DE1809362B2

DE1809362B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR RECOVERING THE MEDIUM IMAGE BRIGHTNESS OF A VIDEO SIGNAL

Info

Publication number: DE1809362B2
Application number: DE19681809362
Authority: DE
Inventors: 8500 Nürnberg Lange Heinz Dipl. Ing 8563 Schnaittach Schmidt Hans Joachim
Original assignee: Tekade Feiten Guilleaume Fernmel Deanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1968-11-16
Filing date: 1968-11-16
Publication date: 1971-12-30
Also published as: DE1809362A1

Description

Uei (-Mieriiagungssireeken. die das Videosignal aiiipliludL-iimiH.lulii.Tt übertragen, ist es üblich, Mir dem Modulator die mittlere Bildhelligkeit wieder/ugewinnen, um die Aussteuerung der Leitungsverstiirker möglichst klein zu hallen und um nieder!requeiite Siörspaniumgen des angelieferten Videosignals zu beseitigen. Entsprechend F i g. 1 bestehen die bekannten SchaltungsanordiHingen zur Wiedergewinnung der niitileren Bildhelligkeit in einem Videosignal U₁ im Prinzip aus einem Kondensator C, der während der Dauer der Synchronimpulse durch einen Schalter S auf ein bestimmtes Potential U₁₁ aufgeladen wird. Das Signal am Kondensator muß mit einem hocholimigen Widerstand R abgegriffen werden (Signal U.,), um eine zu starke F.ntladiing des Kondensators während der Svnchronimpulspausen zu \erhindern, was Verzerrungen des Videosignals zur Folge haben würde.Uei (-Mieriiagungssireeken. Which transmit the video signal aiiipliludL-iimiH.lulii.Tt, it is usual to regain the average image brightness with the modulator in order to reverberate the modulation of the line amplifier as small as possible and to reduce the requirement of the supplied video signal According to Fig. 1, the known circuit arrangements for restoring the lower image brightness in a video signal U ₁ consist in principle of a capacitor C which is charged to a certain potential U ₁₁ by a switch S during the duration of the sync pulses A high-ohm resistor R must be tapped at the capacitor (signal U.

An den Schaler S werden hohe Anforderungen gestellt. Er muß einen kleinen Durchlaßwiderstand besitzen, um den Kondensator Γ schnell auf das Potential i/_n laden bzw. entladen zu können Andererseits muß der .Sperrwiderstand sehr hoch sein, da er dem Widersland R parallel liegt.The demands on the Schaler S are high. It must have a small forward resistance in order to quickly _{charge or discharge the capacitor Γ to the potential i / n.} On the other hand, the blocking resistance must be very high because it is parallel to the opposing land R.

Im einfachsten Fall, der Niveau Dioden-Schaltung, besteht der Schalter .S' aus einer Diode. Mit dieser Schaltung ist aber nur eine geringe Verminderung niederfrequenter Störspannuneen möalich.In the simplest case, the level diode circuit, the switch .S 'consists of a diode. With this circuit, however, there is only a slight reduction low-frequency interference voltage possible.

Bei einer getasteten Klemmschaltung bekannter Art besteht der Schalter.9 üblicherweise aus einer Diodenbrücke mit vier Dioden. Zum Duchschnlten der Dioden werden aus den Sync'.ironimnulscn besondere Tastimpulse gewonnen. In Röhrentechnik läßt sich die getastete Klemmschaltung mit hoher Übertragimgsqualität realisieren, da sich mit Röhren leicht stabile Verstärker mit hohem F.ingangswiderstancl R bauen lassen, die auch für das Videohand genügend breitbandig sind.In a keyed clamping circuit of a known type, the switch.9 usually consists of a diode bridge with four diodes. Special tactile impulses are obtained from the sync. Tube technology, the keyed clamp circuit with high Übertragimgsqualität can be realized, as can be built with tubes slightly stable amplifier with high F.ingangswiderstancl R which are sufficiently broad band for the video source.

In Transistortechnik hingegen ist es ein besonderes Problem, einen stabilen Breitband-Verstärker mi; hohem F.ingangswiderstand zu bauen. Deshalb wurde bisher versucht, diese Schwierigkeit durch Anwendung anderer Prinzipien zu umgehen.In transistor technology, however, it is a particular problem to have a stable broadband amplifier mi; high input resistance. Therefore, attempts have so far been made to address this difficulty by applying to bypass other principles.

Hin bekanntes Beispiel hierfür ist die Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Sie besteht im wesentlichen aus einem Hochpaß mit dem Kondensator Γ und einem Tiefpaß, der eine Nkeaii-Dioden-Schaltung mit den Schaltungselemente!! (",. D_r /?, enthält. Am F.ingang des Verstärkers V3 werden hoch- und tieffrcquentc Anteile des Videosignals wieder im richtigen Verhältnis zusammengesetzt. Ist das Videosignal /. B. ein Fernsehsignal, so treten Verzerrungen der Vcitikai-Synchronimpulse auf. Diese können mit einer Kompensationsschaltung verkleinert werden. I Im ein einwandfreies Arbeiten dieser Schaltungsanordnung über längere Zeit zu gewährleisten, werden drei sehr stabile Einzclvcrstärker Vi; Vl; VS und eine stabile Kompensationsschaltung benötigt.A well-known example of this is the circuit arrangement according to FIG. 2. It essentially consists of a high-pass filter with the capacitor Γ and a low-pass filter, which is a Nkeaii diode circuit with the circuit elements !! (",. D _r / ?, contains. At the input of the amplifier V 3 high and low frequency components of the video signal are reassembled in the correct ratio. If the video signal /. B. a television signal, the Vcitikai sync pulses are distorted These can be reduced with a compensation circuit. In order to ensure that this circuit arrangement works properly over a longer period of time, three very stable individual amplifiers Vi; Vl; VS and a stable compensation circuit are required.

Mit dieser Schaltungsanordnung werden bei größcrem Aufwand nicht ganz so gute Ergebnisse wie mit der getasteten Klemmschaltung in Röhrentechnik erzielt. Der Vorteil der bekannten Schaltungsanordnung nach F i g. 2 gegenüber der nach F i g. 1, bei Belastung mit einem verrauschten Videosignal geringstmögliches Zeilenrauschen zu erzeugen, läßt sich auch mit der getasteten Klemmschaltung erreichen, wenn man die Tastimpulse fast so breit wie die Synehronimpulse macht.With this circuit arrangement are at largercrem Effort not quite as good results as with the keyed clamp circuit in tube technology achieved. The advantage of the known circuit arrangement according to FIG. 2 compared to that according to FIG. 1, at It is possible to generate the least possible line noise when exposed to a noisy video signal can also be achieved with the keyed clamping circuit if the key pulses are almost as wide as the synehron pulses power.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeilet nach dem gleichen Prinzip wie die Röhieiischallung, sie im jedoch Mill transistorisiert und erzielt die gleiche hohe Überlragungsqualilät mit geringem Aufwand.The arrangement according to the invention works on the same principle as the Röhieiischallung, they im however, Mill transistorized and achieved the same high quality with little effort.

Die Kennzeichen der erlindiingsgemäßen Schallungsanurdnung bestehen in der Kombination einer Schaltstufe, eines Verstärkers mit hochohmigem Eingang und eines Pulslormers. wobei in der Sehaltsiule als Schalter ein Schalitransistor und zur Einleitung des Klemmvorganges parallel zur KoHektor-tmitiei-Strecke dieses Schalttransisiors eine Diode angeordnet ist, deren Katode am Ladekondensator und deivn Anode an eine Gleiehspannungsquelle angeschlossen .'st. und der Verstärker als mehrstufiger Transistorverstärker mit hochohmigem Eingang breiibandig ausgelegt und die Basis-Emitter-Strecke der ersten Transistorstufe durch einen Kondensator und die Basis-Emitter-Strecke der zweiten Transistorstufe durch einen Widerstand überbrückt ist. und daß der Impulsformer zur Erzeugung der Tastimpulse für denThe characteristics of the shuttering according to the invention consist of a combination of a switching stage, an amplifier with a high-impedance input and a pulse generator. being in the Sehaltsiule as a switch a switching transistor and for initiation of the clamping process parallel to the KoHektor-tmitiei line this switching transistor a diode is arranged, the cathode of which on the charging capacitor and deivn Anode connected to a DC voltage source .'st. and the amplifier as a multi-stage transistor amplifier with a high-impedance input and the base-emitter path of the first Transistor stage by a capacitor and the base-emitter path of the second transistor stage is bridged by a resistor. and that the pulse shaper for generating the sampling pulses for the

Schalttransistor galvanisch an den Ausgang des Verstärkers angekoppelt ist.Switching transistor is galvanically coupled to the output of the amplifier.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.The mode of operation of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Das ungeklcmmte Videosignal L', wird nach Fi g.7iThe unclamped video signal L ', according to Fi g.7i

am Punkt 1 in die Schaltstufe .VI eingespeist. Der Kondensator Cl ist der Ladckondensator, der durch den Schalttransistor 71 während der Dauer der Synehronimpulse auf das konstante Potential U₁₁ aufgclagen wird. Das geklemmte Signal gelangt auf denfed into switching stage .VI at point 1. The capacitor C1 is the charging capacitor, which is applied to the constant potential U ₁₁ by the switching transistor 71 during the duration of the synchronization pulses. The clamped signal reaches the

Transistorverstärker V mit hohem Eingangswiderstand, der aus drei Transistoren 72. 73. 74 bestehi. Für diesen Ί ransistorversiärker wird im Prinzip eine bekannte Schaltungsanordnung verwendet, die nach Fig. 4 erläutert werden soll. Der Transistor-Transistor amplifier V with high input resistance, which consists of three transistors 72, 73, 74. In principle, a known circuit arrangement, which is to be explained according to FIG. 4, is used for this transistor-type amplifier. The transistor

verstärker besteht aus einem gegengekoppelten Verstärker mit den Transistoren 7'1 und 74 und der Verstärkung F.ins. Dieser Verstärker arbeitet auf den Außenwiderstand R 3. Der Widerstand Rl ist der Kollektorwidersland für den Transistor 73. Demamplifier consists of a negative feedback amplifier with transistors 7'1 and 74 and the gain F.ins. This amplifier works on the external resistance R 3. The resistance Rl is the collector cross country for the transistor 73. Dem

4" zweistufigen Verstärker mit den Transistoren 73 inu! 7 4 ist noch eine Kollektorstufe Il vorgeschaltet. Über den Widerstand IV (ließt ein Strom, der den gesamten Verstärker aulsteuert. Beim vorliegenden Anwcndungsfall ist R' nicht erforderlich, da der Ver-4 "two-stage amplifier with the transistors 73 inu! 7 4 a collector stage II is connected upstream. A current that controls the entire amplifier reads through the resistor IV (. In the present application, R 'is not required because the

■15 stärker durch dtis geklemmte Signal aufgesteuert wird. Die Verstärkung Ul UI ist nahezu gleich 1. der Eingangswiderstand annähernd gleich dem Produki ai's Widerstand Λ 3 und den Slromverstärkungsfakiorcn der drei Transistoren. Bei entsprechender Au-.-leguiig der Schaltelemente eines solchen Verstärkers läßt sich ein sehr hoher Hillgangswiderstand erreichen (20 Mi! und mehr). Der Gleichstrom im Transistor 72 ist dann aber sehr klein (Größenordnung nA). und die Gren/frequenz des Transistors wird zu klein.■ 15 is controlled more strongly by the dtis clamped signal. The gain Ul UI is almost equal to 1. the input resistance is approximately equal to the product ai's resistance Λ 3 and the current gain factor of the three transistors. If the switching elements of such an amplifier are appropriately designed, a very high hill resistance can be achieved (20 Mi! And more). The direct current in transistor 72 is then very small (order of magnitude nA). and the size / frequency of the transistor becomes too small.

Dadurch ist für die erforderliche Qualität des Verstärkers die Gegenkopplung am oberen Bandende nicht mehr groß genug. Der Amplitiidenfrcquenzgang der Verstärkung fällt bereits bei einigen MHz stark ab. Ein derartiger Verstärker ist also zur Videoübertragung nicht geeignet.As a result, the negative feedback is at the upper end of the tape for the required quality of the amplifier no longer big enough. The amplitude frequency response of the amplification drops sharply at a few MHz away. Such an amplifier is therefore not suitable for video transmission.

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 ist nun dieser Nachteil vermieden, da im Transistor Tl des Verstärkers V durch den Überbrikkurtgsvviderstand R1 ein höherer Strom fließt und gleichzeitig durch den Übcrbrückungskondensator Cl die hohen Frequenzen den Transistor Tl umgehen. Der Kondensator Cl ist so dimensioniert, daß der Eingangswiderstand des Verstärkers V für die tiefen FrequenzenIn the circuit arrangement according to FIG. 3, this drawback is now avoided since the amplifier V flowing in the transistor Tl by the Überbrikkurtgsvviderstand R 1 is a higher current and at the same time the high frequencies avoided by Übcrbrückungskondensator Cl transistor Tl. The capacitor Cl is dimensioned so that the input resistance of the amplifier V for the low frequencies

nur unwesentlich becinllul.U wird. Dr. in diesem Anwendungslall der hohe Hingangswidersiaiid nur bei liefen l-'rei|iiL'ii/en erforderlich Ll, wirkt sich eine Verkleinerung durch den Überbrüekungskondeiisatoi < 2 für die hohen Frequenzen nicht nachteilig aus. Gleichzeitig wird aber die Grenzfrequenz des Amplitudenfrequen/ganges bis etwa 20 MHz hinausgeschoben. becomes only insignificantly becinllul.U. Dr. In this application, the high input resistance is only required when there is a run, a reduction due to the bridging condition <2 does not have a disadvantageous effect on the high frequencies. At the same time, however, the cut-off frequency of the amplitude frequency is pushed up to around 20 MHz.

Für die Erzeugung der Tastimpulse im PuIsfin nier P zur Betätigung der Schaltstufe .S' 1 genügt ein einziger Transistor TS. Dieser geringe Aufwand wird dadurch erreicht, daß das Signal zur Tastimpulserzeugung galvanisch unmittelbar vom Ausgangssignal U., am Widerstand R 3 zwischen den Punkten A und /)' aiigegriiTen wird. Fs steht also ein bereits geklemmtes und genügend großes Signal für die Impulsformung zur Verfügung. Der Klemmvorgang würde aber ohne zusätzliche Maßnahmen bei kleinen Videospaniumgen nicht in Gang kommen; wegen tier fehlenden Klemmladung auf dem Kondensator Cl wäre der Verstärker V gesperrt, und somit könnten auch keine Tasiimpulse entstehen, die diese Ladung auf C₁ bringen. Hierzu dient in der Schaltstufe Ä'l die Diode Dl. die den Klemmvorgang einleitet. Arbeitet die eigentliche Klemmschaltung einmal, so ist die Diode D1 wirkungslos, weil sie dauernd gesperrt ist. Der Transistor 75 mit dem Außenwiderstand R 4 und dem Gegenkopplungswiderstand RS verstärkt das geklemmte Videosignal und polt es um. Der Temperaturgang des Transistors 75 wird mit der Diode D 2 kompensiert. Um zu verhindern, daß der Transistor 75 in die Sättigung kommt und damit das Signal im Hauptweg verzerrt, wird das verstärkte Signal mit Hilfe der Diode D3 und der Z-DiodeD4 sowie des Widerstandes R6 begrenzt (Fig. 5). Die Tastimpulse werden nun mittels des Kondensators C3 lind des /?C-GIicdes C4 Rl so geformt, daß keine Störungen in den Flanken der Synchroninipulse entstehen. Über den KoppelknndensaUii ( 5 gelangen die Impulse auf den Schalttransisior 7 1. A single transistor TS is sufficient to generate the pulse pulses in the pulse fin nier P to actuate the switching stage .S'1. This low expenditure is achieved by the fact that the signal for generating the touch pulse is galvanically integrated directly from the output signal U., at the resistor R 3 between the points A and /) '. Fs is an already clamped and sufficiently large signal available for pulse shaping. Without additional measures, however, the clamping process would not start with small video volumes; Because of the lack of a clamping charge on the capacitor Cl, the amplifier V would be blocked, and thus no Tasi pulses could arise which bring _{this charge to C 1.} The diode D1, which initiates the clamping process, is used for this in switching stage A1. If the actual clamping circuit works once, the diode D 1 has no effect because it is permanently blocked. The transistor 75 with the external resistor R 4 and the negative feedback resistor RS amplifies the clamped video signal and reverses its polarity. The temperature variation of the transistor 75 is compensated with the diode D 2. In order to prevent the transistor 75 from saturating and thus distorting the signal in the main path, the amplified signal is limited with the aid of the diode D3 and the Zener diode D4 as well as the resistor R 6 (FIG. 5). The probe pulses are now shaped by means of the capacitor C3 and the /? C-GIicdes C4 R1 in such a way that no disturbances arise in the edges of the synchronizing pulses. The pulses reach the switching transistor 7 1 via the coupling node (5).

Weil die Tasiimpulse fast so breit wie die S\nchiiinimpulse sind, ist das Zcilcinauschcii der Schalluingsunordnung genauso klein wie bei einer einfachen Niveau-Dioden-SchalHmg oder wie bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 2.Because the Tasi pulses are almost as wide as the S \ nchiiin pulses is the zcilcinauschcii of the Schalluings disorder just as small as with a simple level diode switch or as with the Circuit arrangement according to FIG. 2.

Claims

Claim:

Circuit arrangement for the recovery of the average image brightness of a video signal and for the elimination of low-frequency Störspaniumuen, by a keyed clamping circuit with transistors, consisting of a charging capacitor, which can be charged and discharged with a switch, an amplifier and a pulse shaper that actuates the switch , characterized by the combination of a switching stage (.91), an amplifier ( V \ with high-resistance input and a pulse shaper (/ '), \ vol.ei in the switching stage (51) as a switch a switching transistor (71) and to initiate the clamping process A diode (Di) is arranged parallel to the collector-emitter path of this switching transistor, the cathode of which is connected to the charging capacitor (C 1) and the anode of which is connected to a DC voltage source (U _n ) , and the amplifier (V) as a multi-stage transistor amplifier with a high-impedance input designed broadband and the base-emitter path of the first transistor stage (72) by a condenser nsator (C2) and the base-emitter path of the second transistor stage (73) is bridged by a resistor (R 1), and that the pulse shaper (P) to generate the pulse for the switching transistor (7ί) galvanically to the output (A , B) of the amplifier (K) is coupled (F i g. 3).

1 sheet of drawings