DE3235073C2 - Anordnung zur Pegelhaltung bei der Versteilerung von Videosignalen - Google Patents

Abstract

In einer Anordnung zur Verarbeitung von Videosignalen koppelt ein Eingangskondensator (22) die Videosignale wechselstrommäßig auf einen gleichstromgekoppelten Videosignalweg (60, 68) und auf einen gleichstromgekoppelten Versteilerungssignalweg (65), um in letzterem eine Versteilerungskomponente zu erzeugen, die mit den Videosignalen aus dem Videosignalweg kombiniert wird (70), um ein versteilertes Videosignal zu bilden. Eine Rückkopplungsspannung zum Regeln des Gleichstrompegels des Videosignals wird vom eingangsseitigen Koppelkondensator gespeichert und gleichstrommäßig sowohl auf den Videosignalweg als auch auf den Versteilerungssignalweg in einer solchen Weise gekoppelt, daß die Wahrscheinlichkeit eines Gleichstrom-Offsetfehlers bei Kombinierung des Videosignals und der Versteilerungskomponente vermindert wird. Bei einer besonderen Ausführungsform erfolgt das Anlegen der Rückkopplungsspannung an den Speicherkondensator über eine Verzögerungsleitung (60), die im Videosignalweg enthalten ist und zwischen die Differenzeingänge eines Differenzverstärkers (65) geschaltet ist, mit dem sie zur Erzeugung der Versteilerungskomponente zusammenwirkt.

Description

ten Versteilerungskomponente kann die gewünschte Gegentaktausgängen komplementärphasige Versteile-Grauwertabstufung im versteuerten Videosignal verfäl- rungssignale liefert. Der Videosignalweg enthält ebenschen, so daß der Hell/Dunkel-Informationsgehalt eines tails einen Differenzverstärker, der auf das wechselaufgrund des versteuerten Videosignals erzeugten BiI- strommäßig angekoppelte Videosignal anspricht, um an des nicht wirklichkeitsgetreu wiedergegeben wird. Au- 65 Gegentaktausgängen komplementärphasige Videosi-Qerdem kann die erwähnte Fehlanpassung der Gleich- gnale zu liefern, die mit den komplementärphasigen strompegel die Versteilerungscharakteristik des verstei- Versteilerungskomponenten kombiniert werden, um lerten Videosignals beeinträchtigen, so daß sich anstelle komplementärphasige versteuerte Videosignale zu er-

zeugen.

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

F i g. 1 zeigt, teilweise in Blockform, einen Teil eines Fernsehempfängers, der eine Ausführungsform der Erfindung enthält;

F i g. 2 und 3 zeigen Schaltungseinzelheiten von Teilen der Anordnung nach F i g. 1.

Im Farbfernsehempfänger nach Fig. 1 werden Farbartsignale aus einer Quelle 10 auf eine Farbartsignal-Verarbeitungseinheit 12 gegeben, um Farbdifferenzsignale R-Y, G-Y und B-Y zu erzeugen. Von einer Quelle 15 werden Leuchtdichtesignale über einen Emitterfolgertransistor 18, einen Widerstand 20 und einen Wechselstromsignale koppelnden Kondensator 22 auf eine Leuchtdichtesignal-Verarbeitungseinheit 25 gegeben, die Schaltungen zur Versteilerung des Videosignals enthält, wie sie noch beschrieben werden. Die vom Ausgang der Einheit 25 am Schaltungsknoten A gelieferten versteuerten Leuchtdichtesignale werden über einen in seiner Verstärkung steuerbaren Verstärker 30 und ein Signalkoppelnetzwerk 32 auf einen Matrixverstärker 35 gegeben. Dieser Matrixverstärker 35 kombiniert die Farbdifferenzsignale mit dem versteuerten Leuchtdichiesignal (Y), um Ausgangssignale R,G und B zu erzeugen, welche für die roten, grünen und blauen Farbanteile des wiederzugebenden Farbbildes charakteristisch sind.

Der Verstärker 30 weist einen Differenzverstärker auf. dessen Verstärkungsfaktor durch differentielle Verstärkungssteuerspannungen Vi und Vj gesteuert wird. Diese Steuerspannungen werden von einer Verstärkungssteuerschaltung 40 entsprechend der Einstellung eines Verstärkungssteuerpotentiometers 42 erzeugt, das mit der Schaltung 40 verbunden ist Ein Vorspannungsnetzwerk 44 dient zur Einstellung der Betriebs-Gleichvorspannung der Steuerschaltung 40. Die Schaltung 40 liefert außerdem eine Gleichstrompegel-Kompensationsspannung V} an den Verstärker 30, um den Gleichstrompegel am Ausgang dieses Verstärkers im wesentlichen konstant zu halten, wenn die Verstärkung des Verstärkers durch die Spannungen Vl und Vj gesteuert wird. Die Verstärkungssteuerschaltung 40 ist ausführlicher in der US-Patentschrift 44 26 625 beschrieben, die unter dem Titel »Circuit for Linearly Gain Controlling a Differential Amplifier« auf die Namen L A. Harwood, u. a. eingereicht wurde.

Das aus der Quelle 15 stammende und am Schaltungsknoten A entwickelte Leuchtdichtesignal hat periodische Bildintervalle, die durch Bildaustastintervalle voneinander getrennt sind. Jedes Austastintervall hat seinerseits ein Intervall, in welchem der Horizontalsynchronimpuls erscheint und ein Intervall (die sogenannte »hintere Schwarzschulter«), während dessen der Schwarzwert des Videosignals als Bezugspegel erscheint Der Schwarzwert des im Verstärker 30 verarbeiteten Leuchtdichtesignals wird mittels einer Schwarzwert-Klemmschaltung auf einem gewünschten Wert gehalten. Diese Klemmschaltung ist gebildet durch einen getasteten Vergleicher 50, eine nachgeschaltete Torschaltung 55, einen Widerstand 58 und den eingangsseitigen Wechselstrom-Koppelkondensator 22, der eine vom Ausgang des Vergleichers 50 gelieferte Steuerspannung speichert

Der Vergleicher 50 wird durch ein Zeitsteuersignal Vk in Betrieb getastet Im Betrieb vergleicht der Vergleicher 50 den Schwarzwert des zum betreffenden Zeitpunkt am Schaltungsknoten A erscheinenden versteuerten Leuchtdichtesignals mit einer Referenzspannung Vr, die von der Vorspannungsquelle 44 abgeleitet wird. Eine daraufhin am Ausgang des Vergleichers 50 gelieferte Steuerspannung is charakteristisch für die Differenz zwischen dem Schwarzwert des Leuchtdichtesignals und der Referenzspannung V«. Die Torschaltung 55 spricht ebenfalls auf das Tastsignal V_K an. um während des Schwarzwert-Intervalls des Leuchtdichtesignals zu leiten und die Steuerspannung über den Widerstand 58 und die Verzögerungsleitung 60 an den eingangsseitigen Wechselstrom-Koppelkondensator 22 durchzulassen, der diese Steuerspannung speichert. Die Steuerspannung ist nach Betrag und Richtung so. daß sie den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals im Sinne einer Reduzierung der vom Vergleicher 50 gefühlten Differenz zwischen dem Schwarzwert und der Referenzspannung Vr modifiziert. Es besteht somit ein geschlossener Regelkreis, der den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals auf einem gewünschten Wert hält.

Nähere Einzelheiten über die Struktur und Arbeitsweise der beschriebenen, den Vergleicher 50 enthaltenden Schwarzwert-Regelschaltung sind in der US-Patentschrift 43 76 288 erläutert, die unter dem Titel »Signal Gain Control with DC Compensation« unter den Namen R. L Shanley, 11, u. a. eingereicht wurde.

Die Verzögerungsleitung 60 dient zur Angleichung der Laufzeit des Leuchtdichtesignals an diejenige des Farbartsignals, so daß Leuchtdichte- und Farbartsignale in richtiger zeitlicher Beziehung zueinander an die Matrixschaltung 35 gelegt werden. Die Verzögerungsleitung 60 ist ein Breitbandelement mit linearer Phasencharakteristik über die Leuchtdichtesignal-Bandbreite von ungefähr 4,0 MHz und wirkt außerdem mit Schaltungen in einem gleichstromgekoppelten Horizontal-Versteiierungsnetzwerk 65 mit Differentialeingang zusammen, um eine Horizontal-Versteilerungskomponente zu erzeugen, wie es ausführlicher weiter unten in Verbindung mit der Schaltung nach F i g. 2 erläutert wird. Komplementärphasige Breitband-Leuchtdichtesignale, die vom Ausgang eines mit einem Ausgang der Verzögerungsleitung 60 gleichstromgekoppelten Verstärkers 68 kommen, werden in einer Signalvereinigungsschaltung 70 mit komplementärphasigen Horizontal- Versteüerungskomponenten vom Netzwerk 65 kombiniert. Wie durch die beim Schaltungsknoten A eingezeichnete Wellenform angedeutet, enthält das versteuerte Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Vereinigungsschaltung 70 eine versteuernde Vorschwinger-Komponente Vpi und eine versteuernde Nachschwinger-Komponente V_pi, um Amplitudenübergänge des Leuchtdichtesignals zu betonen.

Die Koppelstrecke der Versteilerungskomponente am Ausgang des Versteilerungsnetzwerks 65 wird während der Schwarzwert-Intervalle des Leuchtdichtesignals, in denen der Vergleicher 50 zur Erzeugung der Schwarzwert-Regelungsspannung arbeitet, durch ein Versteilerungs-Sperrsignal gesperrt Eine in dieser Weise erfolgende Sperrung der Versteilerungs-Koppelstrecke dient zur Stabilisierung des rückgekoppelten Schwarzwert-Regelkreises und verhindert, daß der Vergleicher auf ungewollte Signale einschließlich Rauschen anspricht die ansonsten durch das Versteiierungsnetzwerk angehoben würden und die vom Vergleicher entwickelte Steuerspannung nachteilig beeinflussen würden. Nähere Einzelheiten dieses Merkmals sind in der US-Patentschrift 43 86 369 beschrieben, die unter dem Titel »Compensated Clamping Circuit In A Video Signal Peaking System« unter den Namen R. L Shanley. II. u. z.

eingereicht wurde.

Die Verzögerungsleitung 60 hat eine vernachlässigbare Impedanz bei Gleichstrom und kann somit das Schwarzwert-Regelungssignal (eine Gleichspannung) vom Vergleicher 50 und der Torschaltung 55 zum Kondensator 22 koppeln, um diesen aufzuladen. Die so gespeicherte Schwarzwert-Regelungsspannung wird über die Verzögerungsleitung 60 sowohl über den Eingang des Verstärkers 68 in das Leuchtdichtcsignal gekoppelt, welches im Breitband-Leuchtdichtesignalweg der Verarbeitungseinheil 25 verarbeitet wird, als auch über die Differenzeingänge des Horizontal-Versteilerungsnetzwerks 65 in den Versteilerungssignalweg, und zwar in einer Weise, durch welche eine Beeinträchtigung der Versteilerungskomponente durch das Regelungssignal verhindert wird, wie es noch zu erläutern ist.

Die Schaltungsanordnung nach Fig.2 stellt sicher, daß der Gleichstrompegel des Breitband-Leuchtdichtesignals vom Verstärker 68 und der Gleichstrompegel der Versteilerungskomponente vom Netzwerk 65 gewünschte Werte haben, wenn die beiden erwähnten Signale in der Vereinigungsschaltung 70 kombiniert werden: Der den Gleichstrompegel bestimmende Schwarzwert des Leuchtedichtsignals ist geregelt, und das so geregelte Leuchtdichtesignal wird mit der Versteilerungskomponente kombiniert, und zwar in einer Weise, bei welcher die Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Gleichstromoffsets zwischen dem Breitband-Leuchtdichtesignal und der damit kombinierten Versteilerungskomponente reduziert ist. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit eines Gleichstromfehiers im versteuerten Leuchtdichtesignal und eines damit verbundenen Fehlers in der Grauabstufung eines wiedergegebenen Bildes wird wesentlich vermindert. Außerdem wird durch Reduzierung der Wahrscheinlichkeit eines Gleichstrom-Offsetfehlers die gewünschte Versteilerungscharakteristik (z. B. symmetrische Versteilerung) des versteuerten Leuchtdichtesignals bewahrt Wenn nämlich das Breitband-Leuchtdichtesignal und die Versteilerungskomponente bei Vorhandensein eines solchen Offsetfehlers kombiniert werden, könnte die Versteilerungscharakteristik verzerrt (z. B. asymmetrisch) werden.

Die beschriebene Anordnung zur Verarbeitung und Regelung des Leuchtdichtesignals ist vom Ausgang des Koppelkondensators 22 bis zum Eingang der Matrix 35 gleichstromgekoppelt. Die Anordnung benötigt vorteilhafterweise nur einen einzigen Kondensator, nämlich den Kondensator 22, zur Wechselstromkopplung am Eingang und zur Speicherung der Regelungsspannung, und es ist nur eine minimale Anzahl äußerer Anschlüsse erforderlich, wenn die Anordnung in integrierter Bauweise hergestellt ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Anordnung nach F i g. 1 mit Ausnahme des Kondensators 22, der Verzögerungsleitung 60 und des Verstärkungssteuerpotentiometers 42 leicht als integrierte Schaltung hergestellt werden kann. In einem solchen Fall werden an der integrierten Schaltung zwei äußere Anschlüsse benötigt um die Eingangs- und Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitung 60 mit dem Verstärker 68 und dem Versteilerungsnetzwerk 65 zu koppeln.

Einer dieser Anschlüsse kann gleichzeitig auch dazu dienen, den Koppelkondenator 22 an die integrierte Schaltung anzuschließen. Die beschriebene Anordnung nutzt also die begrenzte Anzahl von Anschlüssen, die an einer integrierten Schaltung für äußere Verbindungen verfügbar sind, wirtschaftlich aus.

Die F i g. 2 zeigt Einzelheiten der Leuchtdichtesignal-Verarbeitungseinheit 25.

Das Breitband-Leuchtdichtesignai wird so, wie es zum Eingang der Verzögerungsleitung 60 gelangt, auch über Emitterfolgertransistoren 75 und 76 und einen Widerstand 78 auf einen Eingang eines Differenzverstärkers gekoppelt der aus Transistoren 80 und 82 gebildet ist und das in F i g. 1 dargestellte Versteilerungsnetzwerk 65 darstellt. Verzögerte Leuchtdichtesignale vom Ausgang der Verzögerungsleitung 60 werden über Emitterfolgertransistoren 85 und 86 und einen Widerstand 88 auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers 80,82 gekoppelt. Die Verzögerungsleitung 60 liegt also zwischen den Basiseingängen der Transistoren 80 und 82. Das verzögerte Breitband-Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Verzögerungsleitung 60 wird außerdem über einen Emitterfolgertransistor 85 auf den Eingang eines mit Transistoren 90 und 92 gebildeten Differenzverstärkers gekoppelt (der den Verstärker 68 nach F i g. 1 darstellt). Der Differenzverstärker 90,92 liegt im Verarbeitungsweg des Breitband-Leuchtdichtesignals in der Leuchtdichte-Verarbeitungseinheit 25, und der Differenzverstärker 80, 82 liegt in dem das Horizontal-Versteilerungssignal bereitstellenden Signalweg der Einheit 25.

Die Verzögerungsleitung 60 bringt eine Signalverzögerung in der Größenordnung von 140 Nanosekunden, so daß der Frequenzgang der Amplitude des Horizontal-Versteilerungsnetzwerkes ein Maximum bei ungefähr 1,8 MHz hat. Da der Ausgang der Verzögerungsleitung 60 durch die hohe Eingangsimpedanz des Transistors 85 abgeschlossen ist, ist der Ausgang der Verzögerungsleitung praktisch ohne Abschluß relativ zu ihrem Wellenwiderstand, so daß die Verzögerungsleitung in einer Spannungsreflektierenden Betriebsart mit einem Reflexionsfaktor von ungefähr 1 arbeitet. Der Eingang der Verzögerungsleitung 60 ist durch den in F i g. 1 dargestellten Widerstand 20 in einer an ihren Wellenwiderstand angepaßten Weise abgeschlossen.

Am Basiseingang des Transistors 80 erscheint ein verzögertes Leuchtdichtesignal, und am Basiseingang des Transistors 82 erscheint die Summe eines Leuchtdichtesignals und eines reflektierten und zweimal verzögerten Leuchtdichtesignals. Die an den Basiselektroden der Transistoren 80 und 82 entwickelten Signale veranlassen den Differenzverstärker 80, 82, in den Kollektorkreisen der Transistoren 80 und 82 komplementärphasige Versteilerungskomponenten zu entwickeln, die jeweils aus einem Vorschwinger und einem Nachschwinger bestehen.

Eine die Transistoren 94 bis 97 enthaltene Anordnung bildet die Vereinigungsschaltung 70. Zwei emittergekoppelte Transistoren 94 und 95 empfangen die vom Transistor 80 kommende Versteilerungskomponente, und zwei emittergekoppelte Transistoren 96 und 97 empfangen die dazu komplemenlärphasige Versteilerungskomponente vom Transistor 82. Die Versteilerungskomponente vom Transistor 82 wird mit dem Breitband-Leuchtdichtesignal vom Transistor 92 am Schaltungsknoten B kombiniert und die Versteilerungskomponente vom Transistor 80 wird mit dem Breitband-Leuchtdichtesignai vom Transistor 90 am Schaltungsknoten C kombiniert An den Schaltungsknoten B und C erscheinen somit zueinander komplementärphasige horizontal-versteilerte Leuchtdichtesignale. Nähere Einzelheiten über die Arbeitsweise eines die Horizontal-Versteilerungskomponente erzeugenden Generators des beschriebenen Typs (d. h. mit einer Verzöge-

rungsleitung wie 60 und einem Differenzverstärker wie 80, 82) können der US-PS 43 50 995 entnommen werden.

Der Betrag der Versteilerungskomponente kann durch Steuerung der Leitfähigkeit der Transistoren 94 bis 97 verändert werden, z. B. mittels einer Versteilerungs-Steuerspannung Vp. Die Steuerspannung V_p kann von einem Potentiometer abgeleitet werden, welches vom Benutzer von Hand verstellt werden kann. Alternativ ist auch eine automatische Steuerung der Versteilerung abhängig von einer Steuerspannung möglich, wie es in der eben genannten US-Patentschrift beschrieben ist.

Wie bereits in Verbindung mit F i g. 1 erwähnt wurde, wird der Versteilerungssignalweg durch ein Versteilerungs-Sperrsignal V; (eine Steuerspannung) gesperrt, das die Leitfähigkeit eines Transistors 98 und einer Diode 99 beeinflußt, um dadurch während der Schwarzwert-Regelungsintervalle für das Leuchtdichtesignal die das Versteilerungssignal koppelnden Transistoren 94 und 96 nicht-leitend zu machen.

Der Schwarzwert des vom Verstärker 90, 92 verarbeiteten und an den signalkombinierenden Schaltungsknoten Bund Centwickelten Breitband-Leuchtdichtesignals wird abhängig von der Regelungsspannung eingestellt, die vom Ausgang des Vergleichers 50 kommt und am Kondensator 22 gespeichert ist. Diese Schwarzwert-Regelungsspannung wird über den Emitterfolgertransistor 85 an den Basiseingang des Transistors 90 gelegt.

Die Schwarzwert-Regelungsspannung wird außerdem über zwei symmetrische Koppelstrecken an die Basiseingänge der Transistoren 80 und 82 des die Versteilerungskomponente erzeugenden Differenzverstärkers gelegt Die erste dieser beiden Koppelstrecken umfaßt die Emitterfolgertransistoren 85 und 86 und den 'Widerstand 88, um die Regelungsspannung auf die Basis des Transistors 80 zu koppeln. Die zweite Koppelstrekke umfaßt die Emitterfolgertransistoren 75 und 76, den Widerstand 78 und die Verzögerungsleitung 60, um die Regelungsspannung auf die Basis des Transistors 82 zu koppeln. An dieser Stelle sei daran erinnert daß die Verzögerungsleitung 60 eine vernachlässigbare Impedanz bei Gleichstrom hat Somit sind die Basisgleichspannungen der Emitterfolgertransistoren 75 und 85 und damit die differentiellen Eingangsgleichspannungen an den Basen der Verstärkertransistoren 80 und 82 im wesentlichen gleich und folgen den Änderungen des Pegels der Schwarzwert-Regelungsspannung vom Vergleicher 50.

Die Basisgleichspannungen der Transistoren 80 und 82 sind im wesentlichen einander gleich. Wegen der gleichtaktunterdrückenden Eigenschaft des Differenzverstärkers 80, 82 spricht dieser Verstärker in vorteilhafter Weise nicht auf Gleichtakt-Eingangssignale an und somit auch nicht auf die einander gleichen Änderungen der Basisgleichspannung, die durch Änderungen der Schwarzwert-Regelungsspannungen verursacht werden. Die sich ändernde Schwarzwert-Regelungsspannung beeinträchtigt also den gewünschten Gleichstromwert der vom Verstärker 80, 82 erzeugten Versteilerungskomponente nicht Infolgedessen hat das versteilerte Leuchtdichtesignal, das aus der Summierung der Versteilerungskomponente und des Leuchtdichtesignals resultiert, einen richtigen Gleichstrompegel. Vorzugsweise sollte der Gleichstromwert der Versteilerungskomponente gleich Null sein. Dies wird bei der beschriebenen Anordnung durch die gleichtaktunterdrükkende Eingangssignal-Zuführung zum Verstärker 80,82 erreicht und zwar speziell durch die Wechselstromkopplung über den Eingangskondensator 22 (der gleichzeitig auch zur Speicherung der Schwarzwcn-Regelungsspannung dient) und durch die symmetrischen Koppelstrecken zwischen der Verzögerungsleitung 60 und den Differenzeingängen des Verstärkers 80,82.

Die beschriebene Anordnung zur Schwarzwertregelung bringt einen zusätzlichen Vorteil, wenn wie im vorliegenden Fall die Eingangsschaltung der Leuchtdichte-Verarbeitungseinheit 25 einen Differenzverstärker mit zwei emittergekoppelten und an ihren Basiselektroden angesteuerten Transistoren 90 und 92 aufweist. Ein Differenzverstärker dieses Typs hat über einen großen Teil seines Betriebsbereichs eine nichtlineare Signalübertragungscharakteristik vom Eingang zum Ausgang. Wenn ein Leuchtdichtesignal nichtlinear verarbeitet wird, bewirkt es Fehler der Grauabstufung in einem wiedergegebenen Bild. Solche Fehler lassen sich eliminieren, indem man den Differenzverstärker so kompensiert, daß er über einen weiten Bereich linear arbeitet, und indem man Leuchtdichtesignale mit relativ kleinen Änderungen der Spitze-Spitze-Amplitude an den Differenzverstärker legt, um sicherzustellen, daß das Leuchtdichtesignal innerhalb des linearen Arbeitsbereichs des Differenzverstärkers bleibt, auch wenn sich der Schwarzwert des Lcuchtdichtesignals verschiebt (z. B. durch die Effekte von Wechselstromkopplung und Änderungen des Tastverhältnisses des Signals). Alternativ sind auch andere Maßnahmen zur Eliminierung von Linearitätsfehlern möglich.

Der den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals klemmende Betrieb des Vergleichers 50 dient dazu, den Schwarzwert in vorhersagbarer Weise relativ zur Übertragungscharakteristik des Differenzverstärkers 90, 92 so einzustellen, daß die normalerweise zu erwartenden Spitze-Spitze-Änderungen der Bildinformation des Leuchtdichtesignals (d. h. die Änderungen von heller zu dunkler Bildinformation) innerhalb des linearen Arbeitsbereichs des Differenzverstärkers bleiben. Dies macht es möglich, Signale mit relativ großer Amplitude und weitem Dynamikbereich an den Differenzverstärker zu legen. Das heißt, der Dynamikbereich des eingangsseitigen Leuchtdichtesignals kann so groß gemacht werden, daß der lineare Arbeitsbereich des Verstärkers 90, 92 voll ausgenutzt wird. Die Verwendung solcher Signale mit einem weiten Dynamikbereich hat auch den Vorteil, daß ein guter Rauschabstand erzielt wird.

Die beschriebene Anordnung dient gleichzeitig auch dazu, den Betrieb des die Versteilerungskomponente erzeugenden Differenzverstärkers 80, 82 innerhalb eines linearen Bereichs zu halten, so daß Verzerrungen der Versteilerungskomponente vermieden werden.

Die an den Schaltungsknoten B und C erscheinenden komplementärphasigen Video- und Versteilerungssignale werden mittels des in F i g. 3 gezeigten Differenzverstärkers 112,114 kombiniert, um ein einphasiges versteuertes Leuchtdichtesignal zu erhalten. Diese Kombinierung komplementärphasiger Signale trägt auch dazu bei, daß die Wahrscheinlichkeit eines Gleichstrom-Offsetfehlers im kombinierten versteuerten Videosignal, der durch Gleichtakteinflüsse wie z. B. Schwankungen der Versorgungsspannung entstehen könnte, wesentlich reduziert wird.

Die F i g. 3 zeigt nähere Einzelheiten des Verstärkers 30 und der Verstärkungssteuerschaltung 40 nach Fig. 1. Gemäß der Fig.3 werden die komplementärphasigen versteuerten Leuchtdichtesignale von den Schal-

tungsknoten flund Cnach Fig.2 an ein Netzwerk 110 gelegt, das Eingangstransistoren 100 und 102 in Basisschaltung enthält, welche die Leuchtdichtesignale von den Schaltungsknoten B und C empfangen und diese Signale an in Differenzschaltung angeordnete Transistören 112 und 114 weiterkoppeln. Im Kollektorkreis des Transistors 112 wird eine Eintakt-Version des versteuerten Leuchtdichtesignals entwickelt und über einen Transistor 118, einen Widerstand 121 und einen Emitterfolgertransistor 123 auf einen Transistor 130 im Verstärker 30 gekoppelt.

Der Verstärker 30 weist zwei in Differenzschaltung angeordnete Transistoren 132 und 134 auf. Der Transistor 130 dient gemeinsam mit einem Emitterwiderstand

138 als Stromquelle für die Transistoren 132 und 134 und liefert sowohl das zu verstärkende Leuchtdichtesignal als auch Betriebsvorstrom an die Verstärkertransistoren 132 und 134. An einem Kollektorlastwiderstand

139 wird das verstärkte versteuerte Leuchtdichtesignal entwickelt, welches dann an das in F i g. 1 dargestellte Koppelnetzwerk 32 geliefert wird. Die Verstärkertransistoren 132 und 134 erfahren eine Verstärkungssteuerung in differentieller Weise durch differentielle Verstärkungssteuerspannungen Vi und V2, die von der Verstärkungssteuerschaltung 40 in noch zu beschreibender Weise erzeugt werden. Die Schaltung 40 liefert außerdem eine Gleichstrom-Kompensationsspannung V3 an den Kollektorausgang des Transistors 134, um den Ruhe- oder Gleichstromwert von Strom und Spannung am Kollektor des Transistors 134 im wesentlichen konstant zu halten, wenn die Verstärkung der Verstärkertransistoren 132 und 134 gesteuert wird.

Die Verstärkungssteuerschaltung 40 weist einen in Differenzschaltung angeordneten Stromteiler auf, der einen Transistor 142 und einen als Diode geschalteten Transistor 144 enthält. Dem Transistor 142 und der »Diode« 144 ist jeweils eines von zwei symmetrischen Vorspannungsnetzwerken zugeordnet, deren jedes einen Widerstand 145 bzw. 148 und eine Stromquelle 146 bzw. 149 aufweist Die differentiellen Verstärkungssteuerspannungen Vi und V2 werden dadurch geändert, daß die Leitfähigkeit der Stromquelle 146 abhängig von der Einstellung des Verstärkungssteuerpotentiometers 42 variiert wird. Die Vorspannung der Verstärkungssteuerspannung 40 ist eine Funktion des Betriebsstroms, der dem Transistor 142 und der »Diode« 144 von einer Stromquelle zugeführt wird, die einen Transistor 150 und einen zugeordneten Emitterwiderstand 152 enthält. Der Transistor 150 wird durch eine stabile Referenz-Gleichspannung Vr vorgespannt die von der in F i g. 1 dargestellten Vorspannungsquelle 44 abgeleitet wird.

Die beschriebene Gleichstromkompensation des Verstärkers 30. wodurch der Gleichstrompegel am Ausgang dieses Verstärkers bei Änderungen des Verstärkungsfaktors im wesentlichen konstant gehalten wird, ist so lange gewahrt, wie die von der Stromquelle 130 des Verstärkers 30 und von der Stromquelle 150 der Verstärkungssteuerschaltung 40 gelieferten Vorströme in einer vorbestimmten Beziehung zueinander bleiben (im vorliegenden Fall Gleichheit). Diese Beziehung wird mit Hilfe des den Vergleicher 50 enthaltenden Regelkreises aufrechterhalten, der auch zum Einstellen des Schwarzwertes des Videosignals dient wie es weiter oben beschrieben wurde.

Genauer gesagt fühlt der Vergleicher 50 während jedes Schwarzwert-Intervalls die an den Emitterwiderständen 138 und 152 der Stromquellentransistoren und 150 entwickelten Gleichspannungen und vergleicht sie miteinander. Wie aus der Beschreibung der Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Regelungsspannung vom Ausgang des Vergleichers 50 repräsentativ für die Differenz zwischen diesen beiden gefühlten Spannungen und wird dazu verwendet, die Ladung im Speicherkondensator 22 so zu modifizieren, daß dia Differenz zwischen diesen beiden Spannungen reduziert wird. Beim hier beschriebenen Beispel dient ~'so der den Vergleicher 50 enthaltende Regelkreis auch dazu, die von den Stromquellentransistoren 130 und 150 gelieferten Gleichvorströme im wesentlichen einander gleichzuhalten, so daß die gewünschte Gleichstromkompensation des verstärkungsgesteuerten Verstärkers 30 bewahrt bleibt, wie es ausführlicher in der weiter oben erwähnten US-Patentschrift 43 76 288 beschrieben ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Videosignal verarbeitende Anordnung mit folgenden Teilen: einer Quelle für Videosignale;

einer einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Verstärkungseinrichtung zum Verstärken der Videosignale;

einem mit einem Eingang und einem Ausgang verse- ίο henen Versteilerungsgenerator zur Erzeugung einer Versteilerungskomponente für Videosignale;
einer Koppeleinrichtung zum Koppeln der Eingang der Verstärkungseinrichtung und des Versteilerungsgenerators mit einem gemeinsamen Eingangspunkt, an dem die Videosignale zugeführt werden;
einer Vereinigungsschaltung zum Kombinieren von Ausgangssignalen der Verstärkungseinrichtung und des Versteilerungsgenerators, um ein versteuertes Videosignal zu erzeugen; einer auf eine Gleichstromkomponente des von der Verstärkungseinrichtung verarbeiteten Videosignals ansprechenden Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals zum Halten der Gleichstromkomponente auf einem vorbestimmten Pegel, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (55) zum Anlegen des Steuersignals an den gemeinsamen Eingangspunkt;
eine im Versteilerungsgenerator (65) enthaltene Gleichstrom-Kompensationseinrichtung (80, 82), welche den Gleichstrompegel der Versteilerungskomponente auf einem gewünschten Wert im wesentlichen unabhängig von der Steuerspannung hält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstrom-Kompensationseinrichtung einen Differenzverstärker (80,82) aufweist, dessen Differenzeingänge so angeschlossen sind, daß sie beide die am gemeinsamen Eingangspunkt entwickelte Steuerspannung empfangen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteilerungsgenerator folgendes aufweist:

eine zwischen die Quelle (15) der Videosignale und den gemeinsamen Eingangspunkt gekoppelte Verzögerungsleitung (60), die einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist, zwischen denen das Videosignal verzögert wird;

einen Differenzverstärker (80, 82) mit zwei Differenzeingängen, deren einer mit dem ersten und deren anderer mit dem zweiten Anschluß der Verzögerungsleitung gekoppelt ist, um die am gemeinsamen Eingangspunkt entwickelte Steuerspannung zu empfangen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (15) Videosignale liefert, die Bildintervalle und Austastintervall aufweisen, wobei die Austastintervalle ein Intervall enthalten, in welchem ein Bezugspegel erscheint;

daß die Verstärkungseinrichtung (68) in einem Videosignalweg angeordnet ist, der einen Signaleingang hat:

daß der Versteilerungsgenerator (65) in einem Versteilenmgssignalweg angeordnet ist, der einen Signaleingang hat;

daß eine Eingangsschaltung (20, 22) vorgesehen ist, die einen Kondensator (22) enthält, um Videosignale von der Quelle (15) wechselstrommäßig auf die Eingänge des Videosignalweges und des Versteilerungssignalweges zu koppeln;
daß eine Nutzschaltung (35) vorgesehen ist. die auf das versteuerte Videosignal anspricht:
daß die Steuereinrichtung ein Steuernetzwerk (50) enthält, welches das Videosignal während der Bezugspegel-intervalle fühlt und am Ausgang eine Steuerspannung abhängig vom gefühlten Zustand des Bezugspegels des Videosignals entwickelt:
datt die Einrichtung (55) zum Anlegen des Steuersignals eine Steuerspannung auf den wechselsiromkoppelndcn Kondensator an den Eingängen des Videosignalwcges und des Versteilerungssignalweges in einem solchen Sinne koppelt, daß die im Kondensator gespeicherte Ladung im Sinne der Aufrechterhaltung eines gewünschten Zustandes des Bezugspegels des Videosignals modifiziert wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie vom Ausgang des wechselstromkoppelnden Kondensators (22) bis zur Nutzschaltung (35) gleichstromgekoppelt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Quelle (10) für Farbartsignale enthält und daß die Nutzschaltung (35) eine Einrichtung aufweist, die das versteuerte Videosignal mit den Farbartsignalen kombiniert, um für ein Farbbild charakteristische Signale zu erzeugen.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Kondensaters (22) und den Eingang des Videosignalweges (68) eine Verzögerungsleitung gleichstromgekoppelt ist und daß diese Verzögerungsleitung mit dem Versteilerungsgenerator (65) gleichstromgekoppelt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteilerungsgenerator (65) einen Differenzverstärker (80,82) mit Differenzeingängen und einem Ausgang enthält und daß die Verzögerungsleitung (60) zwischen die Differenzeingänge gekoppelt ist und daß die Versteilerungskomponente am Ausgang des Differenzverstärkers entwickelt wird.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Videosignalweg einen Eingangs-Differenzverstärker (90,92) mit einem Differenzeingang zum Empfang des Videosignals aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteilerungsgenerator (65) einen ersten Differenzverstärker (80, 82) aufweist, dessen Differenzeingänge über die Verzögerungsleitung (60) geschaltet sind und der komplementärphasige Ausgänge zur Lieferung komplementärphasiger Versteilerungskomponenten hat;

daß der Videosignalweg einen zweiten Differenzverstärker (90, 92) aufweist, der auf das wechselstromgekoppelte Videosignal anspricht, um an komplcmcntärphasigcn Ausgängen komplemcniärphasige Videosignale zu liefern;

daß die Vereinigungsschaltung (70) Signale von den komplementärphasigen Ausgängen des ersten und des zweiten Differenzverstärkers in differentieller Weise kombiniert, um ein einphasiges versteuertes Videosignal zu liefern.

11. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator (22) und dem Eingang des Videosignalweges eine Videosignal-Verzögerungsleitung (60) in Gleichstromkopplung angeordnet ist;

daß der Versteilerungsgenerator (65) einen Differenzverstärker (80, 82) aufweist, dessen Differenz-

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eingänge über die Verzögerungsleitung geschaltet des gewünschten symmetrisch versteuerten Signals ein

sind und der einen Ausgang zur Lieferung der Ver- asymmetrisch versteuertes Signal ergibt Beispielsweise

steilerungskomponente hat; kann eine Fehlanpassung der Gleichstrompegel dazu

daß die Verzögerungsleitung gleichstrommäßig zwi- führen, daß der Vorschwinger-Anteil der Verstcile-

sehen die erwähnten Differenzeingänge gekoppelt 5 rungskomponente übermäßig groß im Vergleich zum

ist; Nachschwinger-Anteil ist oder daß die Versteilerung in

daß die Steuerspannung auf den Ausgangsanschluß einer Richtung ganz fehlt

der Verzögerungsleitung am Eingang des Videosi- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordgnalweges gekoppelt wird. nung zur Versteilerung eines Videosignals und zur Re12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch ge- ίο gelung des Gleichstrompegels in diesem Signal zu schafkennzeichnet daß die Verzögerungsleitung (60) fen, bei welcher die Wahrscheinlichkeit eines Gleichüber symmetrische Koppelnetzwerke (75,76,78; 85, strom-Offsetfehlers zwischen dem Videosignal und der 86, 88) zwischen die Differenzeingänge geschaltet damit zu kombinierenden Versteilerungskomponente ist wesentlich vermindert ist Diese Aufgabe wird erfin-

ts dungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Vor-

teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung betrifft eine videosignalverarbeitende Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird das zum Anordnung mit Einrichtungen zum Versteilern und zum 20 Halten der Gleichstromkomponente dienende Steuersi-Halten der Gleichstromkomponente der Videosignale gnal nicht wie bei dem aus der erwähnten US-Patentgemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. schrift bekannten Stand der Technik einfach an einen Bekanntlich läßt sich das Ansprechverhalten eines Vi- das kombinierte (versteuerte) Videosignal verarbeitendeosignale verarbeitenden Systems wie z. B. in einem den Endverstärker gelegt, sondern vielmehr an einen Fernsehempfänger subjektiv verbessern, indem man die 25 gemeinsamen Eingangspunkt des Versteilerungsgene- »Steilheit« von Amplitudenübergängen im Videosignal rators und der das (noch) unversteuerte Videosignal erhöht. Hierzu kann man dem Videosignal unmittelbar verstärkenden Einrichtung. Neben der Lösung der gevor einem Amplitudenübergang einen »Vorschwinger« stellten Aufgabe hat die erfindungsgemäße Anordnung und unmittelbar nach dem Amplitudenübergang einen den Vorteil, daß sie in besonders wirtschaftlicher Weise »Nachschwinger« (Überschwung) mitteilen, so daß 30 Gebrauch von Bauelementen macht und daß sie zum Wechsel von Schwarz nach Weiß und von Weiß nach großen Teil in integrierter Bauweise hergestellt werden Schwarz akzentuiert werden. Dies erreicht man ge- kann.

wohnlich durch Bildung einer sogenannten Versteile- Vorzugsweise ist ein eingangsseitiger Koppelkonden-

rungskomponente, die dem Videosignal hinzuaddiert sator vorgesehen, der die zu verarbeitenden Videosi-

wird, um ein versteuertes Videosignal mit akzentuierten 35 gnale wechselstrommäßig auf die Eingänge des die ver-

Amplitudenübergängen zu erzeugen. stärkende Einrichtung enthaltenden Videosignalweges

Eine Anordnung mit den im Oberbegriff des Patent- und des den Versteilerungsgenerator enthaltenden Ver-

anspruchs 1 genannten Merkmalen zur Bildung eines steilerungssignalweges koppelt. Die Steuerspannung

versteuerten Videosignals mittels einer Versteilerungs- zur Aufrechterhaltung des Gleichstrompegels des ver-

komponente ist z. B. aus der US-Patentschrift 41 10 790 40 steuerten Videosignals wird dann an diesem eingangs-

bekannt. Diese Anordnung enthält neben den Einrich- seitigen Wechselstrom-Koppelkondensator gespei-

tungen, die zum Verstärken der Videosignale, zum Er- chert.

zeugen der Versteilerungskomponente und zum Korn- In besonderer Ausführungsform der Erfindung ist die

binieren dieser Komponente mit den Videosignalen Anordnung in einem Farbfernsehempfänger vorgese-

dient, auch eine Steuereinrichtung zu Erzeugung eines 45 hen, der eine Quelle für Farbartsignale enthält und in

Steuersignals zum Halten der Gleichstromkomponente welchem Videosignale gleichstrommäßig von einem

auf einem vorbestimmten Pegel. Diese Einrichtung ist Eingangs-Koppelkondensator auf eine Schaltung ge-

ein Schwarzwertdetektor, der den Schwarzwert in der koppelt werden, welche die versteuerten Videosignale

versteuerten (d. h. mit der Versteilerungskomponente mit den Farbartsignalen kombinierl, um ein Farbbildsi-

vereinigten) Version der Videosignale am Ausgang ei- 50 gnal zu erzeugen.

nes Endverstärkers fühlt und ein den Schwarzwert in In vorteilhafter Ausgestaltung führt vom eingangssei-

der vorgeschriebenen Weise korrigierendes Steuersi- tigen Wechselstromkoppel- und Speicherkondensator

gnal an eben diesen Endverstärker legt. eine Videosignal-Verzögerungsleitung zum Eingang des

Bei der Versteilerung von Videosignalen ist es aber Videosignalwegs. Die Versteilerungskomponente wird

erwünscht, eine bestimmte Beziehung zwischen dem 55 mittels eines Differenzverstärkers erzeugt, dessen Dif-

Gleichstrompegel des Videosignals und dem Gleich- ferenzeingänge an die beiden Enden der Verzögerungs-

strompcgel der mit dem Videosignal zu kombinierenden leitung angeschlossen sind und der einen Ausgang zur

Versteilerungskomponente einzuhalten. Eine Fchlan- Lieferung der Versteilerungskomponente aufweist,

passung (d. h. ein »Offsetfehler«) zwischen den Gleich- Gemäß einer Ausführungsform ist der Differenzver-

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