DE3231848A1

DE3231848A1 - Anordnung zur gleichstromkompensation bei steuerung der signalverstaerkung

Info

Publication number: DE3231848A1
Application number: DE19823231848
Authority: DE
Inventors: Robert Preston 46220 Indianapolis Ind. Parker; Robert Loren 46226 Indianapolis Ind. Shanley
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1983-03-10
Also published as: FI822906L; FI76465B; IT8222982A0; US4376288A; ES8306949A1; AU555793B2; FR2512301A1; DE3231848C2; JPS5843676A; GB2105537B; AU8748282A; ES515146A0; FI76465C; AT399797B; CA1179054A; IT1152094B; JPH0153828B2; ATA323782A; KR840001417A; FI822906A0

Description

RCA 76 400 Ks/Ri
U.S. Serial No: 296,864-Filed: August 27, 1981

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Anordnung zur Gleichstromkompensation bei Steuerung

der Signalverstärkung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, die in Verbindung mit einer Signalverstärkungs-Steuerschaltung arbeitet, um sicherzustellen, daß der Gleichstrompegel eines Signals im wesentlichen konstant bleibt, wenn die Verstärkung des Signals gesteuert wird. 10

In einem System zur Verarbeitung von Videosignalen wie z.B. in einem Fernsehempfänger sind typischerweise Maßnahmen getroffen, um die Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals zu verstellen (z.B. um den Kontrast eines wiedergegebenen BiI-des zu verändern). Häufig ist es erwünscht, bei einer Änderung der Spitze-Spitze-Amplitude des Videosignals den Gleichstrompegel des Videosignals im wesentlichen konstant zu halten, damit die Gleichstromkopplung des gesteuerten Videosignals auf nachfolgende signalverarbeitende Schaltungen in einfacher Weise möglich ist und damit bei Steuerung der Amplitude des Videosignals unerwünschte Änderungen in der Helligkeit eines wiedergegebenen Bildes vermieden werden.

Die Änderung der Amplitude eines Videosignals erfolgt häufig dadurch, daß eine von einer Verstärkungssteuerschaltung

abgeleitete Verstärkungssteuerspannung an einen Videoverstärker gelegt wird, um dessen Verstärkungsfaktor zu beeinflussen. Dabei wird die Verbindung der Verstarkungssteuerschaltung mit dem gesteuerten Verstärker so ausgelegt, daß eine veränderbare Kompensationsspannung gleichstrommäßig von der Verstarkungssteuerschaltung auf den gesteuerten Verstärker gekoppelt wird. Betrag und Polarität dieser Kompensationsspannung sind so, daß die Ausgangsruhespannung des gesteuerten Verstärkers konstant bleibt, wenn die Verstärkung des Verstärkers verändert wird.

Pur eine gute Gleichstrompegel-Kompensation in einer Verstärkungssteueranordnung dieser Art ist es typischerweise erforderlich, daß bestimmte, durch die Schaltungskonstruktion festgelegte Betriebsparameter der Verstarkungssteuerschaltung und des gesteuerten Verstärkers in einer vorgeschriebenen Relation zueinander stehen. In manchen Fällen kann eine gute Gleichstrompegel-Kompensation beeinträchtigt werden, wenn z.B. die Ruhebetriebsbedingungen des gesteuerten Verstärkers und der Verstarkungssteuerschaltung in einem Verhältnis zueinander stehen, das von einer gewünschten Relation abweicht. Eine solche Abweichung kann durch verschiedene Faktoren verursacht sein, z.B. unter anderem durch Temperatureinflüsse und Schwankungen der Versorgungsspannung.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Auswirkungen · solcher Abweichungen in den Ruhebedingungen auf die gewünschte Gleichstrompegel-Kompensation bei der Verstärkungssteuerung zu vermindern.

$0 Die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Anordnung sind im Patentanspruch 1 aufgeführt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung kann erreicht werden, daß in einem Videosignale verarbeitenden System der Gleichstrompegel am Ausgang eines verstärkungsgesteuerten Videosignalverstärkers

im wesentlichen konstant bleibt, wenn axe Verstärkung des Verstärkers gesteuert wird. Eine Verstärkungssteuerschaltung liefert ein Verstärkungssteuersignal und ein Gleichstromkompensationssignal. Die Gleichstromkompensation wird bewahrt mittels eines zusätzlichen Netzwerks, das die Gleichstrom-Vorspannung des Verstärkers und die Gleichstrom-Vorspannung der Verstärkungssteuerschaltung fühlt und korrigierend eingreift, wenn die Beziehung dieser beiden Vorspannungen zueinander von einer vorgeschriebenen Beziehung abweicht.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung entspricht die gefühlte Gleichstrom-Vorspannung der Verstärkungssteuerschaltung einer Bezugsspannung, die zur Einstellung des Schwarz-Bezugspegels (Schwarzwert) eines Videosignals verwendet wird. In einer besonderen Ausgestaltung wird der Schwarzwert des Videosignals während periodischer Bildaustastintervalle dadurch eingestellt, daß die Ladung eines die Videosignale auf den Verstärker koppelnden Wechselstromsignal-Koppelkondensators abhängig von der Differenz verändert wird, die zwischen der gefühlten Gleichstromvorspannung des Verstärkers und der gefühlten Bezugs-Gleichstromvorspannung der Verstärkungssteuerschaltung besteht.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt, teilweise in Blockform, einen Teil eines Fernsehempfängers, der eine erfindungsgemäße Anordnung zur Verstärkungssteuerung mit Gleichstromkompensation enthält;

Pig. 2 zeigt zusätzliche Schaltungseinzelheiten der Steueranordnung nach Fig. 1;

I¹Xg. 3 zeigt Schaltungseinzelheiten eines anderen Teils der Anordnung nach Fig. 1.

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-ΙΟΊ "Bei dem Fernsehempfänger nach. Fig. 1 werden Farbartsignale aus einer Quelle Ί0 auf eine Farbartsignal-Verarbeitungsschaltung 12 gegeben, um Farbdifferenzsignale E-Y, G-I und B-Y abzuleiten.
5

Aus einer Quelle 15 kommende Leuchtdichtesignale werden über einen eingangsseitigen Wechselstrom-Koppelkondensator 22 und Signalverarbeitungsschaltungen 25 auf einen Differenzverstärker 20 gekoppelt. Ein Kondensator wie der Kondensator 22 ist normalerweise in einem Empfänger zu dem Zweck enthalten, das Leuchtdichtesignal wechselstrommäßig weiterzukoppeln. Wie noch erläutert werden wird, dient der Kondensator 22 bei der vorliegenden Anordnung jedoch außerdem als Speicherelement, um den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals einzustellen. Der Differenzverstärker 20 weist zwei in Differenzschaltung, angeordnete Transistoren 26 und 28 und eine Stromquelle auf, die einen Transistor 30 mit einem zugehörigen Emitterwiderstand 32 enthält. Die zu verstärkenden Leuchtdichtesignale werden über diesen Stromquellentransistör 30 an die Transistoren 26 und 28 gelegt, und die verstärkten Leuchtdichtesignale erscheinen an einer Lastimpedanz 35 im Kollektorkreis des Transistors 28. Die Verstärkung des Verstärkers 20 wird durch Spannungen V. und Vp gesteuert, die den Transistoren 26 und 28 angelegt werden, wie es noch beschrieben

wird* <

Das verstärkte Leuchtdichtesignal (Y) vom Verstärker 20 wird über ein"Koppelnetzwerk 38 auf einen Matrixverstärker 40 gegeben, worin es mit den aus der Verarbeitungsschaltung 12 kommenden Farbdifferenzsignalen kombiniert wird, um ausgangsseitig die sogenannten "Farbsignale" R, G und B zu erzeugen, welche repräsentativ für die Farbanteile des Bildes sind. Diese Farbsignale werden am Ende auf eine Farbbildröhre des Empfängers gegeben, um ein farbiges Bild wiederzugeben.

Der den Schwarzwert darstellende Gleichstrom-Bezugspegel

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der Färbsignale R, G und B wird mittels eines Netzwerks, das einen Vergleicher 45 und einen zugeordneten Ladungsspeicherkondensator 48 enthält, auf einem gewünschten Niveau gehalten. Der Vergleicher 45 wird durch ein Signal V^- derart getastet, daß er während desjenigen Teils jedes Horizontalaustastintervalls wirksam ist, der den Schwarzwert des Videosignals enthält. Genauer gesagt arbeitet der Vergieicher 45 während der sogenannten "hinteren Schwarzschulter" jedes Horizontalaustastintervalls, die dem Horizontalsynchronimpuls folgt. Während seines Betriebs vergL eicht der Vergleicher 45 eine Referenzspannung V_R mit dem im gleichen Augenblick am B-Signalausgang (Blausignal-Ausgang) der Matrix 40 erscheinenden Schwarzwert. Der Vergleicher 45 liefert am Ausgang ein Steuersignal, das repräsentativ für die Differenz zwischen der Referenzspannung V_R und dem gefühlten Schwarzwert des Signals B ist. Dieses ausgangsseitige Steuersignal wird im Kondensator 48 gespeichert und an das Koppelnetzwerk 38 gelegt, um den Schwarzwert des auf die Matrixschaltung 40 gegebenen Leuchtdichtesignals zu modifizieren. Die Modifizierung des Schwarzwerts des Leuchtdichtesignals erfolgt in einer solchen Richtung, daß die Differenz zwischen der Referenzspannung V_R und dem gefühlten Schwarzwert- des Signals B vermindert wird, so daß man eine gewünschte Schwarzwertbedingung im Videosignal erhält. Durch diesen Mechanismus werden unerwünschte, z.B. durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Verschiebungen des Schwarzwerts der Signale R, G, B kompensiert. Die Arbeitsweise des Vergleichers 45 ist ausführlicher in der US-Patentschrift 4 197 557 beschrieben.

Wie oben erwähnt, wird die Verstärkung der Differenzverstärkertransistoren 26, 28 durch angelegte Steuerspannungen V^ und V₂ gesteuert. Diese Steuerspannungen werden von einer Verstärkungssteuerschaltung geliefert, die ein vom Benutzer verstellbares Kontrastregler-Potentiometer 50 und eine zugehörige Signalübertragungsschaltung 55 enthält.

Die Übertragungsschaltung 55 für das Verstärkungssteuersignal ist ausführlich in einer Patentanmeldung

gleichen Zeitrangs beschrieben (Vertreteraktenzeichen: RCA 75 964, entspricht der US-Prioritätsanmeldung Nr. 296,865 vom 27. August 1981). Kurz zusammengefaßt enthält die Schaltung ein in Differentialschaltung angeordnetes Stromteilernetzwerk 60 mit einem Verstärkertransistor 62 und einem als Diode geschalteten Transistor 64 und eine Stromquelle mit einem Transistor 65 und einem zugehörigen Emitterwiderstand 68 zur Lieferung von Betriebsströmen an den Transistor 62 und den als Diode geschalteten Transistor 64-, Der Transistor 62 und der als Diode geschaltete Transistor 64 werden vorgespannt durch die Stromquelle 65, 68 und durch ein symmetrisches Vorspannungsnetzwerk, welches einen Widerstand 70 und eine zugehörige, mit dem Transistor 62 gekoppelte Stromquelle 72 sowie einen Widerstand 74 und eine mit dem als Diode geschalteten Transistor 64 gekoppelte Stromquelle 76 aufweist. Die Stromleitung der Stromquelle 72 ändert sich im wesentlichen linear mit der Einstellung des Potentiometers 50.

Die Schaltung 55 ist so angeordnet, daß an den Basiselektroden der Transistoren 62 und 64 zueinander differentielle Steuerspannungen V. und V^ entwickelt werden, die sich mit der Einstellung der VerstärkungssteuerSpannungsquelle 50 ändem. Die Differential-Steuerspannung V.-V^ enthält eine nichtlineare Komponente (der Steuer spannung Vp zugeordnet) derart, daß ein Anlegen der Steuerspannungen V. und V₂ an die Transistoren 26 und 28 des Verstärkers 20 bewirkt, daß sich die Signalverstärkung des Verstärkers 20 im wesentlichen linear mit der von der Steuersignalquelle 50 kommenden Verstärkungssteuerspannung ändert.

Vom Kollektor des Transistors 62 wird eine Gleichstrom-Kompensationsspannung Yy. abgeleitet und. über eine Gleichstromverbindung auf den Kollektorkreis des Transistors 28 des Leuchtdichteverstärkers 20 gekoppelt. Diese Verbindung dient dazu, den Gleichstromruhewert der Kollektorausgangsspannung

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des Transistors 28 im wesentlichen konstant zu halten, wenn die Verstärkung des Differenzverstärkers 20 durch die Steuerspannungen V_x. und V₂ verändert wird. Wird das die Steuerquelle darstellende Reglerpotentiometer 50 verstellt, dann ändern sich die Kollektorgleichströme des Transistors 62 in der Verstärkungssteuerschaltung 55 und des Transistors 28 im Verstärker 20 praktisch in gleichem Betrag, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Somit bleiben der durch den Verstärkerlastwiderstand 35 fließende Gleichstrom und der Spannungsabfall an diesem Widerstand vorteilhafterweise im wesentlichen konstant, wenn das Reglerpotentiometer 50 verstellt wird.

Der Ruhebetriebsstrom des Leuchtdichteverstärkers 20 ist eine Funktion des vom Stromquellentransistor 30 gelieferten Stroms, und der Ruhebetriebsstrom des Stromteilers 60 in der Verstärkungssteuerschaltung 55 ist eine Funktion des vom Stromquellentransistor 65 gelieferten Stroms. Wenn die Ruheströme des Verstärkers 20 und des Stromteilers 60 in einer vorbestimmten Relation zueinander stehen, dann ändern sich die Kollektorströme der Transistoren 28 und 62 in komplementärer Weise so, daß die Ausgangsruhespannung des Verstärkertransistors 28 im wesentlichen konstant bleibt, wenn die Verstärkung des Verstärkers 20 verändert wird, wie es oben beschrieben wurde.

Di-e gewünschte Gleichstromkompensation am Ausgang des Verstärkers 20, welche die Konstanthaltung der Ausgangsgleichspannung bei Änderung der Verstärkung des Verstärkers 20 bewirkt, wird sich z.B. dann nicht ergeben, wenn die von den Stromquellentransistoren 30 und 65 gelieferten Ruheströme von ihrer vorbestimmten gegenseitigen Relation abweichen. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die von den Transistoren 30 und 65 gelieferten Ströme im wesentlichen gleich, so daß an den Emitterwiderständen 32 und'68 im wesentlichen gleiche Ruhespannungen abfallen. Diese Gleichheit kann verlorengehen, wenn sich der Ruhewert der Basisvorspannung des Stromquellentransistors 30 relativ zur Basisvorspannung des Transistors 65 ändert.

Der Ruhewert der Basisvorspannung des Transistors 30 ist eine Funktion des Ruhewerts der Ausgangsspannung der gleichst roragekoppelten Signalverarbeitungsschaltungen 23· Diese Signalverarbeitungsschaltungen 23 enthalten einen eingangsseitigen Differenzverstärker, wie er schematisch dargestellt ist, und können außerdem weitere gleichstromgekoppelte Netzwerke zur Signalverstärkung, Signalversteuerung und Gleichstrompegelverschiebung aufweisen, wie sie erforderlich sind, um den über den Basiseingang des Stromquellentransistors auf den Verstärker 20 gegebenen Leuchtdichtesignalen die richtige Charakteristik zu geben. Die Gleichheit der von den Stromquellentransistoren 30 und 65 gelieferten Ruheströme kann verlorengehen, wenn sich die Betriebsparameter der Schaltungen innerhalb der Einheit 23 z.B. durch Temperatureinflüsse und Versorgungsspannungsschwankungen ändern.

Ein Ruhe- oder Gleichvorspannungsfehler des Transistors 30 relativ zum Transistor 65, welcher zu einer Differenz zwischen den Ruheströmen der Stromquellentransistoren 30 und 65 führt, äußert sich in einer Differenz zwischen den Spannungen, die an den gleich groß bemessenen Emitterwiderständen 32 und 68 abfallen. Diese als "Vorspannungsfehler" zu bezeichnende Differenz wird in der nachstehend beschriebenen Weise mittels einer Steuerschaltung korrigiert, die einen Vergleicher 80 enthält.

Der Vergleicher 80 arbeitet während der Zeit der "hinteren Schwarzschulter" (d.h. während der Zeit des Auftretens des Schwarzwerts) innerhalb der Horizontalaustastintervalle aufgrund von Tastsignalen Vg. Während der erwähnten Zeit fühlt der Vergleicher 80 die Emitterruhespannungen der Stromquellentransistoren 30 und 65 und liefert am Ausgang ein Steuersignal, welches repräsentativ für die Differenz zwischen den gefühlten Emitterspannungen ist. Dieses Steuersignal wird über eine dem Ausgang des Vergleichers nachgeschaltete Torschaltung 85 und einen Widerstand 88 an die dem Eingang abgewandte Seite (Ausgangsseite) des Eingangs-Koppelkondensators

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22 gelegt. Die Torschaltung 85 wird durch das Signal V_K getastet, um das Ausgangssignal des Vergleichers während der den Schwarzwert enthaltenen Intervalle des Videosignals an den Kondensator 22 durchzulassen. Weitere Einzelheiten über die Arbeitsweise der Torschaltung 85 und der Impedanz 88 sind in der US-Patentanmeldung Nr. 296 823 beschrieben, die unter dem Titel "Stabilized Video Signal Control Loop" auf die Namen E.L. Shanley, II, u.a. eingereicht wurde.

Das auf den Kondensator 22 gekoppelte ausgangsseitige Steuersignal des Vergleichers hat solchen Sinn und Betrag, daß die Ladung am Kondensator 22 derart modifiziert wird, daß in einem geschlossenen Regelkreis die Basis-Gleichvorspannung des Transistors 30 im wesentlichen gleich der Basis-Gleichvorspannung des Transistors 65 gemacht wird, wodurch die Emitterruhespannung des Transistors 30 gleich der Emitterruhespannung des Transistors 65 gemacht wird. Das den Vergleicher enthaltende Netzwerk hat also das Bestreben, die Differenz zwischen den Basis-und Emitterruhespannungen der Stromquellentransistoren 30 und 65 minimal zu machen, d.h. auszuregeln. Somit werden die von diesen Stromquellentransistoren gelieferten Ströme im wesentlichen einander gleichgehalten, so daß auch die gewünschte Gleichstromkompensation der Ausgangsspannung des Verstärkers 20 aufrechterhalten bleibt, wenn die Verstärkung des Verstärkers 20 gesteuert wird.

Wäre der Ausgang des Verstärkers 20 nicht in der beschriebenen Weise gleichstromkompensiert, dann würde sich die Ausgangsruhespannung des Verstärkers 20 verschieben, wenn die Verstärkung des Verstärkers 20 gesteuert wird. Diese GleichstromverSchiebung würde sich in den Ausgangssignalen R, G und B der Matrixschaltung 40 äußern und durch das den Vergleicher 4-5 enthaltende Netzwerk in der weiter oben beschriebenen Weise gefühlt und korrigiert werden. Jedoch ist die Zeitkonstante der Aufladung und Entladung des Ausgangskondensators 48 des Vergleichers so, daß sich die

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Spannung am Kondensator 4-8 nicht sofort mit dem Auftreten des Fehlersignals vom Ausgang des Vergleichers 4-5 ändert, wodurch sich eine vorübergehende Korrekturverzögerung ergibt. Eine durch Verstellung des Reglerpotentiometers 50 bewirkte Gleichstrompegelverschiebung des Videosignals würde aus diesem Grund ein vorübergehendes Abblenden oder störendes helles Aufleuchten im wiedergegebenen Bild zur Folge haben. Dieser sich äußernde Effekt wird mittels der den Vergleicher 80 enthaltenden Steueranordnung verhindert, denn dieser Vergleicher sorgt für die Beibehaltung der zur richtigen Gleichstromkompensation bei der Verstärkungssteuerung erforderlichen Balance der Ruheströme des Verstärkers 20 und der Verstärkungs st euer schaltung 55· Der Vergleicher 4-5 ist also von Vorteil zum Ausregeln nur relativ langsamer Langzeitänderungen des Schwarzwerts im Videoausgangssignal (z.B. solche Änderungen, die sich durch TemperaturSchwankungen oder durch Alterung von Bauteilen ergeben).

Der Vergleicher 80 dient vorteilhafterweise auch, in Verbindung mit dem Eingangs-Koppelkoηdensator 22, als Klemmschal- ■ tung für den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals. Der Schwarzwert des Leuchtdichtesignals kann sich nämlich aus verschiedenen Gründen ändern. So verschiebt sich dieser Schwarzwert wegen des eingangsseitigen Wechselsignal-Koppelkondensators 22 insbesondere dann beträchtlich, wenn sich das Tastverhältnis des Leuchtdichtesignals ändert. Eine Änderung des Tastverhältnisses des Leuchtdichtesignals tritt bei Änderung des Leuchtdichtesignalinhalts auf, z.B. wenn sich ein Inhalt mit überwiegender Weißwert-Information in einen Inhalt mit überwiegender Schwarzwert-Information ändert oder umgekehrt (d.h. wenn das entsprechende Bild von einer hellen zu einer dunklen Szene übergeht).

Die aus dem Vergleicher 80 und dem Koppelkondensator 22 gebildete Schwarzwert-Abfrage- und Halteschaltung stellt (d.h. klemmt) den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals während ^edes einem Bildinformationsintervall vorangehenden Schwarz-

wertintervalls auf einen gewünschten Pegel, so daß die verschiedenen Grauwerte eines Bildes stets richtig wiedergegeben werden. In dieser Hinsicht dient der Eingangs-Koppelkondensator 22 als Ladungsspeicherelement für ein vom Vergleicher 80 geliefertes Schwarzwert-Fehlerkorrektursignal, während die feste Emitterspannung des Transistors 65 als Schwarzwert-Bezugsspannung dient.

Im Betrieb wird die Bezugsspannung am Emitter des Transistors 65 während jedes Horizontalaustastintervalls mit dem Schwarzwert des Leuchtdichtesignals verglichen. Das vom Ausgang des Vergleichers 80 gelieferte Steuersignal ist repräsentativ für die Differenz zwischen dem gefühlten Schwarzwert des Leuchtdichtesignals und der am Emitter des Transistors 65 gefühlten Bezugsspannung. Dieses Steuersignal modifiziert die Ladung am Eingangs-Koppelkondensator im Sinne einer Reduzierung der Differenz zwischen den gefühlten Signalen, so daß der Schwarzwert des Videosignals auf den gewünschten Pegel entsprechend der Emitterspannung des Transistors 65 eingestellt wird. Wenn dieses Ergebnis erzielt wird, sind die Emittergleichspannungen der Stromquellentransistoren 30 und 65 im wesentlichen einander gleich, so daß die von diesen Transistoren gelieferten Betriebsruheströme ebenfalls im wesentlichen einander gleich sind und die Gleichstromkompensation am Ausgang des Leuchtdichteverstärkers 20 bei der Verstärkungssteuerung aufrechterhalten bleibt, wie es weiter oben beschrieben ist.

Zusätzlich zur Aufrechterhaltung der Gleichstromkompensation bei der Verstärkungsregelung und zur Einstellung des Schwarzwerts des Videosignals hat die den Verstärker 80 enthaltende Klemmanordnung noch einen weiteren Vorteil, wenn wie beim vorliegenden Beispiel die Eingangsschaltung der signalverarbeitenden Schaltungen 23 einen Eingangs-Diff erenzverstärker mit zwei emittergekoppelten und an ihren Basiselektroden angesteuerten Transistoren aufweist. Ein Differenzverstärker dieses Typs hat über einen großen Teil seines

Betriebsbereichs eine nichtlineare Übertragungscharakteristik vom Eingang zum Ausgang. Wenn ein Leuchtdichtesignal nichtlinear verarbeitet wird, kann es Fehler in der Grauabstufung des wiedergegebenen Bildes bewirken. Solche Fehler lassen sich eliminieren, indem man den Differenzverstärker so kompensiert, daß er über einen weiten Bereich linear arbeitet und indem man die Leuchtdichtesignale mit relativ kleinen Spitze-Spitze-Amplitudenänderungen an den . Differenzverstärker legt, um sicherzustellen, daß das Leuchtdichtesignal innerhalb des linearen Arbeitsbereichs des Differenzverstärkers verarbeitet wird, auch dann, wenn sich der Schwarzwert des Leuchtdichtesignals verschiebt (z.B. durch Temperatureinflüsse und aufgrund von Bauteiltoleranzen). Alternativ sind auch andere Maßnahmen möglich.

Die Klemmung des Schwarzwerts des Leuchtdichtesignals durch den Vergleicher 80 dient dazu, den Schwarzwert in vorhersagbarer Weise relativ zur Übertragungscharakteristik eines Differenzverstärkers so einzustellen, daß die normalerweise erwarteten Spitze-Spitze-Änderungen der Bildinformation des Leuchtdichtesignals (d.h. die Änderungen von heller zu dunkler Bildinformation) innerhalb des linearen Arbeitsbereichs des Differenzverstärkers bleiben. Dies erlaubt es, den Differenzverstärker mit Signalen relativ großer, einen weiten Dynamikbereich umfassender Amplitude anzusteuern. Das heißt, der Dynamikbereich des eingangsseitigen Leuchtdichtesignals kann so groß gemacht werden, daß der lineare Arbeitsbereich des Verstärkers voll ausgenutzt wird. Die Verwendung solcher Signale mit einem weiten Dynamikbereich hat ferner den Vor-

JO teil, daß sich ein guter Rauschabstand ergibt. Außerdem wird die Linearität während Änderungen des Tastverhaltnisses des Videosignals aufrechterhalten, wenn das an den Kondensator 22 angelegte Eingangssignal durch vorangehende Schaltungen geklemmt wird (z.B. durch vorangehende ZF-Signalverarbei- " tungsschaltungen, wie es üblich ist).

Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn sich die beschrie-

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Λ bene Anordnung in einem Fernsehempfänger befindet, der außerdem eine Schaltung zur automatischen Begrenzung übermäßiger, von der Bildwiedergaberöhre des Empfängers geleiteter Strahlströme aufweist. Eine Schaltung zur Entwicklung einer Steuerspannung für die automatische Strahlstrombegrenzung kann z.B. so ausgebildet sein, wie es in der US-Patentschrift 4- 255 beschrieben ist. Eine solche Steuerspannung kann in der hier beschriebenen Anordnung an den Eingang der mit dem Regler 50 gekoppelten Stromquelle 72 gelegt werden,und zwar im Sinne einer Reduzierung der Verstärkung des Verstärkers 20 und damit einer Verminderung' der Amplitude des Videosignals, so daß übermäßige Strahlströme begrenzt werden. Da sich der■ Gleichstrompegel des Ausgangssignals des Verstärkers 20 beim Anlegen der Strahlstrombegrenzungs-Steuerspannung nicht ändert, ändert sich auch die Ausgangsspannung des Vergleichers 45 nicht und damit auch nicht die Spannung am Kondensator 4-8. Es ist wünschenswert, eine Änderung der Ausgangs spannung des Vergleichers 4-5 in diesem Fall zu verhindern, um zu vermeiden, daß sich eine sichtbare allmähliche Änderung in der Helligkeit des wiedergegebenen Bildes ergibt, die für den Betrachter störend sein kann. Dieser sichtbare Effekt würde ansonsten nämlich auftreten, weil sich die Spannung an einem Kondensator (d.h. am Kondensator 4-8) nicht sofort ändern kann. Als zusätzlicher Vorteil hat sich gezeigt, daß eine solche Verwendung der Strahlbegrenzungs-Steuerspannung in der hier beschriebenen Anordnung die Stabilität der den Vergleicher 80 enthaltenden, als geschlossener Regelkreis wirkenden Schwarzwert-Klemmschaltung verbessert, weil diese Klemmschaltung unabhängig von der Strahlstrombegrenzungs-Steuerschaltung arbeitet.

Die Fig. 2 zeigt Schaltungseinzelheiten des Vergleichers 80 und der zugehörigen Ausgangs-Torschaltung 85. Die .Emitterspannungen der beiden Transistoren 30 und 65 werden über jeweils einen als Spannungsfolger geschalteten pnp-Transistor 100 bzw. 102 an zwei Vergleichertransistoren 104· und 106 gelegt. Der Vergleicher wird durch das an einen Stromquellen-

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transistor 108 des Vergleichers 80 gelegte Signal V_K getastet. Die ausgangsseitige Steuerspannung des Vergleichers wird an einem Lastwiderstand 110 entwickelt und über einen getasteten Emitterfolgertransistor 120 der Torschaltung 85 und eine Impedanz 88 an den Kondensator 22 gelegt. Die Torschaltung 85 enthält außerdem eine Schalteinrichtung aus zwei Transistoren 125 und 126, die in zueinander komplementärer Weise geschaltet werden und deren einer mit dem Emitter und deren anderer mit der Basis des Transistors 120 gekoppelt ist. Der Betrieb der Transistoren 125 und 126 wird durch . komplementäre Schaltsignale V^ und V^ so gesteuert, daß der Transistor 120 während der den Schwarzwert führenden Intervalle des Videosignals in den leitenden Zustand und ansonsten in den Sperrzustand gespannt wird.

Die Fig. 3 zeigt Schaltungseinzelheiten des Koppelnetzwerks 38. Das Leuchtdichtesignal vom Verstärker 20 wird über einen Emitterfolgertransistor 140 und einen mit dem Ausgangspunkt A verbundenen Emitterwiderstand 142 auf die Matrixschaltung 40 gekoppelt. Ein Transistor 144 liefert Betriebsstrom für den Transistor 140. Die Ausgangs-Steuerspannung des Vergleichers 45 wird vom Kondensator 48 über Emitterfolgertransistoren 150 und 152, einen Widerstand 156 und den Transistor 144 gekoppelt, um den am Ausgangspunkt A erscheinenden Schwarzwert des Leuchtdichtesignals zu modifizieren. Ein Transistor 155 liefert Betriebsstrom für die Emitterfolgertransistoren 150 und 152.

Claims

Patentansprüche

Signalverarbeitende Schaltungsanordnung mit einer Quelle

für Eingangssignale und einer auf die Eingangssignale ansprechenden Signalverarbeitungseinrichtung, gekenn-

10 zeichnet durch:

eine erste Signalübertragungseinrichtung (20) mit einer zugehörigen Vorspannungseinrichtung (30) zum Einstellen der Gleichvorspannung der ersten Signalübertragungseinrichtung;

eine zweite Signalübertragungseinrichtung (55) mit einer zugehörigen Vorspannungseinrichtung (65) zum Einstellen der Gleichvorspannung der zweiten Signalübertragungseinrichtung;

eine kühleinrichtung (80), die auf eine für die Gleichvorspannung der ersten Signalübertragungseinrichtung (20) charakteristische Spannung und auf eine für die Gleich-

vorspannung der zweiten Signalübertragungseinrichtung

(55) charakteristische Spannung anspricht, um am Ausgang eine Steuerspannung zu liefern, die repräsentativ für eine Abweichung der beiden Gleichvorspannungen . von einer vorgeschriebenen gegenseitigen Relation ist;

eine Koppeleinrichtung (85), welche die Steuerspannung auf die Signalverarbeitungseinrichtung koppelt, um die Abweichung zu korrigieren.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Signalübertragungseinrichtung (20) eine erste Stromquelle (30, 32) zur Lieferung von Betriebsgleichströmen an die erste Signalübertragungseinrichtung enthält;

daß die zweite Signalübertragungseinrichtung (55) eine zweite Stromquelle (65, 68) zur Lieferung von Betriebsgleichströmen an die zweite Signalübertragungseinrichtung enthält;

daß die Fühleinrichtung (80) auf eine für die Betriebsgleichströme aus der ersten Stromquelle repräsentative erste Spannung und auf eine für die Betriebsgleichströme aus der zweiten Stromquelle repräsentative zweite Spannung anspricht, um am Ausgang eine Steuerspannung zu liefern, die repräsentativ für eine Abweichung der aus der ersten und der zweiten Stromquelle gelieferten Ströme von einer vorgeschriebenen gegenseitigen Relation ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-η et,

daß die erste Signalübertragungseinrichtung (20) einen Differenzverstärker (26, 28) und die erste Stromquelle einen ersten Transistor (30) und einen ersten Widerstand (32) enthält;

daß die zweite Signalübertragungseinrichtung (55) einen Differenzverstärker (60) und die zweite Stromquelle einen zweiten Transistor (65) und einen zweiten Widerstand

(68) enthält;

daß die erste Spannung vom ersten Widerstand und die zweite Spannung vom zweiten Widerstand abgeleitet wird.
4·. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung an die erste Stromquelle (30» 32) gelegt wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicbnet,

daß die Signalverarbeitungseinrichtung gleichstromgekoppelt ist;

daß die erste Signalübertragungseinrichtung einen Verstärker (20) mit einer Vorspannungseinrichtung (30, 32) zum Einstellen der Gleichvorspannung des Verstärkers enthält ;

daß die zweite Signalübertragungseinrichtung eine Verstärkungssteuereinrichtung (55) mit einer zugehörigen Vorspannungseinrichtung zur Einstellung der Gleichvorspannung der Verstärkungssteuereinrichtung enthält und ein Verstärkungssteuersignal (V., V₂) zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers liefert und außerdem ein Gleichstromkompensationssignal (V,) für den Verstärker liefert, so daß der Gleichstrompegel am Ausgang des Verstärkers kompensiert wird, um im wesentlichen konstant zu bleiben, wenn die Verstärkung des Verstärkers abhängig vom Verstärkungssteuersignal gesteuert wird;

daß die Fühleinrichtung (80) auf eine für die Gleichvorspannung des Verstärkers charakteristische Spannung und auf eine für die Gleichvorspannung der Verstärkungssteuereinrichtung charakteristische Spannung anspricht, um am Ausgang die Steuerspannung zu liefern, die charakteristisch für eine Abweichung der beiden Gleichvorspannungen von einer vorgeschriebenen gegenseitigen Relation ist;

daß die Koppeleinrichtung (85) diese Abweichung korrigiert, so daß die Kompensation des Gleichstrompegels am

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Ausgang des Verstärkers bewahrt wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorspannungseinrichtung (3O, 32) für den Verstärker (20) und die Vorspannungseinrichtung (65, 68) für die Verstärkungssteuereinrichtung (55) jeweils eine Stromquelle aufweist, um Betriebsgleichströme für den Verstärker und für die Verstärkungssteuereinrichtung zu liefern;

daß die Fühleinrichtung einen Vergleicher (80) aufweist, um Gleichvorspannungen zu fühlen, die repräsentativ für die Beträge der von den Stromquellen gelieferten Ströme sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung auf den Verstärker (20) gekoppelt wird.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung an die Stromquelle (30) gelegt wird, die zur Vorspannungseinrichtung für den Verstärker (20) gehört.
9- Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Ladungsspeichereinrichtung (22) vorgesehen ist, um die Eingangssignale von der Quelle (15) wechselstrommäßig an die gleichstromgekoppelte Signalverarbeitungseinrichtung zu übertragen;

daß die Steuerspannung von der Fühleinrichtung (80) an die Ladungsspeichereinrichtung (22) gelegt wird, um die Ladung an der Wechselstromkopplung im Sinne einer Korrektur der Gleichvorspannungs-Abweichung zu modifizieren.

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10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,

daß die Signalverarbeitungseinrichtung in einem Fernsehempfänger zur Verarbeitung eines Videosignals angeordnet ist, welches periodisch wiederkehrende Bildintervalle und Bildaustastintervalle hat, die zwischen benachbarten Bildintervallen liegen und jeweils ein Schwarzwertintervall enthalten;

daß die Quelle der Eingangssignale eine Videosignalquelle (15) ist;

daß die kühleinrichtung (80) Bur während des Schwarzwertintervalls des Videosignals wirksam ist;

daß mit dem Ausgang der kühleinrichtung (80) eine Ladungsspeichereinrichtung (22) gekoppelt ist, um eine Spannung zu speichern, die der für die Gleichvorspannungs-Abweichung repräsentativen Steuerspannung entspricht .
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung einen Eingangs-Differenzverstärker (23) enthält, um wechselstromgekoppelte Signale von der Ladungsspeichereinrichtung (22) zu empfangen.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannungseinrichtung (30, 32) für den Verstärker (20) und die Vorspannungseinrichtung (65, 68) für die Verstärkungssteuereinrichtung (55) jeweils eine Stromquelle (30, 32 bzw. 65, 68) zur Lieferung von Betriebsgleichströmen für den Verstärker und für die Verstärkungssteuereinrichtung enthalten;
daß die Fühleinrichtung (80) während der Schwarzwertintervalle Spannungen miteinander vergleicht, die repräsentativ für die Beträge der von den Stromquellen gelieferten Ströme sind.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

eine Kombinierungsschaltung (40), die auf verstärkte Signale vom verstärkungsgesteuerten Verstärker (20) anspricht, um ein Ausgangs-Videosignal zu erzeugen;

eine Ausgangs-Klemmeinrichtung (45), die eine Ladungsspeichereinrichtung (48) enthält, welche auf das Ausgangssignal anspricht, um einen Bezugspegel zur Bestimmung des Gleichstrompegels des Ausgangs-Videosignals einzustellen.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Fernsehempfänger ein Farbfernsehempfänger mit einer Quelle (10) für Farbartsignale ist;

daß die Kombinierungsschaltung (40) derjenigen Einrichtung entspricht, welche die Farbartsignale mit den Signalen vom verstärkungsgesteuerten Verstärker (20) kombiniert, um ein Farbsignal zu entwickeln; daß die Ausgangs-Klemmeinrichtung (45) auf das Färbsignal anspricht, um den Gleichstrompegel des Farbsignals einzustellen.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Klemmeinrichtung (45) während der Schwarzwertintervalle wirksam ist, um einen gewünschten Zustand des Schwarzwerts des Farbsignals aufr echt zu erhalt en.