DE3126084C2 - Schaltungsanordnung zum Herstellen analoger Fernsehsignale mit Amplitudeneinstellung - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung zum Herstellen analoger Fernsehsignale aus digitalen Farbfernsehsignalen, bei der die Einstellungsgrößen für Sättigung, Kontrast od.dgl. den Digital-Analog-Wandlern multiplizierend zugeführt werden.

Description

ler verwendet, bei dem die Wertemenge- des Anaiogsignals 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 Widerstand und seine Toleranz unterscheiden können. Selbst wenn einmal zufällig in der Schaltung beim Oberschalten von einem Abgriff zum folgenden Abgriff der betreffende Widerstand überbrückt wird, ergibt sich lediglich ein Spannungsmittelwert, de;- 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 Analogweit-Spannungsteiler zugeführt Beim Umschalten von einem auf den folgenden digitalen Wert können manchmal im Obergangsbereich stark abweichende, spitzenartige Werte auftreten, die das gewünschte Ergebnis verfälschen würden. Durch die erwähnte Taktstufe wird das betreffende digitale Signal erst durchgeschaltet, wenn der Obergangsbereich 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.

Die Ansteuerung eines Digital-Analog-Wandlers, bei dem die Analogsignale als Abgriffe eines Widerstands-Spannungsteihrs 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 zugeordnetem Abgriff eines Widerstaridsspannungsteilers 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

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

In F i g. 1 wird ausgegangen von den Farbdifferenzsignalen (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 rrd andererseits von einem Kontrast-Einstell-Signal Angesteuert 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 Grundhelligkeitseinstellung hinzugerügt werden kann. Das so korrigierte Helligkeitssignal wird weiter in Additionsitufen 65, 66 und 67 mit den Farbdifferenzsignalen kombiniert, so daß am Ausgang die analogen Farbsignale B, G und R als Blausignal, Grünsignal und Rotsignal für die Ansteuerung einer Bildwiedergabeeinrichtung erhalten werden.

Fig.2 /:eigt eine Schaltungsanordnung, die weitgehend F i g. 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 F i g. 1.

Die Wandler 4 und 5 haben steuernde Eingänge 41,42 bzw. 51,52, die mit der Steuerstufe 72 verbunden sind; diese Steuerstufe 72 entspricht der Steuerstufe 8 in F i g. 1. Die Verwendung der Stufen 4 und 5 nach F i g. 2 kann in einer integrierten Schaltung einfacher sein als die multiplizierenden Inverterstufen 61 und 62 in F i g. 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.

F i g. 3 zeigt einen 8-bit-Digital-AnaIog-Wandler, wie er in einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung bevorzugt verwendet werden kann, z. B. anstelle des Wandlers 1 in F i g. 1. Dabei wird das digitale Farbdifferenzsignal u in Form von acht parallelen bit-Leitungen ßO, BX, B2, S3, B4 , 55, 56 und B7 sowie acht, das komplementäre Signal führenden bit-Leitungen BO, BX, B 2, B3, ΈΆ, WT, Έ& und ΤΠ zugeführt. Diese Leitungen sind mit 256 NOR-Gattern G₀, G\, G₂... G₂* und G255 verbunden, derart, daß für jeden digitalen Wert jeweils nur eines dieser Gatter einen Ausgangswert »1« liefert Die Ausgänge dieser Gatter sind über als Taktschalter wirkende Feldeffekttransistor-Strecken H₀ bis H₂SS mit den Steuerelektroden von je einem Schalt-Feldeffekt-Transistor AZ₀ bis M255 verbunden, deren Ausgangselektroden gemeinsam mit der Ausgangselektrode 81 verbunden sind. Die Speisespannungen der Gatter und Transistor.m können 5 V betragen; die Feldeffekt-Transistoren können vorzugsweise in N-MOS- oder P-MOS-Technik ausgeführt sein, die Widerstände W\ bis W₂Ss bestehen vorzugsweise aus Polysilizium.

Die Menge der Analog-Werte wird geliefert durch einen Spannungsteiler, der durch die Reihenschaltung der Widerstände W₁ bis VV₂₅S gebildet wird. Die Abschnitte dieses Spannungsteilers sind je mit einer Eingangselektrode des zugeordneten Schalter-Transistors M₀ bis M255 verbunden. Je nach dem zugeführten digitalen Signal wird nur einer dieser Schalter durchlässig, und der entsprechende Analog-Wert tritt am Ausgang auf.

Die Referenzsignal-Klemmen 11 und 12 liegen an Spannungen, die zwischen —0,5 und +3,5V gewählt werden können, wodurch die einzelnen Amplitudenstufen des analogen Ausgangssignals festgelegt werden. Es kann eine der Klemmen U 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 W255 vorgesehen, die im störungsfreien 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 Ein2elwerte haben unterschiedliche 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 F i g. 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 Wi bis W255 können unterschiedlich gewählt werden, so daß sich zwischen den digitalen Eingangssignalen und den Ausgangssignalen an der Klemme 81 ein nicht-linearer Zusammenhang ergibt. So ist insbesondere eine Gamma-Korrektur für ein Fernsehsignal entsprechend einem Exponenten 0,5 einfach und zuverlässig erreichbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1 2 Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der amerika- Patentansprüche: nischen Patentschrift 41 83 046 bekannt Dort wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die eine Umformer-

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen analoger schaltung enthält, der digitale Bildsignale und digitale Fernsehsignale, insbesondere zum Ansteuern einer 5 Signale zur Einstellung der Farbsättigung, der Hellig-Farbbildwiedergaberöhre, aus digitalen Farbbilds!- keit und des Kontrastes dieser Bildsignale zugeführt gnalen mit wenigstens drei multiplizierenden Digi- werden. Im Umformer wird aus den beiden Signalen ein tal-Analog-Wandlern mit mindestens einem Refe- 16 Bit-Signal gebildet, das sich aus einem 8 Bit-Signal renzeingang und einem digitalen Signaleinang und für die Helligkeit, einem 3 Bit-Signal für die Säi !igung mit Einrichtungen zur Einstellung von Farbsättigung io und einem 5 Bit-Signal für den Farbton zusammensetzt und/oder Kontrast und/oder Helligkeit, dadurch Das 16 Bit-Signal wird einer aus drei Speichern bestegekennzeichnet, daß das digitale Helligkeits- henden Anordnung zugeführt, in denen jeweils die HeI-signal (y) und zwei digitale Farbdifferenzsignale (u, ligkeitssignale, die Farbtonsignale und die Farbsätti- v) dem digitalen Signaleingang wenigstens jeweils gungssignale getrennt gespeichert werden. Das Farbeines der Digital-Analog-Wandler (1,2,3) zugeführt 15 sättigungs- und Farbtonsignal wird gemeinsam jeweils werden und daß dem bzw. den jeweiligen Referenz- drei PROM's zugeführt, die einzelne Steuersignale für eingängen (11, 12, 21,22,31, 32) ein von Farbsätti- die Farben rot, blau und grün erzeugen. Diese Steuersigung und/oder Kontrast abhängige Referenzspan- gnale werden jeweils auf die digitalen Signaleingänge nung zugeführt wird. von drei multiplizierenden Digital-Analog-Wandlern

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 20 gegeben. Jedem Referenzeingang eines Digital-Analogdurch gekeraseichnet daß das analoge Ausgangssi- Wandlers wird das aus dem Helligkeitssignalspeicher gnal eines Digital-Analog-Wandlers (1,2,3) von der über eine Digital-Analog-Wandler gewonnene Hellig-Referenzspannung nach einer definierten, Vorzugs- keitssignal zugeführt Am Ausgang der drei Digitalweise linearen Funktion abhängig ist Analog-Wandler liegen jeweils die Farbsignale für rot

3. Digital-Analog-Wandler^ insbesondere für eine 25 blau und grün, mit denen eine Farbbildwiedergaberöhre Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- gespeist wird. Mit dieser Anordnung ist es nicht ohne durch gekennzeichnet, daß die- Wertemenge des weiters möglich, aus iinem FBAS-Signal gewonnene Analogsignals als Abgriffe (Ao bis Λ255) eines einzi- Farbdifferenzsignale zu verarbeiten.

gen, an einer Referenzspannung (11, 12) liegenden Es ist auch eine Schaltungsanordnung bekannt, bei Widerstands-Spannungsteilers (W\ bis W₇₅₅) gege- 30 der nach der Digital-Analog-Wandlung die gewonnenen ben wird und daß an jedem Abgriff ein Schalter (Mo analogen Fernsehsignale mit Hilfe wenigstens eines rebis M255) angeordnet ist, der bei Auftreten eines be- gelbaren Verstärkers eingestellt werden. Das bedeutet stimmten digitalen Signalwertei betätigt wird und jedoch einen zusätzlichen Aufwand, und durch Abweiüber den der zugehörige Analog-Wert-Abgriff des chungen in den Kennlinien bei der Verwendung mehre-Spannungsteilers mit dem Ausgang (81) verbunden 35 re analoger Verstärker ist die exakt gleichartige Regewird (Fi g. 3). lung oft nicht zu erreichen, die. man benötigt, wenn der

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Bildeindruck nicht verfälscht werden soll.

zeichnet, daß das von einem bestimmten digitalen Aufgabe der durch den neuen Patentanspruch 1 ge-

Wert abhängige Schaltkriterium (von Go bis G255) kennzeichneten Erfindung ist es, einp einfachere Farb-

über eine Taktstufe (Ho bis //235) dem zugeordneten 40 sättigungs- und Kontrasteinstellung unter der Verwen-

Schalter (Mo bis Λ/255) am Analog-Wert-Spannungs- dung von multiplizierenden Digital-Analog-Wandlern

teiler (W, bis W255) zugeführt wird. zu ermöglichen.

5. Wandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge- Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der abgegriffene Wert, Vorzugs- löst, daß das digitale Helligkeitssignal und zwei digitale weise über eine Taktstufe, einem Ausgangssignal- 45 Farbdifferenzsignale dem digitalen Signaleingang we-Speicher zugeführt wird. nigstens jeweils eines der Digital-Analog-Wandler zu-

6. Wandler nach einem der Ansprüche 3,4 oder 5, geführt werden und daß dem bzw. den jeweiligen Refedadurch gekennzeichnet, daß die digitalen und die renzeingängen ein von Farbsättigung und/oder Koninversen digitalen Signale (B 0 bis B 7 und B~Ö bis trast abhängige Referenzspannung zugeführt wird.
B~7) einer Menge von 2" NOR-Gattem (Co bis G255) 50 Das analoge Ausgangssignal eines Digital-Analogzugeführt werden, die derart angesteuert werden, Wandlers soll von der Referenzspannung nach einer daß für jeden digitalen Wert jeweils nur ein NOR- definierten, vorzugsweise linearen, Funktion abhängig Gatter einen Ausgangswert liefert, durch den ein sein. Wenn ein an sich bekannter Digital-Analog-Wand-Schalter (Mo bis Mas) betätigt wird, der den züge- ler benutzt wird, bei dem entsprechend den Stellen des ordneten Abgriff eines Widerstandsspannungstei- 55 digitalen Signals unterschiedliche Ströme bzw. SpanlersfWt bis IV255) mit dem Ausgang (81) verbindet. nungen addiert werden, kann es geschehen, daß sich die

Toleranzen dieses Signals in ungünstiger Weise sum-

mieren. Wenn dann z. B. ein entsprechend einem Sägezahnverlauf rampenartig ansteigendes Signal übertra-60 gen wird, kann zwischen einem Wert, der aus einer Sum-Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- me von kleinen Werten gebildet wird, und dem fölgennung zum Erzeugen analoger Fernsehsignale, insbeson- den Wert, der durch einen größeren Wert dargestellt dere zum Ansteuern einer Farbbildwiedergaberöhre, wird, eine negative Differenz auftreten, weil die positiaus digitalen Farbbildsignalen mit v/enigstens drei mul- ven Toleranzabweichungen der kleineren Werte größer tiplizierenden Digital-Analog-Wandlern mit mindestens 65 waren als die Toleranzabweichung des folgenden gröeinem Referenzeingang und einem digitalen Signalein- ßeren Wertes: Im Sägezahn tritt dann ein Rücksprung gang und mit Einrichtungen zur Einstellung von Färb- auf, ein gleichmäßiger Verlauf ist nicht sichergestellt
Sättigung und/oder Kontrast und/oder Helligkeit. Vorzugsweise wird daher ein Digital-Analog-Wand-