NL8902442A

NL8902442A - Klemschakeling voor signalen waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is alsmede een werkwijze voor het herstellen van het gelijkspanningsniveau in opeenvolgende trappen van een electronische schakeling.

Info

Publication number: NL8902442A
Application number: NL8902442A
Authority: NL
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-01
Also published as: US5368513A

Description

Titel: Klemschakeling voor signalen waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is alsmede een werkwijze voor het herstellen van het gelijkspanningsniveau in opeenvolgende trappen van een electronische schakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een klemschakeling voor signalen waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is en meer in het bijzonder op een klemschakeling voor videosignalen. Dergelijke klemschakelingen zijn reeds geruime tijd bekend en dienen ervoor om het gelijkspanningsniveau te herstellen in de opeenvolgende trappen van electronische schakelingen die analoge videosignalen verwerken, waarbij gebruik wordt gemaakt van de periodiek aanwezige gelijkspanningsreferentie-amplitude. Wanneer immers in een dergelijke schakeling de opeenvolgende trappen voor gelijkspanning ontkoppeld zijn, gaat de in het te verwerken signaal aanwezige gelijk-spanningsinformatie verloren. Voor een algemene beschrijving van het aan klemschakelingen ten grondslag liggende principe kan verwezen worden naar: F.Kerkhof e.a.; "Televisie"; 4e druk, 1969, Kluwer, Deventer; Hoofdstuk 7.2.6.-7.2.7..

Ondanks het feit dat signalen in het algemeen en dus ook videosignalen steeds vaker in digitale vorm verwerkt worden, in verband met de vele aan digitale signaalverwerking verbonden voordelen, worden klemschakelingen nog steeds als conventionele analoge schakelingen uitgevoerd. De bekende analoge klemschakelingen hebben echter als bezwaar, dat zij in het algemeen relatief moeilijk volledig te integreren zijn vanwege de benodigde opslagcondensator met een grote capaciteitswaarde en dat de op deze condensator opgeslagen gelijkspanningswaarde ten gevolge van de eindige ingangs-impedantie van de met de condensator verbonden schakeling verloopt.

De uitvinding beoogt te voorzien in een klemschakeling die beter is aangepast aan het verwerken van digitale signalen en die meer in het bijzonder de aan analoge klemschakelingen verbonden nadelen weet te ondervangen.

De uitvinding voorziet hiertoe in een klemschakeling omvattende een analoge sommeerketen met een eerste ingang die gekoppeld is met een analoge signaalbron en met een tweede ingang; een analoog-digitaal omzetter waarvan de ingang gekoppeld is met de uitgang van de analoge sommeerketen; een digitale comparatorschakeling waarvan een eerste ingang gekoppeld is met de uitgang van de analoog-digitaal omzetter en waarvan een tweede ingang is gekoppeld met een digitaal referentie-signaal; een digitale integratorketen waarvan de ingang gekoppeld is met de uitgang van de comparatorschakeling en die voorts via een tweede ingang is gekoppeld met een klokpulsbron waarvan de klokpulsmomenten in hoofdzaak samenvallen met momenten waarop de genoemde referentie-amplitude verschijnt; en een digitaal-analoog omzetter, waarvan de ingang is gekoppeld met de uitgang van de digitale integratorketen en waarvan de uitgang gekoppeld is met de tweede ingang van de analoge sommeerketen.

De uitvinding voorziet derhalve in een klemschakeling die noch volledig analoog, noch volledig digitaal is uitgevoerd, maar die, zoals onderstaand zal worden toegelicht, de voordelen van beide typen signaalbewerking op voordelige wijze combineert, zonder de specifieke bezwaren ervan te hebben.

De uitvinding voorziet tevens in een werkwijze voor het in een electronische schakeling herstellen van het gelijkspanningsniveau van een analoog ingangssignaal waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is, waarbij in de electronische schakeling een analoog ingangssignaal wordt omgezet in een digitaal uitgangssignaal, waarbij dit uitgangssignaal wordt vergeleken met een digitaal referentiesignaal, en waarbij het uit deze vergelijking resulterende verschilsignaal wordt geïntegreerd op momenten die in hoofdzaak samenvallen met de momenten waaropde genoemde referentie-amplitude verschijnt en vervolgens wordt omgezet in een analoog regelsignaal, dat wordt gecombineerd met het analoge ingangssignaal.

De uitvinding zal in het hiernavolgende nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, onder verwijzing naar de tekening, waarvan de enkele figuur een blokschema van de klemschakeling volgens de uitvinding toont. Het blokschema van de klemschakeling in de figuur toont een analoge sommeerschakeling 10 met een eerste ingang 11 en een tweede ingang 12. De ingang 11 is bestemd om een analoog (video)signaal te ontvangen, in welk signaal periodiek een gelijkspannings-referentieniveau aanwezig is, dat door middel van de klemschakeling volgens de uitvinding hersteld moet worden. Indien het signaal een videosignaal is, is het gelijkspannings-referentieniveau het zwartniveau, dat met de lijnfrequentie, gedurende de lijnterugslagtijd in het videosignaal is opgenomen. Het analoge signaal aan de uitgang 13 van de keten 10 is gekoppeld met de ingang 14 van een analoog-digitaal omzetter 15, die het signaal bemonstert en de monsters op op zich bekende wijze omzet in digitale waarden. In het geval van een videosignaal is de bemonster-frequentie overeenkomstig CCIR aanbeveling ree 601 gelijk aan 13,5 of 6,75 MHz. Aan de uitgang 16 van de analoog-digitaal omzetter 15 is het gewenste digitale signaal beschikbaar dat op conventionele wijze door verdere, voor de onderhavige uitvinding niet relevante, digitale schakelingen verwerkt kan worden. Het signaal van uitgang 16 is echter ook gekoppeld met een eerste ingang 17 van een digitale comparator-schakeling 18, op de tweede ingang 19 waarvan een digitaal referentiesignaal is aangesloten, dat representatief is voor de te herstellen gelijkspanningscomponent in het digitale signaal. Aan de uitgang van de comparator 18 verschijnt een digitaal verschilsignaal, dat representatief is voor het verschil tussen het gewenste gelijkspanningsniveau en het feitelijk in het signaal aan de uitgang 16 van de analoog-digitaal omzetter aanwezige signaal. Dit verschilsignaal wordt toegevoerd aan de ingang 21 van een digitale integratorketen 22, welke een op zichzelf bekende opbouw bezit en tot doel heeft te voorkomen dat fluctuaties in het signaal aan de uitgang 16 van de analoog-digitaal omzetter t.o.v. het gelijkspannings-referentieniveau tot een ongewenst regel-signaal leiden. Het verschilsignaal aan de ingang 21 van de integrator wordt onder besturing van een met een ingang 24 van de integrator gekoppeld kloksignaal periodiek geïntegreerd. Het geïntegreerde verschilsignaal wordt doorgegeven aan de ingang 25 van een digitaal-analoog omzetter 26, welke tot doel heeft het digitale geïntegreerde verschilsignaal om te zetten in een analoog regelsignaal. Een op de ingang 24 van de integrator 22 aangesloten klokpulsbron geeft klokpulsen af op momenten waarop het gelijkspannings-referentieniveau in het te verwerken signaal optreedt. De klokpulsbron kan een klokpuls afgeven op alle momenten dat het referentie-niveau verschijnt of bijv. eens per tweemaal. Op deze wijze kan onder besturing van het kloksignaal voor iedere signaalperiode een nieuw regelsignaal worden gevormd. Het analoge regelsignaal aan de uitgang 27 van de digitaal-analoog omzetter 26 is gekoppeld met de tweede ingang 12 van de sommeerketen 10. In deze sommeerketen wordt het analoge regelsignaal van het signaal op ingang 11 afgetrokken om aan het begin van iedere signaalperiode, resp. van iedere twee signaalperioden, het signaal-niveau weer op het juiste gelijkspannings niveau te brengen.

Een groot voordeel van de opbouw van de klemschakeling volgens de uitvinding is, dat tevoren reeds het amplitude-bereik van het aan de analoog-digitaal omzetter 15 toegevoerde signaal t.o.v. het gelijkspannings-nulniveau bekend is, omdat er voor is gezorgd dat in het aan de analoog-digitaal omzetter toegevoerde signaal het juiste gelijkspannings-referentieniveau reeds aanwezig is. Indien het gelijkspannings-referentieniveau in het aan de analoog-digitaal omzetter toegevoerde signaal nog niet hersteld zou zijn, was het amplitudebereik van dat signaal t.o.v. het gelijkspannings-nulniveau volledig onbekend en zou een analoog-digitaal omzetter met een zeer groot dynamisch bereik moeten worden toegepast, hetgeen bijzonder onvoordelig is i.v.m. de hoge kostprijs van een dergelijke analoog-digitaal omzetter. Dankzij de uitvinding kan nu worden volstaan met een relatief goedkope analoog-digitaal omzetter, met een dynamisch bereik dat optimaal is aangepast aan het ampli-tudebereik van het te verwerken signaal.

Doordat de regellus zelf, d.w.z. de comparator 18, de integrator 22 en de digitaal-analoog omzetter 26 slechts digitale signalen verwerken, heeft de klemschakeling volgens de uitvinding tevens het grote voordeel dat het gelijkspannings-referentie niveau gedurende een signaal-. periode niet verloopt, omdat geen opslagcondensatoren nodig zijn.

Claims

1. Klemschakeling voor signalen waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is, gekenmerkt door een analoge sommeerketen (10) met een eerste ingang (11) die gekoppeld is met een analoge signaalbron en met een tweede ingang (12); een analoog-digitaal omzetter (15) waarvan de ingang (14) gekoppeld is met de uitgang van de analoge sommeerketen; een digitale comparator-schakeling (18) waarvan een eerste ingang (17) gekoppeld is met de uitgang (16) van de analoog-digitaal omzetter en waarvan een tweede ingang (19) is gekoppeld met een digitaal referentie-signaal; een digitale integratorketen (22) waarvan de ingang (22) gekoppeld is met de uitgang van de comparator-schakeling en die voorts via een tweede ingang (24) is gekoppeld met een klokpulsbron waarvan de klokpulsmomenten in hoofdzaak samenvallen met momenten waarop de genoemde referentie-amplitude verschijnt; en een digitaal-analoog omzetter (26), waarvan de ingang (25) is gekoppeld met de uitgang van de digitale integratorketen en waarvan de uitgang (27) gekoppeld is met de tweede ingang van de analoge sommeerketen.

2. Werkwijze voor het in een electronische schakeling herstellen van het gelijkspanningsniveau van een analoog ingangssignaal waarin periodiek een referentie-amplitude aanwezig is, met het kenmerk, dat in de electronische schakeling een analoog ingangssignaal wordt omgezet in een digitaal uitgangssignaal, dat dit uitgangssignaal wordt vergeleken met een digitaal referentiesignaal, en dat het uit deze vergelijking resulterende verschilsignaal wordt geïntegreerd op momenten die in hoofdzaak samenvallen met de momenten waaropde genoemde referentie-amplitude verschijnt en vervolgens wordt omgezet in een analoog regelsignaal, dat wordt gecombineerd met het analoge ingangssignaal