem Emitter des /weiten Transistors ein die Emitterspannung dieses Transistors konstant haltende Stromquelle verbunden. Am Kollektor des ersten Transistors ist ein dem /ugeführten Farbdiffercn/signal entsprechendes Farbwertsignal abnehmbar. Für eine Dematrizierung von drei Farbwertsignalen sind drei derartige Matrizierschaltungen mit je drei Transistoren erforderlich. Als besonders nachteilig ist jedoch anzusehen, daß die Weißbalance dieser Dematri/ierschaltung mit drei veränderlichen Widersländen eingestellt werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine Schaltungsanordnung /ur Matri/ierung dreier Farbwertsignale R. fiund Sin Farbdifferen/signale -/und (psowieinein l.cuchidichtesignal KfUr das NTSCFarbfernschverfahren anzugeben, welche weniger schaltungs und abgleichaufwendig ist und problemloser aufgebaut werden kann,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenfräeichnendeff Teil des Paiettlähsprüclis angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vorteil auf, daß nunmehr nur noch 5 Matrix-Widerstände benötigt werden. Damit verbunden ergibt sich