KR100455199B1 - Peaking circuit for television set - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 티브이에서 휘도신호의 고/저레벨에 차등적으로 피킹 이득을 인가하여 화질의 선명도를 향상시키는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 입력 휘도신호에서 피킹 성분을 분리 검출하는 공진기(31)와; 상기 공진기(31)로부터 입력되는 피킹신호를 일정 레벨로 증폭 처리하는 증폭기(32)와; 상기 증폭기(32)의 출력신호를 입력받아 고레벨의 피킹신호의 이득이 저감되고 저레벨의 피킹신호의 이득이 상대적으로 높아지도록 클리핑하는 클리퍼(33)와; 상기 원래의 휘도신호에 상기 클리퍼(33)의 출력신호를 합성하여 피킹된 휘도신호를 출력하는 합성기(34)에 의해 달성된다.The present invention relates to a technique for improving the sharpness of the image quality by differentially applying the peaking gain to the high / low level of the luminance signal in the digital TV. This invention comprises a resonator (31) for separating and detecting peaking components from an input luminance signal; An amplifier (32) for amplifying the picking signal input from the resonator (31) to a predetermined level; A clipper (33) for receiving the output signal of the amplifier (32) to clip the gain of the high level picking signal to be reduced and the gain of the low level picking signal to be relatively high; This is achieved by a synthesizer 34 which combines the output signal of the clipper 33 with the original luminance signal and outputs the picked luminance signal.
Description
본 발명은 디지털 티브이에서 화질의 선명도를 향상시키 위한 영상신호 처리기술에 관한 것으로, 특히 휘도신호의 고/저레벨에 차등적으로 피킹 이득을 인가할 수 있도록 한 텔레비젼수상기의 피킹회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal processing technique for improving the sharpness of image quality in a digital TV, and more particularly, to a peaking circuit of a television receiver, which is capable of differentially applying a peaking gain to a high / low level of a luminance signal.
도 1은 종래 기술에 의한 피킹 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력신호()의 단자가 저항(R3)을 통해 연산증폭기(OA)의 비반전입력단자에 접속되고, 이의 반전입력단자와 접지단자 사이에 콘덴서(C),코일(L),저항(R2)이 직렬 접속되며, 연산증폭기(OA)의 출력신호()의 단자가 저항(R1)을 통해 비반전입력단자에 접속되어 구성된 것으로, 이의 작용을 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.1 is a peaking circuit diagram according to the prior art, as shown in FIG. ) Is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier (OA) through the resistor (R3), and the capacitor (C), coil (L), and resistor (R2) are connected in series between its inverting input terminal and the ground terminal. The output signal of the operational amplifier (OA) ) Is connected to the non-inverting input terminal through the resistor (R1), and will be described with reference to Figure 2 attached to the operation thereof as follows.
비반전 연산증폭기(OA)의 이득는 피드백 임피던스와 반전입력단자의 종단 임피던스의 비율()로 결정된다. 즉, 상기 연산증폭기(OA)의 이득는 다음의 [수학식1]로 표현되며, 공진주파수는 [수학식2]로 표현된다.Gain of Non-Inverting Operational Amplifier (OA) Feedback impedance Termination Impedance of Input and Reverse Input Terminals Of Is determined. That is, the gain of the operational amplifier (OA) Is expressed by the following [Equation 1], the resonant frequency Is represented by [Equation 2].
상기의 공진주파수가 곧 피킹 주파수가 된다. 상기 [수학식1]의 공진주파수에서 피킹 성분의 이득는 다음의 [수학식3]으로 표현된다.Resonant frequency Becomes the peaking frequency soon. Gain of Peaking Component at Resonance Frequency of Equation 1 Is expressed by Equation 3 below.
결국, 피킹 주파수 근처에서 최대의 이득을 갖도록 원래의 휘도신호에 피킹 성분을 인가한 형태의 휘도신호가 출력된다.As a result, the original luminance signal to have maximum gain near the peaking frequency Luminance signal in the form of peaking component applied to Is output.
저레벨 신호의 피킹 효과를 향상시키기 위해서는 고레벨의 신호와 함께 피킹 이득을 높여주어야 하는데, 이를 위해 피킹 이득을 계속 증가시키면 화면에 도 2b와 같은 고역발진("Oh") 현상이 나타날 수 있다. 이것은 공진회로의 Q값 상승에 의해 링깅성분이 커져 적정 레벨의 댐핑이 필요하다는 것을 의미한다. 이와 같은 경우 피킹 주파수의 대역폭이 커지고 대부분의 고역 주파수들의 이득 성분이 상당히 높아져 역궤환 연산증폭기(OA)의 발진 가능성이 높아진다.In order to improve the peaking effect of the low level signal, the peaking gain must be increased along with the high level signal. To this end, if the peaking gain is continuously increased, a high frequency oscillation ("Oh") phenomenon as shown in FIG. 2B may appear on the screen. This means that the ringing component becomes larger due to an increase in the Q value of the resonant circuit, so that damping at an appropriate level is necessary. In this case, the bandwidth of the peaking frequency is increased and the gain component of most high frequencies is considerably higher, which increases the possibility of oscillation of the OA.
또한, 상기와 같이 피킹 이득을 계속 증가시키면 고레벨 과도(transient) 영역 주변의 고역신호가 오버슈트 혹은 언더슈트에 변조되어 실제 디스플레이할 경우 씨알티 구동용 증폭기 또는 씨피티 특성의 한계로 인하여 고역 신호가 화이트 혹은 블랙 신호에 의해 도 2b에서와 같이 포화(Sw:White Saturation),(Sb: Black Saturation)될 가능성이 높아진다.In addition, if the peaking gain is continuously increased as described above, the high-frequency signal around the high-level transient region is modulated by the overshoot or undershoot, so that the high-frequency signal is limited due to the limitation of the CALTI driving amplifier or the CIFity characteristics when the actual display is performed. The likelihood of saturation (Sw: White Saturation), (Sb: Black Saturation) is increased by the white or black signal as shown in FIG. 2B.
이와 같이 종래 텔레비젼수상기의 피킹회로에 있어서는 저레벨 신호의 피킹 효과를 향상시키기 위해 피킹 이득을 계속 증가시키면 고역발진 현상이 나타나는 문제점이 있고, 고레벨 과도 영역 주변의 고역신호가 오버슈트 혹은 언더슈트에 변조되어 고역 신호가 화이트 혹은 블랙 신호에 의해 포화되는 문제점이 있었다.As described above, in the peaking circuit of the conventional television receiver, if the peaking gain is continuously increased to improve the peaking effect of the low level signal, a high frequency oscillation phenomenon occurs, and the high frequency signal around the high level transient region is modulated by the overshoot or undershoot. There was a problem that the high frequency signal is saturated by the white or black signal.
따라서, 본 발명의 목적은 피킹 이득을 계속 증가시킬 때 고역신호 발진 노이즈와 고레벨 신호의 과도 영역 주변의 고역신호의 포화 문제를 해결하여 저레벨 신호까지 충분히 피킹을 걸어주는 것이 가능한 텔레비젼수상기의 피킹회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a peaking circuit of a television receiver capable of sufficiently peaking to a low level signal by solving the high frequency signal oscillation noise and the saturation of the high frequency signal around the transient region of the high level signal when the peaking gain is continuously increased. In providing.
도 1은 종래 기술에 의한 텔레비젼수상기의 피킹 회로도.1 is a picking circuit diagram of a television receiver according to the prior art;
도 2a는 도 1에서 입력 휘도신호의 파형도.2A is a waveform diagram of an input luminance signal in FIG. 1;
도 2b는 피킹 이득이 과다하게 설정될 때의 이상 현상을 나타낸 파형도.Fig. 2B is a waveform diagram showing an abnormal phenomenon when the peaking gain is excessively set.
도 3은 본 발명에 의한 텔레비젼수상기의 피킹회로의 블록도.3 is a block diagram of a picking circuit of a television receiver according to the present invention;
도 4의 (a)-(e)는 도 3 각부의 파형도.(A)-(e) is a waveform diagram of each part of FIG.
도 5는 본 발명에 의한 피킹회로의 일실시 구현예를 보인 상세 회로도.Figure 5 is a detailed circuit diagram showing an embodiment of the picking circuit according to the present invention.
도 6a-6d는 도 5 각부의 파형도.6A-6D are waveform diagrams of respective parts of FIG. 5.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
31 : 공진기 32 : 증폭기31 resonator 32 amplifier
33 : 클리퍼 34 : 합성기33: Clipper 34: Synthesizer
도 3은 본 발명에 의한 텔레비젼수상기의 피킹회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력 휘도신호에서 피킹 성분을 분리 검출하는 공진기(31)와; 상기 공진기(31)로부터 입력되는 피킹신호를 일정 레벨로 증폭 처리하는 증폭기(32)와; 상기 증폭기(32)의 출력신호를 입력받아 고레벨의 피킹신호의 이득이 저감되고 저레벨의 피킹신호의 이득이 상대적으로 높아지도록 클리핑하는 클리퍼(33)와; 상기 원래의 휘도신호에 상기 클리퍼(33)의 출력신호를 합성하여 피킹된 휘도신호를 출력하는 합성기(34)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Fig. 3 is a block diagram of a picking circuit of a television receiver according to the present invention, and as shown therein, a resonator 31 for separately detecting a picking component from an input luminance signal; An amplifier (32) for amplifying the picking signal input from the resonator (31) to a predetermined level; A clipper (33) for receiving the output signal of the amplifier (32) to clip the gain of the high level picking signal to be reduced and the gain of the low level picking signal to be relatively high; A synthesizer 34 which synthesizes an output signal of the clipper 33 to the original luminance signal and outputs a picked luminance signal, with reference to FIGS. 4 to 6 attached to the operation of the present invention configured as described above. It will be described in detail as follows.
입력 휘도신호()가 한편으로는 출력단의 합성기(34)의 일측 입력으로 제공되고, 다른 한편으로는 공진기(31)의 입력으로 제공되는데, 이 휘도신호()는 실질적으로 도 4의 (a)와 같은 원래의 휘도 성분에 도 4의 (b)와 같은 원래의 피킹 성분이 포함되어 있다. 그런데, 본 발명에서는 입력단에서 상기 피킹 성분을 분리하여 적절히 처리한 후 출력단에서 상기 휘도 성분과 합성하도록 하였다.Input luminance signal ) Is provided on the one hand as an input of the synthesizer 34 at the output stage and on the other hand as an input of the resonator 31, which is a luminance signal ( ) Substantially includes the original peaking component as shown in Figure 4 (b) in the original luminance component as shown in Figure 4 (a). However, in the present invention, the peaking component is separated from the input terminal and then processed appropriately, and then the output component is synthesized with the luminance component.
이를 위해 상기 공진기(31)는 피킹을 걸고자 하는 피킹 주파수와 피킹신호의 대역폭을 결정하여 휘도 성분에 포함되어 있는 도 4의 (b)와 같은 순수 피킹신호()를 분리 검출하고, 이는 다음 단의 증폭기(32)에 입력되어 도 4의 (c)와 같이 일정 레벨로 증폭 처리된다.To this end, the resonator 31 determines the peaking frequency and bandwidth of the peaking signal to be peaked, and includes the pure peaking signal as shown in FIG. ) Is separated and detected, which is input to the amplifier 32 of the next stage and amplified to a predetermined level as shown in FIG.
상기 증폭기(32)는 위상 특성이 주파수 상관성을 최소화 할 수 있는 궤환형 증폭기인데, 이 증폭기(32)의 발진은(A: 이득(Gain),: 궤환계수)의 위상각 특성이 위상마진 혹은 이득(Gain) 마진을 만족시키지 못하면 발생되는 것이다. 따라서, A와의 주파수 응답 특성이 적은 증폭기가 되도록 설계하면 이득 증가에 따른 고역 발진을 최소화 할 수 있다.The amplifier 32 is a feedback amplifier whose phase characteristics can minimize frequency correlation, and the oscillation of the amplifier 32 (A: Gain, This occurs when the phase angle characteristic of the feedback coefficient does not satisfy the phase margin or gain margin. Thus, with A By designing an amplifier with a low frequency response, the high-frequency oscillation can be minimized by increasing the gain.
상기 도 4의 (c)와 같은 증폭기(32)의 출력신호()가 클리퍼(33)에 입력되어 도 4의 (d)와 같이 클리핑되는데, 이 클리퍼(33)는 고레벨의 피킹신호의 이득을 줄이고 저레벨의 피킹신호의 이득을 상대적으로 높이기 위해 사용된 것이다. 이를 위해 저레벨 및 고레벨 피킹 성분을 일률적인 이득으로 증폭한 후 일정 레벨 이상의 신호를 상기 클리퍼(33)로 클리핑하게 되므로 고레벨 신호의 과도(transient) 영역 부근의 고역신호가 포화되는 것이 방지된다.Output signal of the amplifier 32 as shown in FIG. ) Is input to the clipper 33 and clipped as shown in FIG. 4 (d). The clipper 33 is used to reduce the gain of the high level peaking signal and to relatively increase the gain of the low level peaking signal. To this end, the low-level and high-level peaking components are amplified by a uniform gain, and then a signal of a predetermined level or more is clipped to the clipper 33, thereby preventing the high-frequency signal near the transient region of the high-level signal from being saturated.
상기 원래의 입력 휘도신호()는 상기 합성기(34)에서 상기 클리퍼(33)의 출력신호와 합성되어 이로부터 도 4의 (e)와 같이 피킹된 휘도신호()가 출력된다.The original input luminance signal ( ) Is synthesized with the output signal of the clipper 33 by the synthesizer 34, and the luminance signal (P) is picked up therefrom as shown in FIG. ) Is output.
한편, 도 5는 본 발명의 피킹 회로에 대한 일실시 구현예를 나타낸 상세 회로도로서, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, Figure 5 is a detailed circuit diagram showing an embodiment of the picking circuit of the present invention, the operation thereof will be described as follows.
공진기(51)는 RLC 공진회로로 이루어진 것으로, 이의 공진주파수는 다음의 [수학식4]로 표현된다.The resonator 51 is composed of an RLC resonant circuit, and its resonant frequency Is expressed by Equation 4 below.
또한, 상기 공진주파수의 대역폭과 직접적으로 관계가 있는 선택도 Q와 대역폭 B는 다음의 [수학식5],[수학식6]으로 각기 표현된다.In addition, the resonance frequency The selectivity Q and bandwidth B, which are directly related to the bandwidth of, are expressed by Equations 5 and 6, respectively.
실험 결과, 상기 공진주파수가 16MHz일 때, 링깅 성분을 최소화하는 Q값은 0.67이고, 대역폭 B는 24MHz로 밝혀졌다.Experimental result, the resonant frequency Is 16 MHz, the Q value that minimizes the ringing component is 0.67 and the bandwidth B is found to be 24 MHz.
상기 공진기(51)에서 추출된 피킹신호는 다음 단의 증폭기(52)에 입력되어약 18배 정도로 증폭되는데, 연산증폭기(OA1)의 자체 이득의 대역폭이 관심 주파수에 비해 충분히 넓다고 가정하면 이의는 다음의 [수학식7]로 표현된다.The picking signal extracted from the resonator 51 is input to the amplifier 52 of the next stage and amplified by about 18 times. Assuming that the bandwidth of the operational gain of the operational amplifier OA1 is sufficiently wider than the frequency of interest, Is expressed by Equation 7 below.
참고로, 상기는 주파수 함수가 아니기 때문에 이득 증가에 따른 위상각 변형은 무시할 수 있다.For your reference, Since is not a function of frequency, the phase angle variation with increasing gain can be ignored.
상기 증폭된 피킹신호 중 고레벨의 피킹신호()가 클리퍼(53)에서 클리핑된다. 여기서, 정극성측의 피킹신호의 클리핑은 R8/R9의 비율에 의해 결정되고, 부극성측의 피킹신호의 클리핑은 R11/R10의 비율에 의해 결정된다.Among the amplified picking signals, a high level picking signal ( ) Is clipped at the clipper 53. Here, the clipping of the picking signal on the positive side is determined by the ratio of R8 / R9, and the clipping of the picking signal on the negative side is determined by the ratio of R11 / R10.
원래의 휘도신호(O)와 상기 클리핑된 피킹신호(C)는 제1버퍼(BUF1), 제2버퍼(BUF2)를 각기 통해 버퍼링된 후 합성기(54)에 입력된다. 도 6b는 증폭기(52)에서 연산증폭기(OA1)의 출력신호를 나타낸 것이고, 도 6c는 클리퍼(53)에 의해 클리핑된 신호를 나타낸 것으로, 두 신호의 저레벨/고레벨의 피킹신호를 비교해 보면 클리핑 효과를 확인할 수 있게 된다.The original luminance signal O and the clipped peaking signal C are buffered through the first buffer BUF1 and the second buffer BUF2, respectively, and then input to the synthesizer 54. FIG. 6B shows the output signal of the operational amplifier OA1 in the amplifier 52, and FIG. 6C shows the signal clipped by the clipper 53. When the low / high level picking signals of the two signals are compared, the clipping effect is shown. You can check.
원래의 휘도신호()와 피킹된 신호()는 다음의 [수학식8],[수학식9]와 같이 레벨이 조정된 후 [수학식10]과 같이 합성된다.Original luminance signal ( ) And the picked signal ( ) Is synthesized as shown in [Equation 10] after the level is adjusted as shown in [Equation 8] and [Equation 9].
상기와 같이 합성된 신호는 필요에 따라 다음의 [수학식11]과 같이 레벨이 조정되어 도 6d와 같은 형태로 출력되는데, 저레벨의 피킹신호는 충분히 증폭되고 고레벨의 피킹신호는 클리핑된 상태로 휘도신호에 중첩된 것을 확인할 수 있다.The synthesized signal is output as shown in FIG. 6D after the level is adjusted as shown in Equation 11 as needed. The low level peaking signal is sufficiently amplified and the high level peaking signal is clipped in luminance. You can see that it is superimposed on the signal.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 피킹 이득을 계속 증가시킬 때 고역신호 발진 노이즈와 고레벨 신호의 과도 영역 주변의 고역신호의 포화 문제를 해결하여 저레벨 신호까지 충분히 피킹을 걸어 줌으로써, 디지털 티브이 또는 LCD 프로젝션 티브이 등에서 화질의 선명도가 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention solves the saturation problem of the high frequency signal oscillation noise and the high frequency signal around the transient region of the high level signal when the peaking gain is continuously increased, and applies the peaking to the low level signal, thereby providing digital TV or LCD projection. The sharpness of image quality is improved in TVs.
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