<p>DESCRIÇÃO DO</p></td></tr>
</table>
<p>INVENTO</p><img file="PT80802B_D0001.tif"/>
<p>Este invento diz respeito aos circuitos para comandar um dispositivo de visualização de imagem num sistema de processamen to de sinais de video utilizando técnicas de processamento de sinais digitais de video.</p>
<p>Um sistema de processamento de sinais digitais de televi. são introduzido pelo Worlduíitíe Semiconductor Group (Freiburg, Alemanha Ocidental) da International Telephone and Telegraph Cor poration está descrito numa publicação da ITT Corporation intitulada "Sistema TV digital VLSI-DIGIT 2000". Neste sistema os sinais de video a cores, depois de terem sido processados em forma digital (binária) são convertidos à forma analógica por meio de conversores digitais-analógicos antes de serem ligados a um cinescópio de visualização de imagem. Os sinais analógicos de video a cores são ligados ao cinescópio através de ampli ficadores separadores analógicos e de amplificadores de comando do cinescópio de salda de video que fornecem sinais de salda de video a um nível elevado conveniente para comandar eléctrodos de controlo de intensidade do cinescópio.</p>
<p>Reconheceu-se como desejável estabelecer um sistema de processamento de sinais digitais de video em que as funçães do conversor digital-analógico de saída e as de comando do cinescjó pio estivessem combinadas, eliminando, deste modo, a necessidade de um andar amplificador analógico de comando do cinescópio e eliminando muitos dos problemas associados com os andares ana lógicos de comando do cinescópio.</p>
<p>Assim, de acordo com os princípios deste invento, vai ser aqui descrito um conversor digital-analógico de sinais de video capaz de comandar directamente um electrodo de controlo de intensidade tal como um electrodo de cátodo de um cinescópio num receptor de televisão ou num sistema semelhante de processa mento de sinais de video que empregue técnicas de processamento do sinal digital de video. Numa configuração exemplificativa, o andar de comando descrito emprega dispositivos de saída de al ta tensão VNQS FET que funcionam em conjunto com fontes de cor63 937</p>
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<p>rente constante de entrada comutada de sinais digitais de video, para produzir a partir da soma de sinais de corrente constante comutados um sinal de saida analógico de alta tensão conveniente para comandar directamente um electrodo de cátodo de controlo de intensidade do cinescópio.</p>
<p>De acordo com as caracteristicas do invento, ê incluído um circuito para estabilização do nível contínuo (DC) de saída do andar de comando descrita.</p>
<p>Nos desenhos:</p>
<p>FIGURA 1 mostra uma parte do receptor de televisão a cores que inclui um conversor digital-analógico/comando, de acordo com o presente invento.</p>
<p>FIGURAS 2a-2c mostram detalhes dos circuitos de partes do conversor/comando da FIGURA 1;</p>
<p>FIGURA 3 descreve um arranjo para estabilização do nível contínuo DC de salda do conversor/comando da FIGURA lj</p>
<p>FIGURA 4 mostra um controlo de contraste e um arranjo de controlo de equilíbrio de branco associado com o conversor/comando da FIGURA lj e</p>
<p>FIGURAS 5a e 5b mostram circuitos opcionais de saída para utilizar com o circuito conversor/comando da FIGURA 1.</p>
<p>Na FIGURA 1 os sinais analógicos de video de televisão a cores vindos de uma fonte 10 são convertidos para a forma digital (binária) por meio de um conversor analógico digital (ADC) 12. Os sinais digitais do conversor ADC 12 são processados por um processador 14 de sinais digitais de video que inclui malhas de processamento dos sinais de luminância e de crominância e uma malha para combinar os sinais de luminância e de crominância processados para produzir sinais representativos da imagem a cores, coro várias saídas, r, g, e b. Neste exemplo, os sinais r, g e b são representados, cada um, por um sinal digital de 8 bits na forma binária (2 ..,2 ) e são aplicados às entradas biná rias dos andares do conversor digital-analógico/comando 20 R,</p>
<p>20G, e 20B respectivamente. Os sinais analógicos de saída de</p>
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<p>mil/</p>
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<p>nível elevado R, G e B dos comandos20 R, 20G, e 2GB, respectivamente, são directamente aplicados aos elêctrodos de controlo de intensidade de cátodo do cinescópio a cores 25. Como os an dares conversor/comando são semelhantes em estrutura e funcionamento, apenas será descrita em pormenor a estrutura do comando 20 R.</p>
<p>0 V</p>
<p>0 sinal digital de 8 bits (2 ...2 ) está ligado a uma malha de interface de entrada (interface) 3Q que inclui circuitos separadores e de variação de nível. G interface 30 e os circuitos nele incluídos fazem parte do andar conversor/comando e os circuitos incluídos produzem a compatibilidade lógica pela troca dos níveis lógicos dos sinais digitais, vindos da fonte 14, com os níveis lógicos compatíveis com as necessidades dos outros circuitos do andar conversor/comando.</p>
<p>Os sinais digitais de saída do interface 3G são respecti vamente ligados às entradas de controlo dos interruptores electrónicos de corrente SG-S7 (indicados, com o objectivo de simpl ficar, como interruptore^electromecânicos), as entradas dos quais são respectivamente ligadas às fontes de corrente constan te de ponderação binária 10-17, Cada um dos interruptores S0-S7 tem uma primeira e uma segunda saídas. As primeiras saídas estão ligadas em comum e a uma resistência 32 através do terminal Tl. As segundas saídas estão ligadas separadamente aos elêctrodos de fonte dos respectivamente associados transístores de saída MOS de alta tensão Q0-Q7 os quais estão em montagem de enriquecimento (enhancement) dos dispositivos VMOS (vertical M05) FET, tal como o dispositivo BS 107 disponível na ITT de Freiburg, Alemanha Ocidental ou o dispositivo tipo BSS 93 dispje nível na Siemens de Munique, Alemanha Ocidental.</p>
<p>Os transístores UMOS, Q0-Q7 correspondem a dispositivos semi-condutores verticalmente estruturados (em contraste com os lateralmente) e os quais estão ligados em paralelo e que podem ser facilmente construídos num vulgar substracto de circuito in tagrado, isolado ou em conjunto com os interruptores S0-S7, foj7 tes de corrente 10-17 e malhas de interface 30.</p>
<p>Os dispositivos UMOS, Q0-07 tem electrodos de dreno e de</p>
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<p>-5fonte montados ao longo de um eixo vertical (em contraste com os dispositivos laterais que tem elementos de porta, fonte e dreno sobre a mesma superfície). Pode-se encontrar informação relativa à estrutura dos dispositivos UNOS na Patente U.S. NS.</p>
<p>4 364 073, por exemplo, fl estrutura física de uma forma de dispositivo MOS está também indicada no pedido de Patente U.S. NS. de série 644 397, depositada em 27 de Agosto de 1984, intitulada "Conversor digital-analógico". Este pedido descreve um conversor de sinal digital-analógico UMOS capaz de comandar directamente um electrodo de controlo de intensidade de alta tensão de um dispositivo de visualização de imagens, tal como um cinescópio de um receptor de televisão. Em especial este pedido descreve um andar de conversão/comando, vantajoso, em que dj. versos dispositivos de saída VFiQS têm áreas de fonte dimensiona das de modo a manter a resposta em alta frequência e a reduzir o consumo de energia.</p>
<p>A estrutura vertical rios dispositivos de saída UMOS faci lita o fabrico destes dispositivos com a elevada velocidade de queda de tensão, permitindo aos dispositivos comandar directamente o electrodo de cátodo de alta tensão do cinescópio vantajosamente, os dispositivos de saída UNOS FET apresentam também a qualidade de terem características de comutação rápidas em a_l ta tensão mutuamente uniformes com retardamentos de ligação e de corte praticamente iguais e os indesejáveis transitórios de comutação (interferências) são praticamente eliminados, especialmente em comparação com as características de comutação em aj. ta tensão dos transístores bipolares. Os tempos de ligação e de corte dos dispositivos de saída 1/MGS não são praticamente afectados pela grandeza da tensão a comutar, pelo que o comando do cinescópio em alta tensão é possível. Além disso, a tecnoljg gia UMQS permite facilmente o fabrico de dispositivos Ví-jQS inte grados a baixo custo em conjunto com porta comum e elêctrodos de dreno comuns.</p>
<p>Os electrodos de porta dos dispositivos de saída Q0-Q7 são ligados em comum à fonte de potencial de referência -s-V, e os electrodos de dreno dos dispositivos Q0-Q7 são ligados em cg mum a uma impedància de carga de saída 35 através da qual se</p>
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<p>produz um sinal analógico R de nível elevado e que aparece no terminal de saída T2. Assim estes dispositivos QQ-Q7 são ligados, na configuração de porta comum, como amplificadores de ganho unitário de corrente em relação às correntes conduzidas pelos respectivos electrodos de fonte, via interruptores SQ-S7.</p>
<p>As correntes vindas das fontes 10-17 são dirigidas, por</p>
<p>meio de comutadores de corrente 3Q-S7, ou para o terminal TI e</p>
<p>resistência 32, ou para os dispositivos de saída QQ-Q7, de acoj?</p>
<p>do com as posições individuais dos comutadores SO-87 como dete.r . o 7.</p>
<p>minado pelo estado lógico dos sinais binários de saída (2 ...2 ) do interface 30. Uma tensão analógica de comando do cátodo do cinescópio aparece no terminal T2 como uma função do valor da re sistência de carga 35 e da grandeza das correntes de dreno combinadas dos dispositivos Q0-q7, que passam na resistência de carga 35. E estabelecida uma filtragem passa-baixo conveniente do sinal produzido no terminal de saída T2, por meio de uma resistência de carga 35 e da capacitância associada com o cátodo do cinescópio.</p>
<p>A tensão que se desenvolve através da resistência 32 no terminal TI corresponde a uma versão complementarmente desfasada da tensão de comando do cátodo, que se desenvolve através de resistência 35 e pode ser útil nalguns sistemas em que, por exemplo, seja desejável regular a tensão de comando do cátodo a um ponto de baixa tensão, ou quando o sinal complementar deva ser empregado para fins de processamento de sinal, tal como em conjunto com uma malha de compensação de alta frequência do tipo descrito no pedido ds Patente U.S. f\J2, de Série 644 453, depositada em 27 de Agosto de 1984, intitulada "Comando de cinescópio com compensação de alta frequência". Como descrito neste último pedido, uma parte do sinal de video de saída que aparece no terminal T2 ê combinado com o sinal complementar produzido na resistência 32 para produzir um sinal resultante de alta fre quência, representativo das componentes de alta frequência que pedem introduzir defeitos no sinal de comando do cátodo de saída de video, devido aos efeitos da capacitância, parasitas, do circuito de saída. 0 sinal resultante ê aplicado a uma entrada do andar de comando para compensar as deficiências de alta fre-</p><img file="PT80802B_D0005.tif"/>
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<p>-7quência que possam manifestar pelo sinal de saída de video.</p>
<p>0 arranjo descrito para o conversor/comando de alta tensão ê vantajosamente capaz de comandar o electrodo de cátodo de um cinescápio, directamente, sem a necessidade de andares adiei, onais de amplificação a seguir ao andar conversor/comando e pode ser construído como um circuito integrado. Além disso, vantajosamente o comando descrito não tem muitos dos problemas associados com os andares de comando analógicos do cinescápio.</p>
<p>Por exemplo, os andares de comando analógicos do cinescápio podem apresentar não lineariedade a menos que seja compensado por realimentação associada com o comando do cinescápio. No entanto, a utilização de realimentação pode resultar em problemas de estabilidade, especialmente num andar de comando de banda larga. Andares de comando analógicos podem também apresentar diferentes tempos de subida e de descida nas variações de amplitude do sinal e podem também apresentar problemas de variação de tensão por unidade de tempo era condiçães de sinais grandes a menos que sejam compensados por meio de realimentação.</p>
<p>A FIGURA 2a mostra uma versão bipolar de um dos comutado</p>
<p>res de corrente (por exemplo, 57) da FIGURA 1, 0 comutador de</p>
<p>corrente bipolar inclui os transístores WPN, 40 e 41, montados</p>
<p>em configuração de entrada diferencial com emissores ligados.</p>
<p>Os sinais desfasados em oposição de saída do interface 30, como 7</p>
<p>associado com e derivado do bit de informação binária 2 , coma_n dam os eléctrodos de base dos transístores 40 e 41 de modo que as correntes de saída de colector dos transístores 40 e 41 vari am mutuamente em oposição de fase. As correntes conduzidas pelos transístores 40 e 41 são alimentadas pela fonte de corrente constante 17. A corrente de saída de colector do transístor 40 ê conduzida para o electrodo de fonte de entrada do dispositivo de saída Q7 na FIGURA 1 e a corrente de saída do colector do transístor 41 é conduzida para o terminal Tl e resistência 32 na FIGURA 1.</p>
<p>A FIGURA 2b mostra uma versão KOSFET de um dos comutadores de corrente (por exemplo 57) na FIGURA 1. Este comutador</p><img file="PT80802B_D0006.tif"/>
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<p>-8de corrente inclui um par de dispositivos MOS, 42 e 43, ligados pelas fontes, que recebem correntes de funcionamento da fonte de corrente 17 e que apresenta um comando de terminação simples através de um sinal de comutação ligado à porta do transístor 43. 0 sinal de comutação é obtido do bit de informação binária</p>
<p>2 do sinal de saída do interface 30. As correntes de saída dos drenos dos transístores 42 e 43 são respectivamente ligadas ao electrodo de fonte de entrada do dispositivo de saída Q7 na FIGURA 1 e para o terminal TI e resistência 32 na FIGURA 1. Em relação ao arranjo da FIGURA 2b, a resistência 32 está ligada do terminal TI para um ponto de potencial positivo.</p>
<p>A FIGURA 2c ilustra um arranjo conveniente das fontes de corrente binariarnente ponderadas 10-17 da FIGURA 1. Cada fonte de corrente inclui um transístor UPW, tal como o transístor 50 para a fonte de corrente 17 com uma saída de colector ligada ao comutador de corrente associado e um electrodo emissor ligado a uma malha de resistência progressiva de ponderação binária R/2R. As fontes de corrente podem ser controladas em ganho em resposta a uma tensão GC de controlo de ganho ligada através de um am plificador 52 aos electrodos de base de cada transístor NPN da fonte de corrente. Deste modo, o ganho de um andar de conversor digital-analógico/comando, da FIGURA 1, pode variar como função da grandeza da tensão de controlo GC que pode, por exemplo, representar uma tensão de controlo de contraste derivado de um comando de contraste operado pelo teleespectador.</p>
<p>A FIGURA 3 descreve uma saída em tensão contínua (DC) de uma malha de estabilização utilizada em combinação com o andar conversor/comando que compreende os transístores Q0-Q7 da FIGURA 1, em que os elementos comuns às FIGURAS 1 e 3 são identificados pelo mesmo número de referência. A malha de estabilização contínua compensa as variações da tensão de alimentação de polarização B+ e variaçães da tensão de ondulação na alimentação B+, entre outras fontes de variação de S+ e elimina a neces. sidade de uma tensão ae alimentação de funcionamento B+ estabilizada.</p>
<p>A malha de estabilização DC inclui um amplificador opera</p><img file="PT80802B_D0007.tif"/>
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<p>-9cional de transcondutância 62 que ê ligado para conduzir durante cada intervalo de apagamento horizontal da imagem, em respos_ ta a um impulso de amostragem SP que inclui a zona anterior ao sincronismo (back porch) de cada intervalo de apagamento horizontal, por exemplo. Quando ligado para conduzir, pelo impulso de amostragem SP, o amplificador 62 compara uma tensão de en trada de uma fonte de tensão de referência 65 com uma tensão de entrada obtida da junção das resistências 60 e 61 do divisor de tensão. Estas últimas resistências estão ligadas à trajectória do sinal de cátodo do cinescópio para comandar a resistência de carga 35, ds modo que a tensão produzida na junção das resistêji cias 60 e 61 está relacionada com a grandeza do nivel contínuo de saída do andar de comando durante os intervalos de apagamento horizontal quando a modulação do sinal de video está ausente Um sinal de erro relacionado com a diferença de grandezas entre as entradas do amplificador 62, á armazenada pelo condensador 68 e aplicada à porta de entrada de um transístor de controlo VM03 de alta tensão Q8. 0 valor da diferença de sinais faz variar a condução do transístor Q8 de tal modo que a corrente na resistência de carga 35 vai variar no sentido de reduzir ao mínimo a diferença entre os níveis das tensães de entrada do amplificador 62, estabilizando deste modo o nível de apagamento horizontal e o nível contínuo (DC) no terminal de saída T2. As. sim, por acção da realimentação, a malha de estabilização que inclui o amplificador 62 e o transístor Q8 mantém as tensães de entrada do amplificador 62 a níveis praticamente iguais, que correspondem a um valor desejado, praticamente constante, do va lor de repouso de nível contínuo no terminal de saída T2.</p>
<p>A resistência 61 do divisor de tensão pode ser opcionalmente ajustável, como indicado, para estabelecer meios de ajustamento manual da polarização contínua do cátodo do cinescópio, produzida no terminal T2. Este ajustamento da resistência 61 pode estabelecer um nível desejado de polarização do cátodo do cinescópio através da acção da malha ds estabilização de reali mentação contínua.</p>
<p>0 controlo do contraste da imagem e o controlo do equilíbrio de branco são completados corno indicado pelo arranjo da</p>
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<p>-10FIGURA 4 em relação a cada andar do conversor/comando 20R, 20G, 20B. Para cada andar de comando as entradas +VR e -VR correspon dem a entradas associadas com as respectivas malhas de fonte de corrente, como foi visto e discutido em relação à FIGURA 2c. Um potenciómetro ajustável, 71, pelo teleespectador, fornece uma teínsão CC de controlo analógico de contraste para cada posição do cursor daquele. A tensão de controlo de contraste está 1iqa da, através do amplificador separador 70, à entrada -í-VR da fonte de corrente de cada andar de cariando através das resistências ajustáveis 72a, 72b e 72c. Estas últimas resistências ajustáveis servem como controlo de equilíbrio de branco manual para ajustar separadamente os ganhos do sinal dos andares de comando durante o alinhamento do sistema de modo que o cinescépio repro duza adequadamente a visualização de uma imagem branca em respos. ta a um sinal de video representativo de uma imagem branca de entrada. Assim, o ganho de cada andar de comando pode ser vari ado no formato analógico de acordo com a posição do potenciometro 71 do controlo de contraste e respectivas resistências ajus táveis 72a, 72b e 72c, para controlar as fontes de corrente de condução 10 ... 17 para cada andar de cornando, como indicado na FIGURA 2c.</p>
<p>Este modo de controlo de ganho analógico num sistema de processamento de sinal digital de video oferece a vantagem de não necessitar de um ou mais bits adicionais de informação diqi tal (por exemplo, 9 bits em vez de 8) para acomodar a faixa dinâmica adicional necessária para controlo de contraste e contra lo de equilíbrio de branco. Assim, o mecanismo de controlo de ganho descrito, conserva os bits de informação digital e evita o desnecessário aumento de tamanho do circuito de processamento digital e sua complexidade. Informação adicional, respeitante ao processamento de sinal digital de video e sistema de visuali zação empregando um andar conversor/comando de video de saída UHOS em que o telespectador gera os sinais para controlar normalmente o brilho e o contraste da imagem visualizada são utili zados em forma analógica de preferência à forma digital para controlar a grandeza do sinal de video, encontra-se no pedido de Patente U.S, Νϋ, de Série 644 400, depositado em 27 de Agosto de 1984, e intitulada "Processador de sinais digitais de vi63 937</p>
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<p>-11deo com controlo analógico de nível".</p>
<p>As FIGURAS 5a e 5b mostram circuitos de separação de saída opcionais que permitem melhorar a resposta em alta frequência para o andar de comando. Especificamente os circuitos separados indicados permitem um aumento do valor da impedência de carga do andar de comando (resistência 35 na FIGURA l) sem excessiva perda de resposta do sinal em alta frequência.</p>
<p>Na FIGURA 5a, um transístor NPN 80 e um transístor PNP, 81, estão ligados como andar seguidor de emissor complementar com entradas de base ligadas ao terminal de saída T2 do andar de comando e com saídas de emissor ligadas ao cátodo do cinescópio. A FIGURA 5b ilustra um separador de saída com carga activa, que inclui um transístor NPN, 85, e um díodo 86, montados como se indica. 0 andar seguidor complementar da FIGURA 5a é preferido por ter uma caracteristica de resposta mais simétrica.</p>