專利名稱：電視設(shè)備的色差信號矩陣和緩沖電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色電視信號處理電路，特別涉及一種具有下列用途的色差信號矩陣和緩沖電路(1)從第一和第二色差信號(例如R-Y和B-Y)獲取第三色差信號(例如G-Y);(2)給所有三個色差信號提供阻抗較低的輸出(即“經(jīng)緩沖的”輸出);(3)使各輸出信號之間的差分時延極小。
具有下列功能的彩色電視電路是眾所周知的(1)從第一和第二色差信號(例如“R-Y”和“B-Y”)獲取第三色差信號(例如“G-Y”);(2)給所有三個色差信號提供阻抗較低的輸出(即經(jīng)緩沖的輸出);(3)具有各輸出信號之間的差分時延最小的特點。
S.A.Roth在1973年3月6日頒發(fā)給他的題為“彩色電視矩陣電路”的美國專利3，719，772介紹了具有上述三個特點的普通色差信號矩陣和緩沖電路的一個例子。
Roth的電路有一個待矩陣化的R-Y和B-Y色差信號的信號源。R-Y信號加到連接成不倒相形式的一個運算放大器上，從而給R-Y信號提供“經(jīng)緩沖”(即低阻抗)的輸出，其增益取決于運算放大器的阻性反饋網(wǎng)絡(luò)。同樣，B-Y信號加到連接成不倒相形式的一個運算放大器上，該運算放大器具有一個反饋網(wǎng)絡(luò)，供確定B-Y增益，并提供低輸出阻抗。
B-Y信號是通過將R-Y和B-Y輸入信號經(jīng)相應(yīng)的輸入電阻器加到連接成倒相形式的第三運算放大器的求和(即倒相)輸入端產(chǎn)生的。第三運算放大器提供由兩個輸入電阻器和反饋電阻器確定的R-Y和B-Y經(jīng)加權(quán)和倒相的輸入信號和，從而產(chǎn)生為第三運算放大器所緩沖(即以低阻抗提供)的G-Y輸出信號(對該信號進(jìn)行矩陣化)。
在Roth的電路中，差分時延誤差之所以能達(dá)到極小，是因為倒相差分放大器的時延(這使G-Y信號矩陣化)為兩個對R-Y和B-Y信號起緩沖作用的不倒相差分放大器的類似時延所補償所致。
上述時延補償色差信號矩陣和緩沖電路在以下三個方面具有優(yōu)異的性能(1)根據(jù)R-Y和B-Y對G-Y進(jìn)行矩陣化;(2)緩沖所有三個信號;(3)確保各輸出信號之間的差分時延極小。
然而，上述已知的電路需用三個運算放大器和大量的輸入和反饋電阻器。
在這里，我們認(rèn)為需要有一個具有下列功能的簡化電路(1)根據(jù)兩個色差輸入信號對一個色差信號進(jìn)行矩陣化;(2)能緩沖所有三個輸入和經(jīng)矩陣化的色差信號;(3)使經(jīng)緩沖和矩陣化的色差信號之間的差分時延極小;(4)無需采用運算放大器，且使用的電阻器基本上比上述現(xiàn)有技術(shù)的電路少。
上述四個目的，每一個目的都可由本發(fā)明用一個只需用兩個晶體管和三個電阻器的電路來實現(xiàn)。
本發(fā)明的電路，除具有上述現(xiàn)有技術(shù)電路的那種能進(jìn)行(1)矩陣化，(2)緩沖和(3)時延補償?shù)膬?yōu)點外，還具有這樣的優(yōu)點可靠性提高了，而且由于大量減少了所使用的電路元件數(shù)，成本降低了。
體現(xiàn)本發(fā)明、用于彩色電視設(shè)備中的色差信號矩陣和緩沖電路包括第一和第二輸入端，分別用以接收第一和第二色差輸入信號。第一、第二和第三輸出端分別提供第一色差輸出信號、第二色差輸出信號和第三色差輸出信號。第一和第二輸出端經(jīng)各自的第一和第二電阻器接第一電勢源，第三輸出端則經(jīng)第三電阻器接第二電勢源。第一輸入端接第一晶體管的控制極，第一晶體管在第一和第三輸出端之間有一個導(dǎo)電通路。第二輸入端接第二晶體管的控制極，第二晶體管在第二和第三輸出端之間有一個導(dǎo)電通路。
附圖中舉例說明了本發(fā)明的上述和其它特點，其中相同的元件用相同的編號和名稱表示。附圖中

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的色差信號矩陣和緩沖電路的電路圖，其中還寫出了具代表性各元件的元件值;
圖2、3和4是圖1的色差信號矩陣和緩沖電路另一些實施例的電路圖。
圖1的色差信號矩陣和緩沖電路包括第一輸入端(1)和第二輸入端(2)，分別用以接收第一色差輸入信號R-Y和第二色差輸入信號B-Y。此外還包括第一輸出端(3)、第二輸出端(4)和第三輸出端(5)，分別用以提供第一色差信號(R-Y)、第二色差信號(B-Y)和第三色差輸出信號(G-Y)。該電路還包括第一電源端子6和第二電源端子7，前者在本發(fā)明的這個實施例中提供正電源電壓+V，后者在本發(fā)明的這個實施例中接地，從而使電源端子6相對于電源端子7為正。
至于本發(fā)明該實施例中的電源接線還可以這樣連接電源端子6接地，電源端子7上加負(fù)電壓。另一種方案是，將電源端子6連接得使其如圖所示接收電源電壓+V，電源端子7連接得使其接收負(fù)電源電壓或小于+V的正電源電壓。在本發(fā)明的該實施例中，有有點很重要，即電源端子6應(yīng)相對于電源端子7為正。
圖1的其余部分只包括三個電阻器(R1，R2和R3)和兩個晶體管(Q1和Q2)。第一電阻器R1連接在第一電源端子6與第一輸出端3之間。第二電阻器R2連接在第一電源端子6與第二輸出端4之間。第三電阻器連接在第二電源端子7與第三輸出端5之間。
第一晶體管Q1的控制極接第一輸入端1，第一晶體管Q1在第一輸出端3與第三輸出端5之間有一個導(dǎo)電通路。在本發(fā)明的這個實施例中，晶體管Q1由一個PNP晶體管組成，晶體管的基極、發(fā)射極和集電極分別接第一輸入端1、第一輸出端3和第三輸出端5。
第二晶體管Q2的控制極接第二輸入端2，第二晶體管Q2在第二輸出端4與第三輸出端5之間有一個導(dǎo)電通路。在本發(fā)明的這個實施例中，第二晶體管Q2由一個PNP晶體管組成，晶體管的基極、發(fā)射極和集電極分別接第二輸入端2、第二輸出端4和第三輸出端5。本發(fā)明以后的一些實例列舉了三種適宜代替第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的晶體管的實例。
工作時，晶體管Q1和Q2部分起發(fā)射極跟隨器緩沖放大器的作用，分別將R-Y和B-Y輸入信號接到輸出端3和4上，從而給所接上的R-Y和B-Y信號提供低的輸出阻抗。
晶體管Q1和Q2除用作R-Y和B-Y輸入信號的緩沖放大器(即增益等于1的發(fā)射極跟隨器)之外，還對從R-Y和B-Y輸入信號得出的G-Y輸出信號進(jìn)行矩陣化。這是通過在如上所述為晶體管Q1和Q2所共有的公用負(fù)荷電阻器R3中將該兩晶體管的集電極電流混合起來進(jìn)行的，無需在R-Y、B-Y和G-Y各信號之間引入差分時延。
更詳細(xì)地說，R-Y、B-Y和G-Y各輸出信號之間在時間上的誤差不會很大，這是因為，在用晶體管Q1緩沖R-Y信號的過程中，無論有多少時延，總是與晶體管Q1在緩沖B-Y信號時所產(chǎn)生的時延相同。既然流經(jīng)發(fā)射級跟隨器晶體管的發(fā)射極和集電極的電流相同，因而晶體管Q1和Q2的集電極電流實質(zhì)上不會比各自的發(fā)射極電流延遲，因此集電極電流加到公用集電極電阻器R3上時，電阻器R1和R2兩端產(chǎn)生的經(jīng)緩沖的發(fā)射極信號R-Y和B-Y與公用集電極負(fù)荷電阻器R3兩端產(chǎn)生的集電極信號G-Y，兩者之間不會有凈時延。
這有這樣的好處，由于R-Y、B-Y和G-Y三者的信號延遲相等，因而完全無需使用延遲均衡裝置來補償R-Y、B-Y和G-Y各視頻輸出信號之間的差分時延。
電阻器R1、R2和R3的阻值不等。這是因為，產(chǎn)生G-Y視頻輸出信號要求R-Y和B-Y各輸入信號有不同的比例，而電阻器R1、R2和R3各阻值的確切關(guān)系會隨顯示各信號所選用的顯象管的具體比色情況的不同而異。
更具體地說，G-Y輸出按下面的關(guān)系式表示(G-Y)＝-｛K[R-Y]+M[B-Y]｝(1)其中K＝(R3/R1)，M＝(R3/R2)，R1、R2和R3分別為電阻器R1、R2和R3的阻值。
上述參數(shù)K和M確定產(chǎn)生G-Y信號所使用的R-Y和B-Y各信號的比例。反向值(即(1)式前面加負(fù)號)本來在電路設(shè)計中是給定了的，因為G-Y信號是從晶體管Q1和Q2的集電極提取的，因而在發(fā)射極相對于經(jīng)緩沖的R-Y和B-Y信號反向。
至于參數(shù)K和M，這些參數(shù)的具體數(shù)值在某種程度上取決于顯示各圖象用的顯象管的比色情況。Roth在上述美國專3，719，772中列舉了該發(fā)明實施例中相應(yīng)各參數(shù)的示范值為K＝0.57966，M＝0.378324。事實上，K和M選定值的范圍是很大的，取決于所使用的顯象管。舉例說，當(dāng)圖1的實例是在顯象管采用以鎘為主要成分的綠色熒光料的接收機中進(jìn)行試驗時，K和M的適當(dāng)值分別約為0.32和0.07。在另一個不采用以鎘為主要成分的熒光料的顯象管的試驗中，K和M的最適當(dāng)值分別約為0.48和0.17。在具體應(yīng)用中，我們可以改變參數(shù)K和M的值，使我們可以選取最佳的顯象管。
一般說來，既然K和M分別確定R3/R1和R3/R2的比值，各電阻器R1、R2和R3的相對值應(yīng)選取得使R2＞R1(2)且R1＞R3 (3)從而使R2＞R1＞R3(4)
上述不等式(4)表明，第二電阻器R2的阻值大于第一電阻器R1的阻值，且兩者都大于第三電阻器R3的阻值。由此不難從R3/R1＝K和R3/R2＝M的關(guān)系式計算出具體的阻值。舉例說，在圖1 K＝0.48和M＝0.17情況下的實例中，選取的電阻器R1、R2和R3的阻值分別為240歐、680歐和115歐。
到此為止，我們已經(jīng)展示和介紹了具有下列功能的色差信號矩陣和緩沖電路(1)能根據(jù)R-Y和B-Y輸入信號對G-Y進(jìn)行矩陣化;(2)能緩沖所有三個輸出信號;(3)能確保各輸出信號之間的時延極小;(4)只用兩個晶體管(Q1和Q2)和三個電阻器(R1、R2和R3)就能實現(xiàn)這個電路。
對圖1所示和說明的本發(fā)明的具體實施例是可以進(jìn)行種種更改和修改的。例如，用NPN晶體管Q3和Q4分別代替PNP晶體管Q1和Q2，如圖2中所示。此外，還可以對調(diào)電源的極性(例如，端子6接地，端子7接+V電源，使端子7相對于端子6為正)。除了這些在晶體管類型的選擇和電源的極性不同之外，圖2電路的工作情況與圖1的相同。再舉一個例子。在圖3中，對圖1的例子作了這樣的修改用P溝道場效應(yīng)晶體管Q5和Q6代替了PNP晶體管Q1和Q2。本發(fā)明此實例的工作情況與圖1的相同，只是改用場效應(yīng)晶體管罷了。圖4的實例與圖2的類似，只是用N溝道場效應(yīng)晶體管Q7和Q8代替N型雙極晶體管Q3和Q4罷了。還可以就本發(fā)明書所示和介紹的本發(fā)明的一些實施例進(jìn)行其它修改，例如，將電路制成集成電路。
權(quán)利要求
1.一種用于彩色電視設(shè)備中的色差信號矩陣電路，包括第一和第二輸入端(1，2)，分別用以接收第一和第二色差輸入信號；第一、第二和第三輸出端(3，4，5)，分別用以提供第一色差輸出信號、第二色差輸出信號和第三色差輸出信號；第一和第二電勢源(V，地)；其特征在于第一電阻器(R1)，連接在所述第一電勢源(V)與所述第一輸出端(3)之間；第二電阻器(R2)，連接在所述第一電勢源(V)與所述第二輸出端(4)之間；第一電阻器(R3)，連接在所述第二電勢源(地)與所述第三輸出端(5)之間；第一晶體管(Q1，Q3，Q5，Q7)，其控制極接所述第一輸入端(1)，且在所述第一輸出端(3)與所述第三輸出端(5)之間連接有一個導(dǎo)電通路；和第二晶體管(Q2，Q4，Q6，Q8)，其控制極接所述第二輸入端(2)，且在所述第二輸出端(4)與所述第三輸出端(5)之間連接有一個導(dǎo)電通路。
2.如權(quán)利要求1所述的色差信號緩沖和矩陣電路，其特征在于，所述第一、第二和第三電阻器(R1，R2，R3)的各阻值不等。
3.如權(quán)利要求1所述的色差信號緩沖和矩陣電路，其特征在于所述第一色差信號包含R-Y色差信號，而所述第二色差信號包含B-Y色差信號;且所述諸電阻器的阻值按R2＞R1＞R3的關(guān)系選取，其中R1、R2和R3分別為所述第一、第二和第三電阻器的阻值。
4.如權(quán)利要求1所述的色差信號矩陣電路，其特征在于所述晶體管(Q1，Q2，Q3，Q4)由一些雙極晶體管組成;所述第一晶體管(Q1，Q3)的發(fā)射極和集電極分別接所述第一輸出端(3)和所述第三輸出端(5);且所述第二晶體管(Q2，Q4)的發(fā)射極和集電極分別接所述第二輸出端(4)和所述第三輸出端(5)。
5.如權(quán)利要求1所述的色差信號矩陣電路，其特征在于所述晶體管(Q5，Q6，Q7，Q8)由一些場效應(yīng)晶體管組成;所述第一晶體管(Q5，Q7)的發(fā)射極和集電極分別接所述第一輸出端(3)和所述第三輸出端(5);且所述第二晶體管(Q6，Q8)的發(fā)射極和集電極分別接所述第二輸出端(4)和所述第三輸出端(5)。
全文摘要
兩個晶體管各自作為R-Y和B-Y輸入信號的跟隨器緩沖放大器工作，而且在一起作為倒轉(zhuǎn)求和矩陣工作，用以從R-Y和B-Y輸入信號獲取G-Y輸出信號。所有三個輸出信號都經(jīng)過“緩沖”(即由低阻抗信號源提供)，且經(jīng)過大致上相等的延遲。優(yōu)點是，電路只需要兩個晶體管和三個電阻器就可以提供(1)經(jīng)緩沖、(2)經(jīng)矩陣化、(3)經(jīng)時延補償?shù)妮敵鲂盘?，從而具有這樣的特點可靠性提高(因為“部件數(shù)目”減少了)，而且能經(jīng)濟地實現(xiàn)緩沖、時延補償和矩陣化等功能。
文檔編號H03F3/45GK1067348SQ9210426
公開日1992年12月23日 申請日期1992年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月28日
發(fā)明者R·T·基恩, R·L·奧布賴恩, W·A·拉戈尼 申請人:湯姆森消費電子有限公司