DE3309680C3 - Farbsignal-Verstärkungsregelschaltung - Google Patents
Farbsignal-VerstärkungsregelschaltungInfo
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- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
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Description
Die Erfindung betrifft eine Farbsignal-Verstärkungsregelschaltung
für einen Fernsehempfänger mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Bei einem typischen Fernsehempfänger, bei welchem das Basisband-
Videosignal in einer analogen Form verarbeitet wird,
wird das Farbsignal vom Leuchtdichtesignal abgetrennt und
einem Farb-Bandpaßfilter oder einer Farbanhebeschaltung zugeführt.
Letztere leitet das Farbsignal weiter und hat eine
solche Charakteristik, daß sie Amplitudenschwankungen des
Signals korrigiert, die aus der Zwischenfrequenz-Charakteristik
des Fernsehers herrühren, aufgrund deren nämlich eine
Tendenz zur Dämpfung hochfrequenter Farbsignalkomponenten besteht.
Das gefilterte Farbsignal wird dann einem ersten
Farbverstärker zugeführt, der mit einer Farbsperre und einer
automatischen Farbregelschaltung zu einer Schleife zusammengeschaltet
ist. Die automatische Farbregelschaltung fühlt
die Amplitude des Farbsynchronsignals ab und unterdrückt entweder
das Farbsignal, wenn die Farbsynchronsignalamplitude
zu niedrig ist, oder sie verstärkt das Farbsignal auf einen
Soll-Pegel. Das Farbsignal wird dann einem zweiten Verstärker
zugeführt, der sich durch den Farbeinsteller des Gerätes beeinflussen
läßt.
Bei den RCA-Empfängern der Colortrakt-Serie umfaßt dieser
Farbeinsteller beispielsweise zwei Einstellorgane, nämlich
den Sättigungseinsteller und den PIX-Einsteller, von denen
der letztgenannte mit der Einstellung des Helligkeitskon
trasteinstellers gleichläuft. Das Farbsignal wird weiterhin
entsprechend der Position dieser Einsteller weiter verstärkt
oder gedämpft, so daß ein für die Farbdemodulation geeignetes
Farbsignal entsteht. Dieses Farbsignal wird auch einem Über
steuerungsdetektor zugeführt, welcher Spitzenamplituden des
Farbsignals feststellt und die Verstärkung des Farbkanals
verringert, wenn der Signalpegel zu hoch ist.
Auf dem Aufsatz "Digitale Videosignalverarbeitung im Farb
fernsehempfänger" von W. Weltersbach in der Zeitschrift
"Fernseh- und Kino-Technik", 35. Jahrgang, Nr. 9 (1981),
Seiten 317 bis 323 ist ein PAL-Demodulator mit einem Chromi
nanzsignal-Verarbeitungskanal bekannt, dem an einem Eingang
das digitale Chrominanzsignal zugeführt wird und der einen
Farbdemodulator zur Erzeugung digitaler Farbdifferenzsignale
(R-Y) und (B-Y) enthält. Ein zugehöriges Steuersystem für die
Farbsignalverstärkung zieht zur Verstärkungsregelung die
Amplitude des Farbsynchronsignals heran und berechnet die
erforderliche Verstärkung aus diesem Pegel entsprechenden
Steuersignalen.
Bei einem Fernsehempfänger, bei welchem das Basisband-Videosignal
digital verarbeitet wird, ist es wünschenswert, die obengenannten
Funktionen eines analogen Fernsehempfängers vollständig
durch digitale Schaltungen auszuführen. Ein direkter
Weg, um diese Funktionen digital zu realisieren, würde darin
bestehen, den erforderlichen Verstärkungsgrad für die automatische
Farbregelung zu bestimmen und dann das Farbsignal
in einem digitalen Multiplizierer mit diesem Verstärkungsfaktor
zu multiplizieren. Das Farbsignal könnte dann in einem
zweiten digitalen Multiplizierer mit einem zweiten Verstärkungsfaktor
multipliziert werden, der aus dem erwähnten Einsteller
abgeleitet wird, und dann, falls nötig, in einem
dritten digitalen Multiplizierer mit einem dritten Verstärkungsfaktor
multipliziert werden, der von einem digitalen
Übersteuerungsdetektor geliefert wird.
Diese vielfache Benutzung von Multiplizierern in einem
digitalen Fernsehempfänger ist jedoch wegen ihrer Komplexität
und der niedrigen Verarbeitungsgeschwindigkeit unzweckmäßig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkungsregelschaltung
für digitale Farbsignale der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß im verstärkten
Farbsignal weniger Rauschkomponenten auftreten.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Farbverstärkung in
einfacher Weise mit relativ großer Verarbeitungsgeschwindigkeit
regelbar ist und sich im Zusammenhang mit anderen digitalen
Filter- und Demodulationsprozessen so vornehmen läßt,
daß die Signalauflösung bei einem akzeptablen Wert bleibt,
ohne daß übermäßige Störkomponenten im Farbkanal aufträten.
Gemäß der Erfindung wird die Verstärkung für das Farbsignal
bei einem digitalen Fernsehempfänger in Übereinstimmung mit
dem Wert eines Gesamtverstärkungsfaktor geregelt, der durch
Zusammenfassung der Verstärkungsregelfaktoren gebildet wird,
die sich durch einen Hand-Farbeinsteller, die automatische
Farbregelung und die Farbübersteuerung ergeben. Die Verstärkungsregelung
entsprechend dem Gesamtregelfaktor wird inbesondere
realisiert durch einen Grobverstärkungsblock, welcher
die Farbsignalverstärkung in Beträgen von 6 dB anhebt
oder absenkt, und einen Feinverstärkungsblock, welcher eine
Feinstverstärkungsregelung über einen Bereich von 6 dB oder
weniger in fein bestimmten Beträgen bewirkt.
Bei einer bevorzugten Ausführung wird das digitale Farbverstärkersystem
unter Steuerung durch einen Mikroprozessor betrieben,
welche Signale erhält, die eine Farbübersetzung,
Stellwerte des vom Benutzer betätigbaren Einstellers und die
Farbsynchronsignalamplitude wiedergeben. Der Mikroprozessor
berechnet dann die Gesamtfarbsignalverstärkung und teilt die
Verstärkung zwischen Grob- und Feinstverstärkungsregelblock auf.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Grobverstärkerblock
steuerbare Schieberegister zur Einstellung der
Farbsignalverstärkung über einen Bereich von 18 dB in 6-dB-Beträgen,
und der Feinverstärkerblock enthält eine Addierschaltung
und einen RAM-Speicher, der durch das Farbsignal
adressiert wird und eine vom Mikroprozessor berechnete Datentabelle
enthält.
Gemäß der Erfindung sind die
Schieberegister, welche für die Realisierung der Grobverstärkung
benutzt werden, zwischen Eingang und Ausgang des Farbdemodulators
aufgeteilt, und damit erhält man akzeptable
Signalpegel für die Farbdemodulation und -filtrierung, ohne daß
übermäßige Störungen (Rauschen) im Farbkanal auftreten würden.
In den beiliegenden Zeichnungen zeigt
Fig. 1 das Blockschaltbild des digitalen Basisband-Video
signalverarbeitungsteils eines Fernsehempfängers
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 den Regelbereich des Farbsignalverarbeitungsteils
der Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Farbsynchronsignalwellenlinie zur Erläuterung
der Betriebsweise des Farbsignalverarbeitungsteils
nach Fig. 1;
Fig. 4 die Farbsynchronsignal-Abtastschaltung aus Fig. 1
in näheren Einzelheiten und
Fig. 5 bis 10 Flußdiagramme für einen Mikroprozessor
zur Berechnung und Aufteilung der notwendigen Farbverstärkung
unter den Farbverstärkungsregelblocks
aus Fig. 1.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Videosignalverarbeitungsteil
eines digitalen Fernsehempfängers wird ein Videoeingangssignal
dem Eingang eines Analog/Digital-Konverters 10 zugeführt,
welcher das Videosignal abtastet und es in digitale
Signalabtastwerte umwandelt, die einem digitalen Kammerfilter
12 zugeführt werden, welches das Signal in Leucht
dichtekomponenten Y und Farbkomponenten C aufteilt. Die
Y-Signalabtastwerte werden einer Leuchtdichtesignalver
arbeitungsschaltung 14 zugeführt, welche das Signal Y entsprechend
einem Kontrastsignal verarbeitet, das von einem
Kontrastsignal verarbeitet, das von einem
Kontrasteinsteller 15 stammt. Das verarbeitete Signal Y
wird dann einer Matrixschaltung 16 zugeführt.
Das abgetrennte Signal C gelangt zu einer Farbverstärkungs
regelschaltung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Das
Signal C wird Eingängen eines Farbsynchronsignalabtasters
24 und eines 1-dB-Grobverstärkungs-Schieberegisters 20 zugeführt.
Letzteres enthält ein steuerbares Parallelschieberegister,
welches durch Signale auf Schieberegistersteuerleitungen
83 gesteuert wird. Wegen seiner hohen Arbeitsge
schwindigkeit und wegen seiner Realisierbarkeit als integrierte
Schaltung eignet sich für das Schieberegister 20
ein sogenanntes "Barrell"-Schieberegister, wie es in dem Aufsatz
"Introduction To VLSI Systems" von Mead und Conway,
veröffentlicht durch Addison-Wesley (1980), beschrieben
ist. Ein steuerbares Schieberegister läßt sich auch mit
einer Multiplexschaltung realisieren, welche Gruppe von
Bits des digitalen Farbsignals in Abhängigkeit von den
Sinalen auf den Steuerleitungen 83 auswählt. Wegen der
größeren Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch die Realisierung
des steuerbaren Schieberegisters unter Verwendung von Kombi
nationslogikschaltungen, wie etwa mit einem "Barrel"-Schieberegister
oder einem Multiplexer einer getakteten Ausführung
vorzuziehen.
Das Grobverstärkungs-Schieberegister 20 kann so programmiert
werden, daß die Farbdatenwörter um eine, um zwei
oder um gar keine Bitstelle nach links (also zu den höherwertigen
Bits) verschiebt. Nachfolgend sei die Betriebsweise
der Farbsynchronsignal-Abtastschaltung 24 beschrieben.
Am Ausgang des Grobverstärkungs-Schieberegisters 20 entstehende
Farbwörter gelangen zum Eingang eines Farb-Bandpaßfilters
oder einer Anhebungsschaltung 22, die beispielsweise
ein FIR-Filter aufweisen kann.
Farbsignale am Ausgang des Farb-Bandpaßfilters 22 gelangen
zu einem Feinstverstärkungsblock 30. Die Farbsignale werden
Adresseneingängen eines RAM-Speichers 32 und einem Eingang
einer Addierschaltung 36 zugeführt. Der Ausgang des RAM-
Speichers 32 ist mit einem zweiten Eingang der Addierschaltung
36 gekoppelt. Farbsignale am Ausgang der Addierschaltung
36 gelangen zu einem Farbsignaldemodulator 40, der
eine I-Signalverarbeitungsschaltung 42 und eine Q-Signal
verarbeitungsschaltung 44 enthält. Diese beiden Signal
verarbeitungsschaltungen können so aufgebaut sein, wie es
in der DE-OS 32 32 357 beschrieben ist . Die verarbeiteten
Signale I und Q gelangen von den Signalverarbeitungsschaltungen
42 und 44 zu Eingängen eines weiteren
Grobverstärkungs-Schieberegisters 50, welches +6-dB-Schieberegister
52 und 54 enthält, die von Signalen auf den Steuerleitungen
83 gesteuert werden. Die Signale I und Q an den
Ausgängen der Schieberegister 52 und 54 werden Eingängen
der Matrixschaltung 16 zugeführt, welche die Signale Y, I
und Q zu Rot-, Grün- und Blau-Farbsignalen matriziert.
Das Signal I am Ausgang des +6-dB-Schieberegisters 52 wird
auch dem Eingang einer Farbübersteuerungs-Bezugsvergleichsschaltung
62 eines Farbübersteuerungsdetektors 60 zugeführt.
Die Vergleichsschaltung 62 vergleicht den Pegel des Signals I
mit einem Bezugswert, welcher von Datenleitungen 86 zugeführt
wird. Wenn das Signal I den Bezugswert überschreitet,
dann wird ein Impuls einem Zähler 64 zugeführt, der die
Impulse über ein vorgegebenes Zeitintervall zählt. Der Ausgang
des Zählers 64 ist mit einer Datenleitung 82 gekoppelt,
die an einem Eingang eines Mikroprozessors 80 angeschlossen
ist. Die Ausgänge der Farbsynchronsignalabtastschaltung
24, einer PIX-Verriegelungsschaltung 74 und einer
SAT-Verriegelungsschaltung 78 sind ebenfalls mit der Datenleitung
82 gekoppelt. Ein PIX-Steuerwort, welches von dem
handbedienbaren PIX-Einsteller 72 erzeugt wird, wird dem
Eingang der PIX-Verriegelungsschaltung 74 zugeführt, und
ein Sättigungssteuerwort, welches von einem handbedienbaren
Sättigungseinsteller 76 erzeugt wird, wird dem Eingang der
SAT-Verriegelungsschaltung 78 zugeführt. Der Mikroprozessor
80 steuert die Farbsynchronsignal-Abtastschaltung 24, die
PIX-Verriegelungsschaltung 74 und die SAT-Verriegelungsschaltung
78 über Steuerwörter auf den Steuerleitungen 81.
Die Mikroprozessor-Steuerwörter auf den Leitungen 84 für
die Feinstverstärkungsregelung steuern die Eingabe des RAM-
Speichers 32 des Feinverstärkerblocks 30 und außerdem einen
Pufferspeicher 34, welcher der Datenspeicherung für den
RAM-Speicher 32 dient. Der Mikroprozessor steuert auch den
Farbübersteuerungsdetektor 60 über Signale auf COD-Steuerleitungen
85 und die Grobverstärkungs-Schieberegister über
Steuerleitungen 83.
Das 12-dB-Grobverstärkungs-Schieberegister 20 kann Verstärkungen
von 1, 2 oder 4 realisieren, indem die Farb
signalwörter um 0, 1 oder 2 Bitpositionen nach links verschoben
werden. Ähnlich können die +6-dB-Schieberegister
50 Verstärkungswerte von 1 oder 2 realisieren, indem die
demodulierten Farbsignale um 0 oder 1 Bitstellen nach links
verschoben werden. Diese beiden Schieberegister können zu
einem einzigen 18-dB-Schieberegister beispielsweise anstatt
entweder des Schieberegisters 20 oder des Schieberegisters
50 kombiniert werden. Wenn jedoch die Schieberegister kombiniert
und anstelle der getrennten Schieberegister 20 und 50 benutzt
werden, womit sich der volle Verstärkungsgrad von 8 am
Ausgang der Demodulatoren 40 ergibt, dann können die Farb
signalpegel in den Demodulatoren nicht ausreichend sein,
um in den gefilterten und demodulierten Farbsignalen die
gewünschte Auflösung zu ergeben. Wenn andererseits die
Schieberegister zur Bewirkung des vollen Verstärkungsgrades
von 8 (drei Verschiebungen nach links) am Eingang des Farbkanals
kombiniert werden, dann würden in den Eingangsfarbsignalen
die drei niedrigstwertigen Bitpositionen mit Nullen
besetzt werden, wenn die Wörter nach links verschoben
werden. Die drei Nullbits haben aber keine Beziehung zum
tatsächlichen Wert des Farbwortes und führen somit zu einem
Rauschen geringen Pegels im Signal. Damit wird im Farbkanal
ein übermäßig verrauschtes Signal gefiltert und demoduliert.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist ein Kompromiß zwischen
diesen gegenläufigen Effekten der Signalverschiebung getroffen
worden, indem am Eingang des Farbkanals ein Maximum
von 2 und am Ausgang ein Maximum von 1 Linksverschiebung
vorgesehen ist. Das 12-dB-Schiebe
register 20 liefert genügend
Signalpegel für die Filterung und Demodulation, während
maximal nur zwei niedrigststellige Bits als Rauschbeitrag
in das Signal gelangen können. Das Farbsignal wird
dann vom Farb-Bandpaßfilter 22 und den Demodulatoren 40
gefiltert und demoduliert, ehe die Signalwörter ein letztes
Mal von den +6-dB-Schieberegistern 50 nach links verschoben
werden können.
Der Bereich der Farbverstärkungsregelung der Schaltung
nach Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Farbsynchron
signalkomponente des Farbsignals hat eine Soll-Amplitude
von Spitze zu Spitze von 40 IRE-Einheiten. Ein Farbsyn
chronsignal dieser Amplitude würde von der automatischen
Farbregelschaltung des Farbverstärkungsregelsystem nicht
verstärkt und hätte zur Folge, daß das System eine Verstärkung
von 0 dB aufweist, wenn man einmal die Auswirkungen
der handbedienbaren Einsteller und des Farbüber
steuerungsdetektors 60 außer acht läßt. Das Farbregelsystem
verstärkt das Farbsignal bis zum Soll-Pegel von
40 IRE-Einheiten für das Farbsynchronsignal, wenn die
Farbsignalamplitude um 18 dB abnimmt, wie dies durch die
Farbregelbereichslinie in Fig. 2 angedeutet ist. Wenn
der Signalpegel über einen weiteren Bereich von 6 dB absinkt,
wie dies der gestrichelte Teil der Farbregelbereichslinie
zeigt, dann verstärkt die Regelschaltung das
Farbsignal um 18 dB, jedoch erreicht der Signalpegel nicht
den Farbsynchronsignal-Bezugspegel. Wenn der Farbsynchron
signalpegel gegenüber dem Sollwert um 24 dB oder mehr zu
niedrig liegt, dann aktiviert die Farbregelschaltung die
Farbsperre. Die Farbregelschaltung kann auch ein übermäßig
starkes Farbsignal bis zu 6 dB dämpfen.
Der Sättigungsregelbereich beträgt 6 dB, wie die SAT-
Regelbereichslinie in Fig. 2 zeigt. Das Sättigungsregelsignal
kann die Farbsignalamplitude bis zu 6 dB anheben,
und damit wird die Sättigung stärker. Außerdem kann die
PIX-Regelung das Farbsignal bis zu 18 dB dämpfen, wie die
PIX-Regelbereichslinie in Fig. 2 zeigt. Gewünschtenfalls
können die PIX- und Sättigungseinsteller zu einzigen
Einsteller zusammengefaßt werden, wobei der Bereich für
die Farbverstärkungseinstellung von +6 dB bis -18 dB reicht.
Jedoch sind diese Einsteller in den Fig. 1 und 2 getrennt
gezeichnet, um handbedienbare Einstellungen ähnlich wie
bei dem eingangs erwähnten RCA-Colortrakt-System zu ermöglichen.
Weiterhin wird ein Farbübersteuer-Verstärkungsfaktor vom
Farbübersteuerungsdetektor 60 geliefert. Für Signale, welche
einen Bezugspegel nicht überschreiten, hat die Farb
übersteuerungsverstärkung, hier als COD-Verstärkung bezeichnet,
einen Soll-Wert von 1 (0 dB). Wenn die Farbüber
steuerung größer wird, dann nimmt der COD-Verstärkungswert
ab, so daß das Signal gedämpft wird, wie es die COD-Verstärkungslinie
in Fig. 2 zeigt.
Die Farbsynchronsignal-Abtastschaltung 24 fühlt den Pegel
der Farbsynchronsignalkomponente ab. In Fig. 3 sind einige
Zyklen eines Soll-Farbsynchronsignals 110 gezeigt. Das
Soll-Farbsynchronsignal hat eine Amplitude, von Spitze zu
Spitze gemessen, von 40 IRE-Einheiten. Das digitale Kammfilter
12 liefert ein Farbsignal C aus digitalen Abtastwerten
in Zweier-Komplement-Darstellung. In dieser Darstellung
verändern sich diese digitale Abtastwerte des
Farbsignals um die Mitte des Digitalzahlensystems, die
für ein 8-Bit-Zahlensystem einen Wert von 00000000 oder
einen Dezimalwert von 0 hat.
Der Dynamikbereich des 8-Bit-Zahlensystems reicht von einem
Wert 10000000 (-128), entsprechend -60 IRE-Einheiten, bis
zu einem Wert von 01111111 (+127), entsprechend einem Wert
von +60 IRE-Einheiten, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Farbsynchronsignal-
Abtastschaltung 24 tastet den Wert des Farbsynchronsignals
bei Signalspitzen ab, wie die Abtastpunkte
A, B und C zeigen. Liegt das Farbsynchronsignal auf seinem
Sollpegel von 40 IRE-Einheiten, dann haben die Farbsynchronsignalspitzen
einen Wert von +20 IRE-Einheiten entsprechend
einem normierten Wert von 42 2/3 oder einem Digitalwert von
etwa 00101011 (+43). Die Farbsynchronsignal-Abtastschaltung
läßt sich so steuern, daß die Spitzen pro Zyklen der
acht bis elf Farbsynchronsignalzyklen pro Zeile abgetastet
werden. Die Summe von drei dieser Abtastwerte sollte bei
einem 40 IRE-Farbsynchronsignal 10000000 (+128) betragen,
entsprechend etwa 60 IRE-Einheiten. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 ist dies ein normierter Wert von 1. So
kann beispielsweise die Farbsynchronsignalabtastschaltung
zur Abtastung von drei Spitzen des Farbsynchronsignals
während jeder der 128 Videozeilen gesteuert werden. Diese
Abtastwerte können dann summiert und die Summe kann durch
128 dividiert werden. Das Ergebnis dieser Rechnung ist ein
normierter Wert von 1 für einen Sollpegel des Farbsynchronsignals.
Die Farbregelschaltung regelt dann die Verstärkung
des Systems im Sinne einer Korrektur von Abweichungen
von diesem normierten Wert.
Die Farbsynchronsignal-Abtastschaltung 24 nach Fig. 1 kann
in der in Fig. 4 veranschaulichten Weise aufgebaut sein.
Der vom nicht dargestellten Ablenksystem des Fernsehempfängers
in üblicher Weise erzeugte Vertikaltreiberimpuls
stellt einen Zeilenzähler 224 zurück und lehrt einen Halb
bildakkumulator 220. Bei zurückgestelltem Zeilenzähler
entsteht an seiner Ausgangsleitung 128 ein niedriges Signal,
welches mit einem Inverter 226 in ein Signal hohen Wertes
umgewandelt wird. Auf dieses Signal hin wird ein UND-Tor
190 aktiviert, um den nächsten Horizontalsynchronimpuls,
der vom Ablenksystem erzeugt wird, durchzulassen. Die Rückflanke
des Horizontalsynchronimpulses setzt ein Flipflop
202 einer Verzögerungsschaltung 200 und lehrt einen Zeilen
akkumulator 214. Bei gesetztem Flipflop 202 wird ein Zähler
204 aktiviert und beginnt Zyklen eines Taktsignals von
3,58 MHz zu zählen. Wenn der Zähler 204 einen vorbestimmten
Zählwert erreicht, dann erzeugt eine Zählerdecodier
logikschaltung 206 einen Impuls, der das Flipflop 202
zurücksetzt und das Flipflop 210 setzt. Der Zweck der Ver
zögerungsschaltung 200 besteht in einer Verzögerung des
Setzens des Flipflops 210 gegenüber dem Horizontalsynchronimpuls,
bis das Farbsynchronsignalintervall des Videosignals
am Eingang des Zeilenakkumulators 214 erscheint.
Bei gesetztem Flipflop 210 wird das UND-Tor 212 aktiviert
und läßt Impulse des Farbsynchronsignal-Abtastsignals zum
Eingabeeingang L des Zeilenakkumulators 214 gelangen. Dieses
Abtastsignal für das Farbsynchronsignal umfaßt eine
Folge von Impulsen, welche in Phase mit der 90°-Achse (R-Y-Achse)
des Farbsynchronsignals liegen. Das 3,58 MHz-Signal
für den Zähler 204 und das phasenmäßig ausgerichtete Abtastsignal
für das Farbsynchronsignal können in einem Fernsehempfänger
erzeugt werden, wie er in Fig. 2 der US-PS 44 15 918
gezeigt ist.
Der Zeilenakkumulator weist beispielsweise eine Addierschaltung
und ein Speicherregister auf. Auf das Farbsynchronsignal-
Abtastsignal hin wird der Stromwert des Farbsynchronsignals mit den
vorigen Abtastwerten summiert, und
die neue Summe wird im Speicherregister gespeichert. Die
Vorderflanke jedes Farbsynchronsignal-Abtastsignalimpulses
addiert einen neuen Farbsynchronsignalwert zu den zuvor
gespeicherten Werten hinzu, und die Rückflanke des Abtast
signalimpulses für das Farbsynchronsignal stellt einen
Zähler 216 um einen Wert höher.
Der Zeilenakkumulator bildet die Gesamtsumme der Werte von
drei Farbsynchronsignalspitzenwerten, die in Fig. 3 mit A,
B und C gezeigt sind. Die Rückflanke des dritten Abtast
signalimpulses für das Farbsynchronsignal erhöht den Zählwert
des Zählers 216 auf 3, und dies hat zur Folge, daß
ein UND-Tor 218 an seinem Ausgang einen Impuls liefert,
welcher das Flipflop 210 zurücksetzt, so daß das UND-Tor
212 gesperrt wird. Der Impuls setzt auch die Zähler 204
und 216 zurück und erhöht den Zählwert des Zeilenzählers
224 und überführt dessen Inhalt in den Halbbildakkumulator
220, der in ähnlicher Weise wie der Zeilenakkumulator
aufgebaut ist.
Der Farbsynchronsignalabtaster fährt fort, die Farbsynchronsignale
in den Zeilen des Videosignals auf diese Weise abzutasten.
Die abgetasteten Werte werden im Halbbildakkumulator
220 gespeichert, wenn der Zeilenzähler weiter als
128 Zeilen zählt. Wenn die abgetasteten Werte von der
128sten abgetasteten Zeile in den Halbbildakkumulator
übernommen worden sind, dann erhöht der vom UND-Tor 218 gelieferte
Impuls den Zeilenzähler auf einen Zählwert von
128, so daß das Ausgangssignal des Inverters 226 niedrig
wird. Dieses niedrige Signal sperrt das UND-Tor 222, so
daß der Zeilenzähler bei einem Zählwert von 128 gehalten
wird, und es sperrt das UND-Tor 190 gegen einen Durchgang
weiterer Synchronimpulse. Das hohe Signal am Ausgang 128
des Zeilenzählers 224 vermittelt auch dem Mikroprozessor
die Information, daß der Halbbildakkumulator die Abtastwerte
von 128 Zeilen enthält. Der Mikroprozessor kann dann
den im Halbbildakkumulator 220 gespeicherten Wert auslesen
und ihn um 128 dividieren, um ein Signal abzuleiten, welches
ein Maß für den Pegel des Farbsynchronsignals ist.
Das nächste Vertikaltreibersignal stellt den Zeilenzähler
zurück und lehrt den Halbbildakkumulator, um die Abtastung
der Farbsynchronsignale des nächsten Videohalbbildes vorzubereiten.
Der Mikroprozessor 80 steuert die Farbsignalverstärkung
bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung in folgender Weise.
Er tastet zunächst den Wert des in der PIX-Verriegelungsschaltung
74 gespeicherten PIX-Einstellwerte und den Wert
des in der SAT-Verriegelungsschaltung 78 gespeicherten
Sättigungseinstellwertes ab und berechnet das Produkt dieser
beiden Werte, um daraus einen Verstärkungswert PIXSAT
zu erhalten.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung werden die PIX- und
SAT-Werte durch eine Darstellung veranschaulicht, bei welcher
das höchstwertige Bit einen Wert von 2¹, das nächststellige
Bit einen Wert von 2⁰ und die restlichen Bits abnehmende
Potenzen von 2 (2-1, 2-2, 2-3 etc.) haben. Beispielsweise
kann der Wert von SAT sich von einem Verstärkungsgrad
von 1 (1.0000000₂) auf einen Wert von
2 (10.0000000₂) verändern, wie dies in Klammern in Fig. 2
gezeigt ist. Ähnlich kann der Wert von PIX sich von einem
Verstärkungsgrad von 1/8 (0.0010000₂) nach 1 ändern. Jedoch
soll PIXSAT nicht über 1 anwachsen, so daß der später
berechnete Gesamtverstärkungsfaktor innerhalb bestimmter
Grenzen bleibt. Wenn PIXSAT größer als 1 ist, dann wird
sein Wert halbiert, und diese Halbierung wird kompensiert
durch einen Verstärkungsgrad von 2 (eine Verschiebung nach
links) in den +6-dB-Schieberegister 50. Der endgültige
Wert von PIXSAT übersteigt daher niemals 1.
Der PIXSAT-Wert wird dann mit einem Verstärkungsfaktor
multipliziert, welcher ein Maß für die Farbübersteuerung
ist - hier als COD-Verstärkung bezeichnet - und aufgrund
von Signalen abgeleitet wird, die der Farbübersteuerungsdetektor
60 liefert. Das Produkt aus PIXSAT und COD-Verstärkung
wird als Vorverstärkung bezeichnet. Da COD-Verstärkung
einen Maximalwert von 1 hat, wie Fig. 2 zeigt,
und PIXSAT zuvor auf einen maximal zulässigen Wert von 1
begrenzt worden ist, kann der Wert dieser Vorverstärkung
also nicht größer als 1 werden.
Der Mikroprozessor 80 erhält dann den Mittelwert BA des
Farbsynchronsignals, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3
erläutert wurde. Der Normalwert BA ist 1 (1.0000000₂).
Ist BA größer als 1, dann wird das Farbsignal bis zu einem
Maximalwert von 6 dB (Verstärkungsfaktor 1/2) gedämpft. Ist
BA kleiner als 1, dann wird es bis zu einem Maximalverstärkungsgrad
von 18 dB (Verstärkungsgrad 8) verstärkt. Da BA
in Beziehung zum normierten Wert von 1 ausgedrückt ist, kann
der Wert von BA direkt in einen Verstärkungsfaktor umgewandelt
werden, indem er invertiert wird, wie nachfolgend noch
erläutert wird. Wenn also die Amplitude des Farbsynchronsignals
um 6 dB zu niedrig liegt, dann hat BA den Wert 1/2
(0.1000000₂). Ein Verstärkungsgrad von 2 bringt dann das
Farbsignal auf seinen gewünschten Pegel. Liegt das Farbsynchronsignal
um 18 dB zu tief, dann hat BA einen Wert von
1/8 (0.0010000₂), so daß eine Verstärkung von 8 erforderlich
wird.
Der Verstärkungsfaktor der automatischen Farbverstärkungsschaltung
ist das Produkt eines Grobverstärkungsausdrucks
(realisiert durch das 12-dB-Grobverstärkungsschieberegister
20) mit einem Feinverstärkungsausdruck (realisiert durch
den Feinverstärkungsblock 30). Beispielsweise sei angenommen,
daß der Wert BA 0.0011000₂ oder 2/16 betrage. Dies entspricht
dem Fall, daß das Farbsignal um 14,5 dB unter dem
gewünschten Pegel liegt, wie in Fig. 2 durch den Punkt 100
veranschaulicht ist. Die Verstärkung der automatischen
Farbregelschaltung wird dann berechnet durch Verschiebung
von BA nach links, bis sein Wert größer als 1/2 (0.1000000₂)
ist. Jede Linksverschiebung von BA entspricht einem Ver
stärkungszuwachs von 6 dB. Für jede Linksverschiebung von
BA verschiebt das Grobverstärkungs-Schieberegister 20 das
Farbsignal um eine Bitposition nach links. Wenn der BA-Wert
0.0011000₂ also um zwei Bitpositionen nach links verschoben
wird, ist der neue BA-Wert 0.1100000₂, und das Grobverstärkungs-
Schieberegister wird so eingestellt, daß das Farbsignal
um zwei Stellen nach links verschoben wird und somit
um 12 dB verstärkt wird. Der neue normierte Wert für
BA ist nun 3/4, und dies ist größer als 1/2 (0.1000000₂).
Wenn der neue Wert von BA weiter um 1/3 von 3/4 vergrößert
wird, sieht man, daß BA den gewünschten Sollwert von 1
hat. Dies wird bewirkt durch Invertierung des BA-Wertes
von 3/4, so daß sich ein Feinverstärkungsausdruck von 4/3
für die automatische Farbverstärkung ergibt. Diese Verstärkung
von 4/3, entsprechend einem Verstärkungsgrad von
2,5 db, wird dann in dem Feinstverstärkungsblock 30 bewirkt,
und die 12-dB-Verstärkung erfolgt im Grobverstärkungs-
Schieberegister 20, so daß man eine Gesamtverstärkung der
Farbregelschaltung von 14,5 dB erhält. Das Farbsignal wird
dadurch auf seinen gewünschten Pegel verstärkt.
Da BA nach links verschoben wird, bis es größer als 1/2
ist, ist der Feinstverstärkungswert, welcher den inversen
Wert von BA darstellt, niemals größer als etwa 2. Der Fein
verstärkungswert wird dann mit dem Wert der Vorverstärkung
multipliziert, der zuvor auf einen Maximalwert von 1 begrenzt
worden ist, so daß man für die Endverstärkung einen
Produktwert GP erhält, der dementsprechend nicht größer
als 2 sein kann. Verstärkungsgrade bis hinaus zu etwa 2
(6 dB) lassen sich dann im Feinstverstärkungsblock 30 realisieren.
Der Verstärkungsproduktwert GP wird benutzt zur Berechnung
einer Tabelle von Datenwörtern, die in den RAM-Speicher 32
eingegeben werden. Diese Datenwörter werden durch das Farbsignal
adressiert und dann durch die Addierschaltung 36
zum Farbsignal hinzuaddiert. Die Datenwörter können entweder
eine positive oder negative (zweier-komplementierte)
Bruchdarstellung der entsprechenden Farbsignaladressenwerte
sein. Wenn sie positiv sind, erfolgt eine Addierung
zum Farbsignal mit Hilfe der Addierschaltung 36, und wenn
sie zweier-komplementiert sind, erfolgt eine Subtraktion.
Damit liefert der Feinverstärkungsblock 30 Signale, die
gleich dem Farbsignal plus oder minus eines gewissen Bruchteils
des Farbsignals sind. Der Feinstverstärkungsblock kann
daher die Farbverstärkungswerte verdoppeln, was einem Verstärkungsgrad
von 2 (6 dB) entspricht.
Da der Feinverstärkungsblock 30 eine Maximalverstärkung
von 2 bewirken kann, müssen die von der Addierschaltung 36
erzeugten Signale ein Bit mehr als die zugeführten Farbsignale
haben. Dies läßt sich leicht durchführen, wenn man
für die Addierschaltung 36 eine übliche Addierschaltung mit
einem "carry-out"-Bit (Austragsbit) benutzt. Mathematisch
ausgedrückt erfordert ein Farbsignal mit N-Bit die Verwendung
eines RAM-Speichers, der 2N-Wörter zu N-Bit speichern
kann, und die Addierschaltung muß Wörter mit N+1 Bit erzeugen
können. Ein Farbsignal mit 6 Bit erfordert beispielsweise
einen RAM-Speicher, der 64 Wörter zu 6 Bit speichern
kann, und die Addierschaltung erzeugt Ausgangssignale mit
7 Bit.
Aus dem Vorangegangenen ergibt sich, daß die maximale Farbsignalverstärkung
der Schaltung nach Fig. 1 sich zu 12 dB,
welche das Schieberegister 20 liefert, plus 6 dB, welche
die Schieberegister 50 beitragen, plus bis zu 6 dB, welche
der Feinverstärkerblock 30 ergibt, also insgesamt 24 dB
betragen kann. Anhand von Fig. 2 kann man sehen, daß diese
Maximalverstärkung dann auftritt, wenn die Farbsynchronsignalamplitude
um 18 dB zu tief liegt, der PIX-Einsteller
auf einen Verstärkungsfaktor von 1 (0 dB) eingestellt ist,
der SAT-Einsteller auf die volle Verstärkung von 6 dB eingestellt
ist und keine Farbübersteuerung vorliegt (COD-
Verstärkungsgrad gleich 1).
Die oben beschriebene Betriebsweise der Anordnung nach
Fig. 1 läßt sich realisieren durch Programmierung des
Mikroprozessors 80 entsprechend den Flußdiagrammen, wie
sie in den Fig. 5 bis 10 dargestellt sind. Fig. 5 zeigt
ein Flußdiagramm der ersten Folge des Mikroprogramms,
bei welcher der Wert der Vorverstärkung festgelegt
und die Verstärkung der +6-dB-Schieberegister 52 und 54
bestimmt wird. Im Schritt 1a speichert der Mikroprozessor
den Wert der PIX-Verriegelungsschaltung 74 in einem mit
PIX-Verstärkung bezeichneten Speicherplatz. Der Wertebe
reich für die PIX-Verstärkung reicht von 1 minus einem
niedrigstwertigen Bit (0.11111111₂) bis 1/8 (0.00100000₂).
Der Ausdruck 1 minus ein niedrigstwertiges Bit bezieht
sich auf einen normierten Wert von 1 (1.00000000₂) abzüglich
dem Wert des niedrigstwertigen Bits von 1. Der Wert
von 1.00000000₂ ist ein 9-Bit-Wort, und es ist erwünscht,
die Wortlänge auf 8 Bit zu begrenzen. Damit wird der Wert
von 1 reduziert auf den nächstniedrigeren Binärpegel von
0.11111111₂, der 8 Bit lang ist und hier ausgedrückt wird
durch 1-1LSB (1 minus ein niedrigstwertiges Bit). Eine ähnliche
Darstellung wird in den Flußdiagrammen benutzt, um
die Werte innerhalb einer gewünschten Wortlänge zu halten.
Im Schritt 1b wird die PIX-Verstärkung überprüft, um zu
sehen, ob sie kleiner als der Minimalwert von 1/8 ist. Ist
dies der Fall, dann wird sie auf 1/8 gebracht. Dann wird
der Wert von der SAT-Verriegelungsschaltung 78 in dem mit
SAT-Verstärkung bezeichneten Platz gespeichert. Da die SAT-
Verstärkung in einem Bereich von 1 bis 2-2LSB (1.11111101₂)
liegt, wird der SAT-Verstärkungsbereich im Schritt 1e
durch 2 geteilt, um den maximalen Bereichswert unter 1 zu
bringen. Der halbierte Bereich ist dann 1/2 bis 1-1LSB.
Dieser Teilung wird später Rechnung getragen, wenn der Wert
in einem Speicherplatz Vorverstärkung berechnet wird. Die
SAT-Verstärkung wird dann geprüft, um zu sehen, ob der
halbierte Wert kleiner als der Minimalwert von 1/2 ist.
Ist dies der Fall, dann wird die SAT-Verstärkung auf 1/2
gebracht. Der Wert im Speicherplatz PIXSAT wird dann berechnet
duch Multiplizierung der PIX-Verstärkung mit der SAT-
Verstärkung.
Im Schritt 1j wird der COD-Übergangszählwert vom Zähler 64
übernommen. Dieser Zählwert stellt die Anzahl von Malen dar,
um welche das Farbsignal den in der Vergleichsschaltung 62
während eines vorangegangenen Zeitintervalls den Bezugspegel
überschritten hat. Dieser Zählwert wird mit einem
internen Schwellwert verglichen, der so eingestellt ist, daß
er dem Zeitintervall entspricht, über welches der COD-Über
gangszählwert erfolgt ist. Falls der Zählwert den Schwellwert
überschreitet, wird der Wert, der intern an einem Speicherplatz
COD-Verstärkung gespeichert ist, vermindert. Übersteigt
der Wert nicht den Schwellwert, dann wird der Wert
am Speicherplatz COD-Verstärkung vergrößert, bis er bei seinem
Maximalwert von 1-1LSB liegt. Der Wert am Speicherplatz
COD-Verstärkung, welcher sich bei dem System für Farbübersteuerung
ergibt, ist damit immer kleiner als 1.
Beim Schritt 1n wird der Wert am Speicherplatz PIXSAT mul
tipliziert mit dem Wert am Speicherplatz COD-Verstärkung,
um den in einem Speicherplatz Vorverstärkung gespeicherten
Wert zu erhalten. Der Wert Vorverstärkung wird dann mit
1/2 verglichen: Ist er größer oder gleich 1/2, dann erhält
der Inhalt eines Speicherplatzes für eine alte Fehleranzeige
den Inhalt eines Speicherplatzes für eine Fehleranzeige,
und diese erhält den Wert 1. Wenn die Fehleranzeige
1 ist, dann verschieben die 6-dB-Verstärkungs-Schieberegister
die Signal I und Q um eine Bitstelle nach links,
und damit ergibt sich eine Verstärkung von +6 dB. Hat die
Fehleranzeige den Wert 0, dann verschieben die +6-dB-Schieberegister
die Signale I und Q nicht, und dies ist der Zustand,
wo die Vorverstärkung weniger als 1/2 ist. Im letztgenannten
Fall, wenn also die Vorverstärkung geringer als
1/2 ist, dann wird sie verdoppelt zum endgültigen Vorver
stärkungswert. Entweder die Verdopplung der Vorverstärkung
im Schritt 1r die Einstellung des +6-dB-Schieberegisters
für Fehleranzeige im Schritt 1q kompensiert die
Halbierung des SAT-Verstärkungsbereiches im Schritt 1e.
Der endgültige Wert für die Vorverstärkung ist immer kleiner
als 1. Das Programm ver
läßt nun die erste Folge und
tritt in die Folge 2 für die automatische Farbverstärkungsregelung
ein, die in Fig. 6 veranschaulicht ist.
Die Folge 2 nach Fig. 6 bezieht sich auf eine Farbsynchronsignal-
Abtastschaltung mit offener Schleife, bei welcher
das Farbsynchronsignal abgetastet wird, ehe sein Pegel
durch das Farbverstärkungsregelsystem verändert worden ist.
Im Schritt 2a wird der vom Farbsynchronsignalabtaster erhaltene
Mittelwert des Farbsynchronsignals in einem Speicherplatz
BA gespeichert. Wie oben beschrieben wurde, hat
BA einen Nominalwert von 1. BA wird zuerst untersucht, um
zu sehen, ob es kleiner ist als der zuvor erhaltene Wert
von BA, der in einem mit VERGANGENES BA bezeichneten Speicherplatz
abgespeichert ist (wie nachstehend noch erläutert
wird) abzüglich des Wertes von 3 niedrigststelligen Bits
(0.00000011₂). Ist BA nicht kleiner als dieser Wert, dann
wird es daraufhin untersucht, ob es größer als das VERGANGENE
BA plus dem Wert von 3 niedrigststelligen Bits ist.
Ist dies nicht der Fall, dann hat sich der Mittelwert des
Farbsynchronsignals nicht nennenswert seit dem letzten Abtastintervall
verändert, und die Verstärkung für die automatische
Farbregelung braucht nicht neu berechnet zu werden.
Der vorhandene Wert der Verstärkung bleibt also ungeändert,
und das Programm verläßt die zweite Folge und geht zur
Folge 3 über. Hat sich BA um mehr als den Wert von 3 nie
drigststelligen Bits geändert, dann schreitet das Programm
zum Schritt 2d fort, in welchem der Speicherplatz VERGANGENES
BA den im Speicherplatz BA enthaltenen Wert erhält,
und der Grobverstärkungsindikator an einem mit CG
bezeichneten Speicherplatz erhält den Wert 0.
Beim nächsten Schritt 2e wird BA daraufhin überprüft, ob
es seinen Maximalwert von 2-2LSB übersteigt. Ist dies der
Fall, dann wird BA auf 2-2LSB gebracht. Dieser Wert von BA
führt zu einer automatischen Farbregelverstärkung von etwa
1/2, und dies ist die maximale Dämpfung, die dem Farbsignal
durch den Verstärkungsfaktor der automatischen Farbregelschaltung
erteilt werden kann. Ist BA kleiner als der Maximalwert,
dann wird im Schritt 2g geprüft, ob BA kleiner als
oder gleich 1/2 ist. Ist dies nicht der Fall, dann springt
das Programm auf den Schritt 2s. Ist BA kleiner als oder
gleich 1/2, dann wird der Wert in BA verdoppelt, und der
Wert in CG ist um 1 erhöht, so daß das Grobverstärkungs-
Schieberegister eine Verstärkung von 6 dB ergibt, was der
Verdopplung von BA begegnet. Der neue Wert von BA wird
wiederum mit 1/2 verglichen, und wenn er nicht kleiner oder
gleich 1/2 ist, dann springt die Folge zum Schritt 2s. Ist
BA noch kleiner als oder gleich 1/2, dann wird der Wert in
BA nochmals verdoppelt, und der Wert in CG wird um 1 vergrößert,
und damit liefert das Grobverstärkungs-Schieberegister
eine Verstärkung von 12 dB. Der neue BA-Wert wird
im Schritt 2l wiederum mit 1/2 verglichen. Ist er größer
als 1/2, dann springt die Folge zum Schritt 2s. Ist BA
kleiner als oder gleich 1/2, dann wird es daraufhin überprüft,
ob es kleiner als 1/4 ist. Ist dies der Fall, dann
liegt das Farbsignal mindestens um 24 dB unterhalb seinem
Nominalwert, und die Farbsperre wird aktiviert, und die
Folge verläßt das Hauptprogramm M. Ist es nicht kleiner
als 1/4, dann wird BA auf einen Wert 1/2+1LSB gebracht,
was zu einer maximalen Farbregelverstärkung von etwa 18 dB
führt. Schließlich wird der Wert an einem Platz automatischer
Farbregelverstärkung erzeugt durch Invertierung von
BA im Schritt 2s. Das Programm verläßt dann die Folge 3
in Fig. 7.
In der Folge 3 nach Fig. 7 werden die zuvor berechneten
Werte für die Vorverstärkung und die Farbregelverstärkung
benutzt, um eine Tabelle für den RAM-Speicher 32 aufzustellen.
Im Schritt 3a wird ein Platz, welcher das Verstärkungsprodukt GP
beinhaltet, als Produkt aus Vorverstärkung und Farb
regelverstärkung berechnet. GP liegt in einem Bereich von
0 bis 2-1LSB, also kleiner als 2. Im Schritt 3b wird GP
überprüft, ob es kleiner ist als der vorige Wert von GP,
der in einem Platz ALTES GP enthalten ist, abzüglich des
Wertes von 3 LSB. Ist dies nicht der Fall, dann wird GP
im Schritt 3c daraufhin überprüft, ob es größer als das
ALTE GP plus der Wert von 3 LSB ist. Ist dies nicht der
Fall, dann hat sich GP nicht nennenswert von der vorangegangenen
Aufstellung der RAM-Tabelle unterschieden, und es
braucht keine neue Tabelle berechnet zu werden. Um dies anzudeuten,
erhält ein mit REMOK bezeichneter Platz den Wert
1, und die Hauptprogrammfolge M wird verlassen. Hat sich
der Wert GP verändert, dann erhält der Platz ALTES GP den
Wert in GP, und die Folge geht zum Schritt 3e über.
Im Schritt 3e wird GP daraufhin überprüft, ob es größer als
oder gleich 1 ist. Ist dies der Fall, dann wird der Wert in
GP im Schritt 3f verringert. Der ganzzahlige Teil (des ur
sprünglichen Wertes GP) wird im Feinstverstärkungsblock 30
erhalten durch direkte Kopplung des Farbsignals zu einem
Eingang der Addierschaltung 36, und der Bruchteil wird vom
Ausgangssignal des RAM-Speichers 32 erhalten. Die Folge
geht dann zum Schritt 3h über.
Ist GP kleiner als 1, dann erhält der Platz GP den Wert
von (1-GP), einem negativen Bruchteil, und es wird eine
negative Fehleranzeige eingestellt. Im Feinverstärkerblock
30 läßt der RAM-Speicher 32 negative Bruchteilswerte entstehen,
die bei Summierung mit dem direkt gekoppelten Farbsignal
im Addierer 36 Farbsignale liefert, die durch einen
positiven Bruchteilsverstärkungsfaktor abgewandelt sind.
Die Folge geht dann zum Schritt 3h über.
Die folgenden Schritte führen zu einer RAM-Tabelle für
einen RAM-Speicher mit 256-auf-n Bit. Im Schritt 3h erhalten
die mit BRUCHTEIL und GANZE ZAHL bezeichneten
Plätze die Werte 0, ein positiver Adressenzählerplatz PAC
erhält den Wert 0, ein negativer Adressenzählerplatz NAC
erhält den Wert 256, und ein mit LC, Schleifenzähler, bezeichneter
Platz erhält den Wert 128. Im nächsten Schritt
3j wird PAC um 1 erhöht und NAC um 1 erniedrigt. Im
Schritt 3k wird der BRUCHTEIL durch den Wert GP erhöht,
dann wird der Ausdruck BRUCHTEIl im Schritt 3l daraufhin
überprüft, ob er 1 ist oder größer. Ist er es nicht, dann
wird im Schritt 3q der Wert GANZZAHLIG an die PAC-Adresse
des Puffers 34 geschrieben, und sein Zweier-Komplement
+1, wird an den NAC-Pufferplatz eingeschrieben.
(Wo den Wert von x Binär darstellt, wobei jedes Bit invertiert
ist. Wenn beispielsweise x=011 ist, dann ist =100.
Eine negative Binärzahl wird im Zweier-Komplement dargestellt.)
Ist der BRUCHTEIL größer als oder gleich 1, dann
wird der Wert GANZZAHLIG um 1 erhöht, wenn die NEGATIVE
FEHLERANZEIGE nicht eingestellt ist, und um 1 erniedrigt,
wenn die NEGATIVE FEHLERANZEIGE eingestellt ist (Schritte
3m, 3n, 3p). Der neue Wert von GANZZAHLIG wird dann in
den Speicher 34 an der PAC-Adressenstelle eingegeben, und
+1 wird in den NAC-Speicherplatz im Schritt 3q
eingegeben. Das höchststellige Bit (MSB) des BRUCHTEILS
wird dann auf 0 eingestellt, da es dasjenige Bit ist, welches
anzeigt, daß der BRUCHTEIL größer als oder gleich 1
ist. Der Inhalt dieses Schleifenzählers LC wird um 1 erniedrigt
und daraufhin überprüft, ob er 0 ist, was angibt,
daß die gesamte Tabelle eingespeichert ist (Schritt 3r).
Ist LC nicht 0, dann kehrt die Folge zum Schritt 3j
(Schritt 3s) zurück; ist LC 0, dann wird ein 0-Wert in den
Speicheradressenplatz 0 eingegeben, die NEGATIVE FEHLERANZEIGE
wird gelöscht (Schritt 3t), und das Programm geht
zum Hauptprogramm M über.
Man kann sehen, daß die oben erläuterte Folge den Pufferspeicher 34
vom Mittelwert 0 des Zweier-Komplement-Zahlensystems
in aufsteigender und absteigender Richtung lädt.
Wenn beispielsweise GP gleich 0,67 ist, dann ist der BRUCHTEIL
während der ersten Programmschleife gleich 0,67. Während
dieser ersten Schleife werden in die Pufferadressen
speicherplätze 1 und -1 GANZZAHLEN-Werte vom Wert 9 eingeschrieben.
Während der zweiten Schleife wird der BRUCHTEIL
um 0,67 vergrößert zum neuen Wert von 1,34. Wenn die
NEGATIVE FEHLERANZEIGE nicht eingestellt ist, dann wird
ein GANZZAHLEN-Wert von 1 in den Pufferadressenspeicherplatz 2
eingegeben, und ein Wert +1 der Größe -1
wird in den Pufferadressenspeicherplatz -2 eingegeben. Der
BRUCHTEIL wird dann auf 0,34 abgebrochen. Während der dritten
Schleife wird der BRUCHTEIl um 0,67 auf 1,01 vergrößert.
Der Wert GANZZAHLIG wird dann um 2 vergrößert und in den
Pufferadressenspeicherplatz 3 eingegeben, und der Wert
+1 wird mit der Größe -2 in den Pufferadressenspeicherplatz
-3 eingegeben. Der BRUCHTEIL wird dann auf
0,01 abgebrochen. Während der vierten Schleife wird der
BRUCHTEIL um 0,68 vergrößert und der Wert GANZZAHLIG bleibt
unverändert. Ein Wert GANZZAHLIG von 2 wird in den Puffer
adressenspeicherplatz 4 eingegeben und ein Wert +1
von der Größe -2 wird in den Pufferadressenspeicherplatz -4
eingegeben. Die Folge wird in dieser Weise fortgesetzt, bis
alle Pufferspeicherplätze belegt sind, und endet mit der
Eingabe eines Wertes 0 in den Pufferadressenspeicherplatz 0.
Wenn der Pufferspeicher gefüllt ist, wird das in Fig. 8 gezeigte
Hauptprogramm durchgeführt zur Einstellung der Verstärkung
des Systems. Das Hauptprogramm prüft zuerst im
Schritt 8a, ob das Videosignal das Vertikalaustastintervall
erreicht hat, was beispielsweise durch einen Vertikalaustastimpuls
erkennbar ist. Die Systemsverstärkung soll nur
während des Vertikalaustastintervalls verändert werden, damit
die Betrachtung des Fernsehbildes nicht gestört wird.
Wenn das Vertikalaustastintervall erst einmal begonnen hat,
dann prüft das Programm im Schritt 8b, ob die Farbsperre
im Schritt 2n aktiviert war. War dies der Fall, dann wird
das Farbsignal im Schritt 8c auf 0 gebracht, und das Programm
geht zur Folge 1 über. In diesem Farbverstärkungs
regelsystem mit offener Schleife kann die Farbe an irgendeinem
Punkt im Signalweg nach dem Abnahmepunkt für den
Farbsynchronsignalabtaster 34 auf 0 gebracht werden. Wird
die Farbe nicht unterdrückt, dann prüft das Programm im
Schritt 8d, ob RAMOK gleich 1 ist. Ist dies der Fall, dann
braucht der RAM-Speicher 32 nicht neu geladen zu werden,
und die Folge geht zum Schritt 8f über. Ist RAMOK nicht
gleich 1, dann werden die Daten im Pufferspeicher im Schritt
8e zum RAM-Speicher 32 zurückübertragen. Nachdem der RAM-
Speicher 32 mit der neuen Datentabelle beschickt worden ist,
wird das 12-dB-Grobverstärkungs-Schieberegister 20 für die
durch den Wert von CG angegebene Anzahl von Verschiebungen
eingestellt: keine für CG=0, eine für CG=1 und zwei für
CG=2 (Schritt 8f). Im nächsten Schritt 8g werden die +6-dB-
Schieberegister 50 für eine Verschiebung nach links eingestellt,
wenn die Fehleranzeige gleich 1 ist, und für keine
Verschiebung, wenn sie 0 ist. Dann wird ein neuer COD-Bezugswert
berechnet durch Multiplizierung von PIXSAT mit
dem Sollbezugswert (der in Fig. 4 als +40 IRE-Einheiten dargestellt
ist) und im Platz COD REF gespeichert. Dadurch
wird verhindert, daß der Farbübersteuerungsdetektor einer
Verstärkung der Sättigung entgegenwirkt, die vom Benutzer
über den Sättigungseinsteller vorgenommen wird. Im Schritt 8j
wird der COD-Bezugswert zur Farbübersteuerungs-Bezugs
vergleichsschaltung 62 übertragen, und RAMOK wird auf
einen Wert 0 eingestellt. Das System ist dann wieder bereit
zur Verarbeitung des Farbsignals, und das Programm kehrt
zur Folge 1 zurück.
Es kann erwünscht sein, den Farbsynchronsignalabtaster 34
in eine geschlossene Schleife zu schalten, wie dies durch
die Verbindung des Farbsynchronsignalabtasters 24′ am Ausgang
des +6-dB-Schieberegisters 52 angedeutet ist. Diese
Verbindung kann zweckmäßig sein, weil an diesem Punkt ein
Farbsynchronsignal hohen Pegels entsteht, welches abgetastet
werden kann, um ein Phaseneinstellsignal beispielsweise
für das Abtastsignal des A/D-Konverters 10 zu erzeugen. Ist
der Farbsynchronsignalabtaster 24′ an den Ausgang des
Farbverstärkungsregelsystems angeschlossen, dann kann die
Folge gemäß Fig. 6 für die automatische Farbregelung mit
offener Schleife abgewandelt werden, wie es durch die geschlossene
Schleifenfolge in Fig. 10 gezeigt ist. Außerdem
muß die Farbsperre das Farbsignal an einem Punkt auf
0 bringen, welcher dem Abnahmepunkt für den Farbsynchronsignalabtaster
24′ folgt, beispielsweise gemäß Fig. 1 in
der Matrix 16.
Gemäß Fig. 10 wird der Mittelwert BA des Farbsynchronsignals
im Schritt 2a erhalten. Der Wert BA enthält im Falle der
geschlossenen Schleife sämtliche Verstärkungsfaktoren des
Farbverstärkungssystems, weil BA vom Ausgang des Systems
abgeleitet wird. Im nächsten Schritt 2t wird BA dividiert
durch den Wert der Vorverstärkung, um diesen Verstärkungsfaktor
herauszunehmen. Danach wird der Wert der alten Fehleranzeige
im Schritt 2u daraufhin überprüft, ob das Farbsynchronsignal
von dem +6-dB-Schieberegister 52 um 6 dB
erhöht worden war. War dies der Fall, dann wird BA im
Schritt 2v durch 2 dividiert. Der Farbsynchronsignalwert
BA ist nun ein Produkt des Farbsynchronsignals am Systemeingang
mit dem Verstärkungsfaktor der automatischen Farbregelschaltung.
In den folgenden Schritten 2b und 2c wird der Wert BA
daraufhin überprüft, ob er innerhalb von 3 Bit des Nominalwertes
von 1 für das Produkt aus Farbsynchronsignal und
Verstärkung des Farbregelsystems liegt. Ist dies der Fall,
dann springt das Signal zur Folge 3 (die bereits erörtert
wurde). Ist der Wert von BA erheblich unterschiedlich vom
Nominalwert, dann erhält ein mit VERGANGENES BA bezeichneter
Platz den Wert in BA, und BA wird durch den Ausdruck
automatische Farbregelverstärkung im Schritt 2d dividiert,
wodurch alle Verstärkungsfaktoren vom Wert BA mit Ausnahme
der Grobverstärkungs-Schieberegisterverstärkung eliminiert
werden. Im nächsten Schritt 2w wird BA durch die Funktion
(CG²/2)+(CG/2)+1 dividiert, um die Kopfverstärkungs-
Schieberegisterverstärkung
von BA zu eliminieren. Damit
ist die gesamte Systemverstärkung von BA eliminiert worden,
und nun kann die Farbregelverstärkung in den folgenden
Schritten 2e bis 2s berechnet werden, wie es für das System
mit offener Schleife nach Fig. 6 beschrieben worden ist.
Wenn der Farbsynchronsignalabtaster 24 in offener Schleife
geschaltet ist, dann ist im allgemeinen beim Beginn keine
Anfangsaktivierung der Systemgeräte notwendig, weil die
Farbsynchronsignalabtastung nicht durch das System erfolgt.
Ist jedoch der Farbsynchronsignalabtaster 24 in einer geschlossenen
Schleife geschaltet, dann ist eine Anfangsaktivierung
erforderlich. Dies kann durch die Einschaltung der
Stromversorgungsfolge gemäß Fig. 9 erfolgen, bei welcher
die Systemverstärkung auf 1 eingestellt wird, wenn der Fernsehempfänger
eingeschalet wird. In dieser Folge wird CG
auf 0 gestellt und dementsprechend das 12-dB-Grobverstärkungs-
Schieberegister 20 auf keine Verschiebung eingestellt,
entsprechend der Verstärkung 1. Der RAM-Speicher ist nur
mit Nullen geladen, so daß der Feinstverstärkungsblock 30
eine Verstärkung 1 bewirkt. Die +6-dB-Schieberegister 52
und 54 sind auf keine Verschiebung eingestellt und ergeben
somit ebenfalls die Verstärkung 1. Der COD-Vergleichsschaltung
60 wird der Nominalbezugswert zugeführt und die
interne COD-Verstärkung wird auf 1-1LSB eingestellt.
Schließlich ist die Farbregelverstärkung auf 1 eingestellt.
Das System mit geschlossener Schleife ist nun bereit, den
richtigen Wert für die Farbverstärkung zu berechnen.
Der Feinverstärkungsblock 30 gemäß Fig. 1 kann abgewandelt
werden, indem der RAM-Speicher 42 allein benutzt wird, um
bis zu 6 dB Verstärkung zu ergeben, so daß die Addierschaltung
36 entbehrlich wird. Da der Dynamikbereich des RAM-
Speichers daher von 0 bis zu einer Verstärkung von 1 verdoppelt
werden muß von 0 bis zu einer Verstärkung von 2,
muß der Wert an jedem RAM-Speicherplatz erhöht werden durch
Addition des jeweiligen Adressenwertes jedes RAM-Speicherplatzes
auf den Ganzzahlenwert, wenn die jeweiligen Werte
für die RAM-Tabelle in der Folge 3 berechnet werden. Die
Verwendung des RAM-Speichers allein für den Feinverstärkungsblock
hat den Nachteil einer Halbierung des Dynamikbereiches
des Feinverstärkungsblocks 30, wenn ein RAM-Speicher
gleicher Größe benutzt wird. Der Dynamikbereich kann
nur beibehalten werden durch Verdopplung der Größe des RAM-
Speichers. Die Verwendung des Feinverstärkungsblocks 30
in Fig. 1 ist insofern vorteilhaft, als die Addierschaltung
36 Wörter mit N+1-Bit liefern kann, wenn dem Eingang des
Feinverstärkerblocks Wörter mit N-Bit zugeführt werden.
Außerdem ergibt die Verwendung der Addierschaltung 36 im
Feinverstärkungsblock eine größere Genauigkeit hinsichtlich
des niedrigstwertigen Bits, wenn die Kapazität des
RAM-Speichers 32 halbiert werden soll, weil der genaue
Wert des Farbsignals durch die Addierschaltung zum RAM-
Ausgangssignal hinzuaddiert wird. Bei einer solchen Anordnung
würde die Genauigkeit hinsichtlich des niedrigststelligen
Bits bei Verwendung des kleineren RAM-Speichers niedriger,
jedoch würde eine Genauigkeit von einem halben
niedrigststelligen Bit durch Addition des exakten Wertes
des Farbsignals zum RAM-Ausgangssignals zurückgewonnen werden.
Claims (4)
1. Farbsignal-Verstärkungsregelschaltung für einen Fernsehempfänger
mit einer Quelle digitaler Farbinformationssignale (C),
die eine Farbsynchronsignalkomponente enthalten,
einem Farbsignal-Verarbeitungskanal, dessem Eingang diese
Farbinformationssignale zugeführt werden und der einen Demodulator
(40) für sie zur Erzeugung digitaler Farbdifferenzsignale (I, Q)
enthält, mit einer Quelle (60, 72, 76) von Farbregelsignalen, die einen
Verstärkungs- oder Dämpfungspegel für die digitale Farbinformation
darstellen,
wobei die Verstärkungsregelschaltung eine aufgrund der digitalen Farbinformationssignale ein den Pegel der Farb synchronsignalkomponente darstellendes Signal erzeugende Schaltung (24) und eine durch dieses Signal und die Farbregelsignale steuerbare Schaltung (80) zur Berechnung der für die digitale Farbinformation erforderlichen Gesamtverstärkung und Erzeugung von dieser Gesamtverstärkung entsprechenden Verstärkungsregelsignalen enthält und
wobei im Verarbeitungskanal vor dem Demodulator (40) eine regelbare digitale Farbverstärkerschaltung (20, 30) angeordnet ist, der eingangsseitig die digitalen Farbinformationssignale zugeführt werden und an deren Regeleingang von der Berechnungsschaltung (80) die Verstärkungsregelsignale zur Einstellung der Verstärkung der dem Demodulator zugeführten Farbinformationssignale gelegt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verarbeitungskanal dem Demodulator (40) zusätzlich eine durch die Verstärkungsregelsignale regelbare digitale Farbverstärkerschaltung (50) für die Farb differenzsignale nachgeschaltet ist und
daß die Berechnungsschaltung (80) ausschließlich den durch Verschiebungen in Schieberegistern bewirkten Anteil der Gesamtverstärkung zwischen der dem Demodulator vorangehenden Farbverstärkerschaltung (20, 30) und der auf den Demodulator folgenden zusätzlichen Farbverstärkerschaltung (50) aufteilt.
wobei die Verstärkungsregelschaltung eine aufgrund der digitalen Farbinformationssignale ein den Pegel der Farb synchronsignalkomponente darstellendes Signal erzeugende Schaltung (24) und eine durch dieses Signal und die Farbregelsignale steuerbare Schaltung (80) zur Berechnung der für die digitale Farbinformation erforderlichen Gesamtverstärkung und Erzeugung von dieser Gesamtverstärkung entsprechenden Verstärkungsregelsignalen enthält und
wobei im Verarbeitungskanal vor dem Demodulator (40) eine regelbare digitale Farbverstärkerschaltung (20, 30) angeordnet ist, der eingangsseitig die digitalen Farbinformationssignale zugeführt werden und an deren Regeleingang von der Berechnungsschaltung (80) die Verstärkungsregelsignale zur Einstellung der Verstärkung der dem Demodulator zugeführten Farbinformationssignale gelegt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verarbeitungskanal dem Demodulator (40) zusätzlich eine durch die Verstärkungsregelsignale regelbare digitale Farbverstärkerschaltung (50) für die Farb differenzsignale nachgeschaltet ist und
daß die Berechnungsschaltung (80) ausschließlich den durch Verschiebungen in Schieberegistern bewirkten Anteil der Gesamtverstärkung zwischen der dem Demodulator vorangehenden Farbverstärkerschaltung (20, 30) und der auf den Demodulator folgenden zusätzlichen Farbverstärkerschaltung (50) aufteilt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungsschaltung (80) einen Mikroprozessor aufweist und die Quelle der Farbregelsignale einen vom Benutzer betätigbaren Farbsättigungsregler (76) aufweist und
daß eines der Farbdifferenzsignale (I) einem Eingang eines Farbüberlastdetektors (60) zur Feststellung von einen vorbestimmten Schwellwert überschreitenden Signalpegeln zugeführt wird, der dann ein diesen Zustand anzeigendes Farbüberlastsignal liefert, aufgrund dessen die Berechnungsschaltung die erforderliche Gesamtverstärkung berechnet.
daß die Berechnungsschaltung (80) einen Mikroprozessor aufweist und die Quelle der Farbregelsignale einen vom Benutzer betätigbaren Farbsättigungsregler (76) aufweist und
daß eines der Farbdifferenzsignale (I) einem Eingang eines Farbüberlastdetektors (60) zur Feststellung von einen vorbestimmten Schwellwert überschreitenden Signalpegeln zugeführt wird, der dann ein diesen Zustand anzeigendes Farbüberlastsignal liefert, aufgrund dessen die Berechnungsschaltung die erforderliche Gesamtverstärkung berechnet.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Demodulator (40) vorangehende Farbverstärkerschaltung (20, 30) ein Schieberegister (20), dem die digitalen Farbinformationssignale zugeführt werden, zur Verschiebung ihrer jeweiligen Bit-Stellen im Sinne einer Verstärkung oder Dämpfung in Schritten, die Vielfache von 6 dB sind, sowie eine an den Ausgang des Schieberegisters angeschlossene Fein stufenverstärkerschaltung (30) zur Verstärkung oder Dämpfung der digitalen Farbinformationssignale um einen Verstärkungsfaktor, der gleich oder weniger als 6 dB ist, enthält und
daß diese Feinstufenverstärkerschaltung (30) einen RAM- Speicher (32), dessen Adresseneingang die Farbinformationssignale zugeführt werden und der Datenwörter enthält, die das Produkt der Farbinformationssignale mit einem Verstärkungsfaktor darstellen, und einen Addierer (36) aufweist, dessen erster Eingang an den Ausgang des RAM-Speichers angeschlossen ist, dessen zweitem Eingang die vom Schieberegister (20) gelieferten verstärkten oder gedämpften Farbinformationssignale zugeführt werden und der an seinem Ausgang die um einen Verstärkungsfaktor modifizierten digitalen Farbinformationssignale liefert.
daß die dem Demodulator (40) vorangehende Farbverstärkerschaltung (20, 30) ein Schieberegister (20), dem die digitalen Farbinformationssignale zugeführt werden, zur Verschiebung ihrer jeweiligen Bit-Stellen im Sinne einer Verstärkung oder Dämpfung in Schritten, die Vielfache von 6 dB sind, sowie eine an den Ausgang des Schieberegisters angeschlossene Fein stufenverstärkerschaltung (30) zur Verstärkung oder Dämpfung der digitalen Farbinformationssignale um einen Verstärkungsfaktor, der gleich oder weniger als 6 dB ist, enthält und
daß diese Feinstufenverstärkerschaltung (30) einen RAM- Speicher (32), dessen Adresseneingang die Farbinformationssignale zugeführt werden und der Datenwörter enthält, die das Produkt der Farbinformationssignale mit einem Verstärkungsfaktor darstellen, und einen Addierer (36) aufweist, dessen erster Eingang an den Ausgang des RAM-Speichers angeschlossen ist, dessen zweitem Eingang die vom Schieberegister (20) gelieferten verstärkten oder gedämpften Farbinformationssignale zugeführt werden und der an seinem Ausgang die um einen Verstärkungsfaktor modifizierten digitalen Farbinformationssignale liefert.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Ausgang des Schieberegisters (20) und den Eingang
der Feinstufenverstärkerschaltung (30) ein Filter (22)
zur Bandpaßfilterung der vom Schieberegister gelieferten verstärkten
oder gedämpften digitalen Farbinformationssignale
eingefügt ist.
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