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Anordnung zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem insbesondere von
einem magnetischen Speicher abgenommenen Farbfernsehsignal Die Erfindung betrifft
eine Anordnung zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem insbesondere von einem magnetischen
Speicher abgenommenen Farbfernsehsignal.
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Für eine einwandfreie Wiedergabe der Farbtöne in einem von einem Farbfernsehsignal
erzeugten Farbfernsehbild ist es erforderlich, daß die Phase des vom Farbsynchronsignal
synchronisierten Farbträgergenerators mit großer Genauigkeit der Farbträgerschwingung
im Signal entspricht. Damit der Farbtonfehler unter der Erkennbarkeitsgrenze bleibt,
soll die Phasenabweichung kleiner als 5° sein; dem entspricht eine zeitliche Genauigkeit
von wenigen Nanosekunden. Diese zeitliche Genauigkeit ist insbesondere dann nicht
vorhanden, wenn das Farbfernsehsignal einem Magnetspeicher abgenommen wird. Selbst
wenn der durch die unvermeidlichen Schwankungen der Abtastgeschwindigkeit verursachte
Zeitfehler durch mechanische und elektrische Regler soweit ausgeglichen wird, daß
keine erkennbaren Geometriefehler oder Zeilenverschiebungen (Jitter) im Fernsehbild
mehr auftreten, reicht die zeitliche Genauigkeit des Fernsehsignals nicht für eine
befriedigende Wiedergabe von Farbbildern aus.
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Es ist schon bekannt, die zeitliche Genauigkeit des durch mechanische
und elektrische Regelungen stabilisierten, von einem Magnetspeicher abgenommenen
Farbfernsehsignals durch eine zusätzliche elektrische Regelung so weit zu erhöhen,
daß Änderungen des Farbtons nicht mehr auftreten. Hierzu wird bei einem bekannten
Verfahren das Farbfernsehsignal über eine steuerbare Laufzeitkette geleitet und
deren Verzögerung mittels einer Steuergröße verändert, welche durch Phasenvergleich
des Farbsynchronsignals und einer konstanten Farbträgerschwingung als Bezugssignal
im Sinn einer Verringerung des Phasenunterschiedes gesteuert wird (Colortec). Die
Veränderung der Laufzeit erfolgt bei der bekannten Einrichtung dadurch, daß die
Steuergröße die Kapazitäten der als steuerbare Kondensatoren ausgebildeten Querglieder
der Laufzeitkette verändert. Nachteilig ist dabei, daß die gesamte Verzögerung des
Farbfernsehsignals wesentlich größer sein muß als der benötigte Variationsbereich
der Laufzeit und daß das Farbfernsehsignal sich selbst als amplitudenabhängige Phasenänderung
in der Laufzeitkette zufügt.
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Es wurde auch bereits ein Verfahren zum Ausgleich des Zeitfehlers
in einem insbesondere von einem magnetischen Speicher abgenommenen Fernsehsignal
durch Änderung der Signallaufzeit mittels einer durch Vergleich der zeitlichen Lage
des Synchronsignals und eines Bezugssignals gewonnenen Fehlergröße vorgeschlagen,
bei der ein vom Synchronsignal des Fernsehsignals abgeleiteter Impuls und das Fernsehsignal
um gleiche Beträge in Stufen zunehmend verzögert werden und diejenige Stufe festgestellt
wird, bei welcher der Impuls und der Bezugsimpuls gleichzeitig eintreffen, und das
Signal bei derjenigen Stufe mit gleicher Verzögerung wie der Impuls abgenommen wird.
Bei einer Einrichtung zur Durchführung dieses vorgeschlagenen Verfahrens wird das
einen Zeitfehler aufweisende Signal auf ein mit Anzapfungen versehenes Laufzeitglied
gegeben und bei derjenigen Anzapfung aus dem Laufzeitglied entnommen, an der das
Signal und ein Bezugssignal koinzidieren.
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Bei einer Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Ableitung
des Impulses vom Synchronsignal des Fernsehsignals nach der Verzögerung vorgenommen,
so daß nur das Fernsehsignal verzögert zu werden braucht.
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Bei einer Anordnung zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem insbesondere
von einem magnetischen Speicher abgenommenen Farbfernsehsignal, bei welcher die
Laufzeit des Farbfernsehsignals mittels einer vom Phasenunterschied zwischen dem
im Farbfernsehsignal enthaltenen Farbsynchronsignal und einer konstanten Farbträgerschwingung
abhängigen Fehlergröße geändert wird, wird gemäß der Erfindung das Farbfernsehsignal
mittels einer Laufzeitkette mit einer Anzahl in Reihe geschalteter Ver-. zögerungsglieder
in Stufen zunehmend verzögert, bei jeder Stufe ein Phasenvergleich zwischen dem
im Farbfernsehsignal enthaltenen Farbsynchronsignal und einem Bezugssignal konstanter
Farbträgerfrequenz vorgenommen und das Farbfernsehsignal bei
derjenigen
Stufe der Laufzeitkette abgenommen, bei welcher der Phasenunterschied zwischen dem
Farbsynchronsignal und dem Bezugssignal kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist gegenüber der bekannten Anordnung
zum. Ausgleich des Zeitfehlers in einem Farbfernsehsignal (Colortec) den Vorteil
auf, daß die Verzögerung des Farbfernsehsignals nicht größer zu sein braucht als
die benötigte Änderung der Signallaufzeit. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kommt
man daher mit einer wesentlich kürzeren Laufzeitkette aus, oder der Regelbereich
kann ohne Schwierigkeit größer ausgebildet werden, z. B. so groß, daß er sich über
die volle Schwingungsdauer der Farbträgerfrequenz erstreckt. In diesem Fall ergibt
sich der zusätzliche Vorteil, daß keine Verkopplung zwischen dem Farbsynchronsignal
und den Zeilensynchronimpulsen erforderlich ist. Ferner tritt bei Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens keine Abhängigkeit des Frequenzganges des Fernsehsignals
vom Zeitfehler auf. Schließlich weist das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend
die vorteilhaften Eigenschaften einer Regelung im Gegensatz zu der beim bekannten
Verfahren angewendeten Steuerung auf.
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Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden,
welche Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen.
Von den Figuren zeigt F i g. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, bei der das Farbsynchronsignal und das Bezugssignal additiv überlagert
werden, F i g. 2 schematisch die Kennlinie der Phasenvergleichseinrichtung nach
F i g. 1, F i g. 3 eine ähnliche Einrichtung wie in F i g.1, jedoch mit multiplikativer
Überlagerung der beiden Signale, F i g. 4 schematisch die Kennlinie der Phasenvergleichseinrichtung
nach F i g. 3; F i g. 5 ist das Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung eines
Teiles der Einrichtung nach F i g. 1, F i g. 6 eine andere Art der Zuführung des
Bezugssignals zu der Einrichtung nach F i g. 1 oder 3; F i g. 7 stellt ein anderes
Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung dar, die in den Einrichtungen nach
F i g. 1 und 3 anwendbar ist.
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In F i g. 1 stellt 1 eine Laufzeitkette dar, welche mit Anzapfungen
11 bis 23 versehen ist. Die Anzapfangen werden mit Vorteil in jeweils gleichen Abständen
angebracht, so daß die Laufzeit zwischen je zwei Anzapfungen dieselbe ist. Die Laufzeit
zwischen zwei Anzapfungen entspricht dem doppelten Wert des höchstzulässigen Phasenfehlers
von z. B. 5°, bei der Farbträgerfrequenz bei z. B. 4,43 MHz, da der Fehler nicht
größer werden kann als die halbe Laufzeit zwischen zwei Anzapfungen. Es würden daher
für den Ausgleich eines maximalen Fehlers von 90° neun Anschlüsse genügen. In der
Praxis wird i man eine größere Anzahl von Anschlüssen, z. B. zwanzig, vorsehen,
um auch einen größeren Phasenfehler mit entsprechender Reserve verarbeiten zu können.
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Der Laufzeitkette 1 wird am Anfang bei 2 das Farbfernsehsignal zugeführt.
Am Ende ist die Laufzeitkette durch einen Widerstand 3 mit dem Wellenwiderstand
der Kette abgeschlossen. An jeden Anschluß der Laufzeitkette ist eine Einrichtung
50 angeschlossen, von der in der Figur nui eine dargestellt ist. In dieser Einrichtung
50 wird das von jedem Anschluß, z. B. 15 der Laufzeitkette 1 abgenommene Farbfemsehsignal
einer Addierstufe 51 zugeführt, die außerdem die als Bezugssignal dienende, um 180°
gedrehte Farbträgerschwingung b erhält. Während des Auftretens des Farbsynchronsignals
im Farbfernsehsignal addiert sich die Farbträgerschwingung zu dem Farbsynchronsignal.
Die auf diese Weise gebildete Summenschwingung wird in der Stufe 52 gleichgerichtet.
Aus der gleichgerichteten Spannung wird in bekannter Weise in Stufe 53 der Mittelwert
gebildet und einer Einrichtung 54 zugeführt, die nur dann ein Ausgangssignal. liefert,
wenn die Eingangsspannung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. In. diesem Fall
gelangt die Gleichspannung über einen Schalter 55, dessen Zweck an späterer Stelle
beschrieben werden soll, zu einem Speicher 56, welcher das zugeführte Signal bis
zum Eintreffen des nächsten Vergleichswertes während einer Zeilenperiode festhält.
Der Schalter kann auch vor der Einrichtung 54 angeordnet sein. Der Speicher erhält
somit nur ein Signal, wenn der Mittelwert der vom Gleichrichter 52 gelieferten Spannung
den vorbestimmten Wert nicht erreicht, was nur dann der Fall ist, wenn der Phasenunterschied
kleiner als z. B. 5° ist. In diesem Fall betätigt das gespeicherte Signal einen
Schalter 57, der über einen weiteren Schalter 58, dessen Zweck an späterer Stelle
besprochen werden soll, das Farbfernsehsignal von einer Anzapfung der Laufzeitkette
1 zum Ausgang 5 der Einrichtung durchschaltet. Es ist dies der Ausgang der Addierstufe
4, in der die Ausgänge aller mit 50 identischen Einrichtungen herangeführt
sind. Die Addierstufe 4 besteht im einfachsten Fall aus einem Widerstandsnetzwerk,
welches die von den Anzapfungen der Laufzeitkette kommenden Leitungen über Entkopplungswiderstände
in Parallelschaltung mit der gemeinsamen Ausgangsleitung 5 verbindet.
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F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit des Mittelwertes der Gleichspannung
am Ausgang der Stufe 53 vom Phasenwinkel (p. Stimmt die Phasenlage des Farbsynchronsignals
und des Vergleichssignals genau überein, so erreicht die Ausgangsspannung U ein
Minimum; sie wird zu Null, wenn die Amplituden beider Farbsynchronsignale gleich
groß sind. Die gestrichelte Linie US stellt den Schwellwert der Einrichtung 54 dar;
dieser ist so gewählt, daß die Einrichtung 54 nur dann eine Ausgangsspannung liefert,
wenn der Phasenunterschied gegenüber dem Nullwert kleiner als z. B. 5° ist. Grundsätzlich
ist auch jede andere Phasenlage zulässig, jedoch ist dann eine andere Einstellung
der Einrichtung 54 erforderlich.
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Wenn die Phasenübereinstimmung innerhalb dieses Bereiches liegt, jedoch
von Null abweicht, können zwei benachbarte Einrichtungen 50 ansprechen und das Signal
von den beiden benachbarten Anzapfungen durchschalten. Die entsprechenden Arbeitspunkte
auf der Kennlinie nach F i g. 2 liegen dann z. B. bei P1 und P2. Um zu vermeiden,
daß das Farbfernsehsignal gleichzeitig von zwei benachbarten Anzapfungen zum Ausgang
durchgeschaltet wird, ist in der Einrichtung 50 ein zweiter Schalter 58 in Reihe
mit dem Schalter 57 vorgesehen. Dieser wird von der benachbarten Einrichtung gesteuert.
und ist geöffnet, wenn diese angesprochen hat.
Zwischen die Schwellwerteinrichtung
54 und den Speicher 56 ist ein Schalter 55 eingefügt, der durch einen Auftastimpuls
S betätigt wird, der die Aufgabe hat, das Ausgangssignal der Einrichtung 54 nur
dann zuzulassen, wenn der Phasenvergleich beendet ist. Dieser Auftastimpuls S ist
von der Hinterflanke des Auftastimpulses für das Farbsynchronsignal abgeleitet.
Kurz vor Beginn des Auftastimpulses S werden sämtliche Speicher in den Zustand gebracht,
in welchem kein Anschluß der Laufzeitkette zum Ausgang durchgeschaltet ist. Hierzu
wird dem Speicher 56 ein Löschimpuls L zugeführt. Der Impuls S, welcher
den Schalter 58 in der Einrichtung so betätigt, stammt aus der an die benachbarte
Anzapfung, z. B. 16, angeschlossenen Einrichtung und ist derselbe Impuls, welcher
in dieser Einrichtung den dem Schalter 57 entsprechenden Impuls betätigt, mit dem
Unterschied, daß der Schalter 57 durch den Impuls der zugehörigen Einrichtung 50
geschlossen wird, während der Schalter 58 durch den entsprechenden Impuls der benachbarten
Einrichtung geöffnet wird.
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F i g. 3 zeigt eine ähnliche Einrichtung, die ebenso wie F i g. 1
eine angezapfte Laufzeitkette 1 enthält, deren Anfang bei 2 das Farbfernsehsignal
zugeführt wird und deren Ende durch den Widerstand 3 abgeschlossen ist. Ferner enthält
die Einrichtung wieder eine Addierstufe 4, an die die Ausgänge der an die Anzapfungen
11 bis 23 der Laufzeitkette angeschlossenen Einrichtungen herangeführt werden und
die bei 5 das Ausgangssignal abgibt. Die Schalter 68 und 67 haben die gleiche Funktion
wie die Schalter 58 und 57 der Einrichtung nach F i g. 1. An Stelle einer additiven
überlagerung werden jedoch das Farbsynchronsignal und das Vergleichssignal b in
der Einrichtung 61 multiplikativ überlagert und aus dem Produkt der Schwingungen
in der Einrichtung 62 der Mittelwert gebildet. An Stelle einer multiplikativen überlagerung
kann eine gegenseitige Modulation der zu vergleichenden Schwingungen in einem Ringmodulator
oder einer ähnlichen Einrichtung vorgenommen werden. Die Kennlinie der gemittelten
Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Phasenwinkel qq hat dann den in F i g. 4 dargestellten
Verlauf und weicht vom Nullwert in positiver und negativer Richtung ab. Dementsprechend
ist eine Einrichtung 64 vorgesehen, welche nur dann ein Ausgangssignal liefert,
wenn der Betrag des Eingangssignals kleiner als ein vorgegebener Wert US ist. Die
Schalter 65 und 66 haben wieder die gleiche Funktion wie die entsprechenden Einrichtungen
55 und 56 in F i g. 1.
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F i g. 5 zeigt ein Schaltungsbeispiel für die Einrichtung 50 der F
i g. 1. Der Transistor 501 bewirkt die Addition des von der Anzapfung der Laufzeitkette
abgenommenen Farbfernsehsignals, das über den Widerstand 502 dem Emitter des Transistors
zugeführt wird, und dem Vergleichssignal b, das zum Emitter über den Widerstand
503 gelangt. Die Basis wird über einen Spannungsteiler mit den Widerständen 504
und 505 auf konstantem Potential gehalten und ist über einen Kondensator 506 wechselstrommäßig
gegen die Bezugsleitung kurzgeschlossen. Die Summenspannung gelangt vom Kollektor
des Transistors 501, der über einen Kollektorwiderstand 507 an der positiven Betriebsspannung
liegt, über einen Kondensator 508 zum Gleichrichter 509. über einen weiteren Transistor
510 wird die Schaltungsanordnung nur während des Auftreffens des Farbsynchronsignals
im Farbfernsehsignal aufgetastet. Hierzu wird der Basis des Transistors 510 ein
Auftastimpuls B zu= geführt.
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Der Gleichrichter 509 arbeitet auf einem Widerstand 512 mit
dem parallelgeschalteten Kondensator 513. Die gleichgerichtete Spannung steuert
einen Transistor 514 an der Basis, der zusammen mit dem Transistor 515 die Schwellwerteinrichtung
(54 in F i g. 1) darstellt. Hierzu sind beide Transistoren mit einem gemeinsamen
Emitterwiderstand 516 versehen, und die Basis des Transistors 515 ist über einen
Spannungsteiler 517, 518 an eine geeignete Spannung gelegt und durch den Kondensator
519 wechselstrommäßig gegen die Bezugsleitung kurzgeschlossen. Die von der Schwellwerteinrichtung
abgegebene Ausgangsspannung wird nur dann weitergeleitet, wenn sowohl diese Spannung
als auch ein Auftastimpuls A, abgeleitet von der Hinterflanke des Auftastimpulses
B für das Farbsynchronsignal, vorhanden ist. Hierzu dient eine »UND«-Schaltung mit
den beiden Dioden 521, 522 und dem Widerstand 523. Die Speichereinrichtung (56 in
F i g. 1) besteht aus einem bistabilen Multivibrator, der mit den beiden Transistoren
524, 525 und den zugehörigen Schaltelementen 526 bis 531 in an sich bekannter Weise
ausgeführt ist. Der Basis des Transistors 525 wird außer der Steuerspannung vom
Transistor 524 über eine Diode 532 und den Kondensator 533 der Löschimpuls L zugeführt.
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Die beiden Schalter 57 und 58 der F i g. 1 werden durch zwei Transistoren
537 und 538 gebildet. Werden diese durch den Emitterstrom des Transistors 524 bzw.
durch den von der benachbarten Einrichtung stammenden Schaltimpuls S in den leitenden
Zustand gesteuert, so wird das über den Widerstand 539 an die Kollektoren der vorgenannten
Transistoren angelegte Fernsehsignal kurzgeschlossen und kann über den Widerstand
540 nicht zu dem Ausgang der Einrichtung (der Summierstufe 4 in F i g. 1) gelangen.
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Die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 ist an jeden Anschluß der Laufzeitkette
1 in F i g.1 angeschlossen und ist also in einer der Zahl der Anzapfungen entsprechenden
Anzahl erforderlich.
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Zur Vereinfachung und zur Verringerung des Aufwandes kann nach F i
g. 6 das Vergleichssignal (Farbsynchronsignal vom Impulsgeber) statt jeder einzelnen,
an die Anzapfungen angeschlossene Einrichtung gemeinsam dem Fußpunkt der Laufzeitkette
zugeführt werden.
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Das Vergleichssignal b steuert einen Transistor 601, an dessen Emitter
mit dem Emitterwiderstand 602 die gemeinsame, sonst geerdete Bezugsleitung der Laufzeitkette
1 angelegt wird. Diese Schaltungsmaßnahme ist jedoch nur anwendbar, wenn das Farbsynchronsignal
dem Farbfernsehsignal neu zugesetzt wird oder das Farbsynchronsignal des Impulsgebers
später wieder, z. B. mittels eines Differenzverstärkers, subtrahiert wird.
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F i g. 7 zeigt eine Einrichtung entsprechend 50 in F i g. 1 bzw. 60
in F i g. 3, die sich durch besondere Einfachheit und geringen Aufwand auszeichnet,
was deswegen von Wichtigkeit ist, da diese Einrichtung gemäß dem Vorstehenden mehrfach
benötigt wird. Zur Durchschaltung des von einer Anzapfung der Laufzeitkette bei
701 zugeführten Fernsehsignals und gleichzeitig als Schwellwerteinrichtung
wird ein Thyristor 702 benutzt. Zur Gewinnung der Steuerspannung für den Thyristor
wird einer Diode 703
über den Kondensator 704 das
Farbsynchronsignal und das Vergleichssignal zugeführt. Die gleichgerichtete Spannung
tritt am Kondensator 708 auf und gelangt über die Diode 710 zur Steuerelektrode
B des Thyristors. über eine weitere Diode 711 werden der Löschimpuls L und
der Auftastimpuls A zugeführt.