SE454832B - Videosignalbehandlingssystem med automatisk bildrorsstralstrombegrensare - Google Patents

Description

454 832 2 svartnivå. Det anses i regel vara att föredraga att begränsa strålströmmen genom att man reglerar topp-till-toppamplituden hos en videosignal, därför att detta regleringssätt medför en mindre märkbar och mindre störande verkan på en av en betraktare iakttagen återgiven bild. Strålströmreglering som förorsakar en förskjutning av svartnivån som är representativ för ljusintensi- teten är mera märkbar för en betraktare och är således inte önskvärd utom i sådana situationer där man behöver strålström- reglering medelst svartnivåreglering (ljusintensitetsreglering)_ En anordning i enlighet med föreliggande uppfinning ingår i ett videosignalbehandlingssystem 1 vilken en videokanal, då den regleras för att minska amplituden hos videosignaler i syfte att begränsa alltför stora strålströmmar, annars på ett icke önskvärt sätt blir utsatt för att företa en korresponderande svartnivå- förskjutning. I enlighet med uppfinningens principer kompenserar den beskrivna anordningen för svartnivåförskjutningar som införs av strålbegränsarregleringsverkan. Närmare bestämt kan den beskriv- na anordningen med fördel användas i en digitalvideosignalbe- handlingskanal med en utgångsanalog-digitalomvandlare, varvid strålströmbegränsning utförs genom att man varierar storleken hos digital-analogomvandlarreferensspänningen såsom gensvar på strålbegränsarens reglersignal och därvid varierar storleken hos analogvideoutgångssignaler. Kompensering för icke önskvärda för- skjutningar i utgångsvideosignalers svartnivå utförs genom att man till digital-analogomvandlarens utgång kopplar en version av reglersignalen med en sådan storlek och polaritet att den väsentligen upphäver svartnivåförskjutningar.

Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar en del av en televisionsmottagare inkluderande en automatisk bildrörstrålströmbegränsare och apparatur i enlighet med före- liggande uppfinning och fig. 2 visar ytterligare detaljer i anordningen enligt fig. 1.

I fig. 1 tillförs färgtelevisionssignaler från en källa 10 i digital form (dvs. binär form) till ett frekvensutvälj~ ningsnät 12 (t.ex. innefattande ett kamfilter) för att tillföra en avskild luminanskomposant (i) hos tclevisionssignalen till en digital luminanssignalbehandlare eller -processor 14 i en 454 832 3 luminanskanal hos mottagaren och en avskild krominanskomposant (C) till en digital krominansbehandlare eller -processor 16 i en krominanskanal hos mottagaren. I luminansbehandlaren 1U ingår digítalsignalbehandlingskretsar 15 som tillhandahåller en av åtta bitar (2O...27) bestående digitalutgångssignal till en ingång till en åttabitars digital-analogomvandlare 17. Digital-analog- omvandlaren 17 innefattar en utgångskrets från behandlaren 1U och inkluderar ett motståndsstegnät för att bilda en analog- luminansutgångssignal såsom gensvar på den av åtta bitar beståen- de digitalluminansingångssignalen. En referensspänning +VR för digital-analogomvandlaren 17 tillförs från en referensspännings- källa 13.

I krominansbehandlaren 16 ingår digital-analogomvandlar- utgångsnät för att åstadkomma analogfärgdifferenssignaler R-Y och B-Y såsom gensvar på digitalkrominansingångssignaler. Ana- logfärgdifferenssignalerna från behandlaren 16 kombineras i en matris 18 med analogluminansutgångssignalen~från behandlaren lä så att man erhåller färgrepresentativa signaler r, g och b med låg nivå. Dessa signaler förstärks av ett videoutgångssteg 20 som innefattar ett flertal bildrördrivförstärkare för att åstadkomma var sin R-, G-, B-färgsignal med hög nivå, vilka signaler är lämpliga för att driva intensitetsregleringskatod- elektroder 36a, 36b och 360 i ett färgbildrör 35. R-, G-, B- -signalerna kopplas till var sin av bildrörkatoderna via ström- avkänningsnät 30, 31 och 32. En hög arhetsspänning för bild- rörets 35 anodelektrod tillhandahålls av högspänningsmatnings- kretsen UD (som t.ex. kan innefatta en spänningsmultiplikator) såsom gensvar på horisontalsvcpåtergångspulser härrörande från avböjningskretsar (inte visade) i mottagaren. Förnyelsematnings- strömmar för bildrörsstrålen matas till högspänningsnätet UG via ett motstånd UI och ett motstånd H2 som samverkar med en arbetslikspänning B+.

I mottagaren ingår också ett automatiskt hildrörstrål- strömbegränsningssystem för att begränsa storleken hos till bildröret 35 förda videosignaler för att därvid begränsa alltför stora blldrörstrålströmmar när bildröret genom avkänning konsta- teras leda alltför stora strålströmmar över en given tröskel- vardesnivå. Storlekarna hos videosignalbildrörets katooströmmar 454 832 4 som leds under bildavsökningsintervall (svepintervall) hos videosignalen avkänns av de respektive näten 30, 31 och 32. De avkända strömmarna adderas i ett kombineringsnät H5 så att man erhåller en kombinerad, avkänd ström som har samband med den totala bildrörsströmmen. Den kombinerade strömmen tillförs ett första ingångsuttag T1 hos en strålströmreglerkrets 50.

Ytterligare en ström, som också har ett samband med storleken hos strömmar som leds av bildröret 35, erhålls från förnyelsematningsströmnätet E+, H1, H2 för högspänningsmatnings- kretsen HO. Denna ström tillförs till ett andra ingångsuttag T2 hos reglerkretsen 50. Såsom kommer att förklaras nedan bildar reglerkretsen 50 en reglerutgångssignal VC vid ett utgångsuttag T3, vilken signal har samband med storlekarna hos både strömmar med alltför höga toppar (dvs. transienter) och genomsnittliga strålströmmar som leds av bildröret 35. Reglersignalen VC uppträ- der vid uttaget T3 och matas till luminansbehandlaren 13 och krominansbehandlaren lö via var sin strömledare 55 och 56 när bildrörströmmarna överskrider ett givet tröskelvärde. Regler- signalen VC likströmkopplas till förstärkningsregleringsingångar- na hos luminans- och krominansbehandlarna 1U resp. 16 med en sådan storlek och polaritet att den begränsar storlekarna hos utgångssignalerna från luminansbehandlaren 14 och krominansbe- handlaren 16 och därvid begränsar bildrörets strålström till en förutbestämd säker nivå. ' Strålströmbegränsning utförs inom ett givet intervall av alltför stora strålströmmar genom att man samtidigt minskar topp- till-toppamplituderna hos luminans- och krominanssignalerna medelst en likartad regleringsmetod. För att minska amplituden hos luminanssignalen så att man erhåller strålströmbegränsning kopplas reglersignalen VC till referenskällan 13 på så sätt att storleken hos referensspänningen VR för luminansdigital-ana1og- omvandlaren 17 minskas såsom en funktion av storleken hos reg- lersignalen VC. När således storleken hos reglersignalen minskas kommer topp-till-toppamplituden hos analogluminanssignalen vid knutpunkten A också att minskas för alla luminanssignalnivåer från svartnivån genom skilda grånivåer till vitnivån. Anled- ningen till detta är att amplituden hos luminansutgångssignalen utgör en funktion av storleken hos referensspänningen VR för 454 852 5 luminansdigital-analogomvandlaren 17.

Den reglerade minskningen av luminanssignalamplituder i riktning mot vitt medför att strålströmbegränsning utförs. I detta fall är emellertid en minskning i luminansutgångssignalens svartnivå icke önskvärd, och en sådan hindras väsentligen från att uppträda genom strömkretsarrangemanget som inkluderar ledaren 57, inverteraren 60 och motstånden R1 och R2. Motståndet R1 kopplar luminansanalogsignalen från luminansbehandlarens 1ü utgång vid knutpunkten A till en knutpunkt B vid luminans- ingången till matrisen 18. Inverteraren 60 och motståndet R2 kopplar en version av strålbegränsarreglersignalen VC till knutpunkten B såsom kommer att beskrivas inom kort.

I detta system svarar digital-analogomvandlaren 17 mot ett åttabitarsnät för omvandling av den av åtta bitar bestående digitalsignalen med parallella ingångar och av binär form från luminansbehandlingskretsarna 15 till en korresponderande analog- signal. Analogutgångssignalen är proportionell mot produkten mellan storleken hos referensspänningen (VR) hos digital-ana1og- omvandlaren 17 teh talet som är representerat av dígitalingångs- signalen hos digital-analogomvandlaren 17. Den av åtta bitar bestående digitalluminanssignalen har 256 digitalvärden som svarar mot tal från "O" till "255". Svartnivån hos luminans- analogsignalen svarar mot det från noll skilda digitalvärdet som korresponderar mot "31" i detta fall. Digitalvärden under "31" representerar luminansinformation avseende svartare än svart, och digitalvärden över "Bl" representerar luminansinforma- tion från gråa nyanser genom vitt.

En icke önskvärd förskjutning i luminanssignalens svart- nivå till följd av strålströmbegränsarverkan uppträder därför att digitalvärdet som svarar mot luminanssignalens svartnívå ger upphov till en annan nivå, dvs. en icke-svart nivå, när referens- spänningen VR ändras såsom gensvar på strålströmreglersignalen VC. Den icke önskvärda svartnivåförskjutningen förhindras väsent- ligen medelst nätet som inkluderar inverteraren 60 och motstånden R1 och R2. Värdena hos motstånden R1 och R2 väljs så, att ett förhållande R2/R1 mellan ömsesidiga resistanser upprättas i enlighet med uttrycket R2/R1 = [(2N-1)-M] /M 454 832 6 där "N" anger antalet binära bitar som är tilldelade digital- luminanssignalen (N=8 i detta fall) och där "M" anger digital- värdet som är tilldelat svartnivån hos digitalluminanssignalen (M=31 i detta fall). I detta exempel blir således resistansför- hållandet som behövs för att de av strålbegränsaren inducerade svartnivåvariationerna skall upphävas lika med R2/R1=7,225, dvs. ungefär 7.

I drift medför den negativt riktade strâlbegränsarregler- signalen VC en korresponderande minskning i storleken hos refe- rensspänningen VR för digital-analogomvandlaren 17, såsom framgår av den i fig. 2 visade kretsen. Detta resulterar i att topp-till-toppamplituden hos analogluminanssignalen minskas vid knutpunkten A, inklusive en icke önskvärd förskjutning av luminans- signalens svartnivå i mindre positiv riktning; Den negativt riktade reglersignalen VC inverteras av inverteraren 60 och uppträder med en mera positiv riktning vid utgången från inver- teraren 60. Den inverterade reglersignalen och analogluminans- signalen kombineras vid knutpunkten B via spänningsdelarmotstån- den R1, R2. Då de ömsesidiga värdena hos motstånden R1 och H2 är valda på det ovan beskrivna sättet kommer icke önskvärda strål- begränsarinducerade svartnivåvariationer hos luminanssignalen i riktning mot svartare än svart att väsentligen upphävas vid knutpunkten B.

Vad gäller strålbegränsarreglerkretsen 50 avkänns den kombinerade strömmen som matas till ingångsuttaget T1 av en pnp-transistor 70 med en kollektorutgângselektrod kopplad till ett HC-tidskonstantnät som ger gensvar på en topp och som inklu- derar en kondensator 71 och ett motstånd 72. Spänningen som uppstår över kondensatorn 71 står i relation till storleken hos katodtoppströmmar som leds av bildröret 35. Denna spänning representerar en komposant i reglersignalen VC- Den kopplas till utgångsuttaget T3~i inverterad form via ett tröskelvärdeskopplings- och signalinverteringsnät 75 (t.ex. inkluderande en elektronisk omkopplare) när storleken hos spänningen över kondensatorn 71 överskrider en given tröskelvärdesnivå. Strömmen som kopplas till ingångsuttaget T2 från bildrörets förnyelsematningsströmnàt integreras medelst en kondensator 76 så att man erhåller en spänning som står i samband med storleken hos den genomsnittliga 454 852 7 strömledningen i bildröret 35. Denna spänning representerar en andra komposant hos reglersignalen VC och kopplas till utgångsut- taget T3 via ett motstånd 77 och ett tröskelvärdeskopplingsnät 78 när storleken hos spänningen över kondensatorn 71 överskrider en given tröskelvärdesnivå.

Luminansbehandlaren 1N, krominansbehandlaren 16 och strömavkännarna 30-32 kan vara av typen som utnyttjas i det ovan nämnda ITT-digitaltelevisionssignalbehandlingssystemet.

Var och en av strömavkännarna 30-32 kan innefatta en pnp-högspän- ningsemitterföljartransistor som ingår i bildrörets katodsignal- kopplingsbana, varvid en basingångselektrod är kopplad till utgången från den korresponderande bildrördrivförstärkaren i steget 20, en emitterutgångselektrod är kopplad till den korre- sponderande bildrörkatoden, och en kollektorelektrod är kopplad till strömsummeringsnätet H5 såsom exempelvis är visat i den amerikanska patentskriften N 516 152. Strålbegränsarreglerkretsen 50 kan också arbeta med en strålströmbegränsarkrets av den i den amerikanska patentskriften U 167 025 visade typen som ger gensvar på toppar (transienter) och genomsnittsvärden.

Fig. 2 visar detaljerna i en krets som är lämpad för att variera referensspänningen VR såsom gensvar på strålbegränsar- reglersignalen VC. I fig. 2 innefattar referensspänningskällan 13 (fig. 1) en zenerdiod 80 För referens och ett korresponderande förspänningsmotstånd 81 kopplat till en matningskälla (+)- Referensspänningen +VR för digital-analogomvandlaren 17 i fig. 1 erhålls från zenerdioden 80 medelst ett kopplingsnät som inklude- rar en emitterföljartransistor 82 och ett motstånd 85. Storleken hos referensspänningen VR ändras medelst strålbegränsarregler- - spänningen VC som kopplas till utgångsnoden C via en emitter- följartransistor 90 och ett motstånd 95.

Claims (6)

454 832 8 PATENTKRAV

1. Videosignalbehandlingssystem, k ä n n e t e o k n a t av en källa (TU) för digitalvideosignaler med informationsbärande bitar definíerande ett flertal videosignalinformationsnivåer inklusive en nivå som är representativ för en svart bild, bild- DPGSßflfiêfii0nSOP5ên (35) som är pâverkbara såsom gensvar på videosignaler från nämnda källa, reglerorgan (50) för att bilda en reglersignal (VC) som är representativ för storleken hos alltför stora strömmar som leds av nämnda presentationsorgan och som är större än en tröskelvärdesnivå, organ (55) för att koppla nämnda reglersignal till nämnda videosignalkälla för att reglera storleken hos nämnda videosignaler för att begränsa alltför stora strömmar som leds av nämnda presentatíonsorgan, varvid nämnda vídeosignalsvartnivå bríngas att variera på ett icke önskvärt sätt i enlighet med variationer hos nämnda regle- rade videosignal, och organ (57,60,R2) som är likströmkopplade till nämnda reglerorgan och till nämnda videosignalkälla för att väsentligen upphäva nämnda variationer i nämnda videosignal- svartnivå.

2. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en version av nämnda reglersignal (VC) är likströmkopplad till nämnda videosignalkälla för att väsentligen upphäva nämnda video- signalsvartnivåvariationer.

3. System enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda reglersignal är representativ för alltför stora topp- och genomsnittsströmmar som leds av nämnda presentations- organ. U.

4. System enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda videosignalkälla (IH) inkluderar digital-analogsígnal- omvandlingsorgan (17) som är påverkbara i beroende av digital- videosignaler och som har en korresponderande referensspänning (VR) för att åstadkomma en analogutgångssignal med en storlek som har samband med värdet hos nämnda digitalvideosignaler och med storleken hos nämnda refercnsspänning och att nämnda regler- signal (VC) kopplas till nämnda omvandlingsorgan för att variera storleken hos nämnda referensspänning för att därigenom reglera storleken hos analogutgångsvideosignaler från nämnda reglerorgan för att åstadkomma begränsning av nämnda alltför stora strömmar. 454 832 9

5. System enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda analogutgångsvideosignal från nämnda omvandlingsorgan kombineras i ett signalkombineringsnät (R1,R2,60) med nämnda version av nämnda reglersignal för att väsentligen upphäva varia- tioner i nämnda videosignalsvartnivå.

6. System enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda digitalvideosignal innehåller N informationsbärande bitar som definierar ett flertal videosignalinformationsnivåer inklusive en svartbildrepresentativ nivå M, att nämnda analog- videosignal kopplas till nämnda kombineringsnät via en första strömbana (R1) som har en första impedans H1, och att nämnda version av nämnda reglersignal kopplas till nämnda kombinerings- nät via en andra strömbana (R2) som har en andra impedans H2, varvid förhållandet mellan nämnda andra impedans och nämnda första impedans är givet av uttrycket R2/R1=[(2N-1)-M1/M.