DE1512369B2 - Schaltungsanordnung zur aperturkorrektur in zeilenrichtung von videosignalen - Google Patents

Description

schließenden Impedanz (z. B. einer Transistor- 20 stufenförmige Funktion in eine mehr ausgeprägt steile Eid) (1 ) fföi Fki dl di d h

Emitter-Impedanz) (13 bzw. 14) abgeschlossen sind und daß die an den Ausgängen (7 und 8) abgegebenen Signale (/ und g) nach geeigneter Phasenumkehr derart zusammengesetzt werden, daß Videosignale (/) mit versteuerten bzw. überhöhten Flanken erhalten werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punkt (10) des Verzögerungskreises (4) mit einer kapazitiven Kopplung zur geerdeten zweiten Eingangsklemme (6) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (7) bzw. die zweite (8) Ausgangsklemme mit dem Emitter eines ersten bzw. zweiten Transistors (13 bzw. 14) verbunden ist, deren Basen mit Erde gekoppelt sind und deren Kollektoren über Widerstände (17 bzw. 18) an einer eine Spannung (-F) führenden Klemme liegen, wobei der Kollektor des ersten bzw. des zweiten Transistors (13 bzw. 14) mit dem Kollektor bzw. der Basis eines dritten Transistors (20) verbunden ist, dessen Emitter über eine Impedanz (21, 22) an Erde liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz im Emitterkreis des dritten Transistors (20) aus einem Widerstand

(21) besteht, von dem wenigstens ein gegebenenfalls einstellbarer Teil von einem Kondensator

(22) überbrückt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan-Ordnung zur Aperturkorrektur in Zeilenrichtung von Videosignalen, insbesondere für Radar- oder Fernsehgeräte, welche mit einer Verzögerungsleitung versehen ist, die im wesentlichen aus Längsinduktivitäten und Querkapazitäten zwischen den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen besteht, deren Ansteuerung an einer mit den Längsinduktivitäten verbundenen Eingangsklemme über den Wellen-Widerstufenförmige Funktion umgewandelt, die dem scharfen Übergang im Potentialbild auf der Auftreffplatte der Fernsehaufnahmeröhre besser entspricht.

Es ist auch bekannt, Verzögerungsleitungen zum Erhalten von Signalen mit einer Impulsfunktion aus Signalen mit einer stufenförmigen Funktion zu verwenden. Zu diesem Zweck kann von einem stufenförmigen Eingangssignal ein verzögertes Eingangssignal subtrahiert werden, so daß ein impulsförmiges Signal entsteht, dessen Impulsdauer von der Verzögerungszeit des Verzögerungskreises abhängig ist. Auch kann durch die differenzierende Wirkung dei Kapazitäten im Verzögerungskreis aus einem stufenförmigen Eingangssignal ein impulsförmiger Strom erzeugt werden.

Man erhält eine besonders stabile zuverlässige und einfache Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art, wenn gemäß der Erfindung die Ausgangsklemme mit den Längsinduktivitäten und eine zweite Ausgangsklemme, die mit einer Anzahl der Querkapazitäten verbunden ist, mit je einer niedrigen kurzschließenden Impedanz (z. B. einer Transistor-Emitter-Impedanz) abgeschlossen sind und wenn die art den Ausgängen abgegebenen Signale nach geeigneter Phasenumkehr derart zusammengesetzt werden, daß Videosignale mit versteuerten bzw. überhöhten Flanken erhalten werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, wenn einem Verzögerungskreis ein Signal mit einer etwas stufenförmigen Funktion zugeführt wird, dieses Signal durch die Anwendung der Kombination einer einmaligen Reflexion und der Stromimpulse in den Kapazitäten des Verzögerungsnetzwerkes in ein Signal mit einer mehr ausgeprägten stufenförmigen Funktion umgewandelt werden kann. Zum Beispiel für Radar- oder Fernsehzwecke kann ein Signal mit einer mehr oder weniger sinusförmigen Funktion einem Signal mit einer etwas stufenförmigen Funktion zum Erhalten eines Signals mit einer mehr ausgeprägten stufenförmigen Funktion überlagert werden.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung und

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der betreffenden Schaltungsanordnung.

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In F i g. 1 bezeichnet 1 eine Signalquelle, die eine Spannung mit einer etwas stufenförmigen Funktion liefert und mit einer eine Vorspannung liefernden Gleichspannungsquelle 2 in Reihe geschaltet ist. Die Quelle 1 kann z. B. eine Fernsehkamera seih, die ein Videosignal abgibt. Die von der Quelle 2 gelieferte Vorspannung dient, wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, zum Erhalten eines geeigklemme 5 des Kreises 4 verbunden. Eine Klemme der Signalquelle 1 ist über einen Widerstand 3, dessen Wert gleich dem charakteristischen Widerstand eines Verzögerungskreises 4 ist, mit einer ersten Eingangsklemme 5 des Kreises 4 veerbunden. Eine Klemme der Gleichspannungsquelle 2 ist mit einer geerdeten zweiten Eingangsklemme 6 verbunden. Der Verzögerungskreis 4 ist mit drei Ausgangsklemmen 7, 8 und 9 versehen. Zum Erhalten einer induktiven Impedanz zwischen der ersten Eingangsklemme 5 und der ersten Ausgangsklemme 7 sind im Kreis 4 einige Spulen in Reihe geschaltet. Die kapazitive Impedanz zwischen der ersten Eingangsklemme 5 und der zweiten Ausgangklemme 8 ist durch einige Kondensatoren gebildet. Die Ausgangsklemme 9 ist mit Erde verbunden. Im Verzögerungskreis liegen Punkte. 10, 11 und 12, deren Zweck unter anderem an Hand der F i g. 2 näher beschrieben wird. Nach einer Maßnahme der Erfindung ist der Punkt 10 direkt kapazitiv mit Erde verbunden. Die Ausgangsklemme 7 bzw. 8 liegen an den Emittern von Transistoren 13 bzw. 14, deren Basen mit Erde gekoppelt sind und deren Kollektoren 15 bzw. 16 über Widerstände 17 bzw. 18 an eine eine negative Spannung führende Klemme — V angeschlossen sind.

Die Gleichspannungsquelle 2 liefert über den Widerstand 3 und den Verzögerungskreis 4 zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 13 eine Vorspannung zum Erhalten eines geeigneten Einstellpunktes. Zu demselben Zweck ist der Emitter des Transistors 14 über einen Widerstand 19 an eine eine positive Spannung führende Klemme + V angeschlossen. Der Emitter eines Transistors 20, dessen Basis mit dem Kollektor 16 des Transistors 14 verbunden ist, ist über einen Widerstand 21, von dem ein veränderlicher Teil von einem Kondensator 22 überbrückt ist, mit Erde verbunden. Die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren 13 und 20 sind über einen Kopplungskondensator 23 mit einer Klemme 24 gekoppelt. Wenn die Signalquelle 1 eine Spannung mit einer etwas stufenförmigen Funktion liefert, erscheint nach dem Prinzip der Erfindung an der Klemme 24 eine Spannung mit einer mehr ausgeprägten stufenförmigen Funktion.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird nun an Hand der Fig. 2 erläutert. Eine von der Signalquelle 1 gelieferte Spannung mit einer etwas stufenförmigen Funktion ist in F i g. 2 a dargestellt. Dieses Signal ist zum Betreiben des Transistors 13 der von der Gleichspannungsquelle 2 gelieferten Vorspannung überlagert. Die Kurve 30 stellt das von der Quelle 2 an den Widerstand 3 gelieferte Potential dar, während die Kurve 31 das Überlagerungspotential der Quellen 1 und 2 darstellt. Die etwas stufenförmige Änderung zwischen den beiden Potentialen ist mehr oder weniger schematisch mit Kurve 32 dargestellt. Wenn die Signalquelle 1 keine Spannung liefert, fließt durch den Widerstand 3, den Verzögerungskreis 4 und den Transistor 13 ein von der Gleichspannungsquelle 2 gelieferter und dem Einstellpunkt des Transistors 13 angehörender Gleichstrom. Dieser Gleichstrom ergibt einen Spannungsfall über dem Widerstand 3, aber nicht über dem als nahezu ideal zu betrachtenden Verzögerungskreis 4. Der Spannungsfall über der Eingangsimpedanz des Transistors 13 wird sehr niedrig gewählt, so daß der Verzögerungskreis 4 nahezu an Nullpotential liegt.

Wenn die Signalquelle 1 die in F i g. 2 a dargestellte Spannung liefert, wird, weil der Wert des Widerstandes 3 gleich dem charakteristischen Widerstand des Verzögerungskreises 4 ist, nur die Hälfte des mit der Kurve 32 dargestellten Potentialsprunges an die Eingangsklemmen 5 und 6 gelegt. Der nahezu an Nullpotential liegende Kreis 4, welches Nullpotential in F i g. 2 mit Kurve 33 dargestellt ist, erhalt dann für die Klemme 5 das in Fig. 2b mit Kurve 34 dargestellte Potential. Der auftretende Potentialsprung pflanzt sich dann im Verzögerungskreis 4 fort. Es wird angenommen, daß nach einer Zeitdauer T der Potentialsprung den Punkt 10 erreicht. Wie in F i g. 2 c dargestellt ist, nimmt dann ohne Berücksichtigung von Verlusten das Potential an diesem Punkt gleichfalls mit einem gleichen Sprung auf den mit der Kurve 34 angedeuteten Wert zu. Bei Anwendung dieses Verfahrens für die Punkte 11 und 12 ergeben sich die F i g. 2 d und 2 e. Erreicht der Potentialsprung die Ausgangsklemme 7, die infolge der niedrigen Eingangsimpedanz des Transistors 13 gleichsam geerdet (kurzgeschlossen) ist, so wird von der Klemme 7 her der positive Potentialsprung wie ein Potentialsprung in umgekehrter Richtung reflektiert. Dabei hat der Emitterstrom des Transistors 13 durch den Kurzschluß gegen Erde eine gleiche Funktion wie die von der Signalquelle 1 gelieferte Spannung. Da der Emitterstrom dem Kollektorstrom annähernd gleich ist, tritt am Punkt 15 der F i g. 1 der in F i g. 2 f dargestellte Potentialsprung auf. Infolge der Zunahme des Kollektorstromes von dem dem Einstellpunkt angehörenden Wert auf den durch die von der Signalquelle 1 gelieferte Spannung erzielten Wert nimmt dann das Potential am Punkt 15 von dem mit der Kurve 35 angedeuteten Wert auf den mit Kurve 36 angedeuteten Wert zu. Wenn F i g. 2 a und 2 f miteinander verglichen werden, stellt sich heraus, daß lediglich durch die Wirkung des Transistors 13 an der Klemme 15 ein Potential auftritt, das eine gleiche, sei es verzögerte, Funktion wie die von der Signalquelle 1 gelieferte Spannung hat.

Der reflektierte Potentialsprung in umgekehrter Richtung erreicht mit einer Zeitverzögerung T nacheinander die Punkte 12, 11, 10 und 5, wie in den F i g. 2 e, 2 d, 2 c und 2 b mit der abfallenden Kurve 37 dargestellt ist. Nach dem Passieren des reflektierten Potentialsprunges liegen diese Punkte wieder an einem Potential, das nahezu Null ist und das mit der Kurve 33 dargestellt ist. Wenn der Potentialsprung den Widerstand 3 erreicht, in dem er völlig absorbiert wird, ist der Spannungsfall über dem Widerstand 3 nahezu gleich der von der Signalquelle 1 gelieferten Spannung.

Im obenstehenden wurde der Einfluß der Potentialsprünge an den Punkten 5, 10, 11 und 12 auf die durch die mit diesen Punkten verbundenen Kapazitäten fließenden Ströme außer Betracht gelassen. Es ist bekannt, daß eine sich mehr oder weniger mit der Zeit ändernde Spannung über einer Reihenschaltung einer Kapazität C und eines Widerstandes R dafür

sorgt, daß durch diese Reihenschaltung ein Strom fließt, der nahezu die Funktion

(l - e ^ÄC)

hat. Bei einem geringen Wert des Widerstandes R hat der Strom bereits nach kurzer Zeit nahezu seinen konstanten Wert erreicht. Wird nach einer mehr oder weniger linearen Änderung die Spannung konstant gehalten, so nimmt der Strom mit der obenerwähnten, aber nun negativen Funktion wieder ab. Infolge der stets vorhandenen Induktivitäten hat der Strom jedoch einen mehr oder weniger fließenden Verlauf. Für die erste Eingangsklemme 5, deren Potentialsprünge in F i g. 2 b dargestellt sind, ist durch die Kurven 38 und 39 in Fi g. 2 g dieser Strom durch die mit diesem Punkt 5 verbundene Kapazität dargestellt. Stromimpulse 38 und 39 erzeugen über die niedrige Impedanz des Transistors 14 gegen Erde im Widerstand 18 einen Kollektorstrom, der am Punkt 16 einen den Stromimpulsen 38 und 39 entsprechenden Potentialverlauf herbeiführt. Potentialsprünge an den Punkten 11 und 12 ergeben auf ähnliche Weise die gleichfalls in F i g. 2 g dargestellten Stromimpulse. Wenn diese Stromimpulse einander überlagert werden, erzeugen sie im Kollektorkreis des Transistors 14 einen Kollektorstrom, der am Punkt 16 einen in F i g. 2 h dargestellten Potentialverlauf herbeiführt.

Dabei entspricht die Kurve 40 dem Potential am Punkt 16, das zu dem am Einstellpunkt des Transistors 14 fließenden Kollektorenstrom gehört.

Wenn nach einer Maßnahme der Erfindung der Punkt 10 direkt über eine Kapazität mit Erde verbunden wird, liefert dieser Punkt keinen Beitrag zu dem Emitterstrom des Transistors 14. Der Zweck dieser Maßnahme wird nachstehend näher erläutert.

Die am Punkt 16 auftretende positive Potentialänderung führt durch das Abschneiden des Transistors 20 eine Verringerung des Kollektorstromes dieses Transistors herbei. Der dadurch herabgesetzte Spannungsfall über dem Widerstand 17 führt zu einem niedrigeren Potential am Punkt 15. Das Maß dieser Verringerung kann nach einer Maßnahme der Erfindung dadurch eingestellt werden, daß mit dem Kondenstator 22 wenigstens ein Teil des Widerstandes 21 wechselstrommäßig kurzgeschlossen wird. Wenn die durch den Transistor 14 herbeigeführte Potentialänderung (Fig. 2h), deren Phase über Transistor20 umgekehrt wird, dem durch den Transistor 13 herbeigeführten Potential (F i g. 2 f) überlagert wird, tritt am Punkt 15 — oder gegebenenfalls an der Klemme 24 — das in F i g. 2 j dargestellte Potential auf. Es stellt sich heraus, daß das in F i g. 2 a dargestellte Signal mit einer etwas stufenförmigen Funktion mit Hilfe der Schaltungsanordnung nach der Erfindung in ein in F i g. 2 j dargestelltes Signal mit einer mehr ausgeprägten stufenförmigen Funktion umgewandelt wird.

Für den in F i g. 2 a dargestellten Potentialsprung 41 trifft das bereits für den Potentialsprung 32 beschriebene Verfahren zu.

Nach einer Maßnahme der Erfindung wird die Gestalt des mit Hilfe der Kapazitäten aus dem zu korrigierenden Signal abgeleiteten Signals dadurch bestimmt, daß an einem bestimmten Punkt im Verzögerungskreis 4 eine direkte kapazitive Kopplung zwischen der ersten Eingangsklemme und Erde angebracht wird. Dadurch liefert der Potentialsprung an dem direkt mit Erde verbundenen Punkt des Verzögerungskreises 4 keinen Beitrag zu dem Emitterstrom des Transistors 14. Aus F i g. 2 h ist deutlich ersichtlich, daß durch die Wahl dieses Punktes das erhaltene abgeleitete Signal auf einfache Weise beeinflußt werden kann.

Insbesondere bei der Aperturkorrektur eines Videosignals ist es erwünscht, daß ein abgeleitetes Signal mit einer örtlichen kurzzeitigen Absenkung gebildet wird. Ein Signal mit einer etwas stufenförmigen Funktion kann dann überkompensiert werden, ohne daß der sich ergebende Umriß zu scharf und somit störend wird (Contour enhancement).

Es leuchtet ein, daß der Verzögerungskreis 4 sowohl eine aus Spulen und Kondensatoren aufgebaute Schaltung als auch ein Stück Koaxialkabel enthalten kann. Im letzteren Falle soll dann jedoch bei Anwendung einer direkten kapazitiven Kopplung der Mantel des Kabels unterbrochen sein.

Es ist auch einleuchtend, daß zum Erhalten der Einstellung der Transistoren 13 und 14 die Basis an eine Gleichspannungsklemme gelegt und mittels eines großen Sperrkondensators gleichstrommäßig gegen Erde isoliert werden kann. Der Sperrkondensator verbindet die Basis dann wechselstrommäßig mit Erde.

Außerdem ist es einleuchtend, daß die Wahl von pnp- oder npn-Transistoren mit den zugehörigen Gleichspannungen für das Prinzip der Erfindung nicht wesentlich ist.

Auch können Röhren statt Transistoren verwendet werden. Statt der Transistoren 13 und 14 müssen dann zwei Röhren angewandt werden, deren Steuergitter geerdet sind und deren Kathoden mit den Klemmen 7 bzw. 8 verbunden sind. Durch Anwendung von Gegenkopplung kann dafür gesorgt werden, daß die Röhrenschaltung eine genügend niedrige Eingangsimpedanz hat. Der Transistor 20 kann auch durch eine Röhre ersetzt werden, deren Steuergitter mit dem Punkt 16 und deren Anode mit dem Punkt 15 verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Aperturkorrektur in Zeilenrichtung von Videosignalen, insbesondere für Radar- oder Fernsehgeräte, welche mit einer Verzögerungsleitung versehen ist, die im wesentlichen aus Längsinduktivitäten und Querkapazitäten zwischen den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen besteht, deren Ansteuerung an einer mit den Längsinduktivitäten verbundenen Eingangsklemme über den Wellen-Widerstand der Verzögerungsleitung erfolgt und deren Ausgangsklemmen signalreflektierend abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme (7) mit den Längsinduktivitäten und eine zweite Ausgangsklemme (8), die mit einer Anzahl der Querkapazitäten verbunden ist, mit je einer niedrigen kurzstand der Verzögerungsleitung erfolgt und deren Ausgangsklemmen signalreflektierend abgeschlossen sind. Wie in dem Aufsatz »Aperture compensation for television cameras« von R. C. Dennison, R.C.A.-Review, 14. März 1953, Nr. 1, S. 569 bis 585, beschrieben wird, wird eine solche Aperturkorrektur von Videosignalen vorgenommen, weil in einer Fernsehaufnahmeröhre ein scharfer Übergang zwischen verschiedenen Potentialen im Potentialbild auf der

ίο Auftreffplatte von dem diese Platte abtastenden Elektronenstrahl nicht als eine scharf definierte, sondern als eine etwas stufenförmige Funktion in dem von der Aufnahmeröhre abgegebenen Videosignal übertragen wird. Diese Verwischung ist darauf zurückzuführen, daß am scharfen Übergang auf der Auftreffplatte der endliche Querschnitt des Elektronenstrahls die beiden Potentialwerte umfaßt, so daß im Videosignal ein zwischenliegender Wert festgelegt wird. Durch Aperturkorrektur des Videosignals wird die etwas geneigte

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