DE3114973A1

DE3114973A1 - Schaltungsanordnung zur aufnahme eines videosignals im rot-, gruen- und blaukanal einer videokamera

Info

Publication number: DE3114973A1
Application number: DE19813114973
Authority: DE
Inventors: John O. Cupertino Calif. Ryan
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1982-04-01
Also published as: BE888387A; FR2480548A1; IT8148254A0; GB2073992B; NL8101774A; JPH0235517B2; CA1173151A; FR2480548B1; JPS5713885A; US4312014A; GB2073992A; DE3114973C2; IT1142495B

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für bekannte Farbfernsehkameras sind verschiedene Schaltungsanordnungen zur Einstellung der Verstärkungen des Rot-, Grün- und Blau-Kanals um gleichartige Beträge erforderlich, wobei auch die Einstellung der Hauptverstärkung eines Prozessors in einem vorgegebenen Bereich gewährleistet sein muß. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Schaltungsanordnung zur Schwarzpegelklemmung, zur Austastung vor der Klemmung zwecks Erzeugung eines Löschimpulspegels sowie zur Durchführung von Weißschattenjustierungen zwecks Kompensation der Ungleichförmigkeit der Kameraröhrenempfindlichkeit erforderlich. In Fällen, in denen das für die Kamera zur Verfugung stehende Licht abzunehmen beginnt und die Iris der Kamera diese Lichtabnahme nicht kompensieren kann, werden Verstärkungsregei-Schaltungsanordnungen zur Erhöhung der elektronischen Verstärkung des Systems benutzt. Typische heute zur Verfügung stehende bekannte Videoprozessor-Schaltungsanordnungen von Kameras ermöglichen die Justierung der elektronischen Verstärkung in zwei oder drei Schritten von beispielsweise 0, 6 db, wobei es sich um einen Faktor von 2 handelt, und 12 db, wobei es sich um'einen Faktor, von· 4 handelt.

Ein klassisches Problem in typischen Eingangs-Videoprozessoren ist der als Klemmrauschen bezeichnete Effekt. Dieser Effekt ist durch die Tatsache bedingt, daß in Kameras normalerweise schnelle horizontalfrequente Klemmsignale zur Stabilisierung des Schwarzpegels verwendet werden, um beispielsweise einen Brumm und ein Kippen aufgrund von Wechselspannungskopplungen aus dem Bild zu entfernen. Dabei wird das von Hause aus durch den Vorverstärker erzeugte Rauschen durch das Tastsystem in ein unerwünschtes niederfrequentes Rauschen überführt.

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Eine typische bekannte Eingangs-Videoprozessor-Schaltungsanordnung ist beispielsweise das Farbkameramodell der Nr. BCC-10 der Anmelderin, das in einem von der Anmelderin unter der Katalognummer 1809339-01, August 1979, mit dem Titel "Broadcast color camera system" herausgegebenen Manual beschrieben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Verstärkungsregel-Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Justierung der Hauptverstärkung einer Kamera bei Aufrechterhaltung eines absoluten Gleichlaufs zwischen., den Kanälen anzugeben.

Die Schaltungsanordnung soll dabei Mehrfachfunktionen der Austastung, des Klemmens, der Haupt- und Einzelverstärkungsregelung sowie einer Weißschatteneinstellung ausführen.

Diese Aufgabe wird bei. einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden die oben genannten Nachteile typischer bekannter Eingangs-Videoprozessoren vermieden, da es sich um eine sehr einfache Schaltungsanordnung unter Verwendung eines einzigen Modulators in einem einzigen Kanal einer Farbfernsehkamera zur Durchführung der Austast-, Klemm-, Verstärkungsregel- und Weißschatteneinstellungs-Funktionen handeln. Zu diesem Zweck werden im Rot-, Grün- und Blaukanal einer Fernsehkamera identische Eingangs-Videoprozessoren verwendet. Eine Hauptregelleitung ist an die Eingänge aller Kanäle angekoppelt, während einzelne Rot-, Grün- und Blau-Verstärkungsregelleitungen an die entsprechenden Schaltungsanordnungen angekoppelt sind. Der Prozessor jedes Kanals besitzt einen Videoeingang und einen Videoausgang, einen Einzel-Verstärkungsregeleingang

und einen Schatteneinstelleingang. Das Videosignal wird in einen elektronischen Schalter mit 4 Schalterpositionen eingespeist, welcher während einer Fernsehzeile mit einer sehr großen Folgefrequenz sequentiell zwischen den vier Schalterpositionen umschaltet. Ein einziger, durch zwei Differenzpaare von Transistoren gebildeter Modulator enthält ein entsprechendes Paar von getrennten Verstärkungsregelklemmen und ist mit einem seiner Eingänge an eine Eingangshälfte des Schalters mit vier Kontaktpositionen angekoppelt. Der Ausgang des Modulators liefert das Videoausgangssignal, das über eine Ausgangshälfte des Schalters und einen Verstärker auf den zweiten Eingang des Modulators zurückgekoppelt ist. Sowohl die Eingangs- und Ausgangsteile des Schalters besitzen vier Kontaktpositionen, welche zusammen umgeschaltet werden". Im Eingangsteil des Schalters ist die erste Kontaktposition "geerdet, die zweite Kontaktposition an die Haupt-Verstärkungsregelspannung und die dritte und die vierte Kontaktposition über einen Eingang eines Video-Vorverstärkers an das Videosignal angekoppelte Der Ausgangsteil des Schalters umfaßt vier entsprechende Kontaktpositionen. Die erste Kontaktposition ist über einen Verstärker an den zweiten Eingang des Modulators, die zweite Kontaktposition über einen weiteren Verstärker an eine Verstärkungsregelklemme des Modulators angekoppelt, die dritte Kontaktposition ist offen, und die vierte Kontaktposition ist über einen dritten Verstärker auf den zweiten Eingang des Videovorverstärkers rückgekoppelt.

Durch Schalten des Schalters in die erste Kontaktposition . erfolgt eine feste Klemmung des Ausgangssignals auf Erde' während des Schwarzpegels. In der zweiten Kontaktposition erfolgt eine unabhängige Justierung der Einzelkanalverstärkungen und der Hauptverstärkung. In der dritten Position wird das Videoeingangssignal über den Modulator auf dessen Ausgang gegeben, während in der vierten Position während der

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aktiven Periode der Videozeileh während des Vertikalaustastintervalls eine Klemmung genau auf Erdpotential erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird also jeweils mittels eines einzigen Modulators und des Schalters mit vier Kontaktpositionen durch sequentielle Schaltung durch diese Kontaktpositionen jeweils die Funktion des Austastens, des Klemmens, der Verstärkungsregelung und der Weißschatteneinstellung durchgeführt.

Mit einem einzigen Modulator pro Kanal erfolgen die Haupt- und Einzelverstärkungseinstellungen über eine Verstärkungsregelklemme des Modulators, während die Weißschatteneinstellung über eine zweite Verstärkungsregelquelle des Modulators erfolgt.

Weitere spezielle Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild einer im Grün-, Rot- und Blaukanal einer Farbfernsehkamera verwendeten Eingangs-Videoprozessor-Schaltungsanordnung;

Figur 2 ein Diagramm von an verschiedenen Stellen in der Schaltungsanordnung nach Figur 1 erzeugten Signalen; und

Figur 3 ein Schaltbild einer konkreten Realisierung der Video-Prozessorschaltungsanordnung nach Figur 1.

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Gemäß Figur 1 enthält der Rot-, Grün- und Blaukanal einer Farbfernsehkamera einen Rot-, Grün- und Blau-Eingangsvideoprozessor 10, 12 bzw. 14. Die Prozessoren werden über eine Eingangsklemme 16 mit einer Haupt-Verstärkungsregelspannung V1 und über entsprechende Eingangsklemmen 18, 20 und 22 mit Einzel-Rot-, Grün- und Blau-Kanal-Verstärkungs-■ regelspannungen RDV2, GRV2 und BLV2 gespeist. Die Video-Komponentensignale Rot, Grün und Blau werden den entsprechenden Prozessoren 10, 12 und 14 über Video-Eingangsklemmen 24, 26 und 28 zugeführt. Über Rot-, Grün- und Blau-Weißschattenklemmen 30, 32 und 34 werden Rot-, Grün- und Blau-Weißschatten-Steuer spannungen in die entsprechenden Kanäle eingespeist. Die Eingangs-Videoprozessoren 10, 12 und 14 der entsprechenden Kanäle liefern Rot-, Grün- und Blau-Videoausgangssignale an entsprechenden Ausgangsklemmen 36, 38 und 40.

Da die Eingangs-Videoprozessor-Schaltungsanordnungen in den drei Kanälen identisch sind, wird aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich der Prozessor 12 des Grün-Videokanals beschrieben.

Ein sehr schneller zweipoliger elektronischer Schalter 42 mit vier Kontaktpositionen umfaßt einen Eingangsatz von Kontakten 42A am Eingang und einen Ausgangssatz von Kontakten 42B am Ausgang der Prozessor-Schaltungsanordnung 12. Der Einfachheit halber wird der Eingangsteil des Schaltersals Eingangsschalter 42A und der Ausgangsteil als Ausgangsschalters 42B bezeichnet. Sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsschalter enthält entsprechende Kontaktpositiorien 1, 2, 3 und 4. Die beiden Hälften der Schalter werden über ein Paar von Steuerleitungen 44 zusammen durch die Kontaktpositionen 1 bis 4 fortgeschaltet, wobei die Leitungen 44 den Eingangsschalter 42A mit vier möglichen binären Werten entsprechend den entsprechenden Positionen 1 bis 4 versorgen. Die Binärwerte werden über den (nicht dargestellten) Synchron-

-regenerator des Kamerasystems geliefert und sind auf die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale bezogen.

Die Kontaktposition 1 des Eingangsschalters 42A ist an Erde gekoppelt, die Kontaktposition 2 ist über den gemeinsamen Eingang 16 an die Haupt-Verstärkungsregelspannung Vl gekoppelt und die Kontaktpositionen 3 und 4 sind miteinander verbunden und über einen generell konventionellen Vorverstärker 46 an den Eingang 26 für das Grün-Videosignal angekoppelt. Die gemeinsame Seite des Eingangsschalters 42A ist an einen Modulator 48 angekoppelt, welcher durch zwei Differenzpaare von Transistoren gebildet wird. Der Modulator besitzt zwei Verstärkungsregelklemmen, wobei die Verstärkungen der Transis,torpaare durch Einstellung der entsprechenden Emitterströme geregelt wird. Eine Verstärkungsregelklemme 50 dieser beiden Klemmen ist an den Weißschatten-Einstelleingang 32 des Grünkanals angekoppelt. Der Ausgang des Modulators 48 ist an den Grün-Videoausgang 38 angekoppelt.

Der Ausgang des Modulators 48 ist weiterhin an die gemeinsame Seite des Ausgangsschalters 4 2B angekoppelt. Die Position 1 des Ausgangsschalters 42B ist an eine Kapazität 52 und weiterhin an den negativen Eingang eines idealisierten Operationsverstärkers 54 mit sehr hoher Verstärkung angekoppelt, dessen positiver Eingang geerdet und dessen Ausgang an den zweiten Eingang des Modulators 48 angekoppelt ist. Die Kontaktposition 2 ist an eine Kapazität 56 und weiterhin an den (negativen) Eingang eines niederfrequenten Gleichspannungsverstärkers 58 angekoppelt, dessen (positiver) Eingang an die Verstärkungsregelspannung V2 am Eingang 20 und dessen Ausgang an eine zweite Verstärkungsregelklemme 60 des Modulators 48 angekoppelt ist. Die Kontaktposition 3 des Ausgangsschalters 42B ist offen, während die Kontaktposition 4 an eine Kapazität 62 und weiterhin an den negati-

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ven Eingang eines Verstärkers 64 mit hoher Verstärkung angekoppelt ist, dessen positiver Eingang geerdet und dessen Ausgang auf den zweiten Eingang des Video-Vorverstärkers 46 gekoppelt ist.

Die Grünkanal-Videosignalkomponente wird in den Videoeingang 26 eingespeist/ während die verschiedenen Verstärkungs- und Schatteneinstell-Regelspannungen über den entsprechenden Eingang in den Eingangs-Videoprozessor 12 für den Grünkanal eingespeist werden. Der Eingangsschalter 42A empfängt den Binärwert, bei dem die Schalterkontaktposition 1 ausgewählt wird, wobei der Eingang des Modulators 48 an Erde und sein Ausgang an die Kapazität 52, den Verstärker 54 und sodann auf den zweiten. Eingang des Modulators gekoppelt ist. Die Fortschaltsequenz des Schalters 42 durch die Kontaktpositionen 1, 2 und 3 erfolgt synchron mit der Abtastung jeder Fernsehzeile, während die Schaltsequenz durch die Positionen 1,2 und 4 aus noch zu erläuternden Gründen während der Fernsehzeilen im Vertikalaustastintervall erfolgt.

In Figur 2D ist ein Zeitintervall einer Fernsehzeile mit 64 ys dargestellt, wobei weiterhin auch die Zeitdauern der Schalterpositionen 1 bis 3 dargestellt sind. Die an speziellen Punkten 1,2 und 3 der Schaltungsanordnung 12 erzeugten Signale sind ebenfalls dargestellt. Punkt 1 entspricht dem Ausgang des Video-Vorverstärkers 46, d.h., dem Eingang des Eingangsschalters 42A. Punkt 2 entspricht dem Eingang des Modulators 48, während Punkt 3 dem Modulatorausgang und damit dem Ausgang 38 des Eingangs-Videoprozessors entspricht. Die an den Punkten 1, 2 und 3 auftretenden Signale sind in den Figuren 2A, 2B und 2C dargestellt.

Gemäß den Figuren 1 und 2 steht der Schalter 42A während des Horizontalaustastintervalls etwa für die ersten vier με in der Kontaktposition 1. Für diese Zeitperiode liegt

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daher die Eingangsspannung am Punkt 2 des Modulators 48 auf Erde, da die KontaktpQsition 1 auf Erde liegt (Figur 2B). Für die nächsten 4 με des Austastintervalls steht der Schalter in der Kontaktposition 2 und ist damit an den Haupt-Verstärkungsregeleingang 16 angekoppelt. Der Eingangspunkt 2 liegt damit am Eingang des Modulators 48, d.h., dieser Eingang erhält die Haupt-Verstärkungsregel-Gleichspannung V1. Gemäß Figur 2B geht der Eingang des Modulators 48 von dem Wert Null auf den Wert V1.

Der Schalter 42A wird sodann in die Kontaktposition 3 fortgeschaltet und verbleibt gemäß Fig. 2 für den gesamten Rest der Fernsehzeile in dieser Position. Da die Kontaktposition 3 über den Vorverstärker 46 an das Videoeingangssignals angekoppelt ist, sieht der Eingang des Modulators 48, d.h., der Punkt 2 das ankommende (Grün-) Videosignal für den Rest der Zeile.

Der Ausgangsschalter 42B läuft mit dem Eingangsschalter 42A, so daß während der ersten 4 iis des Horizontalaustastintervalls die Kapazität 52 auf das Potential am Ausgang des Modulators 48 aufgeladen wird. Die Kapazität 52 wird an den Operationsverstärker 54 mit hoher Verstärkung angekoppelt, wobei der Ausgang 38 während der ersten 4 με auf Erdpotential geklemmt wird. Daher wird die gemessene Spannung an der Kapazität mit firdpotential verglichen, wobei jede Differenz als Gleichspannungsverschiebung auf den zweiten Eingang des Modulators 48 rückgeführt wird. Dies bedeutet seinem Wesen nach eine Rückkopplungsklemmung, wodurch während der ersten 4 με des Austastintervalls der Ausgang 38 des Prozessors (Punkt 3) durch Summierung einer Fehlerspannung zu dem dem Modulator zugeführten Videosignal auf Erdpotential gehalten wird (Figur 2C).

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Während der zweiten 4 με steht der Schalter 42B in der Kontaktposition 2, wodurch die Kapazität 56 in Abhängigkeit von der Verstärkung auf die Spannung an diesem Kontakt aufgeladen wird, da die Spannung am Eingang des Modulators 48, d.h., im Punkt 2 von Erde auf den Wert V1 gewechselt hat. Am Punkt 3, nämlich am Modulatorausgang 38 verändert sich die Spannung in Abhängigkeit von der Verstärkung des Verstärkers 58 von Erdpotential auf einen anderen Wert. Da der Zweck des Prozessors in der Kontaktposition 2 die Regelung dieser Verstärkung ist, vergleicht die Prozessorschaltungsanordnung 12 die Spannung während der zweiten 4 με mit einer Referenzspannung V2, welche hier der Einzel-Verstärkungsregelspannung entspricht (in diesem Beispiel die Grün-Verstärkungsregelung). Jede Differenz zwischen diesen Spannungen wird durch den Verstärker 58 mit unbegrenzter Verstärkung verstärkt, wobei der -Fehler auf die Verstärkungsregelklemme 60 des Modulators 48 rückgekoppelt wird.

Gemäß Figur 2C wird der Videoausgang 38 während der ersten 4 μΞ auf Erde geklemmt, Während der zweiten 4 με wird die. Verstärkung so eingestellt, daß das Ausgangssignal gleich V2 ist, wobei es sich um die Grünkanal-Verstärkungsregelspannung handelt. Daraus folgt, daß ein Eingangssignal für den Prozessor vom Wert Null auf den Wert V1 geht und ein Ausgangssignal erzeugt wird, das von Null auf den Wert V2 geht. Die Prozessorverstärkung ist dabei in einfacher Weise gleich V2/V1.

Es sind daher.zwei Möglichkeiten vorhanden, gemäß denen die Verstärkung der Schaltungsanordnung geändert werden . kann. Einmal kann die Spannung V2 geändert werden, d.h.,. wenn V2 verdoppelt wird, wird die Ausgangsspannung ver- . doppelt, da die Rückkopplung derart wirkt, daß die Verstärkung des Modulators 48 im Sinne einer Verdopplung verändert wird, wenn dies nicht der Fall wäre. Die Verstärkung

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ist daher direkt proportional zu V2. Zweitens ist sie invers proportional zu V1, d.h., der Haupt-Verstärkungsregelspannung V1, da V2 am Ausgangspunkt 3 gehalten werden muß. Der Eingangspegel fällt somit um einen Faktor 2 ab, während das Ausgangssignal auf V2 konstant bleibt. Dies kann lediglich der Fall sein, wenn die Verstärkung verdoppelt wird. Daraus folgt, daß die Verstärkung bei Reduzierung der Regelspannung am Hauptverstärkungseingang 16 um die Hälfte verdoppelt wird und daß andererseits bei Verdopplung der Regelspannung V1 die Verstärkung um die Hälfte reduziert wird. Es ist daher ein reziproker Zusammenhang zwischen der Haupt-Verstärkungsregelspannung V1 und der tatsächlichen Verstärkung und ein direkter Zusammenhang zwischen der Einzelverstärkungsregelspannung V2 und der tatsächlichen Verstärkung vorhanden. Die Verstärkung kann somit unabhängig durch Änderung der Einzelverstärkung V2 oder durch Änderung der Hauptverstärkung V1 geregelt werden. Da die Hauptverstärkung allen drei Kanälen gemeinsam ist, bewirkt jede Änderung der Haupt-Verstärkungsregelspannung V1 eine umgekehrt proportionale Änderung in jedem Kanal vom vorher vorhandenen Wert, was unabhängig von der Einstellung der Einzelverstärkung in jedem Kanal durch die entsprechenden Verstärkungsregelspannungen V2 ist.

In der hier in Rede stehenden Videoprozessor-Schaltungsanordnung wird also ein einziger Modulator 48 pro Kanal verwendet, welcher durch zwei unabhängige Regelspannungen eingestellt wird, um eine unabhängige Regelung der Haupt- und Einzelverstärkungen der Schaltungsanordnung zu gewährleisten.

Dem Sachverhalt, daß das Videosignal durch den Eingangsschalter 42A läuft, ist auch der Sachverhalt eigen, daß dieses Signal während der ersten 4 \is bei Stellung des Schalters 4 2A in der Position 1 ausgetastet und während der zweiten 4 μΞ bei Stellung in der Position 2 nicht in die Schaltungs-

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anordnung eingespeist wird. Somit wird die Austastung automatisch erreicht. Figur 2A zeigt das Videosignal vom Vorverstärker 46 während des Horizontalaustastintervalls in der Schalterposition 1, das das übliche Rauschen aufgrund von Nebensprechen im Abtastsystem enthält. Am Ausgang, d.h., am Punkt 3 ist jedoch ein sauberer Impuls vorhanden, welcher in der Schaltungsanordnung später beispielsweise für eine weitere Klemmung ausgenutzt werden kann.

Wie oben bereits ausgeführt, ergibt sich bei Fernsehkameras ein klassisches Problem, das als Klemmrauschen bezeichnet wird. Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß in Kameras normalerweise schnelle horizontalfrequente Kleinmsignale verwendet werden, um den Schwarzpegel beispielsweise zur Eliminierung von Brumm im Bild und von Kippeffekten aufgrund von Wechselspannungskopplungeii zu stabilisieren. Dabei wird das von Hause aus durch den Vorverstärker bedingte Rauschen durch das Abtastsystem in ein unerwünschtes niederfrequentes Rauschen überführt. Bevor das Videosignal in der Kamera · ausgetastet werden kann, muß daher die Schwarzpegelspannung sorgfältig eingestellt werden. Ist der Pegel nicht fest eingestellt und kann schwanken, so schwankt der Austast~ pegel ebenfalls in unerwünschter Weise.

Bei dem hier in Rede stehenden Prozessor wird dieses Problem dadurch vermieden, daß anstelle der Ausnutzung eines horizontalfrequenten Klemmsignals eine sorgfältige Gleichspannungskopplung der Verstärker vor der Prozessor-Schaltungsanordnung erfolgt. Allerdings ist eine gewisse Form der Klemmung zur Einstellung des Schwarzpegels im Falle einer möglichen Gleichspannungsdrift erforderlich, welche vor der Prozessor-Schaltungsanordnung auftreten kann. Der hier beschriebene Eingangs-Videoprozessor nutzt ein vertikalfrequentes Klemmsignal zur Einstellung des Schwarzpegels aus, was durch Einstellung des Schalters 42 in die Positionen 4 erreicht wird. Die Position 4. wird über einen entsprechenden

Binärwert auf den Steuerleitungen 44 während der aktiven Periode der Videozeilen jedoch während der Vertikalaustastung erreicht. In NTSC-Fernsehnorm-Systemen sind in der Größenordnung von 20 Zeilen im Vertikalaustastintervall vorhanden, in denen die Videoihformation nicht verfügbar ist. Am Beginn jeder dieser 20 Zeilen wird der Schalter 42 während der ersten und zweiten 4 us durch die Kontaktpositionen 1 und 2 geschaltet, wobei er jedoch für den restlichen Teil jeder der 20 Zeilen während des Vertikalaustastintervalls in die Kontaktposition 4 geschaltet wird. Der Videoausgang 38 liegt während dieser Zeit auf dem Schwarzpegel, da die Strahlen unterbrochen werden, weil sich das System im Vertikalaustastintervall befindet. Somit wird der Schwarzpegel wiederum über den Verstärker 64 mit hoher Verstärkung mit Erdpotential verglichen, wobei jeder Fehler zur Summation am Video-Vorverstärker 46 rückgekoppelt wird. Damit wird sichergestellt, daß die dem Schwarzpegel entsprechende Spannung im Punkt 1 des Vorverstärkers 46 genau auf Erdpotential liegt. Dies gewährleistet die nötige Klemmfunktion in diesem Punkt, bevor die Austastung durchgeführt wird.

Da die Schalterpositionen 3 und 4 im Eingangsschalter 42A miteinander verbunden sind, sieht der Verstärker das Videosignal in beiden Positionen und kann eine Messung des Videosignals durchführen, wenn bekannt ist, daß es während der Vertikalrücklaufperiode auf dem Schwarzpegel liegen sollte. Da die Null-Spannung im Punkt 1 aufgrund der ersten Rückkopplung ski emmung während der ersten 4 \ls der Null-Spannung im Ausgangspunkt 3 entspricht, ist das Eingangssignal gleich Null, weil das Ausgangssignal während des wahren Schwarzpegels auf Null geklemmt wird, wodurch ein wahrer Schwarzpegel realisiert wird.

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Eine Schattenkorrektur ist aufgrund der den Kameraaufnahmeröhren eigenen Ungleichförmigkeit der Empfindlichkeit über den gesamten aktiven Bildbereich erforderlich. Beispielsweise bewirkt eine auf die Frontplatte der Röhre auftreffende gleichförmige Lichtmenge keinen gleichförmigen Videopegel bei Abtastung des Bildes, da geringfügige Differenzen in der Empfindlichkeit des Target-Materials vorhanden sind. Bei verschiedenen und gewöhnlich schlechten Linsen tritt darüber hinaus ein Effekt auf/ bei dem die äußeren Teile des Bildes dunkler als die Bildmitte sind. Eine Weißschattenjustierung korrigiert derartige Zustände. Diese Justierung erfolgt durch eine Regelung der Verstärkung des Videokanals auf einer Basis von Zeile zu Zeile. Die Verstärkung wird abfallend eingestellt/ wenn die Abtastung vom linken Rand einer Zeile zur Mitte der Zeile fortschreitet. Entsprechend wird die Verstärkung von einem hohen auf einen relativ kleinen Wert justiert, wenn die Abtastung sich von der Oberseite zur Mitte des Bildes nach unten bewegt.

Die Eingangs-Videoprozessoren 10, 12 und 14 enthalten den speziellen Multivibrator 48 mit zwei Differenzpaaren von Transistoren, wobei der Modulator eine zweite Verstärkungsregelklemme 50 aufweist, welche für die Weißschatteneinstel- ' lung ausgenutzt wird. Die am Eingang 31 eingespeiste Weißschatten-Steuerspannung für den Grünkanal wird in die zweite Verstärkungsregelklemme 50 des Modulators 48 eingespeist. Speziell wird ein gebräuchliches parabelförmiges. Signal, d.h., ein gemischtes Zeilen- und Teilbild-Parabelsignal eingespeist, um die WeißSchattenkorrektur durch entsprechende Änderung der Verstärkung zwecks Kompensation der Ungleichförmigkeit der Röhrenempfindlichkeit zu ändern. Bei der Weißschattenregelung wird die dem hier beschriebenen Prozessor eigene Eigenschaft ausgenutzt, da.ß am Ausgang der Schaltungsanordnung während der Austastung eine Spannung von 0 V sichergestellt wird, wie dies im folgenden anhand von Figur 3 noch beschrieben wird.

Das Schaltbild nach Fig. 3 zeigt eine Realisierung des
Eingangs-Videoprozessors nach Figur 1 und speziell eine
Schaltungsanordnung für den Grünkanalprozessor 12. Gleich- ■ artige Komponenten sind dabei in den Figuren 1 und 3 mit
gleichen Bezugszeichen versehen.

Der in Fig. 3 dargestellte Eingangsschalter 42 ist mit seiner Kontaktposition 1 geerdet, mit seiner Kontaktposition 2 an die Haupt-Verstärkungsregelspannung V1 an der'Klemme 16
und mit seinen Kontaktpositionen 3 und 4 an den Punkt 1,
d.h. an den Ausgang des Video-Vorverstärkers angekoppelt.
Der Vorverstärker 46 im Blockschaltbild nach Figur 1 ist in Figur 3 nicht dargestellt, da er dem gesamten Kamerakopfsystem generell gemeinsam ist. Die gemeinsame Verbindung des Eingangsschalters 42A, d.h., der Punkt 2 in Figur 1 ist an einen
Eingangstransistor 66 des Modulators 48 angekoppelt.

Wie oben ausgeführt, werden der Eingangs- und der Ausgangsschalter 42A und 42B als Funktion von Signalen auf den Steuerleitungen 44 gemeinsam geschaltet, wobei 4 mögliche Binärt:- werte die Position des Schalters festlegen.Die logischen
Werte für die 4 Positionen werden durch den Synchrongenerator des Gesamtkamerasystems als Funktion der konventionellen Horizontal- und Vertikalaustastsignale erzeugt. Während des aktiven Videobildes, d.h., während der Periode, in der sich das System nicht im Vertikalaustastintervall befindet, wird der Schalter sequentiell zwischen den Positionen 1,2 und 3 umgeschaltet, wenn die Videozeilen abgetastet werden. Während des Vertikalaustastintervalls wird der Schalter sequentiell zwischen den Positionen 1,2 und 4 umgeschaltet.

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Der Modulator 48 wird durch zwei Differenz-Transistorpaare 68 und 70 sowie durch einen zugehörigen Eingangstransistor 66,.einen Transistor 72, Verstärkungsregelklemmen-Transistoreh 50 und 60 sowie Transistoren 74 und 76 gebildet. Der Modulator 48 enthält weiterhin eine Ausgangsverstärkerstufe 78/ welche die folgende Elektronik speist.

■ Die Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wurde oben anhand des Blockschaltbildes nach Figur 1 beschrieben. Es sei noch einmal erwähnt, daß während der ersten 4 \is entsprechend der Position 1 des Schalters 42 das Eingangssignal für den Eingang des Modulators 48 geerdet ist und daß der Verstärker 54 mit hoher Verstärkung die Spannung am Modulatorausgang mit Erdpotential vergleicht. Der resultierende Gleichspannungsfehler wird zur Einstellung der Gleichgpannungsbedingung des Modulators 48 rückgekoppelt. Während der zweiten 4 ns-Periode bei Stellung des Schalters 42 in der Posi-, tion 2 ist der Eingang des Modulators 48 an die Hauptverstärkungsspannung V1 angekoppelt, während der Ausgang über den Ausgangsschalter 42B an den Verstärker 58 mit hoher Verstärkung angekoppelt ist, wobei die an der Kapazität 56 gehaltene Spannung mit der Einzelkanal-Verstärkungsregelspannung V2 am Eingang 20 verglichen wird.

Ein Verstärker 80 dient zur _t überlagerung verschiedener Fern- und Lokal-Einzelverstärkungsregel-Eingangssignalen (nicht dargestellt). Jeder über den Verstärker 58 erzeugte Fehler ■ wird in die entsprechende Verstärkungsregelquelle des Modulators 48 und speziell in den Transistor 60 eingespeist, um den Kollektorstrom des an das erste Differenzpaar von Transistoren .68 angekoppelten Transistors 76 zu steuern. Der Transistor 72 liefert ein Abgleichausgangssignal, um sicherzustellen, daß die Gleichspannungsverschiebung im Modulator

sich nicht ändert, wenn sie Verstärkung über den Prozessor eingestellt wird.

Um eine richtige Weißschatteneinstellung zu realisieren, müssen die Videosignale richtig mit einem bestimmten Fehler-.signal entsprechend dem Schatteneinstellsignal multipliziert werden. Ist das Videosignal gleich Null, so sollte das Schatteneinstellsignal keine Wirkung haben, wenn ein sauberer Multiplikationsprozeß durchgeführt wird. Um einen derartigen Effekt zu relaisieren, wird die Schatteneinstellverstärkung durch Einstellung des Gleichstroms für das zweite Differenzpaar von Transistoren 70 des Modulators geregelt. Das Weiß-Schattenregelsignal wird über den Transistor 50 entsprechend der Verstärkungsregelungsklemme zugeführt und stellt den Emitterstrom des Differenzpaares zwecks Regelung der Verstärkung ein. Um eine derartige Regelung durchzuführen und dennoch keinen Effekt auf den Schwarzpegel zuzulassen,, ist es wichtig, daß der Kollektorstrom des Differenzpaars von Transistoren im Schwarzpegel identisch ist, um zu vermeiden, daß das Schatteneinsteilsignal ein Ausgangssignal erzeugt.. Diese Bedingung wird durch den Präzisions-Differenz-(Ausgangs-)-Verstärker 78 und dessen zugehörige Komponenten realisiert, wodurch lediglich eine Gleichspannung von 0 V am Ausgang erzeugt wird, wenn die Kollektorströme der Transistoren 70 identisch sind. Wie oben beschrieben, stellt das Prozessor-Rückkoppelnetzwerk sicher, daß das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung während der Austastung gleich 0 Volt ist. Daraus folgt, daß die Transistoren 70 während der Austastung genau abgeglichen sind, da es sich dabei um den einzigen Weg handelt, über den sie das vorher auf 0 Volt eingestellte Ausgangssignal erzeugen. Die Schaltungsanordnung stellt daher sicher, daß eine Weißschattenkorrektür erfolgt.

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In der Kontaktposition 3 des Schalters 42 wird das Videosignal für die gesamte aktive Videozeile auf den Ausgang 38 gegeben. Während der Kontaktposition 4 des Schalters 42 empfängt der Modulatoreingang das Videosignal, während der Modulatorausgang an den Verstärker 64 gekoppelt ist, wobei ein Vergleich mit Erdpotential erfolgt und jeder Fehler auf den Vorverstärker rückgekoppelt und wie oben anhand von Figur 1 beschrieben, mit dem Videosignal gemischt wird.

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Claims

Patentansprüche

\y. Schaltungsanordnung zur Aufnahme eines Videosignals im Rot-, Grün- und Blaukanal einer Videokamera sowie zur Regelung von deren Hauptverstärkung und deren Einzelkanalverstärkungen, gekennzeichnet durch jeweils einen einzigen Modulator (48) mit in einem entsprechenden Kanal angeordneten Eingängen und einem Ausgang und durch eine Schaltung (42A, 42B, 46, 54, 58, "60, 64) zur Eingabe einer kontinuierlichen Änderung der Hauptverstärkungsspannung bei Erzeugung einer identischen und kontinuierlichen Änderung der Einzelkanal-Verstärkungsspannungen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannungsänderung eingebende Schaltung (42A, 42B, 46, 54, 58, 60, 64) eine an den Modulator (48)

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angekoppelte Weiß-Schattenspannungsquelle aufweist, wobei die die Spannungsänderungen eingebende Schaltung (42A, 42B, 46, 54, 58, 60, 64) die Weiß-Schattenspannungen in Einzelkanälen unabhängig von den Änderungen der HauptverStärkungsspannung und der Einzelkanal-Verstärkungsspannungen ändert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch einen reziproken Zusammenhang der Verstärkung zur Hauptverstärkung und einen proportionalen Zusammenhang zur Einzelkanalverstärkung.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannungsänderungen eingebende Schaltung (42A, 42B, 46, 54, 58," 60, 64) eine selektiv zwischen die liauptverstärkungsspannung und den Modulator (48) gekoppelte Schalteranordnung (42A, 42B) sowie eine auf die entsprechende Einzelkanal-Verstärkungsspannung ansprechende Verstärkungsklemme (60) im Modulator (48) aufweist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

' dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung.(42A, 42B) Eingangs- und Ausgangs-Mehrfachkontaktpositionen (1 bis 4) zur Aufnahme des Videosignals und der Hauptverstärkung sspannung sowie zur selektiven Rückkopplung des Modulatorausgangssignals aufweist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (4 2A, 42B) weiterhin eine auf das Horizontal'-Synchronsignal · bezogene Signalquelle zu ihrer Weiterschaltung durch die Mehrfachkontaktpositionen (1 bis 4) für vorgegebene Zeitperioden während eines Horizontalzeilenintervalls aufweist.

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7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (42A, 4 2B ) während der entsprechenden Zeitperiode die Hauptverstärkung sspannung und die entsprechenden Einzelverstärkung sspannungen auf den Modulator (48) koppelt, um die Einzelverstärkungsspannung unabhängig von der Hauptverstärkungsspannung zu erzeugen.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnung (42A, 4 2B) das Modulatorausgangssignal während der entsprechenden Zeitperiode an Erde koppelt.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche \ bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle weiterhin ein Vertikalaustastsignal liefert und daß die Schalteranordnung (42A, 42B) das Videosignal während der entsprechenden Zeitperiode des Horizontalzeilenintervalls während der Vertikalaustastung auf Erde klemmt.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Durchführung spezieller Funktionen für Rot-, Grün- und Blau-Videokomponenten an der Eingangsvideostufe der entsprechenden Rot-, Grün- und Blaukanäle, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige Modulator (48) mit seinen Eingängen und einem Ausga'ng sowie wenigstens einer verstärkungsgeregelten Klemme in jeweils einem entsprechenden Kanal angeordnet ist und daß die Schalteranordnung (42A, 4 2B) einen an den Modulatoreingang bzw. den Modulatorausgang angekoppelten Eingangs- bzw. Ausgangssatz von Kontaktpositionen (1 bis 4) aufweist, und daß die Eingangs- und Ausgangskontaktpositionen miteinander gekoppelt sind, um als Funktion von auf Horizontal- und VertikalSynchronsignale bezogenen Steuersignalen zusammen durch die Schalterpositionen geschaltet zu werden.

31U-J73
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine an die Schalteranordnung (42A, 42B) gekoppelte Signalquelle zur Weiterschaltung der Schalteranordnung (42A, 42B) durch die Sätze von Eingangs- und Ausgangskontaktpositionen (1 bis 4) für vorgegebene Zeitperioden während Horizontalzeilenintervallen.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Regelung der Funktionen von Haupt- und Einzelkanalverstärkungen, dadurch gekennzeichnet, daß die.Hauptverstärkungsspannung während ihrer entsprechenden Zeitperiode an eine erste Eingangskontaktposition gekoppelt ist, daß ein erster Verstärker (58) während der gleichen Zeitperiode an eine entsprechende erste Ausgangskontaktposition und sodann an die Verstärkungsregelklemme (60) gekoppelt ist, und daß der erste Verstärker (58) bei genauem Gleichlauf der Hauptverstärkungsspannung auf die entsprechende Einzelverstärkungsspannung anspricht.
13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen zweiten, an eine zweite Ausgang skontaktposition und an Erde sowie sodann an den Modulatoreingang angekoppelten Verstärker (54) und durch eine Ankopplung einer zweiten Eingangskontaktposition an Erde, um den Ausgang während der entsprechenden Zeitperiode an Erde zu koppeln.
14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine dritte an das Videosignal gekoppelte Eingangskontaktposition

und durch einen dritten, an eine dritte Ausgangskontaktposition und Erde sowie sodann summierend an das Videosignal gekoppeHten Verstärker (64), wodurch das Videosignal zur Erzeugung einer Schwarzpegelklemmung für die entsprechende Zeitperiode auf Erde geklemmt wird.

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15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine vierte, während einer offenen vierten Ausgangskontaktposition an das Videosignal gekoppelte Eingangskontaktposition.
16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (48) eine zweite Verstärkungsregelklemme (50) aufweist, an die zur Einspeisung einer Weißschattenkorrektur während des aktiven Horizontalzeilenintervalls eine Weißschatten-Steuerspannungsleitung angekoppelt ist.
17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalklemme ein Horizontal- und ein Vertikal-Austastintervallsignal liefert,

daß die ersten Kontaktpositienen als Funktion eines zweiten . Teils des Horizontal-Austastintervallsignals geschlossen sind,

daß die zweiten Kontaktpositionen als Funktion eines ersten Teils des Horizontal-Austastintervallsignals geschlossen sind,

daß die dritten Kontaktpositionen während der aktiven Horizontalzeile als Funktion des Vertikal-Austastintervallsignals geschlossen sind,

und daß die vierten Kontaktpositionen während des aktiven Horizontalzeilenintervalls geschlossen sind.