DE2263678B2

DE2263678B2 - Schaltung zur auftrennung des ntsc-farbfernsehsignals

Info

Publication number: DE2263678B2
Application number: DE19722263678
Authority: DE
Inventors: Toshio; Shibata Akira; Yokohama Kanagawa Murakami (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1976-04-29
Also published as: DE2263678A1; US3836707A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur luftrennung des NTSC-Farbfernsehsignais in die f,₀ arbart- und die Leuchtdichtesignalkomponente, mit inem Kammfilter mit einer Verzögerungsschaltung nd einer anschließenden Additionsstufe.

Das in einem Farbfernsehempfänger gewonnene 'arbfernsehsignal enthält eine Leuchtdichte- und eine h_s ^:arbartsignalkomponente die in einem höheren Fretuenzbereich des Leuchtdichtesignals alternierend erlest sind. d. h. in einem Bereich von etwa

4 ± 50OkHz. Die Frequenzkomponenten des

Leuchtdichtesignals sind in der Nähe der Zeilenfrequenz in und der höheren Harmonischen nfa konzentriert, während die Frequenzkomponenten des Farbartsignals bei den ungeradzahligen Vielfachen von '/2 · fn also (n + ^lh)fa liegen. Um das Farbartsignal aus dem Farbfernsehsignal herauszutrennen, wird normalerweise ein Bandpaßfilter von 3,5 MHz ± 500 kHz verwendet. Zum Abtrennen des Leuchtdichtesignals aus dem Farbfernsehsignal wird eine Unterdrückungsschaltung verwendet, durch die das Farbartsignal unterdrückt wird. Alternativ oder zusätzlich wird eine in einem höheren Bereich arbeitende Unterdrückungsschaltung zur Dämpfung des hochfrequenten Farbartsignals verwendet.

Bei den bekannten Schaltungen reicht jedoch die Trennung zwischen dem Leuchtdichte- und dem Farbartsignal nicht aus. So entstehen infolge der Mischung des Farbartsignals im hochfrequenten Teil des Leuchtdichtesignals Punktinterferenzen oder infolge der Vermischung des hochfrequenten Teils des Leuchtdichtesignals im Farbartsignal sogenannte Querfarbinterferenzen.

Ferner wird das so erhaltene Leuchtdichtesignal leicht in seinem hochfrequenten Bereich von etwa 3,58 MHz ± 500 kHz gedämpft, so daß eine Verschlechterung der Auflösung oder eine Verdunklung des Bildes eintritt. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß das von der Trägersignal-Unterdrückungsschaltung gewonnene Ausgangssignal einer Schaltung mit variablem Ansprechverhalten zugeführt wird, die einen Kondensator, einen Widerstand und eine Drossel zur Veränderung des Ansprechverhaltens in einem verhältnismäßig niedrigen Frequenzbereich (beispielsweise von 1 bis 2 MHz) des Leuchtdichtesignals enthält. Hierdurch wird zur Verbesserung der Bildqualität auf dem Leuchtdichtesignal ein Vorschwinger und ein Überschwinger erzeugt.

Die Schaltung mit variablem Ansprechverhalten kann dieses jedoch nur in einem verhältnismäßig niedrigen Frequenzbereich ändern. Daher ist es nicht möglich, auf dem Leuchtdichtesignal einen schmalen Vorschwinger und einen schmalen Uberschwinger zu erzeugen, die zur Verbesserung der Bildschärfe hochfrequente Teile enthalten. Wird bei der bekannten Schaltung mit variablem Ansprechverhalten versucht, das Ansprechverhalten in einem verhältnismäßig hohen Frequenzbereich, beispielsweise zwischen 3 und 4 MHz, zu andern, um eine bessere Auflösung zu erhalten, so erscheint auf dem Bild die erwähnte Punktinterferenz. Ferner wird entsprechend der Betonung des hochfrequenten Bereichs das weiße Rauschen verstärkt und so das Bild verschlechtert

Aus G. IUetschko und H. Schönfelder: »Ein Kammfilter für das PAL-Verfahren«, Sonderdruck der Fernseh-GmbH, April 1969, S. 1 bis 3, ist eine Schaltung der eingangs beschriebenen Art bekannt, durch deren Verwendung die Punkt- und Querfarbinterferenzen weitgehend vermieden werden können. Bildschärfe und Bildqualität sind jedoch verhältnismäßig schlecht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Auftrennung des NTSC-Farbfernsehsignals in die Farbart- und die Leuchtdichtesignalkomponente anzugeben, bei der einerseits die Mischung des Farbartsignals mit dem hochfrequenten Teil des Leuchtdichtesignals verhindert werden kann, um so die Punktinterferenz zu vermindern oder völlig auszuschalten, durch die ferner die Mischung des Leuchtdichtesi-

mais mit dem Farbartsignal verhindert werden kann, i_m so die Farb-Kieuzinterferenz wesentlich zu vermindern oder auszuschalten, und mit der andererseits Bildschärfe und Bildqualität wesentlich verbessert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgernäß durch die vom Patentanspruch 1 erfaßten Maßnahmen gelöst

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsfjemäßen Schaltung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wjrd die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Schaltung zur Auftrennung des NTSC-Farbfemsehsignals,

Fig.2a, 2b, 2c und 2d in Diagrammen den Signalverlauf an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig. 1,

F i g. 3a und 3b in Diagrammen das Frequenzverhalten des Farbart- bzw. Leuchtdichtesignals, wie es bei der erfindungsgemäßen Schaltung erhalten wird,

F i g. 4 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Signalverarbeitungsstufe,

F i g. 5A, 6A, 7A und 8A Blockschaltbilder verschiedener in der erfindungsgemäßen Schaltung verwendeter Filter mit kammförmigem Dämpfungsverhalten.

Fig. 5B, 6B, 7B und 8B in Diagrammen das Frequenzverhalten der verschiedenen Filter mit kammförmigem Dämpfungsverhalten,

Fig.9, 10, H, 12 und 13 in Blockdiagrammen verschiedene weitere Ausführungsbeispiele der Schaltung und

Fig. 14A und '4B in Diagrammen das Frequenzverhalten der in den Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführungsbeispiele.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das zusammengesetzte Farbfernsehsignal einer Eingangskiemme ί der Trennschaltung zugeführt und von dort gleichzeitig einem Bandpaßfilter 2 (z. B. 3,58 MHz ± 500 kHz), einer Signalverarbeitungsstufe 9 (die beispielsweise aus einer Differentiationsschaltung zweiter Ordnung, einem Hochpaßfilter und anderem besteht), die zur Erzeugung eines Wellenform-Korrektursignals verwendet wird, um dem Leuchtdichtesignal einen Vor- und einen Überschwinger aufzuprägen, und einem Tiefpaßfilter 16 (beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 2 MHz).

Mittels des Bandpaßfilters 2 wird ein Frequenzbereich, in dem das Farbartsignal verteilt ist, abgetrennt Der abgetrennte Frequenzteil enthält auch den hochfrequenten Teil des Leuchtdichtesignals. Der hochfrequente Teil des Leuchtdichtesignals wird jedoch entfernt, wenn der abgetrennte Frequenzbereich durch einen Filter mit kammförmigem Ansprechverhalten, im folgenden kurz als Kammfilter bezeichnet, geführt wird. Der Kammfilter 3 enthält eine Verzögerungsschaltung 6, deren Verzögerungszeit einer horizontalen Abtastperiode entspricht, ferner eine Rückkopplungsschaltung 5 mit einem Rückkopplungsverhältnis Kc, einen Addierer 4 (der auch als Subtraktionseinrichtung arbeiten kann), und eine weitere Subtraktionseinrichtung 7. Wenn so der Frequenzteil durch den Kammfilter 3 geführt wird, werden, wie durch die Zeichen an der Subtraktionseinrichtung 7 angedeutet ist, eine durch die Verzögerungsschaltung 6 und eine weitere nicht durch die Verzözerungsschaltung 6 geführte Signalkomponente

voneinander abgezogen. Hierdurch werden die Frequenzkomponenten in der Nähe der Frequenz (/7+'/2)/h, wo die Frequenzen des Farbartsignals konzentriert sind, gelöscht, so daß sich das kammförmige Filterverhalten ergibt Der Kammfilter 3 soll im folgenden noch näher erläutert werden.

Das Weiienform-Korrektursignal wird von der Signalverarbeitungsstufe 9 gewonnen, in der der vergleichsweise höherfrequente Teil des Farbfernsehsignals verarbeitet wird. Aus diesem Grund enthält das Korrektursignal einen Teil des Farbartsignals. Dieser Farbartsignaiieil wird vom Korrektursignal abgetrennt. wenn dieses danach durch einen weiteren Kammfilter 10 geleitet wird. Hierdurch ergibt sich ein gutes zweifach abgeleitetes Wellenform-Korrektursignal. Dieses Korrektursignal wird darauf durch einen Verstärkungsregler 15 zur Einstellung des Ausgangspegels geführt. Das so geregelte Ausgangssignal des Verstärkungsreglers 15 wird einem Addierer 17 zugeführt, der je nach der Polarität des Korrektursignals auch ais Subtraktionseinrichtung arbeiten kann, und zwar zusammen mit dem abgestumpften oder flachen Leuchtdichtesignal, das von dem Tiefpaßfilter 16 erhalten wird, dem das Farbfernsehsignal in der zuvor beschriebenen Weise zugeführt wird. Der Tiefpaßfilter 16 hat beispielsweise eine Grenzfrequenz von 2 MHz und gegenüber dem Farbartsignal eine Dämpfung von mehr als 2OdB. Wenn diese Signale im Addierer 17 miteinander addiert oder voneinander abgezogen werden, so kann von der Ausgangsklemme 18 ein Leuchtdichtesignal entnommen werden, dem ein Vorschwinger und ein Überschwinger aufgeprägt sind. Bei dem oben beschriebenen Aufbau ergibt sich eine Biidqualität-Einstelleinrichtung für Fernsehempfänger, die das Ausgangssignal der Klemme 18 verwendet. Das Bild kann zwischen weicher oder verschwommener Einstellung und scharfer Einstellung durch Regulierung des Ausgangssignals des Verstärkungsreglers 15 verstellt werden.

Der Kammfilter 10 enthält ebenfalls eine Verzögerungsschaltung 13, deren Verzögerungszeit einer Horizontaiab'enkungsperiode entspricht, eine Rückkopplungsschaltung 12 mit einem Rückkopplungsverhältnis K) sowie Addierer U und 14. Ein durch die Verzögerungsschaltung 13 geführtes und ein nicht durch die Verzögerungsschaltung 13 geführtes Signal werden im Addierer 14 zusammengefügt, so daß die Frequenzkomponenten in der Nähe von η/Ή, wo die Frequenzen des Leuchtdichtesignals konzentriert sind, gegenseitig gelöscht werden können, so daß sich eine kammförmige Dämpfungskennlinie ergibt Das kammförmige Dämpfungsverhalten kann durch Einstellung des Rückkopplungsverhältnisses auf einen geeigneten Wert verändert werden. Der Kammfilter 10 soll ebenfalls im folgenden noch näher erläutert werden.

Auch wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau die Verstärkung des Wellenform-Korrektursignals durch Einstellung des Verstärkungsreglers 15 erhöht wird, um e^;'i scharfes Bild zu erhalten, ist die Möglichkeit der Entstehung einer Punktinterferenz nun ausgeschaltet Da das weiße Rauschen in einem Frequenzbereich, in dem das Farbartsignal liegt, oder, mit anderen Worten, das alternierende oder Zwischenzeilenrauschen durch den Kammfilter 10 unterdrückt wird, kann das weiße Rauschen im Bild auch dann nicht auftreten, wenn der hochfrequente Bereich des Farbartsignals durch die Einstellung des Verstärkungsreglers 15 verstärkt wird. F i g. 2a bis 2d zeigen die Signalverläufe an

verschiedenen Teilen der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung. Das zusammengesetzte Farbfernsehsignal der Fig.2a wird der Eingangsklemme I zugeführt und durch die Aufbereitungsstufe 9, beispielsweise eine Differentiationsschaltung zweiter Ordnung, und dem Kammfilter 10 geführt. Dabei wird das Leuchtdichtesignal durchgelassen. Das Ausgangssignal des Kammfilters 10 wird in das in Fig.2b gezeigte Wellenform-Korrektursignal geformt, bei dem das Farbartsignal unterdrückt ist und dem der Vorschwinger und der Überschwinger danach aufgeprägt werden. Wenn andererseits das zusammengesetzte Farbfernsehsignal der F i g. 2a durch den Tiefpaßfilter 16 geführt wird, so ergibt sich an dessen Ausgang ein abgeflachtes Leuchtdichtesignal, wie es in Fi g. 2c gezeigt ist. Zwar ergibt sich bei Verwendung des Signals der F i g. 2c als Leuchtdichtesignal ein flaches oder trübes Bild, es kann jedoch ein gutes Leuchtdichtesignal wie in Fig. 2d mit einem Vorschwinger und einem Überschwinger erzeugt werden, indem das Korrektursignal der F i g. 2b dem in F i g. 2c gezeigten Signal hinzuaddiert wird, wobei die Polarität des ersteren Signals umgekehrt ist.

F i g. 3A zeigt die Frequenzcharakteristik des an der Klemme 8 der Trennschaltung der F i g. 1 abgegebenen Farbartsignals. Wie sich daraus ergibt, werden nur die Teile verstärkt, auf die die Frequenzen des Farbartsignals verteilt sind. F i g. 3B zeigt das Frequenzverhalten des an der Klemme 18 der gleichen Vorrichtung erhaltenen Leuchtdichtesignals. Danach werden nur die Teile, auf die die Frequenzen des Farbartsignals im hochfrequenten Teil des Leuchtdichtesignals verteilt sind, unterdrückt und die Teile, auf die die Frequenzen des Leuchtdichtesignals verteilt sind, werden verstärkt. In Fig.3Aund3BistΛ-dieFarbunterträgerfrequenz.

F i g. 4 zeigt eine als Differentiationsschaltung zweiter Ordnung ausgebildete Signalaufbereitungsstufe, die zur Erzeugung des in Fig. 2b gezeigten Signals aus dem Farbfernsehsignal der F i g. 2a verwendet wird Die Differentiationsschaltung enthält Transistoren 903 und 910, Vorspannwiderstände 901,902,908 und 909 sowie Emitterwiderstände 904 und 911. Die Schaltung enthält ferner Kondensatoren 905 und 906. die zusammen mit den Widerständen 907, 908 und 908 die Eingangs-Ausgangs-Übertragungsfunktion der Diffe-

rentiationsschaltung bestimmen. Durch geeignete Wahl der Konstanten der Übertragungsfunktion ergibt sich eine Wellenform gemäß F i g. 2b mit einem Vorschwinger und einem Überschwinger, die symmetrisch angeordnet sind, wobei die Breiten der Schwinger ebenfalls in geeigneter Weise gewählt werden können.

Fig.5A und 6A zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Kammfilters 10, der das Leuchtdichtesignal durchläßt Bei dem in Fig.5A gezeigten Ausführungsbeispiel werden ein die Verzögerungsschaltung 13 durchlaufendes Signal, dessen Verzögerung äquivalent einer Horizontalabtastperiode ist, und ein nicht durch die Verzögerungsschaltung geführtes ursprüngliches Signal im Addierer 14 addiert Bei diesem Aufbau hat der Kammfilter das in Fig.5B gezeigte kammförmige Frequenzverhalten. Der in Fig.6A gezeigte Kammfilter enthält über die Schaltungsbestandteile des Ausführungsbeispiels der Fig.5A hinaus einen Addierer 11 und eine Rückkopplungsschaltung 12. Bei diesem Aufbau werden das durch die Rückkopplungsschaltung 12 rückgekoppelte Ausgangssignal und das Eingangssignal im Addierer 11 addiert und das so addierte oder überlagerte Signal wird der Verzögerungsschaltung 13 zugeführt Dabei ergibt sich das in Fig.6B gezeigte kammförmige Frequenzverhalten, das durch Änderung des Rückkopplungsverhältnisses Ky der Rückkopplungsschaltung 12 geändert werden kann.

Bezeichnet man das Eingangssignal des in Fig.6A gezeigten Kammfilters mit e» und sein Ausgangssignal mit eoy, so ergibt sich bei einem Rückkopplungsverhältnis Ky von -1 < Ky < 1 und einer horizontaler Abtastperiode von Th folgende Übertragungsfunktion dieses Filters:

- K,.e

Normalisiert man die obige Gleichung bei det ι s maximalen Verstärkung

so ergibt sich das in Fig.6B gezeigte Frequenzverhai ten, wobei die Dämpfung bei Frequenzen gleich einem ungeradzahligen Vielfachen von '/ζ/Ή unendlich groG wird.

Fig.7A und 8A zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Kammfilters 3, der das Farbartsignal durchläßt. Det in Fig.7A gezeigte Kammfilter ist so aufgebaut. daO das durch die Verzögerungsschaltung 6 geführte Signal um eine Zeit verzögert wird, die äquivalent ist einet horizontalen Abtastperiode H. Das verzögerte Signal und das der Subtraktionseinrichtung 7 direkt zugeführte

Eingangssignal werden in der Subtraktionseinrichtung 7 voneinander abgezogen. Der derart aufgebaute Kammfilter hat ein kammförmiges Frequenzverhalten, wobei die Dämpfungspunkte gemäß Fig. 7B gegenüber dem in Fig.5A gezeigten Ausführungsbeispiel um UiH in

Richtung der Horizontalachse verschoben sind.

Das in Fig.8A gezeigte Ausführungsbeispiel enthält einen auch als Subtraktionseinrichtung betreibbaren Addierer 4 und eine Rückkopplungsschaltung 5 sowie ferner die Schaltungskomponenten des an Hand Fig.7A gezeigten Ausführungsbeispiels. Das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 7. das über die Rückkopplungsschaltung 5 rückgekoppelt wird, und das Eingangssignal werden im Addierer (oder der Subtraktionseinrichtung) 4 addiert (oder voneinander subtra- hiert). Das Ausgangssignal des Addierers (oder der Subtraktionseinrichtung) 4 wird darauf durch die Verzögerungsschaltung 6 geführt. Bei diesem Aufbau kann gemäß Fig.8B die kammförmige Frequenzcharakteristik des Filters durch Änderung des Rückkopp-

lungsfaktors Ky der Rückkopplungsschaltung 5 verändert werden.

Die Eingangs-Ausgangs-Übertragungsfunktion des in Fig.8A gezeigten Kammfilters wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

Normalisiert man diese Gleichung bei der Maximal verstärkung

so ergibt sich eine Frequenzkennlinie mit unendlicl hohen Dämpfungspunkten bei der Horizontal-Synchro nisationsfrequenz /w und ihren höheren Harmonische! (Fig.8B). Der Rauschfaktor in den Farbsignalen kam

weiter verbessert werden, wenn die Frequenzkennlinien der Kammfilter der Fig.6A und 8A in der oben beschriebenen Weise verändert und dadurch die Selektivität der Filter erhöht wird.

Durch die Farbfernseh-Trennschaltung der F i g. 1 kann die Bildqualität bei Fernsehempfängern beträchtlich verbessert werden, wenn dabei Kammfilter der oben beschriebenen Art verwendet werden. Die Schaltung der F i g. I ist jedoch verhältnismäßig kompliziert und kostspielig, da zwei Kammfilter mit je einer Verzögerungsschaltung benötigt werden, um das Farbartsignal und das Leuchtdichtesignal durchzulasser,.

F i g. 9 zeigt ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Trennschaltung der Fig. 1. Hierbei wird ein einziger Kammfilter mit einer Verzögerungsschaltung zur Erzeugung des Farbart- und des Leuchtdichtesignals verwendet, ohne daß hierdurch die Betriebseigenscharten verschlechtert wurden.

Wird der Eingangsklemme t und weiter der Signal-Ausbereitungsstufe 9 (Differentiationsschaltung zweiter Ordnung) ein Farbartsignal und ein Leuchtdichtesignal enthaltendes zusammengesetztes Farbfernsehsignal zugeführt, so kann ein zusammengesetztes Signal aus; der Signal-Aufbereitungsstufe gewonnen werden. wobei das Korrektursigna! dazu dient, dem Leuchtdichtesignal einen Vorschwinger und einen Überschwinger aufzuprägen. Dieses zusammengesetzte Signal wird dann einem Kammfilter 10 zugeführt, und es ergibt sich ein Wellenform-Korrektursignal für das Leuchtdichtesignal, wobei die Farbartsignalfrequenzen unterdrückt sind. Werden das das Eingangssignal des Kammfilters 10 bildende zusammengesetzte Signal und das das Ausgangssignal des gleichen Filters 10 bildende Wellenform-Korrektursignal für das Leuchtdichtesignal einer Subtraktionseinrichtung 19 zugeführt, so ergibt sich ein Farbartsignal an der Subtraktionseinrichtung 19, aus dem die Leuchtdichtesignalkomponenten entfernt sind. Hierdurch ergibt sich ein Frequenzverhalten. das demjenigen äquivalent ist. wenn zwei getrennte Kammfilter zur Übertragung des Farbartsignals verwendet werden.

Ein Teil der Frequenzkennlinie des Kammfilters 10 ist in Fig.9g gezeigt. Sie entspricht dem des Kammfilters der F i g. 1, wenn Ky gleich Null gesetzt ist. Eine solche Form des Ausgangssignals vom Kammfilter 10 führt am Ausgang der Subtraktionseinrichtung 19 zu dem in F i g. 9f gezeigten Frequenzverhalten, dessen Selektivitäi: gegenüber dem der F i g. 9g verbessert ist.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Selektivität der Kammfilter 3 und 10 verbessert werden, wenn ein Teil der Ausgangssignale über die Rückkopplungsschaltungen 5 bzw. 12 mit einem Rückkopplungsverhältnis von Kc bzw. Ky auf ihre Eingänge rückgekoppelt wird. Demgegenüber hat bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.9. auch wenn die Frequenzkennlinie des Ausgangssignals des Kammfilters 10 bei einem Rückkopplungsverhältnis Xr-O (keine Rückkopplung) gemäß Fig.9g verlauft, das Ausgangssignal der Subtraktionseinrichtung 19 eine kammförmige Kennlinie wie in dem FaU, wenn die Ruckkopplungsschaltung vorhanden ist. Hierdurch kann das Rauschverhältnis im Farbsignal ohne Anwendung der Rückkopplungsschaltung verbessert werden. Natürlich kann die in F i g. 9g gezeigte Kennlinie hinsichtlich der Selektivität verändert werden, wenn am Kammfilter 10 eine Rückkopplungsschaltung 12 vorgesehen ist In diesem FsU ändert sich die in F i g. 9f gezeigte Kennlinie

entsprechend der Änderung der in Fig.9g gezeigten Kennlinie.

Eine an den Ausgang der Subtraktionseinrichtung 19 angeschlossene Schaltung 20 bildet einen vergleichsweise einfachen Hochpaßfilter zur Kompensation der Charakteristik des Bandpaßfilters, wie er in der Trennschaltung verwendet wird. Durch Verwendung eines Hochpaßfilters 20 mit einer Grenzfrequenz von etwa 3 MHz hat das Ausgangs-Farbartsignal von der Klemme 8 eine Frequenzkennlinie, die in den Bereich von 3,58 MHz ± 500 kHz fällt ( Fi g. 3A).

Der Hochpaßfilter 20 kann je nach dem Frequenzverhalten der Signalwellen-Aufbereitungsstufe 9 weggelassen werden. Beispielsweise kann, um den Hochpaßfilter 20 überflüssig zu machen, eine Differentiationsschaltung zweiter Ordnung verwendet werden, die ebenfalls die Funktion eines Hochpasses mit einer Grenzfrequenz von etwa 3 MHz erfüllt.

In sämtlichen oben beschriebenen Fällen kann ein keinen Leuchtdichtesignalanteil enthaltendes Farbartsignal an der Ausgangsklemme 8 gewonnen werden. Ferner kann ein Wellenform-Korrektursignal für das Leuchtdichtesignal von dem am Ausgang des Kammfilters 10 vorgesehenen Verstärkungsregler 15 erhalten werden, wobei dem Leuchtdichtesignal der Vorschwinger und der Überschwinger überlagert werden. Somit können also mit dem in F i g. 9 gezeigten einfachen und billigen Aufbau die gleiche Aufgabe gelöst und die gleichen Vorteile erzielt werden wie mit dem der Fig. 1.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Farbfernsehsignal-Trennschaltung. In Fig. 10 sind den F i g. 1 bis 9 gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Schaltung der Fig. 10 ist so aufgebaut, daß das Ausgangssignal der Signalwellen-Aufbereitungsstufe 9 über einen Kammfilter 3, der das Farbartsignal durchläßt, und den Hochpaßfilter 20 zur Ausgangsklemme 8 geführt wird. Ferner werden das Ausgangssignal der Signalwellen-Aufbereitungsstufe 9 und das Ausgangssignal des Kammfilters 3 einer Subtraktionseinrichtung 19 zugeführt, deren Ausgangssignal ferner einem Verstärkungsregler 15 zugeführt wird.

Das Ausgangssignal des Kammfilters 3 zeigt das in Fig. 10h dargestellte Frequenzverhalten. Das Frequenzverhalten des Ausgangssignals der Subtraktionseinrichtung 19 ist in Fig. 1Oi dargestellt. Mit Rücksicht auf das Frequenzverhalten wird vorzugsweise das Ausführungsbeispiel der Fig.9 verwendet, wenn das Rauschverhältnis im Farbartsignal verbessert werden soll. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist vorzuziehen, wenn das Rauschverhältnis im Leuchtdichtesignal verbessert werden solL

Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Farbfernsehsignal-Trennschaltung. bei der ein einziger Kammfilter mit einer Verzögerungsschaltung als Kammfilter 3 zur Durchleitung des Farbartsignals und als Kammfilter 10 zur Durchleitung des Leuchtdichtesignals dient Der in Fig. 11 gezeigte Kammfilter 30 enthält eine Verzögerungsschaltung 301, einen Addierer (oder eine Subtraktionseinrichtung) 302, eine weitere Subtraktionseinrichtung 303, einen weiteren Addierer 304 sowie Rückkopplungsschaltungen 305 und 306 mit einem Rückkopplungsverhältnis von Kc bzw.Xr,wobeil > Kc> —1;1 > Ky> -1.

Mit den oben beschriebenen Schaltungsbestandteilen ergibt sich eine Operationsfunktion, bei der das Farbartsignal durch den Addierer 302, die Subtraktions-

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einrichtung 303, die Verzögerungsschaltung 301 und die Rückkopplungsschaltung 305 durchgeleitet wird. Die weitere Funktion, durch die das Leuchtdichtesignal durchgeleitet wird, ergibt sich durch die Addierer 302 und 304, die Verzögerungsschallung 301 und die Rückkopplungsschaltung 306.

Bei dem in F i g. 11 gezeigten Aufbau der Vorrichtung werden die Übertragungsfunktionen der beiden Operationsschaltungen durch folgende Gleichungen ausgedrückt: Für das Farbartsignal:

'Ή,

I - (K, - K

i..7„

(31

Für das Leuchtdichtesignal:

<■„,

(I - 2K₁Ie "■'" K₁ -K,»e ■■'■■'«

Setzt man in diesen Gleichungen Kc und Ky gleich Null, so ergibt sich

(H/,.,I = I - c-/■■?„ . 0"(./'-I₁ = \ -l· C "■■'" .

(51

Diese Beziehungen sind sehr ähnlich den Übertragungsfunktionen (1) und (2) für die in Fig. 1 gezeigten Kammfilter, unter der Annahme, daß die Rückkopplungsverhältnisse Kc und Ky gleich Null sind. Dies zeigt, daß das Arbeitsverhalten der beiden Funktionsarten der in F i g. 11 gezeigten Vorrichtung äquivalent ist dem der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, unter der Bedingung, daß die Rückkopplungsverhältnisse Kc und K, gleich Null sind. Es ergeben sich also bei den beiden in den F i g. 1 und 11 gezeigten Vorrichtungen die gleichen vorteilhaften Wirkungen zur Verbesserung der Bildqualität. Das bedeutet, daß nur eine Verzögerungsschaltung verwendet zu werden braucht.

Werden jedoch bei der in F i g. 11 gezeigten Schaltung die Rückkopplungsfaktoren Kc und Ky auf einen Wert größer Null erhöht, um die Bildqualität zu verbessern, so werden die Größen Kc und Ky in den Gleichungen (3) und (4) nicht eliminiert. Das bedeutet, daß die Rückkopplungssignale in den beiden Schaltungen miteinander interferieren. Somit wird die Frequenzcharakteristik einer Betriebsweise des Filters einschließlich der unendlichen Dämpfungspunkte durch das Rückkopplungsverhältnis der anderen Betriebsweise des Filters beeinflußt DFe Vorteile der Unterdrükkung der Punkt- und Farb-Kreuz-Interferenz werden hierdurch merklich verschlechtert Werden die Werte der Rückkopplungsverhältnisse Kc und Ky nicht in geeigneter Weise gewählt so verschlechtert sich die Bildqualität beträchtlich, und es ist nicht möglich, die gleichen Vorteile zu erzielen, wie es bei der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung bei diesen Werten von Kc und Ky der Fall ist

Diese Nachteile der in F i g. 11 gezeigten Vorrichtung können durch das in Fi g. 12 gezeigte Ausführungsbeispiel vermieden werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zur gemeinsamen Durchleitung des Farbart- und des Leuchtdichtesignals ein einziger Kammfilter verwendet wobei die Interferenz zwischen den beiden Rückkopplungsschaltungen minimal ist Bei diesem Aufbau können die Punktinterferenz und die Farb-Kreuz-Interferenz bei gleichzeitiger Verbesserung des

ίο

Rauschverhältnisses und der Bildauflösung vermieden werden.

Bei der in Fi g. 12 gezeigten Vorrichtung besteht ein Kammfilter zur Duchleitung des Farbartsignals aus einem Addierer 302 (der auch als Subtraktionseinrichtung betrieben werden kann), einer Subtraktionseinrichtung 303, einer Verzögerungsschaltung 301 mit einer der horizontalen Ablenkungsperiode äquivalenten Verzögerungszeit und einer Rückkopplungsschaltung 305.

Dieser Filter ähnelt stark dem der Fig. 1. Seine Übertragungsfunktion kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

I'll

C ,

Dieser Filter wird offensichtlich nicht durch die das Leuchtdichtesignal durchlassende Schaltung beeinflußt. Wird Gleichung (7) bei maximaler Verstärkung von 2/(1 -Kc) unter der Annahme

./ - I« + 1 2l /„ und

■■'., = - I

normalisiert, so wird das Frequenzverhalten durch Änderung des Rückkopplungsverhältnisses Kc gemäß a. b und c in F i g. 14A verändert. Die Kurve a entspricht Kc gleich Null, die Kurve b entspricht Kc = -0,5 und die Kurve centspricht Kc = 0,5.

Das Farbartsignal, das die hochfrequenten Komponenten des Leuchtdichtesignals enthält und das Ausgangssignal der Signal-Aufbereitungsstufe 9 darstellt wird so durch den Filter 30 hindurchgeleitet Die hochfrequenten Anteile des Leuchtdichtesignals, die in der Nähe der höheren Harmonischen von π/Ή der horizontalen Synchronisationsfrequenz (h konzentriert sind, werden in der an Hand F i g. 1 erläuterten Weise unterdrückt Aus diesem Grund kann von der Klemme 8 ein Farbartsignal entnommen werden, das zu keinerlei Farb-Kreuz-Interferenzen führt Dieser Vorteil kann noch weiter verbessert werden, wenn man die Filterkennlinie durch Wahl von Kc verändert. Ferner kann das Rauschverhältnis S/N bis auf 10 log 2/(1 - ΚήάΒ mit -1 < Kc < 1 verbessert werden.

Die Filterschaltung zur Durchleitung des Leuchtdichiesignals besteht aus dem Addierer 3OZ der Verzögerungsschaltung 301, der Subtraktionseinrichtung 303 und dem Addierer 304. Das vom Addierer 302 erhaltene Signal und das durch die Verzögerungsschakung 301 geleitete Signal werden im Addierer 304 mit den in Fig. 12 gezeigten Vorzeichen addiert Bei diesem Aufbau wird das Ausgangssignal eo<-des oben beschriebenen Kammfilters zur Durchleitung des Farbartsignals durch die Rückkopplungsschaltung 305 zum Addierer 302 rückgekoppelt Im Addierer 304 werden ein durch die Verzögerungsschaltung 301 um eine horizontale Abtastperiode verzögertes Signal und ein weiteres unyerzögertes Signal miteinander addiert In diesem hall wird die Phase der Frequenzkomponenten von (n + V₂)Zh, in denen die größere Energie der Farbartsignalfrequenzen verteilt sind, in der Verzögerungsschaltung 301 um 180° verschoben und im Addierer 304 durch die mchtverschobenen Frequenzkomponenten geloscht Aus diesem Grund erscheinen diese Komponenten des Farbartsignals nicht in dem Ausgangssignal des Addierers 304. In den über die Rückkopplungsschaltung 305 geleiteten Rückkopplungssignalen werden die hrequenzkomponenten nfn in denen die größere tnergie der Leuchtdichtesignalfrequenzen verteilt ist

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zuvor im Kammfilter zur Durchleitung des Farbartsignals unendlich stark gedämpft. Daher ändert sich die Kennlinie des Filters zur Durchleitung des Leuchtdichtesignals bei den Frequenzen (n + V?)/)/ und nfn auch dann nicht, wenn das Rückkopplungsverhältnis Kc verändert wird. Die Filterkennlinie ändert sich dagegen etwas für die Frequenzen zwischen n/Wund (n + '/2)/k

Die Übertragungsfunktion für die Filterschaliung zum Durchlassen des Leuchtdichtesignals, die ebenfalls eine kammförmige Dämpfungslinie aufweist, kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

¹Il₁

(1 · Aw.ill
1 ^l K,

" Iu

Gemäß dieser Gleichung ändert sich der Wert durch das Rückkopplungsverhältnis Kc. Aus Gleichung (8) ergibt sich jedoch bei

c '■■■'« ■,. 1

und	bei	/ =	I/I -	1 2i	tu

und		C	■ ■' \|.	■= ■	1

Im-		(l	1/-I.	- I)

Aus diesem Grund ergibt sich ein konstanter Wert G(Jo)K = 2 für jeden Wert des Rückkopplungsverhältnisses Kc, wenn die Arbeitsfrequenz mit den Leuchtdichtesignalfrequenzen π/Ή übereinstimmt. Es ergibt sich ferner G(ja>)y = 0 für jeden Wert des Rückkopplungsverhältnisses Kc, wenn die Arbeitsfrequenz mit den Farbartsignalfrequenzen (n + '^/»übereinstimmt.

Wie erwähnt, ändert sich der Wert von G(ja)y durch das Rückkopplungsverhältnis Kc für ijie zwischen nfn und (n + ^[/2)fH liegenden Frequenzen. Somit wird das Frequenzverhalten dieser Filterschaltung durch die Kurven d, s und fm Fig. HB wiedergegeben. Als Ergebnis kann das Leuchtdichtesignal, in dem die Frequenzkomponenten des Farbartsignals ausreichend unterdrückt sind, vom Addierer 304 gewonnen werden. Die sich aus der Änderung des Rückkopplungsverhältnisses Kc ergebende Veränderung des Leuchtdichtesi nais kann vernachlässigt werden. In F ι g. HIi entsprich! die Kurve d dem Wert K. = 0. die Kune c dem Wert K. = 0.5 und die Kurve /dem Wen K. = -< >.">-

Aus den in den Fig. HA und HB gezeigten Kennlinien ergibt sich, daß an der Klemme 8 ein Farbartsignal entnommen werden kann, bei dem die Frequenzkomponenten des Luminanzsignals und zufallige Störungen unterdrückt sind, und das vom Addierer 304 ein Leuchtdichtesignal entnommen werden kann, in dem die Farbartsignalkomponenten und zufallige Störungen unterdrückt sind. Der Pegel des Ausgangssignals des Addierers 304 wird in einem Pegelregler 15 reguliert und dem Ausgangssignal vom Tiefpaßfilter 16 im Addierer 17 hinzuaddiert. Das Ausgangssignal des Addierers 17 wird an einer Ausgangsklemme 18 abgegeben. Da das von der Klemme 18 abgenommene Leuchtdichtesignal im wesentlichen frei ist von Farbart-

Signalkomponenten und zufälligen Störungen, werden somit Punktinterferenzen vermieden und die Bildauflösung kann beträchtlich verbessert werden.

Das Rauschverhältnis S/N im Farbartkanal kann auf der normalen Höhe von 10 log 2/(1 - K₁) dB gehalten werden, indem das Rückkopplungsverhältnis Kc in geeigneter Weise variiert wird. Dadurch ergibt sich keine Verschlechterung des Leuchtdichtekanals. Soll das Rauschverhältnis S/N im Leuchtdichtekanal weiter verbessert werden, so wird die Polarität des Rückkopplungsverhältnisses Ki negativ gewählt. Soll das Rauschverhältnis S/N im Farbartkanal verbessert werden, so wird die Polarität von AC positiv gewählt. Somit können bei Verwendung nur einer Rückkopplungsschaltung zwei Arten von Kammfilterschaltungen gebildet werden, deren Kennlinien durch Änderung des Rückkopplungsverhältnisses Kc der einzelnen Rückkopplungsschaltung geändert wird. Es wurde festgestellt, daß bei einem Wert von Kc > + 0,5 das Farbartsignal in Vertikalrichtung auf der Bildebene verzerrt wird und daß bei einem Wert von Kc < -0.5 eine merkliche Verschlechterung in der Auflösung längs der Vertikalrichtung des Leuchtdichtesignals erfolgt, daher muß das Rückkopplungsverhältnis Kc im Bereich -0,5 <kcS +0,5 gewählt werden.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Farbfernsehsignal-Trennschaltung, dessen Grundaufbau ähnlich dem in Fig. 12 gezeigten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch die Rückkopplungsschaltung auf der Seite des das Leuchtdichtesignal durchlassenden Kammfilters angeordnet, die aus den Addierern 302 und 304, der Verzögerungsschaltung 301 und der Rückkopplungsschaltung 306 besteht. Der Kammfilter der das Farbartsignal durchläßt besteht aus der Addierern 302 und 304, der Subtraktionseinrichtung 303 der Verzögerungsschaltung 301 und der Rückkopplungsschaltung 306.

Die Übertragungsfunktionen für diese Kammfilter sind:

- Cl ti·;).

1 - c '
1 - Kc

- G

(101

Die Frequenzkennlinien der Filter ergeben sich durch Normalisierung der Funktionen bei ihren Maximalver Stärkungen 2/(1 - Ky) bzw. 2. Die sich ergebender Kennlinien sind in den Fig. HA bzw. HB gezeigt Di< Kurven a, b und c der Fig. HA entsprechen der Rückkopplungsverhältnissen Kc = 0, Kc= 0,5 unc Kc = — OA während die Kurven d, e und /der F i g. 141 den Rückkopplungsverhältnissen Ky — 0, Ky- -0. und Ky = 03 entsprechen.

. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei spiel können die beiden Arten von Kammfiltern zu Trennung des Farbartsignals und des Leuchtdichtesi gnals durch Verwendung einer einzigen Verzögerungs schaltung ausgebildet werden. Die Kennlinien diese Filter können durch Änderung des Ruckkopplungsver hältnisses der Rückkopplungsschaltung in geeignete Weise verändert werden. Aus diesem Grunde könnei die Färb-Kreuz-Interferenz, die Punktinterferenz u. dg wirksam aus dem Bild entfernt werden. Das Rauschvei hältnis S/N und die Bildauflösung werden merklic verbessert

Hierzu 6 Blatt Zeichnunsen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Auftrennung des NTSC-Farbfernsehsignals in die Farbart- und die Leuchtdichtesignalkomponente, mit einem Kammfilter mit einer Verzögerungsschaltung und einer anschließenden Additionsstufe, gekennzeichnet durch Filter (9,16), durch die die hoch- und die niederfrequenten Komponenten des Farbfernsehsignais gesondert abgetrennt werden, wobei die hochfrequente Komponente dem Kammfilter (10) zugeführt wird, durch einen Verstärkerregler (15), dem die vom Kammfilter abgetrennte Leuchtdicntesignalk.oinponente zur Steuerung eines Ausgangspegeis zugeführt wird, und durch einen dem Verstärkungsregler nachgeschalteten Addierer (17) zur Addition der niederfrequenten Komponenten des Farbfernsehsignais.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte maximaler Dämpfung des Kammfilters bei (π + '/2)/Ή liegen, worin fn die Zeilen-Synchronisationsfrequenz und π eine positive ganze Zahl ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Kammfilter (3) zur Abtrennung der Farbartsignalkomponente aus der hochfrequenten Komponente des Farbfernsehsignais.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kammfilter (3) eine Verzögerungsschaltung (6) zur Verzögerung des Eingangssignals für eine Zeilenperiode Th und eine Subtraktionseinrichtung (7) zur Subtraktion des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung (6) vom Eingangssignal der Verzögerungsschaltung (6) oder umgekehrt enthält.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (10) und/oder zweite Kammfilter (3) eine Rückkopplungsschaltung (12 bzw. 5) zur Rückkopplung des Ausgangssignals des Addierers (14) bzw. der Subtraktionseinrichtung (7) zum Eingang der Verzögerungsschaltung (6) enthalt, so daß die Frequenzcharakteristik des Kammfilters durch Änderung des Rückkopplungsverhältnisses der Rückkopplungsschaltung verändert werden kann.

6. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Subtraktionsschaltung (19) zur Subtraktion des Ausgangssignals des ersten oder zweiten Kammfilters (10, 3) von der hochfrequenten Komponente des Farbfernsehsignais.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Subtraktionseinrichtung (19) an den Eingang des Verstarkungsreglers (15) angeschlossen ist.