FI75459B - Frekvensselektiv videosignalbehandlare. - Google Patents

Description

75459

Taajusselektiivinen videosignaalin käsittelijä

Esillä oleva keksintö kohdistuu taajuusselektii-viseen videosignaalin käsittelijään, joka on vasteelli-5 nen videosignaaleille, jotka sisältävät suuritaajuus- tai tasakomponetteja antovideosignaalin muodostamiseksi, joka kattaa tietyn videosignaalin suuritaajuisten komponenttien taajuusalueen videosignaalin tasakomponent-tien ollessa oleellisesti poissa, joka käsittelijä kä-10 sittää vahvistimen, jossa on vahvistintransistori, jolla on ensimmäinen sisääntulo, joka on vasteellinen videosignaaleille, jotka sisältävät tasakomponentin, toinen sisääntulo esiasetusta varten, jolloin vahvistimen impedanssi toisella sisääntulolla on pienempi kuin ensim-15 mäisellä, ja ulostulo, joka on kytketty kuormaimpedanssiin.

Toistettua kuvaa, joka on muodostettu televisio-vastaanottimen käsittelemille videosignaaleille vasteel-lisena, voidaan subjektiivisesti parantaa tai tehdä in-20 tensiivisemmäksi kasvattamalla amplitudisiirtymien luiskaa tai "jyrkkyyttä". Kyseinen intensiivisyyden aikaansaaminen, johon tavallisesti viitataan signaalin "ko-: rostuksena", liittyy tyypillisesti viedosignaalin suur- taajuusinformaatioon. Esimerkiksi vaakasuuntainen kuvan 25 korostus voidaan saavuttaa kehittämällä signaalin "ali-·. tus" ("preshoot") juuri ennen amplitudisiirtymää ja sig- naalin "ylitys" ("overshoot") juuri amplitudisiirtymän jälkeen, jolloin videosignaalin amplitudisiirtymät mustasta valkoiseen ja valkoisesta mustaan painottuvat.

30 Televisiovastaanottimen käsittelemästä videosig naalista näkyvä korostuksen määrä voi vaihdella kanavalta toisella ja se voi johtua useasta lähteestä. Vaakasuuntainen korostus voidaan aikaansaada yleisradio-lähettimessä sekä televisiovastaanottimien piirien avul-35 la kiinteinä tai säädettävinä määrinä. Signaalin koros- 75459 tus tai korostuksen vaimentaminen voi johtua myös signaalin "epäsovituksesta” (esimerkiksi impedanssin epä-sovituksesta) kaapelivideosignaalin jakelutiellä. Koska signaalin korostus painottaa videosignaalin suurtaa-5 juusvastetta, on suuritaajuisen kohinan läsnäolo otetta va myös huomioon määrättäessä videosignaalille annettavan korostuksen määrää. Siten on suotavaa säätää automaattisesti videosignaalin korostuksen määrää useasta eri lähteestä aiheutuvia korostuskomponentteja sisältä-10 vän videosignaalin suurtaajuussisällön funktiona video signaalin korostuksen määrän optimoimiseksi, tavoitteena aikaansaada kuvan yksityiskohdissa hyvä toistettava kuva useissa signaaliolosuhteissa.

Automaattisen videosignaalin korostuksen säätö-15 järjestelmän tasavirtakytkeminen on myös toivottavaa kalliiden vaihtovirtasignaalien kytkentäkondensaatto-rien tarpeen eliminoimiseksi ja korostuksen säätöjärjestelmän rakenteen integroituna piirinä tekemisen helpottamiseksi. Integroidut vaihtovirtakytkentäkondensaat-20 torit ovat luonteeltaan epäkäytännöllisiä ja vievät liikaa integroidun piirin pinta-alaa ja diskreetit vaihtovirtakytkentäkondensaattorit tarvitsevat haittapuolenaan yhden tai useamman lukumäärältään rajoitetuista integroidun piirin ulkoisista navoista.

25 Automaattinen korostuksen säätöjärjestelmä on edullisesti suunniteltu olemaan vasteellinen ennalta määrätylle suurtaajuisten videosignaalien alueelle, jonka arvioidaan edustavan videosignaalin korostussi-sältöä, poistaen oleellisesti matalataajuiset kompo-30 nentit, erityisesti tasakomponentit, jotka muutoin häi ritsisivät tai peittäisivät järjestelmän muodostamaa ohjausjännitettä, joka on muodostettu videosignaalissa läsnä olevan suuritajuisen korostusinformaation määrän osoittamiseksi. Siten, vaikka tasavirtakytketty järjes-35 telmä on toivottava, kuten edellä on huomattu, monimut kaistaa tasavirtakytkentä järjestelmän rakennetta eri-

II

3 75459 tyisesti siinä suhteessa/ että on tarpeen olla vasteel-linen suurtaajuisille videosignaalikomponenteille ja samalla pysyä oleellisesti epäherkkänä videosignaalin tasakomponenteille.

5 Tunnusomaisesti esillä olevan keksinnön mukai nen videosignaalin käsittelijä muodostuu virtalähde-transistorista, joka on kytketty vahvistintransistorin toiseen sisääntuloon lepotoimintavirran aikaansaamiseksi vahvistintransistorille ja virtalähdetransis-10 torin virran pääjohtumistie on kytketty sarjaan, vah-vistintransistorin virran pääjohtumistien kanssa; ja suodattimesta, joka on kytketty vahvistintransistorin toisen sisääntulon ja vertailujännitepisteen väliin, jolla suodattimena on ensimmäinen impedanssi tasavir-15 ralla niin, että vahvistintransistorilla on ensimmäinen vahvistus tasavirralla, ja toinen merkittävästi pienempi impedanssi mainitun tietyn taajuusalueen puitteissa olevalla taajuudella niin, että vahvistintransistorilla on tällöin toinen vahvistus, joka on merkit-20 tävästi suurempi kuin ensimmäinen vahvistus.

Piirustuksissa:

Kuva 1 esittää esillä olevan keksinnön mukai- sen säätöpiirin suoritusmuodon sisältävään televisio- j vastaanottimen osaa osin lohkokaaviomuodossa ja osin : 25 piirikaaviomuodossa; kuva 2 esittää kuvan 1 järjestelyn osien lisäyk-sityiskohtia; ja kuva 3 esittää kuvassa 1 esitetyn säätöpiirin vastetta.

30 Kuvassa 1 komplementaarivaiheiset videosignaa lit saadaan lähteestä 10. Komplementaarivaiheiset ko-rostussignaalit saadaan korostussignaaligeneraattoris-ta 12 vasteena lähteestä 10 saataville komplementaari-vaiheisille videosignaaleille. Lähde 10 ja signaaligene-35 raattori 12 selostetaan yksityiskohtaisemmin kuvan 2 7 5 4 5 9 yhteydessä. Komplementraarivaiheiset korostussignaalit on tasavirtakytketty differentiaalisesti ohjatun verä-jäpiirin 20 vastaaviin ottoihin, joka veräjäpiiri toimii signaalin jakajana ja käsittää emitterikytketyt 5 transistorit 15, 16 ja 17, 18. Oton komplementaarivai-heiset korostussignaalit syötetään vastaavasti transistorien 15, 16 ja 17, 18 yhteenkytkettyihin emitteriot-toihin. Lähteestä 10 saatavat komplementraarivaiheiset videosignaalit on vastaavasti tasavirtakytketty verä-10 jän 20 transistorien 15 ja 17 kollektoriantoihin, jossa videosignaalit yhdistetään korostussignaalien kanssa komplementaarivaiheisten korostettujen videosignaalien tuottamiseksi. Nämä signaalit muunnetaan yksivaiheiseksi korostetuksi videosignaaliksi piirin 25 avulla, joka 15 käsittää yhteiskantakytketyt transistorit 26, 27 ja differentiaalivahvistimen, joka käsittää transistorit 28, 29. Komplementraarivaiheiset korostetut videosignaalit on vastaavasti kytketty emitteriottotransistorien 26 ja 27 kautta differentiaalisesti kytkettyjen tran-20 sistorien 28 ja 29 differentiaalisiin kantaottoihin. Yksivaiheinen korostettu videosignaali on muodostettu kuormavastuksen 30 yli ja tasavirtakytketty emitteri-seuraajatransistorien 35 ja 38 kautta videosignaalin käyttöpiiriin 40. Piiri 40 sisältää sopivat signaalin-25 käsittelyasteet vastaanottimen kuvantoistoputkessa käytettäväksi sopivan videosignaalin muodostamiseksi.

Korostussignaalin veräjä 20 vastaanottaa tasapainotetun lepoesiasetuksen, joka on kehitetty tasa-virran vertailuesiasetusjännitteestä Vfi, jonka on 30 muodostanut esiasetusgeneraattori 50 ja joka on kytketty veräjään 20 esiasetuksen kytkentäpiirien 60 ja 70 kautta. Esiasetuksen kytkentäpiirit 60 ja 70 ovat toiminnallisesti symmetrisiä ja aikaansaavat tasapainotetun lepovirran veräjän 20 differentiaalisiin oh-35 jausottoihin. Piiri 60 käsittää ottotransistorin 62, emitterivastuksen 61 ja kollektorin kuormavastuksen

II

75459 63, joita seuraa emitteriseuraajatransistorit 64 ja 66. Esiasetusjännite (kehitetty jännitteestä VD yhtä

O

veräjän 20 differentiaalista ottoa varten on muodostettu transistorin 66 emitterivastuksen 68 yli. Piiri 5 70 käsittää tasavirran ottotransistorin 72, emitteri vastuksen 71 ja kuormaimpedanssin, joka käsittää transistorin 75 ja vastuksen 73, joita seuraa emitteriseu-raajatransistorit 74 ja 76. Transistorien 72 ja 75 kollektoriemitteri virtatiet on järjestetty sarjaan 10 ensimmäisen ja toisen toimintajännitteen välille (+9,0 volttia ja maa). Esiasetusjännite (kehitetty jännitteestä V_) veräjän 20 toista differentiaalista ottoa

D

varten on muodostettu transistorin 76 emitterivastuksen yli ja syötetty veräjään 20 vastuksen 79 kautta. Ve-15 räjän 20 ja esiasetuspiirit 60 ja 70 sisältävän järjestelyn toiminta sekä lepo- että signaalitilojen suhteen selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin.

Ennen kuin käsitellään kuvan 1 järjestelmän korostuksen säädön toimintaa viitataan kuvaan 2, joka 20 esittää videolähteen 10 ja korostussignaaligeneraatto-rin 12 lisäyksityiskohtia.

Kuvassa 2 laajakaistainen videosignaali (esimerkiksi valotiheyssignaali), jonka kaistanleveys ulottuu tasavirrasta taajuuteen 4 MHz, syötetään viivästimen 25 128 ottonapaan ja transistorit 120 ja 122 (sisältyvät kuvassa 1 esitettyyn korostusgeneraattoriin) käsittävän differentiaalivahvistimen yhteen differentiaali-ottoon emitteriseuraajatransistorien 142, 144 ja vastuksen 146 kautta. Viivästimen 128 antonavasta saata-30 va viivästetty videosignaali on kytketty differentiaalivahvistimen 120, 122 toiseen differentiaaliottoon emitteriseuraajatransistorien 132, 134 ja vastuksen 136 kautta. Siten viivästin 128 on kytketty transistorien 120 ja 122 differentiaalisten kantaottojen välil-35 le. Viivästimen 128 antonavasta saatava viivästetty videosignaali on myös kytketty seuraajatransistorin 6 75459 132 kautta differentiaalivahvistimeen, joka käsittää transistorit 110 ja 112 (sisältyvät kuvassa 1 esitettyyn videolähteeseen 10). Differentiaalivahvistin 110, 112 muodostaa oton laajakaistaisen videosignaalin komp-5 lementraarivaiheiset versiot, jotka vastaavasti ilmaantuvat transistorien 110 ja 112 komplementaarivaiheisiin kollektoriantoihin ja ovat tasavirtakytkettyjä transistorien 27 ja 26 emittereihin, kuten on esitetty kuvassa 1.

10 Viivästin 128 on laajakaistainen lineaarivaihei- nen laite videosignaalin koko noin 4,0 MHz:in kaistan-levyisellä taajuusalueella. Viivästin 128 aikaansaa luokkaa 140 nanosekuntia olevan signaaliviiveen niin, että korostussignaaligeneraattorin amplitudin taajuus-15 vasteella on vasteen huippuamplitudi noin taajuudella 1,8 MHz. Tarkemmin sanottuna korostussignaaligeneraattorin vaste muistuttaa neliöllistä sinifunktiota, jossa signaalin korostuksen taajuusalue kattaa taajuudet 0,9 MHz:stä 2,7 MHz:iin (-6 dB:n pisteet), maksimiamp-20 litudivasteen ollessa taajuudella 1,8 MHz. Koska vii-västimen 128 anto on päätetty transistorin 132 suurella ottoimpedanssilla, viivästimen anto on oleellisesti päättämätön suhteessa sen ominaisimpedanssiin, jolloin : viivästin toimii jänniteheijastusmoodissa heijastusker- *: 25 toimen ollessa noin yksi. Viivästimen 128 otto on pää tetty sen ominaisimpedanssilla sopivan päätepiirin : avulla.

Viivästynyt videosignaali muodostetaan transistorin 120 kantaottoon. Videosignaali ja heijastunut ja 30 siten kahdesti viivästynyt videosignaali summataan transistorin 122 kantaotossa. Transistorien 120 ja 122 kantaelektrodeissa muodostuneet signaalit aiheuttavat sen, että differentiaalinen vahvistin 120, 122 muo-dostaa sekä alituksen että ylityksen korostussignaali-35 komponentit transistorien 120 ja 122 komplementraarivai- heisissa kollektoripiireissä, kuten signaaliaaltomuodot

II

7 75459 osoittavat. Transistorien 120 ja 122 kollektoreihin ilmaantuvat komplementaarivaiheiset korostussignaalit kytketään kuvassa 1 esitettyihin transistoreihin 15, 16 ja 17, 18.

5 Automaattisen korostuksen säätöjärjestelmän toi minta selostetaan seuraavassa kuvaan 1 viitaten.

Transistorin 38 emitteriin muodostettu ja käyt-töpiiriin 40 syötettävä korostettu laajakaistainen videosignaali käsittää suuritaajuista informaatiota, jo-10 ka sisältää korostuskomponentteja, jotka voivat olla peräisin useasta lähteestä, kuten muiden lähteiden ohella yleisradion kuvainformaation luonteesta, lähettimen aikaansaamasta korostuksesta (esimerkiksi korostus-generaattorin 12 kautta) ja kohinasta. Videosignaali 15 sisältää myös tasakomponentin, joka muuttuu videosignaalin kuvainformaatiosisällön mukana. Osa transistorista 38 saatavasta videosignaalista on tasavirtakytket-ty transistorin 39 kautta videovahvistintransistoriin piirissä 70 täydentääkseen tasavirtakytketyn korostuk-20 sen säätösilmukan, joka käsittää piirin 70, korostus-signaalin veräjän 20, signaalin kytkentäpiirin 25 ja transistorit 35, 38 ja 39.

Transistori 75 toimii taajuusselektiivisenä sig-: naalin vahvistimena korostuksen säätöön liittyviä tar- 25 koitusperiä varten, signaalin vahvistuksen ollessa määrätty transistorin 75 kollektori-impedanssin ja emitte-ri-impedanssin välisestä suhteesta. Transistorin 75 kollektori-impedanssi määräytyy ensisijaisesti vastuksen 73 arvosta. Transistorin 75 emitteripiiri käsittää 30 transistorin 72, vastuksen 80, napaan 1 kytketyn kais-tanpäästösuodatinpiirin 90, ja katsojan säädettävissä olevan korostuksen säätöpiirin 85, joka myös on kytketty napaan 1. Piiri 85 käsittää säädettävän jännitteen jakajan, joka sisältää potentiometrin 88 ja suuri-35 arvoiset vastukset 86 ja 87. Kuten havaitaan, tietyllä suurtaajuusalueella transistorin 75 emitterin ja 8 75459 maan välinen impedanssi sekä transistorin 75 vahvistus määräytyvät ensisijaisesti suodattimen 90 impedanssista ja vastuksesta 80 kaikilla säätöpotentiometrin 88 asetuksilla .

5 Suodatin 90 sisältää kelan 92 ja kondensaattorin 93 sarjaresonanssiyhdistelmän, joka on kytketty transistorin 75 emitterin ja vertailujännitepisteen (maan) välille. Suodattimen keskitaajuus on noin 2 MHz ja kaistanleveys on noin 1 MHz. Tämä taajuusvaste määrää 10 transistorin 75 taajuusvasteen ja siten korostuksen sää-tösilmukan taajuusvasteen.

Suodattimena 90 on suhteellisen pieni impedanssi vasteena signaalitaajuuksille välillä 1,5 MHz ja 2,5 MHz ja minimi-impedanssi (oleellisesti oikosulku) 15 vasteena suodattimen 90 resonanssitaajuudelle 2 MHz. Siten suodattimen 90 kaistanleveysalueella transistorin 75 emitterin impedanssi on merkittävästi pienempi kuin transistorin 75 kollektori-impedanssi. Kyseisessä tapauksessa transistorin 75 emitterin impedanssi 20 vastaa suodattimen 90 impedanssin ja pieniarvoisen vastuksen 80 summaa, koska transistorilla 72 ja piirillä 88 on kummallakin suuri impedanssi kytkettynä transistorin 75 emitterin ohi. Siten transistorilla 75 on merkittävä vahvistus signaalitaajuuksilla välil-*-* 25 lä 1,5 MHz ja 2,5 MHz, vastaten taajuuksia, joihin i suurin osa korostuskomponentteja sisältävää videosig naalin suuritaajuista informaatiota liittyy, ja mak-simivahvistus suodattimen 90 resonanssitaajuudella 2 MHz. Maksimitaajuutta voidaan vaivattomasti säätää 30 valitsemalla sopiva vastuksen 80 arvo. Alemmilla videosignaalin taajuuksilla, tasavirta mukaanlukien, suodattimen 90 impedanssi ja siten transistorin 75 emitterin impedanssi kasvavat suuresti, kun taas transistorin 75 vahvistus vastaavasti pienenee ja ma-35 talataajuiset signaalit vaimentuvat suuresti transis torin 75 kollektoriannossa. Erityisesti vahvistimella

II

75459 75 on hyvin pieni vahvistus tasavirralla, suodattimel-la 90 ollessa erittäin suuri maksimi-impedanssi (oleellisesti avoin piiri) johtuen kondensaattorin 93 tasa-virran sulkutoiminnasta. Siten transistorin 75 ja koros-5 tussuodattimen 90 järjestely edustaa edullista mekanismia matalataajuisten videosignaalitaajuuksien ja erityisesti tasavirtakomponenttien vaimentamiseksi tasavirtakytketyssä ohjaustiessä. Taajuuden 3,0 MHz yläpuolella olevat suuritaajuiset signaalit vaimentu-10 vat myös suodattimen 90 selektiivisyydestä johtuen.

Transistorin 75 päästämät suuritaajuiset signaalit ilmaistaan huippuilmaisinasteella, joka käsittää transistorin 74 ja suodattimen 95, joka sisältää kondensaattorin 96 ja vastuksen 97. Kondensaattoriin 15 96 muodostunut tasavirtaohjausjännite on verrannolli nen videosignaalissa olevien suuritaajuisten komponenttien määrään, korostuskomponentit mukaanlukien. Tämä ohjausjännite syötetään seuraajatransistorin 76 ja vastuksen 79 kautta veräjän 20 otto-ohjaustransisto-20 reihin 16 ja 18 sen korostussignaalin määrän säätämiseksi, joka johdetaan generaattorista 12 lähteestä 10 saatavaan videosignaaliin. Videosignaalille annettu korostuksen määrä ylläpidetään siten haluttujen rajojen puitteissa, yhtäpitävästi piirissä 85 olevan sää-25 dettävän korostuksen säätöpotentiometrin 88 asetuksen kanssa. Kuten tullaan esittämään, videosignaalille annetun korostuksen määrää voidaan säätää manuaalisesti korostuksen säätimen 88 avulla, joka säätää transistorin 75 johtaman virran määrää ja modifioi siten 30 kondensaattorille 96 muodostuvaa ohjausjännitettä.

Käytännön syistä johtuen koko televisiovastaanotinjärjestelmän tyypillinen taajuusvaste ja tavallisesti koettujen videosignaalien taajuussisältö ovat sellaisia, että korostuksen säätöjärjestelmän kuvattu taa-35 juusvaste, sellaisena kuin suodatin 90 on sen määrittänyt, aikaansaa korostuskomponentteja sisältävän vi- 10 75459 deosignaalin suuritaajuisen informaation sopivan osoituksen. Kuitenkin on olemassa muita järjestelmän taajuus-vasteita, jotka ovat myös mahdollisia, riippuen kyseisen tietyn järjestelmän vaatimuksista.

5 Korostuksen säätöjärjestelmällä sellaisena kuin tähän mennessä on kuvattu on useita merkittäviä ominaisuuksia, jotka helpottavat järjestelmän rakentamista integroidulle piirille suurelta osin. Kyseisessä tapauksessa navat 1 ja 2 vastaavat integroidun piirin ulkoi-10 siä napoja, ja säädettävä korostuksen ohjauspiiri 85, kaistanpäästösuodatin 90 ja huippuilmaisinsuodatin 95 vastaavat diskreettejä piirejä, jotka sijaitsevat integroidun piirin ulkopuolella.

Korostuksen säätöjärjestelmä on tasavirtakytket-15 ty ja ennalta määrätysti esiasetettu käyttämällä tasapainotettuja, symmetrisiä lepoesiasetuspiirejä ja komplementaarivaiheisia signaalin kytkentäpiirejä. Erityisesti, generaattorista 12 saatavat komplementaa-rivaiheiset korostussignaalit yhdistetään lähteestä 10 20 saatavien komplementaarivaiheisten videosignaalien kanssa komplementaarivaiheisten korostettujen videosignaalien tuottamiseksi, jotka differentiaalisesti yhdistetään differentiaalivahvistimessa 38, 29 yksivaiheisen korostetun videosignaalin tuottamiseksi. Lisäksi esi-25 asetuksen kytkentäpiirit 60 ja 70 on sovitettu tuottamaan symmetrinen, tasapainoitettu lepojännite (kehitettynä esiasetuksen vertailujännitteessä Vfi) korostuksen ohjausveräjään 20 transistorien 66 ja 76 emitterien kautta. Tässä yhteydessä on huomattava säädettävän ko-30 rostuksen säätimen 88 nimellisen keskiasetuksen suhteen, että transistorien 75 ja 63 kollektoreihin muodostuneet lepojännitteet ovat oleellisesti yhtäsuuria, ja transistorien 66 ja 76 ja lepoemitterijännitteet ovat myös olellisesti yhtä suuria. Nämä jännitteet muuttuvat 35 keskinäisestä yhtäsuuruudesta lähtien kuin säädintä 88 säädetään keskiaseman ympärillä, jolloin veräjä 20 ai-

II

11 75459 heutetaan aikaansaamaan ohjattu korostuksen antosignaa-lin määrä säätimen 88 aseman kanssa yhtäpitävästi.

Esiasetuksen kytkentäpiirit 60 ja 70 ovat toiminnallisesti symmetrisiä sekä rakenteellisesti symmet-5 risiä lukuunottamatta kahta poikkeusta, jotka eivät huononna kyseisten piirien aiottua tasapainoitettua lepo-esiasetuksen kytkentätoimintaa. Ensimmäiseksi, esiase-tusjännite Vn syötetään ottotransistoriin piirissä 60,

D

mutta tasavirtaottotransistorin 72 ja transistorin 75 10 oton "cascode"-yhdistelmään piirissä 70. Kuitenkin, oletettaessa että säädin 88 on keskitetty, jännitteelle νβ vasteelliset transistorien 62 ja 75 lepokollektori-jännitteet ovat oleellisesti yhtä suuria, koska transistorien 72 ja 75 johtamat lepokollektorivirrat ovat 15 olellisesti yhtä suuria sekä yhtä suuria kuin transistorin 62 lepokollektorivirta piirissä 60. Toiseksi, vastus 79 ei järkytä haluttua. Veräjän 20 differentiaalisille ohjausotoille tapahtuvaa tasapainoitettua esiase-tuskytkentää, koska vastuksen 79 yli tapahtuva lepojän-20 nitteen pudotus on veräjän 20 ottotransistorien mitättömän pienien otto(kanta)virtojen funktio. Vastusta 79 ei vaadita kaikissa tapauksissa, se auttaa saavuttamaan veräjän esiasetusohjausjännitteen ennalta määrätysti säätöpiirin 88 yhteydessä, erityisesti silloin, kun 25 piirin 70 sisältävä korostuksen säätöpiiri on rakennettu integroituna piirinä ja piiri 85 sijaitsee integroidun piirin ulkopuolella.

Kuvatun veräjän 20 symmetrisen lepoesiasetuksen tuloksena, ja kuvatun komplementaarivaiheisen signaali-30 kytkennän ja differentiaalisen yhdistämisen tuloksena, veräjän 20 järjestely ja signaalin kytkentä- ja yhdis-tinpiiri 25 on oleellisesti epäherkkä yhteismuotoisil-le ilmiöille (esimerkiksi toimintalähteen muutoksille, esiasetusjännitteen V tason muutoksille ja lämpötila-35 ilmiöille), jotka voisivat muutoin haitallisesti vaikuttaa järjestelmän toimintaan. Tämä tulos on edullinen 12 754 5 9 silloin, kuten tässä tapauksessa, kun differentiaali-sesti ohjattu veräjä 20 toimii vasteellisena noin 200 millivoltin suuruiselle differentiaalisen ohjausjän-nitteen alueelle, jonkalainen on muodostunut transis-5 torien 16 ja 17 kantaelektrodien välille. Siten on tärkeää estää pienikin differentiaalisessa ohjausjännitteessä esiintyvä lepoesiasetusvirhe, jotka säilytettäisiin veräjän 20 haluttu korostuksen ohjauskyky kondensaattorilla 96 muodostuneelle ohjausjännitteelle vas-10 teellisenä.

Huippuilmaisintransistorin 74 sisältävän esi-asetuksen kytkentäpiirin 70 tasavirtakytketty järjestely muodostaa samanaikaisesti ilmaisintransistorin 74 oikean lepoesiasetuksen ja halutun tasapainoitetun 15 esiasetuksen veräjän 20 differentiaalisiin ohjausottoi-hin esiasetuksen kytkentäpiirin 60 yhteydessä. Tällä järjestelyllä ilmaisintransistorin 74 oikea lepoesi-asetus aikaansaadaan ennalta määrättävästä ja automaattisesti ilman, että häiritään veräjän 20 differentiaali-20 siin ohjausottoihin aikaansaatua haluttua tasapainoi-tettua lepoesiasetusta. Siten ei ole tarpeen luoda ilmaisintransistorin 74 lepoesiasetusta muilla keinoilla, esimerkiksi itsenäisellä esiasetuspiirillä, joka lisäisi transistorista 74 saatavan ilmaistun antojännit-25 teen todennäköisyyttä, ja siten veräjän 20 ohjausta, johon epäsuotuisasti vaikuttaisivat sellaiset tekijät kuin esiasetuslähteen muutokset ja lämpötilailmiöt, jos ylimääräisiä kompensaatiomittauksia ei suoritettaisi.

30 "Cascode"-kytkettyjen transistorien 72 ja 75 sekä suodattimen 90 yhdistelmä edustaa edullista keinoa tasavirtakytketyn korostuksen säätösilmukan taajuus-vasteen muotoilemiseksi, erityisesti vaimennettujen tasakomponenttien suhteen videosignaalissa, joka on 35 kytketty ilmaisintransistoriin 74 transistorin 75 kautta. Videosignaalin tasakomponentti vaihtelee video-

II

13 75459 signaalin kuvainforxnaatiosisällöstä riippuen, ja vääristäisi tai peittäisi epäsuotuisasti kondensaattorille 96 muodostunutta ohjausjännitettä.

Transistori 72 edustaa oleellisesti vakiolepo-5 virran lähdettä vahvistintransistorille 75. Koska transistorin 72 kollektori-impedanssi on erittäin suuri, transistorilla 72 ei ole mitään vaikutusta suodatinpii-rin 90 toimintaan tai säädettävän korostuksen säätöpiirin 85 toimintaan. Mitään transistorin 75 emitterioh-10 jausottoon muodostunutta ohitusilmiötä ei esiinny näiden piirien toiminnan suhteen. Kääntäen, suodatin 90 tai korostuksen säätöpiirin 85 säätö ei vaikuta transistorin 72 syöttämään lepovirtaan. Siten millä tahansa korostuksen säätöpotentiometrin 88 asetuksella 15 "cascode"-transistorien 72 ja 75 sekä suodattimen 90 järjestely sallii vahvistintransistorilla 75 olevan ennalta määrätyn vahvistuksen variaatin, joka on maksimissaan taajuudella 2 MHz ja minimissään tasavir-ralla.

20 Vahvistimen 75 vahvistus on hyvin pieni tasa- virralla, kuten transistorin 75 emitterille tuotu voimakkaasti degeneratiivinen suuri impedanssi määrää. Kuvattaessa "cascode"-transistorien 72, 75 sekä suodattimen 90 muodostaman järjestelyn tehokkuutta video-25 signaalin tasakomponenttien vaimentamisessa ilmaisinta 74, 95 edeltävällä ohjaustiellä on huomattava, että säädettävän piirin 85 puuttuessa vahvistimen 75 vah-. vistus tasavirralla lähestyy äärimmäisen pientä arvoa, koska transistorin 75 emitteri-impedanssi määräytyy 30 silloin transistorin 72 äärimmäisen suuresta kollek-tori-impedanssista (useiden satojen kilo-ohmien tai megaohmin luokkaa) ja suodattimen 90 piiri-impedanssista, joka tasavirralla on avoin piiri kondensaattorin 93 tasavirran sulkutoiminnasta johtuen. Tässä ta-35 pauksessa transistorin 75 kollektori- ja emitteri-im-pedanssien suhde, joka määrää transistorin 75 vahvistuksen, on erittäin pieni luku.

14 75459

Ohjaustiellä tapahtuvan videosignaalin tasakom-ponentin vaimentamisen käsitteen edelleen selvittämiseksi oletetaan, että lähteestä 10 saatavat videosignaalit puuttuvat. Järjestelmä on silloin lepotilassa, 5 jolloin lepotasavirran esiasetus ilmaantuu transistorin 75 kantaan, veräjän 20 differentiaaliset ohjausotot vastaanottavat oikean lepoesiasetuksen esiasetuskytken-täpiirien 60 ja 70 kautta potentiometrin 88 asetuksen mukaisesti. Oletetaan nyt, että videosignaaleja tasa-10 komponentteineen on läsnä. Kyseinen tasakomponentti ilmaantuu vahvistintransistorin 75 kantaan ja modifioi transistorin 75 kantaesiasetusta kannan lepoesiasetuk-seen nähden. Transistorin 75 virran johtuminen pysyy kuitenkin oleellisesti muuttumattoman videosignaalin 15 tasakomponentille vasteellisena vakiovirtalähdetran- sistorin 72 erittäin suuresta kollektori-impedanssista ja suodattimen 90 tasavirran avoimen piirin tilasta johtuen. Siten vahvistintransistorin 75 kollektorijännite ja sitä myöten ilmaisinkondensaattorin 96 jänni-20 te pysyvät oleellisesti muuttumattomina vasteena videosignaalin tasakomponentille. Säädettävän korostuksen säätöpiirin 85 aikaansaama suuri ekvivalenttinen impedanssi saattaa transistorin 75 vain hieman vähemmän epäherkäksi videosignaalin tasakomponentille, mut-25 ta ei käytännössä huononna säätöjärjestelmän tehokkuutta.

Korostuksen säätimen 88 säätö muuttaa vahvistintransistorin 75 johtamaa tasavirtaa lisäämällä ja poistamalla tasavirtaa transistorin 75 emitterivirtaan 30 ja emitterivirrasta. Korostuksen säädintä 88 voidaan säätää ilman, että heikennetään suodattimen 90 toimintaa sen päästökaistan alueella olevien signaalien puitteissa, koska piirin 85 suuri impedanssi on merkittävästi suurempi kuin suodattimen 90 impedanssi suuril-35 la taajuuksilla. Kääntäen, suodatin 90 ei vaikuta säädettävän korostuksen säätimen tasavirran esiasetukseen,

II

75459 15 joka on saatu piiristä 85 ohjaustielle navan 1 kautta, koska suodattimen kondensaattori 93 toimii tasavirran sulkukondensaattorina, jolloin suodattimena 90 on hyvin suuri impedanssi navan 1 ja maan välillä tasavir-5 ralle. Siten suodattimena 90 ja säädettävällä säätöpiirillä 85 on keskinäisesti riippumaton toiminta vahvistimen 75 ohjauksen suhteen, vaikka suodatin 90 ja säätöpiiri 85 on kytketty yhteen ja samaan napaan.

Se tosiasia, että suodatin 90 ja säädettävä 10 korostuksen säätöpiiri 85 on kytketty yhteen ja samaan napaan on erityisen edullinen silloin, kun korostuksen säätöjärjestelmä on rakennettu integroituna piirinä, jolloin napa 1 vastaa integroidun piirin ulkoista napaa, koska sellainen kytkentä auttaa säilyttämään inte-15 groidun piirin ulkoisten liitäntänapojen lukumäärän rajoitettuna .

Jatkettaessa nyt järjestelmän toiminnan kuvausta, automaattinen korostuksen säätösilmukka suljetaan (toiminnallisesti) videosignaalissa olevan suuritaa-20 juisen sisällön määrän ja säätimen 88 asetuksen funktiona. Esimerkiksi, oletettaessa, että videosignaalin suurtaajuussisältö on oleellisesti vakio ja että korostuksen säädin 88 on asetettu suunnilleen keskialueella olevaan asentoon, saadaan tuloksena tasapainotila kon-25 densaattorin 96 jännitteen, korostuksen veräjään 20 syötetyn ohjausjännitteen ja piirin 20 korostusgene-raattorista 12 videosignaaliin kytkemän korostussig-naalin määrän suhteen. Suljettu säätösilmukka toimii ylläpitääkseen tämän halutun korostuksen tason yhtä-30 pitävänä korostuksen säätimen 88 asetuksen ja vastaavan transistoriin 75 säätimen 88 kautta syötetyn esi-asetuksen suhteen, muutoksen tapahtuessa videosignaalin suurtaajuussisällössä.

Esimerkiksi, videosignaalin suurtaajuussisällös-35 sä tapahtuva kasvu tuottaa vastaavan jännitteen kasvun kondensaattorissa 96 ja transistorin 76 emitterissä, 16 75459 mikä vuorostaan aiheuttaa veräjän 20 transistorien 16 ja 18 johtumisen lisääntymisen. Siten nämä transistorit johtavat enemmän generaattorista 12 saatavaa ko-rostussignaalia. Veräjän 20 signaalia jakavasta toimin-5 nasta johtuen transistorit 15 ja 17 johtavat vastaavasti vähemmän korostussignaalia ja pienempi korostus-signaali tulee lisätyksi videosignaaliin transistorien 15 ja 17 kollektoreissa. Käyttöpiiriin 40 syötettävän videosignaalin korostussisältö on siten pienentynyt 10 halutulle tasolle. Nyt säätösilmukalla on uusi tasapainotila, joka pysyy kunnes säätösilmukka jälleen reagoi videosignaalin suurtaajuussisällön muutokseen vasteellisena, tai kunnes katsoja säätää korostuksen säädintä 88. Edellä olevaan nähden analogiset huomiot 15 soveltuvat silloin, kun säätösilmukka toimii automaattisesti lisätäkseen korostuksen määrää.

Korostuksen säätimen 88 asetuksen ja videosignaalin suurtaajuussisällön yhdistelmä voi johtaa tilanteeseen, jolloin mitään korostussignaalia ei lisätä 20 generaattorista 12 lähteestä 10 saatavaan videosignaaliin. Kyseisessä tapauksessa transistorin 76 emitteris-sä oleva ohjausjännite on riittävän suuri (positiivinen) niin että veräjän 20 transistorit 16 ja 18 johtavat kaiken generaattorista 12 saatavan korostussig-25 naalin.

Kuva 3 esittää korostuksen säätösilmukan toimintaa vasteena korostuksen säätimen 88 asetukselle ja videosignaalin suurtaajuussisällölle. Tätä esitystä varten oletetaan, että lähteestä 10 saatava videosig-30 naali sisältää suuritaajuisen 2 MHz:in signaalin.

Kuvassa 3 vaakasuuntainen akseli edustaa lähteestä 10 saatavan 2 MHz:in ottovideosignaalin suuruuden kasvua välillä nolla ja 100 % verrattuna tavallisesti odotettavissa olevaan videosignaalin suuruuteen. 35 Pystysuuntainen akseli edustaa 2 MHz:in videosignaalin vastaavaa suuruutta sen jälkeen, kun ylimääräiset gene-

II

17 75459 raattorista 12 saadut korostusslgnaalit on selektiivisesti lisätty videosignaaliin. Esitetyt viisi koros-tusvastetta, merkitty "a":sta "e":hen, vastaavasti vastaavat korostuksen säätimen 88 asetuksia maksimista mi-5 nimiin. Tässä järjestelmässä korostuksen säätö toimii videosignaalin suuruuksien alueella, joka ulottuu nollasta 55 %:iin odotetusta videosignaalin maksimiarvosta.

Kun säädin 88 on asetettu minimikorostuksen asen-10 toon "e", mitään korostussignaalia ei lisätä 2 MHz:in videosignaaliin. Korostussignaaleja lisätään ottovideo-signaaliin koko korostusalueella silloin, kun korostuksen säädin 88 on asetettu maksimikorostuksen asentoon "a". Esimerkiksi väliasennossa "c" videosignaaliin li-15 sätyn korostuksen määrä on oleellisesti yhtä suuri kuin ottovideosignaalin suuruus silloin, kun ottovideosig-naali on maksimiin nähden välillä nolla ja 10 %. Tässä asetuksessa videosignaaliin ei lisätä mitään korostusta silloin, kun videosignaalin voimakkuus ylittää 20 noin 35 % maksimista.

Viitattaessa nyt kuvaan 2 yhdessä kuvan 1 kanssa, havaitaan että transistorit 120 ja 122 (kuvan 2), joista korostussignaalit saadaan, muodostavat "cascode"-signaalikytkentämuodostelman virran jakoveräjän 20 25 transistorien 17, 18 ja 15, 16 (kuva 1) kanssa, vastaavasti. Tämä "cascode"-järjestely yhdessä veräjän 20 virran jakotoiminnan kanssa merkittävästi vähentää vääristymän ja vaihevirheen todennäköisyyttä koros-tussignaaleissa, jotka yhdistetään lähteestä 10 tule-30 viin videosignaaleihin. "Cascode"-kytkentämuodostelma vähentää merkittävästi suuritaajuista takaisinkytken-tää, joka muutoin tuottaisi suuritaajuisia vääristymiä. Lisäksi veräjän 20 transistorien 15, 16 ja 17, 18 emitterit aikaansaavat oleellisesti vakion pienen im-35 pedanssin korostussignaaligeneraattorin transistorien 120 ja 122 kollektoriantoihin kun veräjää 20 ohjataan 18 75459 (eli kun transistorien 15-18 johtavuutta muutetaan). Tuloksena on, että parasiittisten kapasitanssien vaikutuksesta johtuen korostussignaalien vaihesiirtymävirheet ovat merkittävästi pienentyneet.

5 Automaattinen korostuksen säätö, joka tapahtuu säätämällä lähteestä 10 saatavaan laajakaistaiseen videosignaaliin yhdistettävän korostussignaalin määrää, on edullinen siinä suhteessa, että tämä säätötapa ei häiritse laajakaistaisen videosignaalitien signaalin-10 käsittelyparametrejä, signaalitien sisältäessä viiväs-timen 128 ja differentiaalisen vahvistimen 110, 112, kuten on esitetty kuvassa 2. Erityisesti, korostuksen kohteena olevien laajakaistaisten videosignaalien vaiheeseen ei vaikuteta säädettäessä videosignaalille an-15 nettavan korostuksen määrää.

Il

Claims (6)

75459 19

1. Taajuusselektiivinen videosignaalin käsittelijä, joka on vasteellinen videosignaaleille, jotka sisältävät suuritaajuus- ja tasakomponetteja antovideo- 5 signaalin muodostamiseksi, joka kattaa tietyn videosignaalin suuritaajuisten komponenttien taajuusalueen videosignaalin tasakomponenttien ollessa oleellisesti poissa, joka käsittelijä käsittää vahvistimen, jossa on vahvistintransistori, jolla on ensimmäinen sisääntulo, joka on vasteellinen videosignaaleille, jotka sisäl-10 tävät tasakomponentin, toinen sisääntulo esiasetusta varten, jolloin vahvistimen impedanssi toisella sisääntulolla on pienempi kuin ensimmäisellä, ja ulostulo, joka on kytketty kuormaimpedanssiin, tunnettu virtalähdetransistorista (72), joka on kytketty vah-15 vistintransistorin (75) toiseen sisääntuloon lepotoi-mintavirran aikaansaamiseksi vahvistintransistorille ja virtalähdetransistorin virran pääjohtumistie on kytketty sarjaan, vahvistintransistorin virran pääjohtu-mistien kanssa; ja suodattimesta (90), joka on kytket-20 ty vahvistintransistorin toisen sisääntulon ja vertailu jännitepisteen väliin, jolla suodattimena on ensimmäinen impedanssi tasavirralla niin, että vahvistin-transistorilla on ensimmäinen vahvistus tasavirralla, ja toinen merkittävästi pienempi impedanssi mainitun 25 tietyn taajuusalueen puitteissa olevalla taajuudella niin, että vahvistintransistorilla on tällöin toinen vahvistus, joka on merkittävästi suurempi kuin ensimmäinen vahvistus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen videosignaa-30 Iin käsittelijä, tunnettu siitä, että virtaläh- detransistori aikaansaa oleellisesti vakion lepotoimin-tavirran vahvistintransistorille.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen videosignaalin käsittelijä, tunnettu siitä, että vahvistin- 20 754 59 transistorilla on kantaelektrodi videosignaalin, joka sisältää tasakomponentin, vastaanottamiseksi, kollektori-elektrodi, joka on kytketty kuorina impedanssiin, ja emitter ielektrodi; ja että virtalähdetransistorilla on kan-5 taelektrodi, joka on kytketty esiasetusjännitteeseen, emitterielektrodi, joka on kytketty vertailujännitteeseen, ja kollektorielektrodi, joka on kytketty vahvis-tintransistorin emitterielektrodiin oleellisesti vakion lepotoimintavirran syöttämiseksi vahvistintransis-10 torille; ja että suodatin käsittää sarjaresonanssisuo-dattimen, joka on kytketty vahvistintransistorin emitterielektrodiin .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen videosignaalin käsittelijä, tunnettu siitä, että suodatin 15 käsittää kelan ja kondensaattorin sarjayhdistelmän, joka on kytketty vertailujännitepisteen ja vahvistintransistorin emitterielektrodin väliin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen videosignaalin käsittelijä, tunnettu korostuslaitteesta, 20 joka on vasteellinen videosignaalille korostuskompo-nentin kehittämiseksi; laitteesta videosignaalin yhdistämiseksi korostuskomponentin kanssa korostetun videosignaalin tuottamiseksi; tasavirtakytketystä oh-jaustiestä, joka sisääntulo on vasteellinen videosig-25 naalille ja ulostulo on kytketty korostuslaitteeseen, käsittäen vahvistimen, jolla on sisääntulo videosignaalin, joka sisältää suurtaajuus- ja tasakomponent-teja, vastaanottamiseksi, ja ulostulo; ilmaisimen, joka on kytketty vahvistimen ulostuloon ohjausjännitteen 30 tuottamiseksi, joka edustaa vahvistimesta saatavien antosignaalien suuruutta; ja laitteen ohjausjännitteen kytkemiseksi korostuslaitteelle korostuskomponentin suuruuden ja siten korostetun videosignaalin korostus-sisällön säätämiseksi; ja siitä, että suodatin on kyt-35 ketty vahvistimeen tasavirtakytketylle ohjaustielle vahvistimen taajuusvasteen muotoilemiseksi niin, että vah- I) 21 7 5459 vistimesta saatavat antosignaalit, kytkettynä ilmaisimeen, käsittävät videosignaalin suurtaajuisia komponentteja tietyn taajuusalueen puitteissa tasakomponenttien ollessa oleellisesti poissa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen videosignaalin käsittelijä, tunnettu siitä, että vahvistin vastaanottaa korostetun videosignaalin; ja että ilmaisin vastaa huippuilmaisinta. 22 p , ,ν 75459