DE3041898C2

DE3041898C2 -

Info

Publication number: DE3041898C2
Application number: DE3041898A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 6104 Seeheim De Heitmann; Hans-Peter Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach De Maly
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1989-04-06
Also published as: DE3041898A1; GB2087193A; GB2087193B; JPH0251313B2; JPS57107677A; CA1173153A; US4445135A

Description

Die Erfindung geht aus von einem System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist schon ein Synchronisiersystem für Fernsehsignale mit einem digitalen Speicher bekannt (DE-AS 25 44 691), bei welchem Eingangssignale in digitaler Form in Speicher eingeschrieben werden. Hierzu werden aus den Eingangssignalen ein Schreibtakt und Einschreibadressen abgeleitet. Im Takt von Auslese-Taktimpulsen, welche von einem Bezugssignal abgeleitet werden, erfolgt das Auslesen der Signale. Durch eine entsprechende Steuerung ist sichergestellt, daß jeweils zwei von drei vorgesehenen Speichern im Lese- und einer im Einschreibbetrieb arbeiten.

Ferner ist ein Synchronisiersystem bekannt geworden (BBC Research Report BBC RD 1978/16), bei welchem lediglich ein Halbbildspeicher verwendet wird. Die Steuerung dieses einen Speichers ist jedoch recht aufwendig. Außerdem muß - wie beim Gegenstand der DE-AS 25 44 691 - zu Beginn jeder Zeile ein Kontrollwert in den Speicher eingeschrieben werden.

Weiterhin ist aus der DE 27 11 992 B2 eine Anordnung zur Synchronisierung von aus mindestens zwei unsynchronen Quellen stammenden Videosignalen unter Zwischenspeicherung eines der Videosignale und Auslesung in Synchronismus mit einem Bezugssignal, mit einer Eingangsschaltung, der die ankommenden, zu synchronisierenden Signale zugeführt werden, und die mit einer ersten Taktschaltung zur Ableitung eines mit den ankommenden Signalen synchronen Taktsignals und mit einem ersten Umsetzer zur Umcodierung der ankommenden Videosignale und der Steuerung durch die Taktsignale verbunden ist, ferner mit einem Speicher, in den die umcodierten Signale eingeschrieben werden und mit einer zweiten Taktschaltung zur Erzeugung bezugssignal-synchroner Taktsignale, unter deren Steuerung die aus dem Speicher wieder ausgelesenen Signale mittels eines zweiten Umsetzers rückcodiert und einer Ausgangsschaltung zugeführt werden, und mit einer Speichersteuerschaltung, welcher die beiden Taktsignale zugeführt werden und welche Einschreibsteuersignale und solche Auslesesteuersignale für den Speicher mit einer periodischen, zum zweiten Taktsignal synchronen Rate ausgelesen werden, bekannt, bei welcher die Speichersteuerschaltung solche Einschreibsteuersignale erzeugt, daß die ankommenden Videosignale in den Speicher mit einer nichtperiodischen durch das zweite Taktsignal bestimmten Rate eingeschrieben werden. Bei dieser bekannten Anordnung muß das A/D-gewandelte nichtsynchrone Fernsehsignal über einen ersten Pufferspeicher geführt werden, um die Dateneinleserate für integrierte RAM-Speicher des digitalen Halbbildspeichers zu reduzieren. Um die im Halbbildspeicher enthaltenen Bildinformationen wiederzugewinnen, wird der Signalumwandlungsprozeß mit Hilfe eines am Ausgang des Halbbildspeichers angeschlossenen, zweiten Pufferspeichers umgekehrt. Die beiden Pufferspeicher dienen somit lediglich zur Datenratenwandlung.

Schließlich ist aus der DE 29 09 155 A1 eine digitale Phasenfangschaltung zur Synchronisierung eines ein horizontales und ein vertikales Synchronisiersignal sowie ein einen Farbhilfsträger enthaltendes zusammengesetztes Videosignal mit einem Bezugssignal bekannt, bei der in einem Phasenvergleicher die Phasendifferenz eines der Synchronisiersignale des Videosignals gegenüber einem der Synchronisiersignale des Bezugssignals bestimmt und daraus ein Steuersignal abgeleitet wird, welches in Abhängigkeit von der Phasendifferenz einen Schalter betätigt, der die Umschaltung einer direkten Zuleitung des Ausgangs eines A/D-Wandlers zum Halbbildspeicher auf eine direkte Zuleitung des Ausgangs des A/D-Wandlers zum Halbbildspeicher über eine zwischengeschaltete Verzögerungsleitung vornimmt. Durch diese Maßnahme werden unterschiedliche Phasenlagen eines NTSC-Farbhilfsträgersignals zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern sowie der Halbzeilenversatz zwischen zwei Teilbildern ausgeglichen. Die Verkoppelung zwischen den Synchronisiersignalen des nichtsynchronen Fernsehsignals und dem Bezugsfernsehsignal erfolgt auch hier durch eine relativ grobe Adreß-Steuerung des digitalen Halbbildspeichers, so daß die Synchronisation nur unvollständig und mit Fehlern behaftet erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Steuerung des Einschreib- und Auslesevorgangs zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß neben einer Vereinfachung der Steuerung des Einschreib- und Auslesevorgangs auch die Synchronisierung nichtsynchronisierter Fernsehsignale mit wesentlich höherer Genauigkeit erfolgt als bei bekannten Systemen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Systems möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Synchronisiersystems,

Fig. 2 zeigt ebenfalls als Blockschaltbild einen bei dem System nach Fig. 1 angewendeten Pufferspeicher,

Fig. 3a zeigt in schematischer Darstellung die unterschiedlichen Verhältnisse zwischen Einschreiben und Auslesen der Signale in bzw. aus dem Hauptspeicher für verschiedene Halbbilddifferenzen,

Fig. 3b zeigt eine Schaltungsanordnung zur Feststellung der Halbbilddifferenz,

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Ableitung eines Startimpulses,

Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Ableitung eines Taktsignals aus Schwarzweißfernsehsignalen und

Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Phasensteuerung der Auslesetaktsignale.

Beschreibung der Erfindung

Dem in Fig. 1 gezeigten Synchronisiersystem wird bei 21 ein Farbfernsehsignal als Eingangssignal zugeführt.

Dieses Farbfernsehsignal ist mit einem bei 22 zugeführten Bezugssignal nicht synchron. Am Ausgang 23 ist ein Farbfernsehsignal abnehmbar, welches den gleichen Bildinhalt wie das bei 21 zugeführte Signal aufweist und mit dem bei 22 zugeführten Referenzsignal synchron ist.

Das bei 21 zugeführte Eingangssignal wird zunächst einer Eingangsschaltung 1 zugeführt, welche auch eine Schaltung zur Abtrennung der Synchronisiersignale umfaßt. Im Anschluß daran wird das Eingangssignal in der Schaltung 2 bandbegrenzt und analog-digital gewandelt. Die digitalen Eingangssignale werden in einem Pufferspeicher 3 kurzzeitig gespeichert und gelangen in den Hauptspeicher 4. Entsprechend dem jeweils herrschenden zeitlichen Versatz zwischen den Eingangssignalen und dem Bezugssignal werden die digitalen Signale aus dem Hauptspeicher 4 ausgelesen, im Digital-Analog-Wandler 5, welcher mit einem anschließenden Tiefpaß versehen ist, in analoge Signale zurückgewandelt und schließlich in einem Ausgangsprozessor 6 aufbereitet.

Bei der Konzeption des Systems nach Fig. 1 wurde von folgenden Voraussetzungen ausgegangen:

- die zu erwartende Frequenzabweichung des bei 21 zugeführten Farbfernsehsignals vom Referenzsignal ist äußerst gering, so daß sich bezogen auf ein Halbbild nur wenige Bildpunkte Periodendifferenz ergeben;
- der Hauptspeicher 4 soll aus Kostengründen möglichst klein sein, es wird lediglich die Information eines Halbbildes gespeichert;
- der Hauptspeicher wird ständig mit ein und demselben Takt angesteuert;
- beliebiger Wechsel zwischen Einschreiben und Lesen ist im Hauptspeicher nicht möglich.

Daraus ergibt sich folgende Funktionsteilung des Pufferspeichers 3 und des Hauptspeichers 4: In den Pufferspeicher 3 werden mit einem Takt, welcher von den Eingangssignalen abgeleitet wird die digitalisierten Eingangssignale eingeschrieben und mit einem Takt, welcher vom Bezugssignal abgeleitet ist, ausgelesen. Der Pufferspeicher übernimmt somit die Aufgabe, Frequenzunterschiede zwischen dem Eingangs- und dem Bezugssignal auszugleichen. Seine Kapazität beträgt nur wenige Bildpunkte.

Der Hauptspeicher arbeitet mit einem Takt, welcher von den Bezugssignalen abgeleitet ist. Hierbei hat es sich - wie auch beim Pufferspeicher - als günstig erwiesen, die dreifache Farbträgerfrequenz anzuwenden. Jedem der Speicher ist eine Steuereinheit zugeordnet, welche beim Pufferspeicher 3 die Puffersteuerung 10 und beim Hauptspeicher 4 der Adressengenerator 11 ist.

Sowohl beim Einschreiben als auch beim Lesen ist eine Definition des Bildanfangs erforderlich. Hierzu werden aus der in der Schaltung 1 abgetrennten Synchronisierinformation in einem Separator 7 H-, 2 H-, V- und 2 V-Impulse gewonnen. Ferner ist ein Generator 8 vorgesehen, welcher aus der bei 1 abgetrennten Synchronisierinformation den Farbträger und Impulse mit dreifacher Farbträgerfrequenz ableitet. Die Impulse mit dreifacher Farbträgerfrequenz werden einerseits dem A/D-Wandler 2 und andererseits der Puffersteuerung 10 zugeführt. Sie dienen dort einerseits zur Abtastung des analogen Farbfernsehsignals und andererseits als Einschreibimpulse in den Pufferspeicher. Zur Bestimmung des Bildumfangs wird in der Schaltung 9 ein sogenannter V-Start-Impuls V _ES erzeugt, was im Zusammenhang mit Fig. 4 näher beschrieben ist. Der Impuls V _ES wird der Puffersteuerung 10 und einem im Zusammenhang mit Fig. 3 näher beschriebenen Halbbild-Komparator 12 zugeführt. In ähnlicher Weise wie aus dem Eingangssignal mit Hilfe der Schaltungen 7, 8 werden aus dem Bezugssignal mit Hilfe der Schaltung 14 und 15 die entsprechenden Synchronisiersignale bzw. der Abtasttakt mit dreifacher Farbträgerfrequenz abgeleitet. Auch hier ist wieder ein V-Start- Zähler 13 vorgesehen, welcher einen V-Start-Impuls V _AS erzeugt, welcher mit dem Bezugssignal verkoppelt ist. Der Impuls V _AS wird dem Adressengenerator 11 und dem Halbbild-Komparator 12 zugeführt.

Der Adressengenerator besteht im wesentlichen in an sich bekannter Weise aus je einem Zähler für die Einschreib- und Ausleseadressen. Die Zähler werden von den Impulsen V _ES und V _AS gestartet und mit dem aus dem Bezugssignal abgeleiteten Taktsignal mit dreifacher Farbträgerfrequenz getaktet.

Der Hauptspeicher 4 kann in an sich bekannter digitaler Technik aufgebaut sein und hat eine Kapazität von etwa 2.1 Mbit.

Die aus dem Hauptspeicher 4 ausgelesenen digitalen Signale werden im D/A-Wandler 5 in analoge Signale umgewandelt. Im Ausgangsprozessor 6 werden die Signale H- und V-frequent ausgetastet und mit einem neuen Farbsynchronsignal versehen und stehen dann am Ausgang 23 synchron zum Bezugssignal zur Verfügung.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des in Fig. 1 lediglich als Funktionseinheiten angedeuteten Pufferspeichers 3 und der Puffersteuerung 10. Der eigentliche Speicher des Pufferspeichers 3 besteht aus einem sogenannten First-In-First-Out (FIFO-)Puffer 32. Dieser hat die Eigenschaft, daß Signale, welche mit einem ersten Takt eingeschrieben wurden, unabhängig davon mit einem zweiten Takt in der gleichen Reihenfolge ausgelesen werden können, wobei lediglich vorausgesetzt wird, daß beim Auslesen bereits Eingangsdaten vorhanden sind und die Kapazität des Speichers Unterschieden des Eingangs- und Ausgangsdatenflusses angemessen ist. Dem FIFO-Puffer 32 ist jeweils ein Eingangsregister 31 und ein Ausgangsregister 33 vor- bzw. nachgeschaltet. Die digitalen Videosignale liegen in Paralleldarstellung an. Der Pufferspeicher 3 wird nun von einer Puffersteuerung 10 gesteuert. Zum Einschreiben werden bei 105 Taktimpulse mit dreifacher Farbträgerfrequenz zugeführt. Diese takten einerseits das Eingangsregister 31 und andererseits den Einschreibtakt des FIFO-Puffers 32. Am Eingang 106 liegt der Eingangs-Start-Impuls V _ES an. Er wird dem Rücksetzeingang des FIFO-Puffers 32 zugeführt. Damit wird erreicht, daß der FIFO-Puffer 32 zu Beginn eines jeden Teilbildes einen definierten Ausgangszustand aufweist. Ferner wird der Impuls V _ES einer aus den D-Flip- Flops 101 und 102 und dem Schieberegister 103 bestehenden Verzögerungsleitung zugeführt, nämlich dem Takteingang des D-Flip-Flops 101. Dadurch wird der invertierende Ausgang, der dem Gatter 104 und Einschreibadressenzähler in 11 zugeführt wird, in den LOW-Zustand gebracht. Der nichtinvertierende Ausgang von 101 wird am D-Eingang des D-Flip-Flops 102 von einem bei 109 zugeführten Adressentaktimpuls abgefragt, und somit in dessen Taktraster gebracht. Der invertierende Ausgang von 102 wird in dem nachgeschalteten Schieberegister 103 weiter verzögert, der Ausgang von 103 setzt das D-Flip-Flop 101 wieder in seinen Ruhezustand zurück, d. h. das Gatter 104 leitet den bei 108 anliegenden Ausgangstakt, welcher der dreifachen Farbträgerfrequenz des Bezugssignals entspricht, zum FIFO 32, und der Einschreibadressenzähler in 11 (Fig. 1) beginnt mit der Adressenerzeugung.

Hierdurch wird erreicht, daß das Auslesen aus dem FIFO- Puffer 32 gegenüber dem Einschreiben derart verzögert wird, daß zu Beginn eines jeden Halbbildes der FIFO- Puffer 32 halb gefüllt ist, so daß Frequenzänderungen in beiden Richtungen während des anschließenden Halbbildes ausgeglichen werden können. Über das Ausgangsregister 33 werden schließlich die nunmehr im Taktraster des Bezugssignals liegenden Datenbits dem Hauptspeicher 4 zugeführt.

Bevor auf die spezielle Funktion des in Fig. 3b als Blockschaltbild dargestellten Halbbildkomparators 12 eingegangen wird, werden folgende grundsätzliche Erläuterungen vorangestellt: Wegen der Verkoppelung der Farbträgerfrequenz mit der Horizonal- bzw. Vertikalfrequenz beim PAL-Farbfernsehsystem ergibt sich, daß erst alle vier Vollbilder bzw. alle acht Halbbilder sich die Phasen- und Schaltphasenbeziehung zwischen dem Farbträger und der Bildfrequenz wiederholt. Um ein Synchronisiersystem der beschriebenen Art ohne Demodulation und anschließender Remodulation des Farbartsignals zu verwirklichen, wäre eine Verzögerungsleitung mit einer Maximallänge von 160 Millisekunden (8 Halbbilder) notwendig.

Wie eingangs erwähnt, wurde aus Kostengründen jedoch die Kapazität des Hauptspeichers 4 auf ein Halbbild beschränkt. Um hierbei die Zuordnung von Farbträgerphase und PAL-Schaltphase zur Teilbildsequenz des Bezugssignals richtigzustellen, wird der Bildinhalt zum Synchronisationsrahmen horizontal um 180° Farbträgerphase und vertikal bis zu zwei geometrische Zeilen verschoben. Dabei ist diese Verschiebung abhängig von der sogenannten Halbbild-Differenz zwischen Eingangs- und Referenzsignal.

Wird beispielsweise der Bildinhalt eines dritten Halbbildes des Eingangssignals um wenige Millisekunden verzögert als Bildinhalt eines zweiten Halbbildes (entsprechendes Bezugssignal) synchron ausgegeben, so ist die Halbbild-Differenz 3 - 2 = 1. Im darauffolgenden Halbbild wird aus einem vierten Halbbild ein drittes usw. Die Halbbild-Differenz bleibt konstant so lange, bis der Speicher als gesteuerte Verzögerungsleitung betrachtet leer wird oder überläuft. Dann ändert sich die Teilbild- Differenz um 1.

Diese Vorgänge werden anhand des in Fig. 2a dargestellten Diagramms erläutert. In den Rechtecken ist jeweils die Halbbild-Differenz angegeben, welche sich aus der Phasenlage der Eingangssignale zu dem Bezugssignal ergibt, sowie die sich daraus ergebende vertikale Verschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal. Hierbei bedeutet ein Pfeil nach oben, daß das Bild nach oben verschoben ist bzw. ein Pfeil nach unten eine Verschiebung nach unten. Beim Übergang von einem zu einem anderen statischen Zustand ändert sich diese statische Verschiebung um jeweils eine Zeile nach oben oder unten, wobei der Drehsinn durch den Betrag der Frequenzabweichung gegeben ist. Lediglich beim Übergang von einer Halbbilddifferenz von 2 mit einer Verschiebung von zwei Zeilen nach oben zu der gleichen Halbbild-Differenz bei einer Verschiebung von zwei Zeilen nach unten ergibt sich ein vertikaler Sprung des Bildes um vier geometrische Zeilen nach oben bzw. unten. Da jedoch die Frequenzabweichungen wie eingangs erwähnt äußerst gering sind, treten in der Praxis Sprünge um eine Zeile innerhalb von mehreren Stunden einmal auf, Sprünge um vier Zeilen noch wesentlich seltener.

Diese vertikale Verschiebung wird durch eine entsprechende Steuerung des Auslesens aus dem Hauptspeicher 4 erreicht, wozu ein Halbbildkomparator 12 (Fig. 1 und 3b) vorgesehen ist, welcher den V _AS -Zähler 13 entsprechend steuert.

Dem in Fig. 3b dargestellten Halbbildkomparator werden vom V-Start-Zähler 9 2 V- und 4 V-Impulse zugeführt. Ferner wird von dem Adressengenerator 11 (Fig. 1) ein Kennimpuls erzeugt und dem Halbbildkomparator 12 zugeführt, welcher jeweils in der Mitte des Halbbildes auftritt. Schließlich werden vom V-Start-Zähler 13 V-, 2 V- und 4 V-Impulse zugeführt. Das Register 121 hat die Aufgabe, die Halbbild-Kennimpulse von der V-Start-Zählerschaltung 9 in dem Moment abzufragen, in dem auch die Halbbildimpulse des V-Start-Zählers 13 auftreten. Somit kann die aktuelle Halbbild-Differenz vor Beginn eines neuen auslesenden Halbbildes rechtzeitig ermittelt werden. Sämtliche anliegenden Impulse werden einer Verknüpfungslogik 122, die am einfachsten durch ein sogenanntes PROM realisert werden kann, zugeführt. An den Ausgängen 123 und 124 stehen dann entsprechende logische Signale, welche die Halbbild-Differenz kennzeichnen, zur Weiterleitung an den V-Start-Zähler 13 zur Verfügung. Dieser kann dadurch wiederum den Impuls V _AS zu einer Zeit abgeben, zu der in bezug auf die Schaltphase des Farbsignales mit dem Bezugssignal übereinstimmende Signale aus dem Hauptspeicher 4 (Fig. 1) entnommen werden können. Einzelheiten hierzu sind im Zusammenhang mit dem V _AS - Zähler, welcher in Fig. 4 dargestellt ist, erläutert.

Eine Schaltung zur Festlegung eines vertikalfrequenten Startimpulses ist für einen digitalen Bildspeicher bereits in der Druckschrift DE 26 45 017 B2 beschrieben. Bei einem Synchronisiersystem besteht jedoch zusätzlich die Aufgabe, daß der vertikalfrequente Startimpuls in bezug auf die Farbträgerfrequenz zeitlich genau definiert sein muß. Dazu ist es notwendig, die Anzahl der Farbträgerperioden pro Teilbild genau festzulegen, um beim Einschreiben und Auslesen der Videodaten in und aus dem Hauptspeicher gleiche Verhältnisse zu haben. Da der Beginn der Adressierung stets mit dem Beginn ganzer Zeilen geschieht, wird für das Synchronisiersystem zweckmäßigerweise das Vollbild in zwei Halbbilder zerlegt, wobei das eine 312 und das andere 313 Zeilen enthält. Um eine möglichst nahe Anlehnung an den tatsächlichen Zeilenbeginn (durch die Flanke des Synchronimpulses festgelegt) zu erhalten, kommt man beim PAL-Signal zu folgender Halbbildfolge:

Der Vorteil dieser genauen Festlegung des Impulses V _AS ist die feste Zuordnung der Farbträgerphase des Videosignals zu den Adressen und damit Speicherplätzen. Beim Auslesen des Signals muß also bei Verwendung eines äquivalenten V _AS -Impulses keine Sorge bezüglich der Farbträgerphase getragen werden, sie ist automatisch stets richtig.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des V _AS -Zählers 13. Über die Eingänge 139 und 140 werden die aus der Schaltung 15 (Fig. 1) kommenden horizontal- und vertikalfrequenten Impulse H bzw. V einem D-Flip-Flop 131 zugeführt. Damit wird ein vertikalfrequenter Impuls gewonnen, der sich nur zum Beginn von Zeilen ändern kann, das heißt, daß zwei aufeinanderfolgende positive Flanken dieses Impulses einmal 312 und das andere Mal 313 Zeilen Abstand haben. An den parallelen Ausgängen des Schieberegisters 132, welches mit horizontalfrequenten Impulsen getaktet wird, stehen zum Beginn jedes Teilbildes jeweils in bestimmten aufeinanderfolgenden Zeilen diese Impulse zur Verfügung. Ein Multiplexer 133 wählt gesteuert von dem Halbbildkomparator 12 (Fig. 1) einen dieser Impulse aus, in der Regel von Halbbild zu Halbbild einen anderen, je nach Halbbilddifferenz und momentaner Halbbildnummer des Bezugssignals. In der Zählschaltung 9 (Fig. 1) sind diese Steuereingänge fest eingestellt; beispielsweise liefert dann der Ausgang des Multiplexers 133 immer zu Beginn der 4. und 317. Zeile eine positive Flanke.

Die D-Flip-Flops 134 und 135 bilden aus dieser positiven Flanke einen Impuls mit der Länge einer Farbträgerperiode und zwingen somit den vertikalfrequenten Impuls auch noch in das Taktraster der Farbträgerfrequenz. Der so erzeugte Impuls wird zum Synchronisieren des Zählers 137 verwendet.

Der Zähler 137 ist als Ringzähler ausgebildet und zählt entsprechend der oben dargestellten Tabelle von sich aus abwechselnd 88 814 und 88 531 bzw. 88 530 Farbträgerperioden aus, gesteuert von Halbbildkennimpulsen (PAL 8-V-Sequenz). Mit Hilfe der Verknüpfungsschaltung 138 wird ein Fensterimpuls erzeugt und zwar immer zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem der Zähler seinen Durchlauf von neuem beginnt. Liegt der Impuls am Ausgang des D-Flip-Flops 135 innerhalb dieses Fensters, so wird er durch das Gatter 136 unterdrückt. Der Zähler 137 läuft dann bereits synchron. Liegt der am Ausgang des D-Flip- Flops 135 anliegende Impuls außerhalb des Fensters, so wird am Ausgang des Gatters 136 ein Ladeimpuls anstehen, der den Zähler 137 wieder synchronisiert - beispielsweise beim Einlaufen der gesamten Schaltung.

Der Ringzähler 137 gibt nach jedem Durchlauf einen Übertragsimpuls ab, der als V _AS -Impuls dem Adressenzähler in dem Adressengenerator 11 zugeführt wird. Der Impuls V _ES , welcher in ähnlicher Weise in der Zählerschaltung 9 entsteht, wird an die Puffersteuerung 10 geleitet.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird der Einschreibtakt aus dem Farbhilfsträger der Eingangssignale erzeugt. Für den Fall, daß Schwarzweißfernsehsignale als Eingangssignale einem erfindungsgemäßen System zugeführt werden, kann mit einer Anordnung nach Fig. 5 ein Signal mit dreifacher Farbträgerfrequenz - und damit der Einschreibtakt - in einfacher Weise gewonnen werden. Hierzu werden horizontalfrequente Impulse einem Phasenkomparator 151 zugeführt. Dieser Phasenkomparator 151 erzeugt in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen den Impulsen H und den Impulsen H′ eine Steuerspannung, welche über einen Regelverstärker 152 einem steuerbaren Oszillator 153 zugeführt wird. Der steuerbare Oszillator 153 erzeugt ein Signal mit dreifacher Farbträgerfrequenz.

Entsprechend der PAL-Norm ist das Verhältnis zwischen Horizontalfrequenz und dreifacher Farbträgerfrequenz 1 : 851,2548. Zur Gewinnung des Impulses H′ müßten also entsprechend viele Perioden der dreifachen Farbträgerfrequenz ausgezählt werden. Dieses Verhältnis wird dadurch angenähert, daß der Zähler 154 in einer bestimmten Reihenfolge 851 und 852 Perioden auszählt, und zwar derart, daß bei einer Mittelung über die Zeitdauer von 8 Halbbildern das genaue Verhältnis entsteht. In erster Näherung wird dreimal 851 und einmal 852 gezählt, das ergibt im Mittel 851,25, das heißt den Viertelzeilen- Offset. Diese Vierersequenz wird in bestimmten Abständen durch eine Dreiersequenz 851/851/852 ersetzt. Diese Abstände ergeben sich daraus, daß diese Dreiersequenz 48mal in 8 Halbbildern auftreten muß, um das exakte Verhältnis zu bekommen, das ist im Mittel alle 52,083 Zeilen. Diese Zahl wird wiederum angenähert, indem die 2500 Zeilen von 8 Halbbildern so gleichmäßig wie möglich in 13 × 55 und 35 × 51 Zeilen unterteilt werden.

In den genannten 51 Zeilen sind dann 12mal die o. g. Vierersequenzen und einmal die o. g. Dreiersequenz enthalten, während 55 Zeilen 13mal eine Vierersequenz und einmal eine Dreiersequenz umfassen. Die Aufteilung der 13 × 55 Zeilen auf die 8 Halbbilder erfolgt im folgenden Rhythmus dieser 51- bzw. 55-Zeilengruppen:

Die Steuerung des Zählers 154, welcher in der beschriebenen Reihenfolge durch 851 oder durch 852 teilt, erfolgt durch weitere Zähler 155, 156, 157, 158. Abgesehen vom Zähler 158 verfügen diese Zähler über Steuereingänge, mit deren Hilfe das durch die Zähler bewirkte Teilergebnis einstellbar ist. Solche Zähler sind beispielsweise im application report der Firma Texas Instruments SN74 LS161 beschrieben. Der Ausgang des Zählers 154 ist einerseits mit einem Eingang des Phasenkomparators 151 und andererseits mit den Zähleingängen der Zähler 155 und 156 verbunden. Der Zähler 155 kann in Abhängigkeit von einem bei 159 zugeführten Steuersignal bei 51 oder bei 55 zurückgesetzt werden, wonach er am Ausgang 160 ein Ausgangssignal abgibt, dessen Frequenz gegenüber dem Eingangssignal durch 51 bzw. 52 geteilt ist. Dieses Ausgangssignal wird dem Steuereingang des Zählers 156 zugeführt, welcher ebenfalls als Zählimpuls das Ausgangssignal H′ des Zählers 154 erhält. Das Ausgangssignal des Zählers 156, welcher in Abhängigkeit von der Steuerspannung bis 4 oder bis 3 zählt, wird einem Steuereingang 161 des Zählers 154 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß der Zähler 154 jeweils dreimal bis 151 und einmal bis 852 zählt, solange der Zähler 155 noch nicht bis 51 oder 55 gezählt hat. Hat der Zähler 155 eines dieser Ergebnisse erreicht, wird der Zähler 156 umgeschaltet, so daß der Zähler 154 während der folgenden drei Zeilen nur zweimal bis 851 und einmal bis 852 zählt.

Zur Steuerung des Zählers 155 wird dessen Ausgangssignal einem weiteren Zähler 157 zugeführt, der mit Hilfe eines bei 162 zugeführten Steuersignals von 4 auf 3 umgeschaltet werden kann. Das Ausgangssignal des Zählers 157 wird einerseits einem Teiler 158 und andererseits dem Steuereingang 159 des Zählers 155 zugeführt. Der Zähler 158 zählt jeweils 13 Impulse des Ausgangssignals des Zählers 157 und gibt dann ein Steuersignal an den Zähler 157 ab. Dadurch wird eine etwa gleichmäßige Verteilung der o. g. 1355-Zeilen- und 3551-Zeilen-Pakete über 8 Teilbilder erreicht. Es verbleibt eine Störkomponente von 300 Hz dadurch, daß etwa alle 52 Zeilen die Vierersequenz durch eine Dreiersequenz ersetzt wird. Diese Störkomponente kann jedoch durch einen in an sich bekannter Weise der Phasenvergleichsschaltung nachgeschalteten Tiefpaß (im Regelverstärker 152 enthalten) beseitigt werden.

Am Ausgang 164 kann ein Signal mit dreifacher Farbträgerfrequenz abgenommen werden. Dieses Signal wird außerdem einem Frequenzteiler 163 zugeführt, an dessen Ausgang ein Signal mit Farbträgerfrequenz zur Verfügung steht.

An sich gewährleistet das erfindungsgemäße System durch Abspeicherung des Farbsynchronsignals der Eingangssignale und durch entsprechende Adressierung, daß das Ausgangssignal bezüglich der Parameter V-Phase, H-Phase, PAL-Schaltphase und Farbträgerphase dem Referenzsignal entspricht. Durch Temperatur- und Alterungsdriften läßt sich jedoch die Farbträger- bzw. Farbsynchronsignalphase in gewissen Grenzen bezüglich des Bezugssignals nicht extakt festhalten.

Um eine möglichst genaue Übereinstimmung der Phasenlage des Farbsynchronsignals des Bezugssignals und der Phasenlage des Farbsynchronsignals der Ausgangssignale des Synchronisiersystems sicherzustellen, wird die Phasenlage des aus dem Bezugssignal gewonnenen Farbträgers und des Abtasttaktes mit dreifacher Farbträgerfrequenz in der Einrichtung 14 im Sinne einer Verringerung dieser Abweichung nachgeregelt.

Diese Regelung wird anhand von Fig. 6, welche ein Blockschaltbild der Einrichtung 14 darstellt, näher erläutert. Der Schaltung 14 wird bei 170 das Bezugssignal zugeführt, aus dem mit Hilfe eines an sich bekannten Farbträgerregenerators 171 ein Bezugsfarbträger F _B gewonnen wird. Zur Durchführung eventueller Korrekturen wird der Bezugsfarbträger F _B über einen manuell einstellbaren Phasenschieber 172 geleitet. Aus dem Bezugsfarbträger F _B wird in einem an sich bekannten Burst-Generator 173 ein Farbsynchronsignal erzeugt, welches in einem Phasen-Komparator 174 mit der Phase eines im Ausgangsprozessor 6 (Fig. 1) vom Ausgangssignal abgetrennten Farbsynchronsignal verglichen wird. Die somit entstandene Regelspannung wird einem steuerbaren Phasenschieber 175 zugeführt. Der am Ausgang des steuerbaren Phasenschiebers 175 anstehende Farbträger wird dann einerseits direkt und andererseits nach Verdreifachung in der Schaltung 177 zur Steuerung des Synchronisiersystems weitergeleitet. Da durch diese Steuerung wiederum die Phasenlage des Ausgangssignals und damit die Phasenlage des bei 176 der Schaltung 14 zugeführten Farbsynchronsignals beeinflußt wird, ergibt sich eine Regelung der Phasenlage der Ausgangssignale im Sinne einer Verringerung der Phasenunterschiede zwischen dem Farbsynchronsignal des Bezugssignals und dem Farbsynchronsignal des Ausgangssignals.

Wie bereits erwähnt, ist für manche Halbbilddifferenzen eine horizontale Verschiebung des aus dem Hauptspeicher 4 (Fig. 1) auszulesenden Signals um ±180° der Farbträgerperiode erforderlich. Dieses erfolgt selbsttätig durch die im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebene Regelung der Phasenlage der Taktsignale.

Da die Ausgangssignale je nach Halbbilddifferenz in bezug auf den Synchronisationsrahmen horizontal um ±180° der Farbträgerperiode und vertikal um bis zu ± zwei geometrische Zeilen verschoben sind, ist es erforderlich, horizontale und vertikale Austastlücken zu regenerieren. Dazu werden in der Impulsschaltung 15 (Fig. 1) aus dem Bezugssignal entsprechende Austastsignale A gewonnen und dem Ausgangsprozessor 6 zugeführt. Außerdem wird ein Farbsynchronsignal in die Ausgangssignale eingetastet, wozu das aus dem Bezugssignal mit Hilfe des Farbträgerregenerators 171 der Phasenschieberschaltung 120 und dem Burst-Generator 173 gewonnene Farbsynchronsignal über den Ausgang 178 (Fig. 6) dem Ausgangsprozessor 6 (Fig. 1) zugeführt wird.

Claims

1. System zur Synchronisierung von Fernsehsignalen, bei welchem nichtsynchrone Fernsehsignale bezüglich ihrer Frequenz und Phasenlage an ein Bezugsfernsehsignal angepaßt werden,
mit einem A/D-Wandler zur A/D-Wandlung eines nichtsynchronen Fernsehsignals,
mit einem digitalen Halbbildspeicher,
mit einem Pufferspeicher zwischen dem A/D-Wandler und dem Halbbildspeicher,
mit einem dem Halbbildspeicher nachgeschalteten D/A-Wandler,
mit einer ersten Eingangsschaltung zur Abtrennung von Synchronsignalen aus dem nichtsynchronen Fernsehsignal,
mit einem ersten Taktgenerator zur Ableitung eines ersten Taktsignals von dem nichtsynchronen Fernsehsignal,
mit einer zweiten Eingangsschaltung zur Abtrennung von Synchronsignalen aus dem Bezugsfernsehsignal,
mit einem zweiten Taktsignalgenerator zur Ableitung eines zweiten Taktsignals von dem Bezugsfernsehsignal,
mit einem Adressengenerator zur Erzeugung von Adreß-Signalen und
mit einem Komparator zum Vergleich vertikaler Synchronsignale des nichtsynchronen Fernsehsignals und des Bezugsfernsehsignals,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit Hilfe des ersten Pufferspeichers (3) Frequenzunterschiede zwischen den Synchronisiersignalen des nichtsynchronen Fernsehsignals und des Bezugsfernsehsignals ausgeglichen werden und
daß mit Hilfe des digitalen Halbbildspeichers (4) Phasenunterschiede zwischen den Synchronisiersignalen des nichtsynchronen Fernsehsignals und des Bezugsfernsehsignals ausgeglichen werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem nichtsynchronen Fernsehsignal abgeleitetes vertikalfrequentes Startsignal (V _ES ) den Einschreib- und Auslesevorgang des Pufferspeichers (3) steuert und daß ein aus dem Bezugsfernsehsignal abgeleitetes vertikalfrequentes Startsignal (V _AS ) den Auslesevorgang des Halbbildspeichers (4) steuert.

3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch digitale Speicherelemente (3, 31, 32, 33), welche derart miteinander verbunden sind und angesteuert werden, daß die in sie eingeschriebenen Informationen mit der gleichen Reihenfolge, jedoch zu einem wählbaren Zeitpunkt ausgelesen werden können, wobei das erste Taktsignal die Informationen einschreibt, wobei ein von dem Bezugsfernsehsignal abgeleitetes drittes Taktsignal den Auslesevorgang steuert und wobei zu Beginn eines jeden Halbbildes des nichtsynchronen Fernsehsignals die digitalen Speicherelemente (3, 31, 32, 33) zurückgesetzt werden, und danach die Zuführung von Leseimpulsen des dritten Taktsignals solange unterbleibt, bis die digitalen Speicherelemente (3, 31, 32, 33) etwa halb gefüllt sind.

4. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Taktsignal, welches vom Bezugsfernsehsignal abgeleitet ist, und den Auslesevorgang des Pufferspeichers (3) und den Einschreib- und Auslesevorgang des Halbbildspeichers (4) steuert.

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (12) zur Feststellung der zeitlichen Differenz zwischen dem nichtsynchronen Fernsehsignal und dem Bezugssignal unter Berücksichtigung der relativen Phasenlage des Farbhilfsträgers und der Schaltphase des einen Differenzsignals (bei PAL), wobei die Differenz als ganze Anzahl von Halbbildern festgestellt wird, und durch Mittel zur Steuerung des Auslesens aus dem Halbbildspeicher (4) derart, daß bei Vorliegen einer zeitlichen Differenz Signale aus dem Halbbildspeicher (4) gelesen werden, welche in bezug auf die relative Phasenlage des Farbträgers und die Schaltphase des einen Farbdifferenzsignals den Bezugsfernsehsignalen entsprechen und örtlich den entsprechenden nichtsynchronen Fernsehsignalen benachbart sind.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Mittel (12) zur Feststellung der Differenz eine zeitliche Verschiebung eines Startsignals (V _AS ), welches vom Bezugsfernsehsignal abgeleitet ist und den Auslesevorgang des Halbbildspeichers (4) steuert, erfolgt.

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Mittel (12) zur Feststellung der zeitlichen Differenz eine Änderung der Ausleseadressen des Halbbildspeichers (4) erfolgt.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Taktsignalen mit mehrfacher Farbträgerfrequenz ein Phasenkomparator (151) vorgesehen ist, dessen einem Eingang horizontal-frequente Impulse (H) zugeführt sind und dessen Ausgang über einen Tiefpaß (152) mit dem Steuereingang eines steuerbaren Oszillators (153) verbunden ist, daß der Ausgang des steuerbaren Komparators (153) an den Eingang eines umschaltbaren Frequenzteilers angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Phasenkomparators (151) verbunden ist, und daß der Frequenzteiler (154) derart umgeschaltet wird, daß über mehrere Halbbildperioden gesehen das entsprechend der Farbfernsehnorm erforderliche Vielfache entsteht.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (154) für PAL-Signale zwischen 851 und 852 umschaltbar ist.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Frequenzteiler (154) ein zweiter und dritter Frequenzteiler angeschlossen sind und daß an den Ausgang des zweiten Frequenzteilers ein vierter Frequenzteiler und an dessen Ausgang ein fünfter Frequenzteiler angeschlossen ist.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale einschließlich des Farbsynchronsignals gespeichert werden, daß ein aus den Ausgangssignalen des Synchronisiersystems abgetrenntes Farbsynchronsignal in bezug auf die Phasenlage mit dem Farbsynchronsignal des Bezugsfernsehsignals verglichen wird und daß in Abhängigkeit von der Phasendifferenz die Phasenlage von Auslesetaktsignalen gesteuert wird.