DE4015475A1

DE4015475A1 - Gradation compensation circuit for video signals - has differencing amplifier arrangement with facility to set operating point

Info

Publication number: DE4015475A1
Application number: DE19904015475
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Heister
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1991-11-21

Abstract

The video signal is applied to the base of an emitter follower transistor (TS1) with the output coupled via a resistor (R1) and capacitor (C1) to a differencing amplifier formed by a pair of transistors (TS2, TS3). The emitters are coupled together and are connected to a transistor (TS4) that serves as a constant current source. This connects with a resistor (R4) and a reference voltage generating diode (D). The combination of resistors (R1, R2, R3) fixes the operating point of the transistors (TS2, TS3) to provide the required non linear characteristic. USE/ADVANTAGE - Industrial and medical applications. Improved display quality by compensation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Gradations entzerrung von Fernsehsignalen mit einem nichtlinearen Verstär ker.The invention relates to a circuit arrangement for gradations equalization of television signals with a non-linear amplifier ker.

In Fernsehsystemen besteht im allgemeinen zunächst kein line arer Zusammenhang zwischen der Helligkeit eines von einer Fern sehkamera aufgenommenen Bildes und der Bildhelligkeit der Wiedergaberöhre. Es ist daher eine Vielzahl von Schaltungen vorgeschlagen, die zur Kompensation dieser Nichtlinearität entsprechende nichtlineare Bauelemente im Signalweg enthalten. Die Größe der Nichtlinearität wird durch den sogenannten Gamma fehler oder Gammawert gekennzeichnet.In television systems there is generally initially no line ar relationship between the brightness of one from a distance image and the brightness of the image Playback tube. It is therefore a variety of circuits proposed to compensate for this non-linearity contain corresponding non-linear components in the signal path. The size of the non-linearity is determined by the so-called gamma error or gamma value.

In der DE-PS 33 41 667 sind verschiedene derartige Schaltungen beschrieben. Danach kann als nichtlineares Bauelement ein Netzwerk aus Widerständen und Halbleiterdioden eingesetzt und der exponentielle Verlauf des Spannungsabfalls an der Diode in Abhängigkeit des durch die Diode fließenden Stromes ausgenutzt werden. Eine solche Anord nung ist hinsichtlich Stabilität und Bandbreite problematisch. Ferner ist bekannt, einen Feldeffekttransistor als gesteuerten Widerstand im Eingangskreis eines Differenzverstärkers im nichtlinearen Kennlinienbereich zu betreiben. In einer weiteren nichtlinearen Schaltung zur Gammakorrektur ist im Gegenkopp lungsweg eines linear arbeitenden Transistors die Basis-Kollek tor-Strecke eines nichtlinear arbeitenden bipolaren Transistors angeordnet. Die damit erzielte Übertragungskennlinie entspricht nicht exakt einer inversen quadratischen Funktion, die zur exakten Kompensation der quadratisch verlaufenden Kennlinien krümmung der Bildwiedergaberöhre in Fernsehsystemen erforder lich ist. In der DE-PS 33 41 667 wird daher vorgeschlagen, anstelle eines bipolaren Transistors einen Feldeffekttransistor einzusetzen. Damit soll nicht nur die Übertragungskennlinie besser als bei den bekannten Anordnungen der gewünschten Gamma kennlinie angepaßt werden und damit eine geringere Rausch anhebung im Graubereich erzielt werden, sondern es soll auch die Signalbandbreite gegenüber herkömmlichen Schaltungen ver größert sein.In DE-PS 33 41 667 various such circuits are described. After that can be a network of resistors as a non-linear component and semiconductor diodes and the exponential curve the voltage drop across the diode as a function of the Diode flowing current can be used. Such an arrangement is problematic in terms of stability and bandwidth. It is also known to use a field effect transistor as a controlled one Resistance in the input circuit of a differential amplifier to operate the non-linear characteristic range. In another nonlinear circuit for gamma correction is in negative feedback path of a linearly operating transistor the base collector Gate path of a non-linear bipolar transistor arranged. The transmission characteristic achieved with this corresponds not exactly an inverse quadratic function which leads to exact compensation of the quadratic curves Picture tube curvature required in television systems is. DE-PS 33 41 667 therefore proposes instead of a bipolar transistor, a field effect transistor to use. This should not only be the transmission characteristic better than the known arrangements of the desired gamma characteristic curve can be adjusted and thus a lower noise increase in the gray area, but it should also the signal bandwidth compared to conventional circuits be bigger.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Schaltung zur Gradationsentzerrung von Fernsehsignalen, zu schaffen, die sich durch eine bessere Bildqualität gegenüber den bekannten Schaltungen auszeichnet, und zwar vor allem dann, wenn zur Verbesserung des Kontrastes in dunklen Bildbereichen ein niedriger Gammawert des nichtlinearen Verstärkers einge stellt wird.The present invention has for its object a further circuit for gradation equalization of television signals, to create that contrasted by better picture quality distinguishes the known circuits, especially when if to improve the contrast in dark areas of the image a low gamma value of the nonlinear amplifier is switched on is posed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.According to the invention, this task with the characteristic Part of claim 1 specified measures solved.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Anhand der Zeichnungen werden im folgenden die Erfindung sowie Weiterbildungen und Vorteile angegeben.Based on the drawings, the invention and Further training and advantages stated.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels; Fig. 1 shows the basic circuit diagram of an embodiment;

Fig. 2 verdeutlicht die Wirkung der Erfindung auf die Grada tionskennlinie. Fig. 2 illustrates the effect of the invention on the gradation characteristic.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält einen Emitterfolger mit einem Transistor TS1, dessen Basiselektrode das Videosignal zugeführt wird. Sein Ausgangssignal wird über einen Widerstand R1 und einen Kondensator C einem Differenzverstärker zugeführt, der zwei Transistoren TS2, TS3 enthält, deren Emitter miteinan der verbunden sind und in deren Emitterkreis als Konstantstrom quelle ein Transistor TS4 liegt. Dessen Emitter ist über einen Widerstand R4 und dessen Basiselektrode über eine die Referenz spannung erzeugende Diode D an die positive Versorgungsspannung +U_B angeschlossen. Mit dieser ist ferner über einen Widerstand R2 die Basis des Transistors TS3 verbunden. Die Basiselektroden der Transistoren TS2, TS3 sind über einen Widerstand R3 mitein ander verbunden. Am Kollektor des Transistors TS2 wird über einen nicht bezeichneten Widerstand das Ausgangssignal ab genommen. Mit den Widerständen R1, R2, R3 werden die Arbeits punkte der Transistoren TS2, TS3 so eingestellt, daß die ge wünschte nichtlineare Kennlinie erzielt wird. Der Widerstand R3 dient dabei zum Einstellen der Anfangssteilheit der Kennlinie. Zweckmäßig ist das dem Transistor TS1 zugeführte Videosignal auf eine vorzugsweise variable Bezugsspannung geklemmt.The circuit of Figure 1. Includes an emitter follower including a transistor TS 1, whose base electrode is supplied with the video signal. Its output signal is fed through a resistor R 1 and a capacitor C to a differential amplifier which contains two transistors TS 2 , TS 3 , the emitters of which are connected to one another and in whose emitter circuit a transistor TS 4 is located as a constant current source. Whose emitter is connected via a resistor R 4 and its base electrode via a diode D generating the reference voltage to the positive supply voltage + U _B. The base of the transistor TS 3 is also connected to this via a resistor R 2 . The base electrodes of the transistors TS 2 , TS 3 are connected to one another via a resistor R 3 . At the collector of the transistor TS 2 , the output signal is taken from a resistor, not shown. With the resistors R 1 , R 2 , R 3 , the working points of the transistors TS 2 , TS 3 are set so that the desired non-linear characteristic is achieved. The resistor R 3 serves to set the initial steepness of the characteristic. The video signal supplied to the transistor TS 1 is expediently clamped to a preferably variable reference voltage.

In Fig. 2 sind drei Gammakennlinien A, B und C der Schaltung nach Fig. 1 aufgetragen. Die Kennlinie A entspricht dem Gamma wert 1, die Kennlinien B und C dem Gammawert 0,5. Die Kennlinie B ist exakt invers quadratisch, sie kompensiert daher genau die quadratisch verlaufende Kennlinienkrümmung einer Fernsehbild wiedergaberöhre. Bei geringer Bildhelligkeit, d. h., wenn die Videosignalamplitude U_e/U_emax sehr klein ist, verläuft sie sehr steil, so daß Signaländerungen, z. B. durch Rauschen, sich im wiedergegebenen Bild sehr störend bemerkbar machen. Die Kenn linie C kann mit der Schaltung nach Fig. 1 eingestellt werden. Ein Vergleich mit der Kennlinie B zeigt, daß die Anfangssteil heit, die mit dem Widerstand R3 eingestellt werden kann, wesentlich geringer ist, so daß Rauschsignale in dunklen Bild bereichen weniger störend sind. Die Abweichung vom "idealen" Kennlinienverlauf ist praktisch nicht bemerkbar.In Fig. 2 three gamma characteristics A, B and C of the circuit of Fig. 1 are plotted. The characteristic curve A corresponds to the gamma value 1, the characteristic curves B and C to the gamma value 0.5. The characteristic curve B is exactly inversely square, so it exactly compensates for the square curve of the characteristic curve of a television picture display tube. At low image brightness, ie when the video signal _amplitude U _e / U _{emax is} very small, it runs very steeply, so that signal changes, e.g. B. by noise, make itself very disturbing in the reproduced image. The characteristic line C can be set with the circuit of FIG. 1. A comparison with the characteristic curve B shows that the initial part, which can be set with the resistor R 3 , is significantly less, so that noise signals in dark image areas are less disturbing. The deviation from the "ideal" characteristic curve is practically imperceptible.

Claims

1. Circuit arrangement for gradation equalization of television signals with a non-linear amplifier, characterized in that the non-linear amplifier is a differential amplifier with a first transistor (TS 2 ), the base of which is supplied with the video signal, and a second transistor (TS 3 ), whose emitter is connected to that of the first transistor (TS 2 ), and that for setting the operating points of the two transistors (TS 2 , TS 3 ) between the base of the second transistor (TS 3 ) and a constant potential (+ U _B ) a first resistor ( R 2 ), a second resistor (R 3 ) is connected between the base electrodes of the two transistors (TS 2 , TS 3 ) and a third resistor (R 1 ) is connected between the base of the first transistor (TS 2 ) and an adjustable DC voltage potential.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that via the third resistor (R 1 ) the clamped to the adjustable DC voltage video signal of the base of the first transistor (TS 2 ) is supplied.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the third resistor (R 1 ) is connected to an emitter follower (TS 1 ), the base of which is supplied with the adjustable DC voltage potential.

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the emitters of the two differential amplifier transistors (TS 2 , TS 3 ) to a temperature-compensated constant current source (TS 4 , R 4 , D) are connected.