KR100338231B1 - 비디오신호처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 소자용의 음극선관(CRT, 18)과 이 CRT 에 인가하기에 적합한 비교적 하이 레벨의 각 비디오 출력 전압을 생성하도록 비교적 로 레벨의 적색, 녹색 및 청색 비디오 입력 전압을 증폭하는 비디오 출력 증폭기(12R,12G, 12B)를 포함하는 비디오 디스플레이 시스템에서 비디오 출력 증폭기의 입력단에 결합된 "블랙 트래킹" 회로(RR,RG,RS,CC,RC)에 관한 것이다. 비디오 출력증폭기용 전치 증폭기로써 전압 대 전류 변환기(10R,10G,10B)가 이용된다. "블랙 트래킹" 회로는 변환기의 출력 전류를 각각의 로 레벨 비디오 입력전압으로 변환하기 위해 전압 대 전류 변환기의 각 출력단에 제 1 단자가 접속된 종단 저항(RR,RG,RB)과 이 종단 저항의 제 2 단자와 신호 접지점 사이에 접속된 공통 저항(RC)을 포함한다. 필터 커패시터(CC)는 공통 저항과 병렬 접속된다. 재생 이미지의 평균 화상 레벨을 표시하는 공통 "블랙 트래킹" 전압(EC)은 공통저항 양단에 발생되며, 종단 저항 각각의 접속의 결과로, 비디오 출력 증폭기 각각의 입력단에서 로 레벨의 비디오 입력 전압 각각에 가산된다.

Description

비디오 신호 처리 장치

본 발명은 음극선관(CRT) 전원 부하에 기인한 성능 저하를 억제하는 장치를 구비하여 텔레비전 수상기 또는 기타 비디오 디스플레이 시스템에서 이용될 수 있는 음극선관용 드라이버에 관한 것이다.

디스플레이 장치로서 음극선관(CRT)을 이용하는 비디오 디스플레이 시스템에서, CRT에 직접 인가하기에 적합한 비교적 높은 레벨의 비디오 신호를 생성하도록 비교적 낮은 레벨의 비디오 신호를 증폭시키는 비디오 출력 또는 드라이버단이 이용된다. 높은 레벨의 비디오 출력 신호는 대체로 재생 이미지의 적색, 녹색 및 청색 성분을 표시하며, CRT의 각 음극에 인가된다. 각각의 고전압 전원으로부터의 높은 공급 전압은 CRT의 양극 및 다수의 그리드에 인가된다. 재생 이미지의 평균 레벨이 백색 쪽으로 향함에 따라, 고전압원으로부터 유도되는 전류가 증가되어, 극단적인 경우 하나 이상의 고전압에 진폭 감소 또는 "슬럼프"를 야기할 수 있다. 후자의 경우에는, CRT의 컷오프 레벨이 증가되어 이미지의 어두운 암(dark)영역에서 디테일(detail)이 손상될 수도 있다.

상기 문제점의 한가지 해결책은 충분한 전류 처리 출력을 갖는 고전압 전원을 이용하는 것이지만, 상기 전원의 가격이 높다는 단정이 있다. 고비용에 대한 효율적인 해결책이 제1도에 예시되어 있다.

제1도에는 비디오 디스플레이 시스템의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 채널의 최종단이 도시되어 있다. 3개의 채널은 실질적으로 동일하므로, 적색 채널에 대해 서만 상세히 설명한다. 전치 증폭기(10R)의 출력단에서 발생되는 비교적 낮은 레벨의 적색 비디오 신호는 드라이버(12R)에 의해 증폭되고, 그 결과 비교적 높은 레벨의 적색 비디오 신호가 저항(14R)을 통해 CRT(18)의 각 음극(16R)에 인가된다.

CRT(18)의 제1 공통 그리드(G1)는 G1 전압원(20)으로부터 공급 전압을 수신한다. 제2 공통 스크린 그리드(G2), 제1 공통 포커스 그리드(F1) 및 제2 공통 포커스 그리드(F2)는 고전압 회로망(22)의 각 출력으로부터 비교적 높은 전압을 각각 수신한다. 고전압 회로망(22)의 또 다른 출력으로부터의 매우 높은 전압이 CRT(18)의 양극(A)에 인가된다.

드라이버(12R)는 캐스코드 증폭기 구조로 접속된 NPN 트랜지스터(Q1, Q2)를 포함한다. 전치 증폭기(10R)의 출력은 트랜지스터(Q1)의 베이스에 결합된다, 기준 전압(VREF)은 에미터 저항(RE)을 통해 트랜지스터(Q1의 에미터에 인가된다. 바이어스 전압(+VCC)은 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가된다 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 저항(RL)으로 간단히 도시된 부하 및 저항(RS)을 통해 전압 공급원(B+)에 결합 된다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 저항(14R)을 통해 음극(16R)에도 결합된다. 필터커패시터(CS)는 부하(RL) 및 저항(RS)의 접합부와 신호 접지부 사이에 결합된다. CRT(18)의 컷오프 레벨은 기준 전압(VREF) 및 바이어스 전압(VCC)의 함수이다. 저항(RS) 및 커패시터(CS)를 포함하는 회로망은 높은 평균 화상 레벨의 이미지의 암영역에서 디테일의 손상 가능성을 감소시키기 위해 구비되며, 이하 상세히 설명할 것이다.

음극 전압의 감소는 이미지의 '백색'의 증가에 대응하고, 음극 전압의 증가는 이미지의 "흑색"의 증가에 대응한다. 고전압 회로망(22)으로부터 CRT (18)에 의해 유도되는 빔 전류는 평균 화상 레벨이 백색쪽으로 증가함에 따라 증가한다. 고전압 회로망(22)에 의해 CRT(18)의 다수의 그리드 및 양극에 공급되는 전압은 비교적 높은 빔 전류에서 감소하는 경향이 있다. 음극 전압이 일정하게 유지된다면, 디테일의 손상과 함께 CRT(18)의 컷오프 레벨이 증가하고 이미지의 암영역이 더욱 어두워진다. 그러나, 저항(RS)은 빔전류가 증가함에 따라 음극 전압을 감소시키는 전압 강하를 생성한다. 저항(RS) 양단에 발생되는 전압 강하는 고전압 회로망(22)에의해 공급되는 고전압의 진폭의 감소(또는 "슬럼프")를 보상하며, 그에 따라 평균화상 레벨이 증가함에 따른 암영역에서 디테일의 손상을 억제시킨다. 따라서, 저항(RS)은 빔 진류의 증가와 함께 B+ 전압원(24)의 유효 공급 전압을 감소시킴으로써 동작하는 "블랙 트래킹" 기능을 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 저항들(RS, RL)의 접합부에서 유효 전압 공급단의 AC 성분을 제거하기 위해 커패시터(CS)가 필요하다.

저항(RS) 및 커패시터(CS)를 포함하는 회로망이 그 기능을 충분히 수행하고는 있지만 임의의 결점을 갖는다. 저항(RS)의 값은 그 보상 기능을 위해 비교적 커야 한다. 그러나, 그 결과, 드라이버의 "헤드 영역", 즉 드라이버의 출력 신호의 진폭 범위가 제한된다. 또한, B+ 전압이 비교적 높기 때문에(예컨대, +220 볼트), 커패시터(CS)는 그 커패시턴스값이 작음에도 불구하고 물리적으로 큰 크기를 갖게된다.

본 발명은 상기 문제점을 인식하여 해결하기 위한 것이다, 본 발명에 따르면, 블랙 트래킹 장치는 CRT 드라이버단의 출력단이 아닌 입력단에 결합된다. 특히, 상기 장치는 CRT 드라이브 증폭기의 입력단에 인가되는 적어도 하나의 비교적 낮은 레벨의 비디오 신호를 감지하기 위한 회로와 감지된 낮은 레벨의 비디오 신호의 평균 레벨을 표시하는 신호를 발생하기 위한 회로를 포함한다. 상기 표시 신호는 CRT 드라이버에 인가되며, CRT 드라이브 증폭기의 입력 비디오 신호의 평균 레벨이 백색에 더욱 가까와짐에 따라 출력 비디오 신호가 백색 방향으로 더욱 더 이동되거나 오프셋되도록 CRT 드라이버의 출력 비디오 신호에 효율적으로 가산된다. 바람직하게는, 상기 표시 신호는 CRT 드라이브 증폭기의 입력 신호에 가산된다.

본 발명의 바람직한 실시예의 제1 특징에 따르면, CRT 드라이브 증폭기의 전치 증폭기를 포함하는 전류 증폭기의 출력단에 분로로 결합되며, 저역 통과 필터 소자와 직렬로 결합되는 저항성 소자가 구비된다. 상기 표시 신호는 직렬 접속의 특징에 의해 저역 통과 필터 소자에 의해 발생되어, 입력 비디오 신호에 가산된다. 본 발명의 바람직한 실시예의 제2 특징에 따르면, 저역 통과 필터 소자는 2개의 비디오 입력 신호의 합성 신호의 평균 레벨을 표시하는 신호를 발생하도록 다른 CRT 드라이브 증폭기의 다른 전치 증폭기와 분로로 결합된 적어도 하나의 다른 저항성 소자와 공통 접속된다. 후자의 장치는 단일 입력 신호만을 이용하는 장치보다 더욱 신뢰성있는 이미지 성분 표시를 제공한다.

이하 본 발명은 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명된다.

제1도 및 제2도에서, 서로 동일하거나 대응하는 소자들은 동일한 참조 부호를 갖는다. 제1도의 장치의 부분에 대응하는 제2도의 장치의 부분의 설명은 생략한다. 제1도에 도시된 장치에서와 같이, 3개의 채널이 실질적으로 동일하므로 적색 채널에 대해서만 상세히 설명한다.

제2도에 도시된 장치에서, 전치 증폭기(10R)는 낮은 레벨의 입력 적색 비디오 신호를 대응 출력 전류로 변환하는 전압-전류 변환기(중첩된 원들로 표시됨)를포함한다. 전치 증폭기(10R)의 출력단에 분로로 접속된 종단 저항(RR)은 드라이버(12R)의 입력 전압(ER)을 발생하는데 사용된다.

제2도에 도시된 장치의 드라이버(12R)는 제1도에 도시된 드라이버(12R)와 유사하지만 실제 구현에 있어서 다소 복잡한 면이 있다. 당업자라면 드라이버(12R)의 부하는 저항보다 더욱 복잡할 수도 있고 능동 소자를 포함할 수도 있음을 잘 이해할 것이다. 예컨대, 드라이버(12R)의 부하는 각각의 에미터 폴로워 증폭기로 구성되어 "푸시-풀" 장치로 접속되는 상보형 트랜지스터를 포함할 수 있다. 낮은 레벨의 입력 전압(ER)은 저항(RF) 및 커패시터(CF)의 병렬렬 접속부를 포함하는 필터 회로망과 PNP 트랜지스터(Q3)를 포함하는 에미터 폴로워 증폭기를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 트랜지스터(Q3)의 에미터와 +VCC 전원점 사이에 접속된 저항(REF)은 에미터 폴로워 증폭기의 부하 저항이다, 트랜지스터(Q3)의 콜렉터는 접지 전위점에 접속된다. 저항(RFB)은 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 트랜지스터(S3)의 베이스 사이에 접속되어 드라이브 증폭기(12R)에 부귀환을 제공한다.

녹색 및 청색 채널의 대응 저항(RG, RB)과 함께 저항(RR)과, 상기 저항(RR, RG, RB)들의 각 단부와 신호 접지점 사이에 접속된 저항(RC) 및 커패시터(CC)의 병렬 접속부는 본 발명에 따른 CRT 드라이브 장치의 입력 블랙 트래킹 회로망을 형성한다. 저항(RC)은 전치 증폭기(10R, 10G, 10B)의 출력 전류의 합을 전압(EC)으로 변환하는 공통 모드 종단 저항이다. 커패시터(CC)는 전압(EC)이 비디오 입력 전류의 합의 저주파 성분만을 반영하도록 전압(EC)을 필터링하는 필터 커패시터이다.

각각의 드라이브 증폭기의 입력 전압(ER, EG, EB)을 각 종단 저항(RR, RG, RB) 양단에 발생되는 전압과 전압(EC)의 합이다. 전압(EC)은 평균 화상 레벨(APL)을 표시한다. 드라이버 증폭기(12R, 12G, 12B)가 반전 증폭기인 본 실시예에서, APL이 백색쪽으로 이동함에 따라 전압(EC)은 증가하고, APL이 흑색쪽으로 이동함에 따라 전압(EC)은 감소한다. 따라서, APL이 백색쪽으로 증가함에 따라, 각각의 드라이버 입력 전압(ER, EG, EB)은 백색 진행 방향으로 더욱 이동되거나 오프셋되는데, 즉, 더욱 더 높게 이동된다. 마찬가지로, 각각의 Q2의 콜렉터들의 각 드라이버 출력 전압은 백색 진행 방향으로 더욱 더 이동되는데, 즉, 더욱 더 낮게 이동된다.

이로써, APL이 백색쪽으로 증가함에 따라 CRT(18)에 인가된 고전압의 "슬럼프"가 보상되는 효과가 있다, 반대로, APL이 흑색쪽으로 이동함에 따라 각 입력 전압은 더욱 더 낮게 이동되고 각 출력 전압은 더욱 더 높게 이동된다. 따라서, 제2도에 도시된 장치에 따르면 "블랙 트래킹" 전압은 각 드라이버 입력 전압에 가산된다 "블랙 트래킹" 전압의 크기는 각 저항값(RR, RG, RB)(본 실시예에서는 동일치로 가정됨)과 저항값(RC)의 비에 의해 정해진다.

제1도에 도시된 블랙 트래킹 장치와 비교해 보면, 제2도에 도시된 블랙 트래킹 장치는 CRT 드라이브 신호의 헤드 영역을 제한하지는 않는다. 또한, 커패시터(CC) 양단에 발생된 전압이 비교적 낮으므로, 제1도에 도시된 장치의 커패시터(CS)처럼 실제로 큰 필터 커패시터를 요구하지 않는다.

3개의 낮은 레벨의 비디오 신호가 모두 합산되어 비교적 정확한 이미지 성분표시를 이루도록 블랙 트래킹 전압을 형성하는 것이 바람직하지만, 소정의 응용에서는 모두 사용되지 않을 수도 있다. 다음의 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범주 내에서 다양한 수정이 가능하다.

제1도는 종래 기술에서 공지된, 드라이버 증폭기의 출력단에 결합된 블랙 트래킹 회로망을 구비한 CRT 드라이브 장치의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른, 드라이브 증폭기의 입력단에 결합된 블랙 트래킹 회로망을 구비한 CRT 드라이브 장치의 개략도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10R, 10G, 10B : 전치 증폭기

12R, 12G, 12B : 드라이버

RR, RG, RB, RC : 저항

CC : 필터 커패시터

ER, EG, EB : 드라이버 입력 전압

EC : 평균 화상 레벨 표시 전압

Claims (2)

1. 비디오 신호원(10R, 10G, 10B)과, 입력부 및 출력부 - 이 출력부는 이미지를 재생하는 음극선관(CRT)에 결합됨 - 가 있으며 상기 비디오 신호를 증폭하는 증폭기(12R, 12G, 12B)와, 상기 증폭기의 입력부와 출력부 사이에 결합되어 상기 증폭기에 대한 부귀환을 제공하는 피드백 경로와, 제1 저항(RF)을 포함하고 상기 비디오 신호원과 상기 증폭기의 입력부 사이에 결합된 임피던스수단(RF, CF)과, 상기 비디오 신호원과 상기 임피던스 수단 사이에 있는 회로 노드를 포함하는 비디오 신호 처리 장치에 있어서,

   상기 회로 노드와 기준 전위 사이에 결합되고 커패시터(CC)를 포함한 필터수단(RC, CC) 및 제2 저항(RR, RG, RB)을 포함하여 상기 이미지의 평균 화상레벨에 따라 상기 회로 노드에서 상기 비디오 신호의 DC 전압 레벨을 조절하는 수단(RR, RG, RB, RC, CC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비디오 신호원(10R, 10G, 10B)은 상기 비디오 신호를 전류로서 제공하기 위한 전압-전류 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리장치.