DE3228213C2 - - Google Patents
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- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Abtast- und Halteschaltung, ins
besondere für Farbsignal-Abtrennschaltungen von Festkörper-
Bildwandlern.
Bei herkömmlichen mit Ladungsübertragung arbeitenden Farbauf
nahmebildwandlern wird das punktsequentielle Bildsignal, das
entsprechend der Farbcodierung über Farbfilter bezogen wurde,
vor der individuellen Weiterverarbeitung durch Abtast- und
Halteschaltungen geleitet, um die einzelnen Farbsignalkompo
nenten R, G und B abzutrennen.
Bei mit Ladungsübertragung arbeitenden Farbbildwandlern mit
punktsequentieller Farbdecodierung mittels Farbfiltern werden
die individuellen Farbsignalkomponenten innerhalb des punkt
sequentiellen Bildsignals einer Weißabgleich-Justierung, Gamma
korrektur und anderen Signalverarbeitungsbehandlungen unterzo
gen, für die eine als Beispiel in Fig. 1 dargestellte aufwendi
ge Signalverarbeitungsschaltung notwendig ist.
Bei dem in Fig. 1 enthaltenen Einchip-Ladungsübertragungs-CCD-
Farbbildwandler 1, der durch das Treibertaktsignal aus einem
Bezugstaktgenerator 11 gespeist wird, erfolgt die punktsequen
tielle Farbcodierung mittels Farbfiltern in der Weise, daß die
ungeradzahligen Horizontalabtastzeilen aus abwechselnd roten
und grünen Bildelementen und die geradzahligen Horizontalabtast
zeilen aus abwechselnd grünen und blauen Bildelementen zusam
mengesetzt werden.
Das von dem Farbbildwandler 1 fortlaufend erzeugte punktsequen
tielle Bildsignal enthält drei Primärfarbsignalkomponenten mit
einer durch die Anzahl der Bildelemente des Bildwandlers 1
bestimmten Folgefrequenz f0 (=3,58 MHz in diesem Fall), wird
durch das die doppelte Frequenz aufweisende Treibertaktsignal
2f0 aus dem Farbbildwandler 1 ausgelesen und über einen Puffer
verstärker 2 in eine erste Abtast- und Halteschaltung 3
eingespeist und zwischengespeichert. Die
Schaltung 3 gewinnt dabei ein geformtes punktsequentielles Bild
signal und gibt es parallel an je eine zweite und dritte Ab
tast- und Halteschaltung 4A und 4B zwecks Auftrennung in die
drei Primärfarbsignalkomponenten weiter. Im einzelnen werden
von der zweiten Schaltung 4A die roten und blauen, und von der
dritten Schaltung 4B die grünen Farbsignalkomponenten des ge
formten punktsequentiellen Bildsignals jeweils im Rhytmus der
Folgefrequenz f0, jedoch unter 180° Phasenverschiebung abge
tastet und festgehalten.
Die Ausgangssignale der zweiten und dritten Abtast- und Halte
schaltungen 4A und 4B, in denen jeweils die Rot- und Blausignale
bzw. die Grünsignale enthalten sind, werden jeweils über ein
Tiefpaßfilter 5A an zwei Verstärker 6A, 6B mit variabler Ver
stärkung zur Weißbalance-Justierung bzw. an einen Verstärker 6C
mit konstanter Verstärkung abgegeben, siehe Fig. 1. Die durch
je eine nachgeschaltete Klemmschaltung 7A bzw. 7B auf einen
vorgegebenen Signalpegel gebrachten Ausgänge der Verstärker 6A
und 6B werden abwechselnd durch eine dafür vorgesehene Schal
tung 8A einer Gammakorrektur unterzogen und mittels einer
Simultanschaltung 9 in Simultansignale umgeformt. Das Ausgangs
signal des Verstärkers 6C mit konstanter Verstärkung wird durch
eine Klemmschaltung 7C auf vorgegebenen Signalpegel gebracht
und in einer Schaltung 8B der Gammakorrektur unterzogen.
Die so nach der Weißabgleichjustierung, Pegelabgleich und Gamma
korrektur gewonnenen drei Primärfarbsignale werden einer Matrix
schaltung 10 zugeleitet, die daraus das Leuchtdichtesignal
und das Farbartsignal gewinnt.
Diese drei zur Bildung eines Farbfernsehsignals bestimmten
Primärfarbsignale erfordern jeweils ein Frequenzband von etwa
3,5 MHz. Die Frequenz liegt also nahe bei der Abtastfrequenz
f0, mit der die Abtast- und Halteschaltungen 4A und 4B in der
bekannten Signalverarbeitungsschaltung von Fig. 1 arbeiten.
Die Restkomponenten des Abtast- und Haltetaktsignals mit der
Folgefrequenz f0 sollten eigentlich durch die Tiefpaßfilter
5A und 5B unterdrückt werden. Die Abschwächung reicht jedoch
nicht aus, weil es kein frequenzmäßig unmittelbar benachbarten
Signalen nur die Restkomponenten zu unterdrücken, aber die Farb
signalkomponenten ungeschwächt passieren zu lassen.
Die Folge ist, daß dem Ausgangssignal jeder Abtast- und Halte
schaltung die nicht-unterdrückte Taktsignal-Restkomponente über
lagert wird, siehe Fig. 2.
Für die Farbsignalverarbeitung in Festkörper-Fernsehkameras ist
es bei der Abtastung der Signale von CCD-Farbbildwandlern bereits
bekannt, zur Signalformung und Phasenkorrektur zwei Abtast- und
Haltestufen hintereinander in Reihe zu schalten (vgl. DE 28 46
869 A1). Weiterhin ist es bekannt, bei hintereinander geschalteten
Abtast- und Haltestufen Abtasttaktsignale mit sich durch ganz
zahlige Vielfache unterscheidenden Periodendauern zu verwenden
(vgl. DE-AS 19 31 242). Mit diesen bekannten Maßnahmen ist es je
doch nicht möglich, das aufgezeigte Problem der Restkomponenten
unterdrückung bei der Farbsignalverarbeitung zu lösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur sicheren
Unterdrückung von Taktsignalstör- oder -restkomponenten inner
halb von Farbsignal-Verarbeitungsschaltungen zu finden.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz ge
faßt im Patentanspruch angegeben.
Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, durch gezielte An
hebung der Frequenz von Leck-und Restkomponenten des Abtast-
Taktsignals deren Ausschiebung mittels eines nachgeschalteten
Tiefpaßfilters zu ermöglichen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend
unter Bezug auf eine Zeichnung, die auch eine Darstellung
zum Stand der Technik enthält, in beispielsweiser Ausführungs
form näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der eingangs erläu
terten herkömmlichen Signalverarbeitungsschaltung mit
Abtast- und Halteschaltungen zur Farbkomponentenauf
trennung,
Fig. 2 eine Darstellung des Ausgangssignals einer Abtast-
und Halteschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild zu einer erfindungsgemäßen Ab
tast- und Halteschaltung,
Fig. 4 und 5 Signaldarstellungen zur Funktion der Schaltung
gemäß Fig. 3, und
Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungs
gemäßen Signalverarbeitungsschaltung.
Die erfindungsgemäße Abtast- und Halteschaltung 40 in Fig. 3
besteht aus zwei in Reihe geschalteten Abtast- und Haltestufen
41 und 42, von denen die eingangsseitige Stufe 41 ein Eingangs
signal gemäß Fig. 4A unter der Ansteuerung durch das Abtast-Takt
signal f0 (siehe Fig. 4B), dessen Frequenz dicht neben der Fre
quenz des Eingangssignals liegt, abtastet und festhält. Die
ausgangsseitige Stufe 42 erfaßt und hält das in Fig. 4C darge
stellte Ausgangssignal der Stufe 41 unter Ansteuerung durch ein
in Fig. 4D dargestelltes zweites Abtast-Taktsignal n · f0 (n ist
eine gewählte ganze Zahl) und gibt folglich ein in Fig. 4E dar
gestelltes Ausgangssignal ab, welches das Ausgangssignal der
erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltung 40 ist.
Das Ausgangssignal (Fig. 4C) der ersten Stufe 41 ist aus dem
Eingangssignal Fig. 4A, den Restkomponenten des ersten Abtast-
Taktsignals von Fig. 4B sowie deren Harmonischen zusammengesetzt.
Ein auf Durchlaß des Eingangsnutzsignals ausgelegtes Tiefpaß
filter könnte nur die Harmonischen, jedoch normalerweise nicht
die frequenzmäßig dicht neben dem Nutzsignal liegenden Rest
komponenten aussieben.
Durch die erfindungsgemäße Eingabe des in Fig. 4D dargestellten
zweiten Abtast-Taktsignals n · f0, dessen Frequenz den n-fachen
(im vorliegenden Fall doppelten) Wert des ersten Taktsignals f0
(Fig. 4B) hat, wird erreicht, daß im Ausgangssignal (Fig. 4E)
der Abtast- und Halteschaltung 40 nur noch die Restkomponente
des zweiten Taktsignals n · f0 enthalten ist, die einen ausreichen
den Frequenzabstand von dem Nutzsignal hat und in einem nach
geschalteten Tießpaßfilter (beispielsweise 5A bzw. 5B in Fig. 6)
leicht unterdrückt werden kann. Siehe hierzu die Darstellung
in Fig. 5A/B.
Ein zwischen dem ersten und dem zweiten Abtast-Taktsignal vor
handener Phasenunterschied macht es der zweiten Stufe 42
möglich, das Ausgangssignal der ersten Abtast- und Haltestufe 41
auch über die nicht-restkomponentenüberlagerten Abschnitte hin
weg zu halten und dadurch Fehlerkomponenten zu vermeiden
Durch Einsetzen der erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltung
40 an Stelle der herkömmlichen Ausführungen 4A und 4B (Fig. 1)
kann eine erfindungsgemäß arbeitende Signalverarbeitungsschal
tung für mit Ladungsübertragung (CCD) arbeitende Farbbildwand
ler aufgebaut werden. Ein anderes Beispiel für eine erfindungs
gemäß gestaltete Signalverarbeitungsschaltung für den genannten
Zweck ist die mit erfindungsgemäßen Abtast- und Halteschaltungen
40A und 40B gemäß Fig. 3 für die Farbtrennung ausgestaltete
Signalverarbeitungsschaltung in Fig. 6. Die das punktsequentielle
Bildsignal von der ersten Abtast- und Halteschaltung 3 aufnehmen
den Schaltungen 40A und 40B umfassen je eine erste Abtast- und
Haltestufe 41A bzw. 42A und je eine zweite Abtast- und Halte
stufe 41B bzw. 42B.
Das von dem Taktimpulsgenerator 11 gelieferte Abtasttaktsignal
f0 wird der ersten Stufe 41A der ersten Abtast- und Halteschal
tung 40A direkt, der ersten Stufe 41B der zweiten Abtast- und
Halteschaltung 40B dagegen über ein Phasenglied 12 um 180°
phasenverschoben zugeleitet. Das der Stufe 41A von 40A zugeführte
Abtastsignal f0 wird mittels einer Vervielfacherstufe 13A
um den Faktor n (in diesem Fall 2) frequenzvervielfacht, in
einem Phasenglied 14A um den Winkel Φ phasenverschoben und als
Abtastsignal n · f0 der zweiten Stufe 42A zugeführt. In ähn
licher Weise wird das phasenverschobene Taktsignal für die
andere erste Stufe 41B und 40B durch eine Vervielfacherstufe 13B
(Faktor n, hier 2) und ein Phasenglied 14B (Winkel Φ) in ein
entsprechendes Abtasttaktsignal n · f0 umgewandelt und der zwei
ten Stufe 42B in 40B zugeführt. Die übrigen Elemente der Sig
nalverarbeitungsschaltung von Fig. 6 entsprechen denen in Fig. 1,
soweit sie dieselben Bezugszahlen tragen; sie werden daher
hier nicht noch einmal erläutert.
Die in den durch die mit den erfindungsgemäßen zweiten und drit
ten Abtast- und Halteschaltungen 40A und 40B ausgestattete Sig
nalverarbeitungsschaltung abgetrennten drei Primärfarbsignalen
enthaltenen Restkomponenten des Abtasttaktsignals haben die
erhöhte Grundfrequenz n · f0 und damit einen so großen Frequenz
abstand gegenüber den Frequenzen der drei Primärfarbsignale,
daß sie in der nachfolgenden Tiefpaßfiltern 5A und 5B voll
ständig und sicher unterdrückt werden. Der einwandfreien Wei
terverarbeitung der Nutzsignale in den Klemmschaltungen 7A
und 7B sowie den anderen Stufen dieser Schaltung steht so nichts
mehr im Wege.
Claims (1)
- Abtast- und Halteschaltung, insbesondere für Farbsignal- Abtrennschaltungen von Festkörpr-Bildwandlern, mit einer ersten Abtast- und Haltestufe (41) und einer zweiten Abtast- und Haltestufe (42), die hintereinander in Reihe geschaltet sind und bei welcher die erste Abtast- und Halte stufe (41) durch ein erstes Abtasttaktsignal (f0) als Steuersignal, dessen Frequenz nahe der Frequenz des Eingangs-Nutzsignals liegt, und die zweite Abtast- und Haltestufe (42) für das Abtasten und Halten des Ausgangssignals der ersten Stufe (41) durch einzweites Abtasttaktsignal (n · f0) als Steuersignal beaufschlagt ist, dessen Frequenz ein ganzzahlig vielfacher Wert der Frequenz des ersten Abtasttaktsignals ist.
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