DE2910890C3

DE2910890C3 - Vorverstärker für Farbfernsehkameras

Info

Publication number: DE2910890C3
Application number: DE2910890A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kodaira Tokyo Onodera
Original assignee: Hitachi Denshi KK
Current assignee: Hitachi Denshi KK
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1979-03-17
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2910890B2; NL7902162A; DE2910890A1; US4247868A; JPS54124632A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorverstärker für Einröhren-Farbfernsehkameras, bei denen am Ausgang der Bildaufnahmeröhre über getrennte Elektroden die verschiedenen Farbsignale abgegeben und in anschließenden Korrekturstufen, jeweils bestehend aus einem Vorverstärker und einem Prozeßverstärker weiterverarbeitet werden.

Farbfernsehkameras werden in der Regel in zwei Arten eingeteilt, nämlich in Drei-Röhren-Kameras, bei denen drei Bildaufnahmeröhren für rote, grüne und blaue Farbe verwendet werden, und Drei-Elektroden-Einröhren-Kameras, bei denen drei in einer einzelnen Röhre enthaltene Signalelektroden für die Farben Rot, Grün und Blau in Streifen aufgeteilt und eine Mehrzahl von Streifensätzen wechselnd angeordnet sind.

Gemäß einem Beispiel einer Schaltung für die Verarbeitung des Ausgangssignals einer Drei-Röhren-Farbfernsehkamera wird ein von einer für Rot bestimmten Bildaufnahmeröhre erzeugtes Rot-Signal von einem in seiner Verstärkung mit einem Dämpfungsglied geregelten Vorverstärker verstärkt und dann einem Prozeßverstärker zugeführt. Ebenso werden ein von einer Grün-Aufnahmeröhre erzeugtes Grün-Signal und ein von einer Blau-Aufnahmeröhre erzeugtes Blau-Signal entsprechenden Prozeßverstärkern durch entsprechende Vorverstärker und Dämpfungsglieder zugeführt Die von den jeweiligen Prozeßverstärkern gebildeten elektrischen Signale werden einem üblichen Farbcoder zugeführt und in NTSC Farbfernsignale umgewandelt

Da aufgrund der Variation in den Farbtemperaturen das Verhältnis der von den jeweiligen Bildaufnahmeröhren erzeugten elektrischen Signale nicht 1:1:1 ist werden die Verstärkungen so durch zugeordnete

ίο Dämpfungsglieder geregelt, daß bei Aufnahme eines weißen Objekts das Verhältnis der Eingangssignale der jeweiligen Prozeßverstärker 1:1:1 sein würde.

Wird eine solche Schaltung für eine Farbfernsehkamera des Drei-Elektroden-Einröhren-Typs verwendet, so besteht jedoch das Problem, das Einstreuungen bzw. ein Übersprechen erzeugt werden.

Im einzelnen fließen in einem Äquivalentkreis einer Bildaufnahmeröhre des Drei-Elektroden-Einröhren-Typs für Farbfernsehkameras das von einer Stromquelle der Bildaufnahmeröhre für rote Farbe erzeugte Rot-Farbsignal, das von einer Stromquelle für grüne Farbe erzeugte Grün-Farbsignal und das von einer Stromquelle für blaue Farbe erzeugte Blau-Farbsignal durch zugeordnete Lastwiderstände, die in äquivalenter Weise die Signal-Korrekturschaltung repräsentieren. Es bestehen jedoch zwischen drei Elektroden einer Kamera des Einröhren-Typs elektrostatische Kapazitäten. Dies entspricht zwischen den Elektroden auftretenden Kapazitäten. Wenn die Klemmspannungen über den jeweiligen Lastwiderständen nicht gleich sind, fließen den Spannungsdifferenzen entsprechende Ströme durch die Kapazitäten zu den Schaltungen für die verschiedenen Farben und verursachen damit Übersprechen. Bezeichnet man den Signalstrom von der Quelle für rote Farbe mit Ir, den Signaistrom von der Quelle für grüne Farbe mit Ia und den Signalstrom von der Quelle für blaue Farbe mit /& und bezeichnet man weiterhin die Widerstandswerte der jeweiligen Lastwiderstände mit Zr, Zc und Zb, so kann die zur Vermeidung von Übersprechen notwendige Bedingung durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Ir ■ Zr= Ic

= Ib

Mit anderen Worten ist es, um Übersprechen zu vermeiden, notwendig, die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers der Ausgangssignal-Korrekturschaltung so zu regeln, daß die Eingangsimpedanz Signalströmen von den jeweiligen Stromquellen umgekehrt proportional ist.

Durch die DE-OS 20 07 909 ist ein Weißabgleich (white balance)-Steuersystem für Farbfernsehkameras bekannt, wobei jeweils der Verstärkungsgrad oder die Dämpfung eines Rot-Signal-Vorverstärkers und eines Blau-Signal-Vorverstärkers gesteuert wird. Das Steuersystem umfaßt integrierende Subtraktionsschaltungen zur Erzeugung von Ausgangsvergleichssignalen entsprechend der Differenz zugeführter Farbsignale, Speicherkreise zum Speichern der jeweils den Verstärkungsgrad bzw. die Dämpfung bestimmenden Vergleichssignale sowie Schalter zur Versorgung der Speicher mit den Vergleichssignalen. Um einen Weißabgleich bei gleichzeitiger Vermeidung von Übersprechen zu erzielen, erfolgt infolge eines Farbsignalvergleichs eine komplizierte Regelung der Ausgangspegel der Vorverstärker. Die Schaltungsanordnung des Steuersystems setzt sich aus ÄC-Schaltungen und aktiven Bauelementen zusammen, so daß das Steuersystem aufwendig und wenig praktisch ist.

Ganz allgemein sind rückgekoppelte Systeme bekannt, (s. Zeitschrift Bulletin-Technique PTT Nr. 7,1960, Seiten 228 bis 235), bei denen mit verschiedenen Rückkopplungsschaltungen eine hohe Eingangsimpedanz einer Verstärkerstufe erzielt werden kann. -, Regelungs- und/oder Rückkopplungsschaltungen zur Durchführung eines Weißabgleichs für Vorverstärker von Einröhren-Farbfernsehkameras sind in diesem Zusammenhang nicht beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorverstärker für ι ο Einröhren-Farbfernsehkameras zu schaffen, mit dem es möglich ist, bei gleichzeitiger Vermeidung von Obersprechen einen Weißabgleich mit einer einfach bauenden Schaltungsanordnung zu bewirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Vorverstärkern für Einröhren-Farbfernsehkameras der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zum Weißabgleich jeder Vorverstärker eine Stufe mit hoher Eingangsimpedanz und eine zwischen Eingang und Ausgang der Stufe mit hoher Eingangsimpedanz geschaltete Rückkopplungsstufe mit einstellbarem Rückkopplungsgrad umfaßt.

Ein Weißabgleich erfolgt dabei, indem die Rückkopplungsgrade der Rückkopplungsstufen so eingestellt werden, daß das Verhältnis der Pegel der Eingangssignale für die Prozeßverstärker, d. h. der Ausgangsspannungen der Vorverstärker 1:1:1 wird. Durch diese Einstellung wird erreicht, daß die Eingangsimpedanz umgekehrt proportional den Signalströmen von jeweiligen Stromquellen der Einröhren-Farbfernsehkamera jo ist, so daß Übersprechen automatisch vermieden ist. Solche Rückkopplungsstufen sind einfach aufgebaut, so daß sie problemlos jeweils zwischen Eingang und Ausgang der Eingangsstufe hoher Impedanz geschaltet werden können. Mit der Erfindung werden komplizierte Schaltungen, die aktive Bauelemente wie Transistoren und /?C-Netzwerke erfordern, vermieden.

Um die Verstärkungen für die jeweiligen Farbsignale in besonders einfacher Weise zu regeln, können die Rückkopplungsstufen nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung variable Widerstandsmittel zum Einstellen der Rückkopplungsgrade umfassen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Rückkopplungsstufen der Eingangsstufen hoher Impedanz für Blau- und Rot-Farbsignale variable Widerstandsmittel zum Einstellen der Rückkopplungsgrade für ein Blau-Farbsignal und ein Rot-Farbsignal in entgegengesetzten Richtungen umfassen. So kann der Weißabgleich durch Benutzung nur einer Handhabe, z. B. eines Knopfes, erzielt werden, mit der die Verstärkung des Blau- und des Rot-Farbsignals regulierbar ist.

Nach einer weiteren abgewandelten Ausbildungsform können die variablen Widerstandsmittel einen zwischen die Rückkopplungsstufen der Stufen mit hoher Eingangsimpedanz für Blau- und Rot-Farbsignale geschalteten einstellbaren Widerstand umfassen, so daß die differentielle Einstellung der Verstärkungen für das Blau- und das Rot-Farbsignal mit nur einem einzelnen variablen Widerstand erfolgen kann. Anstelle dieses einzelnen Widerstandes können die variablen Widerstandsmittel auch ein Paar verriegelter variabler Widerstände umfassen, die jeweils den Rückkopplungsstufen der Eingangsstufen hoher Impedanz für Rot- und Blau-Farbsignale zugeschaltet sind. Durch die Verriegelung erreicht man, daß die Widerstandswerte der beiden Widerstände mit nur einer Handhabe in entgegengesetzten Richtungen einstellbar sind.

Besondere, mit der Erfindung erzieibare Vorteile gehen aus den nachfolgenden Erörterungen bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor, die im einzelnen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen erläutert werdea Es zeigt

F i g. 1 ein Grund-Blockdiagramm für eine Einröhren-Farbfernsehkamera unter Verwendung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vorverstärkers,

Fig.2 ein Block-Diagramm einer abgewandelten Ausführungsform und

Fig.3 ein Teil-Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des in F i g. 2 gezeigten Beispiels.

Bei der Anordnung nach F i g. 1 wird ein von einer Bildaufnahmeröhre 21 erzeugtes Rot-Farbsignal durch einen Vorverstärker 30 verstärkt und dann einem Pi ozeßverstärker 4 zugeführt In gleicher Weise werden von der Bildaufnahmeröhre 21 erzeugte Grün- und Blau-Farbsignale von Vorverstärkern 40 und 50 verstärkt und dann entsprechenden Prozeßverstärkern 9 bzw. 13 zugeführt. Von den jeweiligen Prozeßverstärkern 4,9,13 gebildete elektrische Signale werden einem üblichen Farbcoder 5 zugeführt, um in NTSC-Farbfernsehsignale umgevandelt zu werden. Der Vorverstärker 30 des Rot-Farbsignal-Kreises umfaßt eine Eingangsstufe 31 hoher Impedanz, ein an deren Ausgang geschaltetes Abschwächungs- oder Dämpfungsglied 32 und einen zwischen diesem Dämpfungsglied 32 und dem Eingang der Eingan^sstufe 31 geschalteten Eingangswiderstand 33. Das Dämpfungsglied 32 und der Eingangswiderstand 33 bilden eine Rückkopplungsstufe, die zu der Stufe 31 mit hoher Eingangsimpedanz parallel geschaltet ist. Bezeichnet man mit Gn die Verstärkung der Eingangsstufe 31, mit R, den Wert des Eingangswiderstandes 33, mit β den Dämpfungsgrad des Dämpfungsgliedes 32, mit Zr die äquivalente Eingangsimpedanz des Vorverstärkers 30 und mit Vr dessen Ausgangsspannung, so gelten folgende Gleichungen:

G_n-β

(wobei G_n -β > ist)
ι. ι?

Vr =

Aus den Gleichungen (1) und (2) folgt

In ■ Z_x =

G_n

Die Vorverstärker 40 bzw. 50 werden ebenfalls von Stufen hoher Eingangsimpedanz 41 bzw. 51, Dämpfungsgliedern 42 bzv/. 52 und Eingangswiderständen 43 bzw. 53 gebildet. Dementsprechend gelten für die Vorverstärker 40 und 50 ebenfalls die folgenden Gleichungen

la

G₁,

Vb G_n

Um ein weißes Objekt aufzunehmen, werden die Dämpfungsglieder 32,42,52 auf gleiche Ausgangsspan-

nungen V«, Vcund Vßder jeweiligen Vorverstärker zum Zwecke der Erzielung eines Weißabgleichs abgeglichen. Da die Stufen mit hoher Eingangsimpedanz 31, 41, 51 der zugehörigen Vorverstärker identisch sind, sind ihre Verstärkungen G_n gleich. Demzufolge sind die Gleichungen (3), (4) und (5) ungeachtet der Widerstandswerte der Eingangswiderstände 33, 43 und 53 und der Dämpfungsgrade der Dämpfungsglieder 32, 42, 52 sämtlich gleich, so daß folgende Beziehung gilt:

=Ig ■ Zg=Ib

Die Gleichung (6) erfüllt die Bedingung, daß die Eingangsimpedanz umgekehrt proportional den Signalströmen von den jeweiligen Stromquellen ist.

Wenn man also den Weißabgleich erzielt durch Einstellung der Dämpfungs- oder Rückkopplungsgrade entsprechender Dämpfungsglieder der Rückkopplungsstufen derart, daß das Verhältnis der Pegel der Eingangssignale für die Prozeßverstärker 4, 9, 13, d. h. der Ausgangsspannungen der Vorverstärker 30, 40, 50 1:1:1 wird, so kann Übersprechen automatisch vermieden werden.

Man muß den Weißabgleich einstellen, wenn die Farbtemperatur des das Objekt beleuchtenden Lichtes variiert. Zu diesem Zweck reicht es aus, die Blau-Farbkomponente und die Rot-Farbkomponente relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen zu variieren.

Auf diesem Merkmal aufbauend kann der Weißabgleich durch Benutzung nur eines Knopfes erzielt werden, der die Verstärkung des Blau- und des Rot-Farbsignals reguliert.

Bei der abgewandelten Ausbildungsform gemäß F i g. 2 der auf diesem Prinzip aufbauenden Erfindung kann normalerweise ein variabler Widerstand 82 für den Rot-Signal-Vorverstärker 30 und den Biau-Signal-Vorverstärker 50 zum differentiellen Variieren der Verstärkungen für diese zwei Signale verwendet werden. Es

ίο sind hier Lastwiderstände 62 und 72 vorgesehen. (6) Anstelle eines einzelnen variablen Widerstandes können auch zwei verriegelte variable Widerstände 92 und 102 verwendet werden, die in entsprechender Weise den Vorverstärkern für Rot- und Blau-Farbsignale zugeordnet sind, wie dies in Fig.3 gezeigt ist. Der variable Widerstand 92 gemäß Fig.3 hat ein mit einer Verbindung zwischen den Widerständen 33 und 62 verbundenes Ende 92a, während sein anderes Ende 920 frei ist. Ebenso hat der variable Widerstand 102 ein mit einer Verbindung zwischen den Widerständen 53 und 72 verbundenes Ende 102a und ein freies anderes Ende 1020. Die variablen Widerstände 92 und 102 sind so verriegelt, daß ihre Widerstandswerte in entgegengesetzten Richtungen variiert werden.

Gemäß den Vorverstärkern nach der Erfindung für eine Einröhren-Farbkamera mit drei Elektroden ist eine leichte Einstellung der Vorverstärkung zur Erzielung eines Weißabgleichs durch Hinzufügen nur einer einfachen Schaltung ohne Hervorrufen von Obersprechen gewährleistet.

Hier/u 2 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorverstärker für Emröhren-Farbfernsehkameras, bei denen am Ausgang der Bildaufnahmeröhre über getrennte Elektroden die verschiedenen Farbsignale abgegeben und in anschließenden Korrekturstufen, jeweils bestehend aus einem Vorverstärker und einem Prozeßverstärker, weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Weißabgleich jeder Vorverstärker (30, 40, 50) eine Stufe mit hoher Eingangsimpedanz (31, 41, 51) und eine zwischen Eingang und Ausgang der Stufe mit hoher Eingangsimpedanz (31,41,51) geschaltete Rückkopplungsstufe mit einstellbarem Rückkopplungsgrad umfaßt

2. Vorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüc'.Jcopplungsstufen variable Widerstandsmittei (32,42, 52) zum Einstellen der Rückkopplungsgrade umfassen.

3. Vorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsstufen der Stufen mit hoher Eingangsimpedanz (31, 51) für Blau- und Rot-Farbsignale variable Widerstandsmittel zum Einstellen der Rückkopplungsgrade für ein Blau-Farbsignal und ein Rot-Farbsignal in entgegengesetzten Richtungen umfassen.

4. Vorverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variablen Widerstandsmittel einen zwischen die Rückkopplungsstufen der Stufen mit hoher Eingangsimpedanz (31, 51) für Blau- und Rot-Farbsignale geschalteten einstellbaren Widerstand (82) umfassen.

5. Vorverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variablen Widerstandsmittel ein Paar verriegelter variabler Widerstände (92, 102) umfassen, die jeweils den Rückkopplungsstufen der Stufen mit hoher Eingangsimpedanz (31, 51) für Rot- und Blau-Farbsignale zugeschaltet sind.