DE2712024C3 - Schaltungsanordnung zur Regenerierung von Synchronsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Fernsehsystemen kommt es häufig vor, daß die Synchronsignalkomponenten des Videosignalgemischs während der Signalverarbeitung verzerrt und durch Störungen beeinflußt werden, was zu Unregelmäßigkeiten bei der Synchronisierung des Fernsehbildes führen kann. In solchen Fällen ist es üblich, die Synchronsignale vom Fernsehsignalgemisch abzutrennen und ihre Originalversion durch ein regeneriertes Synchronsignal zu ersetzen, um die Bildsynchronisierung insgesamt zu verbessern.

Aus der Druckschrift »Rundfunktechn. Mitteilungen«, Jahrgang 7, 1963, S. 23—24, ist eine Schaltungsanordnung zur Regenerierung Von Synchronsignalen bekannt, bei der mit Hilfe einer Begrenzerstufe in einem Amplitudensieb immer eine schmale Scheibe aus der Mitte des angelieferten Synchronanteiles eines zu regenerierenden BAS-Signals herausgeschnitten wird. Der Ansprechwert dieses Amplitudensiebs wird automatisch so eingestellt, daß er gleich der Hälfte der Differenz zwischen dem Schwarzwert und dem Begrenzungswert ist. Das Amplitudensieb spricht daher an, wenn ein Synchronimpuls unabhängig von seiner Größe die Hälfte seiner Amplitude erreicht hat Schaltungen dieser Art sind nützlich zur Verhinderung einer falschen Triggerung des Amplitudensiebs durch das Videosignal für den Fall, daß der Synchronimpuls komprimiert ist Schaltungen dieser Art erzeugen aber keine Synchroni! npulse mit konstanter Breite.

Andere bekannte Schaltungen zum Abtrennen und Regenerieren der Synchronkomponenten eines Fernsehsignalgemisches enthalten im allgemeinen eine Pegelerfassungs- und -klemmschaltung, der ein monostabiler Multivibrator nachgeschaltet ist Im Betrieb erfassen diese Schaltungen gewöhnlich die Vorderflan-Ve des Synchronimpulses und triggern daraufhin den monostabilen Multivibrator, der einen Ersatzimpuls geeigneter Dauer und Amplitude erzeugt Diese bekannten Schaltungen bewirken jedoch häufig keine zuverlässige und gleichmäßige Signalregenerierung, weil die Vorderflanke des Originalimpulses selbst verzerrt und störungsbehaftet sein kann, wodurch die Erfassung und Zeitgabe und die Auslösung des monostabilen Multivibrators verschoben werden mag. Weitere Schwierigkeiten hinsichtlich einer zuverlässigen und gleichmäßigen Signalregenerierung ergeben sich bei den bekannten Schaltungsanordnungen insbesondere dann, wem* sich der Amplitudenpegel der an die Synchronimpuls-Abtrennstufe gelegten Signale wesentlich ändert, was gewöhnlich beim Umschalten zwischen verschiedenen Videosignalquellen eintritt Wegen der Natur der Synchronsignale, insbesondere des Horizontalsychronsignals, das gemäß der NTSC-Norm eine eindeutig definierte Anstiegszeit hat, erschweren wesentliche Änderungen in der Signalamplitude insbesondere die exakte Zeitgabe bei der

J5 Regeneration. Wesentliche Änderungen im Videosignalpegel führen zu einer wesentlichen Änderung der mittleren Bildhelligkeit und dadurch zu einer Verschiebung des Zeitpunktes, zu dem der Schwellenwert zur Aktivierung der Synchronsignal-Abtrennstufe erreicht wird. Selbst wenn der Ausgang der Regenerationsschaltung für die Synchronsignale amplitudengeregelt ist, überträgt sich daher der Zeitfehler beim Auslösen der Synchronsignalregeneration auf das neu regenerierte Signal. Dieser Zeitfehler ist besonders unangenehm, wenn ein oder mehrere Fernsehsignale in einer sogenannten Genlock-Betriebsweise zusammengefaßt werden, d.h. wenn die Synchronkomponenten eines untergeordneten Videosignals durch die Synchronkomponenten eines übergeordneten Signals ersetzt werden.

Solche Zeitfehler sind gleichermaßen unangenehm, wenn ein oder mehrere Videosignale im Trick vermischt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zum Regenerieren von Synchrones Signalen, die sich in ihrer Amplitude und Breite ändern, wobei die regenerierten Synchronsignale eine konstante Breite aufweisen sollen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Die angegebene Lösung sieht vor, daß die Triggeroder Ansprechschwelle der Schaltungsanordnung zum Regenerieren so geregelt wird, daß die regenerierten Synchronsignale eine konstante Breite besitzen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. F i g. 1 ist das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, die Synchronsignale abtrennt und zu Impulsen konstanter Amplitude und konstanter Breite

regeneriert,

F i g. 2a, 2b und 2c zeigen den zeitlichen Verlauf von Signalen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Gemäß F i g. 1 wird ein Fernsehsignalgemisch über einen Kondensator 8 auf den Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 10 und einer Diode 12 gekoppelt, die in Reihe zueinander zwischen den einen Pol einer Spannungsquelle + Vund ein Bezugspotential (Masse) geschaltet sind und eine Klemmschaltung ι ο bilden. Die Diode 12 ist so gepott, daß sie die positiven Ausschläge des angelegten Fernsehsignals begrenzt und die Synchronsignalspitzeti auf einen Bezugswert von im wesentlichen 0 Volt klemmt, wie es die Signalformen 40 und 41 in den Fig.2a und 2b zeigen. Das geklemmte Eingangssignal vom Punkt zwischen dem Widerstand 10 und der Diode 12 wird über einen Widerstand 14 auf den »positiven« Eingang eines Vergleichers 16 gekoppelt. Der Ausgang des Vergleichers 16 ist mit dem Anschlußpunkt einer ausgangsseitigen Klemm- und Detektorschaltung verbunden, bestehend ias einer Reihenschaltung eines Widerstandes 18 und einer Diode 20, die zwischen eine Quelle des Potentials + Vund ein Detektornetzwerk 22,24 geschaltet ist Das Detektornetzwerk besteht aus einer Parallelschaltung eines Widerstands 22 mit einem Kondensator 24, die zwischen dem anderen Ende der Diode 20 und Masse liegt Das Ausgangssignal des Detektornetzwerks 22,24 wird dem »positiven« Eingang eines Operationsverstärkers 30 zugeführt Der Ausgang des Vergleichers 16 ist außerdem an eine Ausgangsklemme angeschlossen, die den Synchronsignal-Ausgang darstellt Der »negative« Eingang des Vergleichers 16 empfängt eine Bezugsspannung, die vom Operationsverstärkers 30 mit Hilfe einer aus einem Widerstand 32 und einem Kondensator 34 bestehenden Siebschaltung abgeleitet wird. Zwei in Reihe zueinander zwischen das Potential + V und Masse geschaltete Widerstände 26 und 28 bilden einen Spannungsteiler, dessen Abgriff (Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 26 und 28) mit dem »negativen« Eingang des Verstärkers 30 verbunden ist, um dort ein Bezugspotential anzulegen. Zusätzlich führt vom Ausgang des Verstärkers 30 ein Rückkopplungswiderstand 36 zum Summierungspunkt am negativen Eingang das Verstärkers 30. In dieser Anordnung arbeitet der Verstärker 30 als Operationsverstärker, um seine Ausgangsspannung in konstantem Verhältnis zu der Bezugsspannung zu halten, die seinem negativen Eingang vom Spannungsteiler 26,28 angelegt wird. Eine sich ändernde positive Spannung, die proportional der so Breite des Ausgangssignals des Vergleichers 16 ist und dem positiven Eingang des Verstärkers 30 vom Detektornetzwerk 22,24 zugeführt wird, vermehrt oder vermindert die negative Bezugsspannung am Ausgang des Verstärkers 30, wie es weiter unten noch erläutert werden wird.

Soweit beschrieben, arbeitet die dargestellte Schaltung folgendermaßen: wird ein Videosignal angelegt, wie es mit 40 in der Fig.2a dargestellt ist, dann überschreitet die dem positiven Eingang des Vergleichers 16 angelegte Spannung zu einem gewissen Zeitpunkt die am negativen Eingang des Vergleichers 16 liegende Bezugsspannung (ei in Fig.2a). Zu diesem Zeitpunkt ändert das Ausgangssignal am Ausgang des Vergleichers 16 seinen Wert, um einen Impuls b> konstanter «Amplitude /-J bilden. Dieser Impuls wird mit Hilfe des an den Vergleichsausgang und an die Spannungsquclle + V angeschlossenen Widerstandes 18, der in Durchlaßrichtung gespannten Diode 20 und des Widerstands 22 auf einer Spannung nahe + V gehalten, wie es der Signalverlauf 42 in F i g. 2c für die Zeitspanne t\ — U zeigt Wenn sich das dem Eingang des Vergleichers 16 zugeführte Videosignal wesentlich in seiner Amplitude ändert und den mit 41 in Fig.2b dargestellten Verlauf nimmt, ohne daß die Bezugsschwelle ei entsprechend geändert wird, dann wird der Ausgangsimpuls des Vergleichers 16 schmaler, wie es die Fig.2c mit der Signalform 43 in der Zeitspanne ti— ti zeigt; der gewählte Bezugswert et führt nämlich dazu, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 16 nun seinen Wert zu einem proportional verschobenen Zeitpunkt innerhalb der definierten Anstiegszeit der Synchronkomponente des Fernsehsignalgemischs ändert Diese Änderung in der Dauer des regenerierten Synchronimpulses beeinflußt die zeitliche Abstimmung der Synchronisierung und ist, wie oben erwähnt für eine Genlock-Betriebsweise und/oder Trickmischung unerwünscht Diese Quelle für Zeitfchlcr 'vird praktisch eliminiert mit Hilfe der Diode 20, des Widerstands 22 und des Kondensators 24, die gemeinsam einen Impulsbreitendetektor bilden, der einen Gleichspannungsm'ttelwert in einer vom Ausgang des Vergleichers 16 zum positiven Eingang des Verstärkers 30 führenden Rückkopplungsstrecke erzeugt

Der am Kondensator 24 erscheinende Gleichspannungsmittelwert wird dem positiven Eingang des Verstärkers 30 angelegt und in diesem Verstärker mit der Bezugsspannung kombiniert, die von der Verstärkerausgangsspannung und dem Spannungsteiler 26, 28 bestimmt ist um eine korrigierte Bezugsspannung am Ausgang des Verstärkers 30 zu erhalten. Diese korrigierte'Bezugsspannung wird über die Siebschaltung 32, 34 die zur weiteren Stabilisierung des Bezugssignals am Eingang des Vergleichers 16 während jeder Fernsehzeile dient, an den negativen Eingang des Vergleichers 16 gelegt um durch Bildung eines neuen Schwellenwerts (ei in F i g. 2b) den Abfragepunkt tür das ankommende Signal (41 in Fig.2b) so zu korrigieren, daß am Ausgang des Vergleichers 16 die gewünschte Impulsbreite (t\ — U der Wellenform 42 in Fig.2c) aufrechterhalten bleibt Das nunmehr mit konstanter Amplitude und konstanter Breite am Ausgang des Vergleichers 16 erscheindende Signal wird auf die Synchronsignal-Ausgangsklemme gekoppelt und stellt das gewünschte regenerierte Synchronsignal dar.

Die Diode 20 bildet mit ihrer niedrigen Durchlaßimpedanz für positiv gerichtete Teile des vom Vergleicher 16 kommenden Ausgangssignals einen niederohmigen Ladeweg zum Kondensator 24. Für die Entladung wirkt die Diode 20 als hochisolierendes Trennelement, so daß der Entladeweg für den Kondensator 24 in erster Linie über den Widerstand 22 geht Der Kondensator 24 habe einen hohen Kapazitätswert, um sicherzustellen, daß die Ladezeitkonstante der Detektorschaltung hinsichtich des Frequenzbereichs der Synchronsignale so bemessen ist, daß die Detektorschaltung als Impulsbreitendetektor und nicht als Spitzendetektor wirkt, denn ein Betrieb als Spitzendetektor würde nicht zum angestrebten Ergebnis führen. Außerdem trägt die mit der Diode 20 erreichte gute Entkopplung des Entladewegs dazu bei, daß am Kondensator 24 ein höherer Gleichspannungsmittelwert erhalten wird, so daß die Anforderungen an die Verstärkung des Verstärkers 30 weniger hoch sind.

Die nachstehende Tabelle nennt Typenbezeichnungen bzw. Kennwerte für die in F i g. 1 dargestellten Bauteile als DimensionierunKsbeispiel für eine prakti-

	Vergleicher	5	27 1	National LM 219	2 024	22
sehe Ausführungsform	Verstärker	einer erfindungsgemäßen Schal-	Motorola 3503	Widerstand	26
tung.	Diode		1N914	Widerstand	28
Widerstand	16	473 Kilohm	Widerstand	36
Widerstand	30	5110 0hm	Widerstand	32
Widerstand	12,20	2940 Ohm	5 Widerstand	24
	10	Kondensator	34
14	Kondensator	+
18	Spannung
	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

88,7 Kilohm 3240 0hm 90900hm 20 Kilohm 1 Kilohm 22 μΡ
0,1 μΡ 10 Volt

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zur Regenerierung von Synchronsignalen schwankender Amplitude und Breite, mit einer Quelle für ein erstes Bezugspotential und mit einem Vergleicher, der die Synchronsignale und das erste Bezugspotential empfängt und bei Überschreitung dieses Bezugspotentials ein Ausgangssignal im wesentlichen konstanter Amplitude liefert, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Vergleicher (16) ein Impulsbreitendetektor (20, 22, 24) gekoppelt ist, der ein für die Breite des besagten amplitudenkonstanten Ausgangssignals des Vergleichers charakteristisches Ausgangssignal erzeugt, und daß eine Quelle für ein zweites Bezugspotential sowie eine Rückkopplungsschaltung (30, 32, 34) vorgesehen ist, die mit der Quelle des zweiten Bezugspotentials und mit dem Impulsbreitendetckior gekoppelt ist und abhängig vom Ausgangssignal des Impulsbreitendetektors das auf den Vergleicher gegebene erste Bezugspotential im Sinne einer Konstanthaltung der Breite des Vergleicherausgangssignals ändert

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Iwpulsbreitendetektor durch eine mit der Parallelschaltung eines Widerstands (22) und eines Kondensators (24) gekoppelten Diode (20) gebildet ist, die in Durchlaßrichtung einen niederohmigen Ladeweg für den Kondensator darstellt, und daß der Impulsbreitendetektor eine Lade-Entlade-Zeitkonstante ki<t, die eine Impulsbreiten-Demodulation von mit Fernsehzeilenfrequenz auftretenden Impulsen ger ährleistet

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung ein Filternetzwerk (32,34) enthält, um das erste Bezugspotential am Vergleicher während jeder Fernsehzeile weiter zu stabilisieren.