NL7901722A

NL7901722A - Klemschakeling voor een videosignaal.

Info

Publication number: NL7901722A
Application number: NL7901722A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1980-09-09
Also published as: DE3007466A1; US4296437A; FR2451139B1; FR2451139A1; GB2048013A; GB2048013B; JPS55118275A

Description

Τι λ > stee/cs PHN 9360 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven..

Klemschakeling voor een videosignaal.

De uitvinding heeft betrekking op een klemschakeling voor een videosignaal, welke schakeling is uitgevoerd met een verschilversterker waarvan de uitgang via een diode zowel is teruggekoppeld naar een versterker-5 ingang, als is verbonden met de uitgang van de klemschake- ling, waarbij van de versterker een ingang is verbonden met een, een referentiespanning voerende klem en een andere ingang bestemd voor videosignaaltoevoer is verbonden met een kondensator die is opgenomen in een kondensatorlaad-10 en-ontlaadcircuit.

Een dergelijke klemschakeling is beschreven in het Duitse Offenlegungsschrift 2 433 452. Er is aangegeven dat de terugkoppeling vanaf de schakelingsuit-gang gebeurt naar de met de scheidingskondensator ver-15 bonden versterker-ingang bestemd voor videosignaaltoevoer, waarbij de een referentiespanning voerende klem direkt is verbonden met de tweede versterkeringang. Er is beschreven dat bij het optreden van lijnsynchroniseerpulsen in het videosignaal en bij het passeren van de referentiespanning 20 de versterker een de diode in geleiding brengende span ning afgeeft, waardoor de kondensator via welke het videosignaal wordt toegevoerd, wordt geladen. De kondensator verkrijgt hierdoor een spanning waarbij het niveau van de lijnsynchroniseerpulsen in het uitgangssignaal op de re-25 ferentiespanning wordt vastgelegd of te wel geklemd.

Het blijkt dat het laden van de tussen de in- en uitgang van de klemschakeling liggende scheidingskondensator via de diode plaatsvindt gedurende de lijnsynchroniseerpulsen of anders gezegds gedurende het op de 30 referentiespanning vastleggen van het lijnsynchroniseer- 790 1 7 22 -2- PHN 9360 pulsniveau in het uitgangssignaal is de uitgang capacitief gekoppeld met de ingang van de klemschakeling waaraan het videosignaal wordt toegevoerd.

De uitvinding beoogt de verwezenlijking 5 van een klemschakeling waarbij gedurende het vastleggen van het lijnsynchroniseerpulsniveau in het uitgangssignaal de uitgang effectief gescheiden is van de ingang van de klemschakeling en het pulsniveau gegarandeerd wordt vastgelegd op de referentiespanning. Een klemschakeling 10 volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat een verbindingspunt tussen de uitgang van de klemschakeling en de diode is teruggekoppeld naar de versterkerin-gang die via een weerstand is verbonden met de een referentie spanning voerende klem en een verbindingspunt tus-15 sen de versterkeruitgang en de diode is verbonden met het kondensatorlaadcircuit.

Bij de beschreven opbouw is gedurende het vastleggen van het lijnsynchroniseerpulsniveau in het uitgangssignaal de diode gesperd en deze geeft een effectieve 20 scheiding tussen uit- en ingang van de klemschakeling waarin de versterkerterugkoppeling verbroken is. Het laden van de kondensator bij de ingang van de versterker vindt gescheiden van de uitgang plaats.

Om bij de klemschakeling een gewenste ver-25 sterkingsfaktor (bijvoorbeeld nagenoeg gelijk aan één) tussen uit- en ingangssignaal te verwezenlijken, vertoont deze het kenmerk, dat het genoemde verbindingspunt tussen de uitgang van de klemschakeling en de diode via een weerstand met de versterkeringang is verbonden.

30 Een klemschakeling uitgevoerd met een eenvoudig kondensatorlaadcircuit vertoont het kenmerk, dat het kondensatorlaadcircuit is voorzien van een transistor waarvan een stuurelektrode is verbonden met het genoemde verbindingspunt tussen de versterkeruitgang en de diode 35 via welke transistor als schakeltransistor het laadcircuit inschakelbaar is.

Een verdere uitvoering met een eenvoudige 790 1 7 22

-3- PHN 936O

aansturing van de genoemde transistor, vertoont het kenmerk, dat van de genoemde transistor de emitter als stuur-elektrode met het genoemde verbindingspunt en de basis met de een referentiespanning voerende klem is verbonden.

5 Een uitvoering van de klemschakeling voor zien van een signaalbegrenzercircuit vertoont het kenmerk, dat het genoemde verbindingspunt tussen de versterkeruit-gang en de diode via een tweede diode met de eerstgenoemde diode is verbonden, welke dioden met tegengestelde stroom-10 richting zijn aangebracht en waarvan het diodenverbindingspunt via een weerstand is verbonden met een, een spanning voerende klem ter vorming van een begrenzercircuit.

De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande figuren als voorbeeld nader worden toegelicht, waar-15 bij fig. 1 een eerste uitvoeringsvorm van een klemschakeling volgens de uitvinding, fig. 2 ter verklaring van de werking van de klemschakeling volgens fig. 1 enige signaalkrommen als 20 functie van de tijd, fig. 3 een tweede uitvoeringsvorm van een klemschakeling volgens de uitvinding uitgevoerd met een begrenzercircuit, en fig. 4 ter verklaring van de werking van 25 de klemschakeling volgens fig. 3 enige signaalkrommen als functie van de tijd geeft.

Van de klemschakeling volgens fig. 1 is een ingang met 1 aangeduid, aan welke ingang 1 een ingangssignaal S1 wordt toegevoerd, waarvan de signaalkromme in 30 fig. 2 als functie van de tijd t is getekend. Met 2 is een uitgang van de klemschakeling aangegeven, waarop een uitgangssignaal S2 voorkomt. In fig. 2 is de signaalkromme van het signaal S2 gegeven. Bij toevoer van het signaal SI met een top-topwaarde gelijk aan 1V, heeft het signaal 35 S2 een top-topwaarde van ongeveer 0,5V. Het signaal S1 is een videosignaal dat getekend is met lijnsynchroniseer-pulsen en een video-inhoud met een geleidelijke signaal- 790 17 22 /· 1· -4- PHN 9360 toename van een zwartniveau b tot een topwitwaarde w waarna een signaalsprong naar het zwartniveau b optreedt. De hoogte van de lijnsynchroniseerpulsen neemt op voorgeschreven wijze bijvoorbeeld éénvierde van de top-topwaarde in 5 beslag, waarbij in fig. 2 op hetzelfde niveau het zwartniveau b is aangegeven, dat echter op 30$ van de top-topwaarde kan liggen. Van het ingangssignaal S1 is alleen de top-topwaarde van belang, waarbij het zwartniveau b een de willekeurige waarde heeft die afhangt van/signaalverwer-10 king in voorafgaande, niet-aangegeven schakelingen. Met behulp van de klemschakeling van fig. 1 wordt het zwartniveau b in het uitgangssignaal S2 vastgelegd op een bepaalde spanning door het gelijkspanningsniveau van de lijn-synchroniseerpulsen in het uitgangssignaal S2 vast te leg-15 gen of wel te klemmen op een referentie spanning die bijvoorbeeld de massapotentiaal kan zijn. De referentie-spanning V^ is aanwezig op een klem 3 van de schakeling volgens fig. 1.

De ingang 1 van de klemschakeling is via 20 een serieschakeling van een scheidingskondensator 4 en een weerstand 5> verbonden met een (+) ingang van een verschil-versterker 6. De (+) versterkeringang ligt verder via een weerstand 7 aan de kollektor van een pnp-transistor 8 die via een electrolytische kondensator 9 met massa en via een 25 weerstand 10 met een, een voedingsspanning van -6V voerende klem is verbonden. De emitter van de transistor 8 ligt via een weerstand 11 aan een, een voedingsspanning van +6V voerende klem. De basis van de transistor 8 ligt aan een verbindingspunt van twee weerstanden 12 en 13 die in serie 30 zijn aangebracht tussen een, een voedingsspanning van +6V voerende klem en de kollektor van een npn-transistor 14.

De basis van de transistor 14 is met de, de referentie-spanning voerende klem 3 verbonden. De kollektor van de transistor 14 is verbonden met de uitgang van de ver-35 sterker 6 die verder is verbonden met de anode van een diode 15> welk verbindingspunt met 16 is aangeduid. De kathode van de diode 15 is verbonden met de uitgang 2 van 790 1 7 22

-5- PHN 936O

de klemschakeling, waarbij met 17 bet verbindingspunt is aangeduid. Het verbindingspunt 17 is direkt verbonden met de (-) ingang van de versterker 6 en is via een weerstand 18 verbonden met de klem 3· De klemschakeling volgens fig. 1 5 is aldus uitgevoerd met een kondensatorlaadcircuit (5> 7> 8, 11-14) via welke beide kondensatoren 4 en 9 periodiek worden geladen, waarbij een kondensatorontlaadcircuit (5» 7, 10) aanwezig is met de enkele ontlaadweerstand 10 voor de kondensator 9 en met de ontlaadweer standen 5» 7 en 10 10 in serie voor de kondensator 4.

Ter verklaring van de werking van de klem-schakeling volgens fig. 1 zijn in fig. 2 verder de signaal-krommen van twee signalen S3 en S4 gegeven. Het signaal S3 respectievelijk S4 komt voor op de basis- respectieve-15 lijk kollektor van de transistor 8. Er wordt uitgegaan van een tijdstip tl. Op het tijdstip t1 treedt het signaal S1 op met een waarde die bij weergave met een heldergrijs beelddeel zou moeten corresponderen, hetgeen bij de weergave van het signaal S2 gebeurt daar de lijnsynchroniseer-20 pulsen op de referentiespanning zijn vastgelegd ofwel geklemd. Via de teruggekoppelde versterker 6 komt de sig-naalverandering in het voor de helft aan de (+) ingang toegevoerde signaal S1, voor de helft voor in het aan de (-) ingang toegevoerde signaal S2, daar wordt gesteld dat 25 de weerstanden 5 en 7 een gelijke waarde hebben. De tran-sistoren 14 en 8 zijn gesperd en het signaal S4 toont een spanningsdaling veroorzaakt door de ontlading van de kondensatoren 9 en 4.

Op een tijdstip t2 treedt de signaalsprong 30 van de topwitwaarde w naar het zwartniveau b op in het ingangssignaal S1 welke signaalsprong voor de helft voorkomt in het uitgangssignaal S2. Op een tijdstip t3 treedt de voorflank van de lijnsynchroniseerpuls op. Op dit tijdstip t3 geeft de pulsvoorflank dat de spanning op het punt 35 16 met een sprong daalt, welke spanningssprong via de diode 15 wordt doorgegeven naar het punt 17· De spanning op het punt 17 daalt tot de referentiespanning V^ waarbij -6- PHN 9360 de diode 15 gesperd raakt. Op de anode van de gesperd rakende diode 15 komt dan een spanning waar, waarbij V _ enerzijds de basis-emitterdrempelspanning van een tran-sistor (bijvoorbeeld transistor 14) en anderzijds de anode-5 diodespanningsval van een geleidende diode (15) geeft. Terwijl het punt 17 door de gesperde diode 15 de op de klem 3 aanwezige referentiespanning houdt, daalt de spanning op het punt 16 verder. Hierbij komt op de (-) ingang van de niet meer teruggekoppeld zijnde versterker 6 de referentie-10 spanning voor terwijl aan de ( + ) verst erkeringang de verder gaande spanningssprong in de pulsvoorflank op het tijdstip t3 optreedt. Op het ogenblik dat op het punt 16 de spanning optreedt, komt de transistor 14 in ge leiding. Hierdoor komt in het signaal S3 een spanningssprong 15 voor van +6V tot bijvoorbeeld +4V, waarop ook de transistor 8 in geleiding komt. Via de door de schakeltransistor 14 ingeschakelde transistor 8 wordt stroom toegevoerd aan de kon--en densator/ 9 en 4. De hieruit voortvloeiende spanningstijging na het tijdstip t3 aan de kollektor van de transistor 8 is 20 in fig. 2 in het signaal S4 gegeven. De spanning op de (+) ingang van de versterker 6 stijgt hierdoor, welke spannings-stijging via de niet-teruggekoppelde versterker 6 een span-ningsstijging op het punt 16 geeft. De transistor 14 zal hierbij geleidelijk minder stroom gaan geleiden, hetgeen 25 het in het signaal S3 getekende signaalverloop na het tijdstip t3 geeft. Op een tijdstip t4 bereikt de spanning op het punt 16 de waarde waar<^oor de transistor 14 spert en evenzo de transistor 8. Hierbij blijft de diode 15 buitengeleiding terwijl het laden van de kondensator 9 en 4 is ge-30 stopt.

Op -.een tijdstip t5 treedt vervolgens de achterflank van de lijnsynchroniseerpuls in het signaal S1 op.

De positiefgerichte spanningssprong geeft via de versterker 6 een positiei'gerichte spannings sprong op het punt 16 waar- 35 door bij het passeren van de waarde Y + νπτΛ de diode 15 in

r BE

geleiding komt en de terugkoppeling bij de versterker 6 wordt hersteld. Na het tijdstip t5 is de teruggekoppelde verster- 790 1 7 22 -7- ΡΗΝ 936ο ker 6 werkzaam op de bij het tijdstip t1 beschreven wijze.

In fig. 2 is bij het signaal S4 een door de kondensatoront-lading veroorzaakte spanningsval van 10 mV als voorbeeld gegeven, hetgeen bij de top-topwaarde van 1V met een 1 °/o sig-5 naaiverlaging correspondeert die als gevolg heeft dat het signaal S2 een 5 mV lagere spanningswaarde heeft voor de topwitwaarde w dan de vereiste 0,5"V waarde. Verder is bij het signaal S4 van fig. 2 de waarde yV als gemiddelde waarde aangegeven. De waarde yV hangt af van de gemiddelde sig-10 naalwaarde van het video-ingangssignaal S1 die wordt bepaald door de video-inhoud en door het gelijkspanningsniveau.

De beschreven opbouw van de klemschakeling volgens fig. 1 heeft het grote voordeel dat bij het gesperd zijn van de diode 15» tussen de tijdstippen t'3 en t5, de 15 uitgang 2 gegarandeerd de referentiespanning V^ voert, terwijl het laden van de kondensatoren 9 en 4 geen enkele invloed op de uitgangsspanning uitoefent. De diode 15 geeft tussen de tijdstippen t3 en t5 een zeer effectieve signaal-scheiding tussen de uitgang 2 van de klemschakeling die de 20 contante referentiespanning V^ voert en het laden van de kondensatoren 9 en 4 bij de (+) ingang van de niet-terugge-koppelde versterker 6.

In de schakeling volgens fig. 1 wordt van de transistor 14 de emitter als stuurelektrode benut, waarbij 25 de basis is aangesloten op een gelijkspanning waarvoor de referentiespanning is genomen. In plaats van sturing op de emitter zou ook een sturing op de basis kunnen worden uitgeoefend.

In de in fig. 3 gegeven uitvoeringsvorm van 30 de klemschakeling zijn reeds bij de schakeling volgens fig.

1 beschreven komponenten met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Afwezig is de scheidingskondensator 4, welke ook bij een verder onveranderde uitvoering volgens fig. 1 aldaar kan worden weggelaten. Als gevolg is er voor de enkele kondensator 35 densatorlaadcircuit ( 8,11 - 14). Bijgevoegd is een weerstand 19 tussen het punt 17 en het verbindingspunt van/^-) verster-keringang en de weerstand 18. Onder de aanneming dat de weer- 790 1 7 22 / -8- PHN 9360 standen 18 en 19 eenzelfde waarde hebben en ook de weerstanden 5 en 7 een (andere) zelfde waarden hebben volgt dat het signaal S2 een top-topwaarde heeft die nagenoeg gelijk is aan de top-topwaarde (1V) van het signaal S1. De reeds 5 bij fig. 1 en 2 beschreven kondensatorontlading die korres-pondeert met 1 °/o van de top-topwaarde van het signaal S1 geeft het in fig. k bij de topwitwaarde w aangegeven spanningsverschil van 10 mV. De weerstand 19 zou evenzo bij een verder ongewijzigde opbouw van de schakeling volgens 10 fig. 1 kunnen worden toegepast.

De schakeling volgens fig. 3 is voorzien van een diode 20 waarvan de kathode met het punt 16 en de anode met de anode van de diode 15 is verbonden, welke anoden via een weerstand 21 met een, een spanning van +6V voerende klem 15 zijn verbonden. De diode 20 en de weerstand 21 vormen een be-grenzercircuit (20, 21) voor signaalpieken in het ingangssignaal S1 die de topwitwaarde w bijvoorbeeld met meer dan 10^é van de top-topwaarde van 1V overschrijden.

In fig. 4 is het signaal S1 met een de top-20 witwaarde w overschrijdende signaalpiek getekend. De signaal-piek in het signaal S1 heeft een zo grote positieve signaalpiek in het versterkersignaal op het punt 16 tot gevolg dat de diode 20 spert. Hierbij is het punt 17 opgenomen in een spanningsdeler die gevormd wordt door de weerstand 21, de 25 geleidende diode 15 en de weerstanden I9 en 18. Bij toepassing van een diode 15, die een stroom voert van 0,55 mA onder een spanningsval van 0,7V, van weerstanden 18 en 19 van elk 1000 ohm en van een weerstand 21 van 76ΟΟ ohm, aangebracht tussen +6V en = 0V, volgt een maximaal mogelijke 30 spanning van +1,1V op de uitgang 2,^ -circuit

Het begrenzer/(20, 21) is werkzaam bij sig-naalwaarden groter dan de topwitwaarde w en heeft geen invloed op het vastleggen in het signaal S2 van het lijnsyn-chroniseerpulsniveau op de referentiespanning V . De bij 35 fig· 1 beschreven werking van de klemschakeling bij het sperren van diode 15 blijft gelden met als verschil dat bij het bereiken van de referentiespanning V op het punt 710 17 22

Claims

1. Klemschakeling voor een videosignaal, welke schakeling is uitgevoerd met een verschilversterker waarvan is de uitgang via een diode zowel/teruggekoppeld naar een verst erker ingang, als is verbonden met de uitgang van de klemschakeling, waarbij van de versterker een ingang is ver-25 bonden met een, een referentiespanning voerende klem en een andere ingang bestemd voor videosignaaltoevoer is verbonden met een kondensator die opgenomen in een kondensatorlaad- en ontlaadcircuit, met het kenmerk, dat een verbindingspunt tussen de uitgang van de klemschakeling en de diode is terug-30 gekoppeld naar de versterkeringang die via een weerstand is verbonden met de een referentiespanning voerende klem en een verbindingspunt tussen de versterkeruitgang en de diode is verbonden met het kondensatorlaadcircuit.

2. Klemschakeling volgens conclusie 1, met het 35 kenmerk, dat het genoemde verbindingspunt tussen de uitgang van de klemschakeling en de diode via een weerstand met de versterkeringang is verbonden. 7901722 -10- PHN 9360

3. Klemschakeling volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het kondensatorlaadcircuit is voorzien van een transistor waarvan een stuurelektrode is verbonden met het genoemde verbindingspunt tussen de ver-5 sterkeruitgang en de diode, via welke transistor als schakel-transistor het laadcircuit inschakelbaar is. h. Klemschakeling volgens conclusie 3> met het kenmerk, dat van de genoemde transistor de emitter als stuurelektrode met het genoemde verbindingspunt en de basis met de 10 een referentiespanning voerende klem is verbonden.

5· Klemschakeling volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het genoemde verbindingspunt tussen de versterkeruitgang en de diode via een tweede diode met de eerstgenoemde diode is verbonden, welke dioden met 15 tegengestelde stroomrichting zijn aangebracht en waarvan het diodenverbindingspunt via een weerstand is verbonden met een, een spanning voerende klem ter vorming van een begrenzer-circuit. 700 1 7 22