FI97005B - Sädevirtarajoitin kirkkaudensäätökynnyksen laajennuksella - Google Patents

Description

97005 Sädevirtarajoitin kirkkaudensäätökynnyksen laajennuksella Tämä keksintö liittyy yleisesti elektronisäteen virran rajoitukseen televisiovastaanottimien, videomoni-5 torien ja vastaavien kineskoopeissa. Tarkemmin, keksintö liittyy elektronisäteen virran rajoitukseen kuvan kontrastin ja kirkkauden säädön yhteydessä.

Tämä hakemus liittyy rinnakkaiseen ja saman tekijän hakemukseen sarjanro 339 847, joka on jätetty saman-10 aikaisesti tämän kanssa ja on nimeltääm KIRKKAUSMODULAAT-TORI MUSTATASON SULJETUN SILMUKAN KOMPENSOINTIIN ja johon tässä viitataan.

Useimmissa televisiovastaanottimissa näyttölaite on katodisädeputki, jonka suurjänniteteho saadaan vaakapoik-15 keutusjärjestelmästä tasasuuntaamalla pulssit, jotka syntyvät peräkkäisten vaakapyyhkäisypaluujuovien aikana. Syötöstä otettu teho on funktio kuvasisällöstä, käyttäjän asettamasta mustatasosta (eli kirkkaudesta); videovahvis-tussäädöistä (eli kuvan kontrastista); ja vaikutuksesta, 20 joka muodolla tai muodoilla on, jolla automaattinen vi-deovahvistuksen ja/tai automaattinen mustatason säätö on toteutettu. Tehoa otetaan aktiivisen kuvan aikana ja palautetaan vaakapaluujuovan aikana. Korkean sädevirran todennäköisyys lisääntyy kirkkaiden, pääasiassa valkoista 25 informaatiota sisältävien kuvien videosignaalien yhteydessä, kontrastin tai kirkkauden manuaalisäädön asetusten ollessa suurimmassa asennossaan tai näiden tekijöiden yhdistelmänä.

Liiallinen sädevirta voi saada vastaanottimen tuot-30 tamaan heikentynyttä kuvaa ja voi aiheuttaa vastaanottimen vaurioitumisen. Liiallinen sädevirta voi vaikuttaa haitallisesti vastaanottimen poikkeutusjärjestelmän toimintaan, saattaa aiheuttaa pistedefokusointia ja kuvan laajenemaa. Näin ollen vastaanottimissa on tavallisesti automaattinen 35 säderajoitinpiiri. Tällainen piiri ilmaisee sädevirtaa ja 2 97005 automaattisesti pienentää kontrasti- tai kirkkaustasoja, tai molempia, kun sädevirta ylittää ennaltamäärätyn kynnyksen .

Tyypillisesti vaakapoikkeutusj ärj estelmä sisältää 5 paluumuuntajan. Sädevirtaan verrannollinen jännite kehittyy vastuksen yli, joka on kytketty paluumuuntajan toi-siokäämin alapäästä vertailupotentiaalin lähteeseen. Vastuksen liittimessä, joka ei ole kytketty vertailupoten-tiaaliin, olevaa jännitettä verrataan aktiivisesti toi-10 seen vertailupotentiaaliin säätöpiirissä. Kun haluttu suurin sädevirta saavutetaan, ryhdytään toimiin videovahvis-tuksen, eli kontrastin, pienentämiseksi ja näin sädevirran rajoittamiseksi. Lisää suojaa liiallista sädevirtaa vastaan saadaan usein ylimääräisestä piiristä, joka on suun-15 niteltu pienentämään mustatasoa, eli kirkkautta, sen jälkeen kun videovahvistusta on pienennetty jokin ennaltamää-rätty määrä. Ylimääräinen piiri voi olla rakenteeltaan samanlainen ja kytketty rinnan vahvistuksen säädön kanssa ja se voi käyttää samaa sädeilmaisujännitettä eri kompa-20 raattorin vertailujännitteellä siten, että mustatason pie-nentämistoimenpiteet alkavat korkeammalla sädevirralla kuin videovahvistuksen pienentämistoimentpiteet. Vaihtoehtoisesti ylimääräinen piiri voidaan kytkeä sarjaan vahvistuksen säädön kanssa ja suunnitella aloittamaan toimintan-25 sa, kun vahvistussäädön lähtö saavuttaa ennaltamäärätyn videovahvistuksen pienennyksen.

Automaattinen kirkkauden rajoittaminen voi aiheuttaa ongelmia jopa sädevirran tasoilla, jotka ei välttämättä ole liiallisia. Sädevirran rajoittimen tulisi toi-30 mia ilman, että se tarpeettomasti lisää katsojan havaitsemia säderajoittimen toiminnan aiheuttamia kuvasisällön muutoksia. Yleisesti ottaen, katsoja usein havaitsee helpommin kuvan kirkkauden, eikä kontrastin, muutosten aiheuttamat muutokset kuvan taustavalaistuksessa. Tämän li-35 säksi mustatason, eli kirkkauden, pienentäminen normaa-

II

97005 3 leissa kuvaolosuhteissa on ei-toivottavaa, koska se aiheuttaa alhaisen valon yksityiskohtien leikkautumisen pois kuvasta, olettaen että mustataso oli alunperin asetettu oikein. Näin ollen turvallisilla sädevirtatasojen alueella 5 sädevirran rajoittaminen suoritetaan kernaasti kontrastia rajoittamalla. Automaattiset sädevirtaa rajoittavat piirit ovat kuitenkin yleensä alttiina kohinalle ja usein toimivat vähentäen ennenaikaisesti kirkkautta ja siten kuvan laatua, ennen kuin sädevirtatasot tulevat liiallisiksi.

10 Tunnetaan useita erilaisia automaattisia sädevir taa rajoittavia järjestelmiä, jotka toimivat yhdessä te-levisiovastaanottimen ja vastaavien kontrastin ja kirkkauden säätöpiirien kanssa. Monet järjestelmät suorittavat kontrastin ja kirkkauden jatkuvaa säätöä sädevirran eri 15 ennaltamäärätyillä alueilla, kuten seuraavissa US-paten-teissa on kuvattu: 4 126 884 - Shanley, II; 4 253 110 -Harwood et ai.; 4 253 121 - Avery; ja 4 137 552 - Serafini .

Tämän keksinnön piirteenä on kontrasti- ja kirk-20 kaustasojen säätö sädevirtatasojen mukaan ensimmäisellä, turvallisella ja laajennetulla sädevirtatasojen alueella.

Tämän keksinnön lisäpiirteenä on pienentää kirk-kaustasoja sädevirtatasojen arvojen mukaan toisella tasojen alueella laajennetulla toimintakynnyksellä.

25 Tämän keksinnön eräänä piirteenä on viivästää kirk- kausrajoittimen säädön alkamista mutta sen jälkeen aiheuttaa nopea sädevirran pienennys.

Vielä eräänä tämän keksinnön piirteenä on säätää kontrastia laajennetulla sädevirta-arvojen alueella oh-30 jaussignaalin mukaan, ja säätää kirkkauden rajoittamista ylimääräisellä sädevirta-arvojen aluella saman säätösig-naalin prosessoidun vaihtelun mukaan.

Vielä eräänä tämän keksinnön piirteenä on säätää kirkkauden rajoittamista ainoastaan vaakajuovien aikana ja 4 97005 estää kirkkauden rajoittamisen säätö vaakapaluujuovien aikana.

Tämän keksinnön edellä mainittujen piirteiden mukainen videosäätöpiiri voi sisältää säädettävän vahvis-5 tuksen videovahvistimen videosignaalille, kun vahvistetulla, kuvan synnyttävällä videosignaalilla on kontrasti-ja kirkkausominaisuuksia, jotka molemmat vaihtelevat suoraan videovahvistimen vahvistuksen myötä, ja kirkkauden säätöpiirin vahvistetun videosignaalin kirkkauden muutta-10 miseksi vaikuttamatta kontrastiin. Sädevirtaa ilmaisevaa piiriä käytetään kehittämään sädevirran säätösignaali, joka esimerkiksi liittyy keskimääräiseen kuvaintensiteetti tasoon. Automaattinen kontrastisäätöpiiri ja automaattinen kontrastirajoitin on kytketty vahvistimeen. Auto-15 maattinen kontrastisäätöpiiri toimii jatkuvasti videosignaalin mukaan, ja erityisesti, videosignaalin huippujen mukaan, jotka aiheuttavat sädevirtaan lyhyitä huippuja, jotka eivät merkittävästi vaikuta sädevirran keskimääräiseen arvoon. Tässä suhteessa videosignaali on sädevirran 20 huippujen epäsuora mitta. Kontrastirajoitin toimii jatkuvasti sädevirran säätösignaalin mukaan, joka ei yleensä heijasta huippuolosuhteita vaan keskimääräisiä arvoja. Kontrastisäädön ja kontrastirajoittimen voidaan ajatella toimivan sädevirta-arvojen eri piirteiden mukaan, suoras-25 ti ja epäsuorasti, ensimmäisellä ja laajennetulla sädevir-tatoiminta-arvojen alueella. Kontrastisäädöstä ja kontras-tirajoittimesta kumpikin kehittää kontrastisäätösignaalin komponentin videovahvistimen vahvistuksen jatkuvaksi säätämiseksi kontrastin asettamiseksi ja sädevirran säätämi-30 seksi. Kirkkausmodulaattori on kytketty kirkkauden säätöpiiriin ja toimii videovahvistuksen säätösignaalin mukaan kehittäen kirkkauden säätösignaalin esimerkiksi videosignaalin kirkkauden jatkuvaksi säätämiseksi käänteisesti kontrastin kanssa, jolloin kuvan sekä tummien että vaalei-35 den alueiden kirkkaus lisääntyy kun koko kuvalla on tar- I! 97005 5 peeks! suuri keskimääräinen kuvaintensiteettitaso saamaan kontrastisäätöpiiri pienentämään kontrastia ja kirkkautta.

Jotta maksimoitaisiin tehokas alue, jolla kontras-tisäätö ja kirkkausmodulaatio ovat toimivia ilman, että 5 samanaikaisesti estetään kirkkausrajoittimen oikea-aikai- nen toiminta, sädevirran säätösignaalia prosessoidaan, esimerkiksi suodattamalla tai veräjöimällä, tietyntyyppisten kohinasignaalien poistamiseksi, jotka eivät merkittävästi muuta havaitun sädevirran keskimääräistä talo soa, mutta aiheuttavat kirkkausrajoittimen ennenaikaista toimintaa. Kirkkausrajoitin toimii siten prosessoidun sädevirran säätösignaalin mukaan, kirkkausrajoittimen ei-toivottavan toiminnan estämiseksi, kun sädevirta on toiminta-arvojen ensimmäisellä ja laajennetulla alueella.

15 Vielä eräänä tämän keksinnön piirteenä on video- säätöpiirin säderajoitin, jolla saadan kontrastisäädön ja kirkkausmodulaation laajennettu alue ja joka on yhteensopiva manuaalisten kontrasti- ja kirkkaussäätöjen kanssa.

Nämä ja muut keksinnön piirteet ymmärretään parem-20 min piirroksista, joissa:

Kuvio 1 on lohkokaavio tämän keksinnön mukaisesta videosäätöpiiristä;

Kuvio 2 on piirikaavio kuviossa 1 esitetystä säde-virtaa rajoittavasta piiristöstä, jossa signaaliprosesso-25 ri sädevirran säätösignaalille on suodatin; ja

Kuvio 3 on käyrä, joka kuvaa sädeilmaisujännitteen aaltomuotoja valituille sädevirran arvoille;

Kuvio 4 on käyrä, joka esittää kontrastitason säätö jännitettä ja sädevirran ylikuorman säätöjännitettä sä-30 devirran funktiona;

Kuvio 5 on käyrä, joka esittää kirkkausmodulaatto-rin tuottaman kirkkauden säätöjännitteen vaihtelua kontrasti säätöjännitteen funktiona;

Kuvio 6 on kaavio sädevirtaa rajoittavasta piiris-35 tä, jossa signaaliprosessori on veräjäohjain; ja 6 97005

Kuvio 7 on vaihtoehtoinen piiri kuviossa 6 esitetylle.

Videosäätöpiiri on esitettu lohkokaaviomuodossa kuviossa 1 ja on yleisesti merkitty viitenumerolla 10.

5 Videosäätöpiiri 10 sisältää videolähteen 12, valo/väri -prosessointipiirin 14, sädevirtarajoitinpiirin 16, säde-virtaa ilmaisevan piirin 18, manuaalisen kontrastisäätö-piirin 20, automaattisen kontrastisäätöpiirin 24 ja manuaalisen kirkkaussäätöpiirin 22.

10 Videolähteen 12 lähtö linjalla 39 on tulona valo/ väri-kampasuodattimelle 38. Kampasuodattimen lähtö linjalla 41 on värikkyysinformaatio ja kampasuodattimen lähtö linjalla 43 on valoisuusinformaatio. Kampasuodattimen 38 lähdöt ovat tuloina valo/väri-prosessointipiirille 14. 15 Piirit, kuten valo/väri-prosessointipiiri 14, voidaan to teuttaa integroiduilla piireillä. Tällainen valo/väri-pro-sessointilastu on saatavilla RCA osanumerona 1421882-1, Thomson Consumer Electronics, Indianapolis, Indiana. Vain ne tällaisen valo/väri-lastun osat on kuvattu, jotka ovat 20 tälle keksinnölle oleellisia.

Kampasuodattimen 38 värikkyyslähtö on tulona väri-prosessointipiirille 50. Kampasuodattimen 38 valoisuusläh-tö on tulona valoisuusvahvistimelle 52. Kuvasäätöpiiri 54 säätää valoisuus- ja värikkyyskanavien videovahvistusta ja 25 sillä on lähdöt linjoilla 45 ja 47, jotka ovat tuloina vastaavasti värikkyysprosessointipiirille 50 ja valoisuus-vahvistimelle 52. Valoisuusvahvistimen 52 lähtö on tulona kirkkaussäätöpiirille 56. Kirkkaussäätöpiiri 56 kohottaa ja laskee kirkkaustasoa, jota kutsutaan myös mustatasoksi. 30 Kirkkaussäätöpiirin 56 lähtö linjalla 53 ja väriproses-sointipiirin 50 lähtö linjalla 51 ovat tuloina valo/väri-matriisille 60. Valo/väri-matriisin 60 lähdöt linjoilla 61, 63 ja 65 muodostavat vastaavasti lähdöt punaiselle, vihreälle ja siniselle videosignaaleille. Kukin lähtö lin-35 joilla 61, 63 ja 65 viedään vastuksen läpi, minkä jälkeen ti 97005 7 lähdöt summataan tuloiksi tavanomaiseen kontrastisäätöpii-riin 24. Tämä mahdollistaa sädevlrran rajoittamisen video-hulppulntenslteetln sekä keskimääräisen kuvalntenslteetin mukaan. Tämä voi estää palkallista defokusolntia ja reikä-5 levyn hilseilyä.

Videosignaali lukitaan yleensä DC-tasoon 0 IRErssä (yhdistetyn videosignaalin jälkiportaaseen), kun taas NTSC-signaalien mustataso säädetään nimellisesti olemaan noin 7,5 IRE. Valkeataso on nimellisesti 100 IRE. Näin 10 ollen videovahvistuksen lisäys saa esitettävän mustatason muuttumaan "kirkkaammaksi" kun videovahvistusta lisätään ja esitettävän mustatason muuttumaan "tummemmaksi" kun videovahvistusta vähennetään. Kun sädevirtaa rajoittavat piirit myös vastaavat sädevirtatasojen lisäykseen vähen-15 tämällä kirkkautta, toisin sanoen mustatasoa laskemalla, ilmiö voi olla korostunut.

Kuvasäätöpiirillä on tulo linjalla 87. Kirkkaus-säätöpiirillä 56 on tulo linjalla 83. Määritelmän vuoksi, ja edellä mainitun integroidun piirilastun toiminnan mu-20 kaisesti, kuvasäädön 54 tulolinjalle 87 tuodun jännitetason lisäys lisää videovahvistimen vahvistusta. Videovahvistuksen lisäys lisää siten kontrastitasoa ja lisää, eli kohottaa kirkkaustasoa. Linjalla 87 olevan jännitetason pienennys saa aikaan videovahvistuksen pienenemisen, mikä 25 saa aikaan kontrastitason pienenemisen ja kirkkaustason pienenemisen. Samalla tavoin, kirkkaussäädön 56 tulolin-jalla 83 tapahtuva jännitteen lisäys kohottaa videosignaalin kirkkaustasoa ja jännitteen pienennys linjalla 83 alentaa kirkkaustasoa. Kuitenkaan kirkkaussäätöpiirin 56 30 tulolinjalla 83 tapahtuvat jännitetason muutokset eivät vaikuta videovahvistukseen eivätkä näin ollen muuta kontrastitasoa.

Piirroksissa esitetyssä erityisessä toteutuksessa, joka käyttää edellä mainittua valo/väri-lastua, on myös 35 säderajoitinpiiri 58. Säderajoitinpiiri 58 on esitetty 8 97005 katkoviivoin piirretyllä lohkolla, koska sitä ei käytetä keksinnössä. Jotta säderajoitin 58 saataisiin toimintakyvyttömäksi, sen tulolinja 59 on kytketty pysyvästi oleellisesti tasaiseen ja kohotettuun jännitetasoon +Vcc. Tämä 5 ilmaisee, tosin väärin, että sädevirta on hyvin alhainen. Kun säderajoitinpiirin 58 tulo on näin sidottu ylös, sen lähdöt linjoilla 55 ja 57 vastaavasti kuvasäätöön 54 ja kirkkaussäätöön 56 ovat muuttumattomia eikä niillä ole vaikutusta. Tällä tavoin on mahdollista estää integroidun 10 säderajoitinpiirin 58 toiminta ja korvata se säderajoi-tinpiirillä 16, johon seikkaan tämä keksintö kohdistuu.

Valo/väri-kampasuodattimen, väriprosesointipiirin, valoisuusvahvistimen ja valo/väri-matriisin tarkka toiminta on tunnettua ja niitä ei täten esitetä tai seloste-15 ta yksityiskohtaisesti. Säderajoitinpiirin 58 toiminta, joka ohitettiin, oli aikaisemmman toimintamallin mukaista, jossa säädettiin kontrastia ja kirkkautta samaan suuntaan ensimmäisellä sädevirtatasojen alueella ja ensimmäistä aluetta korkeammalla sädevirtatasojen alueella 20 säädettiin kirkkaustasoa. Se on alle tälläisen säderajoitinpiirin optimitoiminnan, mikä seikka edisti tässä esitettävän kirkkausmodulaattoripiirin kehittämistä.

Elektronisädevirtaa linjalla 71 tarkkailee säde-virtaa ilmaiseva piiri 18. Sädevirtaa ilmaiseva piiri 18 25 kehittää sädevirtasäätöjännitteen linjalla 73, joka on tulona kontrasti- eli ,,pix"-rajoitinpiirille 70 ja säde-virtasäädölle 74. Sädevirtasäätö 74 sisältää kirkkausra-joittimen 76 ja signaaliprosessorin 78. Signaaliprosessorilla voi olla eri muotoja, esimerkiksi suodatin, kuten 30 kuviossa 2 tai veräjäohjain kuten kuvioissa 6 ja 7. Kummassakin tapauksessa signaaliprosessori 78 muodostaa välineet, joilla poistetaan ainakin tietyntyyppistä kohinaa kirkkausrajoittimen 76 tulosta. Kuvion 2 piirikaavion mukaisesti sädevirtasäätösignaali on jännitesignaali, joka

II

97005 9 on suurimmillaan kun sädevirta on pienimmillään ja on pienimmillään kun sädevirtataso on suurimmillaan.

Pixrajoitinpiiri 70 on automaattinen kontrastia rajoittava piiri, joka kehittää kontrastin säätöjännit-5 teen yhden komponentin, eli pixin, lähtölinjalla 75 säde-virrassa keskimääräiseen kuvaintensiteettiin nähden tapahtuvien dynaamisten vaihtelujen mukaan. Pixsäätöjännit-teen toinen komponentti on automaattisen kontrastisäädön 24 lähtö linjalla 25, joka toimii epäsuorasti sädevirran 10 huippukuvaintensiteettiin nähden tapahtuvien dynaamisten vaihtelujen mukaan. Pixsäätöjännitteen kolmas komponentti on manuaalisen kontrastisäädön 20 lähtö linjalla 85. Pixsäätö jännite linjalla 75 on tulona kirkkausmodulaattori-piirille 72 kuvasäätöpiiriin 54 tulolinjalle 87. Pixsäätö-15 jännitteen nettolisäys, jonkin tai kaikkien sen komponenttien vuoksi, saa kuvasäätöpiirin 54 lisäämään videovahvis-tusta, mikä lisää kontrastitasoa ja kohottaa kirkkausta-soa. Nettovähennys pixsäätöjännitteessä saa kuvasäätöpiirin 54 vähentämään videovahvistusta, pienentäen kontrastia 20 ja alentaen kirkkaustasoa. Pixsäätöjännite vaihtelee pix-rajoittimen 70 säätämän sädevirran funktiona, kuten kuviossa 4 esitetty. Arvot vastaavat kuviossa 2 esitetyn määrätynlaisen piirin toimintaa. Alemmilla kuin kuviossa 2 esitetyillä sädevirran arvoilla pixsäätöjännite vaihtelee 25 suurimmalta osalta tavanomaisesti, automaattisen kontrastisäädön 24 antaman säädön mukaan.

Kirkkausmodulaattoripiiri 72 antaa lähtösäätöjännitteen linjalla 79, joka vaihtelee käänteisesti pixsäätö jännitteen kanssa, kuvio 5. Arvot vastaavat kuviossa 2 30 esitetyn määrätyn piirin toimintaa. Kun pixsäätöjännite kasvaa, linjalla 79 olevan kirkkaussäätösignaalin jännite laskee, mikä saa kirkkaussäätöpiirin 56 alentamaan kirkkaustasoa. Kääntäen, kun pixsäätöjännite putoaa, kirk-kaussäätöjännite kasvaa saaden kirkkaussäätöpiirin 56 nos-35 tamaan kirkkaustasoa. Videovahvistuksen lisääminen lisää 97005 10 kontrastitasoa ja samanaikaisesti kohottaa kirkkaustasoa. Kääntäen, videovahvistuksen vähentäminen vähentää kontrastitasoa ja alentaa kirkkaustasoa. Kirkkaussäätösignaali toimii täten kohottaen kirkkaustasoa kun kontrastitaso 5 laskee ja alentaen kirkkaustasoa kun kontrastitaso lisääntyy. Kirkkausmodulaattori siten vastustaa kirkkaustason erityisen ei-toivottavaa pienentymistä kun kontrastia vähennetään sädevirran kasvun tai videosignaalin huippujen mukaan.

10 Kirkkausmodulaattori 72 toimii sädevirtatoiminta- arvojen ensimmäisellä alueella, joka yleensä vastaa turvallisia toimintaolosuhteita. On kuitenkin tiettyjä toimintaolosuhteita, joissa nähtävän kuvan laatu on vähemmän tärkeä kuin liiallisten sädevirtatasojen aiheuttamat vaa-15 rat. Näin ollen kirkkausrajoitinpiiri 76 toimii toisella sädevirtatoiminta-arvojen alueella, joka yleensä vastaa vaarallisia toimintaolosuhteita, toisin sanoen, joissa ei automaattinen kontrastisäätö 24 eikä pixrajoitin 70 ole tehokas estämään vaarallisia sädevirtatasoja. Näissä olo-20 suhteissa kirkkausrajoitinpiiri 76 kehittää linjalla 81 sädevirran ylikuorman säätöjännitesignaalin, joka myös kytketään kirkkaussäätöpiirin 56 tulolinjalle 83. Säde-virran ylikuormasäätösignaali on myös esitetty kuviossa 4, sädevirran funktiona. Kirkkausrajoittimen toiminnan koros-25 tamiseksi kirkkausmodulaattorin toiminta on jätetty huomiotta kuviossa 4. Todetaan, että tietyllä sädevirran kynnysarvolla pixrajoitin 70 on saavuttanut täyden säätö-alueensa, jolloin ei enää tapahdu muutoksia kuvasäätöpii-rin tulossa tai kirkkausmodulaattoripiiristä. Sädevirran 30 ylikuorman säätösignaali toimii tämän jälkeen toisella , aluella alentaen kirkkaustasoa vaarallisten sädevirtata sojen estämiseksi.

Jotta estettäisiin kirkkausrajoitinpiiri 76 synnyttämästä sädevirran ylikuormasäätösignaalia silloin, kun 35 automaattisen kontrastisäädön tai pixrajoittimen tulisi 97005 11 vielä pystyä säätämään sädevirtaa vldeovahvistusta säätämällä, sädevirtasäätösignaalia prosessoidaan esimerkiksi suodattimena 76 valhtokomponenttlen, jotka esimerkiksi aiheutuvat paluujuovapulsseista johtuvista kohinapiikeis-5 tä, poistamiseksi. Tämä auttaa varmistamaan, että kirk-kausrajoitinpiiri 76 tulee toimivaksi vain kun pixsäätö-jännitteen antama täysi ja laajennettu kompensointialue on tullut loppuunkäytetyksi. Kuvion 4 katkoviivakäyrä esittää kirkkausrajoittimen ennenaikaista vaikutusta ilman signaa- 10 liprosessoria.

Useimmissa televisiovastaanottimissa on manuaalisesti säädettävät välineet, joilla katsoja voivat muuttaa kontrastin ja kirkkauden asetuksia. Kuten todettiin, manuaalisen kontrastisäätöpiirin 20 lähtö on myös kytketty 15 kirkkausmodulaattorin 72 tuloon, joka toimii vähentäen kirkkaustasoa manuaalisen kontrastilisäyksen myötä. Kuten automaattisessa säderajoitinpiirissä 16, manuaalinen kirk-kaussäätö 22 kohottaa ja alentaa kirkkaustasoa vaikuttamatta videovahvistukseen ja kontrastitasoon. Kuitenkin 20 jännitetaso lähtölinjalla 89 on kirkkaussäätöpiirin 56 tulon komponentti ja liian korkea manuaalisesti säädetty kirkkaustaso saa aikaan automaattisen kontrastisäädön, pixrajoittimen ja kirkkausmodulaattorin tehokkaan alueen pienentymisen ja saa aikaan tiheämmän kirkkausrajoitinpii-25 rin toiminnan.

Kuviossa 2 on esitetty piirikaavio tämän keksinnön mukaisesta sopivasta säderajoitinpiiristä 16. Elektroni-sädevirta kulkee linjan 71 kautta ja paluumuuntajan Tl käämiin W. Sädevirtaa ilmaiseva piiri 18 sisältää vastuk-30 set Rl ja R2, joiden liitoskohta vastaa linjaa 73, jossa sädevirtasäätöjännite Vs kehitetään. Sädevirtasäätöjän-nite Vs vaihtelee käänteisesti sädevirran kanssa. Diodi Dl on kytketty lähtölinjan 73 ja syöttöjännitteen, esimerkiksi +11,2 volttia, väliin. Tämä rajoittaa jännitteen Vs 35 suurimman arvon noin +12 voltiksi.

12 97005

Pixrajoitinpiiri 70 sisältää transistorit Q1 ja Q2, joiden emitterit on kytketty toisiinsa vastuksen R9 kautta. Transistorin Q1 kanta saa esijännitteen vastuksista R5, R6 ja R7 muodostuvasta jännitejakoverkosta. Esitetyil-5 lä komponenttiarvoilla transistorin Q1 kannalla, joka on kytketty vastusten R5 ja R6 liitäntäkohtaan, on noin +4 voltin tasolla oleva esijännnite.

Automaattinen kontrastisäätöpiiri 24 voidaan toteuttaa useilla erilaisilla piireillä, esimerkiksi kuten 10 US-patentissa nro 4 599 643, joka on tässä viitteenä. Eräs tälläinen toteutus sisältää transistorin. Transistorin kantaelektrodi on kytketty summattuihin videolähtöihin, kollektorielektrodi kytketty pixrajoittimen ja manuaalisen kontrastisäädön lähtöihin ja emitterielektrodi kytketty 15 resistiivisellä jännitejakoverkolla esijännitteeseen. Video-ohjauksen (amplitudin) lisäys saa aikaan pixsäätöjän-nitteen pienenemisen.

Kirkkausrajoitinpiiri 76 sisältää transistorit Q5 ja Q6, joiden emitterit on kytketty toisiinsa vastuksen R8 20 kautta. Myös transistorin Q5 kanta saa esijännitteensä vastuksen R5, R6 ja R7 sisältävästä jännitejakoverkosta. Esitetyillä komponenttiarvoilla transistorin Q5 kanta, joka on kytketty vastusten R6 ja R7 liitäntäkohtaan on noin +2,7 voltissa. Signaaliprosessori 78, joka on muo-25 doltaan suodatin 76, on kytketty transistorin Q6 kantaan ja sisältää vastuksen R4 ja kondensaattorin C2.

Kirkkausmodulaattoripiiri 72 sisältää transistorit Q3 ja Q4. Transistorin Q4 kanta saa esijäänitteen vastusten Rll ja Rl2 muodostamasta jännitejakoverkosta ja on 30 kytketty niiden liitoskohtaan. Transistorin Q3 emitteril-lä oleva jännite seuraa sen kannalla olevaa jännitettä ja on oleellisesti pixsäätöjännite. Transistorin Q1 kollek-tori on pixsäätöpiirin 70 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 75. Lähtölinja 75 on tulo kuvasäätöpiirille 54 ja, vastuksen

II

1S 97005 RIO kautta, on myös tulo kirkkausmodulaattoripiirille 72 transistorin Q3 kannalla.

Transistorin Q5 kollektori on kirkkausrajoitinpii-rin 76 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 81. Tämä on kytketty 5 transistorin Q4 kollektorille, joka on kirkkausmodulaat-torin 72 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 79. Diodi D2 ei muodosta osaa kirkkausrajoittimesta tai kirkkausmodulaatto-rista vaan estää transistorien Q4 ja Q5 johtavuuden kun käyttäjän, eli manuaalinen kirkkaustaso on asetettu epä-10 normaalin alas. Jännitejakoverkon vastus R5, transistorin Q3 kollektori ja vastuksen R13 yksi liitin on kytketty syöttöjännitteeseen +11,2 volttia. Vastus R13 ja vastus R14 muodostavat jännitejakoverkon esijännitteen antamiseksi transistorin Q4 emitterielektrodille, joka on kyt-15 ketty vastusten liitoskohtaan. Kun transistori Q3 ei johda, transistorin Q4 emitteri on jännitetasolla noin +0,85 volttia.

Manuaalisen kontrastisäätöpiirin lähtö saa aikaan kuvasäätöpiirin tulolinjallla 75 jännitetason, joka jän-20 nite esiintyy myös transistorin Q1 kollektorilla, joka on pixrajoitinpiirin 70 lähtö. Oletetaan esimerkiksi, että sädevirta on pienimmillään ja että jännite Vs on suurimmillaan, manuaalisen kontrastisäädön nimellinen tehdas-asetus synnyttää esitetyillä komponettiarvoilla jännite-25 tason noin +7,8 volttia linjalla 75 kuvasäätöpiirin tuloon ja transistorin Q1 kollektorilla. Transistorilla Q3 on esi jännite siten, että se johtaa yli noin +5 volttia olevilla pixrajoitinjännitteillä. Näin ollen, jopa ilman jännitteen Vs tasosta johtuvaa sädevirran rajoittamista, 30 transistori Q3 johtaa, mikä vuorostaan saa transistorin Q4 johtamaan, mikä asettaa kirkkausmodulaattorin lähdön linjalla 83 noin +6,1 volttiin. Tämä vastaa suurinta kirkkauden säätöjännitettä kuviossa 4, jossa kirkkausmodulaation vaikutus on jätetty huomiotta.

14 97005 Jännite Vs putoaa sädevirran noustessa. Automaattinen kontrastisäätöpiiri toimii ja on hallitseva ennen kuin kulkee tarpeeksi sädevirtaa kytkemään transistori Q2. Kun jännite Vs putoaa tarpeeksi alas päästösuunnatakseen 5 transistorin Q2 kanta-emitteri-liitoksen, mikä on noin kaksi diodipudotusta transistorin Q1 kannalla olevan +4 voltin esijännitteen alapuolella, transistori Q1 alkaa johtaa.

Transistorin Q1 alkaessa johtaa, lähtölinjalla 75 10 oleva pixsäätöjännite vedetään alas. Pixsäätöjännitteen pudotessa videovahvistus pienenee ja kontrastitaso vähenee. Videovahvistuksen väheneminen alentaa myös kirkkaus-tasoa kuten edellä selostettiin. Kuitenkin kun pixsäätö-jännite putoaa, transistorin Q3 kannalla oleva jännite 15 putoaa, mikä vähentää transistorin Q3 johtavuutta. Transistorin Q3 vähäisempi johtavuus aiheuttaa transistorin Q4 vähemmän johtavuuden, mikä saa jännitetason Q4:n kollekto-rilla lähtölinjalla 79 kasvamaan. Näin ollen kirkkaussig-naali kasvaa ja kohottaa kirkkaustasoa kompensoiden video-20 vahvistuksen pienenemisen.

Jännitteen Vs arvo, jolla pixrajoitinpiiri tulee toimivaksi, riippuu vastusten R5, R6 ja R7 arvoista, jotka asettavat esijännitteen transistorin Q1 kannalla, joka vuorostaan asettaa esijännitteen transistorin Q2 emitte-25 rille. Jännitteen Vs edelleen pudotessa kasvavan sädevirran myötä transistorin Q1 kollektorilla oleva pixsäätö-jännite jatkaa putoamistaan ja transistorin Q4 kollektorilla oleva kirkkauden säätöjännite jatkaa kasvuaan.

Ideaalisesti, jännitteen Vs tullessa tarpeeksi pie-30 neksi kirkkausrajoitinpiiri alkaa toimia. Tarkemmin, vas tusten R5, R6 ja R7 muodostama jännitejakaja asettaa esi-jännitteen transistorin Q5 kannalle, joka vuorostaan asettaa esijännitteen transistorin Q6 emitterille. Kun jännite VS putoaa noin kaksi diodipudotusta +2,7 voltin alapuolel-35 le, transistori Q6 alkaa johtaa, mikä saa transistorin Q5

It 97005 15 johtamaan. Transistorin Q5 alkaessa johtaa, kirkkauden säätösignaali kirkkausmodulaattorin lähdössä, nimittäin transistorin Q4 kollektorilla, vedetään alas. Tämä saa kirkkauden säädön alentamaan kirkkaustasoa sädevirran pie-5 nentämiseksi. Mitä alemmas jännite Vs putoaa, sitä alemmaksi kirkkaustaso vedetään.

Automaattisen kontrastisäädön 24 ja kontrastira-joittimen 70 voidaan ajatella toimivan sädevirta-arvojen ensimmäisen alueen eri osissa, kirkkausrajoittimen toi-10 miessa sädevirta-arvojen toisella alueella, joka on ensimmäisen alueen ulkopuolella. Vaihtoehtoisesti automaattisen kontrastisäädön voidaan ajatella toimivan sädevirta-arvojen ensimmäisellä alueella, kontrastirajoittimen toimivan sädevirta-arvojen toisella aluella ja kirkkaus-15 rajoittimen toimivan sädevirta-arvojen kolmannella alueella, joka on ensimmäisen ja toisen alueen ulkopuolella.

Kuvio 3 esittää tyypillisiä sädeilmaisujännitteitä useille eri sädevirran tasoille. Kun sädevirta on 0 milli-ampeeria, kuten aaltomuodossa 3A, suojaava diodi Dl johtaa 20 ja estää sädeilmaisujännitteen nousun yli noin +12 voltin. Sädevirran kasvaessa virtaa ohjataan pois diodista Dl ja virran ollessa luokkaa noin 850 mikroampeeria, diodi lakkaa johtamasta. Sädevirran kulkiessa sädeilmaisujännitteellä on yksi arvo aktiivisen kuvan aikana ja merkittä-25 västi alhaisempi arvo muutamana mikrosekuntina vaakapyyh- « käisypaluujuovan aikana.

Sädeilmaisujännite virran ollessa noin 1,16 milli-ampeeria (mA) on esitetty aaltomuodolla 3B. Tämän arvon ylittävillä virroilla transistoreissa Q1 ja Q2 esiintyy 30 johtavuutta (aluksi negatiivisen piikin aikana) ja tästä aiheutuva jännitteen pieneneminen transistorin Q1 kollektorilla pienentää videovahvistusta. Pixrajoittimen toiminnan alkaminen videovahvistuksen pienentämiseksi olisi jyrkempää ilman negatiivisia piikkejä, mutta vähemmän 35 jyrkkä videovahvistuksen pieneneminen, joka tapahtuu 16 97005 pilkkien vuoksi, on normaalisti hyväksyttävissä. Kirk-kausrajoittimen toiminnan mustatason vähentämiseksi el pitäisi kuitenkaan alkaa ennenkuin videovahvistuksessa on tapahtunut merkittävä pieneneminen, ja sitten sen tulisi 5 toimia nopeasti.

Sädeilmaisujännite noin 1,22 milliampeerin virralla on esitetty aaltomuodolla 3C. Tämän arvon ylittävillä virroilla transistoreissa Q5 ja Q6 esiintyisi ei-toivoitavaa johtavuutta negatiivisten piikkien aikana, josta 10 seuraisi kirkkausrajoittimen toiminta mustatason vähentä miseksi, mikäli sädeilmaisujännite vieräisiin suoraan transistorin Q4 kannalle sen sijaan, että suodatetaan vastuksella R4 ja kondensaattorilla C2. Tällainen ennenaikainen toiminta mustatason vähentämiseksi on tyypillistä 15 aikaisemman toteutusten piireille. Aaltomuodot 3D ja 3E esittävät sädeilmaisujännitettä virroilla noin 1,38 mil-liampeeria ja 1,47 milliampeeria. Aaltomuodolle 3F kanta-viivan jännite on jo kynnyksen alapuolella ja piikkien vaikutus ei ole merkittävä huolenaihe. Kun negatiivisia 20 piikkejä estetään aiheuttamasta johtavuutta transistoreis sa Q5 ja Q6, transistorien Q1 ja Q2 muodostama säderajoi-tinrakenne voi johtaa kovasti ja vähentää videovahvistusta oleellisesti, ennen kuin mitään tapahtuu mustatason vähentämiseksi. Kuten kuviossa 4 on esitetty, kirkkauden- eli 25 mustatason säätövähennys alkaa lähes heti kuin kuvan eli videovahvistuksen säätövähennys, ilman suodatinta, kun taas suodattimen kanssa tapahtuvaa kirkkauden säätövähen-nystä viivästetään kunnes kuvan säätövähennystä on merkittävästi tapahtunut.

30 Kuviossa 2 esitetyn piirin tapauksessa, transis torin Q5 esijännittämisen vain lievästi Ql:n alapuolelle pitäisi saada kirkkausrajoitin toimimaan kun pixrajoitin-piiri on pienentänyt videovahvistusta niin paljon kuin mahdollista ja jännite Vs putoaa edelleen sädevirran edel-35 leen kasvaessa. Kuitenkin negatiiviset pulssit (piikit) il 17 97005 paluujuovan aikana saavat kirkkausrajoittimen johtamaan alemmilla sädevlrtatasoilla kuin toivottavaa ellei transistoria Q5 esijännitetä paljon transistorin Q1 alapuolelle. Kuitenkaan ei ole käytännöllistä esijännittää transis-5 toria Q5 paljon transistorin Q1 tason alapuolelle, koska kirkkausrajoitin ei olisi riittävän tehokas. Signaaliprosessori 78, esimerkiksi vastuksen R4 ja kondensaattorin C2 muodostama suodatin poistaa oleellisesti vaihtokomponentin (negatiiviset piikit) signaalista Vs. Tehokas säätöalue 10 laajenee siten merkittävästi ennen kuin tapahtuu sädevir-ran rajoittamista kirkkautta vähentäntämällä.

Negatiivisten piikkien vaikutusta voidaan myös estää säätämällä sädeilmaisusäätöjännitesignaalin etenemistä kirkkausrajoittimeen ja/tai pixrajoittimiin, esimerkik-15 si sopivalla veräjäpiirillä. Kuvio 6 esittää kuviossa 2 esitettyä piiriä modifioituna sisältämään signaaliprosessori veräjäpiirin 77 muodossa. Veräjäpiiri 77 muodostuu transistorista Q7, vastuksista R16 ja R17 ja diodista D3. Diodin D3 katodi on kytketty transistorin Q5 emitterielek-20 trodiin ja anodi kytketty vastuksen R16 yhteen liittimeen ja transistorin Q7 emitterielektrodiin. Transistorin Q7 kollektorielektrodi on kytketty syöttöjännitteeseen +11,2 volttia. Transistorin Q7 kantaelektrodi on kytketty vastuksen Rl7 yhteen liittimeen ja muodostaa tulon veräjäpii-25 riin. Vastusten R16 ja R17 toiset päät on kytketty maahan. Kuviossa 6 esitetty piiri toimii oleellisesti samalla tavoin kuin kuviossa 2 esitetty lukuun ottamatta veräjäpiirin 77 vaikutusta. Vastuksesta R4 ja kondensaattorista C2 muodostuva suodatinverkko on jätetty pois, joten sama sä-30 deilmaisujännite on tulona pixrajoittimelle 70 transistorin Q2 kantaelektrodilla ja kirkkausrajoittimelle 76 transistorin Q6 kantaelektrodilla.

Transistori Q7 on normaalisti sulkutilassa, mutta sen avaa vaakapaluujuovan aikana kantaelektrodiin tuodut 35 paluupulssit. Kun transistori Q7 avautuu, diodi D3 tulee ♦ 18 97005 päästösuuntaiseksi ja kohottaa transistorin Q5 emitterillä olevan jännitetason ylitse transistorin Q5 kannalla olevan jännitetason, sulkien transistorin Q5. Tämä estää transistoria Q5 johtamasta transistorin Q6 johtavuuden 5 mukaan sädevirtajännitteessä olevien negatiivisten piikkien vaikutuksen alaisena. Kirkkausrajoitin 76 on vapaa toimimaan juovan aikana kuten edellä kuvattiin. Veräjä-piiri 77 ei vaikuta automaattiseen kontrastisäätöön 24 ja jatkaa siten toimintaansa paluujuovan ja juovan aikana.

10 Eri veräjäpiirin toiminta on esitetty kuviossa 7.

Kuviossa 7 esitetty piiri poikkeaa kuvioissa 1, 2 ja 5 esitetyistä siinä, että kirkkausmodulaattoria ei ole mukana. Vastusten Rl ja R2 sekä diodin Dl liitoskohdassa kehitetty sädeilmaisujännite viedään transistorin Q8 kan-15 taelektrodille, joka invertoi sädeilmaisujännitteen. Transistorin Q8 kollektorielektrodilla kehittyvä invertoitu sädeilmaisujännite viedään tulona transistorien Q9 ja Q10 kantaelektrodeille. Transistorit Q9 ja Q10 on esitetty NPN transistoreina. Transistori Q9 on pixrajoitin, joka syn-20 nyttää pixsäätöjännitteen komponentin lähtönä kollektori-elektrodillaan. Muut komponentit synnyttää manuaalinen kontrastisäätö ja automaattinen kontrastisäätö. Transistori Q10 synnyttää kirkkaussäätöjännitteen lähtönä kollekto-rielektrodillaan. Vastukset R18 ja R19 voivat olla luokkaa 25 muutama kilo-ohmi ja voivat olla arvoiltaan samat, vaikka niiden ei tarvitse olla arvoiltaan samat. Vastukset R20, R21 ja R22 voidan valita mahdollistamaan toiminta kynnyksillä, jotka vastaavat kuviossa 2 ja 5 esitettyjä piirejä, vaikka asianlaidan ei välttämättä tarvitse olla näin. Esi-30 tetyillä arvoilla transistori Q8 alkaa johtaa, kun sen kantaelektrodille tuotu sädeilmaisujännite putoaa enenmmän kuin transistorin Q8 VBE alle +11,8 voltin. Kun transistori Q8 alkaa johtaa, jännite sen kollektorielektrodilla alkaa nousta. Kun jännite transistorin Q8 kollektorielekt-35 rodilla kohoaa yli noin transistorin Q9 VBE:n, transisto- ti • 19 07ppr ri Q9 alkaa johtaa. Kun transistori Q9 alkaa johtaa, pix-säätöjännite alkaa pudota, mikä aiheuttaa pienennyksen videovahvistuksessa. Transistorin Q10 emitteri on siten esijännitetty, että kun jännite transistorin Q8 kollekt-5 rielektrodilla kasvaa noin 1,3 volttia yli transistorin Q10 VBE:n, transistori Q10 alkaa johtaa ja aiheuttaa mus-tatason vähennyksen. Veräjätransistori Qll on normaalisti sulkeutuneena mutta avautuu vaakapaluujuovan aikana, esimerkiksi sen kantaelektrodille tuotujen paluupulssien tai 10 paluupulssien kanssa ajastettujen pulssien vuoksi. Kun transistori Qll avautuu, se vetää alas transistorien Q9 ja Q10 kannoille viedyn jännitesignaalin, varmistaen, että transistorit Q9 ja Q10 ovat sulkeutuneina paluujuovan aikana ja efektiivisestä estäen sädeilmaisujännitesignaalin 15 etenemisen kun ominaisia negatiivisia piikejä ilmenee sä-deilmaisujännitesignaalissa. Transistorin Qll toiminta ei vaikuta automaattiseen kontrastisäätöön 24.

Automaattinen kontrastisäätö ja pixrajoitinpiiri säätävät sädevirtatasoja ensimmäisen ja verrattain laajan 20 arvoalueen eri osissa jona aikana kirkkausmodulaattori, kompensoi kaikkia kirkkaustason ei-toivottavia muutoksia, jotka aiheutuvat videovahvituksen muutoksista pixsäätö-jännitteen mukaan. Kun sädevirtatasot saavuttavat vaarallisten arvojen laajennetun kynnyksen, toisella arvoalueel-25 la, kirkkausrajoitin alkaa toimia kirkkaustason alentamiseksi merkittävästi sädevirran ylikuorman aiheuttamien vaurioiden ja kuvan huononemisen estämiseksi. Sädeilmaisu-jännitesignaalin signaaliprosessori estää kirkkausrajoit-timen ennenaikaisen toiminnan.

Claims (3)

20 97005

1. Videosäätöpiiri, joka sisältää välineet (18) videosignaaliin liittyvän sädevirtaa 5 edustavan signaalin kehittämiseksi; ensimmäisen välineen (70) videosignaalin kontrastin amplitudin kontrolloimiseksi kun sädevirtaa edustava signaali, mukaanlukien kohinakomponentti, vaihtelee; toisen välineen (76) kirkkaudenohjaussignaalin kelo hittämiseksi valovoiman amplitudin rajoittamiseksi kun sädevirtaa edustava signaali vaihtelee, videosäätöpiirin ollessa tunnettu siitä, että videosäätöpiiri käsittää vaimennusvälineet (78) mainittujen toisten välineiden (76) tuottaman valovoiman ohjaussignaalin tuot-15 tamisen vaimentamiseksi vasteellisesti sädevirtaa edusta van signaalin kohinakomponentille mainittujen ensimmäisten välineiden (70) alkaessa toimia sädevirtaa edustavan signaalin ensimmäisellä kynnystasolla, joka on matalampi kuin toinen kynnystaso, jolla mainittu toinen väline (76) alkaa 20 toimia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tun nettu siitä, että estoväline (78) käsittää integroivan vaihtovirtasuodattimen (R4, C2), joka on kytketty sädevirtasäätösignaalin kehitysvälineen (18) ja toisen oh- 25 jausvälineen (76) välille.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tun nettu siitä, että vaimennusväline (78) käsittää kyt-kentävälineen (Q7, Qll), joka toimii paluuvaiheen aikana estäen mainitun toisen välineen (76) tuottaman valovoiman 30 ohjaussignaalin tuottamisen vasteellisesti kohinakomponen tille. tl 97005 21