DE2617423A1 - Signalverarbeitungsschaltung fuer farbfernsehsignale - Google Patents
Signalverarbeitungsschaltung fuer farbfernsehsignaleInfo
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Description
b I / 4 Z
7927-76/Sch/ßa
RCA 69,364 Dr.-inc. Ernst Sommerfeld
U.S.Ser.No. 570,325 ^- OUi-.r v. :..-αί
vom 21. April 1975
SMüncnänöo, Post i
RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Signalverarbeitungsschaltung für Farbfernsehsignale
Die Erfindung betrifft generell Farbsicrnalverarbeitungsschaltungen
und bezieht sich insbesondere auf Schaltungen zur Umwandlung eines Bildsignalgemisches in einer Codierung (wie es beispielsweise
für die Eildplattenaufzeichnung verwendet wird) in ein Bildsignalgemisch einer anderen Codierungsform (wie es beispiels7/eise
einem Farbfernsehempfänger zugeführt wird) .
Im US-Patent 3 872 498 vom 18. März 1975 ist ein Farbcodierschema
beschrieben, bei welchem ein Farbsignal in Form eines modulierten Trägers im mittleren Frequenzbereich eines breitbanüiqeren
Leuchtdichtesignals untergebracht ist. Durch KammfilteruiK;
des mittleren Frequenzbereiches des Leuchtdichtesignals sorgt man für freie Stellen im Freauenzspektrum. des
Leuchtdichtesigrals. Das Farbsignal wird einer komplementären Kammfilterung unterworfen, so daß es auf Frequenzkomponenten
beschränkt wird, welche in die frei gemachten Stellen des Leucht-
ORIGINAL
dichtesignalfrequenzspektrums hineinfallen. Zur Illustration
einer Anwendung dieses Codierschemas sei auf Videoplattenaufzeichnungen verwiesen. Ira US-Patent 3 842 194 ist ein mit veränderlicher
Kapazität arbeitendes Videoplattensystem beschrieben, welches als Beispiel für Fälle anzusehen ist, wo sich das Codierschema
der Farbträgereinbettung mit Vorteil anwenden läßt.
Bei einer zu betrachtenden Art von Abspielgeräten für Vir'eoplatten
ist das Abspielgerät nicht mit einer EiIdwiedergabevorrichtung
versehen, sondern dient nur als Zusatzgerät zur Verwendung mit einem separaten Farbfernsehempfänger (auf dessen Bildwiedergabevorrichtung
die aufgezeichnete Farbbildinformation dargestellt wird). Ein solcher Bildplattenspieler soll ein Ausgangsbildsignalgeraisch
einer solchen Form (beispielsweise nach der NTSC-Norm) liefern, wie sie der Farbfernsehempfänger verarbeiten
kann. Abspielgeräte für Bildplatten, deren Aufzeichnung nach einer Norm mit eingebettetem Farbträger erfolgt ist, sollen daher
mit einer Schaltung versehen sein, welche das ihrem Eingang zugeführte Bildsignalgemisch mit eingebettetem Farbträger in
ein an ihrem Ausgang zur Verfügung stehendes Signalgemisch einer anderen Codierungsnorm (beispielsweise NTSC-Norm) umwandelt, welche
kompatibel mit den Schaltungen des Wiedergabe-Farbfernsehempfängers ist. Natürlich lassen sich solche Normwandlerschaltungen
mit Vorteil auch bei anderen Arten von Bildplattenspielern anwenden, beispielsweise bei Kombinationsgeräten, bei denen
in einem einzigen Gerät sowohl eine Farbplattenwiedergabeeinrichtung als auch ein für Rundfunkempfang eingerichteter Farbfernsehempfänger
enthalten sind, wobei aus Wirtschaftlichkeitsgründen eine gemeinsame Farbdecodierschaltung sowohl für Plattenwiedergabe
als auch für Rundfunkempfang vorgesehen ist und eine Umwandlung der Plattensignale erfordert.
Im US-Patent 3 872 497 ist erwähnt, daß man bei der Plattenwiedergabe
aus einer Reihe von Gründen damit rechnen muß, daß unerwünschte Schwankungen der Geschwindigkeit der Relativbewegung
zwischen Abtaststift und Plattenrille auftreten, die sich in
B093U/093/.
unregelmäßigen Änderungen der Frequenz des abgetasteten Signals
äußern. So können beispielsweise die Seitenbandfrequenzen des
Farbträgers im abgetasteten Bildsignalgemisch (nach dem Schema des eingebetteten Trägers) als "jitter" bezeichnete Schwankungserscheinungen
um ihre normalerweise zu erwartenden Frequenzlagen
im Spektrum aufweisen, wobei die Frequenzlagen der zugehörigen
Leuchtdichtesignalkomponenten ähnlichen Jitter-Schwankungen unterworfen
sind.
Diese Jitter-Schwankungen der Signalfrequenzen bei der Plattenwiedergabe
stellen ein großes Problem dar, wenn man die abgetasteten Signale, bei denen der Farbträger nach dem "buried subcarrier-
Schema" eingebettet ist, in eine andere Norm umwandeln will, die mit der Schaltung des Wiedergabe-Fernsehempfängers
kompatibel ist. Während eine Kammfilterung des mittleren Frequenzbereichs des abgetasteten Signals eine genaue Trennung der
ineinandergeschachtelten Leuchtdichte- und Farbsignalkomponenten erlaubt, wenn die Frequenzstabilität des abgetasteten Signals
sichergestellt ist, können Jitter-Schwankungen verhindern, daß die erforderliche Genauigkeit der Trennung erreicht wird. Einen
Ausweg aus diesen Problemen der Jitter-Empfindlichkeit ist im US-Patent 3 872 497 beschrieben, indem vor der Kammfilterung
das abgetastete Bildsignalgemisch mit eingebettetem Träger (oder ein Teil davon) mit einer Oszillatorschwingung überlagert wird.
Dabei sorgt man dafür, daß die Quelle dieser Oszillatorschwingungen im wesentlichen dieselben Jitter-Schwankungen wie die
Komponenten des abgetasteten Signals zeigt (dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man die Oszillatorschwingungsquelle
auf FrequenzSchwankungen ansprechen läßt, welche auch die Farbsynchronsignalkomponente
aufweist, welche das auf den eingebetteten Träger aufmodulierte Farbsignal begleitet). Das aus der überlagerung
mit einer solchen Oszillatorschwingung resultierende Signal ist frei von Jitter-Schwankungen, und man kann eine Kammfilterung
dieses Signals mit einem Kammfilter mit nur einer einzigen Verzögerungsschaltung von einer Zeilendauer durchführen,
wobei die übersprechfreiheit relativ unabhängig von den ur-
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-4-sprünglichen Jitter-Schwankungen ist.
Durch eine geeignete Wahl der Nennfreguenz der Oszillatorschwingungen
kann man die die Jitter-Schwingungen stabilisierende überlagerung gleichzeitig zur Verschiebung des Farbsignals aus seiner
Lage in der Bandmitte des Eingangssignals (Signal mit eingebettetem Träger) in die höhere Frequenzlage, welche für die
Norm des Ausgangssignals (beispielsweise NTSC) benötigt wird, heranziehen. Die zur Eliminierung der Leuchtdichtesignalkomponenten
anschließend durchgeführte Kammfilterung (im oberen Spektralbereich) liefert dann ein Farbsignal im oberen Frequenzbereich,
welche sich direkt in das Ausgangssignalgemisch einfügen
läßt.
Die im US-Patent 3 872 497 beschriebenen Kammfilter erlauben die gewünschte Normumwandlung des Signalgemisches mit einer einzigen
Verzögerungsleitung, deren Verzögerung eine Zeilendauer beträgt und die relativ preiswert im Handel erhältlich ist. Die
vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit Verbesserungen derartiger Normumwandlungsgeräte unter Beibehaltung des Vorteils,
daß eine preiswerte Verzögerungsleitung verwendet werden kann, jedoch die praktischen Probleme, welche sich aus den Eigenschaften
solcher Geräte ergeben, gemildert werden.
Entsprechend einer als Beispiel anzusehenden Ausführungsform der Erfindung wird ein Bildsignalgemisch (Signal mit eingebettetem
Träger) von einer Bildplatte abgespielt und einem Amplitudenmodulator zugeführt, dem außerdem Trägerwellen zugeführt
werden, die eben solche Jitter-Schwankungen um den Nominalwert (entsprechend der Summe der Frequenz des eingebetteten Trägers
und der gewünschten Ausgangsfarbträgerfrequenz) aufweist, wie
sie gegebenenfalls im abgetasteten Signal vorliegen. Das Ausgangssignal des Modulators wird dem Eingang einer Verzögerungsleitung
mit einer Verzögerung von einer Zeilendauer zugeführt. Durch Subtraktion der modulierten Trägerwelle sowohl vom Eingang
als auch vom Ausgang der Verzögerungsleitung und durch eine
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nachfolgende geeignete Bandpaßfilterung erhält man ein im oberen Frequenzbereich liegendes Farbausgangssignal, aus welchem die
Leuchtdichteanteile herausgefiltert sind.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung einem Amplitudenmodulationsdetektor
zuzuführen, dessen Ausgangssignal mit dem Eingangssignalgemisch addiert wird, so daß Leuchtdichtesignalkomponenten
erhalten werden, aus denen die Farbsignalkomponenten durch Kammfilterung entfernt sind. Ferner wird das Ausgangssignal
des Detektors nach einer Phasenumkehrung dem Eingangssignalgemisch hinzugefügt, und die Summe wird einem Tiefpaßfilter
zugeführt, so daß man ein Vertikaldetailsignal enthält. Durch Zusammenfassung dieses Signals mit den anderen kammgefilterten
Leuchtdichtesignalkomponenten erhält man das Ausgangsleuchtdichtesignal, welches dem im oberen Bandbereich liegenden Farbsignal
hinzuaddiert wird, so daß man das gewünschte Bildsignalgemisch als Ausgangssignal erhält. Diese Art der Bildung des Ausgangsleuchtdichtesignals
stellt sicher, daß vertikale Details genügend gut im Bild wiedergegeben werden, das aufgrund des Bildsignalgemisches
reproduziert wird, während willkürlich auftretende Leuchtdichtekomponenten unterdrückt werden (die als Folge von
Welligkeiten der Frequenzcharakteristik der Verzögerungsleitung auftreten können, wie dies nachfolgend noch erläutert wird).
Die vorstehend beispielsweise erläuterte Anordnung erlaubt ferner in vorteilhafter Weise eine Fehlerkompensation. Zu diesem
Zwecke benutzt man das Ausgangssignal des Amplitudenmodulationsdetektors günstigerweise als Ersatzeingangssignal für den Amplitudenmodulator,
wenn Abtastungsfehler auftreten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Darstellung eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die beiliegende Zeichnung zeigt in Blockdarstellung einen Bildplattenspieler mit Signalverarbeitungsschaltungen
entsprechend einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.
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Zb I 7 4 Z
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Bildplattenspieler wird ein auf der Platte aufgezeichnetes Signal mit Hilfe einer Abnehmerschaltung
10 wiedergewonnen. Beispielsweise kann das Abnehmersystem ein kapazitiv arbeitendes System sein, dessen Aufbau und
Schaltung etwa von der im US-Patent 3 872 240 beschriebenen Art sein kann. Es sei angenommen, daß die Aufnahme nach einer Norm
erfolgt ist, bei welcher die abgespielte Signalinformation einen frequenzmodulierten Bildträger enthält, dessen Momentanfrequenz
innerhalb festgelegter Abweichungsgrenzen (beispielsweise 3,9 bis 6,5 MHz) entsprechend der Amplitude des Bildsignalgemisches
schwankt, das ein Frequenzband (beispielsweise 0 bis 3 MHz) unterhalb des Schwankungsbereiches einnimmt und das eine Folge
von wiederzugebenden Farbbildern darstellt.
Ein Bandfilter 20 mit einer Bandbreite entsprechend dem Schwankungsbereich
des Bildträgers und der zugehörigen Seitenbänder bewirkt eine Selektion des frequenzmodulierten Bildträgersignals,
das anschließend einem Begrenzer 30 zugeführt wird, welcher den üblichen Zweck der Entfernung oder Verringerung unerwünschter
Amplitudenmodulationen im FM-Eingangssignal dient. Das Ausgangssignal
des Begrenzers wird einem Nulldurchgangsdetektor 40 zugeführt, der bekannte Schaltungen zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses
fester Amplitude, Breite und Polarität bei jedem Nulldurchgang des begrenzten Eingangs-FM-Signals enthalten kann. Das
impulsförmige Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors 40 wird einem Tiefpaß 50 zugeführt, dessen Bandbreite im wesentlichen
der Bandbreite (beispielsweise 0 bis 3 MHz) angepaßt ist, innerhalb deren sich die aufgezeichnete Videosignalinformation bewegt.
Der Nulldurchgangsdetektor 4O und der Tiefpaß 50 bilden einen
FM-Detektor vom sogenannten Pulszählertyp, der ein Ausgangssignal in Form eines Videosignalgemisches liefert, entsprechend
der Modulation des am Eingang zugeführten FM-Signals. Beispielsweise
kann die von der Platte abgenommene Bildsignalinformation in Form eines Farbbildsignalgemisches nach dem im folgenden mit
BS-Format (buried subcarrier-Format) bezeichneten Schema mit
609844/093/*
2 b I 7 kZ J
eingebettetem Träger vorliegen, wie es im US-Patent 3 872 498
erläutert ist.
Zum Zwecke der Veranschaulichung seien die folgenden Parameter für das nach dem BS-Format aufgezeichnete Farbbildsignalgemisch
angenommen:
1 95
1) Farbträgerfrequenz f, = —=— f oder näherungsweise 1,53 MHz,
wenn die Zeilenfreguenz f der US-Norm für Farbfernsehfunk
entspricht;
2) Farbsignal: Summe der jeweiligen um 90° gegeneinander verschobenen
Farbträgerzeiger, die mit dem blauen bzw. roten
Farbdifferenzsignal (R-Y bzw. B-Y) mit einer Bandbreite von 0 bis 500 kHz amplitudenmoduliert sind, wobei obere und untere
Seitenbänder gleicher Bandbreite (500 kHz) freigehalten sind (und der Träger unterdrückt ist);
3) Leuchtdichtesignal Y mit Bandbreite 0 bis 3 MHz;
4) Farbsynchronsignal: Ein Schwingungszug der (eingebetteten)
Farbträgerfrequenz fj^ mit Bezugsphase und -amplitude während
der Horizontalaustastlücke (hintere Schwarzschulter), entsprechend der NTSC-Farbsynchronsignalvorschrift mit Ausnahme
der Frequenz.
Das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors 40 wird ferner einem Fehlerdetektor 60 zugeführt, der beispielsweise von der
in der US-Patentanmeldung Ser. No. 477 102 vom 6. Juni 1974 (deutsche Patentanmeldung P 25 25 365.0) beschriebenen Art sein
kann. Der Fehlerdetektor dient zur Feststellung zufällig auftretender Störungen im FM-Eingangssignalf welche weiße und/oder
schwarze Flecken und Streifen verursachen, die bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Bilder die Bildinformation an den betreffenden
Stellen überdecken. Vom Fehlerdetektor 60 erzeugte Fehleranzeigeimpulse werden einem Steuersignalgenerator 70 zugeführt,
der Signale zur Steuerung des Schaltzustandes eines
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I / 4 /. J
elektronischen Schalters 80 liefert. Hinsichtlich einer genauen Beschreibung einer geeigneten Anordnung zur Durchführung der
Funktionen des Generators 70 und des Schalters 80 sei auf die US-PS 3 909 518 verwiesen.
Der elektronische Schalter 80 dient zwei Funktionen, nämlich entweder
1) Schließen des Signalweges zwischen einem Normalsignaleingang
N und dem Ausgangsanschluß 0 des Schalters, oder
2) Schließen eines Signalweges zwischen einem Ersatzeingangssignalanschluß
S und dem AusgangsanschIuß 0.
Die Umschaltung zwischen den Zuständen "Normal" und "Signalersatz"
wird durch das Ausgangssignal des Steuersignalgenerators 70 gesteuert, dieses Steuersignal wird einem Steuersignaleingang
P des Schalters 80 zugeführt.
Der Ausgangsanschluß 0 des Schalters 80 ist mit einem Modulationssignaleingang
eines Amplitudenmodulators 90 verbunden. Das normale Eingangssignal des Schalters 80 (also das seinem Eingang
N zugeführte und von diesem bei normalem Betrieb des Bildplattenspielers dem Modulationseingang des Modulators 90 zugeführte
Signal) ist das Bildsignalgemisch am Ausgang des Tiefpasses 50 (der über einen Kondensator 51 mit dem Anschluß N verbunden
ist). Das Ersatzeingangssignal (das an den Anschluß S gelegt wird und dem Modulationseingang des Modulators 90 während
einer Fehlerüberdeckung - Substitutionsbetrieb - zugeführt wird) ist das verzögerte Bildsignalgemisch, welches in der nachfolgend
beschriebenen Weise abgeleitet wird.
Der Amplitudenmodulator 90 moduliert die Amplitude der Trägerschwingung,
welche von einem spannungsgesteuerten Oszillator 100 geliefert wird, entsprechend den vom Schalterausgang 0 kommenden
Signalen. Der Amplitudenmodulator 90 ist zweckmäßiger-
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weise einfachsymmetrisch (symmetrisch für das Modulationssignal)
und bewirkt eine geringere als die dem maximalen Modulationsgrad entsprechende Modulation der Trägerschwingungen. Die normale
Frequenz f der vom Oszillator 100 gelieferten Trägerwelle entspricht
der Summe der (eingebetteten) Farbträgerfrequenz f^ und
der gewünschten Ausgangsträgerfrequenz f und beträgt beispielsweise 325f„ oder näherungsweise 5,11 MHz (für den Fall, daß die
gewünschte Aus ganers träger frequenz der NTSC-Farbträgerfrequenz
455
von —2T~fH oder näherungsweise 3,58 MHz beträgt. Der Oszillator 100 kann ein spannungsgesteuerter Kristalloszillator sein, wie er etwa in der US-Patentanmeldung Ser. No. 522 816 vom 12. November 1974 (deutsche Patentanmeldung P 25 49 839.9) beschrieben ist.
von —2T~fH oder näherungsweise 3,58 MHz beträgt. Der Oszillator 100 kann ein spannungsgesteuerter Kristalloszillator sein, wie er etwa in der US-Patentanmeldung Ser. No. 522 816 vom 12. November 1974 (deutsche Patentanmeldung P 25 49 839.9) beschrieben ist.
Es ist erwünscht, daß die Frequenz der vom Oszillator 100 gelieferten
Trägerschwingungen um die erwähnte Nominalfrequenz in
Übereinstimmung mit den Jitter-Schwankungen der Frequenz des von der Platte abgespielten Bildsignalgemisches sich verändert. Zu
diesem Zweck ist dem spannungsgesteuerten Oszillator 100 eine Steuerschaltung zugeordnet, so daß eine Phasensynchronisationsschaltung
(phase locked loop system) gebildet wird, wie sie im US-Patent 3 872 497 erläutert ist.
Bei der Steuerschaltung des hier erörterten Bildplattenspielers wird die Ausgangsfrequenz des Oszillators 100 vom Ausgangssignal
eines Phasendetektors 130 gesteuert, welcher die Phasen der von der Platte abgenommenen Farbsynchronkomponente mit dem Ausgangssignal
eines Bezugsoszillators 140 vergleicht. Der Bezugsoszillator 140 schwingt bei der gewünschten Ausgangsfarbträgerfrequenz
f und ist vorzugsweise ein kristallgesteuerter Oszillator. Die Farbsynchronkomponente kommt von einer Farbsynchronsignal-Torschaltung
120, die auf ein Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 90 anspricht, welches durch ein Filter 110 mit nutenförmiger
Kennlinie zugeführt wird. Dieses Nutenfilter 110 verhindert,
daß die mit relativ großer Amplitude auftretende Trägerkomponente in das Ausgangssignal des Modulators gelangt.
609844/093/,
Die Torschaltung 120 enthält zweckmäßigerweise eine Bandfilterschaltung,
welche seinen Betriebsbereich auf Frequenzen im Ausgangsfarbband um die Ausgangs farbträcrer frequenz f begrenzt. Bei
Steuerung durch den Tasteingang B zugeführte zeilenfrequente Tastimpulse geeigneter zeitlicher Lage läßt die Torschaltung 120
selektiv das gefilterte Ausgangssignal des Modulators 90 hindurch, was während der hinteren Schwarzschulter, die von der
Farbsynchronkomponente eingenommen wird, auftritt. Das Ausgangssignal
der Torschaltung 120 enthält periodische Schwingungszüge,
die nominal bei der Ausgangsfarbträgerfrequenz liegen, während
die Farbsynchronsignale bei dieser Frequenz in das untere Seitenband des Ausgangssignal des Modulators 90 fallen.
Das soeben beschriebene Phasensynchronisiersystem arbeitet so,
daß die FärbSynchronkomponenten im unteren Seitenband des Modulatorausgangssignals
in Frequenz (und Phasen)-Synchronismus mit der hochstabilen Ausgangsschvringung des Bezugsoszillators
140 gehalten werden. Wenn im abgespielten Bildsignalaemisch
Jitter-Schwankungen auftreten, welche Abweichungen von diesem Synchronismus zu verursachen suchen, dann bewirkt die Steuerspannung
am Ausgang des Phasendetektors 130 eine Kompensationsregelung der Ausgangsfrequenz des Oszillators 100, welche derartigen
Abweichungen entgegenwirkt.
Die amplitudenmodulierte Trägerschwingung am Ausgang des Modulators
90 wird dem Eingang einer Verzögerungsleitung 170 mit der Verzögerung einer Zeilendauer zugeführt. Die Verzögerungsleitung
170, die eine Verzögerung bewirkt, welche im wesentlichen der Periodendauer der nominalen Zeilenfreauenz f entspricht, kann
~ Jd. ~
beispielsweise eine Glasverzögerungsleitung vom Typ Amperex
DL56 sein. Durch geeignete Wahl der Parameter der Abschlüsse am Eingang und Ausgang der Verzögerungsleitung kann der Durchlaßbereich
einer solchen Verzögerungsleitung leicht so eingestellt werden, daß er einem Frequenzband angeglichen wird, das sich
von etwas oberhalb der Frequenz f (beispielsweise 5,11 MHz) zu
609844/03!H
Ib
etwas unterhalb der niedrigsten Farbseitenbandfreguenz (beispielsweise
f -■ 5<
signals erstreckt.
signals erstreckt.
spielsweise f - 500 kHz oder 3,08 MHz) des Ausgangsfarbträger-
Signale sowohl vom Eingang als auch vom Ausgang der Verzögerungsleitung 170 werden einer Subtraktionsschaltung 150 zugeführt.
Die Abschlüsse der Verzögerungsleitung sind so gewählt, daß bei einer Subtraktion der von ihr abgeleiteten Signale eine Kammfilterwirkung
erreicht wird, aufgrund deren die Farbkomponenten durchgelassen werden. Der Frequenzgang des auf diese Weise gebildeten
Kammfilters weist (über einen Frequenzbereich entsprechend der Durchlaßbandbreite der Verzögerungsleitung 170) eine
Folge von schmalen Sperrbereichen auf, die bei geraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz f liegen und zwischen denen
schmale Durchlaßbereiche bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liegen. Das Ausgangssignal der Schaltung 150 wird
einem Bandfilter 160 zugeführt, dessen Durchlaßbereich zentrisch um die gewünschte Ausgangsfarbträgerfrequenz f liegt und dessen
Bandbreite im wesentlichen der Bandbreite des Ausgangsfarbsignals
(beispielsweise 3,08 bis 4,08 MHz) entspricht. Das Ausgangssignal des Filters 160 stellt so eine abgetrennte Farbkomponente
in einer hohen Frequenzlage dar, wie sie für das gewünschte
Ausgangssignal gefordert wird, das sich zur Zuführung zu einer
das Ausgangssignaigemisch bildenden Schaltung, welche durch die Addierschaltung 320 gebildet wird, eignet.
Für die Erläuterung der Ableitung der der Addierschaltung 320
als Eingangssignal zuzuführenden Leuchtdichtekomponente ist es notwendig, die Betriebsweise der übrigen auf das Ausgangssignal
der Verzögerungsleitung 170 ansprechenden Schaltung zu beschreiben. Ein Verstärker 180 verstärkt das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung
170 und führt es einem Amplitudenmodulationsdetektor 190 zu, der ein Bildsignalgemisch aus den amplitudenmodulierten
Trägerschwingungen, welche die Verzögerungsleitung 170 durchlaufen haben, bildet. An den Ausgang des Detektors
ist ein Tiefpaß 200 angeschlossen, dessen Grenzfrequenz so ge-
•609844/0934
wählt ist, daß Träger und Seitenbandkomponenten des Ausgangssignals
vom Detektor 190 nicht durchgelassen werden. Um die Forderungen hinsichtlich der Filter zu reduzieren, so daß nur relativ
wenig Signalverzögerung infolge des Tiefpasses 200 auftritt, wählt man zweckmäßigerweise einen doppelweggleichrichtenden Hüllendetektor
als Detektor 190, so daß nennenswerte Pegel des Trägers
und der Seitenbandkomponenten hauptsächlich nur mit doppelter Frequenz (beispielsweise um 10,22 MHz herum) auftreten.
Das Bildsignalgemisch am Ausgang des Tiefpasses 200 wird einem Phasenspalter 230 zugeführt, der an seinen Ausgängen gegenphasige
Formen des Bildsignalgemisches liefert. Diese Ausgangssignale
werden jeweils Addierschaltungen 240 bzw. 260 zugeführt, wo sie
mit einem gemeinsamen Eingangssignal, welches den Addierschaltungen vom Ausgang 0 des Schalters 80 über eine Verzögerungsleitung
250 zugeführt wurden, kombiniert werden. Die Verzögerungsleitung 250 sorgt für eine Signalverzögerung um ein Zeitintervall,
das im wesentlichen gleich derjenigen Verzögerung (beispielsweise 70 ns) ist, welche durch den Tiefpaß 200 bedingt ist. Zum
Zwecke der Veranschaulichung sei erwähnt, daß die Verzögerungsanordnung 250 einen Allpass, wie er in der US-Patentanmeldung
476 839 vom 6. Juni 1974 (deutsche Patentanmeldung P 25 25 366.1) erläutert ist, und Vorkehrungen für eine einfach durchzuführende
genaue Einstellung der bei der Frequenz f. des eingebetteten Farbträgers zu bewirkenden Verzögerung enthält.
Die Polarität der der Addierschaltung 240 zugeführten Ausgangssignale
des Phasenspalters ist so gewählt, daß bei ihrer Kombination mit dem Ausgangssignal der Verzögerungsanordnung 250 eine
Kammfilterwirkung eintritt, bei welcher die Leuchtdichtekomponenten durchgelassen werden (also derartig, daß eine Folge schmaler
Sperrbereiche bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz fjj mit einer dazwischenliegenden Folge schmaler Durchlaßbereiche
bei geraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz auftritt). Das auf diese Weise gebildete Kammfilter liefert als Ausgangssignal
eine Leuchtdihtekomponente (einschließlich der Ablenksynchron-
609844/093 4
anteile), in welcher keine eingebetteten Farbkomponenten mehr
enthalten sind. Jedoch reicht die Kombinierwirkung bis unterhalb des aufgeteilten Mittenbandes, so daß Leuchtdichtekomponenten
im unaufgeteilten niedrigeren Bandbereich (also 0 bis 1 MHz) einschließlich
der für die Sicherstellung einer guten Vertikaldetailwiedergabe im dargestellten Bild benötigten Komponenten
eliminiert werden.
Die entgegengesetzte Polarität des Phasenspalterausgangssignals, welches der Addierschaltung 260 zugeführt wird, hat dagegen zur
Folge, daß die Addition dieses Signals mit dem Ausgangssignal der Verzögerungsanordnung 250 zu einer Kammfilterwirkung führt,
welche komplementär zu derjenigen ist, welche bei der Addierschaltung 240 auftritt, wobei die im Ausgangssignal der Schaltung
240 eliminierten Komponenten im Ausgangssignal der Addierschaltung
260 vorhanden sind. Das Ausgangssignal der Addierschaltung 260 wird eineir Tiefpaß 270 zugeführt, dessen Grenzfrequenz
unter der niedrigsten Seitenbandkomponente des eingebetteten Trägers liegt, wobei beispielsweise die Wahl so getroffen
sein kann, daß ein Vertikaldetailsignal in einem Band von etwa 0 bis 500 kHz durchgelassen wird, während die eingebetteten Farbträgerkomponenten
gesperrt werden.
Das Ausgangssignal des Tiefpasses 270 wird einer Addierschaltung 280 zugeführt, wo es mit dem Ausgangssignal der Addierschaltung
240 zusammengefaßt wird. Die Koppelschaltung zwischen dem Ausgang der Addierschaltung 240 und einem Eingang der Addierschaltung
280 enthält eine Verzögerungsanordnung 290 (im dargestellten Beispiel eine Koaxialleitung, wie sie üblicherweise
als Leuchtdichteverzögerungsleitung in Farbfernsehempfängern verwendet wird), deren Signalverzögerung so gewählt ist, daß die
durch den Tiefpaß 270 bedingte Verzögerung (beispielsweise in der Größenordnung von 600 ns) im wesentlichen ausgeglichen wird.
Am Ausgang der Addierschaltung 280 steht ein Leuchtdichtesignal mit regenerierter Vertikaldetailinformation zur Verfügung, wobei
6 Q 9 8 U / Q 9 3 i
die Addition der Ausgangssignale des komplementären Kammfilters
für ein Ausfüllen der LeuchtdichtekomponentenZwischenräume innerhalb
eines niedrigen Bandbereiches sorgt, der vom Durchlaßbereich des Filters 270 bestimmt ist (wie dies beispielsweise im
US-Patent 2 729 698 erläutert ist). Das Ausgangssignal der Addierschaltung 280 wird einer De-emphasis-Schaltung 300 zugeführt,
die eine De-emphasis der hohen Frequenzen der Leuchtdichtekomponenten in komplementärer Weise zur bei der Plattenaufzeichnung
vorgesehenen Pre-emphasis bewirkt. Das Ausgangssignal der De-emphasis-Schaltung 300 wird einer Klemmschaltung 310 zugeführt,
mit Hilfe deren die Gleichspannungskomponente des Leuchtdichtesignals wiedergewonnen wird. Die Klemmschaltung 310 kann
eine getastete Klemmschaltung sein, welche durch periodische zeilenfrequente Tastimpulse getastet wird, die ihrem Eingang G
zugeführt werden und zeitlich mit periodischen Bezugsamplitudenintervallen des Leuchtdichtesignals zusammenfallen (beispielsweise
während des Auftretens der Zeilensynchronisierspitzen). Das Ausgangssignal der Schaltung 310 ist die Leuchtdichtekomponente,
welche der Addierschaltung 320 als Eingangssignal zugeführt wird, mit Hilfe deren dieses Eingangssignal der in hoher
Bandlage liegenden Farbkomponente am Ausgang des Bandfilters 160 hinzuaddiert wird, um ein Farbbildsignalgemisch geeigneter
Form für die Zuführung zu einem Farbfernsehempfänger zu bilden. Erfolgt diese Zuführung zur Antenne des Empfängers, dann kann
das Ausgangssignal der Addierschaltung 320 als Eingangsbildsignalgemisch für einen Sender dienen, wie er beispielsweise
im US-Patent 3 775 555 erläutert ist.
Die Art, in welcher die als Ausgangssignal verwendete Leuchtdichtkomponente
am Ausgang der Addierschaltung 280 gebildet wird, bringt einen besonderen Vorteil hinsichtlich der Unterdrückung
unregelmäßiger niederfrequenter Leuchtdichtekomponenten, wie sie wegen der welligen Frequenzcharakteristik der relativ billigen
Verzögerungsleitungen auftreten können, welche für die Verzögerungsleitung 170 nach den vorstehenden Erörterungen verwendet
werden können. Wegen des Vorhandenseins von Komponenten im Aus-
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gangssignal einer solchen Verzögerungsleitung, die durch Mehrfachreflexionen
innerhalb der Verzögerungsleitung entstehen (beispielsweise die Dreifachzeitkomponente, die aus drei Durchläufen
resultiert), weicht die Frequenzcharakteristik einer Verzögerungsleitung vom gewünschten flachen Verlauf innerhalb ihres Durchlaßbereiches
ab und führt zu einer welligen Form (wobei der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Maxima beispielsweise der halben
Zeilenfreguenz entspricht). Wenn die mit einem Bildsignalgemisch amplitudenmodulierten Trägerschwingungen eine solche Verzögerungsleitung
durchlaufen, dann hängt die Größe (und Phasenlage) der Trägerwellenkomponente, welche die Verzögerungsleitung durchlaufen
hat, von der genauen Lage der Trägerfrequenz gegenüber den Maxima der welligen Frequenzcharakteristik der Verzögerungsleitung
ab. Jedoch verändert sich die vom spannungsgesteuerten Oszillator 100 gelieferte Trägerfrequenz, wie bereits erwähnt,
in Abhängigkeit von den Jitter-Schwankungen der Frequenz des Bildsignalgemisches vom Abspielgerät. Wenn also infolge dieser
Jitter-Schwankungen die Lage der Trägerfrequenz sich gegenüber den Itfelligkeitsmaxima verschiebt, dann entstehen unregelmäßige
Komponenten im Ausgangssignal des Detektors 190 mit der relativ
niedrigen Frequenz, mit welcher die Jitter-Schwankungen auftreten.
Verbleiben solche unregelmäßigen niederfrequenten Komponenten im Leuchtdichtesignal, wenn dies dem Farbfernsehempfänger zugeführt
wird, dann können unerwünschte Streifen im wiedergegebenen Bild auftreten. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung
schließt jedoch das Verbleiben der unregelmäßigen Komponenten im Signal aus. Durch die Wirkung des Phasenspalters 230 treten
die unregelmäßigen niederfrequenten Komponenten an den jeweiligen Eingängen der Addierschaltungen 240 und 260 mit entgegengesetzter
Phasenlage auf, und sie liegen frequenzmäßig so, daß sie in dieser Beziehung von den beiden Addierschaltungen zu den Eingängen
der Addierschaltung 280 durchgelassen werden. In der Addierschaltung 280 erfolgt dann eine Auslöschung dieser un-
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regelmäßigen Komponenten, sofern ihre Amplituden an den Eingängen der Addierschaltung 280 übereinstimmen. Es kann daher beispielsweise
erwünscht sein, Maßnahmen zur Amplitudenregelung in dem Vertikaldetailsignalweg vorzusehen, um diese gewünschte
Amplitudenübereinstimmung durchzuführen. Es hat sich gezeigt, daß die Amplitudeneinstellung, welche eine optimale Auslöschung
der unregelmäßigen niederfrequenten Komponenten bewirkt, im wesentlichen derjenigen entspricht, die für eine korrekte Wiederherstellung
vertikaler Details benötigt wird.
Die vorstehend beschriebene Signalverarbeitungsschaltung besitzt einen weiteren Vorteil, indem sie eine vorteilhafte Art der
Fehlerkompensation verwendet. In dieser Hinsicht dient das gefilterte
Ausgangssignal vom Detektor 190 über die Kammfilterzwecke
hinaus einer zusätzlichen Aufgabe. Das Detektorausgangssignal wird auf den ErsatzSignaleingang S des Schalters 80 gekoppelt,
und zwar über einen Signalweg, der eine Verzögerungsanordnung 210 in Reihe mit einer als Kondensator 220 dargestellten
Gleichstromsperre enthält. Am Ausgang des Detektors 190
steht auf diese Weise ein verzögertes Bildsignalgemisch zur Verwendung als Eingangssignal für den Amplitudenmodulator 90 zur
Verfügung, wenn infolge einer Fehlerfeststellung durch den Detektor
60 der Bildplattenspieler in den Fehlerüberdeckungsbetrieb umgeschaltet wird. Die Verzögerungsanordnung 210 sorgt für eine
ausreichende Signalverzögerung zusätzlich zu der vom Tiefpaß bewirkten Verzögerung, so daß die Summe dieser beiden Verzögerungen
im wesentlichen einer halben Periode der eingebetteten Farbträgerfrequenz entspricht. Dadurch wird sichergestellt, daß
im Fehlerüberdeckungsbetrieb keine Sperrung der Ausgangsfarbträgerfrequenz fQ in der Schaltung 150 erfolgt, während jedoch die
eingebettete Farbträgerfrequenz ffa von der Addierschaltung 240
zurückgehalten wird (wie im einzelnen in den US-Patentanmeldungen
476 839 und 568 313 vom 6. Juni 1974 und 21. April 1975 erläutert ist).
Die Gleichspannungssperre verhindert auch die Einführung un-
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261742
regelmäßiger Gleichspannungskomponenten im Fehlerüberdeckungsbetrieb,
wie sie aufgrund der vorerwähnten welligen Charakteristik der Verzögerungsleitung und anderer Eigenschaften des Gerätes
auftreten können, wie im einzelnen in der US-Patentanmeldung
563 313 erörtert ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei der hier erläuterten Schaltung die Farbkammfilterung genau erfolgt und gegen Jitter-Schwingungen
stabilisiert ist, während dies für die Leuchtdichtekammfilterung nicht gilt. In Fällen, wo jedoch beispielsweise
das Ausgangssignal des Phasendetektors 130 zusätzlich zur Steuerung der Längsbewegung des Abtastarmes (armstretcher) herangezogen
wird, dann ist die Größe der restlichen Jitter-Schwankungen so, daß das Fehlen der Leuchtdichtekammfilterstabilisierung
tolerierbar ist.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Verzögerung, welcher die Farbträgerkomponente am Eingang der Addierschaltung 320
wegen des in seinem Signalweg liegenden Bandfilters 160 unterworfen ist, typischerweise in der Ordnung von 500 ns liegt, während
die Verzögerung, der der niederfrequente Anteil der Leuchtdichtekomponente am Eingang der Addierschaltung 320 wegen der
Verzögerungsschaltungen 250 und 290 unterworfen ist, etwa 670 ns beträgt (für die veranschaulichten Verzögerungsbeispiele). Der
Verzögerungsunterschied ist von geeigneter Richtung und Größe, um im wesentlichen zu den Erfordernissen hinsichtlich der Verzögerungsunterschiede
zu passen, welche typischerweise bei einem Färb ferη sehemp fanger vor1iegen.
6 0 9 B h U I Π 9 ?, U
Claims (4)
- PatentansprücheFarbsignalübertragungsschaltung mit einer Eingangssignalquelle für ein Bildsignalgemisch, das ein breitbandiges Leuchtdichtesignal und ein nur einen mittleren Bereich des breiten Bandes einnehmendes Farbsignal enthält, gekennzeichnet durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (100), dessen Ausgangsfrequenz durch eine Eingangssteuerspannung bestimmt ist, durch einen Modulator (90) zur Modulierung des Oszillatorausgangssignals mit dem Eingangsbildsignalgemisch zur Ableitung eines modulierten Ausgangsträgers, der ein Seitenband hat, in welchem das Farbsignal einen mittleren Teil einnimmt, durch eine Verzögerungsleitung (170) mit einer Verzögerung von einer Zeilendauer, durch eine Verbindung zur Zuführung des modulierten Ausgangsträgers zum Eingang der Verzögerungsleitung, durch ein erstes Kammfilter (150), dem die modulierten Trägerwellen sowohl vom Eingang wie auch vom Ausgang der Verzögerungsleitung zugeführt werden, durch ein Filter (160) zur Abtrennung eines Farbsignals unter Ausschluß von Leuchtdichtesignalkomponenten vom Ausgang des ersten Kammfilters (150), durch einen Amplitudenmodulationsdetektor (190), der zur Ableitung eines verzögerten Bildsignalgemisches mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung gekoppelt ist, durch ein zweites Kammfilter (240,250), dem ein Eingangsbildsignalgemisch von der Quelle und ein verzögertes Bildsignalgemisch vom Detektor zugeführt wird und das für Leuchtdichtesignalkomponenten mit Ausschluß des Farbsignals durchlässig ist, und durch eine Addierschaltung (280) zur Zusammenfassung der AusgangsSignaIe des ersten und zweiten Kammfilters.
- 2) Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Kammfilter (250,260), dem ein Eingangsbildsignalgemisch von der Quelle und ein verzögertes Bildsignalgemisch vom Detektor (190) in Gegenphase zu dem dem zweiten Kammfilter (240,250) zugeführten verzögerten Signal zugeführt wird, durch einen Tief-609844/09 3 4paß (270), dessen Grenzfrequenz unterhalb des mittleren Bereiches in dem breiten Frequenzband liegt und dem das Ausgangssignal des dritten Kammfilters zugeführt wird, und durch eine Verbindung zur Zuführung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters zu der Addierschaltung (280).
- 3) Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Frequenzkorrekturschaltung (110,120,130,140) zur Berücksichtigung unregelmäßiger FrequenzSchwankungen des Eingangsbildsignalgemisches in der dem Oszillatoreingang zugeführten Steuerspannung.
- 4) Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ersetzungsschaltung (90,200,220) zur Verwendung des Ausgangssignals des Detektors (190) als Ersatzeingangssignal für den Modulator (90) anstelle des Eingangsbildsignalgemisches bei Auftreten eines Fehlers in diesem.6098U/0S3/*Leerseite
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