通常一种处理和显示视频信号的例如电视接收机系统包括一个可由观看者调节的装置（例如一个电位器或一个遥控单元）以便手动地控制视频信号的峰一峰值以获得所需的、由该系统的图象再现显象管显示的图象的对比度。有些视频显示系统还包括用于随观看该显示图象的场所的环境光线条件而自动地控制图象对比度的装置。通常借助于光敏可变导通器件〔例如光敏电阻（LDR）或等效器件〕来达到这一目的，把该器件放在足够靠近显象管显示屏的正面以使射到该显象管的显示屏的光量正比于照射到LDR的环境光量。该LDR的阻抗一般是反比于周围光强的，以使图象对比度可对应地随环境光强的增减而增减。
即使接收机并不使用数字视频信号处理方式，但经常例如为了对比度控制的目的而在该电视接收机中，方便地利用数字控制系统。可以用各种不同方式的数控系统，例如借助于包含二进制速率倍乘器（BRM）的数-模转换器（DAC），例如可从RCA公司固态器件部购到的CD4089B型BRM或可从Texas仪器公司购到的SN5497型BRM，或者一种脉宽调制器（PWM）。
BRM或脉冲宽度调制器响应代表控制信号电平的数字信号字
而产生脉冲信号。将该脉冲信号滤波以产生直流控制信号。通过变更该脉冲信号的占空因数来变更该脉冲信号的平均值。在BRM的情况下，改变单位时间内的脉冲个数，而在PWM的情况下，则改变脉冲宽度。
对于控制某一视频信号的幅度，例如对于对比度控制（有时称为图象调整）来说，这种DAC控制器是有用的器件。它们方便地避免了对比较昂贵的电位器的需要，并提供可重复的性能。此外，工厂的各种预置调整可简单地通过对带有所需数值的与某种功能有关的各存储单元进行编程而容易、廉价地实现。
一般公认，在含有随环境光线条件而调节对比度的装置的系统中，可能有这样的情况，即，对比度的手动调节和随环境光线而变的对比度控制的共同行动将使视频信号衰减以致使显示图象几乎或完全消失。这可能发生在例如当由观看者操作的手动对比度控制在低的环境光线下，低于最大调整位置的时候。这种情况是扰乱人心的，从而可能导致使观看者信以为该电视机出故障了，因而导致不必要的维修传呼。
已经注意到了上面提到的情况，例如，在使用DAC的、响应环境光线的对比度控制系统中的情况。在这样的情况下，DAC的宽工作范围（虽然从对比度控制的观点来看是所希望的）可能会宽到使显示图象在该DAC工作在环境光线弱的情况下，在其控制范围低端附近时要消失的程度。但不希望限制所述工作范围，因为这种限制会导致不可接受的对比度控制的分辨力的降低。
在图1中，将来自信号源10的视频信号供到视频信号处理器12，处理器12将该视频信号放大到某一适用于驱动显象管15的幅度。该视频信号的峰-峰值、亦即显示图象的对比度，最后随来自信号源20的控制信号而受控。在此实施例中，源20组成由观看者操纵的遥控单元的一部分。源20响应某一由观看者选定的对比度电平而发出一种由附属于该接收机的一个接口单元21所接收的二进制编码信号。例如，如果源20是一个红外遥控单元，则接口21将收到的二进制红外信号译成一种适用于由微处理器22处理的二进制电信号。接口单元21将收到的二进制信号安排成一种串行或并行的含有编码信息的二进制信号。这就为微处理器22提供适当的指令，用于增加或减少存储在存储器中的、与对比度控制有关的数字字。
微处理器22向具有公知结构形式的二进制速率倍乘器（BRM）24提供二进制信号输出，这将在随后更详细地论述。来自BRM
24的二进制输出信号经由电阻28和积分或低通滤波器网络（包括电阻31和滤波电容33）而传送。来自BRM24的输出信号包括一些具有基本上恒定的幅度的脉冲，其脉宽（占空因数）是由来自微处理器22的对比度控制信息所确定的。由BRM24产生的脉冲信号的占空因数确定了在BRM24的输出脉冲信号被电路30积分时在电容33两端上所产生的DC电压。将该DC电压加到视频处理器12的对比度控制（增益控制）输入端，以控制视频信号的幅度，并从而控制显示图象的对比度。
电阻28限制BRM24的输出电流，并且也作为一个对于给定环境光线条件的低范围限制器件。选择电阻31的阻值，以便协同电容33而提供适当的对BRM输出信号的低通滤波作用。电容33的充电和放电时间常数主要取决于电阻31的阻值。电阻28的阻值也可影响该放电时间常数。由电阻31和42的阻值所确定的电容33的充电时间常数以及由电阻28和31的阻值所确定的放电时间常数最好应该基本上相等或相差10%以内。这一般要求电阻31的阻值显著地比电阻28和42的阻值大。
响应于周围环境光线条件的辅助对比度（增益）控制是由一个包括电压源50、滤波电容45、电阻41、晶体管发射极跟随器40以及负载电阻42的网络来提供的。源50包括一个可变阻抗网络，该网络具有响应环境光线的光敏电阻（LDR）52以及在正直流工作电压源（+）和地电位之间装配成分压器的电阻53和54。将LDR52设置在靠近该显象管15的显示屏的位置上，以便使射到该LDR52的光量正比于射到显象管显示屏的光量。
来自源50的辅助对比度控制电压VA按照LDR52的阻抗
而变化，后者又随环境光线强度而变化。控制电压VA经由电阻41，跟随器40以及电阻42传送到节点A，在该节点A上出现BRM的输出信号。控制电压VA使伴随节点A的BRM输出信号而产生的DC值随环境光线条件而变更。这就形成了一个用于随环境光线条件而控制显示图象对比度的辅助装置。
选择电阻53的阻值，以控制由LDR电阻的某一给定变化所产生的对比度的变化量。特别是，电阻53减低了LDR52的灵敏度。如果用电阻53，则对某一给定的环境光强的变化所产生的对比度的变化要比不用电阻53时的小。因此LDR特性曲线中各种1∶1（unit to unit）的变化都是不太明显的。电阻42是BRM24输出端的负载电阻，并被接在节点A和晶体管40的低阻抗射极之间。晶体管40既相当于BRM24的负载电压的低阻抗源，又相当于辅助对比度控制电压源。
图2示出图1的BRM24的更多的细节。
图2中，来自微处理器22的周期性的时钟信号C（例如1MHz）加到除二触发电路61的输入端，该电路与同样的触发电路62至64级联。正如输入波形所示那样，时钟信号C在作为例证的时间间隔T内含有一连串十六个周期性脉冲。时钟信号C的各种分频后的信号从各触发电路61至64接到各与门65、66、67和68的相应的第一输入端。各与门65至68的相应第二输入端接收来自移位寄存器69的相应输出端的二进制信号。来自移位寄存器69各输出端的二进制信号是由微处理器22随收到的来自图1的对比度控制信号源20的对比度控制命令而提供的对比度控制信号（1001）。
来自各门65至68的二进制输出信号接到或门70的相应输入端。图中波形表示随所说明的二进制对比度控制信号（1001）而产生的来自或门70的二进制输出信号。与周期性时钟信号C对比，来自或门70的输出信号组成一种等幅脉冲信号，其占空因数由来自移位寄存器69的二进制对比度控制信号确定。来自或门70的输出信号是一种直流分量，它随来自移位寄存器69的二进制信号中的对比度控制信息而变。正如较早说明过的，这是在节点A处由与环境光线条件有关的辅助对比度控制DC信息所作的变更。
为了控制对比度起见，利用积分器30使该直流值在节点A处恢复。当由电路30对时间进行积分时，BRM24的输出信号按照下式，在电容33两端上提供一个DC电压：
(N)/(2n) × VP
式中“N”是BRM的输出个数（每单位时间中的脉冲个数），“n”是BRM的二进制数的位数（此实施例为4）以及“VP”是晶体管40射极处的负载电压值。N可在O和2n之间变化或者在所说明的4位BRM24的情况下则为0和16之间。BRM24提供一个输出脉冲速率，即时钟输入脉冲速率乘以1/16倍的二进制输入。例如，当该二进制输入数（来自移位寄存器69，经由微处理器22）是13时，则对每16个输入脉冲将有13个输出脉冲。关于其它这方面的信息请见CD4089B型二进制速率倍乘器的技术数据表，它可从RCA公司的固态器件部购得。
移位寄存器69的二进制输出信号的信息内容保持不变，直到
由观看者发出一个对比度变化的命令为止。因此对某一给定的对比度控制调整位置来说，寄存器69的二进制输出信号（例如1001）连续出现，并最后被积分器30转换成某一相应的DC对比度控制电压。当该观看者改变对比度时，微处理器22向寄存器69提供新的对比度信息，这样就使一个新的二进制输出信号出现（例如1101），并保持直到进行下一次对比度的变更为止。
由环境光线变化引起的输出负载电压（在晶体管40的射极处）的变化方便地产生一个对应任何给定BRM输出信号的，可预测出的相应的对比度变化。例如，负载电压幅度的50%的变化，则将产生50%的图象对比度的变化而与BRM输出信号波形（即占空系数）无关。
再参考图1，按照本发明的各原理，该对比度控制系统包括限幅电路80。限幅器80包括接在正DC电压源和地线之间的分压器电阻82和85。如图所示，在电阻82和85的连接点和产生增益控制电压的电容33的一端之间接有一个通常不导通的限幅二极管84。通过将来自电阻82和85连接点的偏压加到二极管84的阳极而建立二极管84所需要的门限控制条件。正如将要讨论的，当电容33两端上的电压按降低图象对比度的方向而降到足够低时，限幅二极管就导通。二极管84一导通、就把电容33两端的电压限制在电阻82和85的连接点处出现的DC电压减去二极管85两端偏置压降后的电压值，这将连系图3进行解释。
图3的对比度响应特性曲线绘出了来自BRM24的输出端的控制信号和被加到视频信号处理器12的对比度控制电压之间的关系。把来自BRM24的控制信号用BRM的输出数（即BRM24
输出信号中的“级”数，从0到2n）表出。该对比度特性曲线包含一点P1（在该点处产生最小对比度）、一点P2（在该点处产生最大对比度）以及一点P3（在该点处产生中等对比度）。
在点P3和P2之间，该对比度响应显示出第一条具有近于1（1∶1）的非零变化速率的大体上直线的特性曲线。在点P3和P1之间，该对比度响应显示出具有不同（更平的）的非零变化速率的第二条大体上直线的特性曲线。在点P3和P1之间的响应归因于限幅电路80的“软”限幅作用，这是将要讨论的。该软限幅区起始于P3点，此时限幅器二极管85响应出现在电容33两端的控制电压而导通，如前面所述。在点P3和点P4之间的虚线是点P2和P3之间的响应特性曲线的延续，在不存在电路80的限幅作用的相反的情况下将存在这种特性。
限幅器电路80的作用确保点P1处的最小对比度控制电压保持在足够地比某一电压（在4.0伏以下）高的值，否则，这种低于4.0伏的电压将使视频信号衰减到足以使显示图象消失的程度，特别在环境光强低的情况下，更是这样。在这种情况下，当环境光线由大变小时，LDR52的作用将相反地引起原有的最低对比度端点P4正比地向下移位，从而将端点P4置于某一低到足以使显示图象消失的控制电压处。用响应曲线P2′-P4′来说明这种现象，在不存在限幅器80的情况下、当环境光强低时将会产生这种现象。通过限幅器80的作用，就可防止关于该最小对比度端点的现象，所述限幅器把最小对比度端点P1保持在足以避免显示图象消失的电压处。
该限幅器80的软的限幅作用在限幅区域P1至P3中产生一
种非零变化速率，以防止由观看者感觉到限幅器80的作用。因此在P1至P3区域中，对比度控制的变化速率比非限幅区域P3至P2中的小，但又足以随着观看者的命令产生小的而又可以感觉到的对比度变化。
由电路80产生的“软”限幅深度随电阻82和85的载维南（Thevenin）等效阻抗值而变化，该值与图1中A点处有效激励源的阻抗有关。标定的软限幅、非常软的限幅或硬限幅分别产生于该载维南等效阻抗和所述激励源的阻抗值相比，基本上等于，比之大得多或比之小得多的时候。通过修改电阻82和85的阻值就可同时调整该限幅作用的限幅门限值和限幅深度。