DE3126084A1

DE3126084A1 - Schaltungsanordnung zum herstellen analoger fernsehsignale mit amplitudeneinstellung

Info

Publication number: DE3126084A1
Application number: DE19813126084
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(Grad.) Demmer; Detlef Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Deutschmann; Rolf-Dieter Dipl.-Ing. Gutsmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1983-01-20
Anticipated expiration: 2001-07-03
Also published as: JPS5810984A; GB2102644A; FR2509106A1; DE3126084C2

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 81-073

Schaltungsanordnung zum Herstellen analoger Fernsehsignale mit Amplitudeneinstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Herstellen analoger Fernsehsignale, insbesondere zum Ansteuern einer Farbbildwiedergaberöhre, aus digitalen Farbfernsehsignalen mit wenigstens einem Digital-Analog-Wandler und mit Amplitudeneinstellung, z.B. zur Änderung der Farbsättigung und/oder des Kontrastes.

Man kann bei einer derartigen Schaltungsanordnung die Amplitudeneinstellung unter Verwendung wenigstens eines regelbaren Verstärkers vornehmen, nachdem das analoge Signal zurückgewonnen ist. Das bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand, und durch Abweichungen in den Kennlinien bei der Verwendung mehrerer analoger Verstärker ist die exakt gleichartige Regelung oft nicht zu erreichen, die man benötigt, wenn der Bildeindruck nicht verfälscht werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und präzisere Amplitudeneinstellung des erhaltenen Analogsignals zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die digitalen Signale einem Digital-Analog-Wandler zugeführt werden, dessen analoges Ausgangssignal auch von einem Referenzwert abhängig ist und daß dieser Referenzwert einstellbar ist. 25

Das Ausgangssignal soll vom Referenzwert nach einer definierten, vorzugsweise linearen, Funktion abhängig sein. Wenn ein an sich bekannter Digital-Analog-Wandler benutzt wird, bei dem entsprechend den Stellen des digitalen Signals unterschiedliche Ströme bzw. Spannungen addiert werden, kann es

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geschehen, daß sich die Toleranzen dieses Signals in ungünstiger Weise summieren. Wenn dann z.B. ein entsprechend einem Sägeζahnverlauf rampenartig ansteigendes Signal übertragen wird, kann zwischen einem Wert, der aus einer Summe von kleinen Werten gebildet wird, und dem folgenden Wert, der durch einen größeren Wert dargestellt wird, eine negative Differenz auftreten, weil die positiven Toleranzabweichungen der kleineren Werte größer waren als die Toleranzabweichung des folgenden größeren Wertes: Im Sägezahn tritt dann ein Rücksprung auf, ein gleichmäßiger Verlauf ist nicht sichergestellt.

Vorzugsweise wird daher ein Digital-Analog-Wandler verwendet, bei dem die Wertemenge des Analogsignals als Abgriffe eines einzigen, an einer Referenzspannung liegenden Widerstands-Spannungsteilers gegeben ist und bei dem an jedem Abgriff ein Schalter angeordnet ist, der bei Auftreten eines bestimmten digitalen Signalwertes betätigt wird und über den der zugehörige Analogwert-Abgriff des Spannungsteilers mit dem Ausgang verbunden wird.

Bei einem solchen Wandler ist jeder Analogwert eindeutig definiert, er ist nicht durch andere Werte zusammengesetzt, so daß aufeinanderfolgende Werte sich nur um den zwischen den betreffenden Abgriffen liegenden Widerstand und seine Toleranz unterscheiden können. Selbst wenn einmal zufällig in der Schaltung beim Überschalten von einem Abgriff zum folgenden Abgriff der betreffende Widerstand überbrückt wird, ergibt sich lediglich ein Spannungsmittelwert, der nicht wesentlich aus der Reihe der benachbarten Analogwerte herausfällt.

Vorzugsweise wird das von einem bestimmten digitalen Wert abhängige Schaltkriterium über eine Taktstufe dem zugeordneten Schalter am Analogwert-Spannungsteiler zugeführt. Beim Um-

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schalten von einem auf den folgenden digitalen Wert können manchmal im Übergangsbereich stark abweichende, spitzenartige Werte auftreten, die das gewünschte Ergebnis verfälschen würden. Durch die erwähnte Taktstufe wird das betreffende digitale Signal erst durchgeschaltet, wenn der Übergangsbereich durchschritten ist und das Signal seinen Sollwert angenommen hat.

Nach einer anderen Weiterbildung kann der vom Spannungsteiler abgegriffene Wert, vorzugsweise über eine Taktstufe, einem Ausgangssignal-Speicher zugeführt werden. Dann wird der betreffende Analogwert über ein volles Taktintervall gespeichert, bis dann der nächste, von Störungen freie Analogwert zum Ausgang durchgegeben wird.
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Die Ansteuerung eines Digital-Analog-Wandlers, bei dem die Analogsignale als Abgriffe eines Widerstands-Spannungsteilers gegeben sind, erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die digitalen und die inversen digitalen Signale einer Menge von 2 NOR-Gattern zugeführt werden, die derart angesteuert werden, daß für jeden digitalen Wert jeweils nur ein NOR-Gatter einen Ausgangswert liefert, durch den ein Schalter betätigt wird, der den zugeordneten Abgriff eines WiderstandsSpannungsteilers mit dem Ausgang verbindet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der

Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, während in

Fig. 3 ein Digital-Analog-Wandler dargestellt ist, der bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung Anwendung finden kann.

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In Fig. 1 wird ausgegangen vori den Farbd-ifferenzsignalen (B - Y) und (R- Y), die als digitale Signale u bzw. ν zugeführt werden, und dem ebenfalls digitalisierten Helligkeitssignal y. Diese Signale werden Digital-Analog-Wandlern 1, 2 bzw. 3 zugeführt. Deren Ausgangssignale sind von der an den Klemmen 11, 12, 21, 22 bzw. 31, 32 zugeführten Speisespannung oder Referenzspannung abhängig; sie arbeiten also gewissermaßen multiplizierend. In einem Steuerteil 8, dessen Ausgänge mit den Klemmen 11, 12, 21, 22 und 31, 32 der Wandler 1, 2 und 3 verbunden sind, werden die erforderlichen Spannungen geliefert, die einerseits von einem Sättigungs-Einstell-Signal S und andererseits von einem Kontrast-Einstell-Signal K gesteuert werden. Dies kann in an sich bekannter Weise so erfolgen, daß zur Sättigungseinstellung die Spannungen an den Klemmen 11, 12 und 21, 22 in dem erforderlichen Maße verändert werden, während die Spannungen an den Klemmen 31, 32 konstant bleiben, so daß das Helligkeitssignal nicht verändert wird. Andererseits können zur Kontrasteinstellung beide den Multiplikator-Eingängen 11, 12, 21, 22, 31 und 32 zugeführten Signale S und K in dem erforderlichen Maße verändert werden.

Die von den Wandlern 1 und 2 erhaltenen Farbdifferenzsignale werden in an sich bekannter Weise über eine Inverterstufe 61, die gleichzeitig mit einem Faktor von 0,19 multipliziert, und über eine Inverterstufe 62, die gleichzeitig mit einem Faktor 0,287 multipliziert, einer Additionsstufe 63 zugeführt, wodurch das Farbdifferenzsignal (G - Y) erhalten wird.

Das vom Ausgang des Wandlers 3 erhaltene Helligkeitssignal· wird über eine Additionsstufe 64 geführt, in der ein Wert zur Änderung der GrundheiMgkeitseinstellung hinzugefügt werden kann. Das so korrigierte Helligkeitssignal wird weiter in Additionsstufen 65, 66 und 67 mit den Farbdifferenz-Signalen kombiniert, so daß am Ausgang die analogen Färb-

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Signale B, G und R als Blausignal, Grünsignal und Rotsignal für die Ansteuerung einer Bildwiedergabeeinrichtung erhalten werden.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, die weitgehend Fig. 1 entspricht, bei der jedoch das grüne Farbdifferenzsignal (G - Y) ebenfalls durch multiplizierende Digital-Analog-Wandler erhalten wird. Dazu wird das Eingangssignal u einem Wandler 4 und das digitale Farbsignal ν einem Wandler 5 zugeführt. Die invertierenden Ausgänge dieser Wandler 4 und 5 werden in einer Additionsstufe 71 kombiniert; die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Fig. 1.

Die Wandler 4 und 5 haben steuernde Eingänge 41, 42 bzw.

¹S 51, 52, die mit der Steuerstufe 72 verbunden sind; diese Steuerstufe 72 entspricht der Steuerstufe 8 in Fig. 1. Die Verwendung der Stufen 4 und 5 nach Fig. 2 kann in einer integrierten Schaltung einfacher sein als die multiplizierenden Inverterstufen 61 und 62 in Fig. 1. Insbesondere ist nun über die Eingänge 41, 42 und 51, 52 eine zusätzliche Beeinflussung der Gewinnung des Grün-Farbdifferenzsignals aus den beiden anderen Farbdifferenzsignalen möglich, so daß, ggf. mit Beeinflussung der weiteren Spannungen an den Klemmen 11, 12, 21 und 22 durch ein Signal F, auch eine Einstellung des Farbtones möglich ist.

Fig. 3 zeigt einen 8-bit-Digital-Analog-Wandler, wie er in einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung bevorzugt verwendet werden kann, z.B. anstelle des Wandlers 1 in Fig. 1.

Dabei wird das digitale Farbdifferenzsignal u in Form von acht parallelen bit-Leitungen BO, B1, B2, B3, B4, B5, B6 und B7 sowie acht, das komplementäre Signal führenden bit-Leitüngen BÖ, ΒΪ, B2, B3~, B?, B~5, BIT und B~7 zugeführt. Diese Leitungen sind mit 256 NOR-Gattern G_Q, G₁, G₂ ···

und G-C₅ verbunden derart, daß für jeden digitalen Wert

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Il 1 Il

jeweils nur eines dieser Gatter einen Ausgangswert "1 liefert. Die Ausgänge dieser Gatter sind über als Taktschalter wirkende Feldeffekttransistor-Strecken H bis H₃₅₅ mit den Steuerelektröden von je einem Schalt-Feldeffekt-Transistor M-. bis Mp₁-J- verbunden, deren Ausgangselektroden gemeinsam mit der Aüsgangselektrode 81 verbunden sind. Die Speisespannungen der Gatter und Transistoren können 5 V betragen; die Feldeffekt-Transistoren können vorzugsweise in N-MOS- oder P-MOS-Technik ausgeführt sein, die Widerstände W₁ bis W₂₁-C bestehen vorzugsweise aus Polysilizium.

Die Menge der Analog-Werte wird geliefert durch einen Spannungsteiler, der durch die Reihenschaltung der Widerstände W₁ bis W₃₅₅ gebildet wird. Die Abschnitte dieses· Spannungsteilers sind je mit einer Eingangselektrode des zugeordneten Schalter-Transistors M_ bis M₂₅₅ verbunden. Je nach dem zugeführten digitalen Signal wird nur einer dieser Schalter durchlässig, und der entsprechende Analog-Wert tritt

am Ausgang auf.
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Die Referenzsignal-Klemmen 11 und 12 liegen an Spannungen, die zwischen -0,5 und +3,5 V gewählt werden können, wodurch die einzelnen Amplitudenstufen des analogen AusgangsSignaIs festgelegt werden. Es kann eine der Klemmen 11 und 12 auf Masse gelegt werden, so daß nur Amplitudenwerte in einer Vorzeichenrichtung auftreten. Es sind aber auch Spannungen mit entgegengesetzten Vorzeichen an den Klemmen 11 und 12 möglich, so daß die erhaltenen Analog-Werte in zwei Ebenen liegen können. Wenn je ein solcher Wandler für zwei Koordinatenrichtungen vorgesehen ist, ist auch eine Multiplikation in vier Quadranten möglich.

Um etwaige, beim Schalten von einem zum anderen digitalen Wert auftretende Störungen vom Ausgangssignal fernzuhalten, sind die Schalterstrecken H₀ bis H₂₅₅ vorgesehen, die im störungs-

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freien Intervall zwischen den Umschaltungen von einem der Klemme 82 zugeführten Taktsignal betätigt werden.

Bei einem bekannten Digital-Analog-Wandler mit Widerstandsnetzwerken ist eine der Anzahl der parallelen bit-Leitungen entsprechende Zahl von Schaltern vorhanden, von denen vorzugsweise mehrere gleichzeitig betätigt werden. Der jeweils erhaltene Analog-Wert ist somit eine Summe von ein oder mehreren Einzelwerten. Diese Einzelwerte haben unterschiedliehe Toleranzen, so daß nicht sichergestellt ist, daß, z.B. bei der Wiedergabe einer gleichmäßig ansteigenden Rampenspannung, die einzelnen Stufen exakt gleiche Stufenhöhe haben. Bei dem Wandler nach Fig. 3 dagegen wird jeder Analog-Wert einem definierten Spannungsteilerabgriff entnommen, so daß durch Toleranzschwankungen nur minimale Abweichungen vom vorgesehenen Wert, z.B. bei der Wiedergabe einer Rampenspannung, spürbar werden.

Die Werte der Widerstände W₁ bis W₃₅₁- können unterschiedlich gewählt werden, so daß sich zwischen den digitalen Eingangssignalen und den Ausgangssignalen an der Klemme 81 ein nichtlinearer Zusammenhang ergibt. So ist insbesondere eine Gamma-Korrektur für ein Fernsehsignal entsprechend einem Exponenten 0,5 einfach und zuverlässig erreichbar. 25

Patentansprüche: 30

Claims

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Patentansprüche:

Schaltungsanordnung zum Herstellen analoger Fernsehsignale, insbesondere zum Ansteuern einer Farbbildwiedergaberöhre, aus digitalen Farbfernsehsignalen mit wenigstens einem Digital-Analog-Wandler und mit Amplitudeneinstellung, z.B. zur Änderung der Farbsättigung und/oder des Kontrastes, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale (u, v, y) einem Digital-Analog-Wandler (1, 2 bzw. 3) zugeführt werden, dessen analoges Ausgangssignal auch von einem Referenzwert (11, 12, 21, 22 bzw. 31, 32) abhängig ist und daß dieser Referenzwert einstellbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal vom Referenzwert nach einer definierten, vorzugsweise linearen, Funktion abhängig ist.
3. Digital-Analog-Wandler, insbesondere für eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wertemenge des Analogsignals als Abgriffe (A₀ bis A₂₅₅) eines einzigen, an einer Referenzspannung (11, 12) liegenden Widerstands-Spannungsteilers (W. bis W₃₅₅) gegeben wird und daß an jedem Abgriff ein Schalter (M„ bis M^₁-₅) angeordnet ist, der bei Auftreten eines bestimmten digitalen Signalwertes betätigt wird und über den der zugehörige Analog-Wert-Abgriff des Spannungsteilers mit dem Ausgang (81) verbunden wird (Fig. 3) .

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4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem bestimmten digitalen Wert abhängige Schaltkriterium (von G₀ bis G₃₅₅) über eine Taktstufe (H_Q bis dem zugeordneten Schalter (M bis M₃₅₅J am Analog-Wert-Spannungsteiler (W₁ bis W₃₅₅) zugeführt wird.
5. Wandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegriffene Wert, vorzugsweise über eine Taktstufe, einem Ausgangssignal-Speicher zugeführt wird.
6. Wandler nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen und die inversen digitalen Signale (BO bis B7 und BÖ- bis B~7) einer Menge von 2ⁿ NOR-Gattern (G_Q bis G₃₅₅) zugeführt werden, die derart angesteuert werden, daß für jeden digitalen Wert jeweils nur ein NOR-Gatter einen Ausgangswert liefert, durch den ein Schalter (M bis M„^c) betätigt wird, der den zugeordneten Abgriff eines Widerstandsspannungsteilers (W. bis W₃₅₅) mit

dem Ausgang (81) verbindet.
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