DE3017929C2 - Signalverarbeitungsschaltung - Google Patents

Description

kammgefilterten hochfrequenten Anteil (der ein Frequenzband oberhalb der Filtergrenzfrequenz einnimmt), aus dem die Farbsignalkomponenten entfernt sind, und einen nicht kammgefilterten (also flachen) niedrigfrequenten Anteil, in welchem alle Leuchtdichtesignalkomponenten erhalten sind.

Es ist manchmal wünschenswert, die Vertikaldetailinformation des Wiedergabebildes anziehen oder zu betonen, indem man zum Leuchtdichtesignal einen größeren Betrag des Vertikaldetailsignals zurückaddiert, als erforderlich ist zur Wiederherstellung des Leuchtdichtesignals in seiner ursprünglichen Form (also mit flachem Amplitudenverlauf). Das zusätzliche Vertikaldetailsignal dient dann der Betonung vertikaler Detailinformation im Sinne einer Vergrößerung der Auflösung für Bilddetails. Für Leuchtdichtesignale niedrigen Pegels neigt eine solche Betonung jedoch zur Erzeugung von zu beanstandenden sichtbaren Auswirkungen, wenn Rauchstörungen vorliegen und zusammen mit der Vertikaidetailinformation des Leuchtdichtesignals unerwünscht angehoben werden.

In diesem Falle werden auch eventuell im Videosignal vorhandene Einstellungsveränderungen für jede zweite Zeile in unerwünschter Weise betont Dieses als AL-SUV (alternate line set-up Variations-Erscheinung bekannte Phänomen ist eine Störungsart bei Signalen mit niedrigem Pegel, die sich durch zeilenweise Schwarzpegeländerungen im Videosignal äußert und beispielsweise durch Fehljustierungen der Signalverarbeitungssysteme beim Funksender verursacht werden kann. Die ALSUV-Störung ist insbesondere bemerkbar bei Videosignalen kleinen Pegels von etwa 5% der maximal zu erwartenden Videosignalamplitude und führt zu störenden sichtbaren Auswirkungen auf dem Wiedergabebild, die sich unerwünschterweise vergrößern, wenn man eine Vertikaldetailanhebung vorsieht.

Eine Technik zur Minimalisierung schädlicher Auswirkungen von Störungen und anderen unerwünschten Komponenten eines Videosignals benutzt ein Verfahren, das üblicherweise als »signal coring« bezeichnet wird, wobei kleine Signalamplituden (einschließlich Rauschen) entfernt werden, wie es beispielsweise in der US-PS 37 15 477 beschrieben ist.

Ein vorteilhaftes System, welches eine solche Eliminierung des Vertikaldetailsignals in einer Weise bewirkt, bei welcher die Vertikaldetailinformation nicht beeinträchtigt (beispielsweise verschmiert) wird, insbesondere bezüglich Detailsignalinformation niedrigen Pegels, welche im Leuchtdichtesignal wiederhergestellt werden soll, ist in der DE-OS 30 17 930 beschrieben. Dieses System sorgt vorteilhafterweise auch für eine Anhebung der Vertikaldetailinformation praktisch ohne gleichzeitige Anhebung von Störsignalkomponenten wie Rauschen und den erwähnten ALSUV-Erscheinungen.

Ein System, bei dem Vertikaldetailsignale großer Amplitude herabgesetzt werden (Amplitudenverringerung oder Dämpfung), um Biidröhrenüberstrahlungen zu vermeiden, die andernfalls Detailinformation zerstören oder überdecken wurden, ist in der DE-PS 30 17 931 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signaiverarbeitungsschaltung zu schaffen, die eine nichtlineare Amplitudenübertragungsfunktion aufweist, um wahlweise eine Wiederherstellung, Anhebung und Absenkung von Videosignalen kleiner, mittlerer bzw. großer Amplitude zu bewirken.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während Weiterbildungen und spezielle Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Vertikaldetailsignalverarbeitungsschaltung nicht durch Änderungen des Gleichspannungspegels der Leuchtdichtekomponente beeinflußt wird. Wegen der Art und Weise, in welcher ein Kammfilter ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal durch Anwendung einer bekannten subtraktiven Signalkombinierung ableitet, weist das kammgefilterte Farbsignal eine Gleichspannungskomponente von 0 auf. Diese Gleichspannungskomponente des kammgefilterten Farbsignals stört daher nicht die Gleichvorspannungskomponente, welche am Kammfüter-Farbausgang entsteht. Die Verarbeitung des Vertikaldetailsignals, welches am Kammfilter-Farbausgang abgeleitet wird, kann daher in vorhersagbarer Weise um einwGleichvorspannungskomponente zentriert werden, wenn der Kammfilter-Farbausgang galvanisch an die Vertikaldetailsignalverarbeitungsschaltung angekoppelt ist Da der Bezugspegel, um den die Signalverarbeitung stattfindet, fest vorhersagbar ist, erhält man gut definierte Wiederherstellungs-, Anhebungs- oder Dämpfungsbereiche;
Eine Schaltung gemäß der Erfindung weist einen Verstärker mit einem Eingangs- und einem Ausgangsanschluß auf, zwischen denen eine Verstärkereinrichtung angeordnet ist. Zwischen Eingang und Ausgang der Verstärkereinrichtung verläuft ein erster Rückkopplungszweig mit einer ersten Impedanz. Ein zweiter Rückkopplungszweig mit einer zweiten Impedanz und einer Schwellwertschalteranordnung ist ebenfalls zwischen Ausgang und Eingang der Verstärkereinrichtung gekoppelt. Die Schalteranordnung ist mit einem Eingang an den Ausgang der Verstärkereinrichtung und mit einem Ausgang an den Ausgangsanschluß der Schaltung angeschlossen. Die Schalteranordnung im einen Leitungszustand bei Signalamplituden mit ersten Werten innerhalb eines ersten Bereiches und einen anderen Zustand bei Signalamplituden mit zweiten Werten, die größer als die ersten Werte sind, innerhalb eines zweiten Bereiches ein.

Gemäß einem Merkmal der erfindungsgemäßen Schaltungen ist ein· dritter Rückkopplungszweig zwischen Ausgang und Eingang der Verstärkereinrichtung vorgesehen. Der dritte Zweig enthält eine dritte Impedanz und eine zusätzliche Schwellwertschalteranordnung mit einem an den Ausgang der im zweiten Rückkopplungszweig vorgesehenen Schalteranordnung angeschlossenen Eingang. Die zusätzliche Schalteranordnung nimmt einen Leitungszustand bei Signalamplituden der ersten und zweiten Werte und einen anderen Leitungszustand bei Signalamplituden mit dritten Werten, die größer als die ersten und zweiten Werte sind, innerhalb eines dritten Bereiches ein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Schaltungen enthält der zweite Rückkopplungszweig auch eine zusätzliche Impedanz. Die Schalteranordnung im zweiten Zweig ist an die zusätzliche Impedanz gekoppelt, um die Stromleitung durch diese durch Umschaltung zu steuern.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal werden die hier beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungen in einem Farbfernsehempfänger oder ähnlichem System zur Übertragung von Vertikalbilddetailinformationssi-

b5 gnaljn mit nichtlinearer Übertragungsfunktion bezüglich der vorgenannten Bereiche der Vertikaldetailssignalamplituden verwendet.
In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Teiles eines Farbfernsehempfängers mit einer nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Ausbildung einer nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.3 eine abgewandelte Ausführungsform der in F i g. 2 gezeigten Schaltung,

Fig.4 bis 6 Amplitudenkennlinien zum Verständnis der Betriebsweise der erfindungsgemäßen Schaltungen; und

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform einer Schaltung gemäß der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 liefert eine Quelle 10 eines Farbvideosignalgemisches, welches Leuchtdichte- und Farbkomponenten enthält. Videosignale an einen Eingang eines Kammfiiters i5 bekannter Ausbildung, wie etwa ein Kammfilter mit ladungsgekoppelten Schaltungen (CCD), wie es im US-Patent 40 96 516 beschrieben ist. Die Leuchtdichte- und Farbkomponenten sind innerhalb eines Videosignalfrequenzspektrums frequenzmäßig ineinandergeschachtelt. Die Leuchtdichtekomponente hat eine relativ große Bandbreite (sie reicht von Gleichstrom der Frequenz 0 bis etwa 4 MHz). Den oberen Frequenzbereich teilt die Leuchtdichtekomponente mit der Farbkomponente, weiche ein Farbträgersignal von 3,58 MHz umfaßt das mit der Farbinformation amplituden- und phasenmoduliert ist. Der Amplitudenfrequenzgang des Farbfilters 15 zeigt mit Bezug auf die Leuchtdichte-Kammfilterung eine Amplitudenspitzenübertragung bei ganzen Vielfachen der Horizontalzeilenabtastfrequenz (etwa 15734 Hz), die bei Gleichstrom oder Frequenz 0 beginnt, und eine Amplitudenübertragung von 0 bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz unter Einschluß der Farbträgerfrequenz von 3,58 MHz. Der Amplitudenfrequenzgang des Kammfilters 15 zeigt bezüglich der Farbsignalkammfilterung eine Amplitudenspitzenübertragung bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz unter Einschluß der Frequenz von 3,58 MHz, und eine Amplitudenübertragung von 0 bei ganzen Vielfachen der Zeilenfrequenz.

Ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal (Y) vom Leuchtdichteausgang des Kammfilters 15 wird über ein Tiefpaßfilter 22 auf einen Eingang einer Signalkombinationsschaltung 30 gekoppelt Das Filter 22 ist so angeordnet, daß es alle Leuchtdichtesignale unterhalb einer Grenzfrequenz von etwa 4 MHz durchläßt, und es dient der Entfernung von Rausch- und Taktfrequenzkomponenten der Schaltsignale, die beim Schalterbetrieb des Kammfilters 15 auftreten, wenn es sich um ein CCD-Kammfilter handelt

Ein kammgefiltertes Farbsignal (C) vom Farbausgang des Kammfilters 15 wird einer Farbsignalverarbeitungseinheit 64 zur Erzeugung von R-Y-, B— Y- und G— Y-Farbdifferenzsignalen sowie einem Eingang eines Vertikaldetail-Tiefpaßfilters 35 zugeführt Die Einheit 64 enthält ein geeignetes Filter, welches nur diejenigen Signalfrequenzen vom Kammfilter 15 durchläßt welche das Band der Farbsignaldifferenzen einnehmen. Das Filter 35 hat eine Grenzfrequenz von etwa 1,8 MHz und läßt selektiv diejenigen im kammgefilterten Farbausgangssignal des Kammfilters 15 enthaltenen Signalfrequenzen durch, die unterhalb dieser Grenzfrequenz liegen. Signalfrequenzen in diesem Gebiet stellen Vertikaldetail-Leuchtdichteinformation dar, die im kammgefilterten Leuchtdichtesignal fehlt und im Leuchtdichtesignal wieder hergestellt werden muß, wenn man einen Vertikalauflösungsveriust im Leuchtdichteeinhalt des wiedergegebenen Bildes vermeiden will. Eine solche Vertikaldetailwiederherstellung sowie eine Vertikaldetailanhebung und Absenkung wird in nachfolgend beschriebener Weise bewirkt.

Vertikaldetailsignale vom Ausgang des Filters 35 werden einer nich.tünearen Signalverarbeitungsscha!- tung 50 zugeführt, die im einzelnen noch beschrieben wird. Die Amplitudenübertragungscharakteristik der Signalverarbeitungsschaltung 50 ist in F i g. 5 dargestellt. Die folgenden Ausführungen bezüglich Signalen positiver Polarität (+) gelten auch für Signale negativer Polarität (-).

Die Signalverarbeitungseinheiten innerhalb der Schaltung 50 bewirken eine Signalamplitudenübertragungs(Verstärkungs-)charakteristik, für drei Bereiche I, ϊ! und ill (siehe F i g. 5) im Hinblick auf die drei vorbestimmten Bereiche von Vertikaldetailsignalamplituden. In einem Wiederherstellungsbereich I für Signale niedrigen Pegels (beispielsweise Signalamplituden von etwa 5% der maximal zu erwartenden Amplitude) wird für ein vorbestimmtes Verstärkungsverhalten gesorgt, so daß Detailsignale niedrigen Pegels zusammen mit Rauschen und anderen unerwünschten Komponenten im Bereich I ohne Anhebung verarbeitet werden. Die Spitzenamplitude von Vertikaldetailsignals mittlerer Amplitude (beispielsweise Signalamplituden zwischen 5% und 40% der maximal zu erwartenden Amplitude) werden im Anhebungsbereich II mit einem Verstärkungsfaktor von beispielsweise näherungsweise 3 verarbeitet, und dabei wird die Vertikaldetailinformation betont und die Bildauflösung für diesen Bereich vergrößert. Die Spitzenamplitude von Vertikaldetailsignalen relativ großer Werte (beispielsweise zwischen 40% der maximal zu erwartenden Amplitude und der Maximaiamplitude) entsprechend Bildern hohen Kontrastes, wie beispielsweise Schrift wird amplitudenmäßig verringert, wie dies das Amplituden verhalten für den Bereich IH zeigt um übermäßigen Kontrast zu vermeiden und Überstrahlungen der Bildröhren zu verhindern, welche andernfalls Bilddetails verzerren oder überdecken würden.

Im Bereich 1 (Vertikaldetailwiederherstellung) ist Vertikaldetailinformation niedrigen Pegels in einem ausreichenden Maße wiederhergestellt worden, um eine normale Vertikalauflösung für niedrige Pegel im Leuchtdichteinhalt des Wiedergabebildes zu bewahren. Bei diesem Beispiel, und wie noch gezeigt wird, werden kleine Signalamplituden, die im Bereich I verarbeitet werden, um eine vorgeschriebene Wiederherstellungsverstärkung von etwa 2 verstärkt Die Verstärkung im Bereich I ist vorzugsweise dasjenige Maß an Signalverstärkung, weiches bei einem gegebenen System notwendig ist um kleine Amplituden des Vertikaldetailsignals im Leuchtdichtesignai wieder herzustellen, so daß das letztendlich wiederhergestellte Leuchtdichtesignal einen im wesentlichen flachen Amplitudenverlauf bei Detailsignalen kleiner Amplitude hat Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Größe der Wiederherstellungsverstärkung von verschiedenen Faktoren abhängt einschließlich der Signalübertragungseigenschaften der zwischen die Ausgänge des Kammfilters 15 und einer Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 32 gekoppelten Schaltungen, welche die letztlich wiederhergestellten Leuchtdichtesignale verarbeiten, und einschließlich der relativen Größen der an den Ausgängen des Kammfiiters 15 erscheinenden Signale, beispielswei

Die Wahl der Wiederherstellungsverstärkung, wie sie

für das Amplitudenübertragungsyerhalten im Bereich 1 vorgesehen ist, hängt auch von Überlegungen ab, welche Ergebnisse in einem vorgegebenen Videosignalverarbeiiungssystem annehmbar sind. Wenn beispielsweise die Wiederherstellungsverstärkung zu groß ist, dann können auch kleine ALSUV-Signalslörungen sichtbar werden. 1st die Wiederherstellungsverstärkung nicht ausreichend, dann erscheinen erhebliche Kammfilterungseffekte (also Signalspitzen und 0-Werte bei unterschiedlichen Frequenzen) im Vertikaldetailfrequenzbereich unterhalb 2 MHz, die zum Verlust kleiner Vertikaldetailinformationen führen. Somit entspricht die Steigung der Amplitudenübertragungskennlinie im Bereich I dem Maß an Signalverstärkung, das notwendig ist, um ein gewünschtes Übertragungsverhalten (also einen flachen Leuchtdichteverlauf) ohne Einbringung unannehmbarer Nebeneffekte zu geben. Das Signalübertragungsverhalten im Bereich I zeigt vorzugsweise eine feste Beziehung zum Verhalten des Signalweges, welcher die kammgefilterten Leuchtdichtesignale (Y) vom Ausgang des Kammfilters 15 zur Kombinationsschaltung 30 überträgt.

Im Bereich Il (Anhebung vertikaler Details) ist für ein geeignetes Ausmaß an Vertikaldeitailanhebung gesorgt, indem Signale mittlerer Amplitude zusätzlich in einer Weise verstärkt werden, welche als günstig für die Vertikalauflösung eines Wiedergabebiildes angesehen wird. Obwohl die Spitzenamplituden von Signalen mittlerer Größe, die angehoben werden, in diesem Beispiel mit einer größeren Verstärkung als der Wiederherstellungsverstärkung verstärkt werden, werden kleine Amplituden dieser mittelgroßen Signale mit der Wiederherstellungsverstärkung verarbeitet (also ohne Anhebung). Auch Signale kleiner Amplitude, welche nicht angehoben werden, werden mit der Wiederherstellungsverstärkung verarbeitet. Auf diese Weise wird eine Anhebung unerwünschter kleiner Signalkomponenten einschließlich Rauschen und ALSUV-Störungen praktisch nicht durchgeführt oder auf ein akzeptables Minimum reduziert, und man vermeidet ein Verschmieren von Vertikaldetailinformation niedrigen Pegels.

Das verarbeitete Vertikaldetailsignal von der Schaltung 50 wird in der Schaltung 30 mit dem kammgefilterten Leuchtdichtesignal (Y), das vom Filter 22 kommt, summiert. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 30 entspricht einer wiederhergestellten Leuchtdichtekomponente des Videosignals, in dem die Vertikaldetailinformation wiederhergestellt (Bereich I), angehoben (Bereich H) und abgesenkt (Bereich 111) ist Die wiederhergestellte Leuchtdichtekomponente wird anschließend einer Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 32 zugeführt Ein verstärktes Leuchtdichtesignal Y von der Schaltung 32 und die Farbdifferenzsignale von der Einheit 64 werden in einer Matrix 68 zur Bildung von ein Farbbild darstellenden Ausgangssignalen R, B und G kombiniert Diese Signale werden dann in geeigneter Weise einer Bildintensitätssteuerelektrode einer Farbbildröhre 70 zugeführt

F i g. 2 zeigt eine Schaltungsausführung einer nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung 50. Ausgangssignale vom Detailfilter 35 werden als ein Eingangssignal (Si) über einen Koppelkondensator 72 und einen Eingangswiderstand 73 an einen invertierenden Eingang eines in der Schaltung 50 enthaltenen Operationsverstärkers 75 zugeführt Ein nichtinvertierender Eingang des Verstärkers 75 ist an einen Bezugspotentialpunkt (beispielsweise Masse) angeschlossen.

Zwischen Ausgang und invertierendem Eingang des Verstärkers 75 liegt ein erster Rückkopplungszweig mit einem Rückkopplungswiderstand 76. Ein zweiter Rückkopplungszweig enthält die Parallelschaltung von Unterdrückungsdioden 81 und 82 mit einem Widerstand 87, sowie einen Rückkopplungswiderstand 78 und einen Koppelkondensator 77. Die Dioden 81 und 82 sind gegenseitig so angeordnet, daß sie bei entgegengesetzten Polaritäten eines Signals leiten, welches am Ausgang des Verstärkers 75 erscheint. Ein dritter Rückkopplungszweig enthält parallelgeschaltete Dioden 83 und 84, einen Widerstand 79 und den Kondensator 77. Die Dioden 83 und 84 sind gegenseitig so angeordnet, daß sie bei entgegengesetzten Polaritäten eines zugeführten Signals leiten. Ein Ausgangssignals S₀ von der Schaltung 50 wird über einen Koppelkondensator 140 dem zweiten Eingang der Kombinationsschaltung 30(Fig. 1) zugeführt.

Vernachlässigt man vorerst die Kondensatoren 90, 91 und 92, dann hat die Signalverarbeitungsschaltung 50 eine nichtlineare Gesamtamplitudenübertragungsfunktion, wie sie F i g. 5 zeigt, und bewirkt verschiedene Maße an Signalverstärkung für Signale mit Amplituden in den drei Bereichen I, II und Hl gemäß Fig.5. Der Wert des Kondensators 77 ist genügend groß gewählt, so daß die Gleichspannung am Kondensator 77 praktisch gleich dem Gleichspannungspegel am Ausgang des Verstärkers 75 nach einer anfänglichen Einstellzeit ist.

Wie bereits erwähnt und in der DE-OS 30 17 930 erläutert ist, ist es wichtig, daß die durch Signale kleiner Amplitude dargestellte Detailinformation wiederhergestellt wird, um zu verhindern, daß der Vertikaldetailinhalt des Leuchtdichtesignals verschmiert. Diese Funktion wird durch den Widerstand 87 in der Schaltung gemäß F i g. 2 bewirkt

Die Dioden 81 und 82 leiten bei kleinen Signalamplituden nicht. Der Widerstand 87 ist ein lineares Element, welches in der Schaltung 50 Detailsignale kleiner Amplitude mit der vorgeschriebenen Wiederherstellungsverstärkung (siehe F i g. 4) im Bereich I verarbeitet werden läßt, wie dies die Amplitudenkennlinie in F i g. 5 zeigt. Die Wiederherstellungsverstärkung A/ (etwa 2), die das Ausgangssignal S₀ nach der Verarbeitung im Bereich I erhalten hat, ergibt sich aus dem folgenden Ausdruck, in welchem Ä73, /?78 ^und Ra die entsprechenden Werte für die Widerstände 73, 78 und 87 sind und Rn der Parallelschaltung des Widerstandes 76 mit der Reihenschaltung der Widerstände 78 und 87 entspricht:

73

R_n+R.

Der Widerstand 87 beeinflußt nicht die Signalverstärkung für Signale mittlerer und großer Amplitude in den Bereichen II und III, da der Widerstand 87 kurzgeschlossen oder überbrückt ist wenn die Dioden 81 und 82 bei Zuführung von Signalen mittlerer oder großer Amplitude leiten.

Wenn die Amplitude des am Ausgang des Verstärkers 75 erscheinenden Signals um einen mäßigen Betrag über den Leitungsschwellwert der Dioden 81 und 82 ansteigt (entsprechend Signalen, die im Bereich II verarbeitet sind), dann leiten die Dioden 81 und 82. Die Signalverstärkung der Schaltung 50 im Bereich II (An) wird dann so bestimmt daß sie größer als die Wiederherstellungsverstärkung ist, nämlich etwa 3, gemäß dem folgenden Ausdruck, in welchem Rp\ dem Wert der Par-

9 10

aufschaltung der Widerstände 76 und 78 entspricht, gen gemäß F i g. 5 dadurch, daß Signale kleiner Ampli-

und R₇ j dem Wert des Widerstandes 73 entspricht: tude im Bereich I unterdrückt werden, weil die Dioden

β 81 und 82 dann nicht leiten. Dieses Verhalten entspricht

A\\ - --£!■. einer Verstärkung 0 im Bereich I, wobei Signale kleiner

^73 5 Amplitude nicht als Ausgsngssignale S_n erscheinen, weil

die Dioden Si, 82 und S3, 84 dann nichi leiten und der

Die Verstärkung für Signale mittlerer Amplitude wird invertierende Eingang (—) des Operationsverstärkers

durch die Amplitudenübertragungsfunktion im Bereich 75 einen virtuellen Massepunkt darstellt, so daß bei die-

II in Fig.5 veranschaulicht. In diesem Zusammenhang sen Bedingungen keine Signalströme über die Widersei bemerkt, daß die Amplituden von Signalen im mittle- ίο stände 78, 79 oder die Kondensatoren 77, 91, 92 zum ren Amplitudenbereich mit der Wiederherstellungsver- Schaltungsausgang fließen.

Stärkung übertragen werden, während Spitzenamplitu- F i g. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Signal-

den in der oben beschriebenen Weise verstärkt werden. Verarbeitungsschaltung 50, welche derjenigen gemäß

Die Breite des Bereichs I für beide Signalpolaritäten Fig. 1 ähnlich ist. Entsprechende Elemente sind in den

hängt vom Widerstandsverhältnis der Widerstände 76 15 F i g. 2 und 7 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet,

und 73 ab. Bei dieser Anordnung entspricht die als Eingangs-

Die Amplitudenübertragungsfunktion für Detailsi- elektrode geschaltete Basis eines in Emittergrundschal-

gnale großer Amplitude entsprechend den dem Bereich tung betriebenen Verstärkertransistors 75 einem inver-

III in Fig.5 zugeordneten Signalen wird bestimmt tierenden Eingang, der Emitter des Transistors liegt an durch den Rückkopplungszweig mit dem Widerstand 79 20 Masse und sein Kollektor ist als Ausgangselektrode ge- und den Unterdrückungsdioden 83 und 84, welche bei schaltet und liegt über eine Kollektorlastimpedanz 112 Spitzenamplituden der Signale großer Amplitudenwer- an einer Betriebsspannungsquelle (+16 V). Bei offener te leitend werden. Die Dioden 81 und 82 leiten dann Schleife hat der Transistor 75 eine Verstärkung, die auch. Diese Schaltung dient zur Absenkung von Spit- hauptsächlich durch den Wert der Lastimpedanz 12 bezenamplituden von Detailsignalen großer Amplituden- 25 stimmt ist und genügend hoch ist, um der Verstärkung werte im Bereich IH, indem diese Spitzenamplituden mit bei offener Schleife eines Operationsverstärkers (beieiner geringeren als der Wiederherstellungsverstärkung spielsweise des Verstärkers 75 in Fi g. 2) nahezukomverstärkt werden. Die Signalverstärkung im Bereich III men.

(Λ111) ist in diesem Beispiel durch die folgende Gleichung Vertikaldetailsignale (Si) vom Filter 35 werden der

gegeben, in welcher Rn dem Wert der Parallelschaltung 30 Basis des Transistors 75 über eine Schaltung zugeführt,

aus den Widerständen 76,78 und 79 und R₇₃ dem Wert welche einen Eingangswiderstand 73, einen Kondensa-

des Widerstandes 73 entspricht: tor 105 und einen Widerstand 106 in der dargestellten

Anordnung enthält Die beiden letztgenannten Elemen-

yi_m - "**² . te dienen der Frequenzkompensation des Frequenz-

Ä73 35 gangs des Transistors 75 bei offener Schleife. Das Ein-

gangssignal (Si) braucht nicht wechselspannungsgekop-

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß kleine pelt zu sein, wenn es einen stabilen vorhersagbaren Amplituden der Signale großer Amplitudenwerte mit Gleichspannungspegel aufweist, wie es im Falle dieses

der Wiederherstellungsverstärkung übertragen werden, Beispiels angenommen ist, wo das Eingangssignal galva-

mittlerer Amplituden mit einer größeren als der Wie- 40 nisch auf die Basis des Transistors 75 gekoppelt ist. Die-

derherstellungsverstärkung und Spitzenamplituden mit ser Gleichspannungspegel dient zusammen mit den Wi-

einer geringeren als der Wiederherstellungsverstär- derständen 73, 76 und !14 der Festlegung eines ge-

kung. wünschten Arbeitspunktes für den Transistor 75.

Somit zeigt also die Gesamtamplituden-Obertra- Wie bei der Schaltung nach F i g. 2 bestimmt der Wigungscharakteristik der Schaltung 50 gemäß F i g. 4 drei 45 derstand 76 in F i g. 7 die Breite des Bereiches I (also den Verstärkungsbereiche für drei vorbestimmte Signalam- Wiederherstellungsverstärkungsbereich für beide Siplitudenpegel und zwar sowohl für positive (+) ais auch gnalpolaritäten) in Verbindung mit dem Widerstand 73 negative (—) Signalpolaritäten. Der Frequenzgang der und dem Leitungsschwellwert der Dioden 81 und 82. in irgendeinem dieser drei Verstärkungsbereiche verar- Der Rückkopplungskondensator 77 hat einen niedrigen beiteten Signale kann durch Verwendung von Filter- 50 Leckstrom und trägt dazu bei, die Dioden 81 bis 84 in kondensatoren wie die Kondensatoren 90, 91 und 92 der richtigen Weise vorgespannt zu halten, so daß sich parallel zum geeigneten Rückkopplungswiderstand in eine symmetrische Übertragungsfunktion ergibt Das gewünschter Weite bemessen werden, wie dies gezeigt Ausgangssignal (S₀) ist über einen Kondensator 140 ist Im vorliegenden Beispiel ist die Frequenzbandbreite wechselspannungsgekoppelt um einen Gleichstromfluß der verarbeiteten Signale kleiner Amplituden (Bereich 55 zu verhindern, der die gewünschte Symmetrie der Ge-I) proportional dem Reziprokwert des Kondensators 90. Samtübertragungsfunktion (F i g. 5) stören könnte. Der Die Frequenzbandbreite der verarbeiteten Signale mitt- Frequenzgang für Signale, welche in irgendeinem der lerer Amplitude (Bereich H) ist proportional dem Rezi- drei Verstärkungsbereiche verarbeitet werden, kann prokwert der Summe aus den Werten der Kondensate- durch Anwendung einer kapazitiven Rückkopplung in ren 90 und 91. Die Frequenzbandbreite der verarbeite- ro gewünschter Weise gewählt werden, wie es im Zusamten Signale großer Amplitude (Bereich III) ist propor- menhang mit F i g. 2 erläutert worden war. tional dem Reziprokwert der Summe der Werte der Für beide Schaltungen nach den F i g. 2 oder 7 kann Kondensatoren 90,91 und 92. die gesamte in F i g. 5 gezeigte Übertragungsfunktion

Die in F i g. 3 gezeigte Schaltung stimmt mit derjeni- abgewandelt werden, um den Forderungen eines vorge-

gen gemäß Fig. 2 überein, mit Ausnahme, daß der Wi- 65 gebenen Systems zu genügen. Beispielsweise kann die

derstand 87 in Fig. 3 nicht vorhanden ist Die Amplitu- Übertragung im Bereich I unterdrückt werden, wenn

denübertragungsfunktion der Schaltung gemäß F i g. 3 man den Widerstand 78 entfernt und die Dioden 81 und

ist in F i g. 6 gezeigt Sie unterscheidet sich von derjeni- 82 sowie den Widerstand 87 kurzschließt (indem man

Π

beispielsweise einen Draht über den Widerstand 87 schaltet). Die Signalherstellung bei Signalen niedrigen Pegels im Bereich 1 kann unterdrückt werden, wenn man den Widerstand 78 entfernt, wie es in den F i g. 3 und 6 gezeigt ist. Eine Dämpfung von Signalen großer Amplitude im Bereich 111 erfolgt nicht, wenn die Dioden 83 und 84 und der Widerstand 79 entfernt werden.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die beschriebene Vertikaldetailsignalverarbeitungsschaltung nicht durch Änderungen des Gleichspannungspegels der Leuchtdichtekomponente beeinflußt wird. Wegen der Art und Weise, in welcher ein Kammfilter ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal durch Anwendung einer bekannten subtraktiven Signalkombinierung ableitet, weist das kammgefilterte Farbsignal eine Gleichspannungskomponente von 0 auf. Diese Gleichspannungskomponente des kammgefilterten Farbsignals stört daher nicht die Gleichvorspannungskomponente, welche am Kammfilter-Farbausgang entsteht. Die Verarbeitung des Vertikaldetailsignals, welches am Kammfilter-Farbausgang abgeleitet wird, kann daher in vorhersagbarer Weise um eine Gleichvorspannungskomponente zentriert werden, wenn der Kammfilter-Farbausgang galvanisch an die Vertikaldetailsignalverarbeitungsschaltung angekoppelt ist. Da der Bezugspegel, um den die Signalverarbeitung stattfindet, fest vorhersagbar ist, erhält man gut definierte Wiederherstellungs-, Anhebungs- oder Dämpfungsbereiche.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

60

Claims (7)

1 2 ρ _ . Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschal- ratentansprucne: tung wie sie im Oberbegriff des Ansprucns j vorausge-

1. Signalverarbeitungsschaltung mit einem Ver- setzt ist Insbesondere handelt es sich um eine Schaltung stärker, zwischen dessen Ausgang und Eingang ein zur Anhebung bzw. Dämpfung vertikaler Bilddetailinerster Rückkopplungszweig, der eine erste Impe- 5 formation bei einem Farbfernsehempfänger, der ein danz (76) enthält, und ein zweiter Rückkopplungs- Kammfilter zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbzweig, der eine zweite Impedanz (78) enthält, ge- komponenten eines Farbfernsehsignal enthält, schaltet sind, dadurch gekennzeichnet, Aus der DE-OS 2264282 ist eine Schaltungsanorddaß im zweiten Rückkopplungszweig in Reihe mit nung mit nichtlinearer Übertragungskennlinie für Fernder zweiten Impedanz (78) zwischen Ausgang des 10 sehsignale bekannt, welche der Gammakorrektur, also Verstärkers (75) und dem Ausgang (S₀) der Signal- dem Ausgleich der Kennlinienkrümmung einer Fernverarbeitungsschaltung (50) ein in beiden Richtun- sehbildröhre dient. Hierzu wird ein nichtlinearer Vergen leitender Schalter (81, 82) liegt, welcher derart stärker mit zwei Gegenkopplungszweigen verwendet, ausgebildet ist, daß er bei Signalen beider Polaritä- dessen einer eine lineare und dessen anderer eine nichtten innerhalb eines ersten Amplitudenbereiches ei- 15 lineare Impedanz enthält Weiterhin ist aus dem Buch nen Leitungszustand und innerhalb eines zweiten, »Halbleiter-Schaltungstechnik« von Tietze und Schenk, oberhalb des ersten liegenden Amplitudenbereiches Springer-Verlag, Berlin- Heidelberg- New York 1974, einen anderen Leitungszustand einnimmt Seite 262, ein Präzisions-Vollweg-Gleichrichter mit ge-

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, erdetem Ausgang bekannt, der mit einer geknickten dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der zweiten 20 Kennlinie arbeitet und hierzu ebenfalls einen gegenge-Impedanz (78) die Reihenschaltung einer dritten Im- koppelten Verstärker verwendet

pedanz (79) mit einem zusätzlichen, in beiden Rieh- Bei einem Farbfernsehsystem, wie dem in den Vereitungen leitenden Schalter (83, 84) liegt, der bei Si- nigten Staaten entwickelten System, sind die Leuchtgnalen entweder der einen oder anderen Polarität dichte- und Farbkomponenten eines Farbfernsehsignals innerhalb des ersten und zweiten Amplitudenberei- 2s innerhalb des Videofrequenzspektrums frequenzmäßig ches einen Leitungszustand und innerhalb eines drit- ineinandergeschachtelt, wobei die Leuchtdichtekompoten, oberhalb des ersten und zweiten liegenden Am- nenten bei ganzzahligen Vielfachen der Horizontalzeiplitudenbereiches einen anderen Leitungszustand lenabtastfrequenz und die Farbkomponenten bei ungeeinnimmt. radzah'igen Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, 30 liegen. Es sind verschiedene Kammfilteranordnungen dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem ersten zur Trennung der frequenzmäßig verschachtelten Schalter (81,82) ein Widerstand (87) liegt. Leuchtdichte- und Farbkomponenten des Videosignals

4. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 3, bekannt, beispielsweise in der US-PS 41 43 397 (Erfindadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der zweiten der D.D. Holmes) und der US-PS 40 96 516 (Erfinder Impedanz (78) die Reihenschaltung einer dritten Im- 35 D. H. Pritchard) und den dort angeführten Literaturstelpedanz (79) mit einem zusätzlichen, in beiden Rieh- len.

tungen leitenden Schalter (83, 84) liegt, der bei Si- Ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal, das am

gnalen entweder der einen oder anderen Polarität Leuchtdichteausgang des Kammfilters auftritt, ist über

innerhalb des ersten und zweiten Amplitudenberei- sein gesamtes Band dem Kammfilterungseffekt unter-

ches einen Leitungszustand und innerhalb eines drit- 40 worfen. Die Kammfilterung über den hochfrequenten

ten, oberhalb des ersten und zweiten liegenden Am- Bandteil, der mit den Farbsignalkomponenten geteilt

plitudenbereiches einen anderen Leitungszustand wird, hat den gewünschten Effekt der Entfernung von

einnimmt. Leuchtdichtesignalkomponenten. Eine Ausdehnung die-

5. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, ser Kammfilterung in den niederfrequenten Bandteil, dadurch gekennzeichnet, daß sie für Signale inner- 45 der nicht mit den Farbsignalkomponenten geteilt wird, halb des ersten Amplitudenbereiches eine erste Si- ist jedoch nicht notwendig für die gewünschte Entfergnalverstärkung aufweist, die größer als Null ist, für nung der Farbsignalkomponenten und bringt nur eine Signale innerhalb des zweiten Amplitudenbereiches unnötige Unterdrückung der Leuchtdichtesignalkomeine zweite Signalverstärkung aufweist, die größer ponenten. Komponenten am unteren Ende des nicht als die erste ist, und für Signale innerhalb des dritten 50 geteilten Bandes, die auf diese Weise entfernt werden, Amplitudenbereiches eine dritte Signalverstärkung entsprechen einer Vertikaldetailleuchtdichteinformaaufweist, die kleiner als die erste Signalverstärkung tion. Die Beibehaltung solcher Vertikaldetails ist wünist. sehenswert, um einen Vertikalauflösungsverlust im

6. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, Leuchtdichteinhalt des wiedergegebenen Bildes zu verdadurch gekennzeichnet, daß einer der Rückkopp- 55 meiden.

lungszweige ein Filter (76, 90; 78, 91 j 79, 92) zur Eine Anordnung zur Bewahrung der Vertikaldetailin-

Bestimmung seiner Frequenzcharakteristik enthält. formation benutzt ein Tiefpaßfilter, das an den Ausgang

7. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, des Kammfilters angeschlossen ist, an welchem die dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (81, kammgefilterten Farbkomponenten erscheinen. Die 82) in den zweiten Rückkopplungszweig bei Signa- 60 obere Grenzfrequenz dieses Filters liegt unterhalb des len innerhalb des zweiten und dritten Amplitudenbe- von den Farbsignalkomponenten eingenommenen Banreiches zur Verhinderung eines Stromflusses durch des (und sei zur Veranschaulichung gerade unterhalb den Widerstand (87) leitend ist, und daß der zusätzli- von 2 MHz gewählt). Das Filter koppelt selektiv Signale ehe Schalter (83,84) bei Signalen im ersten und zwei- unterhalb des Farbbandes vom Farbausgang des ten Amplitudenbereich zur Verhinderung eines 65 Kammfilters an eine Kombinationsschaltung, wo die se-Stromflusses durch die dritte Impedanz (79) nichtlei- lektiv gekoppelten Signale mit den kammgefilterten tend ist. Leuchtdichteausgangssignalen vom Kammfilter sum-

miert werden. Das kombinierte Signal enthält einen