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Fernsehsystem mit integrierter Tonfibertragung (Zusatz zur Patentanmeldun
P 23 50 477) Die Erfindung betrifft ein Fernsehsystem zur Übertragung von Fernsehbildern,
bei dem in den Horizontalaustastlücken des Fernsehbildsignals zusStzlich Tonsignale
aus mindestens einem Tonkanal in digitaler Form während der Dauer der hinteren Schwarzschulter
Ubertragen werden, bei dem empfangsseitig ein in der Horizontalaustastldcke auftretendes
Zeichen zur Bereitschaltung der Tonempfangsanordnung ausgewertet wird, bei dem die
Tonsignale getrennt von dem enfalls innerhalb der Dauer der hinteren Schwarzschulter
gesendeten Farbsynchronsignal (Burst) übertragen werden, bei dem unmittelbar vor
dem ersten zu den Tonsignalen gehörenden Impuls ein Start impuls übertragen wird
und bei dem die Impulsfrequenz der Tonsignale gleich der Frequenz des Farbsynchrcnsignals
oder einer
von ihr abgeleiteten Frequenz ist, wie in der vorverdffentlichten
Hauptanmeldung P 2 350 477 angegeben.
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Der Horizontalsynchronimpuls ist bei diesem System gegenüber der derzeit
geltenden 625-Zeilen-Norm verkürzt. Das Farbsynchronsignal, auch Burst genannt,
ist ebenfalls verkürzt und von seiner genormten Lage verschoben. Beide Maßnahmen
bewirken, daß die notwendige Zeit zur Übertragung der digitalen Tonsignale in der
Horizontalaustastlücke bereitgestellt wird. Fordert man eine Bandbreite von 15kHz
pro Tonkanal, so lassen sich zwei Tonkanäle übertragen. Als Abtastfrequenz für die
Tonsignale eignet sich bei der 625-Zeilen-Norm die doppelte Zeilenfrequenz 2xfH,
also etwa 2x15,625 kHz =31,25 kHz. Als Impulsfolgefrequenz der PCM-Tonsignale dient
die doppelte Frequenz 2xfSc des FarbtrEgers, der in Farbfernsehsystemen ohnedies
vorhanden ist. Die Besonderheit dieses Systems liegt darin, daß die Tonsignale getrennt
vom Farbsynchronsignal (FSS) übertragen werden, so daß dieses nicht gestört werden
kann.
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Die Hauptanmeldung beschreibt lediglich die Übertragung von Farbbildern,
und enthält keine Angaben, wie das System auch die Übertragung von Schwarz-Weiß-Fernsehbildern
mit Tonsignalen in der Horizontalaustastlücke ermöglichen soll.
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Aufgabe: Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, das System nach der
Hauptanmeldung derart zu erweitern, daß es auch für die Übertragung von Tonsignalen
in der Horizontalaustastlücke von Schwarz-Weiß-Fernsehsignalen geeignet ist.
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Lösung: Die Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen
Mitteln gelöst.
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Vorteil: Die Lösung stellt eine einfache Maßnahme dar, die eine Aufgabe
des bei Farbsendungen verwendeten Farbsynchronsignals, nämlich empfangsseitig den
Abfragetakt für die Tondekodierung zu synchronisieren, mittels eines Ersatzsignals,
genannt Bezugssignal,zu erfüllen.
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Beschreibung: Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig.1 die zeitliche Aufteilung der Horizontalaustastlücke
des Farbbildsignals FBAS- in der gültigen 625 Zeilen-Norm;
Fig.2
die zeitliche Aufteilung der Horizontalaustastlücke nach der Hauptanmeldung; Fig.3
ein Blockschaltbld der erfindungsgemäßen sendeseitigen Einrichtung zur Umwandlung
eines normgerechten Farb- oder Schwarz-WeiR-bildsignals (nach Fig.1) in ein Bildsignal
mit Tonsignalenauf der hinteren Schwarzschulter (Fig.2); Fig.4 ein Blockschaltbild
der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Wiedergewinnung normgerechter Bildsignale
(nach Fig.1) aus den empfangenen Bild-Ton-Signalen (Fig.2).
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Die in Fig.2 und 4 gezeigten Einrichtungen zur Abänderung eines normgerechten
Fernsehsignals und zu dessen Wiederherstellung befinden sich beispielsweise am Anfang
und am Ende von Fernsehübertragungsstrecken, für die aus Gründen der Frequenzökonomie
keine eigenen Tonkanäle vorgesehen sind. Solche Übertragungsstrecken können Richtfunkstrecken
sein, die das Fernsehstudio mit seinem Sender verbinden, der dann über die normierten
Fernsehkanäle die Heimempfänger versorgt. Eine andere vorteilhafte Anwendung ist
der Einsatz bei Satellitenübertragungsstrecken, die ebenfalls beim Sender enden,
der die Heimempfänger versorgt. Falls auch noch dieser Sender auf HF-Tonkanäle verzichten
soll, so ist die in Fig.4 gezeigte empfangsseitige Einrichtung als Zusatzeinrichtung
eines
bekannten PAL -sarbfernsehempfängers aufzufassen, der ohne diese die übertragenen
zusammengesetzten Bild-Ton-Signale nicht verarbeiten kann.
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Im folgenden wird anhand der Fig.3 die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Aufbereitung eines Schwarz-Weiß- oder eines PAL-codierten Farbbildsignals erläutert.
Am Eingang dieser Einrichtung liegt in der Niederfrequenzlage entweder ein normgerechtes
PAL-codiertes Farbbildsignal (FBAS) mit einer Horizontalaustastlücke nach Fig.1
oder ein Schwarz-Weiß-Bildsignal BAS(F=Farbe), das für die Zumischung der Tonsignale
aufzubereiten ist. Dieses Signal gelangt auf einen Signalwandler 1, der die hintere
Schwarzschulter durch Verkilrzen des Horizonti synchronimpulses, dessen Vorderflanke
mit OH (Fig.1) bezeichnet ist, verlängert und das ausschließlich bei einem Farbbildsignal
während der Dauer der hinteren Schwarzschulter übertragene Farbsynchronsignal (FSS,
Fig.1) vom Bildsignal abtrennt.
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Die Horizontalaustastlücke der vom Signalwandler 1 auf eine Addierstufe
2 gelangenden Bild signale hat damit den in Fig.2 gezeigten Verlauf, jedoch fehlen
die Signale auf der hinteren Schwarzschulter. Aufgrund der Vorderflanke OH des Horizontalsynchronimpulses
liefert der Signalwandler 1 an seinen zweiten Ausgang Bezugsimpulse H der Zeilenfrequenz
fH, die im Laufe der weiteren Signalverarbeitung benötigt werden.
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Das zu verarbeitende FBAS- oder BAS-Signal liegt außer am Signalwandler
1 noch am Eingang einer von den Bezugsimpulsen H getriggerten Torschaltung 3, die
zeitlich auf das bei Farbbildern vorhandene Farbsynchronsignal FSS abgestimmt und
daher als FSS-Torschaltung 3 bezeichnet ist. Das von dieser Torschaltung aus Farbbildsignalen
ausgeblendete Farbsynchronsignal FSS dient zur Synchronisation eines Referenzoszillators
4, der auf die Farbträgerfrequenz fSC abgestimmt ist und die Schwingung für das
bei Farbsignalen dem Ausgangssignal des Signalwandlers 1 zuzusetzende verkürzte
und zeitlich verschobene Farbsynchronsignal FSS' liefert. Diese Schwingung dient
außerdem als Taktsignal zur Tonkodierung. Zur Synchronisation dient ein Phasenvergleicher
5, der die über Leitungen 6 und 7 auf seinen Eingängen ankommenden Ausgangsschwingungen
der FSS-Torschaltung 3 und des Referenzoszillators 4 vergleicht und Uber eine Leitung
8 den Referenzoszillator bezüglich Frequenz und Phase synchronisiert.
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Ist das Eingangssignal ein Schwarz-Weiß-Bildsignal> so liefert
die Torschaltung 3 keine Schwingung, und der Referenzoszillator 4 läuft frei.
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Handelt es sich beim zu verarbeitenden Signal um ein PAL-codiertes
Farbfernsehsignal, so wechselt nach
PAL-Norm die Phasenlage des
Farbsynchronsignals von Zeile zu Zeile um 900 zwischen 1350 und 2250. Der Referenzoszillator
4 wird dann auf die mittlere Phasenlage von 1800 synchronisiert.
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In jedem Fall wird die Ausgangs schwingung mit der Frequenz fSC über
einen Frequenzverdoppler 9 dem Tonkoder 10 als Taktsignal zugeführt. Dieser erhält
außerdem die Bezugsimpulse H mit der Zeilenfreouenz fH, als Synchronisiersignale,
wie im Anspruch 5 der Hauptanmeldung angegeben und kodiert damit Tonsignale aus
zwei Tonkanälen T1 und T2. Die digitalisierten Tonsignale TSI (Fig.2) werden zusammen
mit dem Startimpuls STI zum richtigen Zeitpunkt in der Addierstufe 2 dem Bildsignal
zugefügt und haben somit eine konstante Phase und eine Impulsfolgefrequenz, die
gleich der doppelten Farbträgerfrequenz ist. Diese Tonverarbeitung ist in der Hauptanmeldung
näher beschrieben und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Was dagegen das Farbsynchronsignal betrifft, so wird gemäß der vorliegenden
Erfindung bei Schwarz-Weiß-Fernsehsignalen anders verfahren als bei Farbfernsehbildern.
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Als Kriterium zur Unterscheidung eines Schwarz-Weiß-Bildsignals von
einem PAL-codierten Farbbildsignal dient nun eine Schwingung der halben Zeilenfrequenz
fH/2,
die im Phasenvergleicher 5 nur dann entsteht, wenn er von
einem PAL-Farbsynchronsignal synchronisiert wird. Die weitere Verarbeitung der Ausgangsschwingung
des Referenzoszillators 4 hängt wie folgt vom Auftreten oder Fehlen der Schwingung
der halben Zeilenfrequenz des Phasenvergleichers ab. Falls der Phasenvergleicher
5 diese Schwingung auf seine Ausgangsleitung 11 gibt und damit ein PAL-codiertes
Farbfernsehbild festgestellt hat, so erzeugt ein Gleichrichter 12 aus dieser Schwingung
ein Steuersignal, das einen Schalter 13 in die Stellung a bringt.
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Die Ausgangsschwingung des Referenzoszillators 4, deren Phase 1800
beträgt, wird einem Phasenschieber 14 zugeführt, der an seinen beiden Ausgängen
Schwingungen der Phasen 1350 und 2250 an die beiden Eingänge eines Phasenschalters
15 gibt. Gesteuert von der Schwingung der halben Zeilenfrequenz liefert der Phasenschalter
14 eine Schwingung mit der Farbträgerfrequenz fSC deren Phase, gemäß der PAL-Norm
von Zeile zu Zeile zwischen 135° und 225° wechselt, über den Schalter 13 an eine
Torschaltung 16, die von den Bezugssignalen H synchronisiert wird und ein gegenüber
der Norm verkürzte und zeitliche verschobenes PAL-Farbsynchronsignal (FSS', Fig.2)
ausblendet, das schließlich in der Addierstufe 2 dem Bildsignal zugeführt wird.
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Falls ein Schwarzweiß-Fernsehbildsignal zu übertragen ist und daher
die Schwingung der halben Zeilenfrequenz fH/2 nicht entsteht, so bleibt der Schalter
13 in der
Stellung b, so daß die Ausgangssignale des in diesem
Falle frei schwingenden Referenzoszillators 4, die wie bereits erwähnt, frequenzverdoppelt
dem Tonkoder 10 als Taktsignale zugeführt werden, direkt auf die Torschaltung 16
gelangen. Wie auch im Falle des PAL-Farbsynchronsignals FSS' läßt die Torschaltung
15 nur 8-10 Schwingungsperioden passieren, die als Bezugssignal in der Addierstufe
2 dem Schwarz-Weiß-Fernsehsignal zusätzlich zu den vom Tonkoder kommenden digitalen
Tonsignalen zugeführt werden.
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Das Ausgangssignal der Addierstufe 2 ist nun entweder ein Schwarz-Weiß-Bildsignal
BAST mit den Tonsignalen auf cer hinteren Schwarzschulter und einem Bezugssignal,
dessen Phase konstant und gleich der der Tonsignale ist, oder ein PAL-codiertes
Farbbildsignal FBAST mit den Tonsignalen (TSI) auf der hinteren Schwarzschulter
und einem Farbsynchronsignal FSS', dessen Phase von Zeile zu Zeile wechselt. Die
Tonsignale haben in jedem Fall eine konstante Phase.
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Wie dieses'2usammengesetzte" Bild-Ton-Signal (F)BAST (T=TON) empfangsseitig
verarbeitet wird, zeigt nun die Fig.4. Das Signal FBAST oder BAST liegt in der Niederfrequenzlage
am Eingang eines Signalwandlers 21. Dieser trennt das Farbsynhronsignal FSS' bzw.
das Bezugssignal, die Tonsignale TSI und den Startimpuls STI wieder von den Bildsignalen,
und bringt den Horizontalsynchronimpuls und die hintere Schwarz schulter wieder
auf die
in Fig.1 gezeigte normgerechte Lunge. Bei Farbbildübertragung
muß dem Ausgangssignal des Signalwandlers 21 in einer Addierstufe 22 nur noch ein
regeneriertes Farbsynchronsignal FSS normgerecht zugefügt werden.
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Das empfangene Signal FBAST bzw. BAST gelangt einerseits zu einem
Tondekoder 23 und andererseits zu einer Torschaltung 24, die das Farbsynchronsignal
FSS' bzw.
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das Bezugssignal ausblendet. In jedem Fall synchronisiert das ausgeblendete
Signal wie auf der Sendeseite einen Referenzoszillator 25. Dabei entsteht wieder
ausschließlich dann eine Schwingung der halben Zeilenfrequenz fH/2, wenn das zeilenfrequent
in der Phase wechselnde PAL-Farbsynchronsignal und nicht das phasenkonstante Bezugssignal
des Schwarz-Weiß-Signals empfangen wurde.
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Diese Schwingung steuert wie auf der Sendeseite einen Phasenschalter
26 und schließt einen Schalter 27, so daß das in einer Torschaltung-28 normgerecht
begrenzte Farbsynchronsignal FSS ausschließlich einem Farbbildsignal in der Addierstufe
22 zugemischt wird. Die Bezugsimpulse H für die Torschaltung 24, die Torschaltung
28 und den Tondekoder 23 werden wie sendeseitig auf Grund der OH-Flanke des Horizontalsynchronimpulses
mit der Zeilenfrequenz fH im Signalwandler 21 erzeugt. Als Abfragetakt zur Tondekodierung
wird die frequenzverdoppelte Ausgangs schwingung konstanter Phase des Referenzoszillators
25 verwendet.
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Empfangsseitig zu entscheiden, ob das Farbsynchronsignal dem regenerierten
Bildsignal zuzufügen ist, ist nowendig, da herkömmliche Farbfernsehempfänger ihren
Farbkanal dann abschalten, wenn das Farbsynchronsignal FSS auf der hinteren Schwarzschulter
fehlt. Dadurch werden Störungen beim Schwarz-Weiß-Empfang vermieden.
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Soll eigens zum Empfang von Signalen, die in der beschriebenen Form
übertragen weraen, ein Farbfernsehempfänger gebaut werden, der nicht mehr an die
bisher gültige Norm gebunden ist, so kann selbstverständlich auf die Signalwandlung
verzichtet werden. Der Farbträgergenerator des Empfängers wird dann unmittelbar
vom neuen Farbsynchronsignal FSS' bzw. beim Empfang von Schwarz-Weiß-Bildsignalen
vom Bezugssignal synchronisiert. Das beim Empfang von PAL-codierten Farbbildsignalen
auftretende Signal der halben Zeilenfrequenz, das sonst zur Steuerung des PAL-Umschalters
verwendet wird, dient als Kriterium, ob eine Farbsendung vorliegt oder nicht und
ob daher der Farbkanal angeschaltet bleibt oder abgeschaltet wird.