DE3234797A1 - Anordnung zur versteilerung und bezugspegelhaltung in videosignalen - Google Patents

Description

RCA 7724-9 Ks/Ri - 5 U.S. Serial No: 304,34-5
Piled: September 22, 1981

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Anordnung zur Versteilerung und Bezugspegelhaltung

in Videosignalen

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Verarbeitung von Fernsehsignalen und betrifft eine Klemmschaltung, die mit einer solchen, eine Einrichtung zur Versteilerung des Videosignals enthaltenden Anordnung zusammenwirkt und gegen Schwingungen stabilisiert ist.

Bekanntlich läßt sich das Ansprechverhalten einer videosignalverarbeitenden Anordnung z.B. in einem Fernsehempfänger wesentlich verbessern, indem man die "Steilheit" von Amplitudenübergängen des Videoeignais erhöht, was effektiv eine Verbesserung der Hochfrequenzansprache bedeutet. Um diese Verbesserung zu erzielen, kann man dem Videosignal unmittelbar vor einem Amplitudenübergang einen "Vorschwinger" und unmittelbar nach dem Amplitudenübergang einen "Nachschwinger" (Überschwung) geben, so daß Amplitudenübergänge von Schwarz nach Weiß und von Weiß nach Schwarz besonders akzentuiert werden. Dieses Ergebnis wird gewöhnlich dadurch erzielt, daß man eine Versteilerungssignalkom- - ponente erzeugt, die dem Videosignal hinzuaddiert wird, um ein versteuertes Videosignal mit akzentuierten Amplitudenübergängen zu bekommen. Eine Anordnung zur Erzeugung eines solchen versteuerten Videosignals mittels einer Versteilerungssignalkomponente enthält häufig ein reaktives Element,

wie es z.B. in der US-Patentanmeldung Nr. 255»982 beschrieben ist, die unter dem Titel "Self-Limiting Video Signal Peaking Circuit" auf den Namen W.E» Harlan eingereicht wurde.

Eine Anordnung zur Verarbeitung von Fernsehsignalen benötigt typisoherweise eine Klemmschaltung zur Schwarzwerthaltung, d.h. zur automatischen Regelung eines Gleichstrom-Bezugspegels (Schwarzwert) im Videosignal. Wenn die Klemm·=- schaltung in einer einen Regelkreis bildenden Rückkopplungsschleife bezüglich der die Versteilerungskomponente erzeugenden Schaltungen angeordnet ist, dann sollte die Regelungsschaltung so ausgelegt werden, daß ein Schwingen des Regelkreises verhindert wird, insbesondere wenn die Ver*» steilerungsschaltungen reaktive Elemente enthalten und eine beträchtliche Signalverstärkung haben. Ein Schwingen des rückgekoppelten Regelkreises kann das ausgangsseitige Steuersignal der Regelungsschaltung verzerren und diese Schaltung zur Erfüllung ihres beabsichtigten Zweckes unwirksam machen« Außerdem erzeugen solche Schwingungen unerwünschte Signale, die andere signalverarbeitende Schaltungen im System stören können.

Ein Schwingen des Regelkreises kann verhindert werden $ indem man den Regelkreis so auslegt» daß di© WachselStromverstärkung der Schleife und die Phasenverschiebung nicht geeignet zur Unterstützung einen? Schwingung sind. Die Wahrscheinlichkeit des Schwingens läßt sich z.B. dadurch mini« mal halten, daß man zusätzliche Ableit- oder Nebenachluß-Netzwerk© für Weohselstromsignale (z.B. mit ßiebkondensato«- ren) oder andere Formen frequenzselektiver, bandbreitebegrenzender Netzwerke in Verbindung mit dem Regelkreis vor-, sieht. Solche zusätzlichen Netswerke erhöhen jedoch die Kosten der Regelungsschaltung und enthalten typischerweise reaktive Elemente, die unerwünscht sind, wenn die Regelungsschaltung in integrierter Bauweise realisiert werden soll, da reaktive Elemente schwer oder kaum zu integrieren sind.

Sieb- oder Filterkondensatoren in integrierter Bauweise sind zwar bekannt, sie benötigen jedoch unerwünscht viel Platz auf der Oberfläche der integrierten Schaltung. Wenn man andererseits diskrete Netzwerke in Verbindung mit einer integrierten Eegelungsschaltung verwendet, dann müssen diese Netzwerke über einen oder mehrere äußere Anschlüsse der integrierten Schaltung angekoppelt werden. Die Anzahl solcher äußerer Anschlüsse ist bei integrierten Schaltungen jedoch begrenzt.
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Die hier zu beschreibende Regelungsschaltung ist besonders geeignet für einen Fernsehempfänger, der ein Netzwerk zur automatischen Schwarzwerthaltung eines versteuerten Videosignals enthält. Das versteuerte Videosignal wird dadurch gebildet, daß man ein Videosignal mit einer Versteilerungskomponente kombiniert, die von einer Versteilerungsschaltung erzeugt wird, um welche die Rückkopplungssohleife der Regelungsschal tun g gekoppelt ist. Der-gebildete Regelkreis wird dadurch am Schwingen gehindert, daß man die Versteilerungskomponente während der Regelungsintervalle dämpft, d.h. während derjenigen Zeiten, in denen die Regelungsschaltung den Schwarzwert des Videosignals fühlt und einstellt. Die Dämpfung der Versteilerungskomponente während der Regelungsintervalle hat neben der Stabilisierung des Regelkreises außerdem den Vorteil« daß die Regelungssohaltung nicht auf ungewollte, Rauschanteile enthaltende Komponenten der angehobenen hochfrequenten Signale ansprechen kann. Solche Komponenten wurden ansonsten von der Regelungsschaltung gefühlt werden und zu einem verzerrten Steuersignal führen.

Die wesentlichen Merkmale einer erfindungegemäßen Anordnung sind im Patentanspruch 1 angeführt. Vorteilhafte Ausgestal- ^ tungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet.

Eine erfindungsgemäße Regelungsschaltung hat den Vorzug, daß sie zum großen Teil in integrierter Bauweise realisiert

werden kann und daß sie keine zusätzlichen reaktiven Netzwerke zur Signalableitung oder Bandbreitebegrenzung benötigt, um die Wahrscheinlichkeit von Schwingungen des Regelkreises minimal zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend an einer Ausführungsform anhand von Zeichnungen näher erläutert«

Pig. 1 zeigt teils in. Blockform und teils in Detaildarstel·» lung einen Teil eines Fernsehempfängers, der eine Ausführungsform der Erfindung enthält;

Figuren 2 und 3 zeigen Schaltungseinzelheiten von Teilen der Anordnung nach Pig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Quelle 10 für Farbartsignale und eine Quelle 15 für Leuchtdichtesignale dargestellt· Diese Signale sind von einem zusammengesetzten Farbfernsehsignal . in bekannter Weise mittels eines geeigneten FiIteraetgwerks abgeleitet, das die Farbart- und Iieuchtdichtekomponenten des¹ Fernsehsignals voneinander trennt. Dieses Filteriietswerk dient also zur Dämpfung des Farbartsignals, das eine Farb» bezugskomponente, den sogenannten Farbburst (Farbsynohronimpuls), enthält, die während der sogenannten "hinteren Schwarzschulter" (jedes Horizontalaustastintervalls dös von der Quell© 15 gelieferten Leuohtdichtesignals erscheint_β

Die Farbartsignale von der Quelle 10 werden auf eine Färb« artsign&l-Verarbeitungsschaltung 12 gegeben, um die Färbdifferenzsignale R-I, G-Y und B-Y abzuleiten.

Die Leuchtdichtesignale von der Quelle 15 werden über einea .' Emitterfolgertransistor 18, einen Widerstand 20 und einen Wechselstromsignale koppelnden Kondensator 22 auf ein Leucht~ dichtesignal-Verarbeitungsnetzwerk 25 gegeben, welches Videosignal -Versteilerungsschaltungen enthält₉ wie sie nooh beschrieben werden. Die am Knotenpunkt A erscheinenden ver-

steuerten Leuchtdichtesignale vom Netzwerk 25 werden über einen in seiner Verstärkung steuerbaren Verstärker 30 und ein Signalkopplungsnetzwerk 32 auf einen Matrixverstärker 35 gegeben. Der Matrixverstärker 35 kombiniert die Farbdifferenzsignale mit dem versteuerten Leuchtdichtesignal (Y), um Ausgangssignale R, G und B zu erzeugen, die für den roten, den grünen und den blauen Farbanteil des Fernsehbildes charakteristisch sind.

Der Verstärker 30 weist einen Differenzverstärker auf, dessen Verstärkung durch differentielle (d.h. im Gegentakt stehende) Verstärkungssteuerspannungen V. und V₂ beeinflußt wird. Diese Steuerspannungen werden von einer Verstärkungssteuerschaltung 40 entsprechend der Einstellung eines Ver-Stärkungssteuerpotentiometers 42 gebildet, das mit dem Netzwerk 4-0 verbunden ist. Ein Vorspannungsnetzwerk 44 dient zur Einstellung der Gleichstrom-Betriebsvorspannung der Verstärkungssteuerschaltung 40. Die Schaltung 40 liefert außerdem eine Gleichstrompegel-Kompensationsspannung V^ an den Verstärker 30, um den Gleichstrompegel am Ausgang dieses Verstärkers im wesentlichen konstant zu halten, wenn dessen Verstärkung durch die Spannungen V^ und I^ gesteuert wird. Die Verstärkungssteuerschaltung 40 ist ausführlicher in der US-Patentanmeldung Nr. 296,865 beschrieben, die unter dem Titel "Circuit For Linearly Gain Controlling A Differential Amplifier" auf die Namen L.A. Harwood u.a. eingereicht wurde.

Das von der Quelle 15 gelieferte und am Knotenpunkt A in versteuerter Form erscheinende Leuchtdichtesignal hat periodische Horizontal-Bildintervalle, die durch Horizontal-Austast int ervalle voneinander getrennt sind. Jedes Horizon-« talaustastintervall besteht aus einem Horizontalsynchronim-■ puls-Intervall und einem Bezugswert-Intervall (der sogenannten "hinteren Schwarzschulter"), in welchem der Schwarzwert als Bezugspegel des Signals erscheint. Der Schwarzwert des vom Verstärker 30 verarbeiteten Leuchtdichtesignals wird mittels einer Schwarzwert-Klemmschaltung auf einem gewünsch-

ten Pegel gehalten. Diese Klemmschaltung ist gebildet durch einen getasteten Vergleicher 50, eine nachgeschaltete Torschaltung 55, einen Widerstand 58 und den Wechselstromsignale koppelnden Eingangskondensator 22, der eine am Ausgang des Vergleichers 50 entwickelte Steuerspannung speichert«

Der Vergleicher 50 wird durch ein Zeitsteuersignal V_K jeweils in Betrieb getastet. Im Betrieb vergleicht der Ver~ gleicher 50 den Schwarzwert des im betreffenden Augenblick am Knotenpunkt A erscheinenden versteuerten Leuchtdichtesignals mit einer Referenzspannung V_R, die von der Vorspan» nungequelle 4Λ abgeleitet wird. Der Vergleicher 50 liefert dann an seinem Ausgang eine St euer spannung, die repräsentativ für die Differenz zwischen dem Schwarzwert des Leucht- dichtesignals und der Referenzspannung V_R ist« Die Torschaltung 55 wird ebenfalls durch das Tastsignal Vg. gesteuert, um während der Schwarzwertintervalle des Leuchtdichtesignals zu leiten und die St euer spannung über den Widerstand 58 und eine Verzögerungsleitung 60 an den Eingangs-Koppelkondensator 22 durchzulassen, der diese Spannung speichert. Die Steuerspannung hat einen Betrag und eine Richtung, um den Schwarzwert des Leuchtdichtesignals so zu modifizieren, daß die vom Vergleicher 50 gefühlte Differenz zwischen diesem Schwarzwert und der Referenzspannung V_R vermindert wird. Durch dl®-

2$ sen geschlossenen Regelkreis wird der Schwarawert des Leuchtdicht esignals auf einem gewünschten Wert gehalten* Weitere Einzelheiten über die Struktur und die Arbeitsweise der beschriebenen, den Vergleicher 50 enthaltenden Regelungssohai«» tung für den Sohwarzwert sind in der US-Patentanmeldung Nr. 296,864 beschrieben, die unter dem Titel "Signal Gain Control With DO Compensation" auf die Namen R.L. Shanley, II_s u.a. eingereicht wurde.

Die Verzögerungsleitung 60 dient zur' Angleichung der Lauf- · zeit des Leuchtdichtesignals an die Laufzeit des Farbartsignals, so daß Leuchtdichte- und Farbartsignale in der richtigen zeitlichen Beziehung zueinander auf den Matrixverstärker 35 gekoppelt werden. Die Verzögerungsleitung 60 ist ein

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breitbandiges Element mit linearer Phasencharakteristik über die gesamte Bandbreite des Leuchtdichtesignals von ungefähr 4-,O MHz und wirkt außerdem mit Schaltungen in einem gleichstromgekoppelten und mit Differentialeingang ausgelegten Horizontal-Versteilerungsnetzwerk 65 zusammen, um eine Horizontal-Versteilerungskomponente zu erzeugen, wie es weiter unten in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 2 beschrieben wird. Mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung 60 ist gleichstrommäßig ein Verstärker 68 gekoppelt, der an seinem Ausgang komplementarphasige Breitband-Leuchtdichtekomponenten liefert, die dann in einer Signalvereinigungsschaltung 70 mit komplementärphasigen Horizontal-Versteilerungskomponeaten vom Netzwerk 65 kombiniert werden. Das am Ausgang der Vereinigungsschaltung 70 erscheinende versteilerte Leuchtdichtesignal, welches mit der am Knotenpunkt A eingezeichneten Wellenform veranschaulicht ist, enthält eine versteuernde Vorschwinger-Komponente V . und eine versteuernde Nachschwinger-Komponente (Überschwung) Vg zur Akzentuierung von Amplitudenübergängen des Leuchtdichtesignals.

Die Koppelstrecke des Versteilerungssignals vom Ausgang des Versteilerungsnetzwerks 65 kann durch ein Dämpfungsglied 66 gesperrt werden, welches auf ein Versteilerungs-Sperrsignal V-J- anspricht. Dieses Sperrsignal umfaßt die Bezugspegel-Intervalle des Leuchtdichtesignals, in denen der Vergleicher 50 in Betrieb ist, um die Schwarzwert-Steuerspannung zu erzeugen. Diese Sperrung des Koppelweges des Versteilerungssignals dient dazu, den Schwarzwert-Regelkreis zu stabilisieren und außerdem zu verhindern, daß der Vergleicher auf ungewollte Signale einschließlich Rauschen anspricht, die ansonsten durch das Versteilerungsnetzwerk angehoben würden ., und die vom Vergleicher entwickelte St euer spannung nachteilig beeinflussen würden. Das Versteilerungs-Sperrsignal V^- dauert über das Horizontalaustastintervall des Leuchtdichtesignals und wird zusammen mit dem Tastsignal V_K durch ein Netzwerk erzeugt, welches einen Takt- oder Zeitsignalgenera-

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tor 72 und einen Decoder 74· enthält. Der Signalgenerator 72 spricht auf die vom Leuchtdichtesignal abgeleiteten Horizontalsynchronsignale sowie auf Horizontal- und Vertikal austastsignale an, die in bekannter Weise von den Ablenk- schaltungen des Empfängers entwickelt werden. Der Signalge» nerator 72 liefert an seinem Ausgang ein zusammengesetztes Zeitsteuersignal, das vom Decoder 74- decodiert wird, um die Zeitsteuersignale V^ und Vg zu erzeugen. Wie die dargestellten Wellenformen zeigen, erscheint das Zeit st euer sign al V~ über das Hor.izontalaustastintervall Tg, und das Zeitsteuersignal V_K erscheint während eines Intervalls Ü?_K, das der "hinteren Schwarzschulter" im Horizontalaustastintervall entspricht. Die Anordnung des Zeitsignalgenerators 72 und des Decoders 74- kann z.B. so getroffen sein, wie es in der US-Patentschrift 4- 263 610 gezeigt ist.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen daß die Regelungsschaltung zwei Rückkopplungswege aufweist. Der erste Rückkopplungsweg enthält den Vergleicher 50, die Torschaltung 55» den Widerstand 58, den Verstärker 68 und die Vereinigungsschaltung 70. Der zweite Rückkopplungsweg enthält den Vergleicher 50, die Torschaltung 55, den Widerstand 58, die Verzögerungsleitung 60, das Versteuerungen et zwerk 65 und die Vereinigungsschaltung 70· Beim hier beschriebenen Beispiel hat der Vergleicher 50 eine Signalverstärkuag von ungefähr 1O₁ und das Versteilerungsnetzwerk 65 hat eine Signalverstärkung von ungefähr 8, so daß die zweite RÜokkopplungsschleife eine hohe Verstärkung von ungefähr 80 hat. Die Einfügung der Verzögerungsleitung 60, also eines reakti*· ven Elementes, in der zweiten Schleife erhöht wesentlich die Wahrscheinlichkeit, daß diese zweite Schleife unstabil wird und mit irgendeiner Frequenz schwingt.

Genauer gesagt ist die Verzögerungsleitung 60 ein Element mit linearer Phasencharakteristik, das eine Phasenverschiebung bewirkt, die über die Bandbreite des Leuchtdichtesignals mit wachsender Signalfrequenz in linearer Abhängigkeit größer

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wird. Die zweite Regelschleife neigt zum Schwingen, wenn die Schleifenverstärkung und die Phasenverschiebung in der Schleife bei aufgetastetem Zustand des Vergleichers 50 und der Torschaltung 55 und bei geschlossenem Zustand der zweiten Regelschleife genügend groß sind, um eine Schwingung bei irgendeiner Signalfrequenz (bzw. -frequenzen) zu unterstützen. So kann eine Schwingung bei irgendeiner Signalfrequenz z.B. dann auftreten, wenn die Phasenverschiebung der Schleife in der Größenordnung von 0° liegt und die Wechselstromverstärkung der Schleife gleich oder größer ist als 1. Hat die Phasenverschiebung der Schleife einen anderen Wert als 0° (z.B. um 30° davon abweichend), kann auch dann eine Schwingung auftreten, wenn die Schleifenverstärkung genügend groß ist (d.h. wesentlich größer als 1).

Die zweite Regelschleife hat bei niedrigen Frequenzen eine Phasenverschiebung von ungefähr 180°. Diese zweite Regelschleife kann aber zum Schwingen mit hohen Frequenzen des Videosignalbereichs veranlaßt werden, und zwar wegen der hohen Verstärkung der zweiten Regelschleife in Verbindung mit einer zusätzlichen Phasenverschiebung in der Größenordnung von 180°, welche die Verzögerungsleitung 60 bei einer oder mehreren hohen Videosignalfrequenzen (z.B. zwischen 2 MHz und 10 MHz) bringt. Außerdem können die Effekte parasitärer Kapazitäten ebenfalls zur Wahrscheinlichkeit des Schwingens bei hohen Signalfrequenzen beitragen. Das von einem schwingenden Regelkreis entwickelte Schwingungssignal verzerrt das Steuersignal vom Vergleicher 50 (z.B. durch Gleichrichtung des Schwingungssignals in der Regelschleife), es verunreinigt andere vom Empfänger verarbeitete Signale, und es beeinträchtigt die Arbeitsweise irgendwelcher Empfängerschaltungen, deren einwandfreier Betrieb auf dem Schwarz-' wert des Videosignals basiert.

Ein Schwingen der zweiten Regelschleife wird dadurch verhindert, daß die Verstärkung dieser Schleife durch das Versteil erungs-Sp err signal um ein Maß vermindert wird, das ge-

nügt, um eine regenerierende Mitkopplung auszuschließen« Im hier beschriebenen Fall wird die Koppelstrecke für das Versteilerungssignal vom Ausgang des Versteilerungsnetz~ werks 65 unter dem Einfluß des Versteilerungs-Sperrsignals daran gehindert, Versteilerungssignale weiterzuleiten. Eine so erfolgende Sperrung des vom Ausgang des Netzwerks 65 gelieferten Versteilerungssignals hat außerdem den Vorteil, daß der Vergleicher 50 daran gehindert wird, auf ungewollte Signale anzusprechen, die ansonsten durch das Versteilerungsnetzwerk angehoben würden und die Steuerspannung vom Ausgang des Vergleichers 50 verzerren wurden. Diese angehobenen ungewollten Signale enthalten hochfrequentes Rauschen sowie fiestkomponenten des Farbbursts, die während des Intervalls der hinteren Schwarzschulter, also während des Betriebs des Vergleichers, vorhanden sein können, weil es schwierig ist, die Farbburstkomponente vollständig auszufiltern. Weitere Einzelheiten bezüglich dieses Merkmals der Regelungsanordnung werden in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.

Die Verzögerungsleitung 60 hat eine vernachlässigbare Impedanz für Gleichstromsignale und dient dazu, das Schwarzwert-Steuersignal (eine Gleichspannung) vom Vergleicher 50 und vom Widerstand 58 auf den Eingangskondensator 22 zu koppeln, um diesen entsprechend aufzuladen. Die so im Kondensator 22 gespeicherte Sqhwarzwert-Steuerspannung wird über die Verzögerungsleitung 60 sowohl auf den Eingang des Verstärkers 68 in dem die Breitband-Leuchtdichtesignale verarbeitenden Weg der Verarbeitungsschaltung 25 gekoppelt als auch auf die Differentialeingänge des Horizontal-Versteilerungsnetzwerks 65 im Versteilerungssignalweg.

Wie bei der Beschreibung der in Fig. 2 dargestellten Schaltung noch erkennbar wird, stellt diese Anordnung in vorteilhafter Weise sicher, daß der Gleichstrompegel des vom Verstärker 68 gelieferten Breitband-Leuchtdichtesignals und der Gleichstrompegel der vom Netzwerk 65 gelieferten Versteilerungskomponente gewünschte Werte haben_v wenn sie in

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der Vereinigungsschaltung miteinander kombiniert werden. Der den Gleichstrompegel bestimmende Schwarzwert des Leuchtdichtesignals ist geregelt, und das so geregelte Leuchtdichtesignal wird mit der Versteilerungskomponente kombiniert,., was in einer derartigen Weise erfolgt, daß die Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Gleichstrompegelunterschiedes zwischen dem Breitband-Leuchtdichtesignal und der damit zu kombinierenden Versteilerungskomponente wesentlich vermindert wird. Somit ist die Wahrscheinlichkeit eines Gleichstrompegel-Fehlers im versteuerten Leuchtdichtesignal und eines damit verbundenen Fehlers in der Grauabstufung eines wiedergegebenen Bildes wesentlich geringer. Die Verminderung der Wahrscheinlichkeit eines solchan Gleichstromoffsetfehlers führt außerdem dazu, daß die gewünschte Versteilerungscharakteristik des versteuerten Leuchtdichtesignals (z.B. eine symmetrische Versteilerung) bewahrt wird. Ein Gleichstromoffsetfehler würde nämlich die Versteilerungscharakteristik verzerren; z.B. könnte eine asymmetrische Versteilerungscharakteristik entwickelt werden, wesin das Breitband-Leuchtdichtesignal und das Versteilerungssignal mit einem Gleichstromoffsetfehler miteinander kombiniert werden.

Die beschriebene Anordnung zur Leuchtdichtesignalbehandlung und Schwarzwerthaltung ist gleichstrommäßig vom Ausgang des Koppelkondensators 22 zum Eingang des Matrixverstärkers 35 gekoppelt. Vorteilhaft ist, daß nur ein einziger Kondensator (nämlich der Kondensator 22) sowohl für die Wechselstromankoppelung am Eingang als auch für die Speicherung der Steuerspannung benötigt wird und daß man nur eine minimale Anzahl äußerer Ansohlüsse braucht, wenn die Anordnung als integrierte Sohaltung hergestellt ist. In diesem Zusammenhang sei er-.- wähnt, daß die Anordnung nach Fig« 1 mit Ausnahme des Kondensators 22, der Verzögerungsleitung 60 und des Verstärkungs-Steuerpotentiometers 4-2 leicht als integrierte Schaltung hergestellt werden kann. In diesem Fall sind an der integrierten Schaltung nur zwei äußere Anschlüsse notwendig, um die

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Eingangs- und Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitung 60 an den Verstärker 68 und das Versteilerungsnetzwerk 65 anzuschließen. Einer dieser Anschlüsse kann gleichzeitig auch, dazu verwendet werden, den Kondensator 22 mit der integrierten Schaltung zu koppeln. Die beschriebene Anordnung ermöglicht also eine wirtschaftliche Ausnutzung der begrenzten Anzahl vorhandener äußerer Anschlüsse der integrierten Schaltung.

Die 3?ig. 2 zeigt Einzelheiten der Leuchtdichtesignal-Verarbeitungsschaltung 25·

Das Breitband-Leuchtdichtesignal wird so, wie es zum Eingang der Verzögerungsleitung 60 gelangt, auch über Emitterfolgertransistoren 75 und 76 und einen Widerstand 78 auf einen Eingang eines Differenzverstärkers gekoppelt, der das Versteilerungsnetzwerk 65 nach I¹Ig. 1 bildet und zwei Transistoren 80 und 82 aufweist. Verzögerte Leuchtdichtesignale vom Ausgang der Verzögerungsleitung 60 werden über Emitterfolgertransistoren 85 und 68 und einen Widerstand 88 auf den anderen Eingang des DifferenζVerstärkers 80, 82 gekoppelt« Somit liegt die Verzögerungsleitung 60 zwischen den Basiseingangea der Transistoren 80 und 82. Das verzögerte Breitband-Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Verzögerungsleitung 60 wird außerdem über den Emitterfolgertransistor 85 auf einer» Differenzverstärker gekoppelt, der den Verstärker 68 »ach Fig_e1 bildet und zwei Transistoren 90 und 92 aufweist. Der Differenzverstärker 90, 92 befindet sich in dem das Breitband-Leuchtdichteoignal behandelnden Weg der Verarbeitungsschaltung 25, und der Differenzverstärker 80, 82 befindet sich in dem das Horiziontal-Versteilerungssignal erzeugenden Weg der Verarbeitungsschaltung 25.

Die Verzögerungsleitung 60 bringt eine Signalverzögerung ia der Größenordnung von 140 Nanosekunden, so daß der Frequenzgang der Amplitude des Horizontal-Versteilerungsnetzwerks ein Maximum bei ungefähr 1,8 MHz hat. Da der Ausgang der Verzögerungsleitung 60 durch die hohe Eingangsimpedanz des

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sistors 85 abgeschlossen ist, hat die Verzögerungsleitung praktisch keinen Abschluß relativ zu ihrem Wellenwiderstand, so daß sie in einer spannungsreflektierenden Weise mit einem Reflexionsfaktor von ungefähr 1 arbeitet· Der Eingang der Verzögerungsleitung 60 ist durch den in Fig. 1 dargestellten Widerstand 20 in Anpassung an ihren Wellenwidsrstand abgeschlossen.

Am Basiseingang des Transistors 80 erscheint ein verzögertes Leuchtdichtesignal. Am Basiseingang des Transistors 82 erscheint die Summe des unverzögerten Leuchtdichtesignals und eines reflektierten, zweimal verzögerten Leuchtdichtesignals. Die an den Basiselektroden der Transistoren 80 und 82 zugeführten Signale bewirkten, daß der Differenzverstärker 80, 82 in den KoIlektorkreisen der Transistoren 80 und 82 komplementärphasige Versteilerungskomponenten in Jonn eines Vorschwingers und eines Nachschwingers entwickelt.

Eine mit Transistoren 94- bis 97 gebildete Anordnung stellt die Vereinigungsschaltung 70 dar. Zwei emittergekoppelte Transistoren 94- und 95 empfangen die Versteilerungskomponente vom Transietor 80, und zwei emittergekoppelte Transistoren 96 und 97 empfangen die dazu gegenphasige Vereteilerungskomponente vom Transistor 82. Die Versteilerungskomponente vom Transistor 82 wird mit dem vom Transistor 92 kommenden Breitband-Leuchtdiohtesignal am Schaltungsknoten B kombiniert, und die Versteilerungskomponente vom Transistor 80 wird mit dem vom Transistor 90 kommenden Breitband-Leuchtdicht esignal am ScJaaltungsknoten C kombiniert.

An den Knoten B und C erscheinen also zueinander gegenphasige horizontal-versteilerte Leuchtdichtesignale. Nähere Einzelheiten über die Arbeitsweise eines Horizontal-Verstei- - lerungskomponentaa erzeugenden Generators des beschriebenen Typs (der mit einer Verzögerungsleitung wie 60 und einem Differenzverstärker wie 80, 82 realisiert ist) sind in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 255,982 beschrieben.

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Der Betrag der Versteilerungskomponente kann durch Steuerung der Leitfähigkeit der Transistoren 9* bis 97 verändert werden, z.B. mit Hilfe einer Versteilerungs-Steuerspannung V . Diese Steuerspannung V kann von einem Potentiometer abgeleitet werden, welches durch den Benutzer von Hand einsteil« bar ist. Alternativ ist auch eine automatische Regelung der Versteilerung mit Hilfe einer Steuerspannung möglich, die in einer Weise abgeleitet wird, wie es in der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung beschrieben ist.

Wie bereits in Verbindung mit Pig. 1 beschrieben wurde, wird die Koppelstredce für das Versteilerungssignal durch ein Versteil erungs-Sperrsignal V₁ gesperrt, das die Leitfähigkeit eines Transistors 98 steuert. Während der Regelungsinter» valle, wenn der Vergleicher 50 arbeitet, ist der Transistor 98 nichtleitend und eine Diode 99 leitend, so daß der gesamte Versteilerungssignalstrom über die Transistoren 95 und 97 anstatt über die Transistoren 94- und 96 geleitet wird. Somit werden an den Schaltungsknoten B und 0 keine Versteilerungssignalströme mit den Videosignalströmen kombiniert. Zu anderen Zeiten ist der Transistor 98 leitend und die Diode 99 nichtleitecd, so daß die Versteilerungssignalströme über die Transistoren 94 und 96 zu den Schaltungsknoten B und C geleitet werden. Das Sperrsignal Vj kann entweder wie beschrieben das gesamte Horizontalaustastintervall umfassen oder nur einen kleineren Teil dieses Intervalls, während der Verglei*= eher 50 in Betrieb ist. Im letzteren Fall ist {Jedoch, dafür zu sorgen, daß die Koppelstrecke für das Versteilerungssig-" ηal mit Sicherheit für die gesamte Dauer des Betriebsinteryalls des Vergleichers gesperrt ist, um sicherzustellen, daß keine Schleifenschwingung stattfindet. Es wird also notwendig sein, das Auftreten des Sperrsignals V- zeitlich so fest-■ zulegen, daß es sich über ein Intervall erstreckt, welches den Beginn und das Ende des Betriebsintervalls des Vergleichers während jedes Horizontalaustastintervalls etwas überlappt .

Der Schwarzwert des vom Verstärker 90, 92 verarbeiteten und an den Schaltungsknoten B und C erscheinenden Breitband-Leuchtdicht esignals wird abhängig von der Steuerspannung eingestellt, die vom Ausgang des Vergleichers 50 geliefert wird und am Kondensator 22 gespeichert ist. Diese Schwarzwert-Steuerspannung wird über den Emitterfolgertransistor 85 an den Basiseingang des Transistors 90 gelegt.

Die Schwarzwert-Steuerspannung wird außerdem über zwei syrometrische Koppelstrecken auf die Basiseingänge der Transistoren 80 und 82 des Versteilerungs-Differenzverstärkers gegeben. Die erste Koppelstrecke geht über die Emitterfolgertransistoren 85, 86 und den Widerstand 88, um die Steuerspannung auf die Basis des Transistors 80 zu koppeln. Die zweite Koppelstrecke geht über die Verzögerungsleitung 60, die Einitterfolgertransistoren 75» 76 und den Widerstand 78, um die Steuerspannung auf die Basis des Transistors 82 zu koppeln. In diesem Zusammenhang s-ei noch einmal daran erinnert, daß die Verzögerungsleitung 60 eine vernachlässigbare Impedanz für Gleiohstromsignale hat. Somit sind die Basisgleichspannungen der Emitterfolgertransistoren 75 und 85 und damit auch die different!eilen Gleichspannungen an den Basiseingängen der Transistoren 80 und 82 des Versteilerungs-Verstärkere im wesentlichen gleich und folgen einancL©3? mit den Änderungen des Werts der vom Vergleichor 50 kommenden Schwarzwert-Steuerspannung.

Die Basisgleichspannungen der Transistoren 80 und 82 sind im wesentlichen gleich. Die gleichtaktunterdrückende Eigenschaft des Differenzverstärkers 80, 82 bewirkt in vorteilhafter Weise, daß dieser Verstärker 80, 82 nicht auf Gleichtakt-EingangSBignale anspricht, also auch nicht auf die .' gleichsinnige» und gleichgroßen Basisspannungsänderungen, die durch Änderungen des Schwarzwert-Steuersignals verursacht werden. Semit stört die sich ändernde Sohwarzwert-Steuerspannung den gewünschten Gleichstrompegel der vom Verstärker 80, 82 erzeugten Versteilerungskomponente nicht. Infolgedessen

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hat auch das versteuerte Leuchtdichtesignal, das aus der Summierung der Versteilerungskomponente und des Leucht&ieh» tesignals resultiert, den richtigen Gleichstrompegel. Ib diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Versteilerungskomponente vorzugsweise einen Gleichstrompegel von O haben sollte· Dies wird bei der hier beschriebenen Anordnung em reicht durch die gleichtaktunterdrückende Eigenschaft des Verstärkers 80, 82, ferner durch die Wechselstromkoppluag über den Kondensator 22 (der gleichzeitig auch zur Speich©- rung der Schwarzwert-Steuerspannung dient) sowie durch die symmetrischen Koppelstrecken zwischen der Verzögerungsleitung 60 und den Differenzeingängen des Verstärkers 80, 82«,

Die beschriebene Anordnung zur Schwarawertregelung hat sooh einen zusätzlichen Vorteil, der sich dann bemerkbar macht, wenn die Eingangskreise des Verstärkers 68 und des Verstei» lerungssignal-Generators 65 wie im hier beschriebenen 5¹SlI Differenzverstärker sind. Dies ist ausführlicher in der US-Patentanmeldung Nr. 304-,34-6 beschrieben, die unter dem Titel ,20 "Clamping Arrangement For A Video Signal Peaking System" auf die Namen L.A. Harwood u.a. eingereicht wurde.

Die Fig. 3 zeigt Einzelheiten des Verstärkers 30 und der Veretärkungsßteuerechaltuag 40 nach Pig· 1.

Gemäß der Fig. 3 werden die komplementärphasigen versteuerten Leuchtdichteeignale von den Schaltungsknoten B und 0 nach Fig. 2 auf ein Netzwerk 110 gekoppelt, welches Tran« sistoren 100 und 102 in Basisschaltung enthält. Diese !Era»» sistoren empfangen die Leuchtdichtesignale von den Schaltungsknoten B und 0 und koppeln sie auf zwei in, Differenzschaltung angeordnete Transistoren 112 und 114. Am Kollektor-' austang des Transistors 112 wird ein versteuertes Leuchtdichtesignal in einphasiger Version erhalten, welches über einen Transistor 118, einen Widerstand 121 und einen Emiteerfolgertransistor 123 auf einen im Verstärker 30 enthaltenen Transistor 130 gegeben wird.

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Der Verstärker 30 weist zwei in Differenzschaltung angeordnete Transistoren 132 und 134· auf. Der Transistor 130 bildes gemeinsam mit einem Emitterwiderstand 138 eine Stromquelle für die Transistoren 132 und 134 und liefert das zu verstärkende Leuchtdichtesignal sowie Betriebsvorströme an die Verstärkertransistoren 132 und 134. An einem Kollektorlastwiderstand 139 werden verstärkte versteuerte Leuchtdichtesignale entwickelt, die dann auf das in Fig. 1 dargestellte Leuchtdichtesignal-Koppelnetzwerk 32 gegeben werden.

Die Verstärkungsfaktoren der Verstärkertransistoren 132 und 134 werden durch differentielle Verstärkungssteuerspannungen Iy. und V^, die von der noch zu beschreibenden Verstärkungssteuerschaltung 40 geliefert werden, in differentieller Weise gesteuert. Die Schaltung 40 liefert außerdem eine Gleichstrompegel-Kompensationssparmung . V, an den Kollektorausgang des Transistors 134, um den Gleichstrom- oder Ruhepegel von Spannung und Strom am Kollektor des Transistors 34 im wesentlichen konstant zu halten, wenn die Verstärkung der Verstärkertransistoren 132 und 134 verändert wird.

Die Verstärkungssteuerschaltung 40 weist einen in Differenzschaltung angeordneten Stromteiler auf, der einen Transistor 142 und einen als Diode geschalteten Transistor 144 enthält. Dem Transistor 142 und dem als Diode geschalteten Transistor 144 ist jeweils eines von zwei symmetrischen Vorspannungsnetzwerken zugeordnet, deren jedes aus einem Widerstand 145 bzw. 148 und einer Stromquelle 146 bzw. 149 besteht. Durch Änderung der Leitfähigkeit der Stromquelle 146 abhängig von der Einstellung des Verstärkungssteuerpotentiometers 42 werden differentielle Verstärkungssteuerspannungen V^ und Vg geändert. Die Vorspannung der Verstärkungssteuerschaltung 40 ist eine Punktion des Betriebsgleichstroms, der dem Transi-., stör 142 und der "Diode" 144 von einer Stromquelle zugeführt wird, die einen Transistor 15O mit einem zugehörigen Emitterwiderstand 152 enthält. Der Tranaistor 150 wird mittels einer stabilen Referenzgleichspannung V^ vorgespannt, die von der in Fig. 1 dargestellten Vorspannungsquelle 44 abgeleitet wird. - 22 -

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Die weiter oben erwähnte Kompensation des Gleichstrompegels des Verstärkers 30, wodurch der Gleichstrompegel am Ausgang des Verstärkers 30 bei Änderungen des Verstärkungsfaktors dieses Verstärkers im wesentlichen konstant gehalten wird, bleibt nur dann aufrechterhalten, wenn der von der Stromquelle 130 gelieferte Vorstrom des Verstärkers 30 ' und der von der Stromquelle 150 gelieferte Vorstrom der Verstärkungssteuerschaltung 40 eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben (im vorliegenden Fall Gleichheit). Diese B@- Ziehung wird mittels der den Vergleioher 50 enthaltendes Regelschleife aufrechterhalten, die auch zur Einstellung des Schwarzwerts des Videosignals dient, wie es oben beschrieben wurde·

Während jedes Schwarzwertintervalls fühlt der Vergleicher 50 die an den Emitterwiderständen 138 und 152 der Strom« que^ientransistoren 130 und 150 entwickelten Gleichspannungen und vergleicht sie miteinander. Wie aus der Beschreibung der Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist die Steuerspannuxig vom Ausgang des Vergleichers 50 repräsentativ für die Diffe-. renz" !zwischen diesen beiden gefühlten Spannungen und wird dazu"verwendet, die Ladung am Speicherkondensator 22 im Sinne einer Reduzierung dieser Differenz zu ändern. Somit dient die den Vergleioher 50 enthaltende Hegelsohleife auch dazu, die von den Stromquellentransistoren 130 und 150 gelieferten Vorströme im wesentlichen einander gleiohzuhalte», so daß die gewünschte Gleiohstrompegel-Kompensation des ver·* stärkungsgesteuerten Verstärkers 30 bewahrt wird, wie es ausführlicher in der weiten oben erwähnte» US-Pateätanmeldung Nr. 296,864 beschrieben ist.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   MJ Anordnung zur Verarbeitung von Videosignalen mit einer Quelle (15) für Videosignale, die Bildintervalle und Austastintervalle aufweisen, wobei die Austastintervalle ein Intervall enthalten, in denen ein Bezugspegel auftritt, gekennzeichnet durch:

   einen Videosignal-Verarbeitungsvieg (25)» der eine auf die Videosignale ansprechende Einrichtung (65) zur Erzeugung einer Versteilerungskomponente an einem Ausgang aufweist und eine Einrichtung (70) zur Kombinierung der Versteilerungskomponente mit dem Videosignal enthält, um ein versteuertes Videosignal zu bilden; ein Steuernetzwerk (50), das auf das versteuerte Videosignal während der Bezugspegel-Intervalle anspricht und mit dem Videosignal-Verarbeitungsweg gekoppelt ist,

   um automatisch einen gewünschten Zustand des Bezugspegels der vom Videosignal-Verarbeitungsweg verarbeite-'ten Videosignale aufrechtzuerhalten; eine Einrichtung (66) zum Dämpfen des Ausgangssignals der die Versteilerungskomponente erzeugenden Einrichtung während der Bezugspegel-Intervalle.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuernetzwerk (50) mit dem Videosignal-Verarbeitungsweg (25) und der die Versteilerungskomponente erzeugenden Einrichtung (65) in einer rückgekoppelten Segelschleife angeordnet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinflchtung (66) das Ausgangssignal der die Versteilerungskomponente erzeugenden Einrichtung (65) während des das Bezugspegel-Intervall enthaltenden Austastintervalls des Videosignals sperrt.
4. 4·. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (65), welche die Versteilerungskompoaent© erzeugt, eine Videosignal-Verzögerungsleitung (60) enthält.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daB die Verzögerungsleitung (60) zwiaöhe« die Videosignal» φΐβΐΐβ (15) und die Eingänge des Videoeignal-Verasbei« tungswftgöi (25) und der die Versteileriingekomponeate erzeugenden Einrichtung (65) gekoppelt ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale von der Videosignalquelle (15) wechsel-» strommäßig über einen Kondensator (22) auf die Eingänge des Videosignal-Verarbeitungsweges (25) und der die Versteilerungskomponente erzeugenden¹ Einrichtung (65) gekoppelt sind und daß die die Versteilerungskomponente erzeugende Einrichtung eine Videosignal-Verzögerungsleitung (60) enthält, die zwischen den Ausgang des Koppel-

   kondensators (22) und die Eingänge der die Versteilerungskomponente erzeugenden Einrichtung (65) gekoppelt ist.
7. 7· Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22) zum Speichern einer am Ausgang des Steuernetzwerks (50) entwickelten Steuerspannung zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Zustandes des Bezugspegels des Videosignals.
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8. 8. Anordnung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (22) durch den Wechselstrom-Koppelkondensator gebildet ist.
9. 9· Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (66) das Ausgangssignal der die Versteilerungskomponente erzeugenden Einrichtung (65) während der Bezugspegel-Intervalle des Videosignals vollständig sperrt.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

    daß das Steuernetzwerk einen Vergleicher (50) aufweist, der während der Bezugspegel-Intervalle wirksam ist, um den Bezugspegel mit einer Referenzspannung zu vergleichen und am Ausgang eine Steuerspannung zu entwickeln, die repräsentativ für die Differenz zwischen dem Bezugspegel und der Referenzspannung ist;

    daß die Steuerspannung auf die Speichereinrichtung gekoppelt wird, um die darin gespeicherte Ladung im Sinne einer Reduzierung der "besagten Differenz zu modifizieren.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

    daß ein Verstärker (30) vorgesehen ist, der auf das versteuerte Videosignal anspricht und dem eine Vorspannungseinrichtung (44) zugeordnet ist, um die Gleichstromvorspannung des Verstärkers einzustellen, wobei die G-leich-

    stromvorspannung des Verstärkers eine Funktion des B©~ zugspegels des Videosignals ist;

    daß eine Verstärkungssteuerschaltung (AO) vorgesehen ist, der eine Vorspannungseinrichtung zum Einstellen der Gleichstromvorspannung der Verstärkungssteuerschal~ tung zugeordnet ist und die ein Veratärkungssteuersignal zur Steuerung der SignalverStärkung des Verstärkers und ein Gleichstrompegel-Kompensationssignal für den Verstärker liefert, durch welches der Gleichstrompegel am Ausgang des Verstärkers im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die Verstärkung des Verstärkers durch das Verstärkungssteuersignal gesteuert wird;

    daß der Vergleicher (50) eine für die Gleichstromvorspannung des Verstärkers repräsentative Spannung während der Bezugspegel-Intervalle des Videosignals mit einer Referenzspannung vergleicht, die repräsentativ für die Gleichstromvorspannung der Verstärkungssteuerschaltung ist. -^: