DE2206312A1 - Farbsperrsystem - Google Patents

Description

Farbsperrsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbsperrsystem in einem Farbfernsehempfänger, der ein Signalübertragungssystem wie das PAL-System verwendet.

Der Empfang eines Schwarz-Weiß-Fernsehsignals mit einem Farbfernsehempfänger kann unschönes Farbrauschen mit sich bringen, das als Ergebnis des Betriebs der angeschlossenen Farbsignalschaltung auf dem Schirm erscheint. Um diese Erscheinungen zu vermeiden und eine zufriedenstellende Wiedergabe eines Schwarz-Weiß-Bilds'zu erzielen, ist es erwünscht, bei Empfang eines Schwärz-Weiß-Fernsehsignals den Bandpaßverstärker abzuschalten. Das gleiche trifft zu, wenn ein Farbfernsehsignal eines anderen Übertragungssystems empfangen wird. Das gewünschte Ergebnis wird dadurch erreicht, daß die Abwesenheit des Farbsynchronsignals im Schwarz-Weiß-Fernsehsip;nal oder die Andersartigkeit des Farbsynchronsignals bei einem Farbfernsehempfang nach einem anderen Übertragungssystem ausgenützt wird. Es wird also die Anwesenheit oder Abwesenheit eines gegebenen Farbsynchronsignals festgestellt und hiervon eine Spannungsänderung abgeleitet, die zur Steuerung des Bandpaßverstärkers verwendet wird und diesen ein- oder ausschaltet. Bekanntlich wird eine solche Spannungsänderung von einer Farbsperr- oder

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Farbunterdrückungsschaltung erzeugt, die einen Phasendetektor enthält, der eine bestimmte Spannung nur aufgrund einer gegebenen Phasenbeziehung zwischen dem Farbsynchronsignal und einem örtlichen Hilfsträger ableitet.

Für ein Farbfernsehsignal nach dem PAL-System alterniert das Farbsynchronsignal in seiner Phase zwischen +4-5° und -45° für aufeinanderfolgende horizontale Abtastzeilen und die zugehörige Farbsperrschaltung benötigt die Zufuhr eines Hilfsträgers, der einer Phasenänderung von 180° für aufeinanderfolgende Zeilenperioden unterworfen ist. In den üblichen Farbfernsehempfängern des PAL-Systems wird dieser Hilfsträger aus einer Schaltung mit einem Schalter gewonnen, der die Phasenänderung steuert, und wird normalerweise zur Demodulation der (R-Y)-Farbdifferenzkomponente verwendet . Ein solcher Empfänger leidet also unter dem Kachteil, daß ein unstabiler Bestandteil wie ein Schalter den B'etrieb der Farbsperrschaltung leicht unstabil machen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbsperrsystem in einem Farbfernsehempfänger zu schaffen, das dahingehend verbessert ist;, daß zum Ableiten der Spannungsänderung in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit des gegebenen Farbsynchronsignals zum Ein- und Ausschalten des Bandpaßverstärkers die Notwendigkeit eines Schalters, der eine 180°-Phasenalternierung für den Hilfsträger bewirkt, vermieden ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Hilfsträger mit einer Frequenz, die um —=-ί— (wobei η eine ganze Zahl ist) mal der Zeilenfrequeriz höher oder niedriger ist als die des Farbhilf strägers, verwendet, um ein Farbsperrsignal davon abzuleiten, das das Ah- und Abschalten des Bandpaßverstärkers der Farbsperrschaltung steuert. Da dieser Hilfsträger eine von der Farbhilfsträgerfrequenz abweichende Frequenz hat, wird er im folgenden als "verschobener Hilfsträger" bezeichnet, um ihn vom Hilfsträger nach dem Stand

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der Technik zu unterscheiden. Der nach der Erfindung verwendete verschobene Hilfsträger enthält eine Anzahl von Schwingungsperioden pro Zeilenperiode, die um — höher oder niedriger ist als die Zahl der Schwingungsperioden des Farbhilfsträgers in derselben Zeilenperiode. Wird also angenommen, daß m Beginn einer bestimmten Zeilenperiode die beiden Hilfsträger in Phase miteinander sind, so eilt die Phase des verschobenen Hilfsträgers derjenigen des-normalen Farbhilfsträgers mit der Zeit entweder vor oder nach, so daß zu Beginn der nächsten Zeilenperiode der verschobene Hilfsträger eine Phasendifferenz von 180° in Bezug zur Phase des Farbhilfsträgers hat. Zu Beginn der nächstfolgenden Zeilenperiode hat er eine Phasendifferenz von weiteren 180 oder von insgesamt 360 . Dies ermöglicht die Bildung des gewünschten Farbsperrsignals ohne Zuhilfenahme des Phasenumschalters nach dem Stand der Technik zum Erzeugen des Bezugs-Hilfsträgers.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Blockschaltplan des Hauptteils eines Farbfernsehempfängers mit dem erfindungsgemäßen Farbsperrsystem;

Figur 2 (a) und (b) Vektordiagramme bestimmter Signale in der Schaltung nach Figur 1;

Figur 2 (c) ein Vektordiagramm des in einem Farbfernsehsignal nach den NTSC-System enthaltenen Farbsynchronsignals;

Figur 3 ein Frequenzspektrum des im Farbfernsehsignal nach dem PAL-System enthaltenen Farbsynchronsignals;

Figur $■ ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Phasenbeziehung zwischen dem Farbhilfsträger und dem verschobenen Hilfsträger;

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Figur 5 einen Blockschaltplan einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 6 ein Beispiel eines Synchronsignal-Verstärkers mit einem Kristallfilter zur Verwendung im System nach Figur 5·

Figur 1 zeigt in Blockdarstellung eine Farbsignalschaltung eines Farbfernsehempfängers mit einer Farbsperrschaltung, die eine Phasendetektion des Farbsynchronsignals und eines verschobenen Hilfsträgers gemäß obiger Definition durchführt. Ein erster Bandpeßverstärker 11 empfängt ein Farbartsignal und liefert es an einen zweiten Bandpaßverstärker 12 sowie an ein Farbsynchronsignal-Tor15· Der zweite Bandpaßverstärker 12 justiert die Charakteristik des Farbartsignals vom ersten Verstärker 11 und liefert das justierte Farbartsignal an einen (B-Y)-Demodulator 13 und einen (R-I)-Demodulator 14. Das Ausgangssignal des Farbsynchronsignal-l'ors 15 ist auf mehrere Zweige aufgeteilt:

Einer der Zweige verläuft zu einem Fhasendetektor 16, der mit dem Farbsynchronsignal vom Farbsynchronsignal-Tor 15 gespeist wird und eine, bekannte automatische Phasenregelschleife oder Farbsynchronisierschaltung zusammen mit einem Empfängeroszillator bildet, dessen Schwingungsfrequenz gleich der des Farbhilfsträgers ist. Das Ausgangssignal des Empfängeroszillators 17 wird dem (B-Y)-Demodulator 13 eingespeist über einen weiteren Zweig ist das Farbsynchronsignal - Tor 15 mit einem Phasendetektor 18 verbunden, der seinerseits von einem Empfängeroszillator 19 ge-

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speist ist, dessen Schwingungsfrequenz um ^— ^m9^ die Zeilenfrequenz höher oder niedriger ist als die Frequenz des Farbhilfsträgers. Wird 8lso die Farbhilfsträgerfrequenz mit fsc und die Zeilenfrequenz mit fH bezeichnet, so erzeugt der Empfängeroszillator 19 eine Schwingung der verschobenen Hilfsträgerfrequenz von fsc + fH.

Ein weiterer Anteil des Ausgangssignals des Farbsynchron-

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signal-Tors 15 wird einer Farbsperrscha1 bung 20 zugeführt, der außerdem der verschobene Hilfsträger vom Empfängeroszillator eingespeist wird und die im wesentlichen als Phasendetektor arbeitet. In üblicher Weise ist die Farbsperrschaltung 20 mit dem zweiten Bandpaßverstärker 12 verbunden, um diesen entsprechend der An- oder Abwesenheit des Ausgangssignals der Schaltung 20 an- bzw. abzuschalten. Während die Farbsperrschaltung an sich bekannt ist und deshalb in dieser Beschreibung nicht im einzelnen erläutert wird, besteht die Erfindung in der Zuführung des verschobenen Hilfsträgers zur Schaltung 20.

In diesem Zusammenhang mag eine Erläuterung zum verschobenen Hilfsträger von Interesse sein. Das Ausgangssignal des Farbsynchronsigna^-Tors 15 enthält eine Reihe von Farbsynchronsignalen einer Wiederholungsperiode H, die gleich dem Kehrwert der Horizontalabtastfrequenz ist. Fig. 2 (a) zeigt die Phasen aufeinanderfolgender Farbsynchronsignale, die sich mit einer Periode von 2H wiederholen. Diese Signale haben also ein Frequenzspektrum (Fig. 3), das die Frequenzkomponenten fsc + —ⁿ—ί— fH

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und fsc ^— fH enthält, so daß bei Wahl der Schwingungsfrequenz der automatischen Phasensteuerschaltung (APG), die von den Bestandteilen 18 und 19 gebildet xidrd, in Höhe dieser Frequenz die APC-Schaltung leicht mit einer der ungradzahligen Seitenbandschwingungen synchronisiert werden kann. Für die folgende Beschreibung sei angenommen, daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators 19 zu fsc + 1/2/fjewählt ist.

Bei Betrachtung der Phasenbeziehung zwischen dem Signal der Frequenz fsc + 1/2 fH und dem Farbhilfsträger der Frequenz fsc ist ersichtlich, daß die Periodenzahl des ersteren Signals in einer Zeitspanne 2H um eine Periode höher ist, als die Periodenzshl des letzteren Signals in der gleichen Zeitspanne. Unter bildlicher Darstellung dieses Sachverhalts zeigt das Vektordiagramm nach Fig. 4-, daß, wenn das Signal der Frequenz fsc als Bezugssig-

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nal genommen wird, der Vektor des Signals der Frequenz fsc + 1/2 fH mit der Zeit im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Wenn im besonderen angenommen wird, daß die beiden Signale zu Beginn einer gegebenen Zeilenperiode in Phase miteinander sind, wie durch die gleichgerichteten Vektoren c und d in Figur 4- dargestellt ist, so schreitet das Signal der Frequenz fsc + 1/2 fH in seiner Phase mit der Zeit stetig vor, um schließlich zu Beginn der nächsten Zeilenperiode eine Phasendifferenz von 180 in Bezug zum anderen Signal zu haben, wie durch einen Vektor e in Fugr 4 dargestellt ist. Zu Beginn der sodann nächstfolgenden Zeilenperiode haben die beiden Signale eine Phasendifferenz von 360° oder kommen wieder in übereinstimmende Phase, womit angezeigt ist, daß der Vektor des Signals der Frequenz fsc + 1/2 fH eine Umdrehung in einer Periode von 2H oder eine Phasenumkehr von 180° in aufeinanderfolgenden Zeilenperioden ausführt.

Auf diese Weise vermeidet die Erfindung das Erfordernis einer Schaltung, die als Schalter zum Umschalten von einem Bezugs-Hilfsträger zu einem anderen von entgegengesetzter Phase wirkt.

Ersichtlich kehrt sich die Umdrehungsrichtung des Vektors des verschobenen Hilfstragers um, wenn dieser eine Frequenz von fsc - 1/2 fH hat, und für einen verschobenen Hilfsträger einer Frequenz von fsc _+ fH führt der Vektor die dargestellte Umdrehungsmenge zuzüglich einer ganzen Zahl von Umdrehungen aus. Die Folge ist in jedem Fall, daß der verschobene Hilfsträger zu Beginn aufeinanderfolgender Zeilenperioden Phasenänderungen von 180° unterworfen ist, wie in Figur 2 (b) dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform nach Figur 1 erzeugt die Farbsperrschaltung 20 eine Detektorspannung durch Phasendetektion des Farbsynchronsignals und des verschobenen Hilfstragers bei einer in den Figuren 2 (a) und (b) dargestellten Phasenbeziehung, während sie keine solche Detektorspannung erzeugt, wenn kein Färb-

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Synchronsignal vorliegt oder wenn ein farbsynchronsignal eines anderen Übertragungssystems wie etwa des NTSC-Systems empfangen wird, wie in Figur 2 (c) dargestellt ist. Die Detektorspannung kann zum Betrieb des zweiten Bandpaßverstärkers 12 verwendet werden, der deshalb nur dann normal erbeitet, wenn ein Farbfernsehsignal entsprechend dem PAL-System empfangen wird.

Da nach der Erfindung ein verschobener Hilfsträger verwendet wird, der sich von einem Bezugs-Hilfsträger einer Frequenz gleich der des Farbhilfsträgers unterscheidet, ist es notwendig, einen Bezugs-Hilfsträger zu schaffen, der zur Demodulation der (R-Y)-Farbdifferenzkomponente geeignet ist. Jedoch kann die Anordnung hierfür vereinfacht werden, indem aus dem verschobenen Hilfsträger ein effektiver Bezugs-Hilfsträger konstruiert wird, der bei der Demodulation der (R-T)-Komponente verwendbar ist. Dies stellt den Gegenstand der älteren Patentanmeldung Nr. P 2125 865.1 vom 25.Mai 1971 der Anmelderin dar. Obwohl dieser Gesichtspunkt des Empfängersystems keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, sei er kurz unter Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben. Ein Phasenmodulator 21 empfängt den verschobenen Hilfsträger der Frequenz fsc ± -— fH vom Empfängeroszillator 19 zur Phasenmodulation durch ein in der Zeichnung mit einem Pfeil angedeutetes modulierendes Signal. Dieses modulierende Signal besteht aus einer Sägezahnschwingung mit einer Frequenz gleich der Zeilenfrequenz. Der Effekt der Phasenmodulation ist, daß die Phasendifferenz zwischen dem verschobenen Hilfsträger und dem Farbhilfsträger abwechselnd konstant bei Null Grad' oder 180° während jeder der aufeinanderfolgenden Zeilenzeiten gehalten wird, so daß sich die Phase des verschobenen Hilfsträgers schrittweise um einen Betrag von 180° zwischen aufeinanderfolgenden Abtastzeilen ändert. Das Ausgangssignal des Phasenmodulators 21 kann also über einen Verstärker 22 dem (R-Y)-Demodulator 14 als Bezugs-Hilfsträger zur Demoduktion der (R-Y)-Komponente zugeführt werden.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in

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Blockdarstellung, wobei gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine Farbsperrschaltung 26 weist die Form eines Amplitudendetektors auf. Sie empfängt ebenfalls einen verschobenen Hilfsträger einer Frequenz von fsc _+ ^— fH wie beim vorher beschriebenen System, sie wird jedoch mit diesem Hilfsträger über einen Farbsynchronsignalverstärker 25, der ein hochselektives Filter enthält, gespeist. Der Verstärker 25 filtert die vom Tor 15 kommenden Farbsynchronsignale und erzeugt ein Ausgangssignal in Form eines verschobenen Hilfsträgers einer Frequenz von fsc _+ — fH für die Farbsperrschaltung 26. Dieses Ausgangssignal wird nur erhalten für ein Farbsynchronsignal der in Figur 2 (a) dargestellten Art, so daß eine von der Farbsperrschaltung 26 damit durchgeführte Amplitudendetektion eine Detektorspannung erzeugt, die zur Steuerung des Betriebs des zweiten Bandpaßverstärkers 12 ebenso wie beim vorher beschriebenen Beispeil verwendet werden kann. Spezielle BeispEle von Farbsperrschaltungen, die als Amplitudendetektor arbeiten, sind im NTSC-System bekannt; die Erfindung ist jedoch im Gegensatz hierzu darauf gerichtet, eine Farbsperrschaltung mit verschobenem Hilfsträger zu liefern.

Figur 6 zeigt eine besondere Schaltung eines Farbsynchronsignalverstärkers für das System der Art nach Figur 5· Bei dieser Schaltung bildet ein Transistor Q^ eine Torschaltung für Farbsynchronsignale und eine Transistor Q^ stellt einen Hilfsträgerverstärker dar. Ein Kristallfilter X^ hat eine Resonanzfrequenz

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von entweder fsc + —- fH oder fsc - —- fH. Das Farbartsignal wird an die Schaltung an einer Klemme i angelegt, während Torimpulse einer Periode H an eine Klemme J angelegt werden, wodurch eine Reihe von Farbsynchronsignalen am Kollektor des Transistors Q^ erhalten werden und über einen Transformator ΐ. dem Kristallfilter X^ zugeführt werden. Wie zuvor im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben wurde, enthält das Spektrum des Farbsynchronsignals eine Mehrzahl von Seitenbändern mit Frequenzen fsc + fH oder fsc - - v - fH.

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Da das Kristallfilter X_x, abgestimmt ist und einen hohen Q-Wert besitzt, so daß es eine Bandbreite in einem Ausmaß bis zu einigen 100 Kertz ermöglicht, kann nur dasjenige Seitenband, daß eine mit der Frequenz des Kristallfilters zusammenfallende .Frequenz aufweist, durch dieses hindurchtreten. Ein solches ausgewähltes Seitenband wird nach dem Filtern dem Transistor Q^ zur Verstärkung zugeführt und wird als verschobener Hilfsträger an Ausgangsklemmen k und 1, von denen die Klemme 1 geerdet ist, abgegeben. Diese Ausgangsklemme k ist mit der Sekundärwicklung eines -Transformators Tp verbunden, dessen Primärwicklung mit ihrer einen Klemme über einen Kondensator Gp mit einer Klemme m zum Abgeben des verschobenen Hilfsträger-Ausgangssignals für die Farbsperrschaltung 26 nach Figur 5 verbunden ist.

Es v/urde die Verwendung des verschobenen Hilfsträgers mit der Frequenz fsc +_ ö-— fH zum Betrieb einer Farbsperrschaltung beschrieben. Der verschobene Hilfsträger kann entweder in Phasendetektionsschaltung mit einem Farbsynchronsignal von spezifizierter nstür oder in einer Amplitudendetektionkonfiguration verwendet werden. Die erstere Verwendung wurde durch den Gebrauch einer automatischen Phasenregelschaltung zur Synchronisation eines Empfängeroszillators dargestellt, während die letztere mit einem Farbsynchronsignalverstärker mit Kristallfilter dargestellt wurde. Bei der ersteren Anordnung kann jedoch die automatische Phasenregelschaltung durch einen Verstärker mit einem Synchronsignalfilter, einem Eichmarkenoszillator, einem nicht-quarzgesteuerten Oszillator oder irgendeiner ähnlichen Schaltung ersetzt werden. Dies kann beispielsweise erreicht v/erden, indem der verschobene Hilfsträger zur Farbsperrschaltung 20 nach Figur 1 von der Klemme k der Schaltung nach Figur 6 geleitet wird. Die erstere Anordnung kann auch durch andere ähnliche Schaltung mit einem Kristallfilter verwirklicht werden. Wie für den Fachmann erkennbar ist, kann in der Schaltung nach Figur 6 der neutralisierende Kondensator C^ entfernt werden und es können Schaltungsparameter so geändert werden,

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daß ein Oszillator um den Transistor Qp entsteht und so die Schaltung zu einem Eichmarkenoszillator modifiziert wird. Außerdem ist

2n - 1 ersichtlich, daß der Hilfsträger mit der Frequenz fsc _+ 0] f&»

der der Farbsperrschaltung 20 nach Figur 1 zugeführt wird, aus dem Ausgang des Phasenmodulators 21 hergeleitet v/erden kann. Die Erfindung läßt sich also in vielfach abgewandelten Ausführungsformen realisieren.

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Claims (8)

1. - 11 Patentansprüche

   M-/ Farbsperrsystem in einem Farbfernsehempfänger zur Verwendung mit einem Signalübertragungssystem wie dem PAL-System, bei dem zwei Farbsignale eine simultane quadraturbalancierte Modulation eines Farbhilfsträgers in Bezug zu zwei aufeinander senkrechten Modulationsachsen bewirken, wobei eine der Achsen für aufeinanderfolgende horizontale Äbtastzeilen um 180 umgekehrt wird und das resultierende Farbfernsehsignal ein Farbsynchronsignal enthält, das eine Unterscheidung der Polarität des sich umkehrenden Farbhilfsträgers gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß

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   ein Hilfsträger einer verschobenen Frequenz von (fsc _+ ö— ^)

   zur Ableitung des Farbsperrsignals dient, wobei fsc = die Frequenz des Farbhilfsträgers, fH = die Zeilenfrequenz und η « eine ganze Zahl.
2. 2. Farbsperrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbsperrsignal aus einer Phasendetektion des verschobenen Hilfsträgers und des Farbsynchronsignals abgeleitet ist.
3. 3. Farbsperrsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verschobene Hilfsträger eine Ausgangsschwingung eines Empfängeroszillators (19) ist und mit einem der Seitenbänder des Farbsynchronsignals synchronisiert ist.
4. 4. Farbsperrsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß der verschobene Hilfsträger von einem Synchronsignal-Verstärker mit einem .kristallfilter abgeleitet ist.
5. 5. Farbsperrsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verschobene Hilfsträger von einem Eichmarkenoszillator mit einem Kristallfilter abgeleitet ist.
6. 6. Farbsperrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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   daß der verschobene Hilfsträger mit einer Sägezahnwelle einer Frequenz gleich der Zeilenfrequenz phasenmoduliert und das phasenmodulierte Signal mit dem Farbsynchronsignal phasenverglichen ist.
7. 7. Farbsperrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbsperrsystem durch Amplitudendetektion der verschobenen Hilfsträgerwelle abgeleitet ist.
8. 8. Farbsperrsystem nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß der verschobene Hilfsträger von einem ein Kristallfilter (Xy,) enthaltenden Synchronsignalverstärker abgeleitet ist.

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