Die Erfindung betrifft ein Ve/fahren zum Erzeugen von vertikalen Ausgangsimpulsen in einer Bildwiedergabeanordnung
nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und eine Schaltungsanordnung zum
Durchführen des Verfahrens.
Typische Fernsehempfänger verwenden zusammengesetzte Videosignale. Die darin enthaltene Videoinformation
soll auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden. Die Videoinformation
und die Synchronimpulse sind ineinander verschachtelt, um die Abtastung zu synchronisieren und so eine konkrete
Wiedergabe zu erzielen. Ein entsprechendes Signal ergibt beispielsweise 625 horizontale Abtastlinien
oder Zeilen pro Bild. Jedes Halbbild, das gerade und ungerade, besitzt 312,5 Zeilen. Demgemäß muß die horizontale
Ablenkfrequenz 312,5mal die vertikale Ablenkfrequenz
sein. Solange diese Beziehung eingehalten wird, nennt man das Signal einen sauberen Zeilensprung
(standard resp. synchron).
Es gibt aber viele Videosignalquellen, wie Kabelfernsehsyteme,
Videospiele, Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegeräte, die Signale ohne Zeilensprung liefern.
Solche Videosignalquellen halten nicht notwendigerweise eine präzise horizontale oder vertikale Abtastfrequenz
ein oder die Abtastfrequenzrelation zwischen horizontaler und vertikaler Abtastung entspricht nicht der
Norm.
Ein bekannter Lösungsversuch zur Synchronisierung der Abtastung in einer Kathodenstrahlröhre mit Synchronimpulsen,
wie sie in einem zusammengesetzten Videosigna! enthalten sind, sah zwei Oszillatoren vor, die
mit den horizontalen bzw. vertikalen Synchronimpulsen synchronisiert sind. Obwohl diese Ausführung seit Jahren
mit befriedigendem Erfolg benutzt wurde, ist diese Schaltungsart störempfindlich und hat eine schlechte
Langzeit-Stabilität. Darüber hinaus hat zur Erzielung des anfänglichen Fangens und der Aufrechterhaltung
der Synchronisation sowie richtiger Funktionsweise bei Nichtstandardsignalen die Oszillatorschaltung nach
dem Stand der Technik eine bestimmte Toleranz oder Frequenzbereich notwendig, um eine mehr oder weniger
befriedigende Arbeitsweise zu erreichen. Diese Toleranz jedoch macht diese Schaltungsart empfindlich
gegen Fehltriggerung durch Störimpulse und gleichzeitiger ungenauer Abtastung. Wegen der relativ niedrigen
Betriebsfrequenz ist der vertikale Oszillator sehr leicht getriggert durch verschiedene Arten von Störimpulsen
oder Interferenz. Die Änderungen der elektrischen Werte von Bauteilen z. B. durch Alterung verändert die
Oszillatorfrequenz und variierende Signalbedingungen machen die Verwendung von Halteschaltungen ebenso
notwendig, um dann die Betriebsfrequenz des Oszillators entsprechend zu korrigieren.
Um den vertikalen Oszillator einzusparen, ist es bekannt, z. B. aus der DE-OS 23 27 060, eine Countdown-Schaltung
zu verwenden, die Impulse zählt, die zugeführt werden mit einer Rate, die zu der horizontalen
Abtastfrequenz in Beziehung steht. Typische Schaltungen dieser Art verwendeten einen Binärzähler, der jeweils
nach Zählung einer entsprechenden Anzahl von
Impulsen einen Ausgangsimpuls liefert. Dieser Ausgangsimpuls wird in einer Zeitbeziehung zum empfangenen
vertikalen Synchronimpuls geliefert und eingesetzt für den empfangenen vertikalen Synchronimpuls.
Weil vertikale Ausgangsimpulse von einem derartigen Zähler relativ stabil sind, können Empfänger mit vertikalen
Countdown-Schaltungen Nicl istandard-Signale schlecht empfangen, verarbeiten und wiedergeben ohne
zusätzlichen Erkennungsschaltungsaufwand.
Letzterer muß helfen, die Signale zu erkennen um! die Funktionsweise der Countdown-Schaitung entsprechend
zu verändern. Daher schalten derartige Anordnungen zur angetriebenen Betriebsart bei Eintreffen
von Nichtstandardsignalen. Diese Schaltungsmaßnahmen sind jedoch so teuer, daß die zusätzlichen Ausgaben
den Gebrauch von Countdown-Schaltungen in vielen Anwendungsfällen verbieten.
In der DE-OS 24 49 535 wird eine Schaltungsanordnung
beschrieben, in der der vertikale Synchronimpuls weitergeleitet wird, wenn er nachdem ein vorbestimmter
Zählerstand eines die horizontalen Synchronimpulse zählenden Zählers erreicht worden ist, auftritt, welcher
Zählerstand kleiner ist als der dem erwarteten vertikalen Synchronimpuls entsprechende Zählerstand. Beim
Fehlen des vertikalen Synchronimpulses wird der Zähler beim Erreichen des erwähnten erwarteten Zählerstandes
zurückgestellt. Für Nichtstandardsignale ist diese Schaltungsanordnung nicht geeignet.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine vertikale Synchronisierungsschaltung zu erstellen, die die erwähnten
Nachteile bekannter Lösungen vermeidet indem sie unter Verwendung einer Zählschaltung sowohl
Standard- wie Nichtstandard-Synchronimpulse verarbeiten kann, relativ einfach und kostensparend herstellbar
ist und Störimpulse zwischen den vertikalen Synchronimpulsen unwirksam schaltet.
Diese Aufgabe wird für den angegebenen Oberbegriff gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß
gelöst.
Weitere Einzelheiten sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen, sowie der noch folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Vorteilhafferweise wird durch die erfindungsgemäße Verknüpfung teilweise an sich bekannter Schaltungsmittel wie eine Zählschaltung, eine vertikale Synchronimpulstorschaltung,
einen vertikalen Ausgangsimpulsgenerator und Rückstellmittel, erreicht, daß Störimpulse
durch Sperrung der entsprechenden Torschaltungen so lange wie möglich innerhalb eines Zählerumlaufs wirkungsvoll
unterdrückt werden, während gleichzeitig das Fangen von vertikalen Synchronimpulsen sichergestellt
ist, selbst wenn Nichtstandardsignale empfangen werden. Es wird auch erreicht, daß die vertikale Abtastung
wegen plötzlich fehlender oder nicht registrierter Synchronimpulse nicht zusammenbricht, wenr gerade
Nichtstandardsignale empfangen werden.
Anhand der Zeichnung, die nur eine Figur enthält, wird ein als Blockschaltbild dargestelltes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Während das zu beschreibende Ausführungsbeispiel einen für die NTSC-Norm konzipierten Fernsehempfänger
enthält, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß auch andere Wiedergabesysteme und Empfänger
für andere Normen ebenso vorteilhaft nach der Erfindung ausgestattet werden können.
Ein HF-moduliertes, zusammengesetztes Videosignal
gelangt über die Antenne 10 an den Signalempfänger 11 (z.B. ein Tuner). Der Signaiempfänger 11 verarbeitet
das empfangene Signal und gibt em NF-Signal an den Tonkanal 12 sowie ein Videosignal an den Videokanal
13 ab. Ein oder mehrere Videosignale werden von dort direkt an die Bildwiedergabeeinrichtung 14 (z. B. eine
Kathodenstrahlröhre) geliefert. Im Falle eines Farbfernsehempfängers
sind im Videokanal 13 typische Luminanz- und Chrominanz-Schaltungen enthalten. Wenigstens
der Synchronimpulsaufteil des zusammengesetzten Videosignals wird von Videokanal 13 an die Synchronimpulstrennstufe
(Amplitudensieb 15) angekoppelt. Dieser liefert horizontale Synchronimpulse an die
Schaltungseinrichtung für AFC und einen horizont? ien Oszillator 16. Der letztere gibt horizontale Ausgangsimpulse
an die horizontale Ablenkschaltung 17 ab. Hier entstehen entsprechende Ablenksignale, mit welchen
die horizontale Ablenkwicklung der Ablenkeinheit 20 an der Kathodenstrahlröhre 14 gespeist werden. Die
horizontale Ablenkschaltung 17 liefert auch ein Rückkopplungssignal an die Schaltungseinrichtung für AFC
16 zur Phasen- und Frequenzkontrolle der Oszillatorimpulse in Beziehung zu dem empfangenen Synchronimpulsen.
Die Synchronimpulstrennstufe 15 liefert außerdem getrennte vertikale Synchronimpulse über die Zuleitung
21 an eine vertikale Synchronisierungsschaltung, die über die Zuleitung 22 vertikale Ausgangsimpulse an die
vertikale Ablenkschaltung 23 liefert. Die vertikale Ablenkschaltung
23 speist mit entsprechenden Signalen die vertikale Ablenkwicklung in der Ablenkeinheit 20. Die
vertikale Synchronisierungsschaltung liefert vertikale Ausgangsimpu'se über die Leitung 22 synchron zu den
vertikalen Synchronimpulsen, die im zusammengesetzten Videosignal im Videokanal 13 enthalten sind.
Die vertikalen Synchronimpulse werden über die Zuleitung 21 an Schaltungsmittel zur Weiterleitung der
vertikalen Synchroninipulse, die als Transistor 24 in der Zeichnung dargestellt sind, gekoppelt und zwar an seinem
Basisanschluß. Der Collector liegt an Masse und der Emitter liegt über einem Widerstand 25 an positiver
Spannung + V am Anschluß 26. Eine Diode 27 verbindet Basis und Masse und ist so gepolt, daß die Basisspannung
des Transistors 24 negativ wird. Die Mittel zur Impulsweiterleitung, wobei die Impulse mit horizontalen
Synchronimpulsen im zusammengesetzten Videosignal synchronisiert sind, zeigt du- Zeichnung als Transistor
30. Sein Basisanschluß ist über die Zuleitung 31 mit dem Oszillator 16 verbunden, die Impulse von dort zum
Transistor 30 überträgt. Der Collector liegt an Masse und der Emitter ist über den Widerstand 32 mit + V-Anschluß
26 verbunden. Eine Diode 33 verbindet die Basis mit dem Collector und verhindert so, daß die Basisspannung
negativ wird.
Die vertikalen Synchronimpulse am Emitter der Transistor 24 werden zu einer vertikalen Synchronimpulstorschaltung
geleitet, die in der Schaltung als ODER-Schaltung 34 eingezeichnet ist. ihr erster Eingang
ist mit dem Emitter des Transistors 24 verbunden. Zu der Torschaltung gehört auch ein Torvorbereitungsmittel,
hier ein Zählerstandsbestimmungstor 35 (eine NAND-Schaltung) und eine bistabile Schaltung 36(hier
eine RS-Flip-Flop). Ein Ausgang der Torschaltung 25 ist
mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 36 verbunden, dessen
Ausgang mit dem zweiten Eingang des Tors 34 verbunden ist.
Las Tor 34 steht mit seinem Ausgang in Verbindung mit dem vertikalen Ausgangsimpulsgenerator, der als
NAND-Tor 37 dargestellt ist. Sein Ausgang führt zum monostabilen Multivibrator 40. Dessen Ausgang führt
über den Widerstand 41 an die Basis des Transistors 42, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Collector an
der Zuleitung 22 liegt, die bereits genannt wurde. Der erste Ausgang des Multivibrators 40 steht außerdem in
Verbindung mit dem Widerstand 43, der zu dem Anschluß 26 für die positive Spannung + V führt. Ein zweiter
Ausgang des Multivibrators 40 ist mit dem Rückstelleingang des Flip-Flops 36 verbunden.
Der Zähler 44 ist als neunstufiger Zähler dargestellt und besitzt einen Eingang, der am Emitter des Transistors
30 angeschlossen ist. Die neun Zählerstufen sind hier //(-Flip-Flops, von denen jeder einen CP-Eingang,
einen Rückstelleingang, einen (^-Ausgang und einen Q-Ausgang
aufweist. Die neun Stufen besitzen die Ausgänge Q 1 bis Q% wobei jedweils mit den CP-Eingängen
jeder Stufe der O-Ausgang der vorherigen Stufe in
Verbindung steht.
Bestimmte Ausgänge des Zählers 44^ nämlich Ql,
Q2, QJ, Q~4, Q5, Q6 , QT, Q8 und (?9 sind mit den
Eingängen des Zählerstandbestimmungstors 35 verbunden, gestimmte Ausgänge des Zählers 44, nämlich Q 1,
Q2, ζ?Ί, Q4,Q5,Q~6, Q~7. (JH und (?9sind mit Eingängen
eines zweiten Zählerstandbestimmungstors 45 verbunden, das ebenfalls als N AN D-Tor dargestellt ist. Ein
Ausgang von Tor 45 ist mit einem zweiten Eingang von Tor 37 verbunden.
Die vertikale Synchronisierschaltung enthält ferner Rückstellmittel, die als RS Flip-Flops 46 dargestellt sind.
Der Ausgang des Multivibrators 40 ist über den Kondensator 47 an den Rückstelleingang des Flip-Flops 46
gekoppelt. Der Emitter des Transistors 30 steht über den Inverter 50 mit dem Setzeingang des Flip-Flops 46
in Verbindung. Der Ausgang des Flip-Flops 46 liegt über einen Widerstand 51 an der positiven Spannung V
am Anschluß 26 und über den Widerstand 52 an der Basis des Transistors 53. Sein Emitter liegt an Masse und
sein Collector ist mit dem Rückstelleingängen der Flip-Flop des Zählers 44.
Im Betrieb werden negative vertikale Synchronimpulse über die Zuleitung 21 der Basis des Transistors 24
zugeführ·.. der, solange keine Synchronimpulse eintreffen,
gesperrt bleibt, bis ein derartiger, negativer, vertikaler Synchronimpuls eintrifft. Der Transistor 24 leitet also
für die Impulsdauer und dabei sinkt seine Emitterspannung, so daß eine »0« an den Eingang des Tores 34
gelangt. Dieses Tor 34 wird von einem »1 «-Ausgang von dem Flip-Flop 36 gesperrt, wenn dieser zurückgestellt
ist.
Der Zähler 44 empfängt Impulse der Horizontalfrequenz über die Zuleitung 31 und den Transistor 30 und
zählt sie. Sobald der Zähler 44 einen vorbestimmten Zählerstand erreicht hat, schaltet das Tor 35 den Flip-Flop
36 in seinen Setz-Stand und bereitet dadurch das Tor 34 vor. Falls ein vertikaler Synchronimpuls dann
eintrifft, wenn der Flip-Flop 36 so vorbereitet ist, dann
wird der Impuls durch Tor 34 auf Tor 37 gegeben. Dieses Tor 37 liefert eine »0« an seinem Ausgang an den
Multivibrator 40 als Folge von dem vertikalen Synchronimpuls. Der Multivibrator 40 liefert nunmehr einen
vertikalen Ausgangsimpuls einer vorbestimmten Impulsdauer über den Transistor 42 auf die Zuleitung 22
und damit an die vertikale Ablenkschaltung 23, wenn er von einem »0«-Befehl an seinem Eingang von Tor 37
ausgelöst wird. Genauer gesagt, der Transistor 42 ist
normalerweise nichtleitend bei Ansteuerung durch eine »0« vom Ausgang des Multivibrators 40. Sobald der
Multivibrator 40 einen »1 «-Impuls liefert, schaltet dies den Transistor 42 durch, und ein vertikaler Ausgangsimpuls
gelangt auf die Zuleitung 22. Es ist aber zu bemerken, daß der Multivibrator 40 Ausgangsimpulse direkt
als Reaktion auf vertikale Synchronimpulse liefert, ohne daß er zeitbezogen durch die Impulse, die an den Zähler
44 geliefert werden, veranlaßt würde. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dieses zeitbezogene Auslösen, wie es
nach dem Stand der Technik angewendet wurde, vertikales Zittern der Bildwiedergabe verursachte.
Wenn der Multivibrator 40 autgelöst wird, liefert er
ίο eine »0« an einen zweiten Ausgang, der mit dem Rückstelleingang
des Flip-Flops 36 zur Rückstellung desselben verbunden ist und das Tor 34 dann sperrt. Somit
bleibt Tor 34 vorbereitet, bis ein vertikaler Synchronimpuls eintrifft und ein vertikaler Ausgangsimpuls als FoI-ge
davon abgegeben wird oder als Folge einer Maximal-Zählung des Zählers 44, wie noch beschrieben wird. Der
»0«-Ausgang des Multivibrators 40 ist mittels des Kondensators 47 angekoppelt zur Rückstellung des Flip-Flops
46 und zwar mit der Vorderflanke des »0«-Impulses. Jedem Fachmann wird es klar sein, daß die Rückstellimpulse,
die den Flip-Flops 36 und 46 zugeführt werden, ebenso von anderen Signalen ausgelöst werden
können wie auch von dem Ausgang des Multivibrators 40. Der Ausgang des Tores 37 könnte zum Beispiel
ebensogut benutzt werden. Wenn der Flop-Flop 46 zurückgestellt ist, wird ein »1«-Ausgang abgegeben zum
Einschalten des Transistors 53 und zur Rückstellung des Zählers 44 in seine Nullstellung. Der nächste horizontale
Impuls am Collector des Transistors 30 wird mittels des Inverters 50 zum Setzen des Flip-Flops 46 benutzt.
Wenn das geschehen ist, liefert er einen »0«-Ausgang, um den Transistor 53 zu sperren, wodurch der Zähler 44
wieder mit dem Zählen der horizontalen Impulse beginnen kann.
Wenn ein vertikaler Synchronimpuls fehlt oder nicht festgestellt wird, stellt das Zählerstandbestimmungstor
45 einen vorbestimmten Zählerstand des Zählers 44 fest. Das Tor 45 stellt einen vorbestimmten maximalen Stand
des Zählers 44 fest, welcher einem erwarteten vertikalen Synchronimpuls folgt. Im gezeigten Beispiel stellt
das Tor 45 den Zählerstand 282 fest. Obwohl andere Zählungen auch festgestellt werden können, ist die Zählung,
die das Tor 45 feststellt, vorzugsweise abhängig von der Zeit, zu der ein vertikaler Synchronimpuls erwartet
wird, jedoch ausreichend früh, um ein Zusammenbrechen der Vertikalablenkung zu verhindern und
dadurch ebenso Beschädigungen der Ablenkschaltungen und der Bildröhre 14 zu vermeiden. Wenn der Empfang
von Nichtstandardsignalen mit einer horizontal zu vertikal Beziehung größer als 262,5 zu 1 gefordert wird,
dann ist die festgestellte Zählung des Tors 45 auch eine Folge des höchsten erreichten Zählerstands des Zählers
44, wenn solche Signale empfangen werden.
Wenn ein nach der Erfindung ausgestatteter Fernsehempfänger eingeschaltet wird, wählt man z. B. einen anderen
Empfangskanal. Die Zählweise des Zählers 44 wird zunächst willkürlich sein mit Bezug auf die empfangenen
vertikalen Synchronimpulse. Entsprechend arbeitet die vertikale Synchronisierungsschaltung zunächst
mehr oder weniger frei-laufend und das Tor 45 wird die
vertikalen Ausgangsimpulse auslösen. Gemäß der gezeigten Anordnung wird zunächst eine vertikale Ablenkfrequenz
von etwa 56 Bildern pro Sekunde resultieren, wenn angenommen wird, daß der Oszillator 16 Impulse
mit etwa normaler Impulsfolge liefert Nachdem 56 Bilder etwas weniger als normal ist für die vertikale
Synchronimpulsfrequenz, wird nach wenigen Bildern Synchronisierung eintreten. Entsprechend verhindert
Tor 45 das Zusammenbrechen der vertikalen Abtastung wegen fehlender oder nicht festgestellter vertikaler
Synchronimpulse, während die Synchronisierung der vertikalen Synchronimpulse durch die vertikale Synchronisierungsschaltung
ermöglicht wird.
Der Zählerstand, bei welchem die vertikale Synchronisierungsschaltung
quasi nach einem vertikalen Synchronimpuls zu suchen beginnt, wird bestimmt von den
ausgewählten Ausgängen des Zählers 44, die mit dem Tor 35 verbunden sind. Gemäß Ausführungsbeispiel,
stellt das Tor 35 den Zählerstand 240 fest, zu welcher Zeit das Tor 34 so vorbereitet ist, daß ein vertikaler
Synchronimpuls hindurchgekoppelt werden kann. Der ganz bestimmte Zählerstand, der vom Tor 35 festgestellt
wird, ist in erster Linie bestimmt von dem Zählerstand des Zählers 44. den dieser erreicht, wenn es erwünscht
ist, nichtStandard, zusammengesetzte Videosignale zu empfangen mit einer Beziehung zwischen horizontalen
zu vertikalen Impulsen, die geringer ist als 262,5 zu 1. Falls der Empfang von Nichtstandardsignalen nicht gefördert
wird, es sei denn die Beziehung von horizontalen zu vertikalen Synchronimpulsen sei nahe dem Standardverhältnis,
kann das Tor 35 auch einen höheren Zählerstand als 240 feststellen. Ähnlich kann falls es erwünscht
ist, daß nichtStandard Signale mit einem niedrigen Impulsverhältnis
zwischen horizontalen zu vertikalen Synchronimpulsen empfangen werden als es die gezeigte
Anordnung in der Lage ist, ein niedrigerer Zählerstand durch das Tor 35 festgestellt werden. Der vom Tor 35
ermittelte Zählerstand allerdings sollte vorzugsweise so dicht wie praktisch bei 262,5 liegen, so daß das Tor 34 für
einen möglichst großen Teil eines Umlaufs gesperrt bleibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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