DE2013507A1

DE2013507A1 - Pi' 21.03.69 V.St.v.Amerika 809248 Regelschaltung

Info

Publication number: DE2013507A1
Application number: DE19702013507
Authority: DE
Inventors: Leonard Joseph Cinnaminson N.J. Baun (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1284022A; NL7004037A; JPS4922329B1; DE2013507C3; FR2039788A5; US3569620A; DE2013507B2

Description

6992-70/Sch/ko

U.S. Serial No. 809248

U.S. Filing Date: March 21, 1969 ■ ■

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A)

Regelschaltung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verstärkungs-¹ regelung in einer Videosignalübertragungsstrecke. Bei der Erzeugung eines Biidsignalgemisches in einer Fernsehanlage für die Übertrag·,ng ist eine Reihe von Bearbeitungsvorgängen für die Signale erforderlich, welche entweder unmittelbar oder durch die Atmosphäre oder einen anderen Übertragungsweg, wie eine Verbindungsstrecke, vom Signalgenerator her empfangen werden. Ein solcher BearbeitungsVorgang liegt in der Regelung der Signalverstärkung, so daß das Signal praktisch auf .einem konstanten Pegel ^: gehalten wird. Ein bekanntes Verfahren für eine solche Video- [ signalverstärkungsregelung benutzt als Kriterium die Amplitude j der Synchronimpulse des Bildsignalgemisches. Nach einem anderen ' | Verfahren wird das Regelsignal durch Ermittlung der Amplitude ' des Videosignals oder der Amplitude ausgewählter Impulse gewonnen, welche in das Bildsignalgemisch während der Äustastinter- ; valle eingefügt werden. !

In einem System, bei dem das Regelsignal vom Videosignal abge- i leitet wird, war es üblich, eine einzige Detektoranordnung zu I verwenden, in welcher der Signalpegel entsprechend dem Bildsignal Weiß'im Verhältnis zum Signalpegel entsprechend dem Bildsignal Schwarz zur Bildung, des Regelsignals umgewandelt wird. Demgemäß machte öle nur einfache Gleichrichtung des Bildsignals je nach dem, ob der Mittelwert des Bildsignals groß oder niedrig war,

notwendig,das System so auszulegen, daß die Ausgleichszeit für schwankende Videosignalpegel von der Zeitkonstanten derjenigen Schaltung abhängig ist, welche das Regelsignal von dem niedrigen Mittelwertsignal ableitet. Da die Bilddauer (l6,7 ms) in die Berechnung eingeht, muß die Filterzeitkonstante für einen brauchbaren Betrieb notwendigerweise größer als die Bilddauer sein, damit das resultierende Regelsignal genügend stabil ist, um nennenswerte Verstärkungsschwankungen der Bildfrequenz zu überwinden, insbesondere für niedrige Mittelwertsignale. Auch ändert sich bei Filterschaltungen mit nur einer festen Zeitkonstante die Erholzeit der Regelschaltung mit dem Mittelwert des Bildsignals. Daraus ergibt sich, daß zwei der grundsätzlichen Nachteile einer Verstärkungsregelschaltung mit einem einzigen Videosignaldetektor in den relativ langen und sich mit Schwankungen des Videosignalpegels ändernden Erholzeiten liegen. Schnelle Videosignalschwankungen werden daher von einem solchen System nur träge ausgeregelt .Schnelle oder plötzliche Änderungen der Videosignalpegel kommen jedoch beim Betrieb eines Fernsehsystems vor, beispielsweise wenn relativ dunkle Szenen darstellende Videosignale plötzlich in Videosignale tibergehen, die einen relativ hohen Mittelwert haben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Verstärkungsregelschaltung für Videosignale, bei welcher der Signalpegel praktisch konstant gehalten v/ird unter Steuerung durch eine Information, welche von einem den Bildinhalt darstellenden Teil des Videosignals abgeleitet wird.

Diese Aufgabe wird erfindurigsgemäß gelöst durch eine Regelstrecke mit einer Kleinmanordnung, welche die Schwarijpegelsignalanteile eines Signalausschnittes des übertragenen Signals auf ein vorgegebenes Lezugspotentlal klemmt, durch eine Einrichtung, welche bol überschreiten eines vorgegebenen maximalen Weißpegels durch das geklemmte Signal ein Weißüberschreitungssignal und ein invertiertes solches Signal Liefert, und durch eine Kombinationsschal-

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tung, die in Abhängigkeit davon, ob das Weißüberschreitungssig- . nal oder das invertierte Signal einen größeren Augenblickswert ; hat, ein Verstärkungsregelsignal erzeugt, welches als Ausgangssignal der Regelstrecke einem Glied der Übertragungsstrecke zu- '■ geführt wird. Der Signalausschnitt des Bildsignalgemisches, das vom Ausgang des geregelten Verstärkers abgenommen wird, wird mit seinem Sehwarzwert auf ein festes Bezugspotential, wie.Masse, geklemmt. Das dabei entstehende Signal wird abgetastet, um fest- ^: zustellen ob seine Weißanteile einen vorbestimmten Schwellwert- : pegel überschreiten, so daß ein erstes Signal größerer Amplitude als die entsprechenden Weißsignalproben, aber diesen entsprechend,, festgestellt wird. Ferner wird ein zweites Signal festgestellt, welches die Umkehrung des ersten darstellt. Beide Signale werden ; einem niclit additiv arbeitenden Mischer zugeführt, der ein Regelsignal nur in Abhängigkeit von dem Signal mit dem größeren Wert ; erzeugt, wobei jeglicher Einfluß des Signals mit der kleineren Amplitude ausgeschlossen wird. Dieses Signal wird zur Regelung ! der Signalverstärkung des Verstärkers verwendet.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Regelverstärkers in einer Fernsehanlage

Fig. 2 die in Figur 1 verwendete Schwa. zpegelklemmschaltung

Fig. J die Schaltung des in Figur 1 verwendeten Betriebsartwählers

Fig. 4 die Schaltun g des in Figur 1 verwendeten Weißsignaldetektors

Fig. 5 den Weißsignalregelverstärker aus Figur 1 Fig. 6 den Videoausgangsverstärker aus Figur 1

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Fig. 7 die Synchronimpulsspitzenklemmschaltung aus Figur 1 und

Fig. 9 und 10 leicht idealisierte Signalformen für lange und kurze Signalausschnitte, sowie ihre Umkehrungen und Mittelwerte, wie sie beim Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltung erwähnt werden.

Gemäß Figur 1 wird ein Bildsignalgemisch, welches mindestens den Bildinhalt darstellende Signale und Horizontal- und Vertikalaustast- sowie -Synchronisiersignale (in manchen Fällen auch ein Vertikalintervalltestsignal) enthält, einem Eirigangsanschluß 11 eines Videoeingangsmoduls 12 zugeführt, und durch einen Verstärkungsregelmodul IJ, auf den sich die Erfindung bezieht, und schließlich einen VideosignalVerarbeitungsmodul 14 zu einem Videoausgangsmodul 15 mit einem Ausgangsanschluß Io geführt. Im Verstärkungsregelmodul IJ wird das Bildsignalgemisch einem Eingangsanschluß 17 eines Weißregelverstärkers 18 zugeführt, der ferner einen Ausgangsanschiuß 19 und zwei Steuersignalanschlüsse 21 und 22 hat. Das dem Anschluß 21 zugeführte Signal bestimmt die Verstärkung des Verstärkers, und das dem Anschluß 22 zugeführte Signal bewirkt eine Kompensation der Gleichstromkomponente; beide Steuerungen werden nachfolgend im einzelnen beschrieben. Ein Ausschnitt des dem Eingangsanschluß 17 des Weißregelverstärkers 18 zugeführten Bildsignalgemisches wird einem Synchronisierimpulsregelgerät 2J zugeführt, ivelches ein Steuersignal abgibt, das dem Eingangsmodul 12 zugeführt wird, so daß eine Verstärkungsregelung des Bildsignalgemisches in Abhängigkeit von der Amplitude der Synchronimpulse erfolgt. Obgleich das Regelgerät 23 kein Bestandteil der Erfindung ist, ist es im Sinne einer vollständigen Beschreibung der Grundelemente eines erfolgreich arbeitenden Regelmoduls IJ erwähnt. Der Modul IJ enthält ferner einen Videoausgangcverstärker 24, dessen Eingangsanschluß 25 mit dem Ausgangsanschluß 19 des Weißregelverstärkers 18 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Videosignalverstärker 14 verbunden ist. Ferner enthält der Modul IJ eine Synchronimpuls-

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spitzenklemmschaltung 27, deren Eingang 28 an den Ausgang 26 des Videoausgangsverstärkers 24 angeschlossen ist und deren Ausgang 29 an den Steuereingang 22 des WeißregelVerstärkers.18 angeschlossen ist. Der Videoausgangsverstärker 24 und die Synchronimpuls spitzenklemmschaltung 27 bilden ebenfalls keinen Teil der Erfindung und sind nur der Vollständigkeit halber erwähnt.

Außer dem Weißregelverstärker 18 enthält der Modul 13. erfindungs-; gemäß eine Schwarzpegelklemmschaltung 31> einen Weißsignaldetek- ^; tor32 und einen Modeschalter oder Betriebsabschalter ~5J>> der : verwendet wird, wenn das Bildsignalgemisch ein Vertikalintervalltestsignal enthält. Ein Bildsignalgemischausschnitt wird vom _; Ausgang des Moduls l4 auf den Eingangsanschluß 34 der Schwarz- ^! pegelklemmschaltung 3I geführt, die unter Steuerung eines Klemm- ; impulses arbeitet, welcher während der Horizontalaustastinter- ' valle einem Anschluß 35 zugeführt wird und am Ausgangsansehluß | 36 ein Bildsignal erzeugt, bei dem der Schwarzwert auf ein Bezugspotential, beispielsweise Masse, geklemmt ist. Das so geklemmte Videosignal am Ausgang 36 der Klemmschaltung 31 wird dem ' Eingang 37 des Modeschalters 33 zugeführt, der unter Steuerung I durch einen Gatterimpuls arbeitet, welcher während des Vertikal- \ testsignalintervalls einem Anschluß 38 zugeführt wird, so daß am Ausgangsansehluß 39 das Videosignal und/oder das Vertikalintervalltestsignal erzeugt wird. Das vom Ausgangsansehluß 39 des Modeschalters 32 abgenommene Signal wird dem Eingangsanschiß 41 des Weißsignaldetektor 32 zugeführt, der an seinem Ausgangsanschluß 42 ein in einer Richtung verlaufendes Verstärküngsregelsignal erzeugt. Dieses Regelsignal wird dem Steuersignaleingang 21 des WeißregelVerstärkers 18 zugeführt und bestimmt die Verstärkung des Videosignalgemisches derart, daß die Spitzenamplitude praktisch auf dem gewünschten Pegel bleibt«

In dem Videosignalgemisch, was nach Figur 2 dem Elngarigsanschluß 34 der Schwarzpegelklemmschalt 3I zugeführt wird, sind die dem Bildwert V/eiß'entsprechenden Signale negativ gegnüber den den

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Bildwert Schwarz darstellenden Signalen. Dieses Videosignal wird mit Hilfe eines NPN-Videosignaltransistörs 4;5 verstärkt und über einen Kondensator 44 auf den Kollektor eines PNP-Schwarzpegelklemmtransistors 45 geführt, dessen Emitter am Eezugspotential Masse liegt. Der Klernmtransistor 45 wird von einem Klemmimpuls 46 gesteuert, der während der Horizontalaustastperioden dem Anschluß ;>5 zugeführt wird. Während der Bildsignalteile einer Zeilenda.uer hat der Impuls 46 praktisch das Potential Null, wobei eine Überlastungsschutzdiode 47 einen Strom durch einen Widerstand 48 leitet und auf diese Weise ein Abschaltpotential an die Basis des Klemmtransistors 45 gelangen läßt. Während der Austastabschnitte einer Zeile hat der Klemmimpuls ein negatives Potential, welches'die Diode 47 sperrt, so daß an der Basis des Klemmtransistors 45 ein genügend negatives Signal auftritt, um diesen Transistor in die Sättigung su Steuern. Dieses negative Potential wird von einem Spannungsteiler geliefert, welcher den Widerstand 48 und zwei zusätzliche Widerstände 49 und 51 mit den angegebenen Werten besteht. Während des negativen Austastiitervallverlaufs des Kletmriimpulses 46 befindet sich daher der Kollektor des Klemmtransistors 45 praktisch auf Massepotentiai, so daß aie den Schwarzwert des Bildes darstellenden Signalteile auf Masse geklemmt werden.

Das am Ausgangsanschluß ~j6 der Schwarzpegelklemmschaltung yc. nach Figur 2 entstehende geklemmte Videosignal wird dem Eingang y~( des Mode s ehalte rs j5j5 gemäß Figur J zugeführt, von wo es über eine Schaltung 52, die einen Reihenwiaerstand 53 enthält, auf den Ausgangsannchluß y~) des Modeschalters gelangt. Diese Schaltung enthält ferner einen PNP-Transistor 5^ -^ur Auswahl des Videosignals und einen NPN-Transistor 55 liur Auswahl des Vertikalintervalltestsignala. Beide Transistoren sind mit ihren KoI Lektor-Emtter-Strecken zwischen die¹ Signalübertragungsschaltung 5L¹ und Masse einschaltbar. Die Signaiwähltranslstoren 54 und 55 werden durch einen Wählschalter 56 ^unc* einen Tastimpuls 57 arwler Klemme jj8 in Betrieb genommen. Der Impuls ist immer

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positiv, außer während des Auftretens des Vertikalintervalltestsignals, wo er negativ ist. Der Tastimpuls 57 wird dem Wählschalter 56 durch einen NPN-Impulsverstärkertransistor 58 zugeführt, · der als Emitterfolger geschaltet ist. Der Wählschalter 56 hat zwei Kontakte 59 und 61, die entsprechend an die Basen der Transistoren 54 bzw. 55 angeschlossen sind, und einen dritten, nicht angeschlossenen Kontakt 62. ■

Wird der Schalter 56 auf seinen Kontakt 59 gelegt, dann führt der Tastimpuls 57 ein positives Potential an die Basis des Videosignalwähltransistors 54, solange nicht das Vertikalirfervalltest- ä signal auftritt, so daß dieser Transistor gesperrt wird und sämtliche Bildinformation des Videosignals zum Ausgangsanschluß 59 des Modeschalters J5 gelangt. Während des-negativen Teils des Tastimpulses 57 wird der Transistor 54 in die Sättigung getrieben, wodurch die Signalübertragungsschaltung 52 mit Masse verbunden wird und verhindert wird, daß irgendwelche Anteile des · j Signals (außer dem Vertikalintervalltestsignal) zum Ausgangsan- j schluß 59 während des Auftretens des Vertikalintervalltestsignals gelangen. Dies ist jedoch ohne Bedeutung, da zu diesem Zeitpunkt j im Videosignal keine Bildinformation enthalten ist. Wenn der | Wählschalter auf seinem Kontakt 59 liegt,ist weiterhin die Basis ' des Transistors 55 nicht angeschlossen, so daß dieser Transistor : während der ganzen Zeit gesperrt bleibt. - . j f

Liegt der Wählschalter 56 auf seinem Kv itakt 61, dann führt der j Tastimpuls 57 der Basis des Transistors 55 während der ganzen \ Zeit ein positives Potential zu, außer während des Auftretens des Vertikalintervalltestsignals, so daß dieser Transistor in der Sättigung betrieben wird und eine Übertragung irgendwelcher Bildanteile zum Ausgangsanschluß j59 des Modeschalters 55 verhindert. Während des negativen Teils des Tastimpulses 57 ist der Transistor 55 gesperrt, so daß das Vertikalintervalltestsignal zum Ausgangsanschluß y^ gelangen kann. Wenn der Schalter auf seinem Kontakt 6l liegt, ist außerdem die Basis des Videosignal-

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wähltransistors 5^ nicht angeschlossen, so daß dieser Transistor die ganze Zeit gesperrt bleibt.

Liegt der Schalter 56 auf seinem Kontakt 62, dann sind die Basen beider Transistoren 5^ und 55 nicht angeschlossen, so daß beide Transistoren die ganze Zeit gesperrt sind. Auf diese V/eise wird der Bildinhalt und die Vertikalintervalltestsignale dem Ausgangsanschluß 59 des Modeschalters 3>3 zugeführt. Bei dieser Betriebsart erfolgt die Verstärkungsregelung des Bildsignalgemisches mit Hilfe des Signales mit der größeren Weißamplitude, wie sich aus der folgenden Beschreibung des Betriebs des Weißsignaldetektors 52 ergibt.

Das am Ausgangsanschluß 39 des Modeschalters 33 nach Figur 3 entstehende Signal wird dem Eingangsanschluß 41 des Weißsignaldetektors 32 (Figur 4) zugeführt, wo es auf die Basis eines NPN-Transistors 63, der als Weißsignaltreibertransistor arbeitet und als Emitterfolger geschaltet ist, gelangt. Der Weißvideosignalabtaster enthält einen PNP-Signalabtasttransistor 64 und einen NPN-Signalabtastumkehrtransistor t>5. Das am Emitter des Treibertransistors 63 erzeugte Videosignal, welches der Basis des Transistors 64 zugeführt wird, hat dieselbe Polarität wie das Signal am Eingangsanschluß j^ der SchwarzpegelkTemmschaltung 3I der Figur 2, d.h.,die Weißanteile des Signals sind negativ gegenüber den geklemmten Schvarzanteilen.

Die Funktion des Weißvideosignalabtasters liegt darin, aus dem Bildsignalgemisch nur die über eine gewählte Schwellamplitude hinausgehenden Weißanteile herauszuziehen. Hierzu wird die Basis des Transistors 64 mit Hilfe eines Potentiometers 66 so vorgespannt, daß dieser Transistor nur dann leitet, wenn die Amplitude der Weißspitzen des Bildsignals größer als diese Schwellamplitude ist. Die Anzahl, die Zeitdauer und die zeitlichen Abstände der Weißsignalausschnitte am Emitter und Kollektor des Transistors 64 können in einem weiten Bereich variieren und zwischen einem

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sehr kurzen und einem sehr langen Zeitraum vorhanden sein, wobei ein aus diesen Signalausschnitten abgeleitetes in einer Richtung verlaufendes Signal nicht in allen Fällen genau den Amplituden
der Weißsignalanteile des Videosignals entspricht und daher
keine sehr genaue Signalregelung erlaubt.

Demgemäß enthält der in Figur 4 dargestellte, besondere Weißsignaldetektor 32 nach der Erfindung einen Detektor für einen niedrigen Bildsignalmttelwert und einen Detektor für einen hohen BiIdsignalmitteiwert. Der Detektor für den niedrigen Bildsignalmittelwert enthält einen NPN-Koppeltransistor 6j und einen■nicht addi- λ tiv arbeitenden Signalmischtrai sistor 68, die beide als Emitterfolger geschaltet sind. Die Basis des Koppel transistors 67 ist _; mit dem Kollektor des Transistors 64 verbunden und erhält die
den Weißwert darstellenden Ausschnitte des Videosignals, in dem
die Weißsignale positiv gegenüber den Schwarzsignalänteilen sindJ Die Koppelschaltung zwischen dem Emitter des Koppeltransistors I

67 und der Basis des Mischtransistors 68 enthält die Reihenschaltung eines Kondensators 69 und eines Widerstandes '(I sowie eine j von deren Verbindungspunkt nach Masse geschaltete Diode 72. Diesej Koppelschaltung liefert an den Transistor 68 ein Signal negativer! Polarität mit einer Amplitude, welche derAmplitude der Weißsig- ; nalauESChnitte entspricht, die vom Koppeltransistor 6y abgeleitet ' worden sind. Der Detektor für die hohen Signalmittelwerte ist ähnlich wie der Detektor für die niedrigen Signalmittelwerte . 1 aufgebaut und enthält einen NPN-Koppeltransistor 7J5, dessen Basis! das Ausgangssignal des Umkehrtransistors 65 zugeführt wird und i dessen Emitter mit der Basis eines zweiten Transistors 77 j der ; ebenfalls als nicht additiver Signalmischer arbeitet, über eine j Schaltung zugeführt wird, welche in Reihe einen Kondensator 74 j und einen Widerstand 73 enthält, deren Verbindungspunkt über eine¹ Diode (6 nach Manr.e geführt ist, ,

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Die Mi s chs chal tungen mit den Transistoren 68 und 77 gleichen Leitungstyps haben die gleichen Eingangsschaltungen an ihren Basen und einen gemeinsamen Ausgangskreis, welcher die Zusammenschaltung ihrer Emitter über Schutzdioden 7'8 und/9 und einen Lastwiderstand 81 enthält. Die Dioden 78.und 79 dienen dem Schutz gegen zu große Basis-Emitter-Sperrspannungen an den Transistoren 68 und 77* welche als nicht additive Mischstufen geschaltet sind und an ihrem Lastwiderstand 81 ein in der Verstärkung geregeltes Ausgangssignal an den Ausgangsanschluß 82 liefern, dessen Amplitude sich nach dem Wert desjenigen Weißsignal-A ausschnittes richtet, welches den Basen der Mischtransistören 68 und 77 zugeführt ist und die größere Amplitude hat.

Das amAusgangspunkt 82 entstehende Regelsignal wird dem Ausgangsanschluß 42 des Weißsignaldetektors ~$2 durch eine Doppelzweigkopplungsschaltung 83 zugeführt. Ein Zweig dieser Koppelschaltung

: 83 enthält einen relativ großen Widerstand 84 zwischen den Klemmen 82 und 42 und bildet einen Koppelweg relativ großer Zeitkonstante mit einem Kondensator 85* der von der Ausgangsklemme

: 42 nach Masse liegt. Der andere Zweig der Koppelschaltung 83 umfaßt die Reihenschaltung eines relativ niederohmigen Widerstandes 86 mit einer Diode 87 zwischen den Klemmen 82 und 42 und bildet einen Koppelpfad relativ kurzer Zeitkonstante mit dem ™ Kondensator 85. Diese besondere Koppelschaltung bewirkt ein relativ schnelles Anlegen eines negativ gedichteten Regelsignals an den Regelverstärker l8, welches ein plötzliches Anwachsen der Bildhelligkeit darstellt, so daß eine relativ schnelle Verstärkungsregelung des Videosignals zur Verringerung seinerAmplitude auf den gewünschten Wert eintritt. Auf diese Weise wird jeder plötzliche Amplitudenanstieg des negativ gerichteten Steuersignals am Ausgang 82 der Signalkombinationssohuluuig au#Üen Ausgangsanschluß 42 übertragen und gelangt damit zum Weißregelverstärker 18 über den Koρpe.Izweig der Koppelsohaltung 8^ mit der kurzen Zeltkonstante., weicher den Widerstand 86 und die Diode 87 enthält. Jeder plötzliche Amplituderuibfail des Regelsignais wird

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! langsamer zum Ausgangsanschluß 42 und zum Weißregelverstärker 18 • durch den Zweig mit der langen Zeitkonstante, welcher den Wider- ^; stand 84 enthält, übertragen. Eine solche Koppelschaltung ve.rhin-. dert Regelschwingungen odej/ein Durchgehen der Regelschaltung, wenn der Mittelwert des Bildes sich schnell zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert verändert.

Zur Veranschaulichung des Betriebs des Weißsignaldetektors J>2 nach Figur 4 sei sein Verhalten bei hohen und niedrigen Mittel-, werten des Bildsignals betrachtet. Es sei angenommen, daß das Schwellwertpotentiometer 66 in beiden Fällen gleich eingestellt sei, so daß der Transistor 64 Weißsignalausschnitte sowohl für hohe als auch niedrige SignalmitteLwerte erzeugt, welche den Schwellpegel überschreiten. Ferner sei angenommen, daß die Weißsignalausschnitte in beiden Fällen die gleiche Spitzenamplitude ; haben, so daß-sie sich nur in ihrer Anzahl, Zeitdauer und/oder zeitlichem Abstand unterscheiden.

Es sei nun zunächst ein Videosignal betrachtet, welches ein Bild mit einem relativ 'hohen Signalmittelwert darstellt, wie die Kurve 88a der Figur 8A zeigt. Wenn vom Transistor 64 festgestellt wird, daß die negativ gerichtete Weißinformation den mit Hilfe des Po-, tentiometers 66 eingestellten Schwellwert 89 überschreitet und , diese Weißausschnitte durch den Transistor 64 hochverstärkt werden, dann werden sie von der Koppelsch&tung mit dem Transistor 67, dem Kondensator 69, dem Widerstand 71 und der Pegelwiedergej winnungsdiode 72 so verarbeitet, daß die Signalform 88b der Figur 8b mit relativ langem aktiven Zyklus erzeugt wird. Der Transistor 65 und die Koppelschaltung mit dem Transistor 73* dem Kondensator 74, dem Widerstand 75 und der Gleichspannungswiedergewinnungsdiode 76 erzeugt dann die Signalform 88c der Figur 8C, welche die Umkehrung der Welle 88b darstellt. Die verstärkten Ausschnittwellen 88b und 88c ©langen auf die Signalmischtransistoren 68 bzw. 77. Die negativ gerichteten Teile der Welle 88b bringen den Transistor 68 zum Leiten, so daß am Ausgangsanschiuß

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82 eine negative Spannung entsteht, die zusammen mit dem zugeführten positiv gerichteten Teil der Welle 88c den Transistor 77 sperrt. In gleicher Weise bringen die negativ gerichteten Teile der Welle 88c den Transistor 77 zum Leiten, und die am Ausgang 82 entstehende negative Spannung sperrt in Verbindung mit dem zugeführten positiven Teil der Welle 88b den Transistor 68. Wegen der praktisch gleichen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Amplituden der Wellen 88b und 88c erzeugt der eine oder dar andere der Transistoren 68 bzw. 77 eine kontinuierliche negative Regelspannung, welche durch die Welle 88d der Figur 8D dargestellt wird. Die Amplitude dieser Regelspannung ist reprsentativ für das Verhältnis der Weißvideosignalausschnitte zu den geklemmten Schwarzvideosignalanteilen.

Figur 9A veranschaulicht den Fall für ein Bild mit einem relativ niedrigen Mittelwert. Das Signal 91a habe die gleichen, im Verhältnis zu den geklemmten Schwarzanteilen des Signals negativ gerichteten Weißsignalwerte, wie es anhand von Figur 8 angenommen worden war. Ferner soll der SchieLlwert 92 gleich gewählt werden. Wird das durch die Welle 91a· dargestellte Videosignal vom Transistor 64 auf seine über den Schwellwert 92 hinausgehenden Weißspitzen untersucht, dann werden diese Spitzen verstärkt und in der den Transistor 67, den Kondensator 69, den Widerstand 7I und die GleichspannungswJedergewinnungsdiode 72 enthaltende Schaltung verarbeitet, so daß die Signalform 91b der Figur 9B entsteht, welche nur kurze aktive Zyklen hat. Entsprechend erzeugt der Transistor 65 zusammen mit der Koppelschaltung, welche den Transistor 73, den Kondensator 'Jk, den Widerstand 75 und die Gleichspannungswiedergewinnungsdiode 76 enthält, die Signalform 91c der Figur 9C, welche umgekehrt zur Signalform 91b verläuft. Die Wellen 91b und 91c gelangen zu den entsprechenden Mischtransistoren 68 und 6/ der Figur 4, welche eine negative Regelspannung ' der Signalform 91d der Figur 9D erzeugt. Dieses Signal hat die ! gleiche Amplitude wie das Signal 88d der Figur 8D, da angenommen _; worden war, daß die Weißspitzenwerte und der Schwellwert gleich sind. '

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Hieraus ist ersichtlich..,daß die erfindungsgemäße Regelschaltung j

mit zwei Videosignaldetektoren eine Regelspannung liefert, die \ praktisch unabhängig von dem Mittelwert des. Bildsignals ist. !

Die Regelschaltung arbeitet in Abhängigkeit von Vertikalintervall-* testsignalen in gleicher Weise. In diesem Fall erzeugt der Weiß-, i signaldetektor 32 der Figur 4 ein Regelsignal, welches von dem- ' jenigen Teil des Testsignals abgeleitet wird, der dem Signalwert ^: ■Weiß- des Videosignalgemisches entspricht. Liegt der Wählschalter
56 des Modeschalters J$ auf seinem Kontakt 62, dann wird das
Regelsignal von demjenigen Videosignal oder Vertikalintervall- j testsignal abgeleitet, welches di-e höheren Weißsignalspitzen hat. ™

Der V/eißregelverstärker l8 der Figur 5 enthält einen Differenzverstärker mit einem Paar PNP-Transistoren.. 97 und 98, .eine^An PNP- _: Transistor 99 zur Gleichspannungsverstärkung des Regelsignals und; einen PNP-Transistor 101 zurVerstärkung der Bezugsspannung. Der
Differenzverstarkertransistor 98 wid unter Steuerung durch eine
Bezugsspanriung, welche seiner Basis vom Bezugsspannungsverstärker·+ transistor 101 zugeführt wird, als Konstantstromquelle betrieben,! wobei seinem Emitter ein Fehlersignal zugeführt wird, welches, vom¹ Steuersignalanschluß 22 und derSynchronimpulsspitzenklemmschaltung 27 kommt. Der Leitungszustand des Differenzverstärkertransistors . 97 wird unter Steuerung durch die verstärkte Regelspannung ver- \ ändert, welche seiner Basis vom Verstärkertransistor 99 zugeführt, wird. Die Emitter der Differenzverstärkertransistoren 97 und 98
sind über Dioden 102 und 102 an einen Verbindungspunkt 104 zusammengeschaltet, dem auch das Bildsignalgemisch vom Eingangsan- : Schluß 17 des Weißregelverstärkers l8 zugeführt wird. Das.gere- ; gelte Ausgangsbildsignalgemisch wird am Kollektor des Differenzverstärkertransistors 98 abgenommen und dem Ausgangsanschluß 19
des Weißregelverstärkers zugeführt» ■

Beim Betrieb des .WeißregelVerstärkers l8 wird das Bildsignalgemisch am Eingangsanschluß 17 zwischen den beiden Wegen mit den

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' Differenzverstärkertransistoren 97 und 98 aufgeteilt. Ist der ! gesamte Weißanteil eines Videosignals unterhalb des durch die Einstellung des Vorspannungspotentiometerrs 66 des Weißsignaldetektors 32 nach Figur 4 eingestellten Pegels, dann wird praktisch das gesarate Videosignal zum Weißregelverstärkerausgang I9 durch den Verstärkertransistor 98 übertragen. Jedes Videosignal mit Weißanteilen, welche diesen Pegel überschreiten,führt zu ; einer negativen Regelspannung, wie in Verbindung mit Figur 4 beschrieben worden ist, die über den Regelspannungsanschluß 21

der Figur 5 zur Basis des GleichspannungsVerstärkers 99 und von <k dessen Emitter zur Basis des Differenzverstärkertransistors 97 gelangt und dessen Leitfähigkeit vergrößert. Auf diese Weise wird ein Teil des Videosignals durch den Transistor 9? geleitet, während die Amplitude des durch den Transistor 98 zum Ausgangsanschluß I9 geführten Bildsignalgemisches herabgesetzt wird. j Das Signal am Anschluß 19 hat gegenüber den Schwarzsignalanteilen

• und Synchronimpulsen positiv gerichtete Weißsignalanteile.

Das am Ausgangsanschiß 19 des Weißregelverstärkers 18 anstehende geregelte Bildsignalgemisch gelangt zum Eingangsanschluß 25 des : Videoausgangsverstärkers 24 nach Figur b. Dieser Verstärker enthält ein Paar Rückführungstransistoren 1O^ und 10b, die in bekannter Weise am Ausgangsarischluß 26 ein Bildsignalgemisch P erzeugen, in welchem die Weißanteile gegenüber den Schwarzanteilen und Synchronimpulsen negativ gerichtet sind.

' Ein am Ausgangsanschluß 26 des Videosignalverstärkers 24 nach Figur 6 entstehender verstärkter Signalausschnitt wird den Eingangsanschluß 28 der Synchronimpulsspitzenklemmschaltung 2( dor Figur 7 zugeführt. Diese Schaltung arbeitet mit einer Rückführungskleuimung vom Ausgang des Videosi^nalausgangsverstärkers 24 auf den Regelsignalanachluß 22 des V.'oißregelverstürkers 18 und

; dem Emitter des Differenzverstnrkerauogangstransistors 9$ der Figur 3 zur Aufrechterhältung eines praktisch konstanten Glelch-

' Stroms durch diesen Transistor. Die Klemmschaltung nach Figur (

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enthält einen NPN-Eingangstransistor 107 als Trennemitterfolger, j einen relativ hochverstärkenden Klenim-NPN-Transistor 108 und j einen Polaritätsumkehrausgangs-PNP-Transistor 109. In dem,Ein- ! gangsanschluß 28 zugeführten Bildsignalgemisches sind die Syn- j chronimpulse positiv hinsichtlieh der Bildsignale gerichtet. Üer ! Klemmtransistor 108 bewirkt eine Spitzengleichrichtung der Syn- ', chronimpulse und erzeugt in Verbindung mit einem einen Kondensator 111 enthaltenden Filter eine Gleichspannung, deren Polarität , durch den Transistor 109 umgekehrt wird. Jede Amplitudenänderung dieser Spannung führt zu einem Fehlersignal, welches eine Verschiebung der Gleichspannungskomponente des Bildsignalgemisches . anzeigt, welche durch den Betrieb des WeißregelVerstärkers 18 nach Figur 5 etwa entstehen könnten.

Beim Betriet» des Verstärkers 18 hat die Zuführung der Regelspannung vom Weißsignaldetektor 32 zum Verstärkertransistor 97 über ; den Transistor 99 eine Änderung der Gleichspannungskomponente des Bildsignalgemisches am Verbindungspunkt 104 und damit auch '. am Kollektor des Verstärkertransistors 98 zur Folge. Eine solche j Verschiebung der Gleichspannungskomponente im Bildsignal beein,- j flußt das gesamte Signal einschließlich der Synchronimpulse. Eine' solche Verschiebung bewirkt, daß die Synehronimpulsspitzenklemm- J schaltung 27 nach Figur 7 das beschriebene Fehlersignal erzeugt. I Wenn die durch das Fehlersignal modifizierte Spannung, welche J. am Ausgangsanschluß 29 der Klemmschaltung 27 entsteht, dem Steuer! Signalanschluß 22 und damit dem Emittereingang des Verstärker- ' transistors 98 zugeführt wird, dann wird die erwähnte Verschiebung des Gleichspannungsanteils am Verbindungspunkt 104 so kompensiert, daß die Gleichspannungskomponente des Bildsignalgemisches am Kollektor des Verstärkertransistors 98 wieder auf den ursprünglichen Viert zurückgebracht wird.

üie~vorstehend beschriebene Verstärkungsregelschaltung hält somit das Bildsignalgemisch auf einem praktisch konstanten Pegel, indem hierfür Ausschnitte des Weißanteils des Signals herangezogen wer-

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den, welche einen gewählten Schwellwert überschreiten, und zwar unabhängig davon, für welche Dauer die Ausschnitte den Schwellwert überschreiten, ob die Ausschnitte vom Videosignal oder von einem Vertikalintervalltestsignal oder von beiden abgeleitet
sind.

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Claims

Patentansprüche

U^Schaltungsanordnung zur Verstärkungsregelung in einer Videosignalübertragungsstrecke, gekennzeichnet durch eine Regelstrecke mit einer Klemmanordnung (45), welche die Schwarzpegelsignalteile eines Signalausschnittes des übertragenen Signals auf ein vorgegebenes Bezugspotential klemmt/ durch eine Einrichtung (66,6k), welche bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Weißpegels (98,92) durch das gelüemmte ί Signal ein Weißüberschreitungssignal und ein invertiertes solches' Signal liefert, und durch eine !Combinationsschaltung (68 bis 72; : 74 bis 79)* die in Abhängigkeit davon, ob das Weißüberschreitungssignal oder das invertierte Signal einen größeren Augenblickswert hat, ein Verstärkungsregelsignal erzeugt, welches .als Ausgangs- i signal der Regelstrecke einem Glied (18) der Übertragungsstrecke ^! zugeführt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gek en η ζ e i c h η e t , daß, falls das Videosignal ein Verti- ■ kalintervalltestsignal enthält, ein Betriebsartschalter 03) zwischen die Schwarzpegelklemmstufe (31) und die Schaltung 02) zur Feststellung der Weißpegelüberschreitung geschaltet ist, Vielehe einen Wählschalter (56) enthält, mit Hilfe dessen der Weißüberschreitungsdetektorstufe (32) das Bildsignal und/oder das Vertikalintervalltestsignal in Abhängigkeit von Tastimpulsen (57) zugeführt wird.

3- Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das invertierte Signal durch eine Umkehrstufe (65) erzeugt wird.

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'. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch j), dadurch gekennzeichnet, daß die WeiJKiberschreitungsdetektor-

! stufe und die Umkehrstufe Transistoren (64,65) entgegengesetzten Leitungstyps enthalten, die beide in Emittergrundschaltung geschaltet sind und deren Emitter miteinander verbunden sind, während der Basis des Weißüberschreitungsdetektortransistors (64) der Tastimpuls zugeführt wird und der Basis des Umkehrtransistors (65) ein festes Bezugspotential zugeführt wird und an den Kollektoren der beiden Transistoren das Weißüberschreitungssignal bzw. ^ '. dessen umgekehrte Form erscheinen.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Kombinationsschaltung mit einem ersten

: Paar von zwei gleichen Signalübertragungselementen (68,77)* die gleiche Eingangsschaltungen aufweisen und durch Schaltelemente (78,82,79) zu einer gemeinsamen Ausgangsschaltung zusammengefaßt sind, deren Eingängen ferner die beiden Signale (Weißübersehreitungssignal und invertiertes Signal) derart zugeführt werden, daß nur dasjenige Bauelement leitend wird, dem der jeweils größere Augenblickswert der beiden Signale zugeführt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e ™ kennzeich net, daß die beiden gleichen Signalübertragungselemente (68,77) der Kombinationsschaltung Transistoren des gleichen Leitungstyps sind, deren Basen ein Teil der Eingangsschaltung sind und deren Emitter und Kollektoren ein Teil der Ausgangsschaltung sind, und daß die Verbindungselemente (γ8,79» 82) eine Kopplung zwischen gleichen Ausgangselektroden (den Emittern) der beiden Transistoren bewirken.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch O, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalübertragungsweg ein

! Regelspannungsverstärker (IÖ) enthalten 1st, der ein zweites Paar j gleicher SignalUbertragungseiemente (97*9^) in Differenzialschaltung enthält, die durch eine Schaltungsverbindung (102 bis 104)

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zur Bildung eines RegelSpannungseingangs zusammen geschaltet
j sind, wobei eines der Elemente (98) ein Teil der geregelten Ausj gangsschaltung, das andere Element (97) ein Teil der regelnden

Eingangschaltüng ist. -

; 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch J, dadurch g e -

; k e η η ζ e i c h η e t ,- daß das zweite Paar von Signalüber- \

j tragungselementen des Regelspännungsverstärkers (l8) durch Tran- j

slstoren desselben Leitungstyps gebildet wird, deren Emitter I

durch die Schaltungsverbindung (102 bis 104) zusammengeschaltet j

sind, während der Basis des ersten (98) eine feste Bezugsspan- ; ; nung zageführt wird und sein Kollektor ein Bestandteil der gere-

; gelten Ausgangsschaltung ist, während der Basis des zweiten (97) ·

die von der Kombinationsschaltung stammende Regelspannung züge- ;

führt wird. !

9· Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des Weißpegelüberschrei-; tungs-Detektortransistors (64) der in seinem Schwarzpegel geklemmte Signalaussehnitt über eine Vorspannungseinstelleinrichtung; (66) zugeführt wird, mit Hilfe deren der Schwellwert (89,92) für den Detektortransistor einstellbar ist. ,

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Vcspannungseinstelleinrich- ] tung zur Wahl der Schwelle ein veränderbares Element (66) umfaßt.|

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Betriebsartenschiter zwei
Transistoren (54,55) enthält, deren Kollektor-Emitter-Strecken
Mit Hilfe des Wählschalters (56) parallel zum Videosignalweg
einschaltbar sind, derart, .daß nur die den Bildinhalt darstellenden Signale bzw* nur die Vertikalintervalltestsignale oder beide
dem Weißsignaldetektor (52) zugeführt werden.

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- 2t'

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählschalter so einstellbar ist, daß während des Auftretens des Vertikalintervalltestsignals ankommende Tastimpulse auf einem von drei seiner Kontakte schaltbar sind, daß der erste (59) bzw. der zweite (6l) Kontakt mit den Basiselektroden des ersten bzw. zweiten Betriebsartschaltcrtransistors (5^ bzw. 55) verbunden ist, νährend der dritte Kontakt (62) des Schalters (56) unbeschaltet ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastimpulse während des Auftretens des Vertikalintervalltestsignals ein negatives Potential und während der "ibrigen Zeit ein positives Potential haben, daß der erste Betriebsartenwählschaltertransistor (54) ein PNP-TransJsbor ist, der bei auf seinem ersten Kontakt (59) liegendem Umschalter (56) durch den negativen Anteil des Tastimpulses leitend wird, während derübrigen Zeit dagegen nichtleitend ist, daß der zweite Betriebsartenwählschaltertransistor (55) ein NPN-Transistor ist, der bei auf seinem zweiten Kontakt (öl) liegendem Umschalter (06) nur während des negativen Tastimpulsteils gesperrt ist,während der übrigen Zeit dagegen leitend ist, und daß bei auf seinem dritten Kontakt (62) liegendem Umschalter (56) der Tastimpuls von den Basen der beiden Transistoren abgeschaltet ist, so daß die Kollektor-Emitter-ötrecken beider Transistoren während der ganzen Zeit nichtleitend sind.

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