KR19990012236A - ALB with automatic gain control Video Amplifier - Google Patents
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Abstract
자동 이득 제어 기능을 갖는 알.지.비.(RGB) 비디오 증폭 장치가 개시된다. RGB 비디오 입력 신호를 소정 레벨로 증폭하고, 증폭된 신호를 RGB 비디오 출력 신호로서 출력하는 이 장치는, 자동 이득 제어 신호에 응답하여 RGB 비디오 입력 신호의 이득을 조정하고, 이득이 조정된 신호를 RGB 비디오 출력 신호로서 출력하는 기본 증폭 수단과, RGB 비디오 입력 신호의 최대 입력 레벨을 검출하는 레벨 검출 수단과, 검출된 레벨을 소정 레벨과 비교하는 비교 수단 및 비교된 결과에 응답하여 자동 이득 제어 신호를 출력하는 이득 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 모니터의 특성을 더욱 좋게 하여 화질을 향상시키는 효과가 있다.An RGB video amplification apparatus having an automatic gain control function is disclosed. This device which amplifies an RGB video input signal to a predetermined level and outputs the amplified signal as an RGB video output signal, adjusts the gain of the RGB video input signal in response to an automatic gain control signal, and converts the gain-adjusted signal to RGB. Basic amplifying means for outputting as a video output signal, level detecting means for detecting the maximum input level of the RGB video input signal, comparing means for comparing the detected level with a predetermined level, and an automatic gain control signal in response to the compared result. And gain control means for outputting. Therefore, there is an effect of improving the image quality by further improving the characteristics of the monitor.
Description
본 발명은 모니터등을 위해 사용되는 RGB 비디오 증폭에 관한 것으로서, 특히, 자동 이득 제어 기능을 갖는 RGB 비디오 증폭 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to RGB video amplification used for monitors and the like, and more particularly to an RGB video amplification apparatus having an automatic gain control function.
현재 사용되고 있는 종래의 모니터용 RGB 비디오 증폭기는 그 입력 대비 출력을 15dB ∼ 20dB 정도 증폭한다. 그의 특성에는 밝기 조정, 콘트라스트 조정, SUB 밝기 조정등의 기능들이 포함되어 있으며, 이들 각각의 조정을 위하여 3단 증폭기를 보통 사용하고 있다.Conventional monitor RGB video amplifiers currently in use amplify the output relative to its input by 15dB to 20dB. Its features include brightness adjustment, contrast adjustment and SUB brightness adjustment, and three stage amplifiers are usually used for each of these adjustments.
전술한 종래의 RGB 비디오 증폭기는 입력 신호 대비 일정한 증폭을 하기 때문에 입력 신호가 변하면 증폭도에 따라서 출력 전압(Vpp)도 변하게 된다. 그러나, 입력 신호가 과도하게 증가하게 되면 출력 전압도 과도하게 증가하게 되므로, 후술되는 구동단(제2증폭단)에 피해를 주게 되며, 음극 선관(CRT)에 과부하가 걸려 수명을 단축시키는 것은 물론이고 화질을 저하시키는 원인이 되는 문제점이 있다.The conventional RGB video amplifier described above performs constant amplification compared to the input signal, so that when the input signal changes, the output voltage Vpp also changes according to the amplification degree. However, if the input signal is excessively increased, the output voltage is excessively increased, thereby causing damage to the driving stage (second amplifier stage), which will be described later, and overloading the cathode ray tube (CRT). There is a problem that causes deterioration of image quality.
또한, 종래의 RGB 비디오 증폭기는 입력 신호가 크게 유입되면 포화상태에서 동작하게 되므로 출력 신호가 짤려 화질의 저하 및 신호가 변형되어 고유의 색이 디스플레이되지 않는 문제점이 있다.In addition, the conventional RGB video amplifier operates in a saturation state when a large input signal is introduced, which causes a problem in that the output signal is cut and the image quality is deteriorated and the signal is deformed so that a unique color is not displayed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 입력 신호가 변하더라도 출력 신호의 크기를 항상 일정하게 유지하도록 하는 자동 이득 제어 기능을 갖는 알.지.비. 비디오 증폭 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an automatic gain control function which maintains a constant size of the output signal at all times even if the input signal changes. It is to provide a video amplification device.
도 1은 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 RGB 비디오 증폭 장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of an RGB video amplifying apparatus having an automatic gain control function according to the present invention.
도 2는 RGB 비디오 입력 신호의 크기에 따른 커패시터에 충전 또는 방전되는 전압을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing a voltage charged or discharged in a capacitor according to the size of an RGB video input signal.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자동 이득 제어부의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph illustrating input and output characteristics of the automatic gain controller according to the present invention shown in FIG. 1.
상기 과제를 이루기 위해, 알.지.비. 비디오 입력 신호를 소정 레벨로 증폭하고, 증폭된 신호를 RGB 비디오 출력 신호로서 출력하는 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 RGB 비디오 증폭 장치는, 자동 이득 제어 신호에 응답하여 상기 RGB 비디오 입력 신호의 이득을 조정하고, 이득이 조정된 신호를 상기 RGB 비디오 출력 신호로서 출력하는 기본 증폭 수단과, 상기 RGB 비디오 입력 신호의 최대 입력 레벨을 검출하는 레벨 검출 수단과, 상기 검출된 레벨을 소정 레벨과 비교하는 비교 수단 및 상기 비교된 결과에 응답하여 상기 자동 이득 제어 신호를 출력하는 이득 제어 수단으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above task, R.G.B. An RGB video amplifying apparatus having an automatic gain control function according to the present invention for amplifying a video input signal to a predetermined level and outputting the amplified signal as an RGB video output signal, in response to the automatic gain control signal, Basic amplifying means for adjusting gain and outputting the signal whose gain is adjusted as the RGB video output signal, level detecting means for detecting the maximum input level of the RGB video input signal, and comparing the detected level with a predetermined level. And a gain control means for outputting the automatic gain control signal in response to the compared result.
이하, 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 알.지.비. 비디오 증폭 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, R. B. having an automatic gain control function according to the present invention. The configuration and operation of the video amplifier are described as follows with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 RGB 비디오 증폭 장치의 블럭도로서, 기본 증폭부(10), 레벨 검출부에 해당하는 피크 검출부(22), 비교부(24) 및 이득 제어부(26)로 구성된다.1 is a block diagram of an RGB video amplifying apparatus having an automatic gain control function according to the present invention, which includes a basic amplifier 10, a peak detector 22 corresponding to a level detector, a comparator 24, and a gain controller 26. It is composed of
도 1을 참조하면, 입력단자 IN3을 통해 입력된 RGB 비디오 입력 신호의 이득을 자동 이득 제어 신호에 응답하여 조정하고, 이득이 조정된 신호를 RGB 비디오 출력 신호로서 출력하는 기본 증폭부(10)는 종래의 RGB 비디오 증폭기와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 기본 증폭부(10)는 제1증폭단(12), 제2 증폭단(14) 및 제3증폭기(16)로 구성되어 있으며, 다시 제1증폭단(12)은 제1 및 제2증폭기들(40 및 42), 비디오/OSD(온 스크린 디스플레이) 스위치(44) 및 절반 톤(half tone) 모드 검출부(46)로 구성되어 있고, 제2증폭단(14)은 OSD 콘트라스트 조정부(60), 비디오 콘트라스트 조정부(62), 신호 합성기(64) 및 콘트라스트 제어부(66)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a basic amplifier 10 for adjusting a gain of an RGB video input signal input through an input terminal IN3 in response to an automatic gain control signal, and outputting a gain-adjusted signal as an RGB video output signal It has the same structure as a conventional RGB video amplifier. That is, the basic amplifier unit 10 is composed of a first amplifier stage 12, a second amplifier stage 14 and a third amplifier 16, the first amplifier stage 12 is again the first and second amplifiers ( 40 and 42), a video / OSD (on screen display) switch 44 and a half tone mode detector 46, and the second amplifier 14 comprises an OSD contrast adjuster 60, video contrast. It consists of the adjustment part 62, the signal synthesizer 64, and the contrast control part 66.
전술한 구성을 통한 기본 증폭부(10)의 기능을 대략적으로 살펴보면, 먼저 제1증폭기(40)는 입력단자 IN2를 통해 OSD용 RGB 신호를 입력하여 소정 레벨로 증폭하여 비디오/OSD 스위치(44)로 출력한다. 비디오/OSD 스위치(44)는 HIGH/LOW에따라 OSD 출력을 1/2로 줄여서 보통 때보다 컬러 레벨을 2배 증가시킬 수 있도록 하는 OSD 세기 신호(OSD INTN)를 입력하여 OSD용 RGB신호가 입력될 때 입력단자 IN3을 통해 입력되는 RGB 비디오 신호를 차단하고, OSD용 RGB 신호만 출력될 수 있도록 한다. 제2증폭기(42)는 입력단자 IN2를 통해 입력되고, 각사의 비디오 모듈에 따라 조금씩 차이는 있으나 대약 피크간 전압이 0.7 ∼ 1.0볼트인 RGB 비디오 입력신호를 입력하여 소정 레벨로 증폭하여 절반 톤/ 모드 검출부(46)로 출력한다. 절반 톤/ 모드 검출부(46)는 제2증폭기(42)의 출력을 입력하고, 입력단자 IN1을 통해 입력되는 1비트의 절반 톤 스위치 선택 신호에 응답하여 절반 톤 모드 및 OSD 세기 모드등을 구분하는 기능을 수행한다. 또한, 절반 톤/ 모드 검출부(46)는 비디오/OSD 스위칭 신호(V/O)를 입력하여 OSD 신호 구간 즉, OSD 윈도우 구간을 설정한다.Looking at the function of the basic amplifier 10 through the above-described configuration, first, the first amplifier 40 inputs the RGB signal for the OSD through the input terminal IN2 to amplify to a predetermined level to the video / OSD switch 44 Will output The video / OSD switch 44 inputs an OSD intensity signal (OSD INTN) that reduces the OSD output by 1/2 according to HIGH / LOW to increase the color level twice as usual, so that the RGB signal for OSD is input. Block the RGB video signal inputted through the input terminal IN3, and output only the RGB signal for OSD. The second amplifier 42 is input through the input terminal IN2, but slightly differs depending on the video modules of the respective companies. However, the second amplifier 42 inputs an RGB video input signal having a voltage between 0.7 and 1.0 volts between peaks and amplifies to a predetermined level, thereby half tone / It outputs to the mode detection part 46. The half tone / mode detector 46 inputs the output of the second amplifier 42 and distinguishes the half tone mode and the OSD intensity mode in response to a 1-bit half tone switch selection signal input through the input terminal IN1. Perform the function. In addition, the half tone / mode detector 46 inputs a video / OSD switching signal (V / O) to set an OSD signal section, that is, an OSD window section.
제2증폭단(14)의 OSD 콘트라스트 조정부(60)는 제1증폭단(12)으로부터 OSD용 RGB 신호를 입력하여 이득을 조정하고, 이득이 조정된 OSD용 RGB 신호를 신호 합성기(64)로 출력하며, 비디오 콘트라스트 조정부(62)는 역시 제1증폭단(12)으로부터 RGB 비디오 신호를 입력하여 이득을 조정하여 신호 합성기(64)로 출력한다. 신호 합성기(64)는 이득이 조정된 OSD용 RGB 신호 및 RGB 비디오 신호들을 합성하고, 합성된 신호를 콘트라스트 제어부(66)로 출력한다.The OSD contrast adjusting unit 60 of the second amplifier stage 14 inputs an OSD RGB signal from the first amplifier stage 12 to adjust gain, and outputs the gain-adjusted OSD RGB signal to the signal synthesizer 64. The video contrast adjuster 62 also inputs an RGB video signal from the first amplifier stage 12 to adjust the gain and output it to the signal synthesizer 64. The signal synthesizer 64 synthesizes the gain-adjusted OSD RGB signal and the RGB video signals, and outputs the synthesized signal to the contrast controller 66.
한편, 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 하는 자동 이득 제어부(20)의 동작을 살펴보면, 입력단자 IN3을 통해 입력된 R/G/B 비디오 입력 신호의 RGB 비디오 신호의 크기를 판별하는 레벨 검출부를 구현하는 피크 검출부(22)는 R/G/B 비디오 입력 신호의 피크값을 검출한다.Meanwhile, referring to the operation of the automatic gain control unit 20 having the automatic gain control function according to the present invention, a level detector for determining the magnitude of the RGB video signal of the R / G / B video input signal input through the input terminal IN3 may be used. The implemented peak detector 22 detects the peak value of the R / G / B video input signal.
피크 검출부(22)에서 검출된 레벨을 소정 레벨과 비교하는 비교부(28)는 커패시터(C) 및 리미터 제어부(28)로 구성된다. 여기서, 커패시터(C)는 피크 검출부(22)에서 검출된 피크값에 따라 결정된 전류를 충전 또는 방전하고, 리미터 제어부(28)는 커패시터(C)에 충전 또는 방전된 전압의 크기에 따라 동작한다. 즉, 리미터 제어부(28)는 커패시터(C)에 충전 또는 방전된 전압의 레벨이 예를 들어 1 볼트의 피크간 전압(Vpp)을 기준으로 하여 큰가 혹은 적은가에 따라 이득 제어부(26)의 동작을 제어한다. 여기서, 이득 제어부(26)는 비교부(24)의 비교 결과에 따라 비디오 콘트라스트 조정부(62)에서 조정되는 이득을 제어하는 이득 제어 신호를 발생한다. 즉, 커패시터(C)에 충전 또는 방전된 전압이 소정 레벨의 전압 보다 큰가를 비교하여 크면 이득 제어 신호를 발생하고, 크지 않으면 이득 제어 신호를 발생하지 않는다. 따라서, 비디오 콘트라스트 조정부(62)는 이득 제어 신호가 입력되면 이득의 증폭을 제한하게 된다.The comparator 28 which compares the level detected by the peak detector 22 with a predetermined level is composed of a capacitor C and a limiter controller 28. Here, the capacitor C charges or discharges a current determined according to the peak value detected by the peak detector 22, and the limiter controller 28 operates according to the magnitude of the voltage charged or discharged to the capacitor C. That is, the limiter control unit 28 operates the gain control unit 26 according to whether the level of the voltage charged or discharged to the capacitor C is large or small, for example, based on the peak-to-peak voltage Vpp of 1 volt. To control. Here, the gain controller 26 generates a gain control signal for controlling the gain adjusted by the video contrast adjuster 62 according to the comparison result of the comparator 24. That is, a gain control signal is generated when the voltage charged or discharged in the capacitor C is greater than a voltage of a predetermined level, and when it is not large, a gain control signal is not generated. Therefore, when the gain control signal is input, the video contrast adjuster 62 restricts gain amplification.
도 2는 RGB 비디오 입력 신호의 크기에 따른 커패시터(C)에 충전 또는 방전되는 전압을 나타내는 그래프로서, 횡축은 RGB 비디오 입력 신호의 크기를, 종축은 커패시터(C)에 충전 또는 방전되는 전압을 각각 나타낸다.2 is a graph showing the voltage charged or discharged to the capacitor (C) according to the size of the RGB video input signal, the horizontal axis represents the size of the RGB video input signal, the vertical axis represents the voltage charged or discharged to the capacitor (C), respectively Indicates.
도 2에 도시된 바와 같이, RGB 비디오 입력 신호의 레벨이 기준 레벨(VR)보다 적으면(82), 리미터 제어부(28)는 이득 제어부(26)가 이득 제어 신호를 발생하지 않도록 하고, RGB 비디오 입력 신호의 레벨이 기준 레벨(VR)보다 크면(84)는 리미터 제어부(28)는 이득 제어부(26)가 이득 제어 신호를 발생하도록 한다.As shown in FIG. 2, if the level of the RGB video input signal is less than the reference level V R (82), the limiter control unit 28 prevents the gain control unit 26 from generating a gain control signal, and the RGB If the level of the video input signal is greater than the reference level (V R ) 84, the limiter control unit 28 causes the gain control unit 26 to generate a gain control signal.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 수행하는 블럭(20)의 입출력 특성을 나타내는 그래프로서, 횡축은 RGB 비디오 입력 신호의 레벨을, 종축은 이득 조정 신호의 레벨을 각각 나타낸다.3 is a graph illustrating input and output characteristics of the block 20 for performing the automatic gain control function according to the present invention shown in FIG. 1, wherein the horizontal axis represents the level of the RGB video input signal, and the vertical axis represents the level of the gain adjustment signal. Indicates.
부연설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는 RGB 비디오 입력 신호의 레벨이 기준 레벨(VR)보다 적으면 이득 제어 신호는 발생하지 않고, 입력되는 RGB 비디오 입력 신호의 레벨이 기준 레벨보다 크면(100), 이득 제어 신호가 발생된다.In detail, as shown in FIG. 3, if the level of the input RGB video input signal is less than the reference level V R , no gain control signal is generated, and the level of the input RGB video input signal is higher than the reference level. If large (100), a gain control signal is generated.
한편, 일반적인 자동 이득 제어 회로를 기본 증폭부(10)에 이용하는 것은 어렵다. 즉, 텔레비젼등 일반적인 영상 신호 처리에 사용하는 자동 이득 제어 회로를 사용하기는 곤란하다. 왜냐하면, 고화질을 요구하는 모니터에는 신호 레벨이 작을 때나 전체가 블랙 레벨로 입력될 때에도 노이즈 특성이 매우 우수해야 된다. 그렇기 때문에, 신호 크기가 작거나 전체가 블랙 레벨등일 때는 자동 이득 제어 동작이 이루어지지 않아야 한다. 즉, 신호가 일정한 크기 이상일 때만 자동 이득 제어가 수행되어 이득을 감소시켜야 한다. 왜냐하면, 입력 전체에 대해 자동 이득 제어 기능을 적용하면, 블랙 레벨에서 자동 이득 제어 회로가 동작하여 출력 크기는 블랙 레벨에서 동작한다 하더라도 노이즈등이 증폭되어 화면에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 이럴 경우, 기본 신호의 출력은 블랙 레벨이나 노이즈등도 따라서 증폭되어 디스플레이이 된다.On the other hand, it is difficult to use a general automatic gain control circuit for the basic amplifier 10. That is, it is difficult to use the automatic gain control circuit used for general video signal processing such as a television. This is because, in a monitor requiring high image quality, the noise characteristics should be very excellent even when the signal level is small or when the entire level is input to the black level. As such, automatic gain control should not occur when the signal is small or at full black level. That is, automatic gain control should be performed only when the signal is above a certain magnitude to reduce the gain. This is because, if the automatic gain control function is applied to the entire input, the automatic gain control circuit operates at the black level, and even if the output size is operated at the black level, noise may be amplified and affect the screen. In this case, the output of the basic signal is amplified and displayed according to the black level or noise.
따라서, 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 RGB 비디오 증폭 장치는 RGB 비디오 입력 신호가 일정한 크기 이하일 때는 기본 증폭부(10)에서 신호가 증폭되어 출력단자 OUT를 통해 출력되도록 이득 제어 신호를 발생하지 않고, 일정한 크기 이상의 RGB 비디오 입력 신호가 입력되면 도 1에 도시된 자동 이득 제어부(20)가 동작하여 일정한 크기로 RGB 비디오 신호가 제한되도록 이득 제어 신호를 발생시킨다.Therefore, in the RGB video amplifying apparatus having the automatic gain control function according to the present invention shown in FIG. 1, when the RGB video input signal is equal to or smaller than a predetermined size, the signal is amplified by the basic amplifier 10 and output through the output terminal OUT. Without generating a control signal, when an RGB video input signal having a predetermined size or more is input, the automatic gain control unit 20 shown in FIG. 1 operates to generate a gain control signal such that the RGB video signal is limited to a predetermined size.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동 이득 제어 기능을 갖는 알.지.비. 비디오 증폭 장치는 입력 신호가 변하더라도 출력 신호의 크기를 항상 일정하게 유지하므로 즉, 큰 신호가 입력될 때 이득을 감소시켜 출력을 내보내기 때문에 신호가 짤리거나 포화되어 찌그러지는 현상을 방지하여 출력 신호의 크기를 일정하게 하므로 모니터의 특성을 더욱 좋게 하여 화질을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the R. B. B. having the automatic gain control function according to the present invention. The video amplification device keeps the size of the output signal constant even if the input signal changes, that is, it reduces the gain when a large signal is input and outputs the output, thus preventing the signal from being cut or saturated and distorted. Since the size is made constant, the characteristics of the monitor can be improved, thereby improving image quality.
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