DK147029B - Videoforstaerkerkredsloeb til anvendelse med synkrondetektorer - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|j| (,2) FREMLÆGGELSESSKRIFT o» 147029 B

DIREKTORATET FOR

PATENT- 06 VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 6696/74 (51) Int.CI.3: H 04 N 5/21 (22) Indleveringsdag: 20 dec 1974 (41) Alm. tilgængelig: 29 jun 1975 (44) Fremlagt: 19 mar 1984 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 28 dec 1973 US 429673 (71) Ansøger: *RCA CORPORATION; New York, US.

(72) Opfinder: John Barrett ‘George; US.

(74) Fuldmægtig: Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co_ (54) Videoforstærkerkredsløb til anvendelse med synkrondetektorer

Opfindelsen angår et videoforstærkerkredsløb til anvendelse med synkrondetekteringsapparater, der anvendes som en fjernsynsmodtagers videodetektor, og nærmere betegnet et videoforstærkerkredsløb til fjernelse af uønsket "hvidere end hvidt" svar på impulsstøj, der ledsager fjernsynssignalerne, hvilke svar ellers ville optræde som billedfrembringende kompo-Q santer i udgangssignalet fra detektoren, hvilket videoforstærker- kredsløb er af den i krav 11 s indledning angivne art.

3 Det er velkendt, at synkrondetektorer af enten hævet f bærebølge- eller produktdetektortypen giver forbedret detek- teringslinearitet, frihed for krydsmodulation og støjimmunitet i 3 2 147029 sammenligning med indhyllingskurvedetektorer og følgelig har været anvendt til videodetektorer i fjernsynsmodtagere til behandling af amplitudemodulerede billedbærebølge. Problemet med frembringelse i billedet af synlige stødfrekvenskomposanter mellem lyd og chrominansunderbærebølger, f.eks. ved 920 kHz, hvor NTSC-standarder anvendes, og sildebensformede stødfrekvenskomposanter mellem lyd og billedinformation kan reduceres ved anvendelse af en synkronvideodetektor. Når en synkrondetektor anvendes, tillader de mindre stringente mellemfrekvensfilterkrav til undgåelse af lyd-chrominans-stød bedre fasesvar i video-mellemfrekvensforstærkerkæden. Dette tillader atter bedre indsvingningsreaktion i en farvefjernsynsmodtagers chrominans-demodulator- og forstærkerdele.

I anlæg af visse typer, der anvender amplitudemodulation af en billedbærebølge, opfører synkronvideodetektoren sig mindre Ønskeligt end en indhyllingskurvedetektor under modtagelsen af impulsstøj. Videodetektoren af indhy11ingskurvetypen ensretter impulsstøjens spidser således, at der, hvis der anvendes negativ bil-ledmodulation, frembringes i sort retning gående parasitiske signaler, der almindeligvis anses for ugenerende for seeren. Synkronvideodetektoren ensretter ikke impulsstøj. Impulsstøjen detekteres nærmere som en parasitisk midtbåndskomposant koncentreret f.eks. omkring 2 MHz, gående skiftevis i sort og hvid retning. De i hvid retning gående dele af disse parasitiske støjkomposanter betragtes almindeligvis som værende væsentligt mere generende for seeren end i sort retning gående komposanter. Signalspidser hvidere end hvidt kan også som følge af synkrondetektering af impulsstøj bevirke defokuseringseffekt, hvad der forøger størrelsen af pletterne hvidere end hvidt i billedet og således gør disse mere generende.

Amerikansk patentskrift nr. 2.861.180 beskriver et princip, der anvendes til at fjerne i hvid retning gående impulsstøj ved kendte synkronvideodetekteringssystemer. Et videosignal hvidere end hvidt fremkaldt ved udgangen af synkronvideodetektoren detekteres og videosignalet ændres til fjernelse af komposanten hvidere end hvidt. Ifølge det nævnte patentskrift ændres videosignalet ved afklipning af dets dele hvidere end hvidt.

Fremgangsmåderne til detektering af støj hvidere end hvidt og invertering af denne til sort, der anvendes i engelsk fjernsyns-praksis, hvor der anvendes positiv modulation og indhy11ingskurve-videodetektorer udviser impulsstøj hvidere end hvidt, kan også tilpasses til brug med synkronvideodetektorer.

3 147029

Fra fransk offentliggjort patentansøgning nr.

2.125.497 kendes en opstilling til at reducere de generende virkninger af i hvid retning gående støjkomposanter i en modtager, der anvender synkronvideodetektering, i hvilken opstilling et par synkrondetektorer frembringer videoudgangssignaler med indbyrdes modsatte polariteter. De enkelte detektorudgange er via tilsvarende polede klippedioder forbundet med en fælles belastningsimpedans. Klippedioderne og den fælles belastningsimpedans danner et ikke-additivt blandertrin, som frembringer et udgangssignal, i hvilket de i hvid retning gående støjkomposanter nu optræder som i sort retning gående støjkomposanter.

Formålet med opfindelsen er at anvise en opstilling til på enklere måde at reducere de generende virkninger af i hvid retning gående støjkomposanter i en modtager, der anvender synkronvideodetektering, hvorved denne reduktion opnås uden behov for yderligere komponenter, såsom eksempelvis det ikke-additive blandertrin i dobbeltkanal-opstillingen i ovennævnte franske skrift.

Det angivne formål opnås ifølge opfindelsen ved hjælp af et videoforstærkerkredsløb af den indledningsvis omhandlede art, som er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

Med kredsløbet ifølge opfindelsen opnås, at de forstærkertrin, der normalt tilvejebringer forstærkning af videosignalet^ også tjener til at opnå den ønskede omsætning af i hvid retning gående støjkomposanter til i sort retning gående støjkomposanter.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et blokdiagram af en fjernsynsmodtager omfattende opfindelsen, fig. 2 et skematisk kredsløbsdiagram af de almindelige behandlingsorganer ifølge opfindelsen, fig. 3a, b og c tidsdiagrammer for bølgeformer i den i fig.

1 viste fjernsynsmodtager, og fig. 4 et skematisk kredsløbsdiagram af et videodetektoranlæg ifølge opfindelsen.

4 147029 I fig. I har en fjernsynsmodtager 100 en antenne 101 til modtagelse af udsendte fjernsynssignaler, der derpå behandles af radiofrekvensforstærkeren 103, en frekvensomsætter 105, der typisk omfatter en kombination af en blander og en lokaloscillator, og en mellemfrekvensforstærker 107 til tilvejebringelse af sammensatte videosignalbærebølger, der skal detekteres af en synkronvideodetek-tor 109. Det sammensatte videosignal, der detekteres af detektoren 109, leveres til en synkroniseringsseparator 111 over en videoforstærker og hvidpletbegrænser 127. Synkroniseringsseparatoren 111 reagerer til levering af adskilte vandrette og lodrette synkroniseringsimpulser til henholdsvis en vandret afbøjningsgenerator 113 og en lodret afbøjningsgenerator 115 til tidsindstilling af deres afbøjningsbølgeformer til det rette tidsforhold i forhold til de modtagne fjernsynssignaler. Afbøjningsbølgeformerne føres til vandrette og lodrette afbøjningsspoler 117 i forbindelse med et billedrør 119. Synkroniseringsseparatoren 111 leverer også udskilt synkronisering til et automatisk forstærkningskontrolkredsløb 120, der styrer forstærkningen af forstærkerne 103, 107 for at holde detektoren 109's følsomhed overfor de modtagne fjernsynssignaler forholdsvis konstant. En referencegenerator 129 er koblet til synkrondetektoren 109 til tilvejebringelse af demodulationsreferencen, f.eks. en 45,75 MHz kontinuerlig referencebølge til synkrondetektering af det modulerede indkommende videomellemfrekvens-signal fra videomellemfrekvensforstærkeren 107. En fasedetektor 110 er koblet imellem referencegeneratoren 129 og frekvensomsætteren 105 for at holde videomellemfrekvensforstærkerens udgangsgennemgangsbånd centreret ved 45,75 MHz ved styring af frekvensomsætteren 105 på kendt måde. Videoforstærkeren 127's udgangskredsløb er koblet til videobehandlingskredsløbet 121's indgangskredsløb forud for billedrøret 119. Videobehandlingskredsløbet 121 omfatter typisk luminanskanalforstærkere og vil i en farvefjernsynsmodtager også indeholde clrominansdetektor og -forstærkerkredsløb.

Den viste modtager 100 indeholder også lydgenvindingskredsløb 131 og en højttaler 133 til gengivelse af den ledsagende lydinformation.

5 147029

En del af en særlig hensigtsmæssig udformning til anvendelse i videoforstærkeren og hvidpletbegrænseren 127 er vist på skematisk kredsløbsdiagramform i fig. 2. I fig. 2 er en indgangsterminal 212 til videoforstærkeren 127 koblet til en indgangstransistor 201. Indgangstransistoren 201's kollektor er koblet til en kilde for en spænding +V ved hjælp af en modstand 202. Forbindelsespunktet mellem transistoren 201's kollektor og modstanden 202 er koblet til basis på en anden transistor 204. Transistoren 201’s emitter er koblet til kollektoren på en tredje transistor 205, der tjener som strømkilde for indgangstrinnet 201. Transistoren 204's kollektor er koblet til kilden for arbejdsspænding +V ved hjælp af en modstand 203. Forbindelsespunktet mellem transistoren 204's kollektor og modstanden 203 er koblet til en udgangsterminal 213, ved hvilken et udgangssignal, der reagerer på indgangssignalet, stilles til rådighed. Transistoren 204's emitter er koblet til et punkt med referencepotential, jord, til fuldendelse af arbejdstransistor-forstærkertrinnet 204. Modstande 206, 207 og 208 i forbindelse med transistoren 205 tilvejebringer passende forspænding til frembringelse af den ønskede strøm.

Ved funktion af det i fig. 1 og 2 viste apparat leveres en mellemfrekvensbærebølge amplitudemoduleret med den ønskede videoinformation og uønskede støjimpulser til synkronvideodetektoren 109.

Fig. 3a viser et typisk vandret linieinterval af den modulerede videomellemfrekvensbærebølge, der af videomellemfrekvensfor-stærkeren 107 leveres til detektoren 109. Denne modulerede bærebølges indhyllingskurve er skitseret, idet selve bærebølgens variationer er udeladt, eftersom de optræder med for høj frekvens til klart at vises på det viste tidsdiagram. En støjimpuls 50 optræder mellem tidspunkterne t og t^. Tidsmålestokken i disse bølgeformer er til tilvejebringelse af klar illustration strakt med hensyn til støjimpulsens varighed.

Fig. 3b viser et typisk svar fra en synkrondetektor 109 på den i fig. 3a viste modulerede videomellemfrekvensbærebølge. Støjimpulsen 50 bevirker^ hvad der er vist som en dobbeltform 55, der har en i sort retning gående del 56, der betegnes som relativt negativ, og en i hvid retning gående del 57, der betegnes som relativt positiv. Støjimpulser af længere varighed vil bevirke flere sving- 6 147029 ninger i detektoren 109's svar. Delene 57 hvidere end hvidt, der svinger over det hvide niveau 58, bevirker en påtrængende støj, der, hvis den ikke fjernes, optræder som hvide pletter i billedrøret 119*s reproducerede billede.

Den i fig. 3b viste signalbølgeform forstærkes og inverteres normalt af transistorforstærkeren 201. Transistorforstærkeren 204 tilvejebringer derpå yderligere forstærkning og endnu en invertering af indgangsbølgeformen.

Fig. 3c viser udgangssignalet fra videoforstærkeren og hvidplet-begrænseren 127. Den i sort retning gående del 56 forbliver gående i sort retning, men delen 57 hvidere end hvidt er inverteret kun en gang som angivet ved delen 571. For at forstå hvorledes den i positiv retning gående impuls er inverteret kun en gang, medens resten af bølgeformen i fig. 3b omfattende den i negativ retning gående støjimpuls 56 er dobbelt inverteret, er det nødvendigt at betragte indgangstransistortrinnet 201 under indflydelse af kraftige negative og positive indgangssignaler, der repræsenterer den ved 56, 57 angivne støjdobbeltform i bølgeformen 3b. Når en i negativ retning gående bølgeforms komposant, såsom støjimpuls 56, føres til indgangstransistoren 201, forstærkes den og inverteres i overensstemmelse med transistortrinnet 201's forstærknings- og begrænsningsegenskaber. Forstærkeren 201 er normalt forspændt til i hovedsagen lineær forstærkning for hele området af videosignaler mellem synkroniseringsspidser og hvidt niveau. Når en i positiv retning gående bølgeformkomposant, såsom støjimpulsen 57, føres til transistortrinnet 201’s indgang, bringer den voksende positive spænding transistoren 201 i mætning, og transistoren 201 bliver forspændt i lederretningen ved sin basis--kollektorovergang. Den mættede transistor 201 lader den stærkt positive del >af indgangssignalet passere uden inversion. Hele kredsløbet bliver et enkelt inverterende trin under varigheden af den positive støjimpuls, der optræder på udgangsbølgeformen som en negativ eller i sort retning gående komposant 57', se fig. 3c.

7 147029 Når impulsstøj således ledsager bærebølgerne, der af mellemfrekvensforstærkeren 107 leveres til detektoren 109, svarer synkrondetektoren 109 med et detekteret videosignal, der indeholder støjkomposanter der svinger ind i området hvidere end hvidt. I fravær af korrigerende midler ville detektorudgangssignalet for hvidere end hvidt bevirke hvide pletter på billedrøret 1191 s betragtningsskærm.

Videoforstærkeren og hvidpletbegrænseren 127 fungerer som almindeligt signalbehandlingsorgan til tilvejebringelse af forstærkning af videodetektorudgangssignalet til effektiv betjening af videobehandlingskredsløbet 121 samtidig med, at det vender detektorudgangs-signalet som svar på støjimpulser hvidere end hvidt til sort og således forhindrer forekomsten af hvide pletter i billedet, der vises på billedrøret 119's forside.

Fig. 4 viser en praktisk udføreIsesform for opfindelsen omfattende den synkrone videodetektor 109 koblet til videoforstærkeren og hvidpletbegrænseren 127. De i fig. 4 med 210, 211, 212, 213 betegnede terminaler svarer til de tilsvarende betegnede terminaler i fig. 1 og 2. Det er bekvemt at anvende et integreret kredsløb 25 til realisering af den ønskede videoforstærker 127. Et i handelen tilgængeligt integreret kredsløb, der er egnet til realisering af opfindelsen som vist i det skematiske kredsløbsdiagram i fig. 2y er en integreret kredsløbsforstærker af typen CA 3031/702 fremstillet af RCA. De på forstærkeren 25 i fig. 3 viste terminaler svarer til terminalerne på organet af typen CA 3031/702. For at sikre korrekt funktion af forstærkeren 25 til opnåelse af enkelt-invertering for kun i hvid retning gående impulser må der ved anvendelse af et i handelen værende integreret kredsløb såsom CA 3031/702 drages omsorg for forspænding, drivniveauer og ydre impedanser.

Som vist i fig. 4 er forstærkeren 25 koblet og fasekompenseret i overensstemmelse med, hvad fabrikken anbefaler.

Fasekompensation i form af en kondensator 27 anvendes for at udvide forstærkerens frekvensområde ud over 5 MHz. For at opnå en forholdsvis stor udgangssignalamplitude ved høje frekvenser i nærværelse af shuntudgangskapaciteten 28 er en modstand 29 koblet fra udgangsterminalen 7 til det negative forsyningspunkt, jord. Indgangsforspænding og forstærkerreferencepotentialer fås fra en spændings- 147029 deler omfattende en kilde, +V, og modstande 31, 32, 33. Forstærker-referencepotentialet, terminal 1, vælges typisk 0,3 volt mere negativt end jævnspændingen ved hver af de to signalindgange 2 og 3. Indgangssignalet kan typisk være et videosignal med 100 millivolt fra spids til spids. Støjimpulser af begge polariteter med en amplitude af størrelsesordenen nogle volt kan typisk påtræffes. Detektoren 109's udgangsimpedans kan typisk være 100 til 200 ohm. Sådanne støjimpulser kan drive forstærkeren 25 ud over tilbagekoblingens, modstanden 24, evne til at ophæve signalstrømmen ved den inverterende indgang 2. Negative eller i sort retning gående impulser forspænder da indgangen, transistoren 201 i fig. 2, i spærreretningen og fran-bringer en positiv impuls, der har en amplitude, der styres af impulsfrekvensen og forstærkerens skiftehastighed. I positiv eller hvid retning gående impulser mætter eller forspænder indgangen, transistoren 201 i fig. 2, i lederetningen, hvilket bevirker indgangstrinnets ønskede manglende inversion. Den positive impulsamplitude styres på lignende måde af impulsfrekvensen og forstærkerens skiftehastighed.

Sammenfattende for funktionen af kredsløbet i fig. 4 inverteres og forstærkes det Ønskede udgangssignal fra detektoren 109 af forstærkeren 25, der ved den viste forstærkertype er en differentialforstærker indeholdende transistorerne 201, 204 i fig. 2. I negativ retning gående impulser i det detekterede signal inverteres og begrænses af forstærkeren, medens i positiv retning gående impulser ikke inverteres, men begrænses af forstærkeren.

Claims (3)

9 147029 Patentkrav.

1. Apparat til behandling af amplitudemodulerede signaler, omfattende en kilde (107) for bærebølger, der bærer video-information indkodet ved amplitudemodulation af disse, i en retning, der sammenknytter overgange i hvid retning med en formindskelse af bærebølgeamplituden, hvor bærebølgerne er tilbøjelige til at ledsages af og behæftes med impulsstøj, en synkronvideodetektor (109), der har et indgangskredsløb koblet til kilden (107) for bærebølger, et udgangskredsløb til tilvejebringelse af genvunden information, og som reagerer på impulsstøjen, hvorved den genvundne information, der frembringes ved udgangskredsløbet, indeholder impulsstøj med både i sort retning og i hvid retning gående impulsstøjkompo-santer, og anvendelsesorganer til signalerne i udgangskredsløbet indbefattende et billedrør (119) til fremvisning af billeder som svar på videoinformationen, kendetegnet ved fælles signalbehandlende organer (127), der kobler synkron-videodetektorens (109) udgangskredsløb til billedrøret (119), til tilvejebringelse af samme -antal signalinversioner for både den genvundne videoinformation og de i sort retning gående impulsstøj komposanter, og et forskelligt antal, der er forskelligt fra én/signalinversioner for de i hvid retning gående impulsstøj-komposanter.

2. Apparat til behandling af amplitudemodulerede signaler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de fælles signalbehandlede organer (127) omfatter kaskadekoblede forstærkertrin (201,204), hvori et første (201) af forstærkertrinene forspændes, så det arbejder i en ikke-inverterende mætningsmåde . alene som svar på de i hvid retning gående impulsstøjkomposanter fra nævnte udgangskredsløb og i en inverterende måde som svar på både den genvundne videoinformation og de i sort retning gående impulsstøjkomposanter fra udgangskredsløbet.

3. Apparat il behandling af amplitudemodulerede signaler ifølge krav 2, kendetegnet ved, at de kaskadekoblede forstærkertrin (201,204) omfatter en første (201) og en anden (204) transistor, der hver har basis-, emitter- og kollektorelektroder, idet den anden (204) transistors basiselek-;·