DE3327247C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei digitalen Fernsehempfängern wird ein analoges Basisband­ videosignal abgetastet, und die Abtastwerte werden mit Hilfe eines A/D-Wandlers in entsprechende Digitalwerte umgewandelt, die in einem digitalen Kammfilter zu digitalen Abtastwerten verarbeitet werden, welche die Leuchtdichte- und Farbinforma­ tion getrennt darstellen. Diese digitalen Abtastwerte werden dann in entsprechenden Kanälen eines Digitalsignalverarbei­ tungsteils weiterverarbeitet, der Funktionen ausübt, die ähn­ lich denjenigen entsprechender analoger Leuchtdichte- und Farbkanäle sind, wie sie in konventionellen Fernsehempfängern anzutreffen sind.

D/A-Konverter wandeln digitale Abtastwerte, die durch Leucht­ dichte- und Farbkanal erzeugt werden, in Analogsignale um, welche das wiederzugebende Farbbild darstellen. Handelt es sich bei diesen Analogsignalen um die Signale Y, I und Q des NTSC-Farbsystems, dann werden sie zu Signalen R, G und B matriziert, welche zur Kathodenansteuerung einer Farbbild­ röhre benötigt werden.

Aus der DE-AS 27 35 094 ist ein Farbfernsehempfänger bekannt, der digitale Schaltungsteile zur Steuerung der Farb- oder Schwarzweißwiedergabe einzelner Zeilen oder des Gesamtbildes (Farbsperre) benutzt, während die Verarbeitung der Bild- und Farbsignale für die Wiedergabe jedoch in bekannter Weise analog erfolgt. Ferner ist es aus der US 41 83 046 bekannt, digitale Bild- oder Graphikdatensignale für die Bildschirm­ wiedergabe zunächst nach Intensitäts-, Farb- und Sättigungs­ daten separat zu speichern und dann die Sättigungs- und Farbdaten der drei Farben jeweils einem Eingang je eines multiplizierenden D/A-Konverters zuzuführen, der einen zwei­ ten Eingang für die Intensitätsdaten hat. Bei der D/A-Umwand­ lung erfolgt eine Multiplizierung der jeweiligen Eingangs­ signale, so daß am Ausgang drei analoge Farbsignale für die Ansteuerung der Bildröhre zur Verfügung stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungsmaßnahmen anzugeben, die eine einfachere und wirkungsvollere Durchfüh­ rung von Funktionen wie Austastung oder Farbsperrung gestat­ ten, ohne daß dazu in die Bildröhren-Treiberschaltung einge­ griffen werden müßte.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird ein Digital/Analog-Konverter (kurz als D/A-Konverter bezeichnet) verwendet, dessen Ausgänge mit Hilfe eines Steuersignals auf vorbestimmte Spannungspegel eingestellt werden können. Mit einem solchen D/A-Konverter können Funktionen wie Austastung oder Farbsperrung, die früher durch Analogschaltungen durchgeführt wurden, nunmehr unmittelbar durch die Digitalsignalverarbeitungsschaltung vorgenommen werden, ohne daß zusätzliche Verdrahtungen not­ wendig würden, etwa in der Bildröhren-Treiberschaltung, die vom Signalverarbeitungsteil des Fernsehempfängers dann ge­ trennt angeordnet werden kann.

Gemäß speziell einem Aspekt der Erfindung werden digitale Abtastwerte, welche Bildinformation darstellen, einem D/A- Konverter zugeführt, welcher daraufhin ein analoges Ausgangs­ signal liefert. Unter Steuerung durch dieses analoge Ausgangs­ signal liefert eine Treiberschaltung geeignete Treibersignale für eine entsprechende Elektrode der Bildröhre für die Wieder­ gabe eines Bildes. Ein Signalgenerator erzeugt ein Steuer­ signal, welches dem D/A-Konverter zugeführt wird, um das analoge Ausgangssignal auf einem vorbestimmten Pegel ent­ stehen zu lassen.

Fig. 1 zeigt einen Fernsehempfänger mit digitaler Signal­ verarbeitungsschaltung, die erfindungsgemäß eine Steuermög­ lichkeit für das analoge Ausgangssignal zu Austastzwecken aufweist;

Fig. 2 veranschaulicht eine spezielle Ausführungsform des Digital/Analog-Konverters nach Fig. 1 und

Fig. 3 veranschaulicht einen Teil der Digitalsignalverar­ beitungsschaltung nach Fig. 1, welcher erfindungsgemaß eine Steuermöglichkeit für das Analogsignal zum Zwecke der Farb­ sperrung aufweist.

Gemäß Fig. 1 wird ein Fernsehsignal von einer Antenne 21 empfangen und einem Tuner 22, einer Zwischenfrequenz-Verar­ beitungsschaltung 23 und einem Videodetektor 24 verarbeitet, um in üblicher Weise ein Videosignalgemisch am Ausgang des Videodetektors 24 zu liefern. Das analoge Videosignalge­ misch wird einem Eingang eines A/D-Konverters 25 zugeführt, welcher das Videosignal mit einer Abtastrate von der vier­ fachen Farbträgerfrequenz (4f_sc) abtastet und Digitalabtast­ werte des Videosignals erzeugt. Jeder digitale Abtastwert kann beispielsweise ein 8-Bit-Wort umfassen. Das analoge Videosignal wird daher auf einen von 256 diskreten Pegeln quantisiert. Das Abtasttaktsignal der Frequenz 4f_sc für den A/D-Konverter 25 wird von einem Taktgenerator 27 erzeugt, so daß der A/D-Konverter das analoge Videosignal im wesent­ lichen phasen- und frequenzsynchron mit dem im Videosignal enthaltenen Farbsynchronsignal abtastet.

Das vom Videodetektor 24 gelieferte Videosignal wird einer Synchronsignaltrennschaltung 28 zur Erzeugung von Horizon­ tal- und Vertikalsynchronimpulsen zugeführt, welche über Signalleitungen H bzw. V auf eine Ablenkschaltung 33 ge­ geben werden, die Horizontal- und Vertikalablenksignale für Ablenkwicklungen 34 einer Farbbildröhre 35 liefert.

Das vom A/D-Konverter 25 erzeugte digitalisierte Video­ signal gelangt zu einem Eingang eines digitalen Kammfilters 26, welches mit der Frequenz 4f_sc getaktet wird. Es erzeugt ein separiertes digitales Leuchtdichtesignal, das über eine Datenleitung zu einer Leuchtdichtesignalverarbeitungs­ schaltung 32 gelangt. Diese verarbeitet das digitalisierte Leuchtdichtesignal entsprechend verschiedenen Steuersignal­ eingängen, wie etwa einem in Fig. 1 nicht dargestellten handbetätigbaren Kontrastregler, und erzeugt ein verarbei­ tetes Leuchtdichtesignal, welches den Eingängen eines D/A- Konverters 40c zugeführt wird. Das Leuchtdichtesignal am Ausgang des D/A-Konverters 40c, welches nun wieder ein Analogsignal ist, wird durch ein Tiefpaßfilter 41c zur Ent­ fernung der abtastfrequenten Komponenten gefiltert, und ein verarbeitetes Leuchtdichtesignal Y′ wird einem Eingang einer Bildröhrentreiberstufe 44 zugeführt.

Das Kammfilter 26 liefert auch ein separates digitales Farb­ signal, welches dem Eingang einer Farbsignalverarbeitungs­ schaltung 31 zugeführt wird. Diese kann einen in Fig. 1 nicht veranschaulichten Farbverstärker enthalten, welcher das Farbsignal in Abhängigkeit von von Hand einstellbaren Farbsättigungsregelsignalen und einer digitalen Farban­ hebung, die ebenfalls in Fig. 1 nicht gezeigt ist, und den Frequenzgang des Farbsignals zur Kompensierung jeglicher unerwünschter Frequenzgänge der Zwischenfrequenz-Verstär­ kerschaltung 23 verstärkt.

Die verarbeiteten Farbsignale werden dann einem I-Q-Demodu­ lator 36 zugeführt, dessen Betrieb durch S- und Q-Taktsigna­ le vom Taktgenerator 27 synchronisiert ist und der das Farb­ signal in digitale Farbmischsignalkomponenten S und Q in das Basisband demoduliert. Das demodulierte Signal I gelangt zum Eingang eines FSR-Filters 37 (finite impulse response filter) und das demodulierte Signal Q gelangt zum Eingang eines anderen FIR-Filters 38. Die Durchlaßbandbreite des I-Filters 37 reicht von 0 bis etwa 1,5 MHz, diejenige des Q-Filters von 0 bis 0,5 MHz. Das I- und das Q-Filter entfernen hochfrequentes Rauschen, welches in den Farb­ signalen wegen der relativ großen Bandbreite der vorangehen­ den Schaltungen in den I- und Q-Signalverarbeitungskanälen enthalten sein kann.

Die gefilterten digitalen Signale I und Q werden von D/A- Konvertern 40a bzw. 40b in Analogsignale umgewandelt, die dann durch Tiefpaßfilter 41a und 41b zur Entfernung abtast­ frequenter Komponenten gefiltert werden. Die resultierenden Signale I′ und Q′ gelangen dann zu entsprechenden Eingangs­ anschlüssen der Treiberstufe 44. Die Betriebsweise der so­ weit beschriebenen Digitalsignalverarbeitungsschaltung ist in weiteren Einzelheiten in der US-PS 44- 63 371 be­ schrieben.

Die Treiberstufe 44 enthält eine analoge Farbmischschaltung 39 üblicher Bauart, welcher die analogen Signale I′, Q′ und Y′ über entsprechende Puffer 42a bis 43c zugeführt werden und welche die üblichen Signale R, G, B zur Darstellung der roten, grünen und blauen Bildinformation erzeugt. Diese Signale werden durch Treiberverstärker 43 verstärkt und dann den verschiedenen Kathoden der Bildwiedergaberöhre 35 für die Wiedergabe der im Videosignalgemisch enthaltenen Farb­ bildinformation zugeführt.

Ein Merkmal der Erfindung besteht in einem D/A-Konverter, dessen Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Steuer­ signal auf einen vorbestimmten Pegel eingestellt werden kann. Diese Möglichkeit gestattet beispielsweise eine Horizontal- und Vertikaldunkeltastung des Bildschirms der Farbbildröhre 35 unter Verwendung von Digitaltechniken anstatt der übli­ chen Technik der Zuführung eines analogen Eingangssignals zur Treiberstufe 44.

Wie Fig. 1 zeigt, erzeugt die Synchronsignaltrennschal­ tung 28 ein Synchronsignalgemisch, welches einem Austast­ impulsgenerator 29 zugeführt wird, der auf einer Signal­ leitung BL Austastimpulse erzeugt, deren Dauer gleich den Horizontal- und Vertikalaustastintervallen ist.

Die Austastimpulse auf der Signalleitung BL werden jeweils durch Impulsverzögerungsschaltungen 30a, 30b und 30c auf Rückstelleingänge entsprechender D/A-Konverter 40a, 40b, 40c gegeben. Bei Auftreten der negativ gerichteten Flanke der Austastimpulse an ihren Rücksetzanschlüssen erzeugen die D/A-Konverter 40a, 40b und 40c an ihren Ausgängen für die Dauer des Impulses Ausgangsspannungen mit vorbestimmten Pegeln. Wenn beispielsweise der Ausgangsbereich des D/A- Konverters zwischen 0 Volt und -1 Volt liegt, dann führt ein Rückstellen des D/A-Konverters dazu, daß die Ausgangs­ spannung beispielsweise auf dem 0-Volt-Pegel gehalten wird.

Wenn die Ausgangspegel der drei D/A-Konverter 40a, 40b, 40c während der Horizontal- und Vertikalaustastintervalle bei 0 Volt gehalten werden, dann sind auch die Analogsignale I′, Q′ und Y′ auf den 0-Volt-Pegel eingestellt. Die Pufferstufen 42a, 42b, 42c sind so bemessen, daß jede bei einem Eingangs­ signal von 0 Volt und geeigneter Pegelverschiebung und In­ vertierung Spannungen auf den Signalleitungen R, G und B erzeugt, welche die Treiberverstärker in der Treiberver­ stärkerschaltung 43 sperrt, so daß auch an den Kathoden der Farbbildröhre 35 Sperrsignale entstehen. Diese Sperrung der Kathoden bewirkt für die Dauer des Horizontal- oder Verti­ kalaustastintervalls eine Dunkelsteuerung des Bildschirms.

Diese erfindungsgemäße Austastung ist insofern von Vorteil, als es wünschenswert sein kann, nahe dem Ende der digitalen Signalverarbeitungskette eine Austastung vorzusehen, anstatt zu deren Beginn, wie etwa in der Nähe des A/D-Konverters 25. Wenn die Austastinformation frühzeitig in der Signalverar­ beitungskette in die digitalen Leuchtdichte- und Farbsignale eingeführt wird, dann können bei der nachfolgenden Signal­ verarbeitung diese Digitalsignale so verfälscht werden, daß sie nicht die richtigen Austastpegel für die Analog­ signale Y′, Q′ und I′ ergeben.

Es sind Verzögerungsschaltungen 30a bis 30c vorgesehen, welche die Austastsignalpegel im wesentlichen gleichzeitig auf den Ausgangsleitungen für I′, Q′ und Y′ entstehen las­ sen. Da die Leuchtdichte- und Farbmischinformation I, Q und Y in unterschiedlichen Datenkanälen verarbeitet wird, unter­ scheiden sich die durch die Verarbeitung in den verschiede­ nen Kanälen bedingten Verzögerungen für die Informationen I, Q und Y. Da weiterhin die Bandbreite für die Signale I′, Q′ und Y′ sich von etwa 4,5 MHz für das Signal Y′ bis etwa 0,5 MHz für das Signal Q′ unterscheidet, sind auch die durch die Tiefpaßfilter 41a bis 41c bedingten Gruppenver­ zögerungen unterschiedlich. Die Verzögerungsleitungen 30a bis 30c sind so bemessen, daß sie all diesen Verzögerungen Rechnung tragen, so daß der Austastabschnitt in den Aus­ gangssignalen I′, Q′ und Y′ im wesentlichen gleichzeitig beginnt.

Ein Beispiel für einen rückstellbaren D/A-Konverter, wel­ cher im Sinne der Erfindung verwendbar ist, ist ein D/A- Konverter für zehn Eingangsbit der TRW Corporation, Redondo Beach, Kalifornien, nämlich das Modell TDC 1016J. Beim TTL-Eingangsbetrieb läßt sich dieser D/A-Konverter so ver­ wenden, daß der Anschluß 11 in seiner Funktion dem Rücksetz­ eingangsanschluß gemäß Fig. 1 entspricht.

Alternativ kann der D/A-Konverter 400 gemäß Fig. 2 für jeg­ lichen der D/A-Konverter 40a bis 40c in Fig. 1 benutzt wer­ den. Der D/A-Konverter 400 ist ein 8-Bit-Konverter, weil die digitale Signalverarbeitungsschaltung gemäß Fig. 1 keine feinere Quantisierung des Videosignalgemisches als 256 Pegel benötigt. Um das Signal/Rausch-Verhältnis hochzu­ halten, läßt man den D/A-Konverter 400 im Null-Haltebetrieb arbeiten, indem acht Daten-Flip-Flops 50 verwendet werden. Jedes der Eingangsbits 2 ⁰ bis 2 ⁷ des entsprechenden Digital­ ausgangsabtastwertes gelangt zu einem entsprechenden D-Ein­ gangsanschluß jeweils eines dieser D-Flip-Flops 50. Die 8-Bit-Daten werden nach Zuführung eines Taktimpulses vom Taktgenerator 27 gemäß Fig. 1 über eine Taktsignalleitung, die mit jedem der Taktsignaleingänge der Flipflops verbun­ den ist, in die D-Flipflops eingegeben. Die Q-Ausgänge der Flipflops 50, welche die empfangenen Daten darstellen, wer­ den auf jeweils eine von acht geschalteten Stromquellen 51 gekoppelt, deren Ausgänge zu einer Summierschaltung 52, wie etwa einer üblichen R2R-Leiter, geführt, die eine analoge Ausgangsspannung liefert, deren Wert von dem digitalisier­ ten Signalpegel abhängt, welcher durch die acht Bit 2 ⁰ bis 2 ⁷ dargestellt wird.

Die negativ gerichteten Horizontal- und Vertikalaustast­ impulse werden nach geeigneter Verzögerung über eine Rück­ stelleitung (Fig. 2) auf die Rückstelleingänge R der D- Flipflops 50 gegeben, so daß an jedem der Q-Ausgänge der logische Ausgangszustand 0 herrscht. Dann liefert die Lei­ terschaltung 52 an ihrem Ausgang eine analoge Ausgangsspan­ nung von praktisch 0. Die analoge Ausgangsspannung 0 des D/A-Konverters 400 ergibt Spannungen I′, Q′, Y′ von 0 an den Ausgängen der Tiefpaßfilter 41a bis 41c.

Im D/A-Konverter 400 nach Fig. 2 können auch andere Typen von D-Flipflops verwendet werden, beispielsweise können D-Flipflops mit Ausgangsaktivierungsanschlüssen anstatt mit Rücksetzanschlüssen verwendet werden. Die Austastimpulse werden dann den Ausgangsaktivierungsanschlüssen zugeführt, um die Q-Ausgänge während des Austastimpulsintervalls auf einem niedrigen Wert zu halten.

Fig. 3 veranschaulicht einen Teil der Schaltung nach Fig. 1, welche dann verwendet wird, wenn bei Benutzung eines rück­ stellbaren D/A-Konverters für eine Farbsperrmöglichkeit ge­ sorgt werden soll. In gleicher Weise in den Fig. 1 und 3 bezeichnete Elemente üben dieselbe Funktion aus. In Fig. 3 ist die Austastsignalleitung BL unmittelbar mit der Ver­ zögerungsschaltung 30c verbunden, welche zwischen dem Aus­ tastgenerator 29 und dem Rücksetzeingang R des D/A-Konver­ ters 40c des Leuchtdichtekanals liegt. Die Austastleitung BL ist auch unmittelbar an einen Eingangsanschluß eines UND- Tores 45 angeschlossen, dessen anderem Eingang ein Farb­ sperrsignal K von einer üblichen Analogschaltung oder von der Farbsperrschaltung des Digitalverarbeitungsteils des Fernsehers zugeführt wird. In einem Digitalsignalverarbei­ tungssystem kann das Farbsperrsignal K in der Leuchtdichte­ signalverarbeitungsschaltung 31 gemäß Fig. 1 in der Weise abgeleitet werden, wie es im einzelnen in der US-PS 44 47 826 beschrieben ist. Das Farbsperrsignal K bleibt so lange in seinem niedrigen Zustand, wie nur die Leuchtdichteinformation wiedergegeben werden soll.

Der Ausgangsanschluß des UND-Tores 45 ist über Impulsver­ zögerungsschaltungen 30a und 30b mit entsprechenden Rücksetzanschlüssen R des D/A-Konver­ ters 40a für das Signal I und des D/A-Konverters 40b für das Signal Q angeschlossen. Beim Auftreten des negativ gerichteten Farbsperrsignals K nimmt daher′ das Ausgangs­ signal des UND-Tores 45 einen niedrigen Wert an und führt zum Rücksetzen der D/A-Konverter 40a und 40b, so daß die Signale I′ und Q′ den Ausgangsspannungspegel 0 annehmen. Dann wird der Treiberstufe 44 nur die Leuchtdichteinforma­ tion zugeführt, und man erhält ein Schwarz-Weiß-Bild.

Claims (5)

1. Signalverarbeitungsschaltung zur Lieferung von Leucht­ dichte- und Farbinformation enthaltenden analogen Treiber­ signalen für die Ansteuerung verschiedener Elektroden einer Farbbildröhre zur Farbbildwiedergabe in einem Fernsehwieder­ gabegerät mit

• - einer A/D-Wandlerschaltung (25) zur Erzeugung mehrerer Signalbitgruppen, welche ein Farbbildinformations-Eingangs­ signal darstellen,
• - je einer Leuchtdichte- bzw. Farbsignalverarbeitungsschaltung (32 bzw. 31), die aufgrund dieser Signalbitgruppen jeweils eine Mehrzahl von Leuchtdichte- bzw. Farbsignalbitgruppen erzeugt, welche die in der Farbbildinformation enthaltene Leuchtdichte- bzw. Farbinformation darstellt,
• - einer D/A-Wandlerschaltung (40a, b, c), die aus den von den Leuchtdichte- und Farbsignalverarbeitungsschaltungen (32, 31) erzeugten Signalbitgruppen eine Mehrzahl von Leucht­ dichte- und Farbinformation darstellenden Analogsignalen ableitet, und
• - einer Treiberstufe (44), die aus diesen Analogsignalen die Treibersignale für die Wiedergabe der Farbbildinforma­ tion erzeugt,

gekennzeichnet durch eine Steuersignalschaltung (29, 30, 45) zur selektiven Erzeugung eines Steuersignals für die D/A- Wandlerschaltung (40a, b, c), die aufgrund dieses Steuersignals die Analogsignale mit einem vorbestimmten Pegel liefert.

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, bei wel­ cher das Eingangssignal ein erstes Intervall, welches Farb­ bildinformation enthält, und ein zweites Intervall, in wel­ chem die Wiedergabe ausgeblendet wird, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal das Auftreten des zwei­ ten Intervalls anzeigt und die Mehrzahl von Analogsignalen während des zweiten Intervalls auf einen die Bildwiedergabe ausblendenden Pegel gebracht wird.

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, bei dem die Farbsignalverarbeitungsschaltung erste und zweite Bit­ gruppen liefert, welche eine erste bzw. zweite Farbmisch­ information darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die D/A- Wandlerschaltung (40a, b, c) entsprechend der ersten und zwei­ ten Farbmischinformation ein erstes und ein zweites analoges Farbmischausgangssignal liefert, die bei Erzeugung des Steuer­ signals auf einen Pegel gebracht werden, bei dem eine Wieder­ gabe nur der Leuchtdichteinformation erfolgt.

4. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die D/A-Wandlerschaltung (40a, b, c) ein drittes, nur der Leuchtdichteinformation entsprechendes Analogsignal liefert und daß die Steuersignalschaltung (29, 30, 45) eine Einrichtung (29) zur Erzeugung eines Austast­ signals enthält und bei dessen Auftreten die drei analogen Ausgangssignale auf einen die Bildwiedergabe ausblendenden Pegel bringt.