專利名稱：電視設(shè)備的色差信號(hào)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(hào)處理電路，特別涉及一種具有下列用途的色差信號(hào)矩陣和緩沖電路(1)從第一和第二色差信號(hào)(例如R-Y和B-Y)獲取第三色差信號(hào)(例如G-Y);(2)給所有三個(gè)色差信號(hào)提供阻抗較低的輸出(即“經(jīng)緩沖的”輸出);(3)使各輸出信號(hào)之間的差分時(shí)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(hào)(例如“R-Y”和“B-Y”)獲取第三色差信號(hào)(例如“G-Y”);(2)給所有三個(gè)色差信號(hào)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(hào)之間的差分時(shí)延最小的特點(diǎn)。
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(guó)專利3，719，772介紹了具有上述三個(gè)特點(diǎn)的普通色差信號(hào)矩陣和緩沖電路的一個(gè)例子。
Roth的電路有一個(gè)待矩陣化的R-Y和B-Y色差信號(hào)的信號(hào)源。R-Y信號(hào)加到連接成不倒相形式的一個(gè)運(yùn)算放大器上，從而給R-Y信號(hào)提供“經(jīng)緩沖”(即低阻抗)的輸出，其增益取決于運(yùn)算放大器的阻性反饋網(wǎng)絡(luò)。同樣，B-Y信號(hào)加到連接成不倒相形式的一個(gè)運(yùn)算放大器上，該運(yùn)算放大器具有一個(gè)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(hào)是通過將R-Y和B-Y輸入信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的輸入電阻器加到連接成倒相形式的第三運(yùn)算放大器的求和(即倒相)輸入端產(chǎn)生的。第三運(yùn)算放大器提供由兩個(gè)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(hào)和，從而產(chǎn)生為第三運(yùn)算放大器所緩沖(即以低阻抗提供)的G-Y輸出信號(hào)(對(duì)該信號(hào)進(jìn)行矩陣化)。
在Roth的電路中，差分時(shí)延誤差之所以能達(dá)到極小，是因?yàn)榈瓜嗖罘址糯笃鞯臅r(shí)延(這使G-Y信號(hào)矩陣化)為兩個(gè)對(duì)R-Y和B-Y信號(hào)起緩沖作用的不倒相差分放大器的類似時(shí)延所補(bǔ)償所致。
上述時(shí)延補(bǔ)償色差信號(hào)矩陣和緩沖電路在以下三個(gè)方面具有優(yōu)異的性能(1)根據(jù)R-Y和B-Y對(duì)G-Y進(jìn)行矩陣化;(2)緩沖所有三個(gè)信號(hào);(3)確保各輸出信號(hào)之間的差分時(shí)延極小。
然而，上述已知的電路需用三個(gè)運(yùn)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(gè)具有下列功能的簡(jiǎn)化電路(1)根據(jù)兩個(gè)色差輸入信號(hào)對(duì)一個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行矩陣化;(2)能緩沖所有三個(gè)輸入和經(jīng)矩陣化的色差信號(hào);(3)使經(jīng)緩沖和矩陣化的色差信號(hào)之間的差分時(shí)延極小;(4)無(wú)需采用運(yùn)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(gè)目的，每一個(gè)目的都可由本發(fā)明用一個(gè)只需用兩個(gè)晶體管和三個(gè)電阻器的電路來(lái)實(shí)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(shí)延補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)外，還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)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(hào)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(hào)。第一、第二和第三輸出端分別提供第一色差輸出信號(hào)、第二色差輸出信號(hào)和第三色差輸出信號(hào)。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(shì)源，第三輸出端則經(jīng)第三電阻器接第二電勢(shì)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(gè)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(gè)導(dǎo)電通路。
附圖中舉例說(shuō)明了本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)，其中相同的元件用相同的編號(hào)和名稱表示。附圖中

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的色差信號(hào)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(hào)矩陣和緩沖電路另一些實(shí)施例的電路圖。
圖1的色差信號(hào)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(hào)R-Y和第二色差輸入信號(hào)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(hào)(R-Y)、第二色差信號(hào)(B-Y)和第三色差輸出信號(hào)(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(gè)實(shí)施例中提供正電源電壓+V，后者在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中接地，從而使電源端子6相對(duì)于電源端子7為正。
至于本發(fā)明該實(shí)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(shí)施例中，有有點(diǎn)很重要，即電源端子6應(yīng)相對(duì)于電源端子7為正。
圖1的其余部分只包括三個(gè)電阻器(R1，R2和R3)和兩個(gè)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(gè)導(dǎo)電通路。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，晶體管Q1由一個(gè)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(gè)導(dǎo)電通路。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，第二晶體管Q2由一個(gè)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(shí)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(shí)例。
工作時(shí)，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(hào)接到輸出端3和4上，從而給所接上的R-Y和B-Y信號(hào)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(hào)的緩沖放大器(即增益等于1的發(fā)射極跟隨器)之外，還對(duì)從R-Y和B-Y輸入信號(hào)得出的G-Y輸出信號(hào)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(lái)進(jìn)行的，無(wú)需在R-Y、B-Y和G-Y各信號(hào)之間引入差分時(shí)延。
更詳細(xì)地說(shuō)，R-Y、B-Y和G-Y各輸出信號(hào)之間在時(shí)間上的誤差不會(huì)很大，這是因?yàn)?，在用晶體管Q1緩沖R-Y信號(hào)的過程中，無(wú)論有多少時(shí)延，總是與晶體管Q1在緩沖B-Y信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生的時(shí)延相同。既然流經(jīng)發(fā)射級(jí)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(shí)質(zhì)上不會(huì)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(shí)，電阻器R1和R2兩端產(chǎn)生的經(jīng)緩沖的發(fā)射極信號(hào)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(hào)G-Y，兩者之間不會(huì)有凈時(shí)延。
這有這樣的好處，由于R-Y、B-Y和G-Y三者的信號(hào)延遲相等，因而完全無(wú)需使用延遲均衡裝置來(lái)補(bǔ)償R-Y、B-Y和G-Y各視頻輸出信號(hào)之間的差分時(shí)延。
電阻器R1、R2和R3的阻值不等。這是因?yàn)椋a(chǎn)生G-Y視頻輸出信號(hào)要求R-Y和B-Y各輸入信號(hào)有不同的比例，而電阻器R1、R2和R3各阻值的確切關(guān)系會(huì)隨顯示各信號(hào)所選用的顯象管的具體比色情況的不同而異。
更具體地說(shuō)，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(hào)所使用的R-Y和B-Y各信號(hào)的比例。反向值(即(1)式前面加負(fù)號(hào))本來(lái)在電路設(shè)計(jì)中是給定了的，因?yàn)镚-Y信號(hào)是從晶體管Q1和Q2的集電極提取的，因而在發(fā)射極相對(duì)于經(jīng)緩沖的R-Y和B-Y信號(hào)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(guó)專3，719，772中列舉了該發(fā)明實(shí)施例中相應(yīng)各參數(shù)的示范值為K＝0.57966，M＝0.378324。事實(shí)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(shuō)，當(dāng)圖1的實(shí)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(jī)中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，K和M的適當(dāng)值分別約為0.32和0.07。在另一個(gè)不采用以鎘為主要成分的熒光料的顯象管的試驗(yàn)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(shuō)來(lái)，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(duì)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(jì)算出具體的阻值。舉例說(shuō)，在圖1 K＝0.48和M＝0.17情況下的實(shí)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(hào)矩陣和緩沖電路(1)能根據(jù)R-Y和B-Y輸入信號(hào)對(duì)G-Y進(jìn)行矩陣化;(2)能緩沖所有三個(gè)輸出信號(hào);(3)能確保各輸出信號(hào)之間的時(shí)延極小;(4)只用兩個(gè)晶體管(Q1和Q2)和三個(gè)電阻器(R1、R2和R3)就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)電路。
對(duì)圖1所示和說(shuō)明的本發(fā)明的具體實(shí)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(duì)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(duì)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(gè)例子。在圖3中，對(duì)圖1的例子作了這樣的修改用P溝道場(chǎng)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(shí)例的工作情況與圖1的相同，只是改用場(chǎng)效應(yīng)晶體管罷了。圖4的實(shí)例與圖2的類似，只是用N溝道場(chǎng)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(shí)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(hào)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(hào)；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(hào)、第二色差輸出信號(hào)和第三色差輸出信號(hào)；第一和第二電勢(shì)源(V，地)；其特征在于第一電阻器(R1)，連接在所述第一電勢(shì)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(shì)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(shì)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(gè)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(gè)導(dǎo)電通路。
2.如權(quán)利要求1所述的色差信號(hào)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(hào)緩沖和矩陣電路，其特征在于所述第一色差信號(hào)包含R-Y色差信號(hào)，而所述第二色差信號(hào)包含B-Y色差信號(hào);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(hào)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(hào)矩陣電路，其特征在于所述晶體管(Q5，Q6，Q7，Q8)由一些場(chǎng)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(gè)晶體管各自作為R-Y和B-Y輸入信號(hào)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(hào)獲取G-Y輸出信號(hào)。所有三個(gè)輸出信號(hào)都經(jīng)過“緩沖”(即由低阻抗信號(hào)源提供)，且經(jīng)過大致上相等的延遲。優(yōu)點(diǎn)是，電路只需要兩個(gè)晶體管和三個(gè)電阻器就可以提供(1)經(jīng)緩沖、(2)經(jīng)矩陣化、(3)經(jīng)時(shí)延補(bǔ)償?shù)妮敵鲂盘?hào)，從而具有這樣的特點(diǎn)可靠性提高(因?yàn)椤安考?shù)目”減少了)，而且能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)緩沖、時(shí)延補(bǔ)償和矩陣化等功能。
文檔編號(hào)H03F3/45GK1067348SQ9210426
公開日1992年12月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司