DE2000353C3 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Messung des Rauschabstandes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Messung des RauschabstandesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Messung des Rauschabstandes bei dem das in
seiner Amplitude konstant gehaltene Eingangssignal zumindest über eine gewisse Zeitperiode einem
Dämpfungsglied zugeführt, ein dem Ausgang des Dämpfungsgliedes proportionaler Signalwert mit einem
vorgegebenen Pegel verglichen und das Dämpfungsglied so lange verändert wird, bis der Signalwert dem
vorgegebenen Pegel entspricht, wobei aus der Einstellung des Dämpfungsgliedes der gewünschte Meßwert
ermittelt wird
Ein Verfahren dieser Art bzw. eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens sind an sich
bekannt (FR-PS 11 70 623).
Bei dem bekannten Verfahren wird das von einem Versitärkerelement, z. B. von einem Transistor abgegebene Rauschsignal mit Hilfe von Verstärkern verstärkt
und über eine als Kathodenfolger geschaltete Triode an
einen veränderbaren Widerstand geliefert An dem Schleifer dieses Widerstandes wird das so verstärkte
Rauschsignal abgegriffen und über Filter sowie über einen weiteren Verstärker einer Gleichrichtereinrich*
tung zugeführt Das Ausgangssignal dieser Gleichrichtereinrichtung wird dann in einen Differenzverstärker mit einem vorgegebenen Pegel verglichen, wobei
das Ausgangssignal dieses Differenzverstärkers zur Ansteuerung einer Einstellvorrichtung dient, die den
Schleifer des Widerstandes des Kathodenfolgers so
lange nachregelt, bis das Ausgangssignal des Differenzverstärkers annähernd Null wird. Aus der so getroffenen Einstellung dieses Widerstandes kann dann an einer
entsprechenden Skala der Rauschfaktor des geprüften
Dieses bekannte Verfahren bzw. die hierbei verwendete Vorrichtung sind nicht dazu bestimmt und auch
nicht dazu geeignet den Rauschabstand eines Videosignals automatisch zu messen.
Weiterhin sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bekannt, um Störspannungen bei Videosignalen zu
messen. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Störspannung des ankommenden Videosignals während
des Zeilenhinlaufs ausgetastet und nach entsprechender
ss Verstärkung direkt an einem Spannungsmesser zur Anzeige gebracht Dieses bekannte Verfahren hat
grundsätzlich den Nachteil, daß die Austastung während der Bildinformation erfolgt, so daß eine Messung von
Störspannungen unter Betriebsbedingungen sicherlich
nicht möglich ist Weiterhin hat dieses bekannte
Verfahren den Nachteil, daß eine direkte Anzeige der Störspannung zu sehr ungenauen Meßergebnissen führt
Ferner wird bei dem bekannten Verfahren nur die Störspannung und nicht der Rauschabstand als solcher
zur Anzeige gebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art dahingehend
zu verbessern, daß mit ihm auch unter Betriebsbedin-
gungen eine automatische Messung des Rauschabslandes eines Videosignals erfolgt vnd dadurch beispielsweise die GiHe einer Sendeajilage während des Betriebs
bestimmt werden kann-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der s
eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß zur Messung des Rauschabstandes eines
Videosignals in den von der Bildinformation freien Intervallen des Videosignals das Rauschsignal ausgestastet und über mindestens eine Austastperiode integriert to
wird und daß der durch die Integration gewonnene Signalwert zur Einstellung des Dämpfungsgliedes dient
Bei dem erfindungsgemäSen Verfahren kann nach Erreichen des Gleichgewichtszustandes zwischen dem
von dem Dämpfungsglied gelieferten Signalwert und dem vorgegebenen Pegel der Rauschabstand mit großer
Genauigkeit direkt aus der Einstellung des Dämpfungsgliedes ermittelt werden.
Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Dämpfungswert,
der mit Sicherheit größer ist als die Gleichgewichtsdämpfung, eingestellt, wobei dann nacheinander mehrere Einzelglieder des Dämpfungsgliedes abgeschaltet
werden, bis der erwünschte Gleichgewichtszustand zwischen dem Signalwert am Ausgang des Dämpfungsgliedes und dem vorgegebenen Pegel erreicht ist Nach
einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einem beliebigen Dämpfungswert ausgegangen und anschließend werden Erazelglieder des Dämpfungsgliedes zu- oder abgeschaltet, so daß
eine schrittweise Annäherung des vom Dämpfungsglied abgegebenen Signalwertes an den vorgegebenen Pegel
von oben oder von unten her erfolgt
Diese zur Einstellung des Dämpfungswertes bestimmten Vorgänge erfolgen zyklisch für jedes Teilbild-
abtastintervalL
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch wenigstens eine Gruppe von untereinander sowie mit einem Breitbandverstärker in Reihe geschalteten
Dämpfungsgliedern bzw. Einzelgliedern eines Dämpfungsgliedes, die über in Reihe geschaltete Relais hoher
Ansprechgeschwindigkeit einschaltbar sind, durch einen quadratischen Gleichrichter, durch eine Torschaltung
zum Austasten des Rauschsignals aus dem Videosignal während der von der Bildinformatiou freien Intervalle,
durch eine Integrationsschaltung, die bei jedem Halbbild auf Null gestellt wird, durch eine Vergleichsschaltung, die den von der Integrationsschaltung
erzeugten Signalwert mit einem fest vorgegebenen so Pegel vergleicht und deren Ausgang eine Steuerlogik
für das automatische schrittweise Verstellen der Dämpfungsglieder bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustandes zwischen dem vorgegebenen Pegel und
dem Signalwert speist, durch eine automatische Verstärkungsregelung, die die Verstärkung des Breitbandverstärkers umgekehrt proportional zum Pegel des
Videosignals verändert, sowie durch Mittel zur Anzeige des dem Rauschabstand entsprechenden Dämpfungswertes der Dämpfungsglieder. eo
Die mittels eines Dekodierers angezeigte Endstellung der erwähnten Logik entspricht dem Rauschabstand
Zweckmäßigerweise besitzt die erfindungugemäße
Vorrichtung zwei Gruppen von Dämpfungsgliedern, und zwar, wie weiter unten noch näher beschrieben
wird, eine den Zehnern und eine den Einem zugeordnete Gruppe, djr.en dann je ein Breitbandverstärker nachgeschaltet ist
Die Schaltung bzw. Vorrichtung weist vorzugsweise
auch eine Einrichtung zur automatischen Einstellung des Pegel des der Vorrichtung zugeföhrten Videosignals auf.
Die Vorrichtung kann sowohl allein als auch als Bestandteil einer allgemeineren automatischen Anlage
arbeiten, die zur selbsttätigen Kontrolle eines Verteilungs- und Übertragungsnetzes für Fernsehprogramme
dient und mit der Messsungen unter Betriebsbedingungen durchgeführt werden, d, h. ohne daß das Programm
unterbrochen werden muß. Die zum Austasten dps zu messenden Rauschens geeigneten Zeitintervalle entsprechen den Austastintervallen und/oder jeden Intervallen, in denen das Synchronisiersignal einen Scheitelwert aufweist
Praktische Versuche haben ergeben, daß zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, wenn das Rauschsignal in je vier Zeitintervallen je Teilbild ausgetastet
wird, wobei die Austastzeit beispielsweise jeweils 40 Mikrosekunden betragen kann. Die erwähnte Torschaltung bestimmt mit ihrem perkxfeiien öffnen den
Augenblick der Austastung, deren Dauer sowie die Anzahl der Austastungen je Teilbild.
In der Praxis hat sich gezeigt daß die Messung des Rauschabstandes nur dann von Interesse ist wenn
dieser Rauschabstand innerhalb gewisser Grenzen liegt Die ertindungsgemäße Vorrichtung ist daher derart
ausgebildet daß sie eine Meß-Skala mit einem oberen und einem unteren Skalenwert aufweist Versuche
haben bestätigt daß die interessierenden Werte zwischen 19 dB und 69 dB liegen. Für Werte unter 19 dB
sowie für Werte über 69 dB liefert die Vorrichtung eine feste Anzeige.
Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren an einem Ausführungsbeispiel erläutert
Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 die elektrische Schaltung der den Einern
zugeordneten Gruppe von Dämpfungsgliedern sowie des zugeordneten Breitbandverstärkers;
Fig.3 eine Steuerlogik, die die Dämpfungsglieder
selbsttätig beeinflußt
Wie F i g. 1 zeigt wird das von einem Sender an den Eingangsstecker 1 abgegebene Videosignal gleichzeitig
einer ersten Gruppe von Dämpfungsgliedern 2, der ein in der Fig. 1 nicht dargestellter Verstärker zugeordnet
ist einer automatischen Verstärkungsregleranlage 3 und einem Steuerimpulsgenerator 4 zugeführt
Der ersten Gruppe von Dämpfungsgliedern 2 mit dem dieser Gruppe zugeordneten Verstärker ist ein
Filter 5, eine zweite Gruppe von Dämpfungsgliedern 6 mit Verstärker und dieser zweiten Gruppe ein ebenfalls
einen Verstärker aufweisender quadratischer Gleichrichter 7 nachgeschaltet Das Ausgangssignal des
quadratischen Gleichrichters 7 liegt über einer Torschaltung 8 an einer Integrationsschaltung 9, welche
ihrerseits eine Vergleichsschaltung 10 ansteuert Letztere speiste eine logische Steuerschaltung 11, die die
beiden Gruppen von Dämpfungsgliedem 2 und 6 steuert
Der Steuerimpulsgenerator 4 ist ferner mit der automatischen Verstärkungsregelanlage 3, mit der
Torschaltung 8, mit einer Nullstelleinrichtung 12 für die Imtegrationsschaltung 9 und mit der Steuerlogik 11
verbunden.
Von der Steuerlogik U gehen die Verbindungen zu einer Anzeigevorrichtung, die nicht dargestellt ist.
Außerdem weist die Steuerlogik 11 einen mit START
bezeichneten Anschluß sowie einen Anschluß für eine
Rückstellung auf Null (Reset) auf. Die Integrationsschaltung 9 ist mit ihrer eigenen Nullstelleinrichtung bzw.
Rückstellvorrichtung 12 verbunden.
Nachstehend wird die Arbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben.
Das Videosignal gelangt vom Eingangsstecker 1 zum Dämpfungsglied 2, welches mit dem in seiner Verstärkung von der automatischen Verstärkungsregleranlage
3 gesteuerten Verstärker verbunden ist Diese automatische Verstärkungsregleranlage 3 dient dazu, daß mit
unbestimmter Amplitude eingehende Videosignal mit einem Standardsignal konstanter Amplitude von z. B.
0.7 Volt zu vergleichen. Hierdurch wird ein Fehlersignal erzeugt, welches dazu dient, die Verstärkung des mit
dem Dämpfungsglied 2 in Reihe geschalteten, nicht näher dargestellten Verstärkers proportional zu ändern.
Das Filter 5 legt die Bandbreite (10kHz-5MHz)
fest, in der das Rauschen gemessen wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Verwendung von zwei getrennten, in Serie geschalteten
Dämpfungsgliedern 2 und 6 vorgesehen, damit die Verstärkung in zwei Stufen aufgeteilt werden kann.
Auf diese Weise läßt sich leicht eine Gesamtverstärkung von 6OdB bei einer Bandbreite von 5 MHz
erzielen, indem zwei Gruppen zu je ca. 30 dB verwendet werden.
Der quadratische Gleichrichter 7 liefert ein Ausgangssignal bzw. eine Ausgangsgröße proportional zur
Leistung des zu einem beliebigen Zeitpunkt eintreffenden Eingangssignals.
An der Torschaltung 8 liegt eine Gleichspannung an, die der jeweils am Gleichrichter anliegenden Rauschleistung proportional ist. Weiterhin wird der Torschaltung
ein Signal zugeführt, welches die Torschaltung für das der Rauschleistung proportionale Signal in den
gewünschten, von der Bildinformation freien Intervallen öffnet. Das von der Torschaltung abgegebene Signal
gelangt dann an die Integrationsschaltung 9, deren Ausgang mit der Vergleichsschaltung 10 verbunden ist
Die Integrationsschaltung 9 wird zyklisch auf Null rück-citcüt u~. auch bei c;r.~CGcha!lcicr Yerr^hU:""
und anliegendem Videosignal probeweise Dämpfungsänderungen durchführen zu können, und zwar zunächst
an der den Zehnern zugeordneten Gruppe von Dämpfungsgliedern 2 und dann an der den Einem
zugeordneten Gruppe von Dämpfungsgliedern 6, um so das Ausgangssignal der Integrationsschaltung 9 dem in
der Vergleichsschaltung 10 festgelegten Pegel anzunähern.
Die Ausführung der in der F i g. 1 dargestellten und die beschriebenen Funktionsmerkmale aufweisenden
Schaltungen bereiten dem Fachmann keinerlei Schwierigkeiten.
Der Vollständigkeit halber und zum besseren Verständnis der Erfindung sind jedoch in den F i g. 2 und
3 jeweils eine ausführlichere, schematische Darstellung des Einer-Dämpfungsgliedes 6 sowie eine schematische
Darstellung der Steuerlogik für die Dämpfungsglieder 2 und 6 wiedergegeben.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, zeigt die F i g. 2
neun mit 13 bezeichnete Einzeldämpfungsglieder von jeweils 1 dB, von denen jedes mit zwei in Reihe
geschalteten Relais 14 und 15 verbunden ist Ein weiteres Paar von Relais 16 und 17 ist ähnlich geschaltet,
jedoch mit dem Unterschied, daß es an kein Dämpfungsglied angeschlossen ist
eine Diode 18 verbunden. Der Eingang des Dämpfungsgliedes ist bei 19 und sein Ausgang bei 20, wo ein
Verstärker 21 angeschlossen ist An den Ausgängen der Relais 15 und 17 sind zehn mit 0 bis 9 bezeichnete
getrennte Ausgänge vorgesehen, die mit den Ausgängen der Dekodiergruppe der Steuerlogik 11 verbunden
sind.
Der Eingang des Verstärkers 21 ist durch zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 23, denen ein RC-Kop
pelglied nachgeschaltet ist, geschützt Am Ausgang des
Verstärkers 21 ist ein Transistor 24 zur Impedanzanpassung vorgesehen, der mit einem Anschluß 25 des
Gleichrichters 7 verbunden ist
können auch durch jeweils nur ein Relais ersetzt werden. Die Verwendung von Relaispaaren ist jedoch
vorzusehen, da hierdurch der Einfluß von Streukapazitäten aufgehoben wird. Die Verwendung der Dioden 18
hat den Vorteil» daü durch diese Dioden Einflüsse der
bei Erregung der Relais auftretenden Stoßspannungen
aufgehoben werden.
Die Steuerlogik 11 der Vorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform in Fig.3 dargestellt
Eine von der Vergleichsschaltung 10 kommende
Verbindungsleitung führt über zwei ODER-Gatter 26
und 27 zu einem Zehner-Flip-Flop 28 und über eine der Anpassung an die Einer-Gruppe dienende Schaltung 29
zu einfeii» Einer-Flip-Flop 30, der über ein Einer-ODER-Gatter 31 den Einerzähler 32 speist welcher mit dem
ihm zugeordneten Dekodierer 33, dessen Ausgang zu den Relais-Anschlüssen 22 (F i g. 2) führt, verbunden ist
Vom Zehner-Flip-Flop 28 geht eine ähnliche Verbindungsleitung über das Zehner-ODER-Gatter 34 zum
Zehner-Zähler 35 und anschließend zu dem Zehner-De
kodierer 36, der wiederum mit einer Gruppe von Relais
verbunden ist die ähnlich den Relais gemäß F i g. 2 aufgebaut und geschaltet sind, sich von diesen jedoch
dadurch unterscheiden, daß jedes von ihnen gesteuerte Einzeldämpfungsglied den Wert von 1OdB aufweist
wobei die Zahl dieser Einzeldämpfungsglieder in derr hier betrachteten Fall nur sechs ist weil die Einführung
ak fiQ HR nich
interessiert
rers 36 ist mit einem ODER-Gatter 37 verbunden, da;
auch am Zehner-Flip-Flop 28 liegt, dessen Ausgangssi
gnal auch über eine Auswahlvorrichtung 38 den
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung win vorzugsweise als Bezugsgröße der Weißpegel gewählt
der am Videosignal gegenüber dem Schwarzpegel mi einem Abstand von 0,7 V auftritt, wobei dieser Abstanc
in einer bestimmten Zeile einer jeden Teilbildabtastunj
während der Austastlücke eingefügt ist
Es wäre jedoch auch möglich, den Pegel dei
Synchronisationssignale als Bezugsgröße zu wähler Das Rauschsigna] wird vorzugsweise in vier bestimmtet
Zeilen eines jeden Teilbildes, z. B. in der elften, zwölfter
dreizehnten and vierzehnten Zeile während de Austastlücke gemessen, also in einem Intervall, in den
das Videosignal nicht vorhanden ist und das Rausch bzw. Störsignal am Schwarzpegel auftritt
Die Messung könnte jedoch auch eine anden Zeilenzahl betreffen und auch außerhalb der Austastlük
ke erfolgen, beispielsweise durch Messung des an Scheitel der Synchronisiersignale vorhandenen Rausch
signals.
In dem obenerwähnten Beispiel öffnet die Torschaltung
8 viermal für die Dauer von 40 Mikrosekunden entsprechend den Zeilen, an denen die Messung erfolgt.
Es seien nun:
/4,,io die Spannungsdämpfung in dB, die von dem
!dämpfungsglied 2 eingeführt wird,
/4,,i die Spannungsdämpfung in dB, die von dem
zweiten Dämpfungsglied 6 eingeführt wird,
Af. die gesamte Spannungsverstärkung in dB der den
Dämpfungsgliedern nachgeschalteten Verstärker.
Ακη die Konstante des quadratischen Gleichrichters 7,
d. h. das in dB ausgedrückte Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung und dem Quadrat des
Effektivwertes der Eingangsspannung (dieses Verhältnis ist in Leistungs-dB auszudrücken, weil
hier Größen beteiligt sind, die dem Quadrat des Effektivwertes dos Rauschen« nrnnorlinn?.! sindV
Am das Verhältnis zwischen der am Ausgang der
Integrationsschaltung 9 vorhandenen Spannung und der Eingangsspannung (wenn Tn- 40 Mikrosekunden
die Öffnungszeil der Torschaltung und T, die Zeitkonstante der Integrationsschaltung 9
sind).
Da die Torschaltung entsprechend den vier Meßzeilen viermal öffnet, erhält man:
A1n = 10 log
4 7\,
Am Ausgang der Integrationsschaltung 9 erhält man ein Signal, das sich vom Quadrat des Effektivwertes des
Rauschsignals durch folgende Größe unterscheidet:
A1 = Ag + ARq + A1n - Aam - Aai [dB]
Die Absgangsspannung der Integrationsschaltung wird der Vergleichsschaltung 10 zugeführt, deren
Schwellenwert eine bestimmte, mit dem Nennbezugspe-σ*»| \rr\n O7V r»r«-»r
das in Leistungs-dB ausgedrückte Verhältnis zwischen
dem Effektivschwellenwert 5 und dem Quadrat des Nennbezugspegels
As = 10 log
0.49
ist (im vorliegenden Fall ist s=0,8), sind zur Durchführung
der Messung die Dämpfungsglieder 2 und 6 derart einzustellen, daß das in der Vergleichsschaltung
gelangende Signal geringfügig größer ist als der Schwellenwert. Liegt diese Bedingung vor, so ist der
Rauschabstand durch folgende Beziehung gegeben:
(S/ß)[dB] =
Setzt man:
"in
in - As = 69
(D
was durch entsprechende Eichung (Einstellung von An) möglich ist. so erhält man:
So beträgt z.B. das Signal-Rauschverhältnis 53 dB, wenn die Gesamtdämpfung A3\0+ A,\ gleich 16 dB ist.
Bei dem betrachteten Beispiel ist es zweckmäßig, so vorzugehen, daß die Vergleichsschaltung dann ausgelöst
wird, wenn der Rauschabstand unter 53,5 dB sinkt. Auf diese Weise entspricht die Anzeige + 53 dB einem
Effektivwert zwischen 53,5 und 52,5 dB. Hierbei ist es auch zweckmäßig, nicht die vorausgehende Gleichung
(I), sondern folgende Gleichungen zu verwenden:
R,
Ain -
= 69.5
r. Auf diese Weise erfolgt die erste Auslösung der Vergleichsschaltung, sobald die Beziehung
(S/D)[dB] = 69,5 - /I010
zutrifft, während das Meßergebnis noch durch die Gleichung (2) gegeben ist.
Die Einstellung erfolgt automatisch durch die logische Schaltung 11, die unter Ausnutzung der von der
Vergleichsschaltung 10 stammenden Informationen die Relais 14, 15, 16, 17 der Dämpfungsglieder 2 und 6
betätigt. Vor der Messung ist das Zehnerdämpfungsglied 2 auf 50 dB und das Einerdämpfungsglied auf 0 dB
gestellt. Dementsprechend liefert das nicht dargestellte Meßgerät eine Anzeige von + 19 dB, was den unteren
Grenzwert des Meßbereichs des Gerätes darstellt. Der Schwellenwert der Vergleichsschaltung ist auf 0,8 V
festgelegt. Anschließend wird bei jeder Teilbildabtastung der Ausgangswert der Vergleichsschaltung 10
festgestellt und wenn diese nicht ausgelöst wurde, wird die Dämpfung um 10 dB verringert.
Sobald aber die Vergleichsschaltung ausgelöst wird, kommt das Einerdämpfungsglied 6 zum Einsatz und
wird bei der auf die erste Auslösung der Vergleichsschaltung folgenden Teilbildabtastung in die Stellung
D,dB, = 69 - AaW - Aal
aiinv.li in uic oiciiuiigcii O uu,
7 dB usw. gebracht, bis die zweite Auslösung der Vergleichsschaltung erfolgt. Nun hält die Vorrichtung
an und es wird die Anzeige abgelesen.
Ein Zahlenbeispiel soll den beschriebenen Vorgang näher erläutern:
Der Rauschabstand beträgt beispielsweise 53 dB. Bei der ersten Teilbildabtastung, bei der die Messung
beginnt ist
A,w=50dB /I31=OdB
und daher wird der Gleichung (4) nicht entsprochen.
Statt dessen erhält man:
Statt dessen erhält man:
+ 53dB<693-50dB-0dB
und die Auslösung der Vergleichsschaltung erfolgt nicht. Bei der nächstfolgenden Bildabtastung wird die
Dämpfung A110 weiter verringert, bis bei der fünften
Bildabtastung die folgende Situation auftritt:
+53dB<69,5-10dB-0dB
Es erfolgt jetzt die Auslösung der Vergleichsschaltung, so daß von nun an Aa\0 konstant bleibt.
Die Dämpfungsvorrichtung A„\ wird hingegen bei der
sechsten Teilbildabtastung in die Stellung 9 dB gebracht. Da die Vergleichsschaltung nicht mehr zur Auslösung
kommt, wird A„\ in den folgenden Teilbildabtastungen
nacheinander verringert, bis bei der neunten Teilbildabtastung folgendes Ergebnis erhalten wird:
+ 53dB<69,5-10dB-6dB
Nun hält die Vorrichtung wieder an und die Anzeige > ergibt +53 dB.
Die Fälle, bei denen der Rauschabstand unter 19 dB oder über o9,5 dB liegt, werden als Sonderfälle
betrachtet.
Im ersten Fall wird die Vergleichsschaltung bereits ι» bei der ersten Teilbildabtastung ausgelöst. Die logische
Schaltung zt igt diesen Zustand an und stellt die Vorrichtung ab, ohne daß die Suche nach der Einerziffer
vorgenommen wird.
Auf diese Weise erscheint die Anzeige 19 dB. π
Im zweiten Fall ist die Suche nach der Zehnerziffer ergebnislos, weil die Vergleichsschaltung nicht einmal
bei der sechsten Teilbildabtastung, wenn die Dämpfung besteht aus vier Flip-Flops und zählt im reinen
Binärcode bis 9. Die von den Zählern gelieferten Ziffern werden decodiert und die Decodierausgänge betätigen
die Relais der Dämpfungsglieder.
Zu Beginn des Meßzyklus sind die beiden Zähler durch das vorausgegangene Rückstellsignal jeweils auf
die Ziffer 1 bzw. 9 gestellt. Dementsprechend sind die Zehnerdämpfungsglieder auf 50 dB (Ausgang des
Zählers 0Oh= 1 io) und die Einerdämpfungsglieder auf
OdB (Ausgang des Zählers 100I2 = 9,o) gestellt.
Wenn die Vergleichsschaltung bei der ersten Teilbildabtastung nicht ausgelöst wird, ist die Dämpfung
A.,]Q bei jeder folgenden Teilbildabtastung um 10 dB zu
verringern, bis die erste Auslösung der Vergleichsschaltung erfolgt. Aus diesem Grunde ist es erforderlich,
Impulse so lange zum Zehnerzähler zu senden, bis die Vergleichsschaltung ausgelöst wird. Nach der ersten
Auslösung der Vergleichsschaltung wird die Aussen-
Uli Ul.lt
^ 1111VI 6Ul lit. I
OdB erreicht, ausgelöst wird. Die logische Schaltung -'"
zeigt diesen Zustand an, vergrößert bei der siebten Teilbildabtastung die Zehnerziffer noch um eine Einheit
und stellt bei der achten Teilbildabtastung das Einer-Dämpfungsglied auf 9 dB, jedoch nur zu dem
Zweck, um im Einerbereich eine Null erscheinen zu >
> lassen. Die Vorrichtung hält bei der Anzeige 7OdB an, die die oberste Endstellung des Anzeigegerätes
darstellt.
Die Steuerlogik (F i g. 3) empfängt folgende Signale:
1. ein aus Impulsen mit Teilbildabtastfrequenz beste- h>
hendes Signal, das an das ODER-Gatter 34 gelangt;
2. das »Start«-Signal, welches jeden Meßzyklus einleitet.
Dieses Signal kann von Hand oder aber von einem abgesetzten Sender erzeugt werden. Das »Start«-Signal r>
kann in jedem beliebigen Zeitpunkt ankommen, doch soll es zur einwandfreien Funktion der Logik synchronisiert,
d.h. in einen negativen schmalen Impuls umgeformt werden, dessen absteigende Front mit der
absteigenden Front eines Impulses nach 1. übereinstimmt;
3. Das RücksteH-Sign-i. welches die Zähler 32.35 am
Ende des Meßzyklus wieder in die Ausgangsstellungbringt;
4. den von der Vergleichsschaltung bei Überschrei- 4
tung des Schwellenwertes am Eingang stammenden Impuls. Der Ausgangswert der Vergleichsschaltung
ist normalerweise größer als Null, (logischer Wert »1«); der der Auslösung entsprechende
Impuls ist Null oder nahezu Null (logischer WertO);
5. ein an das ODER-Gatter 27 gelangendes und aus einem positiven Impuls bestehendes Signal, das sich
bei der ungeradzahligen Teilbildabtastung von der elften bis zur zweiundzwanzigsten Zeile und bei der
geradzahligen Teilbildabtastung von der dreihundertvienindzwanzigsten bis zur dreihundertfünfunddreißigsten Zeile erstreckt (daher 640 Mikrosekunden breit ist) und den Durchgang der von der
Vergleichsschaltung erfolgten Impulse nur während des Integrationsintervalls gestattet Die
Vergleichsschaltung könnte nämlich auch durch in der Integrationsschaltung entstehende Schwingungen zum Auslösen gelangen. Daher müssen diese
unerwünschten Impulse bzw. Schwingungen ausge- f r
schaltet werden.
Der Dekadenzähler 35 besteht aus drei Flip-Flops und zählt im reinen Binärcode bis 7. Der Einerzähler
Aussendung der Impulse an den Einerzähler vorgewählt, wobei dessen Decodierer sich auf 0 stellt und
dieser Stellung eine Dämpfung von 9 dB entspricht, und sofort, bis die nächste Auslösung der Vergleichsschaltung
erfolgt und die Vorrichtung angehalten wird.
Das Signal wird demnach den beiden Zählern über zwei Gatter (ODER-Gatter 34 und 31 für die Zehner
und die Einer) zugeleitet, von denen das eine zwischen dem »Start« und der ersten Auslösung und das andere
zwischen der ersten und zweiten Auslösung der Vergleichsschaltung öffnet.
Die zur Vorwahl der Gatter bestimmten Signale werden von zwei Flip-Flops vom Typ »Set-Reset« (je
ein Flip-Flop für die Zehner und ein Flip-Flop für die Einer) geliefert, die durch die kreuzweise Verbindung
zweier ODER-Gatter entstehen und die Aufgabe erfüllen, die jeweilige Meßphase zu speichern.
Das Zehner-Flip-Flop wird durch die negative Front des mit dem Signal gemäß 1. synchronisierten
Start-Signals in Reset-Stellung und durch den von der
Vergleichsschaltung stammenden negativen Impuls in die Set-Stellung gebracht. Dieser Impuls erreicht den
7ehner-Flin-Flop über zwei ODER-Gatter 26 und 27. von denen das zweite an einem seiner Eingänge den den
Meßzeilen entsprechenden Impuls empfängt und die bereits bekannte Funktion erfüllt, während das erste
Gatter an einem seiner Eingänge das Ausgangssignal 7 des Zehnerdecodierers erhält, dessen Funktion nachstehend
noch erläutert wird.
Der Einer-Flip-Flop wird hingegen in die Reset-Stellung
gebracht, sobald der Zehner-Flip-Flop wieder in die Set-Stellung gelangt und in die Set-Stellung, sobald
die zweite Auslösung der Vergleichsschaltung erfolgt
Eine geeignete Schaltung (Vorwahlschaltung für die Set-Stellung der Einer) verhindert ein unregelmäßiges
Arbeiten des Einer-Flip-Flops bei der ersten Auslösung der Vergleichsschaltung. Ohne die erwähnte Schaltung
würde sich bei dieser Gelegenheit ein Signal sowohl am Set-Eingang als auch am Reset-Eingang einstellen.
Diese Schaltung hingegen gestattet den Durchgang des von der Vergleichsschaltung erfolgten Impulses nur bei
der Teilbildabtastung, die auf jede folgt, bei der die erste Auslösung der Vergleichsschaltung stattgefunden hat
Es wird nun die Arbeitsweise dieser Logik in bezug auf die verschiedenen möglichen Fälle beschreiben.
i. Rauschabstand 19 dB
Sobald das Start-Signal in der unmittelbar nachfolgenden Teilbildabtastung kommt wird die Vergleichs-
schaltung ausgelöst und dadurch der Zehner-Flip-Flop in Set-Stellung gebracht, was die Zuleitung der Impulse
gemäß I. zu dem Zehnerzähler unterbindet, während der Ausgang des Zehnerdecodierers (mit logbchem
Wert 0) auf 1 verbleibt. Um zu verhindern, daß der Einerzähler anläuft und den Ausgang des zugehörigen,
auf 9 gestellten Decodierers (mit logischem Wert 0) verstellt, stellt das ODER-Gatter 37 eine Verbindung
zwischen dem Zehner-Flip-Flop und dem Einer-Flip-Flop her und empfängt an einem seiner beiden Eingänge
den Ausgang des Zehnerdecodierers. Dieser Ausgang ist analog den anderen immer größer als Null (logischer
Wert 1), außer wenn der Einerzähler auf 001 steht. Sobald an Ausgang 0 des Zehner-Flip-Flops ein Signal
anliegt (logischer Wert I) würde an sich ein negativer Impuls am Reset-Eingang des Einer-Flip-Flops auftreten,
doch kommt der Impuls in diesem Falle nicht durch, weil er durch das ODER-Gatter 37, deren mit dem
Dekaueiidecouierer verbundener Eingang den iogischen
Wert 0 aufweist, daran gehindert wird. Daher bleibt die Vorrichtung auf der Stellung 19 dBslehen.
2. Rauschabstand zwischen 19 dB und 70 dB,
beispielsweise 45 dB
beispielsweise 45 dB
Beim Eintreffen des Start-Signals geht der Zehner-Flip-Flop
in die Reset-Stellung über und das vorgewählte Zehner-ODER-Gatter läßt die Impulse nach 1. durch.
Sie gelangen zum Zähler, der mit der Zählung beginnt.
Sobald der Decodierer bei der vierten Teilbildabtastung auf der Ziffer 4 steht (20 dB Dämpfung), wird die
Vergleichsschaltung ausgelöst. Der Zehner-Flip-Flop geht in die Set-Stellung und hält den Zehnerzähler an.
Zugleich geht über das ODER-Gatter 37 der Einer-FIip-Flop
in die Reset-Stellung, während die Vorwahlschaltung für die Set-Stellung der Einer das Eintreffen eines
Signals auch am Set-Eingang bei der ersten Auslösung der Vergleichsschaltung verhindert hat. Daher wählt das
Einer-ODER-Gatter den Durchgang der Impulse nach 1. zum zugehörigen Zähler vor, der die Zählung beendet,
sobald bei der Ziffer 4 des entsprechenden Decodierers die Vergleichsschaltung wiederum ausgelöst wird und
den F.iner-Fiin-Plnn in Hie Spt-Stpilnntr hrinirt. so daß die
Zählung eingestellt wird und die Anzeige abgelesen werden kann. Diese Anzeige ist 45, was durch die
Gleichung (2) verwirklicht wird
3. Rauschabstand 70 dB
Nach dem Eintreffen des Start-Signals wird die Vergleichsschaltung auch bei der sechsten Teilbildabtastung
(Ziffer 6 der Einer) nicht ausgelöst Der Zehnerzähler bewirkt, daß bei der siebten Teilbildabtastung
sein Decodierer die Ziffer 7 erreicht Dabei ist dieser Ausgang nicht mit einem Relais verbunden,
sondern gelangt zusammen mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung durch das ODER-Gatter 26. Das
Fehlen eines Signals am Ausgang 7 (logischer Wert 0) hat dieselben Wirkungen wie die Auslösung der
Vergleichsschaltung, deren Ausgang in diesem Fall unterschiedlich von Null ist (logischer Wert 1). Nach
Erreichen der Ziffer 7 bei der siebten Teilbildabtastung schalten daher die Zehner- und Einer-Flip-Flops um und
bei der achten Teilbildabtastung stellt der Einerzähler seinen Decodierer auf den Ausgang 0 und verbleibt in
dieser Stellung, weil der Peg^l der Einer wiederum auf
»Set« übergeht, und zwar so, ais ob die Vergleichsschaltung
erneut ausgelöst worden wäre. Die Vorrichtung stoppt und es tritt die Anzeige 70 dB auf.
Das Reset-Signal stellt die Zähler auf Null, so daß am
Eingang der Decodierer die Ziffern zwischen 1 und 9 erscheinen. Die Vorrichtung steht nun fC" den Beginn
eines neuen Meßzyklus bereit.
Die Erfindung wurde voranstehend an einer Aüsführungsform
beschrieben, wobei auch auf einige Abwandlungen hingewiesen wurde. Es versteht sich jedoch, daß
praktisch auch andere Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne daß das Wesen der Erfindung
verlassen wird.
So lassen sich z. B. die Grenzen des hier gewählten Meßbereiches zwischen 19 dB und 7OdB auf einfache
Weise verändern.
Es ist auch schon darauf hingewiesen worden, daß man statt der Messung des Rauschabstandes unter
Bezugnahme auf das auf vier Zeilen während der Äusiasiuauer einer jeden Teiibiiuabiasiung(z. B. der H.,
12., 13., 14. Teilbildabtastung) vorhandene Rauschen, das
auf einer oder mehreren Zeilen oder auf Zeilenteilen vorhandene Rauschen abgreifen kann.
Ebenso könnte man zum Vergleich zwischen dem (in geeigneter Weise gedämpften und verstärkten) Raur
> sehen und dem Schwellwert beispielsweise die Zeitkonstante der Integrationsschaltung automatisch ändern;
nach einer dritten Lösung ließe sich die Zeitkonstante der Integrationsschaltung ebenso wie die Dämpfung
unverändert beibehalten und dagegen nachträglich der in Sohwellwert der Vergleichsschaltung ändern.
Obgleich die Anzeige des Rauschabstandes bequemer ist, kann auch der Rauschwert als Absolutwert
gemessen werden, wodurch sich die automatische Pegeleinstellung erübrigt.
Ji Ein wesentlicher Teil vorliegender Erfindung wird in
dem logischen System gesehen, das die Dämpfungsvorrichtungen automatisch einstellt und den Rauschabstand
durch ein binäres Zahlensystem anzeigt, wobei nach der Decodierung die erste Ziffer den Wert der Dekaden und
die zweite Ziffer den Wert der Einer darstellt.
Anstelle des Code 8-4-2-1 kann auch ein anderer
Die beschriebene Ixsgik läßt sich gegen ein»- andere,
gleichwertige austauschen, und zwar sowohl in Hinblick auf die Lage der Dämpfungsvorrichtungen als auch auf
die Anzeige der außerhalb des Meßbereiches liegenden Werte.
Fig. 1
so 1 — Eingangsstecker für das Videosignal
2 — Erste Gruppe von veränderlichen Dämpfungsgliedern (Zehnerdämpfungsglieder) und Verstärker
3 - Verstärkungsregleranlage
4 - Steuen.-npulsgenerator
5 - Filter
5 - Filter
6 — Zweite Gruppe von veränderlichen Dämpfungs-
giiedern (Einer-Dämpfungsglieder) und Verstärker
7 - Quadratischer Gleichrichter mit Verstärker
8 — Torschaltung
8 — Torschaltung
9 — Integrationsschaltung
10 — Vergleichsschaltung
11 - Steuerlogik für die Dämpfungsglieder
12 - Rückstellvorrichtung
Fig.2
13 - Einzeldämpfungsglied
14 - Relais
13
15 - Relais
16 - Relais
17 - Relais
18 - Diode
19 — Eingang des Dämpfungsgliedes
20 — Ausgang ües Dämpfungsgliedes
21 - Verstärker
22 - Relais-Anschlüsse
23 - Dioden
24 — Transistor
25 - Anschluß des Gleichrichters
Fig.3
26,27,37-ODER-Gauer
28 - Zehner-Flip-Flop
29 — Auswahl-Schaltung
30 - Einer-Flip-Flop
31 - Einer-ODER-Gatter
32 - Einer-Zähler
33 - Decodierer
34 - Zehner-ODER-Gatter
35 - Zehner-Zähler
36 — Zehner-Decodierer
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur automatischen Messung des Rauschabstandes, bei dem das in seiner Amplitude
konstant gehaltene Eingangssignal zumindest Ober eine gewisse Zeitperiode einem Dämpfungsglied
zugeführt, ein dem Ausgang des Dämpfungsgliedes proportionaler Signalwert mit einem vorgegebenen
Pegel verglichen und das Dämpfungsglied so lange to verändert wird, bis der Signalwert dem vorgegebenen Pegel entspricht, wobei aus der Einstellung des
Dämpfungsgliedes der gewünschte Meßwert ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Messung des Rauschabstandes eines Yideosignals in den von der Bildinformation freien
Intervallen des Videosignals das Rauschsignal ausgetastet und Ober mindestens eine Austastperiode integriert wird, und daß der durch die Integration
gewonnene Signalwert zur Einstellung des Dämpfungsgiiedes dient
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung des Dämpfungsgliedes
durch ein mit den Austastperioden synchrones Impuls-Steuersignal verändert wird, und daß das
Impuls-Steuersignal unterbrochen wird, wenn der durch die Integration gewonnene Signalwert dem
vorgegebenen Pegel entspricht
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Dämpfungsgliedes jewel's schrittweise bei jedem Halbbild des
Videosignals erfolgt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austastung und
Integration am Ende einer odei mehrerer aufeinanderfolgender Zeilen eines Halbbildes des Videosi
gnals erfolgt
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung des
Dämpfungsgliedes von einem höheren Ausgangswert zu einem niedrigerem Wert so lange verändert
wird, bis der durch die Integration gewonnene
Signalwert dem vorgegebenen Pegel entspricht
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch wenigstens eine Gruppe von untereinander sowie mit einem Breitbandverstärker in Reihe
geschalteten Dämpfungsgliedern (2,6; 13), die über in Reihe geschaltete: Relais (14, 15; 16, 17) hoher
Ansprechgeschwindigkeit einschaltbar sind, durch einen quadratischen Gleichrichter (7), durch eine
Torschaltung (8) zum Austasten des Rauschsignals aus dem Videosignal während der von der
Rüdinfcrrnation freien Intervalle, durch eine Integrationsschaltung (9), die bei jedem Halbbild auf Null
gestellt wird, durch eine Vergleichsschaltung (10), die den von der Integrationsschaltung erzeugten Signalwert mit einem fest vorgegebenen Pegel vergleicht
und deren Ausgang eine Steuerlogik für das automatische scärittweise Verstellen der Dämpfungsglieder (2, 6) bis zum Erreichen eines
Gleichgewichtszustandes zwischen dem vorgegebenen Pegel und dem Signalwert speist, durch eine
automatische Verstärkungsregelung, die die Verstärkung des Breitbandverstärkers umgekehrt proportional zum Pegel des Videosignals verändert,
sowie durch Mittel zur Anzeige des dem Rauschabstand entsprechenden Dämpfungswertes der Dämpfungsglieder.
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