DE955154C - Schaltung zur Stoersignalunterdrueckung in Fernsehverstaerkern - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. DEZEMBER 1956

INTERNAT. KLASSE H 04 η

R 11753 Villa/21a¹

Jacques Rene Donnay, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung in Fernsehverstärkern, bei der in die Folge der in einer Fernsehaufnahmeröhre gewonnenen Bildsignale während der Horizontal- und Vertikalrücklaufzeiten Auetastimpulse eingefügt werden, um die Einführung der Horizontal- und' Vertikalsynchronimpulse An das Videosignal in einer späteren Stufe vorzubereiten. Dabei werden die in den Rücklaufintervallen vorhandenen Störsignale beseitigt und an ihrer Stelle ein vorbestimmter Pegel festgelegt, der im allgemeinen 'etwas kleiner als der Schwarzpegel der Bilder ist und der als Basis für die Synchronimpulse dient.

Ganz allgemein wird das Unterdrückungssignal in das Videosignal eingeführt, indem man diese beiden Signale mit entgegengesetzten¹ Polaritäten, z. B. mit Hilfe eines üblichen Mischkreises mit zwei Röhrenstufen, mischt. Diese Röhrenstufen liegen parallel und haben eine gemeinsame Anodfenbelastung, wobei die eine Röhre an ihrem Steuergitter das Bildsignal z. B. mit negativer Polarität und die andere Röhre das Unterdrückungssignal mit positiver Polarität empfängt. Dieses letztere hat nach Umkehrung und Verstärkung in der es übertragenden Stufe eine Amplitude, welche ausreicht, um das Störsignal während der Abtastrück-

laufe außerhalb der zulässigen Amplituden durch eine Begrenzerstufe (z. B. mit vorgespannter Diode), welche in Reihe mit dem Ausgangskreis dieser Mischstufe liegt, auszuschalten. Wie erwähnt ist der Begrenzungspegel dieser letzteren Stufe dem Bildsohwarzpegel in dem verstärkten Bildsignal sehr angenähert. Es ist ferner üblich, die Breite der Impulse des Unterdrückungssignals etwas größer zu wählen als die Dauer der Abtastrückläufe, jedoch selbstverständlich in Phase mit diesen Rückläufen.

Das Bildsignal und das Austastsignal sind im allgemeinen Signale, welche keine Gleichstromkomponente aufweisen. Folglich schwankt ihr mittlerer Pegel gemäß ihrem Inhalt, und dis Gleichstromkomponente muß für ihre Verstärkung mit Rücksicht auf die Mischung wiederhergestellt werden. Es sind verschiedene Anordnungen zur Wiederherstellung der Gleichstromkomponente bekannt, ao insbesondere die im allgemeinen als Klemmschaltungen bezeichneten Anordnungen.

Andererseits schwankt die automatische Vorspannung der Begrenzerstufe ebenfalls in Abhängigkeit von dem Inhalt des empfangenen Signals. a5 Die Begrenzersitufe besteht nämlich aus einer Di-. ode, welche an ihrer Anode das Ausgangssignal der Mischstufe empfängt und deren Kathodenanschluß, an welcher das begrenzte Signal abgegriffen wird, auf das gewünschte Begrenzungspotential vorgespannt ist, welches folglich für eine richtige Arbeitsweise der Stufe konstant bleiben müßte.

Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Verbesserungen verfolgen den Zweck, in den Eingangskreisen der beiden Stufen des Mischkreises die Gleichstromkomponente des einen und des anderen der zugeführten Signale so wiederherzustellen, daß praktisch die Vorspannungs Schwankungen der das Mischsignal empfangenden Begrenzerstufe selbsttätig ausgeglichen werden.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen kennzeichnen sich hauptsächlich dadurch, daß die Unterdrückungsimpulse, die während der Rücklaufintervalle in das von der Abtaströhre gelieferte Bildsignal eingeführt werden, in der Amplitude im Rhythmus der mittleren Bildhelligkeit des übertragenen Bildes moduliert sind. Zu diesem Zweck wird die Vorspannung, welche die Gleichstromkomponente des Unterdrückungssignals an dem Steüergitter der entsprechenden Röhre der Mischstufe festlegt, dadurch erzeugt, daß das Bildsignal mit einer Zeitkonstante integriert wird, welche wenigstens gleich der Abtastdauer eines vollständigen Fernsehbildes ist; umgekehrt wird das Unterdrückungssignal einem Kreis zur Gittervorspannungserzeugung für die das Videosignal übertragende Röhre zugeführt, damit der Wert dieser Vorspannung dem Bildschwarzpegel des Bildsignals entspricht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι das Schema einer Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 qualitative Diagramme der Wellenformen der Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. ι bezeichnen 1 und 2 zwei Pentoden, deren Anoden an dem Punkt 3 mit dem Belastungswiderstand 5 verbunden sind, welcher über die Drosselspule 6 an die Anodenspannungsquelle + HT angeschlossen ist. Die Drossel 6 hat die Aufgabe, zu verhindern, daß Spannungsschwankungen, welche von den Signalen herrühren, sich auf den Punkt 7 auswirken. Von diesem Punkt 7 geht ein Spannungsteiler 9 aus, welcher zwischen der Anodenspannungsquelle und Masse δ liegt.

Der Läufer dieses Potentiometers 9 ist über den Vorwiderstand 10 mit der Kathode einer Diode 11 verbunden, deren Anode an den Punkt 3 angeschlossen ist und welche folglich das Ausgangssignal der Mischstufe 1 bis 2 erhält. Das durch die Stufe 11 begrenzte Signal wird über die Verbindung 12 entnommen. Mit 29 ist ein Kondensator bezeichnet, welcher den Läufer 9 nach Masse entkoppelt.

Das Bildsignal tritt mit negativer Polarität an der Klemme 4 ein und geht über' den Kondensator 26 an das Steuergitter der Röhre 1.

Das Unterdrückungssignal, welches von der Anode 13. der Ausgangsröhre eines bei Fernseheinrichtungen gebräuchlichen Ablenkgenerators geliefert wird, gelangt, z. B-. über einen Spannungsteiler 14 und durch den üblichen Eingangskreis (Kondensator 27 mit Widerstand 28 an Masse), an das Steuergitter einer Kathodenverstärkerstufe 15. Das- Unterdrückungssignal wird mit positiver Polarität der Stufe 15 zugeführt,, und diese positive Polarität wird beibehalten, da die Ausgangsbelastung 16 dieser Impedanzanpassungsstufe an der Kathode der Stufe angeschlossen ist. Durch den Läufer 17 mit der kapazitiven Verbindung 30 wird das Unterdrückungssignal mit dem gewünschten Amplitudenpegel dem Steuergitter der Röhre 2 zugeführt.

Die Röhren 1 und 2 müssen an ihren Steuergittern Vorspannungen erhalten, welche eine Wiederherstellung der Gleichstromkomponente der empfangenen Signale ermöglichen und gemäß der Erfindung die Schwankungen des Pegels der Begrenzerstufe ausgleichen, die anderenfalls durch Änderung der wirklichen Vorspannung zur Ausbildung kämen, wobei dann ein gemäß dem Inhalt des begrenzten Signals veränderlicher Strom den Widerstand 10 durchfließt. Diese Schwankungen des Inhalts des begrenzten Signals enthalten nämlieh Komponenten mit sehr niedrigen Frequenzen, die wenigstens so niedrig sind wie die Wiederkehrfrequenz der abgetasteten Bilder. Praktisch ist es nicht möglich, den Kondensator 29 mit einem so großen Wert vorzusehen, daß die Entkopplung von diesen niederfrequenten Komponenten gewährleistet ist, die sodann durch den Kondensator 29 integriert werden. Daraus ergeben sich die Vorspannungsschwankungen an der Kathode der Dioden. .

Gemäß der Erfindung kann eine Kompensation

dieser auf den Komponenten mit niedrigen und sehr niedrigen Frequenzen beruhenden Schwankungen erreicht werden, indem das Steuergitter der Röhre 2 (welche das Unterdrückungssignal erhält) durch eine Spannung vorgespannt wird, welche durch Integration der Bdldsignalspannung mit einer Zeitkonstante gebildet wird, welche wenigstens gleich und vorzugsweise ein Vielfaches der Dauer der Abtastung eines vollständigen BiI-des ist. Das se durch Integration gewonnene Gitterpotential schwankt daher im Rhythmus der Niederfrequenzkomponenten, und der Ausgangspegel der Röhre 2 wird folglich mit demselben Rhythmus schwanken. Da diese Schwankung mit umgekehrig - ter Polarität auch am Ausgang der das Signal übertragenden Röhre 1 vorhanden -ist, wird eins Kompensation für Komponenten erreicht, deren Frequenzen um so tiefer sind, je größer die Integrationskonstante des Eingangskreises im Verhältao nis zu der Integrationskonstante des Kreises 10 bis 29 der Begrenzerstufe gewählt wird.

Um die angegebene Korrektion auszuführen, wird eine Diode 19 über den Widerstand 25 an das Steuergitter der Röhre 1 angeschlossen. In ihrem Anodenkreis enthält diese Diode ein Stromintegrationsnetzwerk, welches aus dem Widerstand 22 in Reihe mit dem an Masse liegenden Kondensator 21 besteht. Mit 20 ist ein an Masse liegender Widerstand zur Entkopplung der Anode der Diode 19 bezeichnet. An dem Verbindungspunkt des Widerstandes 22 und des Kondensators 21 wird über den Widerstand 31 die integrierte Spannung abgenommen, welche als veränderliche Vorspannung des Steuergitters der Röhre 2 dient. Man kann also auf diese Weise automatisch die Verstärkung der Röhre 2 regeln und damit die Amplitude der Unterdrückungsimpulse in Abhängigkeit von den Schwankungen der sehr niederfrequenten Komponenten des Bildsignals steuern.

Umgekehrt wird eine Schwarzsteuerung des Bildsignals auf den wirklichen Schwarzwert des Bildes gemäß der Erfindung dadurch erhalten, daß 'die an den Klemmen des Widerstandes 16 mit geringer Impedanz verfügbaren Unterdrückungsimpulse der Kathode einer. Diode 18 zugeführt werden, deren Anode unmittelbar mit dem Steuergitter der Röhre 1 für die Verstärkung des Bildsignals verbunden ist.

Die Impulsform des Unterdrückungssignals an So dem Widerstand 16 hängt von der für die Impedanzanpassungsstufe 15 gewählten Schaltung ab, die als reine Impulsverstärkerstufe ausgebildet ist und daher in den Zeitabständen zwischen den Impulsen des Unterdrückungssignals gesperrt ist. Die Diode 18, an deren Kathode diese Unterdrückungsimpulse mit positiver Polarität zugeführt werden, wird demnach während der Dauer dieser Impulse gesperrt und nur während der dazwischenliegenden Intervalle entriegelt. Sie führt jedoch auch in diesen Intervallen nur dann Strom, wenn an ihrer Anode Bildsignalteile auftreten, welche in bezug auf den übrigen Teil des Signals mit im allgemeinen negativer ■ Polarität positiv zu werden suchen

(d. h. Bildschwarzwerte), weil die Gleichstromkomponente in diesem Signal an dem Steuergitter der Röhre 1 fehlt. Wenn die Diode 18 stromführend ist, bildet sie einen Weg mit geringer Impedanz, in welchem dann ein Strom übergeht (die Stufe 1 ist wohlgemerkt ein Spannungsverstärker und normalerweise ohne Gitterstrom); der Kondensator 26 wird dann negativ aufgeladen' und erzeugt die für die Schwarzsteuerung erforderliche automatische Vorspannung des Steuergitters der Röhre 1.

Die Diagramme der Fig. 2 veranschaulichen die Wellenformen an den verschiedenen Punkten der 75· Schaltung nach Fig. 1. Das bei 4 ankommende Bildsignal ist in dem Diagramm A der Fig. 2 qualitativ dargestellt. Es besteht aus den tatsächlichen Bildsignalanteilen 32, 33, welche durch Störsignale 34 während der Rücklauf per ioden der Zeilen- und Bildabtastung getrennt sind.

Die im Diagramm B dargestellten Zeilenimpulse 35 und Bildimpulse 36 des Unterdrückungssignals werden an dem Potentiometer 16 in Phase mit diesen Rücklaufzeiten zugeführt, welche durch die Zeilen- und Bild-Gleichlaufimpulse gesteuert werden, die aus einem üblichen Ablenkgenerator kommen und den Ablenkkreisen der Abtaströhre in der Bildaufnahmekamera zugeführt werden.

In dem Punkt 3 am Ausgang der Mischstufe wäre die Überlagerung dieser Signale, nachdem in den ankommenden Signalen durch normale Klemmschaltungen die Gleichstromkomponenten wiederhergestellt wurden, wie in dem Diagramm C angegeben, wo die Polarität der Bildsignalanteile und der Unterdrückungsimpulse (die etwas breiter sind als die Rücklaufzeiten) gegenüber den Diagrammen A und B umgekehrt ist. Die Störsignale 34 werden durch die Unterdrüekungsimpulse unter den Begrenzungspagel 37 der Dioden zurückgeschoben, so daß schließlich das Signal bei 12 in der durch das Diagramm D wiedergegebenen Form abgehen wird.

Durch den obenerwähnten Mangel schwankt die Vorspannung der Diode 11 oder der Biegrenzungspegel in Übereinstimmung mit der mittleren Schwankung der in dem Bildsignal entwickelten Niederfrequenzkomponenten. Zur Veranechaulichung wurde dieser Mittelwert in dem Bildsignal bei 38 in dem Diagramm A angegeben, wobei jedoch die Änderung übertrieben dargestellt ist.

Wie das in vergrößertem Maßstab dargestellte Diagramm B zeigt, sind die verbleibenden Grundimpulse $8' nach Diagramm D, welche auf den Begrenzungspegel 37 ausgerichtet sein müßten, nicht mehr in dieser Weise ausgerichtet. Beispielsweise liegt während eines oder mehreren Bildern dieser Pegel wie bei 39 im Diagramm E angegeben, weil die Ladung, welche der Kondensator 29 auf Grund der Ströme dieser niederfrequenten Komponenten aufnimmt, die Kathodenvorspannung mehr positiv macht und somit die Diode im Amplitudenpegel früher begrenzt. Es sind dann nicht nur die Grundflächen der Impulse nicht mehr ausgerichtet, sondern auch der Begrenzungspegel, wobei sich, wie durch die gestrichelte Linie 40 in dem Diagramm E

angedeutet, die Gefahr ergibt, daß ein Teil der nutzbaren Elemente des Bildsignals abgeschnitten wird.

Indem sodann in das gemischte Signal bei 3 eine Niederfrequenzkomponente eingeführt wird, welche umgekehrt zu diesem Vorspannungspegel schwankt, jedoch nur an den Stellen der Unterdrückungsimpulse 35, weil diese Komponente durch die Röhre 2 nur während der Dauer dieser Impulse übertragen wird, schwankt diese positive Zusatzkomponente in der gleichen Weise wie die Kathodenvorspannung der Diode. Es ergibt sich folglich eine gesamte und gleichzeitige Verschiebung dieser Vorspannung und des Grundpegels der Unterdrükkungsimpulse, auf welcher sich ihre Scheitelwerte, wie z. B. bei 41 im Diagramm F angegeben, aufbauen, und der Begrenzt¹ :ig:pegel der Diode wird nach Diagramm G auf den richtigen Pegel zurückgeführt.

Zur Erläuterung sei noch erwähnt, daß das über den Kondensator 26 übertragene Eingangsbildsiginal keine Gleichstromkomponente enthält. Unter der Annahme, daß die Dioden 18 und 19 weggelassen werden, sucht sich der Kondensator so aufzuladeti, daß das mittlere Potential des Signals auf einen Wert ο eingestellt wird, so daß die Fläche des Kurveniteiles über der Nullachse gleich der Fläche des unter der Achse gelegenen Kurventeiles wird.

Während der Perioden, wo die Diode 18 Strom führt, bildet sie einen Kurzschluß, sobald das an ihrer Anode zugeführte Bildsignal gegen· Masse (Kathodenpotential) positive Polarität hat. Der durch die Diode 18 übertragene Strom fließt über den Reihenwiderstand 31. Der an diesem Widerstand auftretende Spannungsabfall wird über den Integrationskreis 21, 22 und die Diode 19 dem Kondensator 26 zugeführt. Auf diese Weise wird das mittlere Potential der rechten Kondensatorbelegung - selbsttätig auf einem solchen Wert gehalten, daß das Bildsignal keinen Scheitel aufweist, dessen Potential unter Massepotential liegt. Dies gilt allerdings genau nur während der Perioden, wo die Kathode der Diode 18 sich auf Massepotential befindet.

Da das Bildsignal bei 4 negativ zugeführt wird, werden die weißen Bildpunkte durch negath'ere Spannungswerte wiedergegeben als die schwarzen Bildpunkte, die also auf dem Massepotential. gehalten werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltung zur Störsignalunterdrückung

in Fernsehverstärkern, · dadurch gekennzeichnet, daß zu dem von der Abtaströhre gelieferten Bildsignal während der Rücklauf Intervalle Unterdrückungsimpulse hinzugefügt werden, die in der Amplitude im Rhythmus der mittleren Helligkeit des übertragenen Bildes moduliert sind.

2. Schaltung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Videoverstärker (1), in dessen Eingangskreis eine mit einem Integrationskreis verbundene Gleichrichter stufe (19) angeordnet ist, welche die Gittervorspannung für eine die Unterdrückungsimpulse übertragende Verstärkerstufe (2) liefert, wobei eine für beide Verstärkerstufen gemeinsame Belastungsimpedanz (5, 6) einen eine Begrenzerstufe (11) enthaltenden Kreis speiist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Videoverstärkerstufe, welche mit einer Anordnung zur Wiederherstellung der Gleichstromkomponente verbunden ist, und durch einen Verstärker für die Unterdrückungsimpulse, dessen Verstärkung sich im Rhythmus der mittleren Helligkeit des Videosignals ändert, wobei diese Verstärker parallel eine gemeinsame Belastung speisen, welche an eine Begrenzerstufe mit einstellbarem Schwellwert angeschlossen ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkomstante des Integrationskreises der Abtastperiode eines gesamten Bildes nahekommt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 878 512: britische Patentschriften Nr. 450 675, 709 038.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen