DE69028258T2

DE69028258T2 - Videovorverstärkerschaltung

Info

Publication number: DE69028258T2
Application number: DE69028258T
Authority: DE
Inventors: Bruce R Ferguson; Kesse Ho; Gregory J Sandoval
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: CA2019393C; US4984079A; DE69028258D1; EP0410399B1; CA2019393A1; EP0410399A3; JPH0373673A; EP0410399A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochgeschwindigkeits-Videovorverstärkerschaltung mit variabler Verstärkung zum Verstärken von über ein Kabel gegebener Länge übertragenen Videosignalen, wobei die Vorverstärkerschaltung einen Ausgang zum Koppeln der vorverstärkten Signale in eine Rastervideoanzeigevorrichtung umfaßt, wobei die Vorverstärkerschaltung eine integrierte Schaltungsvorrichtung mit zumindest einem Ausgangspad zur Verbindung mit der Videoanzeigevorrichtung aufweist, mit:
- einer Auswahleinrichtung mit zumindest einem Eingangspad zum Empfangen von Information betreffend die Länge des Kabels;
- einer Kabelkompensationseinrichtung zum selektiven Bereitstellen einer erhöhten Verstärkung für das empfangene Videosignal, um die Dämpfung des Videosignals aufgrund der Länge des Kabels zu kompensieren; und
- einer Verstärkereinrichtung mit variabler Verstärkung, die mit der Kabelkompensationseinrichtung und dem Ausgangspad zum Verstärken des kompensierten Signals von der Kabelkompensationseinrichtung verbunden ist.
Eine solche Schaltung ist aus dem Dokument US-A-4,148,069 bekannt. Gemäß diesem Dokument ist für jeden Kanal ein Verstärker mit fester Verstärkung vorgesehen, der selektiv mit der Übertragungsleitung verbunden oder von dieser getrennt werden kann, um eine Grobeinstellung der Verstärkung des übertragenen Signals zu liefern. Das Umschalten des Verstärkers wird durch einen Kabeldämpfungsdetektor gesteuert.
Das Dokument EP-A-0 084 628 offenbart weiterhin einen Schaltkreis zum automatischen Ausgleichen von Dämpfungen von Signalen, die über Videoübertragungsleitungen übertragen werden.
Zu diesem Zweck ist eine gewisse Anzahl von alternierenden Verstärkungs und Ausgleichsnetzwerken seriell zwischen dem Ausgangeanschluß des Kabels und dem Eingangsanschluß des nächsten folgenden Bauteils angeschlossen.
Die Übertragungsfunktionen der Netzwerke werden in Anbetracht der Länge des Kabels derart gesteuert, daß der Einfluß der Dämpfungscharakteristiken des Kabels kompensiert wird. Die individuellen Übertragungsfunktionen sind an die Dämpfungscharakteristiken des Kabels angepaßt.
Bei Monochrom- oder Farb-Rastervideoanzeigevorrichtungen mit hoher Auflösung steigt die Zahl der Anwendungen. Es wird für möglich gehalten, daß neuere Videoanzeigevorrichtungen mehr Rasterlinien (z.B. 2.000 x 2.000 Linien) einsetzen, um eine verbesserte Auflösung zu schaffen. Derartige Anzeigevorrichtungen erfordern, daß der Ansteuerungsschaltkreis einschließlich Vorverstärkern mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, um die vermehrte Anzahl von Abtastlinien bzw. -zeilen adäquat verarbeiten zu können.
Hochgeschwindigkeits-Videovorverstärker sind zum Gebrauch mit Ansteuerungseinrichtungen für Rasteranzeigevorrichtungen bekannt. Die bekannten Vorverstärkerschaltungen haben jedoch Eingangsbereiche mit beschränkter Gleichtaktsignalunterdrückung, was hauptsächlich an Halbleiterverarbeitungsbeschränkungen liegt, und weisen keine Vorkehrungen auf, um mehr als eine Videoeingangsquelle entgegenzunehmen oder um eine Art von interner Kabelkompensation bereitzustellen. Die Fähigkeit, mehrfache Videoeingangsquellen ohne Verlust an Signalstärke entgegenzunehmen, erhöht die Flexibilität eines Vorverstärkers. Zusätzlich erhöht ein größerer Gleichtakt-Eingangsbereich die Wirksamkeit beim Herausfiltern von Rauschen. Es ist wohl bekannt, daß Videosignale erheblich gedämpft werden, wenn sie über Kabel großer Länge übertragen werden. Derzeit erfordert eine Korrektur dieser Dämpfung einen komplexen Schaltkreis, der notwendig ist, um die mathematische Fehlerfunktion der Dämpfung zu duplizieren.
Gegenwartig erhältliche diskrete Bauteile sind zu langsam, um die Anforderungen von fortschrittlichen Videoanzeigevorrichtungen zu erfüllen, wohingegen integrierte Schaltungen einen begrenzten Gleichtakt-Eingangsbereich aufweisen. Es wäre daher wünschenswert, eine Hochgeschwindigkeits -Vorverstärkerschaltung bereitzustellen, die größere Gleichtakt-Eingangsbereiche verarbeiten und eine Kabelkompensation auf eine solche Weise bereitstellen kann, daß der gesamte Schaltkreis leicht als ein einzelnes integriertes schaltungsbauteil implementiert werden kann, wenn dies gewünscht ist.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Hochgeschwindigkeits -Videovorverstärkerschaltung anzugeben, die eines oder mehrere dieser Probleme löst.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der eingangs erwähnten Schaltung dadurch gelöst, daß die Kabelkompensationseinrichtung eine Vielzahl von Verstärkernetzwerken mit gegebener Verstärkung aufweist, daß die Auswahleinrichtung ausgewählte Verstärkernetzwerke miteinander als eine Funktion der Länge des Kabels verbindet, und daß eine Multiplexereinrichtung vorgesehen ist zum selektiven Verbinden eines Ausgangs von einem Verstärkernetzwerk mit der Verstärkereinrichtung variabler Verstärkung.
Somit schneidet das Bauteil gemäß der Erfindung das Maß der Kompensation auf unterschiedliche Kabellängen zu, indem mehrere auswählbare Kompensationsbeträge bereitgestellt werden, womit eine angenäherte Kompensation der Kabeldämpfung verwendet wird anstelle einer prazisen komplexen Kompensation.
Es wird eine Hochgeschwindigkeits-Videovorverstärkerschaltung mit variabler Verstärkung zum Verstärken von Videosignalen geschaffen, die über ein Kabel übertragen werden. Die Vorverstärkerschaltung weist einen Ausgang auf, der mit einer Rastervideoanzeigevorrichtung gekoppelt werden kann. Die Vorverstärkerschaltung kann in Form eines einzelnen integrierten Schaltungsbauteiles integriert werden, das eine Vielzahl von Eingangspads und wenigstens einen Ausgangspad zur Verbindung mit der Anzeigevorrichtung aufweist. Es sind Maßnahmen getroffen, um dem integrierten Schaltungsbauteil Information bezüglich der Länge des Kabels bereitzustellen, das das Videosignal überträgt. Zur Kompensation der Dämpfungscharakteristiken jener gegebenen Länge des Kabels wird ein Kompensationsschaltkreis vorgesehen. Dieser Schaltkreis ist relativ einfach und kompensiert die Dämpfung, während die Geschwindigkeit des Schaltungsbetriebs erhöht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Vorverstärkerschaltung weiterhin Maßnahmen vorgesehen, um zwei unterschiedliche Eingangsvideokanäle entgegenzunehmen, und Mittel vorgesehen, um einen dieser Kanäle zur weiteren Verarbeitung in einem breiten Gleichtakt-Eingangsbereich zu verarbeiten. Diese Schaltung erhöht die Flexibilität des Betriebs, während sie mit relativ hoher Geschwindigkeit unter Bereitstellung einer besseren Verarbeitungs fähigkeit arbeitet.
Die verschiedenen Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich Fachleuten aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorverstärkerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 (A-B) ein detailliertes schematisches Schaltbild eines Schaltkreises zum Umschalten zwischen unterschiedlichen Videoeingangskanälen darstellt;
Fig. 3 (A-B) ein detailliertes schematisches Schaltbild eines Schaltkreises zur Kabelkompensation und zur Multiplexverarbeitung ist, der in einer Ausführungsform der Erfindung einsetzbar ist; und
Fig. 4 ein Schaltbild ist, das die verschiedenen externen Anschlüsse an die integrierte Schaltung zeigt, die als Hybridschaltung in einem Gehäuse untergebracht ist.
Gemäß den Figuren 1 und 4 ist die vorliegende Erfindung dazu ausgelegt, daß sie in Form einer integrierten Schaltung implementiert werden kann und daß sie all jene Vorteile bietet, die Fachleuten nach dem Studium der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung ersichtlich werden. In Fig. 4 ist ein integriertes Schaltungsbauteil 10 gezeigt, das in einem Hybridgehäuse mit 32 Anschlüssen untergebracht ist, das eine Vielzahl von Eingangsund Ausgangsanschlüssen oder -pads aufweist. Ein externer Schaltkreis liefert über die Eingangspads Signale an den internen Schaltkreis auf dem Halbleiterchip, der in dem Bauteil 10 enthalten ist. Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des internen Schaltkreises des Halbleiterchip-Bauteils. In Fig. 1 stellen die Quadrate Eingangs- und Ausgangsanschlüsse dar. Zwei der Eingangsanschlüsse 12 und 14 empfangen das Eingangsvideosignal, das über ein erstes Kabel 16 übertragen wird. Es ist ein Merkmal dieser Erfindung, daß der Vorverstärkerschaltkreis mehr als eine Videoeingangsquelle entgegennehmen kann. Es ist beispielsweise gezeigt, daß die Pads 18 und 20 mit einem, von einem zweiten Kabel 22 übertragenen Videoeingang für einen Kanal 2 gekoppelt sind. Ein Kanalauswahlpad 24 empfängt ein extern angelegtes Signal zum Auswählen zwischen dem Videosignal des Kanals 1 auf dem Kabel lG oder des Videosignals des Kanals 2, das von dem Kabel 22 übertragen wird. Das Signal an dem Pad 24 wirkt so, daß es einen Schaltkreis 36 zum Umschalten veranlaßt, entweder das Videoeingangssignal des Kanals 1 (CHL) oder das des Kanals 2 (CH2) zur weiteren Verarbeitung durch den Vorverstärkerschaltkreis auszuwählen.
Das Videosignal wird typischerweise von einer Vielzahl von Quellen wie einem Videoprüfmustergenerator abgeleitet und über Kabel unterschiedlicher Längen zu dem Vorverstärkerbauteil 10 übertragen. Typischerweise ist das Vorverstärkerbauteil 10 Teil eines Videokanals, der aus einem Vorverstärkerschaltkreis und einem Videoverstärkerschaltkreis besteht. Das Videosignal kann über sehr lange Kabel übertragen werden. Es ist bekannt, daß das Videosignal gedämpft wird oder sich verschlechtert, wenn es über lange Kabel übertragen wird. Längere Kabel dämpfen das Signal natürlich mehr als kürzere Kabel. Es ist ein Merkmal dieser Erfindung, daß das integrierte Schaltungsbauteil 10 diese Signaldämpfung kompensiert und das Maß der Kompensation auf unterschiedliche Kabellängen zuschneidet, indem mehrere auswähl bare Kompensationsbeträge bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kompensation für Kabellängen in drei unterschiedlichen Bereichen bereitgestellt: ein Bereich von 0 - 333 Fuß (Ft) (entsprechend 0 -1093 m), ein Bereich von 333 - 666 Fuß (entsprechend 1093 -2185 m) und ein Bereich von 666- 1000 Fuß (entsprechend 2185 -3281 m). Die Erfindung ist nicht allein auf diese drei Bereiche beschränkt. Es können in Abhängigkeit von der Anwendung mehr oder weniger Bereiche vorgesehen werden. Zur Eingabe von Information betreffend die Länge des verwendeten Kabels sind drei separate Eingangspads 28, 30 und 32 vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform wird bei dieser Erfindung an das geeignete Pad auf relativ einfache Weise ein logisch hohes oder niedriges Signal angelegt. Diese Auswahlsignale steuern einen Multiplexer 34 mit einem Verhältnis von 3:1. Der Multiplexer 34 ist zwischen dem Kabelkompensationsschaltkreis und einem Vorverstärker mit gesteuerter, variabler Verstärkung angeschlossen, der generell mit der Bezugsziffer 36 versehen ist. Der variable Vorverstärker 36 dient dazu, das kompensierte Signal als Funktion des Verstärkungssteuerungseingangs an dem Pad 38 zu verstärken. Das verstärkte Signal wird dann über ein Ausgabepad 40 an die Rasteranzeigevorrichtung ausgegeben.
Das Kabelkompensationsnetzwerk umfaßt bei dieser Ausführungsform für jeden Videoeingangskanal einen gemeinsamen Satz von drei Verstärkern 42 (a-b), 44 und 46, die in Reihe miteinander verbunden sind. Ein eigenes externes Kompensationsnetzwerk von jedem Verstärker ist an diesen über Eingangspads an dem Bauteil 10 gekoppelt. Ein Schaltkreis 48 zur Z-Kompensation (Z-Comp) ist mit dem Verstärker 42a gekoppelt. Ein im wesentlichen identischer, externer Schaltkreis 50 zur Z-Kompensation ist mit dem Verstärker 42b gekoppelt. Ein externer Schaltkreis 52 zur Z-Kompensation ist mit dem Versth-"rker 44 gekoppelt und ein externer Schaltkreis 54 zur Z-Kompensation ist mit dem Verstärker 46 gekoppelt. Die externen Schaltkreise zur Z-Kompensation wirken mit dem Verstärker auf dem Chip zusammen, um die Verstärkung derart zu variieren, daß diese bei einer Ausführungsform eine Einheitsverstärkung bei Gleichspannung und eine Hochfrequenzverstärkung von 6dB bereitstellt. Somit wirken die Schaltkreise zur Z-Kompensation über den Gleichspannungs- und Hochf requenzbereich mit dem Verstärker auf dem Chip zusammen, um eine Ausgangsverstärkungsantwort zu erzeugen, die komplementär ist zu der Verlustantwort eines typischen Koaxialkabels mit einer Länge von 333 Fuß (1093 m) Die sich ergebende Gesamtantwort ist in diesem Bereich somit gerade.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Schaltkreis auf einer einzelnen integrierten Schaltung ausgebildet und die Verstärker 42 (a-b), 44 und 46 und ihre externen Schaltkreise 48, 50, 52 und 54 zur Z-Kompensation sind hieran angepaßt oder sind im wesentlichen identisch. Daher liefern sie ein im wesentlichen identisches Maß an Kompensation. Die vorliegende Erfindung überwindet die früheren Schwierigkeiten beim kontinuierlichen Kompensieren langer Längen von Koaxialkabeln, indem die Kompensation in Segmente unterteilt wird, in diesem Fall in drei Segmente von jeweils 333 Fuß (1093 m). Wenn die ausgewählte Kabellänge in den Bereich von 0 - 333 Fuß ( 0 -1093 m) fällt, wird ein geeignetes Signal an das Eingangspad 28 angelegt, um zu veranlassen, daß der Multiplexer 34 die Eingangsleitung 56 mit der Ausgangsleitung 58 koppelt. Nimmt man zum Beispiel an, daß der Videokanal 1 ausgewählt worden ist, bedeutet dies, daß der Ausgang des Verstärkers 42b auf der Leitung 60 mit dem variablen Verstärkerschaltkreis 36 gekoppelt ist. Der Verstärker 42b und sein Schaltkreis 50 zur Z-Kompensation haben die Dämpfung des Signals dann kompensiert, das durch das 0 - 333 Fuß (0 - 1093 m) lange Kabel hervorgerufen wurde. Das kompensierte Signal wird somit durch den variablen Verstärker 36 verstärkt und dann über das Pad 40 an die Anzeigevorrichtung ausgegeben. Wenn das Kabel andererseits in dem Bereich von 333 - 666 Fuß (1093 - 2185 m) liegt, veranlaßt das entsprechende Signal an dem Pad 30, daß der Multiplexer 34 die Leitung 62 auswählt, die mit dem Ausgang des Verstärkers 44 gekoppelt ist. In diesem Modus wird der Ausgang des Verstärkers 42b zu der Kompensation hinzu addiert, die durch den Kompensatorverstärker 44 und dessen zugeordneten Schaltkreis 52 zur Z-Kompensation von 333 - 666 Fuß (1093 - 2185 m) langen Kabeln erzeugt wird.
Schließlich wählt der Multiplexer 34 die Leitung 64 aus, die mit dem Ausgang des Verstärkers 46 verbunden ist, wenn sich das Kabel im Bereich 666 - 1000 Fuß (2185 - 3281 m) befindet, wie es durch das entsprechende Signal an dem Eingangspad 32 angezeigt wird. Unter diesen Umständen werden die Kompensation des Verstärkers 44 als auch jene des Verstärkers 42b zu jener des Verstärkers 46 und dessen externen Netzwerk 54 zur Z-Kompensation hinzu addiert.
Dieses Kabelkompensationsschema überwindet die Schwierigkeit, die Dämpfung über lange Kabellängen zu korrigieren. Eine solche Schwierigkeit lag generell an dem Umfang des Schaltkreises, der zur Duplizierung der Fehlerfunktion der Kabelantwort notwendig war. Zusätzlich arbeiteten die bekannten Ansätze generell mit relativ langsamen Geschwindigkeiten, wohingegen die vorliegende Erfindung aufgrund der Unterbringung im IC-Gehäuse mit einer Bandbreite von über 150 Megahertz arbeiten kann. All diese Vorteile werden auf eine relativ einfache Weise unter Verwendung einer Näherungskompensation für die Kabeldämpfung anstelle einer präzisen, komplexen Kompensation erreicht.
Das integrierte Schaltungsbauteil 10 umfaßt auch weitere Funktionen, die üblicherweise bei Vorverstärkerschaltungen vorliegen. Eine Abtast- und Halte-Schaltung, die generell mit dem Bezugszeichen 66 versehen ist, arbeitet, um den Videoschwarzpegel bzw. die Videoschwarzschulter zu stabilisieren. Dies erfolgt, indem das Videosignal an der Kathode der angesteuerten Kathodenstrahlröhre während der Zeit abgetastet wird, die notwendig ist, damit die Abtast- und Halte-Schaltung das Videobild auf den vorbestimmten Gleichstrompegel wiederherstellen kann, der sogenannten Schwarzschulterzeit, und durch Erzwingen, daß dieser konstant bleibt.
Der Verstärkerschaltkreis 36 mit gesteuerter, variabler Verstärkung arbeitet so, daß er drei Signale empfängt. Zunächst empfängt er das kabelkompensierte Videosignal von dem Multiplexer 34 mit dem Verhältnis 3:1; zum zweiten empfängt er ein Gleichstrom-Verstärkungssteuerungssignal vom Pad 38 (Anschluß 19, Fig. 4), um die Videooszillation von Spitze zu Spitze am Ausgangspad 40 (Anschluß 9, Fig. 1) einzustellen auf eine von einer Bedienperson gewünschte Amplitude; zum dritten empfängt er ein Gleichstromabtast- und Haltesignal (S/H-Signal), von dem Abtast- und Halteverstärker 66, um den Schwarzschulterpegel des Videosignals am Ausgangspad 40 einzustellen, und zwar entsprechend dem Gleichstromausgangspegel des Videoverstärkers (der Videoverstärker ist nicht gezeigt).
Weiterhin liefert der Verstärker 68 ein Ausgangs signal am Pad 70 (Anschluß 3, Fig. 4), indem das zusammengesetzte Eingangsvideosignal herangezogen und das Synchronisationssignal verstärkt wird. Der Synchronisationsausgang am Pad 70 kann zum Synchronisations-Strippen verwendet werden.
Schließlich kann ein externer Jumper 72 eingefügt werden&sub1; um die Kabelkompensationsverstärker 44 und 46 und den Multiplexer 34 zu umgehen, um einen Betrieb bei maximaler Bandbreite zu erhalten, indem allein auf die Eingangsverstärker 42a oder 42b abgestellt wird.
Ein detailliertes schematisches Schaltbild des Schaltkreises zum Umschalten zwischen den unterschiedlichen Videoeingangskanälen ist in den Figuren 2A und 28 gezeigt. Diese Zeichnungen sind im wesentlichen selbsterklärend für Fachleute und müssen daher nicht im Detail beschrieben werden, um diesen Fachleuten ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Kurz gesagt, umfaßt die Eingangsstufe zwei Differentialpaare, die sich eine gemeinsame Last R8 teilen. Die Verstärkung wird über einen externen Widerstand eingestellt, der die Eingangspads 82, 84 bzw. 86, 88 der zwei Kanäle 1 (CH1) und 2 (CH2) mit Z-Kompensation überbrückt. Das Gleichttaktsignal (7,0 Volt maximal von Spitze zu Spitze) wird über einige Transistoren verteilt, die in einer gestuften Gleichtaktkonfiguration vorliegen. Stufen Qil, Q13 in Basisschaltung werden verwendet, um das Differentialpaar in einen schwebenden Zustand zu versetzen. Eine Darlington-Konfiguration, die aus Transistoren Q5 und Q11 besteht, vermindert die Impedanz der Basis des Transistors Q11, wodurch die Bandbreite erhöht wird. Die Kanalauswahlfunktion wird erreicht, indem das geeignete Paar von Stromquellen (Q36/Q37 oder Q39/40) durch Stromsteuerung eingesetzt wird. Der TTL-Kanalauswahleingang 82 mit offenem Kollektor stellt die Gleichstromvorspannung an der Basis von den Transistoren Q36/Q37 entweder über (bei Auswahl von Kanal 1) oder unter (bei Auswahl von Kanal 2) die konstante Gleichstromvorspannung an der Basis der Transistoren Q39/Q40 ein. Im Ergebnis wird entweder das für die Eingangspads 74, 76 des Kanals 1 oder das für die Eingangspads 78, 80 des Kanals 2 vorgesehene Videosignal über die Last R8 gekoppelt, was wiederum den Transistor Q9 ansteuert.
Die externen Schaltkreise 48 und 50 zur Z-Kompensation sind mit den Eingangspads 82, 84 und 86, 88 gekoppelt, um die Kabelkompensation in dem Bereich von 0 - 333 Fuß (0 - 1093 m) in Abhängigkeit davon bereitzustellen, ob Kanal 1 oder Kanal 2 ausgewählt ist. Der Ausgang des Transistors Q9 ist mit der Leitung 90 in Fig. 3A gekoppelt, die Details der Kompensationsverstärker für die zwei anderen Bereiche als auch des Multiplexers 34 zeigt. Der Verstärker 44 für den Bereich von 333 -666 Fuß (1093 - 2185 m) und der Verstärker 46 für den Bereich von 666 - 1000Fuß (2185 - 3281 m) werden durch zwei kaskadierte Rückkopplungsverstärkerstufen bereitgestellt, die generell durch die Bezugsziffern 92 und 94 angegeben sind. Die Gleichstromverstärkung jeder Stufe ist der Einheitswert, was eine Gleichstromkopplung zuläßt. Emitter-Widerstände in den Differentialpaaren (Q209/Q210, Q211/Q212) verringern die Verstärkung im offenen Kreis, was die Phasengrenze für die Einheitsverstärkung auf 70 Grad erhöht, ohne das Anstiegsgeschwindigkeitsverhalten am Ausgang zu verschlechtern. Das externe Netzwerk 52 zur Z- Kompensation ist mit dem Pad 96 gekoppelt, wohingegen der Schaltkreis 54 zur Z-Kompensation für den Bereich von 666 - 1000 Fuß (2185 - 3181 m) mit dem Eingangspad 98 gekoppelt ist. Es ist in Erinnerung zu rufen, daß die Kompensation für Kabellängen von 0 - 333 Fuß (0 - 1093 m) für Videosignale des Kanals 1 als auch des Kanals 2 in Verbindung mit den Verstärkern erreicht worden ist, die unter Bezugnahme auf Fig. 2 diskutiert worden sind. Somit ist das Signal auf der Leitung 90 für Kabel im Bereich von 0 - 333 Fuß (0 - 1093 m) bereits kompensiert.
Der Multiplexer 34 ist durch drei Multiplexerverstärker implementiert, die generell mit den Bezugsziffern 100, 102 und 104 versehen sind. Diese drei Multiplexerverstärker teilen sich einen Transistor Q208 mit gemeinsamem Ausgang. Drei Eingangstransistoren Q201, Q202 und Q203 empfangen Auswahlsignale von den Pads 28, 30 bzw. 32. Diese Transistoren mit internen Pull-up- Widerständen für einen TTL-Betrieb mit offenem Kollektor werden verwendet, um die gemeinsame Stromquelle zu steuern, die von dem Transistor Q226 bereitgestellt wird. Eine externe Logik gewährleistet, daß zu allen Zeiten nur ein TTL-Eingang an den Pads 28, 30 und 32 "hoch" ist. In Abhängigkeit davon, welcher Multiplexerverstärker eingesetzt wird, wird die Kabelkompensation für die drei zuvor erwähnten Inkremente ausgewählt. Wenn beispielsweise das Pad 28 auf einem logisch hohen Pegel ist und die Pads 30 und 32 auf einem niedrigen Pegel sind, führt der Multiplexerverstärker 104 hierdurch nur eine Verbindung des Signals auf der Leitung 90 zu dem Ausgangstransistor Q208 durch. Eine Aktivierung des Multiplexerverstärkers 102 wird den Ausgang des Kompensationsverstärkers 92 mit dem Ausgangstransistor Q208 über eine Ausgangsleitung 106 koppeln, wohingegen ein Einsatz des Multiplexerverstärkers 100 den Ausgang des Kompensationsverstärkers 94 auf einer Leitung 108 mit dem Ausgangstransistor koppeln wird. Der Ausgangstransistor Q208 wiederum ist mit dem Vorverstärkerschaltkreis 36 über einen externen Kondensator gekoppelt. Wie zuvor erörtert, verstärkt der Vorverstärkerschaltkreis 36 das kompensierte Signal und führt es über das Ausgangspad 40 (Anschluß 9, Fig. 1) der Ansteuerungsschaltung für die Rasteranzeigevorrichtung zu.
Aufgrund des oben ausgeführten werden Fachleute erkennen, daß die vorliegende Erfindung erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bietet. Sie kann Videosignale verarbeiten, die ilber lange Kabellängen mit einer Videobandbreite von wenigstens 150 Megahertz gesteuert bzw. übertragen werden, und zwar unter Verwendung eines segmentierten Kompensationsschemas für das Videokabel. Zwei Videokanäle können ausgewählt werden mit 7,0 Volt von Spitze zu Spitze Gleichtaktsignalunterdrückung auf jedem Kanal. Ein erdf reies Vorspannungsschema wird verwendet, um Halbleiterverarbeitungsbeschränkungen zu umgehen, die häufig Begrenzungen von 5,5 Volt von Spitze zu Spitze mit sich bringen. Die gesamte Kanal- und Kabelkompensationsumschaltung ist TTL-kompatibel, um eine einfache automatischel Computerschnittstelle bereitzustellen. Die integrierte Schaltung kann verwendet werden, um Monochrom- oder Farbanzeigevorrichtungen mit oder ohne Kabelkompensation anzusteuern. Die drei segmentierten Kabelkompensationsschemata vermindern jedoch ein vormals komplexes Kompensationsproblem beim Aufbau eines komplexen Schaltkreises zur Duplizierung der Fehlerfunktion der Kabelantwort auf ein einfaches Kompensationsschema, bei dem eine Näherung an eine Antwort eingesetzt wird. Hierdurch wird Chip-Raum bzw. -Fläche für den verbleibenden Teil des integrierten Schaltungssystems eingespart.

Claims

1. Hochgeschwindigkeits-Videovorverstärkerschaltungmit variabler Verstärkung zum Verstärken von über ein Kabel (16, 22) gegebener Länge übertragenen Videosignalen, wobei die Vorverstärkerschaltung einen Ausgang zum Koppeln der vorverstärkten Signale in eine Rastervideoanzeigevorrichtung umfaßt, wobei die Vorverstärkerschaltung eine integrierte Schaltungsvorrichtung (10) mit zumindest einemausgangspad (40) zur Verbindung mit der Videoanzeigevorrichtung aufweist, mit:

- einer Auswahleinrichtung (28 - 34) mit zumindest einem Eingangspad (28, 30, 32) zumempfangenvon Information betreffend die Länge des Kabels (16, 22);

- einer Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) zum selektiven Bereitstellen einer erhöhten Verstärkung für das empfangene Videosignal, um die Dämpfung des Videosignals aufgrund der Länge des Kabels (16, 22) zu kompensieren; und

- einer Verstärkereinrichtung (36) mit variabler Verstärkung, die mit der Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) und dem Ausgangspad (40) zum Verstärken des kompensierten Signals von der Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) eine Vielzahl von Verstärkernetzwerken (42, 441 46) mit gegebener Verstärkung aufweist;

- die Auswahleinrichtung (28 - 34) ausgewählte Verstärkernetzwerke (42, 44, 46) miteinander als eine Funktion der Länge des Kabels (16, 22) verbindet, und

- eine Multiplexereinrichtung (34) vorgesehen ist zum selektiven Verbinden eines Ausgangs von einem Verstärkernetzwerk (42, 44, 46) mit der Verstärkereinrichtung (36) variabler Verstärkung.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkernetzwerke (42, 44, 46) seriell verbindbar sind, so daß das Videosignal in jedem Netzwerk (42, 44, 46) um einen gegebenen Betrag verstärkt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) versehen ist mit einem ersten Verstärker (42a, 42b) zum Verstärken von Videosignalen, die durch Kabellängen von 0 - 333 Fuß (0 - 102 m) gedämpft worden sind; einem zweiten Verstärker (44), der mit dem ersten Verstärker (42a, 42b) seriell verbunden ist und mit diesem zusammenwirkt, um Signale zu kompensieren, die durch Kabel von 333 - 366 Fuß (102 - 204 m) gedämpft worden sind; und einem dritten Verstärker (46), der seriell mit dem ersten und dem zweiten Verstärker (42a, 42b, 44) verbunden ist und mit diesen zusammenwirkt, um Videosignale zu kompensieren, die durch Kabellängen von 666 bis 1.000 Fuß (204 - 305 m) gedämpft worden sind;

-die Auswahleinrichtung (28 - 34) weiterhin aufweist einen ersten Eingangspad (28), der Kabellängen von 0 - 333 Fuß (0 - 102 m) zugeordnet ist; einen zweiten Eingangspad (30), der Kabellängen von 333 - 666 Fuß (102 - 204 m) zugeordnet ist; und einen dritten Eingangspad (32), der Kabellängen von 666 - 1.000 Fuß (204 - 305 m) zugeordnet ist, und

- die integrierte Schaltungsvorrichtung (10) weiterhin einen Multiplexer (34) mit Eingängen aufweist, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Eingangspad (28, 30, 32) verbunden sind, wobei der Multiplexer (34) dazu ausgelegt ist, einen Ausgang des ersten, des zweiten oder des dritten Verstärkers (42a, 42b, 44, 46) mit einem Eingang der variablen Verstärkereinrichtung (36) als eine Funktion von Auswahlsignalen zu verbinden, die an den ersten, den zweiten oder den dritten Multiplexer-Eingangspad (28, 30, 32) angelegt sind.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch:

- ein erstes Paar von Eingangspads (12, 14) zum Empfangen von über ein erstes Kabel (16) übertragenen Videosignalen;

- ein zweites Paar von Eingangspads (18, 20) zum Empfangen von unterschiedlichen, über ein zweites Kabel (22) übertragenen Videosignalen; und

- eineeinrichtung (24, 26) zumauswählenzwischenden Videosignalen auf dem ersten oder dem zweiten Kabel (16, 22), wodurch die integrierte Schaltung verwendet werden kann, um zwei unterschiedliche Videoeingangskanäle vorzuverstärken.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die integrierte Schaltung (10) einen ersten Satz von Videoeingangspads (12, 14) zumempfangen eines ersten, über ein erstes Kabel (16) übertragenen Videokanals aufweist;

- ein zweiter Satz von Videoeingangspads (18, 20) vorgesehen ist zum Empfangen eines zweiten, über ein zweites Kabel (22) übertragenen Videokanals; und

- eine Schaltereinrichtung (24, 26) vorgesehen ist zum selektiven Verbinden des ersten oder des zweiten Videokanals mit der variablen Verstärkereinrichtung (36).

6. Vorverstärkerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelkompensationseinrichtung (42 - 54) aufweist:

- einen ersten Kompensationsverstärker (42b) für den ersten Videokanal, wobei der erste Kompensations verstärker (42b) eine Dämpfung des Signals auf dem ersten Videokanal durch ein Kabel (16) mit einer Länge in einem gegebenen Bereich kompensiert, wobei der erste Kompensationsverstärker (42b) einen Ausgang hat;

- einen zweiten Kompensationsverstärker (42a), der mit dem zweiten Satz von Eingangspads (18, 20) verbunden ist, um eine Signaldämpfung des zweiten Videokanals durch Kabel (22) mit Längen in dem gegebenen Bereich zu kompensieren, wobei der zweiten Kompensationsverstärker (42a) einen Ausgang hat;

- einen dritten Kompensationsverstärker (44) zum Kompensieren einer Signaldämpfung durch Kabel (16, 22) von Längen in einem zweiten Bereich; und

- wobei die Schaltereinrichtung (24, 26) selektiv die Ausgänge des ersten oder des zweiten Kompensationsverstärkers (42b, 42a) mit einem Eingang des dritten Kompensationsverstärkers (44) verbindet.

7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch:

- einen vierten Kompensationsverstärker (46) zum Kompensieren einer Signaldämpfung von Kabeln (16, 22) einer noch größeren Länge als der dritte Kompensationsverstärker (44); und

-eine Multiplexereinrichtung (34) zum selektiven Verbinden von Ausgängen des ersten oder des zweiten, des dritten und des vierten Kompensationsverstärkers (42b, 42a, 44, 46) mit der variablen Verstärkereinrichtung (36), und zwar in Abhängigkeit von der Länge des Kabels (16, 22), das verwendet wird, um das erste oder das zweite Videokanalsignal zu übertragen.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und die vierte Kompensationsverstärkerschaltung (44, 46) seriell miteinander verbunden sind, wobei der erste oder der zweite Kompensationsverstärker (42b, 42a) seriell mit dem Eingang des dritten Kompensationsverstärkers (44) verbunden ist; wobei die Multiplexereinrichtung (34) selektiv Ausgänge der Kompensationsverstärker (42a, 42b, 44, 46) mit dem Verstärker (36) variabler Verstärkung verbindet, und zwar als eine Funktion der Länge des Kabels (16, 22).

9. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die Multiplexereinrichtung (28 - 34) selektiv den Ausgang des ersten oder des zweiten, des dritten und des vierten Kompensationsverstärkers (42b, 42a, 44, 46) mit dem Eingang des Verstärkers (36) variabler Verstärkung verbindet, wobei Videosignale auf entweder dem ersten oder dem zweiten Kabel (16, 22) vorverstärkt werden und die Dämpfung des Signals durch das ausgewählte Kabel (16, 22) durch Verwendung des Multiplexers (34) kompensiert wird, und zwar unter Verbindung des entsprechenden Ausgangs des Kompensationsverstärkers (42a, 42b, 44, 46) mitdemvariablen Verstärker (36) als eine Funktion der Länge des Kabels (16, 22).

10. Schaltung nach Anspruch 9, implementiert in Form einer integrierten Schaltung.