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Die Erfindung bezieht sich auf eine Videosignal
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Verarbeitungsschaltung insbesondere für einen Fernsehempfänger.
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Es ist bekannt, daß ein Videosignal, wenn es zur Ansteuerung auf die
Kathode einer Kathodenstrahlröhre gegeben wird, so gewählt wird, daß, wie Fig. 1
der anliegenden Zeichnungen zeigt, der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre bei einem
Schwarzwertpegel V1 des Videosignals am dunkelsten und bei einem Weißpegel V2 des
Videosignals am hellsten wird. Wenn der Abschaltpegel (Schwarzpegel) der Kathodenstrahlröhre
gleich dem Schwarzwertpegel des Videosignals gewählt wird, um die Gleichspannungskomponente
vollständig wiederzugewinnen, wie später erläutert wird, tritt eine Schwankung des
Schwarzabhebungspegels zwischen Stationen (Kanälen) auf, die sich als Schwankung
des Schwarzpegels auswirkt, so daß, wenn ein Rundfunksignal einer bestimmten Station
mit einem hohen Schwarzabhebungspegel empfangen wird, schwarz etwas grau erscheint.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, bei.
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einem Fernsehempfänger das Gleichspannungsübertragungs verhältnis
auf etwa 0,5 bis 0,9 zu verringern, um die Schwankung des Schwarzpegels infolge
der obigen Schwankung des Schwarzabhebungspegels so klein wie möglich zu machen.
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Auf diese Weise kann jedoch die Schwankung des Schwarzpegels nicht
ausreichend beseitigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Videosignal-Bearbeitungsschaltung
zu schaffen, bei der der Pegel, der das schwarzseitig in der Videoperiode am nächsten
liegt und gegebenenfalls einen bestimmten Wert hat, erfaßt, als Schwarzpegel angenommen
und als Abschaltpegel der Kathodenstrahlröhre eingestellt wird, um die
Schwankung
des Schwarzpegels infolge der obigen Schwankung des Schwarzabhebungspegels zu vermeiden,
ohne daß dabei der natürliche Eindruck eines am Bildschirm wiedergegebenen Bildes
verlorengeht.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch
1 angegebenen Merkmale Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unter ansprüchen Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 -beispielsweise
erläutert. Es zeigt: Figo 1 ein Diagramm zur Erläuterung der Ansteuerung einer Kathodenstrahlröhre,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Beispiels der Erfindung, Fig. 3 einen Signalverlauf
zur Erläuterung der Arbeitsweise des Beispiels in Fig. 2, Fig. 4 ein Schaltbild
eines praktischen Beispiels der Erfindung, Fig. 5 ein Schaltbild eines weiteren
Beispiels eines Teils der Fig. 4, Fig. 6 ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels
der Erfindung, Fig. 7 einen Signalverlauf zur Erläuterung des Beispiels in Fig.
6,
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels der Erfindung,
Fig. 9 einen Signalverlauf zur Erläuterung der Arbeitsweise des Beispiels in Fig.
8, Fig. 10 ein Schaltbild einer praktischen Ausführungsform des Beispiels in Fig.
8, und Fig. 11 einen Signalverlauf zur Erläuterung der Arbeitsweise des Beispiels
in Fig. 10.
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In Fig. 2 bezeichnet 1 einen Eingang, dem ein Eingangsvideosignal
SO, das Fig. 3A zeigt, von einem Video6Fektor (in Fig. 2 nicht gezeigt) zugeführt
wird. Das Videosignal SO wird dann einem Austastkreis 2 zugeführt, in dem das Videosignal
über eine Periode, die etwas größer als die Horizontalaustastperiode ist, von einem
Austastimpuls P1 ausgetastet wird, den Fig. 3B zeigt und der einem Anschluß 3 zugeführt
wird. Der Austastkreis 2 erzeugt ein Ausgangssignal 52, das z. B. eine Spannung
von +Vcc entsprechend der Austastperiode des Eingangvideosignals hat, wie Fig. 3C
zeigt. Das Ausgangssignal S2 wird dann einem Spitzenwert (Niedrigstwert)~Haltekreis
4 zugeführt, der ein Ausgangssignal S3 erzeugt, das dem höchsten Pegel auf der Schwarzseite
entspricht, wie Fig. 3D erzeugt. Das Ausgangsvideo signal SO des Eingangs 1 und
das Ausgangssignal S3 des Spitzenwert-Haltekreises 4 werden einem Komparator 5 zugeführt.
Der Komparator 5 gibt eines der Signale SO und S3 ab, das einen Pegel hat, der dem
Weißpegel näher liegt als der andere bzw. ein Ausgangssignal S4, das Fig. 3E
zeigt,
so daß der Komparator 5 ein analoges ODER-Glied ist. Das Ausgangssignal S4 des Komparators
5 wird einem Klemmkreis 6 zugeführt, der auch einen Klemmimpuls P2, wie in Fig.
3F zeigt, über einen Anschluß 7 erhält, so daß der Klemmkreis 6 an seinem Ausgang
8 ein Videosignal S5 erzeugt, dessen Austastperioden den gleichen Pegel haben, wie
Fig. 3G zeigt.
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Fig. 4 zeigt ein praktisches Beispiel der Schaltung mit dem grundsätzlichen
Aufbau der Fig. 2. In Fig. 4 bezeichnen 9a und 9b ein Paar Transistoren, deren Emitter
mit einer Konstantstromquelle verbunden sind, die aus einem Transistor 10, einer
Diode 4- und einem Widerstand 12 besteht. Der Anschluß 3, der über den Widerstand
12 mit der Basis des Transistors 10 verbunden ist, erhält den Austastimpuls P1,
wie es zuvor erläutert wurde, so daß während der Periode, in der der Transistor
10 durch den Austastimpuls P1 gesperrt wird, der Kollektor des Transistors 9b im
wesentlichen die Spannung +cc hat.
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Das Kollektorausgangssignal des Transistors 9b ird über einen Stromspiegelkreis,
bestehend aus einer Diode 3 und einem PNP-Transistor 14, abgegeben.
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Eine Reihenschaltung aus Transistoren 15 und 16 ist zwischen den Kollektor
des Transistors 14 und Masse geschaltet, und der Verbindungspunkt der Widerstände
15 und 16 ist mit der Basis eines NPN-Transistors 17 verbunden, dessen Emitter an
Masse liegt und dessen Kollektor mit der Basis des Transitors 9b und auch mit dem
Verbindungspunkt eines Widerstands 18 und eines Kondensators 19 verbunden ist. Die
Reihenschaltung des Widerstands 18 und des Kondensators 19, die zwischen den Spannungsquellenanschluß
+Vcc und Masse geschaltet sind,
und der Transistors 17 bilden den
Spitzenwert-Haltekreis 4 in Fig. 2. Wenn die Spannung an der Basis des Transistors
9a höher als die an der Basis des Transitors 9b ist, fließt kein Strom durch die
Diode 13 und die Transistoren 14 und 17, und der Kondensator 19 wird über den Widerstand
18 auf die Quellenspannung geladen. In diesem Falle ist die Zeitkonstante sehr groß.
Wenn die Anschlußspannung über dem Kondensator 19 (die Spannung an der Basis des
Transistors 9b) die Tendenz hat, die Basisspannung des Transistors 9a zu übersteigen,
fließt ein Strom durch die Diode 13 und die Transistoren 14 und 17, und der Kondensator
19 wird auf seine Anschlußspannung entladen. Es wird somit eine Rückkopplung durchgeführt,
so daß die Basisspannungen der Transistoren 9a und 9b gleich werden und der Pegel,
der der Schwarzseite in der Videoperiode am nächsten liegt, gehalten bzw. geklemmt
wird; das geklemmte Signal S3 wird auf die Basis eines Transistors 20a gegeben.
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Ein Transistor 20b ist vorgesehen, dessen Kollektor bzw.
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Emitter mit dem Kollektor bzw. Emitter des Transistors 20a verbunden
ist. Der Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren 20a und 20b ist mit der
Spannungsquellenanschluß +Vcc verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen deren
Emitter ist über einen Widerstand 21 mit Masse und auch mit einem Ausgang 5a verbunden.
Die Transistoren 20a und 20b bilden den Komparator 5 in Fig. 2, und das Eingangsvideosignal
SO wird auf die Basis des Transistors 20b gegeben. Eines der Signale SO und S3,
dessen Pegel höher als der des anderen ist, wird als Ausgangs signal S4 abgegeben.
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Mit dem Ausgang 5a des Komparators 5 ist der Klemmkreis 6 verbunden,
wie anhand der Fig. 2 beschrieben wurde.
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In der Praxis kann als Klemmkreis 6 ein bekannter Klemmkreis wie ein
Rückkopplungsklemmkreis oder dergleichen verwendet werden, weshalb der Klemmkreis
6 in Fig. 4 nicht gezeigt ist.
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Wie Fig. 5 zeigt, kann ein Komparator verwendet werden, bei dem zwei
Dioden 22a und 22b derart geschaltet sind, daß ihre Kathoden über den Widerstand
21 mit Masse und auch mit dem Ausgang 5a verbunden sind.
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Wie sich aus dem oben beschriebenen Beispiel ergibt, wird der der
Schwarzseite in der Videoperiode nächstliegende Pegel erfaßt, gehalten, als Schwarzwert
gewählt und als Abschaltspannung (Schwarzpegel) der Kathodenstrahiröhre automatisch
eingestellt, so daß die Schwankung des Schwarzpegels aufgrund einer Schwankung des
Schwarzabhebungspegels zwischen Stationen, wie dies beim Stand der Technik der Fall
ist, wirksam vermieden werden kann.
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Es könnte auch das Videosignal S2, das ausgetastet wird, verwendet
werden, um den der Schwarzseite nächstliegenden Pegel auf einen bestimmten Pegel
zu klemmen, der dem Abschaltpegel entspricht. In diesem Falle wird jedoch die Austastperiode
größer als die Horizontalaustastperiode gewählt, und sein Pegel ist der hohe Pegel
auf der Weißseite, so daß, selbst wenn die Austastung in der Stufe vor der Kathodenstrahlröhre
durchgeführt wird, im hohen Pegel auf der Weißseite ein pulsierendes Signal verbleibt.
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Dieser Nachteil wird durch die zuvor beschriebene Schaltung vermieden.
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Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem das Eingangsvideosignal
SO in Fig. 7A auf einen Klemmkreis 23 gegeben und sein Schwarzwertpegel darin auf
eine Bezugsspannung VO, an die die Spannung einer Klemmspannungsquelle 29 ist, durch
einen dem Klemmkreis 23 über einen Anschluß 24 zugeführten Klemmimpuls geklemmt
wird. Das Ausgangssignal Sl des Klemmkreises 23 wird einem Subtrahierer 25 und einem
Austastkreis 2 zugeführt. Der Austastkreis 2 ist ähnlich dem der Fig. 2 und erzeugt
ein Ausgangssignal S2, das Fig. 7B zeigt und das einem Spitzenwert-Haltekreis 4
zugeführt wird. Das Ausgangs signal S3 des Haltekreises 4 und die Bezugsspannung
VO, die Fig. 7C zeigt, werden einem Komparator 26 zugeführt.
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Der Komparator 26 vergleicht beide Signale und ermittelt die Pegeldifferenz
zwischen diesen. Das Ausgangssignal des Komparators 26 wird über eine Torschaltung
27 dem Subtrahierer 25 zugeführt. Die Torschaltung 27 erhält auch zur Steuerung
einen Steuerimpuls ähnlich dem Austastimpuls P1 über einen Anschluß 28, so daß der
Subtrahierer ein Signal S6 erhält, das einen bestimmten Pegel in der Periode des
Steuerimpulses und einen Pegel in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparators
26 in der Videoperiode außer der Steuerimpulsperiode hat, wie Fig. 7D zeigt. Das
Ausgangssignal der Torschaltung 27 wird von dem Videosignal S1 im Subtrahierer 25
subtrahiert, so daß der Subtrahierer 25dem Ausgang 8 ein Ausgangssginal S5 zuführt,
dessen Pegel nächstliegender der Schwarzseite in der Videoperiode mit dem Schwarpegel
übereinstimmt, wie Fig. 7E zeigt.
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Beim Beispiel der Fig. 6 kann die Schwankung des Schwarzpegels infolge
der Schwankung des Schwarzabhebungspegel wie beim ersten Beispiel vermieden werden.
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Bei den obigen Beispielen der Fig. 2 und 6 tritt eine unerwünschte
Erscheinung entsprechend der Art der Eingangsvideosignale auf. Z. B. im Falle eines
Videosignals, das im allgemeinen hell ist und ein geringes Kontrastverhältnis hat,
wird, wenn dieses Videosignal durch die beschriebene Schaltung verarbeitet wird,
ein Teil davon, der hell sein sollte, übermäßig dunkel, so daß das wiedergegebene
Bild unnatürlich ist.
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Anhand der Fig. 8 wird nun ein weiteres Beispiel beschrieben, mit
dem diese unerwünschte Erscheinung vermieden werden kann.
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Das Beispiel der Fig. 8 ist derart ausgebildet, daß der Klemmkreis
23 und die Klemmspannungsquelle 29 des Beispiels in Fig. 6 zu dem Beispiel der Fig.
2 und außerdem eine Schwellwertspannungsquelle 30 und eine Diode 31 hinzugefügt
sind.
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Bei dem Beispiel in Fig. 8 wird das Eingangsvideosignal SO des Videodetektors
über den Eingang 1 dem Klemmkreis 23 zugeführt, dem der Klemmimpuls uber den Anschluß
24 zugeführt wird. Der Klemmkreis 23 erzeugt somit ein Videosignal S dessen Schwarzwertpegel
auf einen bestimmten Pegel V0 geklemmt wird, wie Fig 9a zeigt. Dieses Videosignal
S 1 wird auf den Austastkreis 2 gegeben und über eine Periode, die etwas größer
als die Horizontalaustastperiode ist, von einem Austastimpuls P1 ausgetastet9 den
Fig. 9B zeigt und der dem Austastkreis 2 über einen Anschluß 3 zugeführt wird.
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Der Austastkreis 2 erzeugt dann ein Ausgangssignal S2, dessen der
Austastperiode entsprechender Teil z. Be von der Spannungsquelle gebildet wird 9
wie Fig. 9C zeigt.
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Das Ausgangssignal S2 wird einem Spitzenwert-Haltekreis 4 zugeführt,
der wiederum ein Ausgangssignal S3 erzeugt,
das dem Spitzenpegel
nächstliegend der Schwarzseite in der Videoperiode entspricht, wie Fig. 9D zeigt.
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Der Ausgang des Haltekreises 4 ist mit dem Spannung punkt (VO + VT)
über die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 31 verbunden, so daß, wenn der Durchlaßspannungs
abfall der Diode 31 vernachläßigt wird und daß Ausgangssignal S3 niedriger als die
Spannung (VO + VT) ist, die Diode 31 sperrt und das Ausgangssignal S3 dem Videosignal
entspricht. Wenn das Ausgangssignal S3 größer als (VO + VT) ist, leitet die Diode
31 und das Ausgangssignal. S3 erhält den Pegel (VO + VT).
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Das Videosignal S1 des Klemmkreises 23 und das Ausgangssignal des
Spitzenwert-Haltekreises 4 werden einem Komparator 5 zugeführt. Der Komparator gibt
eines der Signale S1 und S3 ab, dessen Pegel der Weißseite näher als der andere
liegt, d. h. das Ausgangssignal S4 in Fig. 9E. Das Ausgangssignal S4 des Komparators
5 wird einem Klemmkreis 6 zugeführt, dem ein Klemmimpuls P2, den Fig. 9F zeigt,
über einen Anschluß 7 zugeführt wird. An einem Ausgang 8, der vom Klemmkreis 6 herausgeführt
ist, wird somit ein Videosignal S5 abgegeben, dessen Austastperioden einen bestimmten
Pegel haben, wie Fig. 9G zeigt.
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Fig. 10 zeigt eine weitere praktische Ausführungsform mit dem Aufbau
in Fig. 8. In Fig. 10 sind gleiche Teile wie in den Fig. 4 und 6 mit den gleichen
Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr beschrieben.
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Es wird nun der Unterschied der Beispiele der Fig. 10 und der Fig.
4 und 6 beschrieben. Bei dem Beispiel in Fig. 10 ist der Verbindungspunkt des Widerstandes
18 und des Kondensators 19 über eine Diode 31 mit dem Emitter eines Transistors
24t verbunden. Der Emitter des Transistors 24t ist über einen Konstantstromwiderstand
25r mit Masse verbunden, dessen Widerstandswert groß gewählt ist, und der Kollektor
des Widerstands 24t ist mit dem Spannungsquellenanschluß +Vcc verbunden. Die Basis
des Transistors 24t ist über einen Widerstand 24r mit der Klemmspannungsquelle 29
und auch über einen Widerstand 27r mit dem Spannungsquellenanschluß +Vcc verbunden.
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Durch Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 26r und 27r kann die
Spannung an deren Verbindungspunkt, d. h.
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die Basisspannung des Transistors 24t zu (.VO + VT) gemacht werden,
und der Basisemitterspannungsabfall des Transistors 24t hat eine solche Polarität,
daß der Durchlaufsspannungsabfall der Diode 31 beseitigt wird. Damit wird verhindert,
daß die Ausgangsspannung S3 die Spannung (VO + VT) überschreitet.
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Wenn bei dem Beispiel in Fig. 8 das Videosignal S1, das einem hellen
Bild entspricht und dessen Pegel die bestimmte Spannung (VO + VT) überschreitet,
wie Fig. 11A zeigt, der Schaltung zugeführt wird, wird die Ausgangsspannung S3 zu
(VO + VT), und daher wird das Ausgangssignal S4 des Komparators 5 gleich der durchgehenden
Linie in Fig. llB.
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Wenn wie bei den Beispielen der Fig. 2 und 6 der der Schwarzseite
in der Videoperiode nächstliegende Pegel nur erfaßt, gehalten und mit dem Abschaltpegel
der Kathodenstrahlröhre in Übereinstimmung gebracht wird, besteht die Gefahr, daß
das Videosignal entsprechend einem hellen Bild und mit geringem Kontrastverhältnis
in ein Videosignal
eines dunklen Bildes umgewandelt wird, wie die
unterbrochene Linie in Fig. 11B zeigt.
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Entsprechend demw Beispiel der Fig. 8 tritt dagegen diese Gefahr nicht
auf, da, wenn das Videosignal einen Pegel höher als der vorbestimmte Pegel (VO +VT)
hat, kein Spitzenwerthaltevorgang durchgeführt wird.
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Die Erfindung ist nicht nur auf einen Fernsehempfänger wie bei den
obigen Beispielen anwendbar, sondern auch auf den Fall, daß das Ausgangssignal einer
Fernsehkamera verarbeitet wird oder der Pegel des Ausgangssignals der Fernsehkamera,
der der Schwarzseite am nächsten und näher als der vorbestimmte Pegel dem Schwarzpegel
liegt, ermittelt, gehalten und dann mit dem Schwarzabhebungspegel in Übereinstimmung
gebracht wird.