NL7808609A

NL7808609A - Gammacorrectieschakeling voor een videosignaal.

Info

Publication number: NL7808609A
Application number: NL7808609A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1978-08-21
Publication date: 1980-02-25
Also published as: US4249208A; JPS5528699A; FR2434533B1; DE2932902A1; GB2029666A; GB2029666B; FR2434533A1

Description

, * PHN 9208 STEE/CS .......

N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. "Gammacorrectieschakeling voor een videosignaal"

De uitvinding heeft betrekking op een gammacorrectieschakeling voor een videosignaal uitgevoerd met een lineaire en een niet-lineaire versterker-schakeling en met tenminste een zwartniveauklemschakeling waarbij verster-5 keruitgangen zijn verbonden met ingangen van een signaalcom- bineerschakeling die is voorzien van een uitgang voor het voeren van het in gamma gecorrigeerde signaal.

Een dergelijke gammacorrectieschakeling is beschreven in de Nederlandse Octrooiaanvrage 6 807 530. Er 10 is aangegeven dat in de signaalkombineerschakeling eerst een verschilsignaal wordt gevormd uit het lineaire en niet-lineaire versterkersignaal, welk verschilsignaal vervolgens in een bepaalde mate wordt gevoegd bij het lineaire signaal ter verkrijging van het in gamma gecorrigeerde uit-15 gangssignaal.

Bij het vormen van het verschilsignaal is het essentieel dat eenzelfde signaalniveau aanwezig is in het lineair en niet-lineair versterkte signaal bij de aanwezigheid van het zogeheten zwartniveau dan wel top-witniveau.

20 Bij het zwart- respectievelijk top-witniveau moet namelijk het verschilsignaal de waarde nul hebben. Deze eis is zeer stringent daar anders bij een gammaverstelling niet alleen de mate van gammacorrectie wordt veranderd, maar ook de top-topwaarde van het videosignaal wordt beïnvloed.

25 In de praktijk is dit ontoelaatbaar; een wijziging van de gammacorrectie mag de top-topwaarde van het videosignaal en daarmede het contrastbereik bij weergave niet beïnvloeden.

De uitvinding beoogt de verwezenlijking van een gammacorrectieschakeling waarin geen verschilsignaal- 7808609 2 τ· PHN 9208 afleiding voor de gammacorrectie wordt toegepast terwijl deze schakeling verder geschikt is voor integratie in een halfgeleiderlichaara, waarbij een stabiele gamraecorrectie wordt verkregen bij een minimum aan afregelpunten en met 5 een eenvoudige afregelprocedure. Een gammacorrectiescha- keling volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat de uitgangen van de lineaire en niet-lineaire versterker schakelingen zijn gekoppeld met ingangen van een signaalvergelijks chake ling voor het in lijnonderdrukkingstijden 10 vergelijken van de amplitude van een pulsvormig signaal aanwezig in de versterkeruitgangssignalen, waarbij de uitgang van de signaalvergelijkschakeling is gekoppeld met de ingang van de niet-lineaire versterkerschakeling.

De combinatie van het in de lijnonderdrukkings-15 tijden aanwezig zijn van de puls met een bepaalde amplitude in het lineair en niet-lineair te versterken signaal,van de signaalvergelijking bij de versterkte signalen en van de terugkoppeling van het vergelijkingsresultaat naar de signaalingang van de niet-lineaire versterkerschakeling, 20 geeft dat onder alle omstandigheden automatisch de top- top-waarde van het in gamma gecorrigeerde signaal op die bepaalde pulsamplitude is vastgelegd.

Een eenvoudige uitvoeringsvorm van een gamma-correctieschakeling waaraan een in gamma te corrigeren 25 videosignaal galvanisch (met reeds vastgelegd zwartniveau) of capacitief kan worden toegevoerd, vertoont het kenmerk, dat de uitgang van de lineaire versterkerschakeling is gekoppeld met een ingang van een eerste zwartniveauklemschake ling, waarvan de uitgang is gekoppeld met ingangen van 30 de lineaire en de niet-lineaire versterkerschakeling.

Een verdere eenvoudige uitvoeringsvorm vertoont hierbij het kenmerk, dat ingangen van de lineaire en niet-lineaire versterkersohakelingen zijn verbonden met de uitgang van een ingangsversterker waarvan een ingang met de 35 uitgang van de eerste zwartniveauklemschakeling is ver bonden en waarbij in eén andere ingang is voorzien voor 7808609 ( 3 PHN 9208 toevoer van het videosignaal en het in de lijnonderdruk-kingstijden met een bepaalde amplitude aanwezige pulsvor-mige signaal.

Een uitvoering van een gammacorrectieschake-5 ling waarbij gegarandeerd is dat de signaalvergelijkscha- keling een uitgangssignaal gelijk aan nul afgeeft bij de aanwezigheid van het zwartniveau in het lineair en niet-lineair versterkte videosignaal, vertoont het kenmerk, dat de uitgang van de niet-lineaire versterkerschakeling via 10 een naversterker met ingangen van de signaalvergelijkscha keling en van de signaalcombineerschakeling is verbonden, waarbij de naversterkeruitgang is verbonden met een ingang van een tweede zwartniveauklemschakeling waarvan de uitgang met een ingang van de naversterker is verbonden.

15 Een gammacorrectieschakeling voorzien van een eenvoudige uitvoering van de signaalvergelijkschakeling vertoont het kenmerk, dat de signaalvergelijkschakeling is uitgevoerd met een verschilversterker waarvan ingangen met de uitgangen van de lineaire en de niet-lineaire versterker-20 schakelingen zijn gekoppeld, met een op de verschilverster- keruitgang aangesloten schakeltransistor waaraan voor in-uit schakeldoeleinden een lijnfrequent-pulsschakelsignaal wordt toegevoerd met een inschakelpuls die met dezelfde respektievelijk een kleinere.duur optreedt binnen de puls-25 duur van het genoemde pulsvormige signaal aanwezig in de versterkeruitgangssignalen, en met een op de schakeltransistor volgende bufferversterker waarvan de uitgang met een ingang van de niet-lineaire versterkerschakeling is gekoppeld.

30 De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande figuur als voorbeeld voor een gammacorrectieschakeling nader worden toegelicht.

Ju de figuur is met 1 respektievelijk 2 een ingangsklem van de gammacorrectieschakeling aangeduid waar-35 aan een videosignaal VS respektieve lijk een pulsvormig sig naal WS wordt toegevoerd. Het videosignaal VS wordt opge- 7808609 k PHN 9208 wekt door een televisie-opneeminrichting en is afkomstig van een der daarop normaliter volgende signaalverwerkingsschakelingen. Het videosignaal VS in in de figuur getekend met een lineair toenemende signaalvorm tot het optreden van een 5 met TB aangeduide lijnonderdrukkingstijd. Het videosignaal VS treedt op bij televisie bekende wijze lijnperiodiek op.

Het pulsvormige signaal WS op de ingangsklem 2, dat kortweg zal worden aangeduid als het wit-pulssignaal WS en dat op een ingangsklem 3 voorkomt als een witpulsscha-10 kelsignaal WS, heeft in de lijnonderdrukkingstijden TB een puls met een bepaalde amplitude. De pulsamplitude in het signaal WS op de ingangsklem 2 is een maat voor de top-top-waarde tussen een zwart- en topwitniveau in het videosignaal VS. Uit de in de figuur getekende signaalvormen volgt 15 dat de lineaire toeneming in het videosignaal VS plaats vindt vanaf het zwartniveau tot het top-witniveau. De amplitude van het wit-pulssignaal WS kan bijvoorbeeld tussen 0,5 en 1 volt spanning liggen.

De ingangsklemmen 1 en 2 zijn via twee weer-20 standen k en 5 met elkaar verbonden, waarbij het verbindings punt, dat een erbij getekend signaal VWS voert, via een potentiometer 6 aan massa is gelegd. De potentiometer 6 is voorzien van een potentiometeraftakking 7 die via een weerstand- 8 is verbonden met een (-) ingang van een (operationele) 25 versterker 9· De uitgang van de verder van een (+) ingang voorziene versterker 9 is via een weerstand 10 naar de (-) ingang teruggekoppeld en is via een weerstand 11 verbonden met de (-) ingang van een versterker 12 waarvan de (+) ingang aan massa is gelegd. De uitgang van de versterker 12 30 is via een prallelschakeling van een weerstand 13 en een diode 14 teruggekoppeld naar de (-) ingang ervan. Aldus is er in zijn eenvoudigste vorm een niet-lineaire versterker-schakeling (12, 13» 14) gevormd, waarvan de niet-lineaire karakteristiek door de diode 14 wordt gegeven.

35 De uitgang van de versterker 12 is via een weerstand 15 verbonden met de (+) uitgang van een verster- 7808609 ' < 5 PHN 9208 ker 16 waarvan de (-) ingang via een weerstand 17 respektieveli jk 18 met massa respektievelijk de versterkeruitgang is verbonden. De uitgang van de versterker 16 is verder verbonden met een elektrode van een symmetrische schakeltran-5 sistor 19 die in twee richtingen stroom kan geleiden, waar bij de basiselektrode is gelegd aan een ingangsklem 20 waaraan een erbij getekend signaal CS als klemsignaal wordt toegevoerd. Het signaal CS heeft een klempuls in de lijnonder drukkingstijd TB die voorafgaat aan de puls optredend 10 in het wit-puls(schakel)signaal VS dat onder andere is ge tekend bij de ingangsklem 3. In plaats van het voorafgaan kan de puls in het signaal CS ook volgen op die optredend in het signaal VS, slechts een samenvallen is niet toegestaan. Een andere elektrode van de schakeltransistor 19 15 is verbonden met de (-) ingang van een versterker 21 waar van de (+) ingang aan massa is gelegd. De (-) ingang ligt via een condensator 22 aan de uitgang van de versterker 21 die verder via een weerstand 23 met de (+) ingang van de versterker 16 is verbonden. Aldus is bij de als naversterker 20 werkzame versterker 16 een gesleutelde zwartniveauklemscha- keling (19—^3) aangebracht, uitgevoerd met een integratie-schakeling (19> 21, 22), De massapotentiaal aanwezig op de (+) ingang van de versterker 21 geeft dat in een, in gamma y gecorrigeerd signaal WS aanwezig op de uitgang van de 25 versterker 16 het zwartniveau op de massapotentiaal van oV is vastgelegd.

De uitgang van de versterker 9 is via een weerstand 24 verbonden met de (-) ingang van een versterker 25 waarvan de ( + ) ingang aan massa ligt. De uitgang van de ver-30 sterker 23 is via een weerstand 26 teruggekoppeld naar de (-) ingang. De versterker 23 en de weerstand 26 vormen een lineaire versterkerschakeling (23-26). De uitgang van de versterker 25 is via een weerstand 27 verbonden met de (+) ingang van een versterker 28 die verder via een weerstand 35 29 met massa is verbonden. De (-) ingang van de versterker 28 ligt via een weerstand 30 respektievelijk 31 aan massa 7808609

J

6 PHN 9208 respektievelijk de versterkeruitgang. De versterker 28 is als naversterker werkzaam ten opzichte van de lineaire versterkerschakeling (25-26),

De uitgang van de versterker 28 is met een 5 elektrode van een symmetrische schakeltransistor 32 ver bonden, waarvan de basiselektrode is gelegd aan een ingangs-klem 33 waaraan het signaal CS als klemsignaal wordt toegevoerd, Een andere elektrode van de schakeltransistor 32 is verbonden met de (-) ingang van een versterker 34 waarvan 10 de (+) ingang aan massa is gelegd, De (-) ingang ligt via een condensator 35 aan de uitgang van de versterker jk die verder via een weerstand 36 met de (-) ingang van een versterker 37 is verbonden. De (+) ingang van de versterker ligt 37/aan massa en de uitgang is via een weerstand 38 terugge-15 koppeld naar de (-) ingang, De uitgang van de omkeerverster ker 37 ligt aan de (+) ingang van de (ingangs)versterker 9·

Bij de ingangsversterker 9» de lineaire versterkerschakeling (25, 26) en de naversterker 28 is aldus een gesleutelde zwartniveauklemschakeling (32-38) aangebracht, uitgevoerd 20 met een integraties chakeling (32, 34, 35)· De massapotentiaal aanwezig op de (+) ingang van de versterker 34 geeft dat in een lineair versterkt signaal YWS1aanwezig op de uitgang van de versterker 28 het zwartniveau op de massapotentiaal van oV is vastgelegd, 25 De uitgangen van de versterkers 16 en 28 zijn met elkaar verbonden via een potentiometer 39· Van de potentiometer 39 is de aftakking 40 gelegd aan de uitgangs-klem 41 van de gammacorrectieschakeling, die een erbij getekend signaal WS^ voert. Afhankelijk van de stand van de poten-30 tiometeraftakking 40 levert een aldus gevormde signaalcom- bineersehakeling (39» 4o) het in een gewenste mate in gamma Λ. Λ gecorrigeerde signaal VWS^*. In het signaal VWS^' komt in de periodieke lijnonderdrukkingstijd TB de puls afkomstig van het wit-pulssignaal WS aanwezig op de ingangsklem 2 35 voor. Ter eventuele verwijdering van de wit-puls kan op de uitgangsklem 41 een niet-getekende lijnonderdrukkingsêcha- 7808609 ? 7 PHN 9208 keling volgen zodat in de gehele lijnonderdrukkingstijd TB het zwartniveau met de massapotentiaal van oV aanwezig is.

Volgens een aspect van de uitvinding zijn de uitgangen van de versterkers 16 en 28 met daarop de res-5 pektieve signalen VWS* en VWS * verbonden met de respektieve (-) en (+) ingang van een versehilversterker 42. De uitgang van de versterker 42 is verbonden met een elektrode van een symmetrische schakeltransistor 43» waarvan de basiselektrode is gelegd aan de ingangsklem 3 waaraan het signaal WS als 10 wit-pulsschakelsignaal wordt toegevoerd. Een andere elektrode van de schakeltransistor 43 is verbonden met de (+) ingang van een versterker 44 waarvan de (-) ingang aan massa is gelegd. De (+) ingang van de versterker 44 ligt via een condensator 45 aan massa en de uitgang van de versterker 15 44 is via een weerstand 46 aan de (-) ingang van de ver sterker 12 gelegd. Aldus is een signaalvergelijkschakeling (42-46) gevormd die is uitgevoerd met een bufferversterker (44, 45).

Voor de werking van de signaalvergelijksehake-20 ling (42-46\ volgt dat onder besturirig van het lijnfrequente pulsschakelsignaal WS aanwezig op de ingangsklem 3 liet positieve, negatieve of nagenoeg nulresultaat van de vergelijking van de amplituden van de wit-puisen in de signalen VWS^ en VWS* via de schakeltransistor 43 aan de condensa-25 tor 45 wordt doorgegeven. De schakelpulsduur in het signaal op de ingang 3 moet daarbij gelijk zijn aan of kleiner zijn dan die in het signaal toegevoerd aan de ingang 2. Er wordt uitgegaan van een nagenoeg nulresultaat van de pulssignaal-vergelijking, waarbij de zwartniveauklemschakeling (32-38)

30 bij de aanwezigheid van het zwartniveau in het signaal VWS

gelegen op de massapotentiaal, een zodanige stroom via de weerstand 11 geeft dat de diode 14 op een bepaald, gewenst instelpunt in zijn diodekarakteristiek is ingesteld. Als resultaat hiervan treedt bij de toevoer van het lineair 35 toenemende ingangssignaal VS, het getekende signaal VWS

op aan de uitgang van de versterker 16. Zou er nu door een 7808609 ï 8 PHN 9208 of andere oorzaak, bijvoorbeeld een veranderde temperatuur of een komponentveraudering, een merkbaar verschil tussen de amplituden van de wit-pulsen in de signalen VWS? en VWS1 dreigen te komen, dan zal de versterker 42 een kleine 5 positieve of negatieve spanning over de condensator 45 ge ven. Deze kleine negatieve of positieve condensatorspanning geeft een bepaalde negatieve of positieve stroom door de weerstand 46 waardoor bij de diode het instelpunt in de diodekarakteristiek zodanig wordt verschoven en daarbij 10 de wit-pulsamplitude in het signaal VWS wordt vergroot respektievelijk verkleind totdat tenslotte weer nagenoeg een nulresultaat door de verschilversterker 42 wordt afgegeven. Het zal duidelijk zijn dat, zoals bij elk regelsysteem, steeds een kleine te verwaarlozen afwijking tussen 15 de te vergelijken signaalwaarden aanwezig is. Verder wordt opgemerkt dat in plaats van de enkele diode 14 en weerstand 13 een meervoudig diode-weerstandsnetwerk al dan niet gecombineerd met stroombronnen, in de xdet-lineaire versterker-schakeling (12, 13» 14) kan worden toegepast.

20 In de gegeven gammacorrectieschakeling wordt het signaal VWS galvanisch aan de schakeling toegevoerd waarbij bijvoorbeeld dn het signaal VWS het zwartniveau in voorafgaande schakelingen reeds op de massapotentiaal is vastgelegd. Dit is niet vereist daar bij toevoer van het 25 signaal VWS via een condensator waardoor de nulcomponent verloren gaat, de zwartniveauklemschakeling (32-38) in het signaal VWS* het zwartniveau op de massapotentiaal van oV vastlegt. Hierbij geeft de zwartniveauklemschakeling (19-23) dat evenzo het zwartniveau in het signaal VWS? op de 30 massapotentiaal van oV is vastgelegd, zodat gegarandeerd is dat dit ook geldt voor het in gamma gecorrigeerde uit- y gangssignaal VWS ',

De gegeven gammacorrectieschakeling blijkt als afregelorganen slechts de twee potentiometers 6 en 39 te 35 bevatten zodat er sprake is van een minimum aan afregel- punten en van een eenvoudige afregelprocedure. Uitgezonderd 78 G 8 6 0 9

Claims

10 Verder zouden transistoren van het type met geïsoleerde poortelektroden kunnen worden toegepast. Conclusies x

1. Garamacorrectieschakeling voor een videosig- 15 naai uitgevoerd met een lineaire en een niet-lineaire ver st erker-schakeling en met tenminste een zwartniveauklem-schakeling, waarbij versterkeruitgangen zijn verbonden met ingangen van een signaalcombineerschakeling die is voorzien van een uitgang voor het voeren van het in gamma ge- 20 corrigeerde signaal met het kenmerk, dat de uitgangen van de lineaire en niet-lineaire versterker-schakelingen zijn gekoppeld met ingangen van een signaalvergelijkschakeling voor het in lijnonderdrukkingstijden vergelijken van de amplitude van een pulsvormig signaal aanwezig in de ver-25 sterkeruitgangssignalen, waarbij de uitgang van de signaal vergelijks chakeling is gekoppeld met de ingang van de niet-lineaire versterkerschakeling.

2. Gammacorrectieschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitgang van de lineaire versterker- 30 schakeling is gekoppeld met een ingang van een eerste zwart- niveauklemschakeling, waarvan de uitgang is gekoppëld met ingangen van de lineaire en de niet-lineaire versterker-schakeling

3. Gammacorrectieschakeling volgens conclusie 35 2, met het kenmerk, dat ingangen van de lineaire en niet- lineaire versterkerschakelingen zijn verbonden met de uit- 7808609 * PHN 9208 gang van een ingangsversterker waarvan een ingang met de uitgang van de eerste zwartniveauklemschakeling is verbonden en waarbij in een andere ingang is voorzien voor toevoer van bet videosignaal en het in de lijnonderdrukkingstijden 5 met een bepaalde amplitude aanwezige pulsvormige signaal.

4. Gammacorrectieschakeling volgens conclusie 1, 2 of 3» met het kenmerk, dat de uitgang van de niet-lineaire verst erkers chakeling via een naverst erker met ingangen van de signaalvergelijkschakeling en van de signaalcombineer-10 schakeling is verbonden, waarbij de naversterkeruitgang is verbonden met een ingang van een tweede zwartniveauklemschakeling waarvan de uitgang met een ingang van de naverst erker is verbonden. 5» Gammacorrectieschakeling volgens een der voor- 15 afgaande conclusies, met het kenmerk, dat de signaalverge lijks chakeling is uitgevoerd met een verschilversterker waarvan ingangen met de uitgangen van de lineaire en de niet-lineaire versterkerschakelingen zijn gekoppeld, met een op de verschilversterkeruitgang aangesloten schakel- 20 transistor waaraan voor in-uit schakeldoeleinden een lijn- een frequentpulsschakelsignaal wordt toegevoerd met/inschakel-puls die met dezelfde respektievelijk een kleinere duur optreedt binnen de pulsduur van het genoemde pulsvormige signaal aanwezig in de versterkeruitgangssignalen, en met 25 een op de schakeltransistor volgende bufferversterker waarvan de uitgang met een ingang van de niet-lineaire versterkerschakeling is gekoppeld.

6. Televisiecamera voorzien van een gammacorrec tieschakeling volgens een der voorafgaande conclusies. 7808609