DE2528581C3

DE2528581C3 - Getastete Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale

Info

Publication number: DE2528581C3
Application number: DE2528581A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Tokyo Niimura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1975-06-26
Publication date: 1982-05-13
Also published as: ATA501875A; JPS5715508B2; FR2278199A1; NL7508080A; NL188321C; CA1045709A; US3980816A; DE2528581A1; NL188321B; DE2528581B2; JPS517819A; GB1490170A; AT347515B; FR2278199B1

Description

Die Erfindung betrifft eine getastete Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale, mit einem Verstä;-ker, dessen Verstärkungsgrad steuerbar ist, mit einer Abtrennschaltung zum Abtrennen von Synchronsignalen aus dem Videosignal, mit einer Signalformerschaltung, die gegenüber den abgetrennten Synchronsignalen verzögerte Impulse erzeugt und mit einer Mischschaltung, in der das Videosignal und die verzögerten Impulse kombiniert werden, wobei das kombinierte Signal zur Steuerung des Verstärkers verwendet ist.

Eine derartige Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale ist notorisch bekannt.

Bei der bekannten Verstärkungsregelungsschaltung werden die Horizontalsynchronsignale abgetrennt und differenziert. Die bei der Differenzierung entstehenden Rückflankenimpulse sind gegenüber der Vorderflanke der Horizontalsynchronsignale so weit verzögert, daß sie mit der hinteren Schwarzschulter der Horizontalsynchronsignale zusammenfallen. Dies ist auch bei einer bekannten getasteten Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale der Fall (DE-OS 19 27 256).

Obwohl bei den bekannten Schaltungen vorgesehen ist, die bei der Differenzierung aus der Vorderflanke der Horizontalsynchronimpulse entstehenden Impulse durch Gleichrichtung zu eliminieren, gelingt dies nicht vollständig. Die erwähnten Impulse führen vielmehr zu mehr oder weniger starken Störungen.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, statt einer Differenzierschaltung eine aus einer Induktivität und einer Kapazität bestehende Verzögerungsschaltung für die Synchronimpulse zu verwenden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Verzögerungsschaltungen insofern von Nachteil sind, alt die Temperaturkennlinie der Induktivität nicht genügend stabil ist, so daß die Verzögerungszeit und die Impulsbreite der verzögerten Impulse entsprechend den

ίο Temperaturänderungen variieren. Dementsprechend ist auch die Verstärkungsregelung nicht in dem gewünschten Maße konstant Außerdem benötigen Induktivitäten relativ viel Platz und eignen sich nicht für die Herstellung der Schaltung in integrierter Technik.

Es ist ferner im Zusammenhang mit einer Fernsehkamera bekannt (siehe Schaltplan (61-6620-1201 Ind. 16 der Bedienungsanleitung zum Grundig-Fernauge FA 42 S), bei einer Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale die BAS-Signale nach Abtrennen der Syn chronimpulse über eine Diode, einen Kondensator und Transistoren einem Integrationsglied zuzuführen. Das durch Integration erhaltene Signal wird dabei der Basis eines als Emitterfolger betriebenen Transistors zugeführt, der mit einem ersten Widerstand mit dem Emitter eines als Basisverstärker betriebenen Transistors verbunden ist, welcher emitterseitig über einen zweiten Widerstand an Masse liegt. Der Basis des als Basisverstärker betriebenen Transistors wird eine konstante Basisvorspannung zugeführt. Der durch den genannten zweiten Widerstand fließende Strom setzt sich somit aus der Summe der Emitterströme der beiden Transistoren zusammen. Der vom Emitter des als Emitterfolger betriebenen Transistors abgegebene Strom variiert dabei in Abhängigkeit von dem integrier ten Signal; der die Kollektor-Emitter-Strecke des anderen Transistors durchfließende Strom variiert ebenfalls, und zwar in umgekehrter Weise wie der zuvor genannte Strom. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal der betreffenden bekannten Schaltungsan- Ordnung linear von dem jeweils integrierten Signal abhängt. Mit Hilfe der vorstehend betrachteten bekannten Schaltungsanordnung wird im übrigen lediglich eine variable Gleichspannung zur Steuerung eines Lämpchens erzeugt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkungsregelungsschaltung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei der Verzögerung keine Störsignale entstehen und die Temperaturänderi'.ngen ohne Einfluß auf die Verstär-

V kungsregelung bleiben, und überdies Impulssignale zu

erzeugen, die nicht von Rauschsignalen abgeleitet werden, welche sich auf der hinteren Schwarzschulter vier Horizontalsynchronsignale befinden.

Gelöst wird die vorstehend bezeichnete Aufgabe bei

einer Verstärkungsregelungsschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Signalformerschaltung aus einem Integrator zum Integrieren der Synchronsignale und einem dem Integrator nachgeschalteten Komparator besteht, der die verzögerten Impulse erzeugt, und zwar jeweils so lange, wie der Pegel der integrierten Synchronsignale größer als ein Bezugspegel ist.

Zwischen den steuerbaren Verstärker und die Mischschaltung kann gemäß einer Weiterbildung der

Erfindung eine Scheitelwertdetektorschaltung geschaltet sein. Unter der Voraussetzung, daß in der Mischschaltung die Horizontalsynchronimpulse und die verzögerten Impulse mit umgekehrter Polarität ge-

mischt werden, ist es vorteilhaft, die Amplitude der verzögerten Impulse größer als den maximal zulässigen Weißpegel des Videosignals zu wählen. Wenn man die Kennlinie der Scheitelwertdetektorschaltung dann so wählt, daß sie aus zwei an einem Knickpunkt zusammenstoßenden Graden mit unterschiedlicher Steilheit besteht und den Knickpunkt auf den erwähnten maximal zulässigen Weißpegel des Videosignals legt, so kann bei Oberschreiten dieses Pegels ein verstärkter Regeleffekt endelt werden. Eine Erhöhung des Ausgangssignals der Scheitelwertdetektorschaltung führt zu einer Verminderung des Verstärkungsgrades des steuerbaren Verstärkers und umgekehrt

In diesem Zusammenhang soll noch bemerkt werden, daß eine Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale bekannt ist (DE-OS 20 13 507), bei der ein Komparator gleich große negative und positive Ausgangsspannungen erzeugt, wenn das Videosignal einen bestimmten Schwellpegel überschreitet, der unterhalb des Weißwertes liegt. Die beiden Ausgangsspannungen bilden Impulse gleicher Form und Länge, jedoch entgegengesetzter Polarität Diese impulse werden zur Bildung der Sleuerspannuny für den steuerbaren Verstärker ausgenutzt

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann als Komparator ein Schmitt-Trigger verwendet werden.

Die Abtrennstufe kann bei der erfindungsgemäßen Verstärkungsregelungsschaltung mit dem Eingang des steuerbaren Verstärkers verbunden sein.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Verstärkungsregelungsschaltung, von der ein Teil gemäß der Erfindung verbessert werden soll,

Fig.2 Signalformen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 gezeigten Verstärkungsregelungsschaltung dienen,

F i g. 3 die Übertragungscharakteristik der Scheitelwertdetektorschaltung,

Fig.4 ei/i Blockschaltbild der Verstärkungsregelungsschaltung wie in Fig. I, jedoch mit einer detaillierten Darstellung der erfindungsgenäß verbesserten Abtrennschaltung und Signalformerschaltung,

Fig.5A bis C Impulsformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Abtrennschaltung und der Signalformerschaltung.

Bei der Verstärkungsregelungsschaltung nach F i g. 1 werden dem Eingangsanschluß 1 Videosignale 5_r zugeführt Der Eingangsanschluß 1 ist mit dem Eingang eines steuerbaren Verstärkers 2 verbunden. Der Ausgang des steuerbaren Verstärkers 2 ist mit einem Ausgangs&nschluß 3 verbunden. An diesen kann beispielsweise eine Modulatorschaltung mit einem Videobandaufnahmegerät angeschlossen sein.

Das Videosignal S_r wird vor dem Eingang des Verstärkers 2 abgezweigt und einer Abtrennschaltung 4 zugeführt, die die Horizontalsynchronsignale P_h aus dem Videosignal S_y herausfiltert.

Der Abtrennschaltung 4 ist eine Signalformerschaltung nachgeschaltet Diese erzeugt aus den separierten Horizontalsynchronsignalen Ph verzögerte Impulse Pd-Die Impulse Pd sind so weit verzögert, daß sie in den Bereich der hinteren Schwarzschulter der Horizontaljynchronsignale Ph fallen. In Fig.2A ist das Videosifnalgemisch S_rrr.\\ den Horizontalsynchronimpulsen P/, gezeigt. In Fig.2B sind die durch die Signalformerschaltung 5 aus den '."'orizontalsynchronimpulsen Pt, abgeleiteten verzögerten Impulse Pd gezeigt. Die Amplitude Vp der verzögerten Impulse Pj wird größer als der Weißpegel des Videosignais .Sy gewählt.
Die verzögerten Impulse P_d werden einer Mischschal-

tung 6 zugeführt Ferner wird der löschschaltung 6 das verstärkte Videosignal vom Ausgang des steuerbaren Verstärkers 2 zugeführt Die Mischschaltung 6 erzeugt ein kombiniertes Signal S₁₁, welches in Fig,2C dargestellt ist Dieses kombinierte Signal S₃ wird einer

ίο Scheitelwertdetektorschaltung 7 zugeführt Diese erzeugt das in Fig.2C gezeigte Scheitelwertsignal Sp, welches dem steuerbaren Verstärker 2 als Steuerspannung zugeführt wird.
Da die Amplitude V_p der verzögerten Impulse Pd

>S konstant gehalten wird und, wie erwähnt höher als der Weißpegel des Videosignals Sj- ist wird die Größe des Scheitelwertsignals S_p nur durch die Amplitude der Horizontalsynchronsignale Pi, bestimmt

Die in F i g. 3 gezeigte Arbeitskennlinie der Scheitelwertdetektorschaltung 7 besteht aus zwei einen Knickpunkt bildenden Graden m^;< unterschiedlicher Steilheit I_x und h. Wie bereits vorher beschrieben, wird die Amplitude V_p der verzögerten Impulse Pd größer als der mittlere Weißpegel des zu regelnden Videosignals gewählt, so daß, wenn der Pegel des Videosignals S_y unterhalb von V_p liegt, das Scheitelwertsignal S_p nur durch den Zuwachs der Horizontalsynchronsignale Ph erhöht wird. Der Spitze-Spitze-Pegel E_pp des demodulierten AusgangssignalsderScheitelwertdetektorschaItung7 wird in diesem Fall nur entsprechend der Kennlinie mit der geringeren Steilheit h erhöht. Wenn dagegen der Pegel des Videosignals S_y größer als Pd wird, so kommt das kombinierte Signalgemisch S₃ in den Bereich der Kennlinie mit der größeren Steilheit k- Das hat zur Folge, daß das Ausgangssignal der Scheitelwertdetektorschaltung 7 abrupt erhöht wird, wodurch der Verstärkungsgrad des steuerbaren Verstärkers 2 entsprechend erniedrigt wird.
F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die gleichen Bezugsziffern wie für die Schaltungselemente in F i g. 1 verwendet werden. In Fi g. 4 ist nur die Signalformerschaltung 5 vom Stand der Technik abweichend gestaltet. Die Signalformerschaltung S besitzt eine Integrierschaltung 51 und einen Schaltkreis 52. Der Ausgang der Synchronsignal-Trennschaltung 4 ist mit der Integrierschaltung 51, die durch einen Widerstand 53 und einen Kondensator 54 gebildet wird, verbunden, deren Ausgang ferner mit dem Schaltkreis 52 verbunden ist, der eine Schmitt-Trigger-Schaltung vom Differentialverstärkertyp umfaßt Die Schmitt-Trigger-Schaltung wird durch zwei Transistoren 55 und 56 gebildet. Der Ausgang der Integrierschaltung 5 J ist erstens mit der Basis des Transistors 55 gekoppelt und zweitens wird diesem die Vorspannung, welche eine Speisespannung -1- Vcc ist, geteilt durch Widerstände 58 and 59, zugeführt, während die Vorspannung, welches die Kollektorspannung des Transistors 55 ist, geteilt durch Widerstände 60 und 61, der Basis des Transistors 56 zugeführt wird. Die Emitte:

der Transistoren J5 und 56 sind miteinander und über eine konstante Stromquelle 57 mit einem Bezugspqtential, beispielsweise mit der Erde, verbunden. Der Kollektor des Transistors 55 ist über ein«n Belastungswiderstand 62 mit der Speisespannung + Vcc verbun-

den, während der Kollektor des Transistors 56 erstens über einen Belastungswiderstand 63 mit der Speisespannung + Vcc verbunden ist und zweitens über eine Emitterverstärkerschaltung aus einem Transistor S4 und

einem Widerstand 65 mit einem der Eingänge der Mischschaltung 6.

Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird das Synchronimpulssignal Ph, das in der Trennschaltung 4 abgetrennt wird, wie in Fig.5A gezeigt, der Integrierschaltung 51 zugeführt, um das integrierte Signal Si, wie in F i g. 5B gezeigt, zu erhalten. Das integrierte Signal Si wird ferner der Basis des Transistors 55 zugeführt. Wenn angenommen wird, daß sich der Transistor 55 anfänglich im nichtleitenden Zustand befindet und der Transistor 56 im leitenden Zustand, wird das Kollektorpotential des Transistors 56 durch eine Spannung herabgesetzt, die durch den Widerstand 63 und den durch diesen fließenden Strom bestimmt wird. Das Basispotential des Transistors 56 wird auf einem konstanten Wert £5 gehalten, der durch die Widerstände 60,61 und 62 bestimmt wird.

Wenn nun die Amplitude des integrierten Signals Si Ifloinpr nie Hip £ηαηηιιησ Pc iQt wprd(*n der nichtleitende und der leitende Zustand der Transistoren 55 und 56 gehalten wie sie waren. Andererseits werden, wenn die Amplitude des integrierten Signals Si größer als die Spannung Ei wird, die Zustände der Transistoren 55 und 56 geändert, d. h. der Transistor 55 wird leitend und der Transistor 56 nichtleitend. Gleichzeitig nimmt das Kollektorpotential des Transistors 56 auf die Speisespannung + Vcc zu. Schließlich wechseln, wenn die Amplitude des integrierten Signals 5; unter den festgelegten Wert Ei abnimmt, die Zustände der Transistoren 55 und 56 wiederum. Dies hat zur Folge, daß der verzögerte Impuls Pd, wie in F i g. 5C gezeigt, aus dem Kollektor des Transistors 56 erhalten wird. Der Impuls /⁵C/wird über die Emitterverstärkerschaltung der Mischschaltung 6 zugeführt, um den ersteren mit dem Signalgemisch Sy zu kombinieren. Das kombinierte Signal wird ferner über den Scheitelwertdetektor 7 dem Verstärker 2 zur Regelung der Amplitude des Videosignals 5/ in der gleichen Weise wie bei der Schaltung nach F i g. 1 zugeführt. Erfindungsgemäß wird somit das Synchronsignal Ph in die Schaltung 51 integriert, so daß keine Belieferung mit einem zusätzlichen Impulssignal, beispielsweise einem positiven differenzierten Impuls, erfolgt. Die Videosignale

ij werden daher durch ein solches Impulssignal nicht verschlechtert. Selbst wenn ein Störsignal im Synchronsignalweg aufgenommen wird, wird das Störsignal über die Kapazität 54 zur Erde abgeleitet.

Wpiiprhin ist die erfindungsgemäße Schaltungsanord-

ao nung nicht mit einer Induktivität versehen, so daß die Schaltungsanordnung unabhängig von der Veränderung der Temperatur eine stabile Ausgangscharakteristik zeigt. Ferner ist bei der Ausführungsform nach F i g. 4 der Synchronisierschaltung mit der Eingangsseite des

ij Verstärkers 2 verbunden, jedoch kann sie mit dessen Ausgangsseite statt mit der Eingangsseite verbunden werden, um die Synchronsignaltrennung mit mehr Stabi!^;,iät zu erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkungsregelungsschaltung für Videosignale, mit einem Verstärker, dessen Verstärkungsgrad steuerbar ist, mit einer Abtrennschaltung zum Abtrennen von Synchronsignalen aus dem Videosignal, mit einer Signalformerschaltung, die gegenüber den abgetrennten Synchronsignalen verzögerte Impulse erzeugt, und mit einer Mischschaltung, in der das Videosignal und die verzögerten Impulse kombiniert werden, wobei das kombinierte Signal zur Steuerung des Verstärkers verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerschaltung (5) aus einem Integrator (53, 54) zum Integrieren der Synchronsignale (Ph) und einem dem Integrator (5) nachgeschalteten Komparator (52) besteht, der die verzögerten Impulse erzeugt, und zwar jeweils so lange, wie der Pegel der integrierten Synchronsignale (S) größer als ein Bezugspegel ist.

2. Versiärkungsregelungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den steuerbaren Verstärker (2) und die Mischschaltung (6) eine Scheitelwertdetektorschaltung (7) geschaltet ist

3. Verstärkungsregelungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der verzögerten Impulse (Pd) größer als der maximal zulässige Weißpegel des Videosignals (S,) ist

4. Verstärkungsregelungsschaltung nach Anspruch 1, diüurch gekennzeichnet, daß der Komparator (52) ein Schmitt-Trigger Ist

5. Verstärkungsreg'ilungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennstufe (4) mit dem Eingang des steuerbaren Verstärkers (2) verbunden ist.