DE2638858C2

DE2638858C2 - Schaltungsanordnung zum Darstellen von horizontalfrequent verkoppelten Signalen auf dem Bildschirm eines Videosichtgerätes

Info

Publication number: DE2638858C2
Application number: DE2638858A
Authority: DE
Inventors: Heinz 6101 Weiterstadt Hess; Horst 6246 Alsbach Peth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-28
Filing date: 1976-08-28
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2638858B1; BE858126A; US4145706A; GB1581083A

Description

Die Ei findung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Darstellen von horizontalfrequent verkoppelten Signalen auf dem Bildschirm eines Videosichtgerätes nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der Zeitschrift »Elektor«, Dez. 1971, Seiten 1234 bis 1242, ist eine Einrichtung zum Darstellen des Spannungsverlaufes von periodischen Signalen bekannt, bei welcher die nach einem Bildrasterverfahren abgetastete Bildröhre eines Heim-Fernsehempfängers zur Wiedergabe dient. In dieser Einrichtung wird mit einem Komparator ein horizontalfrequentes Sägezahnsignal mit einem darzustellenden Signal verglichen. Bei Erreichen von Spannungsgleichheit wird der Elektronenstrahl der Bildröhre hellgetastet. Bei dieser Betriebsweise wird der Spannungsverlauf des darzustellenden Signals jedoch um 90° gedreht, das heißt senkrecht wiedergegeben. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß in dieser bekannten Einrichtung nur Signale mit einer Frequenz wiedergegeben werden können, die kleiner als die Horizontal-Ablenkfrequenz der Bildröhre des Heim-Fernsehempfängers ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nunmehr auch Horizontalperioden eines Videosignals auf dem Bildschirm eines normalen Video-Sichtgerätes in waagerechter Lage

Auflösung der Horizontalperiode des Videosignals entspricht der Horizontalauflösung der Bildwiedergaberöhre (ca. 5 MHz). Damit können auch farbträgerfrequente Schwingungen in einem Farb-Videosignal sichtbar gemacht werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen kann neben einer Pegeldarstellung auch eine farbtongenaue Wiedergabe der Farbinformation des Farbträgers im Farb-Videosignal durchgeführt werden. Ferner lassen sich auch vergleichende Messungen, z. B. mit Hilfe von eingeblendeten Pegellinien, durchführen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild nach der Erfindung,

F i g. 2 und F i g. 3 Spannungszeitdiagramme,

F i g. 4 eine Stufe zur phasengenauen Auleitung eines Impulssignals zur Helligkeitssteuerung der Bildröhre eines Video-Sichtgerätes und

F i g. 5 ein Blockschaltbild für eine digitale Pegelauswertung.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind nur die zum Verständnis tier Erfindung erforderlichen Teile aufgenommen worden. Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In dem Blockschaltbild der F i g. 1 wird ein an einer Klemme 1 liegendes Vertikal-Synchron-Signal mit einem Sägezahngenerator 2 in ein vertikalfrequentes Sägezahnsignal umgewandelt und über einen einstellbaren Spannungsteiler 3 dem inversen Eingang eines Komparators 4 zugeführt. An dem nichtinversen Eingang des Komparators 4 liegt das mit einer Klemmstufe 5 geklemmte darzustellende Videosignal. Die Klemmstufe 5 ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß der Gleichspannungswert des an einer Klemme 6 liegenden Videosignals (F) BA durch Verändern des Klemmpotentials mit einem Einstelielement 7 eingestellt werden kann. Am Ausgang des Komparators 4 mit Klemme 8 schließt sich eine Stufe 9 an, die zur Ableitung eines Impulssignals dient, welches über eine Klemme 10 der Bildröhre eines Monitors 11 zugeführt ist und dort den Strahlstrom und damit die Helligkeit der Bildwiedergaberöhre beeinflußt.

Mit dem Spannungsteiler 3 kann die Amplitude und mit dem Einstellelement 7 der Klemmstufe 5 die Lage des auf dem Bildschirm dargestellten Spannungsverlaufs eingestellt werden. Zur Lageverschiebung eines auf einem Bildschirm dargestellten Spannungsverlaufs lassen sich anstelle der Klemmstufe 5 auch andere Schaltungen einsetzen. Bei einer dieser Schaltungen wird beispielsweise das an der Klemme 6 liegende Videosignal (F) BA über einen Koppelkondensator dem nichtinversen Eingang des Komparators 4 zugeführt. Zwischen dem Koppelkondensator und dem nichtinversen Eingang des Komparators 4 wird dem Videosignal über einen Entkopplungswiderstand eine Gleichspannung additiv zugesetzt, die von einem Potentiometer abnehmbar ist

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des in der F i g. 1 dargestellten Blockschaltbildes sei angenommen, daß am nichtinversen Eingang des Komparators 4 ein Ä4-Videosignal nach Fig. 2a liegt, dessen Spannungsverlauf während einer Horizontalperiode H dreiecksförmig ist (voll gezeichnete Linie). An dem inversen Eingang des Komparators 4 liegt das vertikalfrequente Sä"czä^|hn«'.<'!i»! V von dem in der F i", 2a ein kleiner Ausschnitt strichpunktiert dargestellt ist. Unter den in der F i g. 2a angenommenen Spannungsverhältnissen ist am Ausgang des Komparators 4 mit Klemme 8 ein impulsförmiges Signal nach Fig.2b abnehmbar. Man erkennt, daß immer dann der Ausgang des Komparators 4 positiv wird, wenn das am nichtinversen Eingang liegende Signal positiver wird als das am inversen Eingang. Würde man mit dem imoulstörmigen Signal nach F i g. 2b den Bildschirm des Monitors 11 hellsteuern, so würde auf dem Bildschirm die Silhouette eines Dreiecks mit der Periodendauer einer Horizontalperiode A/zu erkennen sein.

Um diese Silhouette in einen linienfcrmigen Spannungsverlauf umzuwandeln, wurde bereits vorgeschlagen, daß am Ausgang des Komparators 4 (Klemme 8) abnehmbare impulsförmige Signal nach F i g. 2b zu differenzieren. Die Differentation dient zum Erkennen der Vor- und Rückflanken im impulsförmigen Signal. Beim Vorliegen einer Vorder- oder Rückflanke im impulsförmigen Signal nach F i g. 2b wird der Bildschirm des Monitors 11 hellgetastet.

Es wurde festgestellt, daß das Differenzieren bei nicht rechteckförmigen darzustellenden Signalen zu Phasenfehlern führt. Diese Phasenfehler treten besonders störend bei der Wiedergabe des sinusförmigen Farbträgers in einem Farb-Videosignal in Erscheinung. Auf dem Bildschirm eines Farb-Monitors wirkt sich der Phasenfehler bei darzustellenden Färb-Videosignalen als Farbsättigungsänderung aus.

Mit der Fig.3 soll im folgenden das Entstehen der vorgenannten Phasenfehler anhand der sinusförmigen Schwingung eines PAL-Farbträgers erläutert werden. In der F i g. 3a stellt die vollgezeichnete Linie einige Perioden einer Farbträgerschwingung dar. Beim PAL-Farbfernsehsystem beträgt die Periodendauer einer sinusförmigen Farbträgerschwingung 226 ns. Die strichpunktierten Linien in der F i g. 3a sollen verschiedene Spannungspegel zu verschiedenen Zeitpunkten auf der Rampe des vertikalfrequenten Sägezahns^nals sein. Im Zeitpunkt 1 sind am Ausgang des Komparators 4 nadeiförmige Impulse nach Fig. 3b abnehmbar. Zum Zeitpunkt 2 erhält man bereits ein impulsförmiges Signal nach F i g. 3c. Durch weiteres Abarbeiten der positiven Kuppel der sinusförmigen Farbträgerschwingung nach F i g. 3a erhält man dann für die Zeitpunkte 3, 4 und 5 noch breiter werdende impulsförmige Signale (entsprechend der F i g. 3d, e, f). Eine Differentation der so erhaltenen impulsförmigen Signale führt in Abhängigkeit der jeweils abgearbeiteten Kuppe der sinusförmigen Farbträgerschwingung zu Phasenfehlern. Es sei angenommen, daß die positiven Flanken der impulsförmigen Signale nach den Fig.3b bis 3f mit einer monostabilen Kippstufe, deren Zeitkonstante 113 ns betragen soll, differenziert werden sollen. Beim Vorliegen von nadeiförmigen Impulsen nach Fig.3b ergibt sich somit am Ausgang einer monostabilen Kippstufe ein impulsförmiges Signal nach F i g. 3g. Entsprechend erhält man für ein Signal nach F i g. 3c ein Signal nach F i g. 3h, für ein Signal nach F i g. 3d ein Signal nach Fig.3i, für ein Signal nach Fig.3e ein Signal nach F i g. 3k und für ein Signal nach F: g. 3f ein Signal nach Fig. 31. Ein Vergleich zwischen dem impulsförmigen Signal nach Fig. 3g und dem Signal nach F i g. 31 zeigt, bezogen auf die sinusförmige

<>J Farbträgerschwingung nach F i g. 3a, eine Phasenverschiebung von 90°. Eine entsprechende Phasenverschiebung wird auch für die negativen Flanken der imnnkförmi^cn Signale nsch F i °. 3b bis 3f erhalten.

Diese Phasenfehler werden nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch vermieden, daß die am Ausgang des !Comparators 4 erhaltenen impulsförmigen Signale gemäß der Fig.4 zunächst über einen Tiefpaß 12 geführt werden. Der Tiefpaßfilter 12 wandelt die impulsförmigen Signale in sinusförmige Signale um. Die gestrichelt gezeichneten Linien in den Fig. 3b bis 3f sollen die Wirkung des Tiefpaßfilters 12 verdeutlichen. Man erkennt, daß die Phasenbeziehung der am Ausgang des Tiefpaßfilters 12 abnehmbaren sinusförmigen Signale während der verschiedenen Zeitpunkte 1 bis 5 nicht verändert wird. Es ist lediglich eine Amplitudenänderung feststellbar.

Mit einem Amplitudenbegrenzer 13 wird das am Ausgang des Tiefpaßfilters !2 abnehmbare sinusförmige Signal wieder in ein rechteckförmiges Impulssignal umgewandelt. Dazu wird der Amplitudenbegrenzer vorzugsweise so eingestellt, daß er im Nulldurchgang der sinusförmigen Schwingung in die Begrenzung gefahren wird. Durch nachfolgende Verstärkung wird dann ein Impulssignal nach Fig. 31 für jeden Zeitpunkt des Abarbeitens der sinusförmigen Schwingung erhalten. Das am Ausgang des Amplitudenbegrenzers 13 abnehmbare Signal wird sodann in an sich bekannter Weise mit einem Differenzierglied 14 differenziert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Differenzierglied 14 aus zwei monostabilen Kippstufen. Die eine monostabile Kippstufe wird von der positiven Flanke des am Ausgang des Amplitudenbegrenzers abnehmbaren Signals getriggert und die andere mit den negativen Flanken. Jede monostabile Kippstufe liefert Ausgangsimpulse mit einer Breite von 113 ns. Die so erhaltenen Ausgangsimpulse werden addiert. F i g. 2c zeigt das so erhaltene Signal, bei welchem die örtliche Lage der »Differenzierspitzen« mit den örtlichen Lagen der Flanken im impulsförmigen Signal nach F i g. 2b übereinstimmt.

In einer Addierstufe 15 wird diesem Impulssignal zur Helligkeitssteuerung der Bildröhre (Fig. 2c) ein Synchronsignal S zugesetzt. Dieses zugesetzte Synchronsignal S wird erforderlich, wenn der Monitor 11 nicht durch andere Signale synchronisiert werden kann.

Für eine Farbdarstellung von darzustellenden Farb-Videosignalen auf dem Bildschirm eines Farbmonitors wird dem so erhaltenen Impulssignal zur Helligkeitssteuerung noch ein Farb-Synchronsignal im Horizontalaustastintervall zugesetzt. Erzeugt wird das Farbsynchronsignal in einer Stufe 16. Die Stufe 16 leitet in Abhängigkeit des Farbträgersignals F an Klemme 17, dem Synchronsignal 5 an Klemme 18 und dem Kennimpulssignal K an Klemme !9 ein normgemäßes Farbsynchronsignal ab. Ein auf dem Bildschirm eines Faibmonitors darzustellendes farbträgersfrequentes Farb-Balkensignal für vertikal angeordnete Farbbalken würde sich als eine Treppe darstellen, die im Bereich der um die einzelnen Stufen liegenden Farbträgerschwingungen entsprechend der jeweils codierten Farbträgerinformation eingefärbt ist

Sollen auf dem Bildschirm des Monitors 11 horizontale Linien dargestellt werden, so ist dem mit dem Sägezahngenerator 3 erzeugten vertikalfrequenten Sägezahnsignal V ein hochfrequentes Signal zu überlagern. Dieses hochfrequente Signal muß deshalb zugesetzt werden, weil die Ableitung einer horizontal verlaufenden Funktion mit einem Differenzierglied kein Impulssignal zur Helligkeitssteuerung der Bildwiedergaberöhre liefert. Der gleiche Effekt kann auch dadurch

ίο erreicht werden, daß dem dazustellenden Signal an Klemme 6 das hochfrequente Signal zugesetzt wird Entscheidend ist, daß das am Ausgang des Komparator; 4 mit Klemme 8 abnehmbare Signal zur Darstellung horizontaler Linien pulsförmig zerhackt ist, damit die nachgeschaltete Differenzicrstufc wirksam werden kann.

Bei einer Darstellung mehrerer Spannungsverläufe untereinander — wie nach dem Stand der Technik in der DE-AS 12 52 797 beschrieben - lassen sich mii zusätzlichen Komparatoren Pegellinien und/oder Signalschablonen auf dem Bildschirm wiedergeben, die für vergleichende Messungen genutzt werden können. Sc kann beispielsweise zur exakten Sättigungseinstellung von Farbmonitoren ein Farbwertsignal für den Blauaus zug als Pegeloszillogramm angezeigt werden.

Durch Verschieben des Bildrasters lassen sich auch solche Teile im darzustellenden Signal auf derr Bildschirm des Monitors wiedergeben, die normalerweise vom Monitor dunkelgetastet werden. Solche Teile sind beispielsweise die Synchronimpulse und die Farbsynchronsignale im Horizontal-Austastintervall.

Neben der subjektiven vergleichenden Messung vor Amplituden im darzustellenden Signal mittels einge blendeter Pegellinien ist auch ein digitales Ermitteln der einzelnen Amplitudenwerte im darzustellenden Signa möglich. Es wird dabei von der Erkenntnis ausgegangen daß das anzuzeigende Signal bereits in einer quas digitalisierten Form vorliegt. Als besonders geeignet für Amplitudenmessungen ist das Impulssignal an Klemme 10 (Fig. 1) zu betrachten. Nach Fig. 5 wird das ar Klemme 10 liegende Impulssignal zur Helligkeitssteuerung einem Eingang eines /?-S-Flipflops 20 zugeführt Der andere Eingang des /?-S-Flipflops 20 liegt an einet Klemme 21, an welcher entweder ein Horizontalimpulssignal H oder ein horizontalfrequentes Austastsignal Ai liegt.

Der Ausgang des /?-S-Flipflops 20 ist mit einerr Zähler 22 verbunden, der eine digitale Ziffern-Anzeige vorrichtung ansteuert. Zur Amplitudenmessung zt bestimmten Zeitpunkten im darzustellenden Signal ist ir der Zuführung von der Klemme 10 zum Λ-S-Flipflop 2C eine Torschaltung 23 vorgesehen, der über eine Klsmme 24 ein Impulssignal zugeführt wird, das in der Breite unc in der Lage bezüglich einer Fernsehzeile veränderbai ist. Die Amplitudenmessung gemäß der Fig.5 unterscheidet sich von bekannten subjektiven Amplitudenmessungen dadurch, daß hier die Amplitudenmessung auf ein Auszählen von Impulsen reduziert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Darstellen von horizontalfrequent verkoppelten Signalen auf dem Bildschirm eines Videosichtgerätes, bei der in einer Komparatorschaltung ein sägezahnförmiges Signal mit einem darzustellenden Signal derart verglichen wird, daß mit Erreichen von Spannungsgleichheit ein Impulssignal abgeleitet wird, das zur Helligkeitssteuerung des Bildschirmes dient, dadurch gekennzeichnet, daß für eine waagerechte Darstellung eines horizontalfrequent verkoppelten Signales ((F)BA) der Komparatorschaltung (4) als sägezahnförmiges Signal ein vertikalfrequentes Sägezahnsignal (V) zugeführt ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang der Komparatorschaltung (4) abnehmbare Signal über ein Tiefpaßfilter (12) und einen Amplitudenbegrenzer

(13) einer Differenzierstufe (14) zugeführt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Darstellung auf einem Videosichtgerät (11) mit einem (F) &4S-Eingang dem am Ausgang der Differenzierstufe (14) abnehmbaren Signal ein Synchronsignal (S) zugesetzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für eine farbige Darstellung einer Horizontalperiode eines Färb-Videosignals (FBA) entsprechend der Modulation des Farbträgers dem am Ausgang der Differenzierstufe

(14) abnehmbaren Signal zusätzlich in einer Addierstufe (15) ein Farbsynchronsignal zugesetzt ist, bevor es dem FZMS-Eingang eines Farb-Video-Sichtgerätes (11) zugeführt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das darzustellende Signal der Komparatorschaltung (4) übei eine Klemmstufe (5) zugeführt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmpotential der Klemmstufe (5) einstellbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, Dadurch gekennzeichnet, daß der Komparatorschaltung (4) das vertikalfrequente Sägezahnsignal über ein einstellbares Dämpfungsnetzwerk (3) zugeführt ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem darzustellenden Signal ein einstellbarer Gleichspannungsanteil zugesetzt ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem darzustellenden Videosignal und/oder dem vertikalfrequenten Sägezahnsignal (V) ein hochfrequenter Signalanteil zugesetzt wird.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Darstellung mehrerer Signale jedem darzustellenden Signal eine Komparptorschaltung zugeordnet ist und daß jeder Komparatorschaltung das vertikalfrequente Sägezahnsignal (V) zugeführt ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gleichzeitigen Darstellung mehrerer Videosignale jeder Komparatorschaltung ein Tiefpaßfilter, ein Amplitudenbegrenzer und eine Differenzierstufe nachgeschaltet ist und daß die Signale an den Ausgängen der Differenzierstufen in einer Addierstufe zu einem zur Helligkeitssteuerung des Bildschirmes abgeleitet wird.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum meßtechnischen Auswerten der Amplituden von darzustellenden Signalen die darzustellenden Signale mit Referenzsignalen verglichen werden.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum meßtechnischen Auswerten der Amplituden von darzustellenden Signalen ein R-S- Flipflop (20) vorgesehen ist, dessen einem Eingang das Impulssignal zur Helligkeitssteuerung des Bildschirms zugeführt ist und dessen anderen Eingang ein Horizontalimpulssignal oder ein horizontal frequent es Austastsignal, und dessen Ausgang mit einem digitalen Zähler (20) verbunden ist.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang der Komparatorschaltung (4) abnehmbare Signal direkt einer Differenzierstufe (14) zugeführt ist.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierslufe (14) aus zwei monostabilen Kippstufen besteht, wobei die eine Kippstufe von den positiven Flanken des am Ausgang der Komparatorschaltung (4) abnehmbaren Signals getriggert wird und die andere von den negativen Flanken, und daß die Ausgänge der zwei Kippstufen mit den Eingängen einer Addierstufe verbunden sind.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die farbige Darstellung eines Färb-Videosignals die Zeitkonstanten der monostabilen Kippstufen so bemessen sind, daß die Impulsbreite der am Ausgang der Kippstufen abnehmbaren Impulse der Hälfte einer Farbträgerperiodendauer im Färb-Videosignal entspricht.