DE3048539A1 - "signalpruefschaltung insbesondere fuer synchronsignale im servokreis eines video-aufzeichnungsgeraets" - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Impulssignalprüfschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und betrifft insbesondere eine digitale Vertikalsychronsignal-Abtrennschaltung, der eine Rahmen-Prüfschaltung (zur Abtastung eines Bildrahmens = Halbbild oder Vollbild) zugeordnet ist.

Für Video-Bandgeräte mit Schrägspuraufzeichnung und rotierender Magnetkopftrommel, die im folgenden auch als VTR (Video Tape Recorder) bezeichnet werden, sind vier unterschiedliche Arten von Servoregelkreisen bekannt, nämlich einmal für die Kopftrommelphase, zum anderen für die Kopftrommeldrehzahl, des weiteren für die Phase der Bandantriebsrolle bzw. viertens für die Drehzahl der Bandantriebsrolle. In diesen Servosystemen finden im allgemeinen analoge Regelprinzipien Anwendung. Dadurch jedoch wird e"ine schaltungstechnische Verwirklichung in integrierter Schaltkreistechnik (IC-Technik) schwierig. Insbesondere ergeben sich Alterungs- und Temperaturgangproblerne. Die Entwicklung von digitalen Servoregelkreisen für den genannten Zweck ist augenblicklich im Fluß; es gibt jedoch bereits einige Vorschläge in dieser Richtung.

Für die Regelung der Kopftrommelphase und der Antriebsrollenphase wird in der Regel das vom Videosignal abgetrennte Vertikalsynchronsignal als Referenzsignal aufgezeichnet. Speziell für die Kopftrommelphase werden das Vertikalsynchronsignal und das von einem mit der Magnetkopftrommel verbundenen Impulsgenerator gelieferte Impulssignal hinsichtlich ihrer Phasenlage verglichen und aus dem Vergleich wird eine Federspannung abgeleitet. Für die Regelung der Phase der Antriebsrolle wird das Vertikalsynchronsignal gegen ein Impulssignal in der Phase verglichen,

Regelung der

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das ein mit der Antriebswelle verbundener Frequenzgenerator liefert; das Vergleichsergebnis führt zu einer Fehlerspannung. Bei einem Gerät mit Programmkorrekturbzw. Programmschneideinrichtung erfolgt die Phasenregelung für die Kopftrommel unter Bezug auf das Ver'tikalsynchronslgnal des externen/ also des von außen zugeführten Videosignals bis das durchlaufende Magne tband den Korrektur- oder Schneidepunkt erreicht hat.

Bei digitalen Servoschaltungen für den genannten Zweck liefert ein Bezugsoszillator verschiedene Taktimpulse und Referenzsignale, welche den einzelnen Schaltungsgruppen des Servosystems zugeführt werden. Der Bezugsoszillator wird durch eine Hilfsträgerfrequenz gesteuert und wird während des Aufzeichnungsbetriebs durch das Vertikalsynchronsignal rückgesetzt. Zur Abtrennung des Vertikalsynchronsignals aus dem Videosignal werden heute im allgemeinen integrierte Synchronsignalabtrennstufen verwendet, die nachfolgend auch als "Sync-Abtrennstufe" bezeichnet sind.

Solche, in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführte Sync-Abtrennstufen benötigen jedoch immer noch Kapazitätselemente, was jedoch einer vorteilhaften IC-Technik für die Vertikalsynchronsignalabtrennung entgegensteht. Außerdem wird im allgemeinen erhebliche Abgleichzeit benötigt, um die durch die Kapazitäten bedingten Zeitkonstanten aufeinander abzustimmen.

Es gibt auch bereits Vorschläge für rein digital arbeitende Vertikalsynchronsignal-Abtrennstufen. Jedoch sind die dabei erforderlichen Gegenmaßnahmen zur Rauschunterdrückung bis jetzt unbefriedrigend. Aufgrund von Rauschsignalen unterschiedlicher Herkunft treten Betriebsfehler und Betriebs-

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störungen noch zu häufig auf. Diese Störeinflüsse lassen s ich durch Verwendung von Schmitt-Stufen auf der Eingangssei te der Vertikalsynchronsignal-Abtrennstufe zum Teil beseitigen. Es ist jedoch auch mit dieser Maßnahme schwierig oder unmöglich den Einfluß von Breitbandrauschen zu beseitigen.

Im Servosystem für die Vertikalsynchronsignal- oder Rahmenfestlegung ist zu unterscheiden, ob das abgetrennte Vertikal-Synchronsignal zu einem ungerädzahligen Feld (Halbbild) oder einem geradzahligen Feld gehört. Beim Bildkorrektur- oder Schneidbetrieb beispielsweise muß feststellbar sein, ob die Videofelder am Korrekturpunkt ungeradzahlig oder geradzahlig sind. In diesem Fall wird zur Unterscheidung ein Rahmensignal verwendet, dessen Pegel in jedem Feld umgekehrt wird. Dieses Rahmensignal setzt den erwähnten Bezugsoszillator im digitalen Servokreis beispielsweise während des Schneid- oder Korrekturbetriebs zurück.

Bei herkömmlichen Schaltungen zur Erzeugung des Rahmensignals wird beispielsweise der für jeden Bildrahmen {für jedes Halbbild) erzeugte Rahmenimpuls und der durch das Vertikalsynchronsignal invertierte Impuls in der Phase gegeneinander verglichen. Stimmt die Phasenlage für eine vorgebbare Anzahl N von aufeinanderfolgenden Rahmen nicht überein, so wird der erwähnte Impuls invertiert. In der sogenannten Rahmenschaltung werden dabei monostabile Multivibratoren mit RC-Gliedern verwendet. Aus den erläuterten Gründen ist es also auch hier schwierig, die Schaltung in vollständig integrierter Technik herzustellen. Wie erwähnt, wird für die RC-Elemente erhebliche Abgleichzeit benötigt und Fehler sind auch hier aufgrund von Rausch- oder Störsignalen nicht auszuschließen.

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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine digitale Signalprüfschaltung zu schaffen, mit der sich insbesondere die zeitrichtige Synchronisation in einem Videobandgerät unter Zuhilfenahme eines zusammengesetzten Synchronisationssignals gewinnen läßt. Dabei steht in erster Linie die Vertikalsynchronisation im Vordergrund, wobei der Rahmenimpuls aus dem vom VRT reproduzierten zusammengesetzten Synchronsignal gewonnen wird.

Die erfindungsgemäße Signalprüfschaltung ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Signa!prüfschaltung bietet insbesondere den Vorteil der vollständigen Störsignalfreiheit, und zwar sowohl hinsichtlich der Prüf- oder Abfrageschaltung selbst als auch hinsichtlich des den Rahmenimpuls liefernden Generators .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer digitalen Servoschaltung für VTRs gemäß einer Ausführungsform der

Erfindung;

Fig. 2 das Schaltbild einer Motortreiberschaltung unter Verwendung eines Servokreises gemäß der Erfindung;

Fig. 3 die Draufsicht auf die in Fig. 2 in schematische

Seitenansicht gezeigte Magnetkopftfommel von unten;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines wesentlichen Teils

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der Anordnung nach Fig. 1, und Fig. 5 bis 7 zeitbezogene Darstellungen von

Signalverläufen an verschiedenen Punkten und Abschnitten der Schaltung nach Fig.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel einer digitalen Servoschaltung eignet sich für aller Arten von Video-Bandgeräten mit Schrägspuraufzeichnung und wird nachstehend in Verbindung mit einem Video-Bandgerät erläutert, dessen rotierende Zweikopftrommel mit einem Umschlingungswinkel von 180° arbeitet.

Die Servoschaltung in Fig. 1 dient der Gewinmtiig von Fehlersignalen zur Regelung der Motortreiberschaltung von Fig. 2 in bezug auf die Drehphasenregelung einerrotierenden Trommel und einer Antriebswelle. Zur Ermittlung der Drehphasen der rotierenden Trommel und der Antriebswelle enthalten diese einen Impulsgenerator PG und einen Frequenzgenerator FG.

Gemäß Fig. 2 enthält das Video-Bandgerät mit Schrägspuraufzeichnung eine rotierende Trommel 1, die außer einem Α-Kopf und einem B-Kopf unterseitig sechs in gleichmäßigen Winkelabständen (60°) verteilte Dauermagnete 2 und einen näher zur Rotationsachse angeordneten Dauermagneten 3 trägt. Den Dauermagneten 2 gegenüberliegend befinden sich zwei Aufnehmerköpfe 4 und 5, welche mit diesen Magneten zusammen den oben erwähnten PG bilden und zueinander um einen Winkel von 30 bis 40° versetzt sind. Der Rotationsbahn des einen Dauermagneten 3 gegenüber liegt ein Aufnehmerkopf 6. Wenn die Trommel 1 rotiert, geben die Auf-0 nehmerköpfe 4 und 5 normalerweise Impulssignale SPG und SPG_ mit einer Frequenz von 180 Hz ab, deren Zeitabstand

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der Trommeldrehzahl entspricht. Der Aufnehmerkopf 6 erzeugt ein der Drehphase der Trommel 1 entsprechendes Impulssignal PPG, das normalerweise eine Frequenz von 30 Hz hat.

An einer ein Magnetband 7 transportierenden Antriebswalle 8 ist ein Magnetrad 9 befestigt, deren Umfang in zahlreiche aufmagnetisierte N- und S-PoIe unterteilt ist, die zusammen mit dieser Umfangsoberflache gegenüberliegend angeordneten Aufnehmerköpfen 10 und 11 den oben erwähnten SG bilden. Die von den Aufnehmerköpfen 10 und 11 erzeugten Impulssignale FG und FG haben normalerweise eine Ffequen

— —---von z.B. -450 Hz und sind ein Maß—f-ür die Drehzahl der"'Äh~ triebswelle 8. Ein durch einen CTL-Kopf 12 einer Steuerspur auf dem Magnetband 7 entnommenes CTL-Signal dient als Phasenservo der Welle 8 bei der Wiedergabe.

Die Schaltung von Fig. 1 ist entsprechend einer unterbrochenen Linie in ein Digital- und ein Analog-Teil unterteilt und in einem LSI-Chip untergebracht.

Zur Messung der Abstände zwischen den der Schaltung von Fig. 1 zugeführten erwähnten ImpulssignalenSPG , SPG , FG,., FG_n und CTL von den Aufnehmerköpf en 4, 5, 10, 11 und 12 werden Taktimpulse durch Zähler gezählt und mit dem Zählwert dieser Zähler die Ausgangs-Nutzimpulsverhältnisse von PWM-Schaltungen (Impulsbreitenmodulationsschaltungen) kontrolliert, welche als die Fehlerspannung von diesem

- LSI-Chip ausgegeben werden. Ein Bezugsoszillator 15 erzeug die erwähnten Taktimpulse mit verschiedenen Frequenzen, gibt sie an die erwähnten Zähler ab, und erzeugt außerdem einen Bezugsimpuls. Bei der Aufzeichnung oder einer Wieder

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gäbe mit Synchronisation von außen wird dieser Bezugsoszillator 15 synchron mit einem aus dem Video-Farbsynchronsignal gewonnenen Hilfsträgersignal SC angesteuert. Bei Wiedergabe ohne äußere Synchronisation schwingt der Bezugsoszillator 15 in eigener Regie.

In der Schaltung von Fig. 1 gelangt das Impulssignal SPG über eine variabele Verzögerungsschaltung 17 in ein Flip-Flop 16, um es zu setzen, und das Impulssignal

SPG_n in ein Flip-Flop 16 zu dessen Rücksetzung. Die ο

Breite des einen Trommeldrehzahlzähler 18 betätigenden Ausgangsimpulses von Flip-Flop 16 entspricht der Drehzahl der. Trommel 1. Durch den Zählwert des Zählers 18 ^wird das. Ausgangs-Nutzimpulsverhältnis einer PWM-Schaltung 19 gesteuert, welche ihrerseits über einen Pufferverstärker 20 eine"Fehlerspannung DS für den Trommelphasenservo abgibt. Die Verzögerungszeit der veränderbaren Verzögerungsschaltung 17 für das Signal FPG wird durch eine DrehzahlJustierspannung Ec- reguliert.

In Fig. 1 wird ferner mittels des über eine variabele Verzögerungsschaltung 22 kommenden Impulssignals PPG ein Flip-Flop 21 gesetzt, welches andererseits durch ein 30 Hz-Bezugssignal SP- aus dem Bezugsoszillator 15 rückgesetzt wird. Die Breite eines Ausgangsimpulses von Flip-Flop 21 entspricht der Drehphase der Trommel 1. Ein durch diesen Ausgangsimpuls angesteuerter Trommelphasenzähler 23 zählt die Taktimpulse und gibt seinen Zählwert zwecks Regulierung von dessen Ausgangsimpulsverhältnis an eine PWM-Schaltung 24 ab. über einen Kontakt a eines Schaltkreises 25 und den Pufferverstärker 20 wird aus einer PWM-Schaltung 24 eine Fehlerspannung DP-PWM gewonnen. Zur Phasenjustierung des Impulssignals PPG erhält die Verzögerungsschaltung 22 eine

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Phasenjustierspannung Ec„.

Bei besonderen Wiedergabebetriebsarten wie Langsamlauf/ Stillstand und Suchbetrieb erhält der Schaltkreis 25 über eine Schmitt-Schaltung 26 ein Umschaltsignal SS und schaltet damit auf Kontakt b um. In dieser besonderen Betriebsart gelangt ein Horizontalsynchronsignal PB-HD wiedergegebener Videosignale über die Schmitt-Schaltung 26 in eine H-AFC PWM-Schaltung 27, und ein Teil des Ausgangs der PWM-Schaltung 24 wird dahin geleitet, um die Trommeldrehzahl so zu beeinflus-

~sen, daß in regelmäßigen Abständen das Horizontalsynchron-■""-■-" signal PB«HD wiedergegeben wird.und die Schaltung 27 das Fehlersignal DP·PWM erzeugt. In Fig. 1 sind alle Schmitt-Schaltungen 26 auf Störgeräuschfreiheit ausgelegt.

* _ Um aus dem Impulssignal PPG ein Schaltsignal SW für die Köpfe A und B zu formen, werden die Impulssignale SPG_a und PPG einer PG-Abtastschaltung 28 zugeführt, welche eine Nahe-Mittenposition des PPG-Signalabstands ermittelt und ein entsprechendes Ausgangssignal über eine durch ein« Spannung Ec- justierte variabele Verzögerungsschaltung 23 an einen Schaltimpulsgenerator 30 abgibt, der auch das Signal PPG erhält und auf der Basis dieses Impulssignals PPG und der ermittelten Mittelposition ein Schaltsignal SW erzeugt und an einen Vertikal-Synchronsignalgenerator 49 abgibt. Dieser Generator 49 erzeugt ein Vertikal-Austastimpulssignal VBLK zur Beeinflussung eines Sianalsyste: im Normalbetrieb, und ein Pseudo-Vertikalsynchronsignal V für die Sonderbetriebsart.

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Im Antriebswel1en-Drehzahlservo der Schaltung von Fig. 1 geht das Impulssignal FG über die Schmitt-Schaltung 26 in ein Flip-Flop 31, um es zu setzen; die Rücksetzung erfolgt über das auf dem gleichen Wege kommende Impulssignal FG . Der Ausgangsimpuls von Flip-Flop 31, dessen Breite der Drehzahl der Antriebswelle 8 entspricht, wird von einem Antriebswellendrehzahlzähler 32 gezählt, dessen Ausgang das Ausgangsimpulsverhältnis einer PWM-Schaltung 33 kontrolliert. Die Schaltung 33 gibt über den Pufferverstärker 20 ein Fehlersignal CS·PWM zur Regulierung der Antriebswellendrehzahl ab. Ein Schaltkreis 34 bewirkt, daß der Zähler 32 Taktimpulse mit einer von zwei möglichen Frequenzen erhält, damit-die" Antriebswelle 8 mit einer für einen einstündigen oder zweistün-

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digen Aufζeichnungs/Wiedergabebetrieb entsprechenden Drehzahl läuft. Zu diesem Umschaltzweck erhält der Schaltkreis 3 4 über die Schmitt-Schaltung 2 6 und' eine Drehzahlstellschaltung 35 ein Drehzahlstellsignal SH. Die Schaltung 35 enthält Tlip-Flops.

In dem Antriebswellen-Phasenservo der Schaltung von Fig. 1 gelangt das Impulssignal FG_ß über die Schmitt-Schaltung 26 in einen Frequenzteiler 36 und wird auf etwa 30 Hz heruntergeteilt. Dieses geteilte Impulssignal des Zählers 36 geht über einen Kontakt RECASS eines Schaltkreises 37 in ein Flip-Flop 38, um es für die Aufzeichnung rückzusetzen. Flip-Flop 38 wird durch ein 30 Hz-Signal SP» des Bezugsgenerators 15 über einen Kontakt REC des Schaltkreises 37 gesetzt. Das Signal SP₂ geht ferner als Signal RECCTL über einen Pufferverstärker zur Aufzeichnung auf die Magnetband-Steuerspur. Das Ausgangssignal von Flip-Flop 38, dessen Breite der Phase

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der Antriebswelle 8 entspricht, wird durch einen Phasenzähler 39 gezählt, und dessen Ausgangszählwert beeinflußt das Ausgangsimpulsverhältnis einer PWM-Schaltung 40, die über den Pufferverstärker 20 eine Fehlerspannung CP.PWM zur Regulierung der Antriebswellenphase erzeugt. Bei der Wiedergabe geht das Signal SP„ über eine variabele Verzögerungsschaltung 41 und einen Kontakt PB.ASS der Schaltung 37-zum Flip-Flop 38, um es zu setzen. Flip-Flop 38 wird rückgesetzt durch ein vom Band abgenommenes und über einen Kontakt PB der Schaltung 37 geführtes Signal PB.CTL. Der Ausgangs-

zählwert des durch den Ausgangsimpuls von Flip-Flop. 38

angesteuerten Phasenzählers 39 dient der Einstellig .des Ausgangsimpulsverhältnisses der PWM-Schaltung .40, von der über den Pufferverstärker 2 0 die Fehlerspannung_r CP.PWM für die Antriebswellenphasensteuerung bei Wiedergabe bezogen wird.

Zur Justierung der Servobezugsposition des* Signals SP₂ aus dem Bezugsoszillator 15 erhält die variabele Verzögerungsschaltung 41 eine Justierspannung Ec.. Der Schaltkreis 37 wird durch ein über ein Tor 42 zugeführtes Stellsignal REC für Aufzeichnung oder ASS für Programmschneidbetrieb umgeschaltet.

Die Impulssignale FG und FG_ gehen ferner über die Schmitt-Schaltung 26 in einen Frequenzvervielfacher 43, der die Signalfrequenz vervierfacht und seinen Ausgang an eine PWM-Schaltung 44 und an eine Wellendrehzahlmeßschaltung 45 abgibt. Aus einem Drehzahlmeßsignal der Schaltung 4 4 wird das Signal CS.PWM für die Sonderbe- triebsart, und von der Schaltung 45 ein der Größe der

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Antriebswellendrehzahl entsprechendes Signal CS gewonnen .

Bei Programmschneidbetrieb wird nach Aufsuchen eines Schneidpunktes der untere bewegliche Kontakt von Schaltkreis 37 auf PB umgeschaltet und die Frequenzteilerschaltung 36 durch das Signal PB.CTL rückgesetzt. So werden vor und hinter dem Schneidpunkt auf dem Band die CTL-Signale und Video-Spuren ordentlich kombiniert.

Wenn der Ausgang des Bezugsoszillators 15 mit den geradzahligen und ungeradzahligen Feldern der Eingangsvideosignale zu synchronisieren ist, wird, der Oszillator 15 durch einen von einer Rahmenermittl-üngsschaltung 47 erzeugten Rahmenimpuls rückgesetzt. Ober die Schmitt-Schaltung 26 gelangt ein zusammengesetztes Synchronsignal RECSYNC des Eingangsvideosignals zu einer Vertikalsynchronsignal-Abtrennschaltung 4 8, die durch ihr Vertikalsynchronsignal VD die auf ein Ein/Aus-Signal reagierende Rahmenermittlungsschaltung 47 zur Erzeugung des Rahmenimpulses veranlaßt.

Die zuvor beschriebenen Fehlerspannungen werden in entsprechende Abteilungen der Schaltung von Fig. 2 eingespeist. Die Signale DS.PWM und DP.PWM werden durch Integrierschaltungen 5 0, 51 in Gleichspannungen umgewandelt, die eine Addierschaltung 5 2 miteinander addiert, welche ihren Ausgang über einen Verstärker 5 3 an einen Trommelmotor 54 abgibt, um letzteren in Phase und Drehzahl zu regeln. Die Fehlersignale CS.PWM und CP.PWM werden durch Integrierschaltungen 55, 56 in Gleichspannungen umgesetzt, welche eine Addierschaltung 57 miteinander addiert, die ihren Ausgang über einen Kontakt a eines Schalters 5 8 und einen Ver-

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stärker 59 an einen Antriebswellenmotor 6 0 abgibt, um dessen Phase und Drehzahl zu regeln.

In der Sonderbetriebsart schaltet ein Signal SS den Schalter 58 auf einen Kontakt b um, damit die Fehlerspannung CS.PWM mit einem Drehzahlsignal SCM in einer Kontrollschaltung 61 verglichen wird. Der Ausgang der Schaltung 61 geht über eine Integrierschaltung 62, den Schalter 58 und einen Verstärker 5 9 zum Antriebswellenmotor 60, damit jener mit der vorgeschriebenen Drehzahl ^umläuft.

"^Nachstehend werden in Verbindung mit Fig. 4 Ausführungs-"beispiele der zuvor erwähnten Schaltungen 47 und 48 erläutert. Gemäß Fig. 4 enthält die Vertikalsynchronsignal-Abtrennschaltung 48 eine Schmitt-Schaltung 71, ein Flip-Flop 72, einen mod-32-Zähler 73, einen mod-4-Zähler 74, UND-Glieder 75, 76 _r 11, Inverter 78, 79, 80, ein ODER-Glied 81, einen Eingangsanschluß 70 und einen Takteingangs anschluß 82. Der Schaltung 48 zugeordnete Signale a bis i sind in Fig. 5A bis 5J dargestellt.

Das in Fig. 5A dargestellte zusammengesetzte Synchronsignal SYNC geht über eine Leitung a zum Eingangsanschluß 70, und der Zähler 7 4 gibt über eine Leitung i ein Vertikalsynchronsignal VD {Fig.5J) ab. Das Synchronsignal SYNC enthält ein Horizontalsynchronsignal HD, Ausgleichimpulse EQ und ein Vertikalsynchronsignal VDo. Das Vertikalsynchronsignal VD entspricht einer bestimmten Position in der Periode des Signals VDo. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf Zeitbasis ein Fenstersignal zur Ermittlung des Vertikalsynchronsignals VDo und von Rauschen gebildet,

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wenn das Signal SYNC niedrigen Pegel "O" annimmt. Innerhalb der Periode wird ermittelt, ob das zusammengesetzte Synchronsignal SYNC innerhalb der Dauer des Fenstersignals den höheren Wert "1" annimmt oder nicht.

Das Synchronsignal SYNC geht über die Leitung a und die Schmitt-Schaltung 71 zum UND-Glied 76 und Flip-Flop 72. Letzteres wird zum Zeitpunkt t.. durch die Abstiegsflanke des Horizontalsynchronsignals HD gesetzt, sein Ausgang wird "1" auf Leitung b und öffnet das UND-Glied 77, um die Taktimpulse an den Eingangsanschluß 82 durchzulassen.

Der Zähler 73 zählt die Taktimpulse, die z.B. aus dem " Bezugsoszillator 15 in Fig. 1 kommen und eine Frequenz -^ von 1 MHz haben können.

-Der Ausgang c vom dritten Bit des Zählers 7 3 und der Ausgang d vom vierten Bit des Zählers 7 3 werden jeweils durch den Inverter 7 9 oder 8 0 umgedreht und so dem UND-Glied zugeführt, dessen Ausgang f über das ODER-Glied 81 zum Inverter 80 geht und dort umgedreht wird. Der invertierte Ausgang g ist das Fenstersignal und geht zum UND-Glied

Falls das zusammengesetzte Synchronsignal SYNC bis zum folgenden Horizontalsynchronsignal HD oder Ausgleichimpuls EQ kein Rauschen enthält, oder wenn das Signal SYNC bis zum nächsten Signal HD oder EQ den hohen Pegel "1" behält, wird kein Fenstersignal g eröffnet, es bleibt auf niedrigem Pegel "Θ".

Wenn das Horizontalsynchronsignal· des Signals SYNC zum Zeitpunkt t. zur Schmitt-Schaltung 71 gelangt, zählt der Zähler 7 3 die Taktimpulse und erzeugt als drittes Bit den Ausgang c. Der Ausgang von Inverter 7 9 fällt und der Aus-

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gang f von UND-Glied 75 steigt. Der Ausgang g von Inverter 80 steigt und wird gemeinsam mit dem Pegel "1" des dem nächsten Horizontalsynchronsignal HD folgenden Signals SYNC an das UND-Glied 7 6 gelegt, dessen Ausgang, h ansteigt und die Rücksetzung von Flip-Flop 72 bewirkt. Dessen Q-Ausgang b wird "0" und schließt dadurch das UND-Glied 77 für die am Anschluß 82 anstehenden Taktimpulse. Folglich wird das Fenstersigna] g nicht eröffnet, es bleibt violmehr auf niedrigem Peael bis zum nächsten Horizontalsvnchronsianal HD oder Ausgleichimpuls EQ..

--— Durch jedes Sicmal-HD oder EQ _am.Einaang 70jwird das-.. Flip-Flop 72 gesetzt bzw. rückgesetzt. Zum Zeitpunkt t_ werden das Vertikalsynchronsignal VDo und SYNC ~=- "0".

Flip-Flop 72 ist gesetzt, und der Zähler 7 3 beginnt mit-— dem Zählen der Taktimpulse und fährt damit fort, solange SYNC auf niedrigem Peael bleibt und das UND-Glied 76 nicht geöffnet wird. In der Folge des dritten, vierten und fünften Bit werden die Ausgänge des Zählers 73 "1", folglich wird das Fenstersignal g in Fig. 5H mit Pegel "1" eröffnet« Der Ausgleichimpuls PQ¹ des Signals .VDo ist nicht in der Fenstersignalperiode enthalten. Das Flip-Flop 7 2 wird durch den positiven Ausgleichimpuls EQ¹ nicht rückgesetzt. Der Zähler 7 4 zählt die Rückflanken der Fenstersignale g und gibt beim vierten Zählwert das Vertikalsynchronsignal VD über die Leitung i ab. Da das zusammengesetzte Synchronsignal SYNC während vier Perioden des Fenstersignals g den niedrigen Pegel "0" hat, wird diese Periode als die zur Herausnahme des Vertikalsynchronsignals VD aus dem Vertikalsynchronsignal VDo geeignete Periode betrachtet. Danach läuft wieder der gleiche Betrieb wie in dem Zeitpunkt von t. bis t„ ab.

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.Wenn zwischen t.. und t der in Fig. 5A unterbrochen dargestellte negative Rauschimpuls N auftritt, wird die gleiche Operation für das Horizontalsynchronsignal HD oder den Ausgleichimpuls EQ durchgeführt. Das Setzen und Rücksetzen von Flip-Flop 72 erfolgt in sehr kurzer Zeit, das Fenstersignal g wird nicht eröffnet. Tritt Rauschen N für längere Zeit auf, wird das Fenstersignal g entsprechend eröffnet. Wenn diese "längere Zeit" kürzer als vier Fenstersignalperioden ist, wird sie nicht als Periode des Vertikalsynchronsignals VDo betrachtet.

In die Periode des Vertikalsynchronsignals VDo fallendes positives Rauschen könnte zu einer Nicht-Herausnahme des Vertikalsynchronsignals VD führen. Diese Gefahr kann durch Anschließen eines selbsterregten Vertikalsynchronsignalgenerators an den Zähler 7 4 vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird das Fenstersignal auf der Grundlage der Anstiegs- oder Abstiegsflanke des zusammengesetzten Synchronsignals erzeugt, z.B. zur Zeit t. und t_, und es bleibt für eine vorbestimmte Dauer auf einem gegebenen Pegelwert, beispielsweise "1". In mindestens einer der Fensterperioden des Fenstersignals wird eine Pegeländerung des zusammengesetzten Synchronsignals festgestellt, und wenn keine Pegeländerung erkennbar ist, wird ein Ausgang (z.B. das Signal VD) abgenommen.

Somit kann die erfindungsgemäße Vertikalsynchronsignal-Abtrennschaltung vollständig in Digitaltechnik und kapazitätsfrei ausgebildet sein, s. Fig. 4, und in einem integrierten Schaltkreis untergebracht werden. Diese Ausführung ist gegen Rauschen geschützt und arbeitet sicher und genau im Betrieb.

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Gemäß Fig. 4 besteht die Rahmenermittlungsschaltung 47 aus einer Rahmenimpulsformerschaltung 90 und einer Rauschunterdrückungsschaltung 91. Die Schaltung 90 enthält eine, durch Inverter 91, 92 und eine Exklusiv-Logiksummenschaltung 93 gebildete Differenzierschaltung 94, ein Flip-Flop 95, ein UND-Glied 96, einen Zähler 97, einen Dekodierer 98, einen Zähler. 99/ ein UND-Glied 100 und eine weitere aus Invertern 101, 102 und einer Exklusiv-Logiksummenschaltung 103 gebildete Differenzierschaltung 104. Beispielsweise liefert der Bezugsoszillatoi 15 in Fig. 1 1MHz-Taktimpulse über einen Eingangsanschluß 105 an die Zähler 97 und 99. Die RauschunterdrückungsschaJ tung 91 enthält ein Flip-Flop 106, UND-Glieder 107, 108, einen Zähler 109, einen Dekodierer 110, ein ODER-Glied 11' und einen Ausgangsanschluß 112.

In Verbindung mit Fig. 6 sei angenommen, es wird das zusammengesetzte Synchronsignal SYNC des ungeradzahligen Feldes an den Eingangsanschlu* 70 der Rahmenimpulsformerschaltung 90 gelegt. Gemäß Fig. 6 enthält das Signal SYNC ein Horizontalsynchronsignal HD, ein Vertikalsynchronsignal VDo und Ausgleichimpulse EQ, EQ'. Wie oben beschriebe: geht dieses Signal SYNC auch an die Abtrennschaltung 48, um das die vorbestimmte Position in der VDo-Periode reprä sentative Vertikalsynchronsignal VD herauszunehmen.

Die Differenzierschaltung 94 differenziert das Signal SYN und liefert gem. Fig. 6 einen Differenzierimpuls an das UND-Glied 96 und Flip-Flop 95, um letzteres durch die Impulsrückflanke rückzusetzen. Beim Differenzierimpulsansti ist der Q₁-Ausgang von Flip-Flop 95 auf hohem Pegel "1".

Der Zähler 97 wird durch den das UND-Glied 96 passierende Differenzierimpuls rückgesetzt. Der Q -Ausgang von Flip-F

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wird mit der Differenzierimpuls-Rückflanke niedrig, und der Zähler 97 beginnt die Taktimpulse zu zählen, der Dekodierer 98 dekodiert den Zählwert von Zähler und setzt das Flip-Flop 95 mit seinem Ausgang, sobald der Zähler 97 eine der Periode |h (H=Horizontalabtastperiode) entsprechende .Taktimpulszahl gezählt hat. Mit hochgehendem Q₁-Ausgang von Flip-Flop 95 wird der Zähler 97 durch jede Anstiegsflanke des Horizontalsynchronsignals von SYNC rückgesetzt. Diese Betriebsart dauert bis t₁. Der Dekodierer 98 gibt einen anderen Ausgang ab, wenn der Zähler 97 einen der Periode jrH entsprechenden Zählwert gezählt hat, jedoch nicht vor dem Zeitpunkt t,. Die Periode des Signals VDo kommt in der Zeit 1H nach dem Rücksetzen von Zähler 97 mit der Anstiegsflanke von SYNC zum Zeitpunkt t₁. Folglich wird Zähler 97 über einen von Zeitpunkt t. ausgehenden Zeitraum von etwa 1,5H bis zur Anstiegsflanke des ersten Ausgleichsignals EQ¹ im Signal VDo nicht rückgesetzt. Deshalb erzeugt der Dekodierer 98 den anderen Ausgang nach der Zeit rH von Zeitpunkt t.. . Diesen Ausgang gibt es nicht im zusammengesetzten Synchronsignal des ungeradzahligen Feldes. Im ungeradzahligen Feld ist das Horizontalsynchronsignal HD des Signals SYNC gegenüber dem entsprechenden Signal im geradzahligen Feld um den Zeitraum sH verschoben, und folglich ist auch die Rücksetzzeit des Zählers 97 und der entsprechende Zeitpunkt t in Fig. 6 um ^H gegenüber dem geradzahligen Feld verschoben. Daher wird der Zähler 97 auch während der Periode des Vertikalsynchronsignals VDo in Intervallen von 1H rückgesetzt. Der Ausgang Ih des Dekodierers 98 entsteht jedoch mit dem letzten Ausgleichimpuls EQ¹ in ungeradzahligen und im geradzahligen Feld.

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ORIGINAL

TER MEER ■ MÜLLER · STEINM£>STES -'--^: Sony S80P177

Mit dem ersten Ausgang für |h des Dekodierers 98 wird der zur Verzögerung frequenzteilende Zähler 99 rückgesetzt und sein Ausgang auf hohem Pegel gehalten, bis er eine vorgegebene Zahl der Taktimpulse nach dem Rücksetzen gezählt hat, s.Fi.g. 6. Der Ausgang des Zählers 99 und das Vertikalsynchronsignal VD der Abtrennschaltung 48 gehen zum UND-Glied 100, dessen Ausgang die Differenzierschaltung 104 zur Gewinnung eines Rahmenimpulses FP differenziert .

Normalerweise entsteht der Rahmenimpuls FP im geraden Feld jedes=Rahmens. Wenn jedoch im Signal SYNC Rauschen auftritt oder wenn in diesem Signal ein oder mehrere Impulse HD und/oder EQ verlorengegangen sind, dann besteht die Gefahr, daß der Rahmenimpuls FP an einer falschen Position

,._ oder im ungeraden Feld erzeugt oder überhaupt nicht erzeugl wird. Zur Vermeidung dieser Gefahr wird der Rahmenimpuls FP von der ihn erzeugenden Schaltung 90 in die Rauschunterdrückungsschaltung 91 gegeben, um die Rauscheinflüsse zu beseitigen. Die schaltung 91 wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben.

Das durch die Vertikalsynchronsignal-Rückflanke getriggertf Flip-Flop 106 erzeugt einen Q~-Ausgang als Rahmensignal, dessen Frequenz die Hälfte der Frequenz des Vertikalsynchn signals VD beträgt, und das eine vorgegebene Phase im vorg* gebenen Feld hat. In Fig. 7 sind richtige Rahmenimpulse FP im geraden Feld durch ο und falsche Rahmenimpulse an false! Positionen durch χ markiert. Mit einem Dreieck markierte Rahmenimpulse FP entstehen in dem Fall, wenn Videosignale geradzahliger Felder z.B. am Verknüpfungspunkt im Programm schneidbetrieb an das Video-Bandgerät gelangen.

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ORIGINAL INSPECTED

TERMEER-MULLER-STEINfMSIISJtES ... . . Sony S80P177

Mit der Rückflanke des Vertikalsynchronsignals VD wird der Q~-Ausgang von Flip-Flop 106 getriggert, der Rahmenimpuls FP geht zum UND-Glied 107 und zusammen mit dem Q2~Ausgang von 106 zum UND-Glied 108, dessen Ausgang über das ODER-Glied 111 an das Flip-Flop 106 und den Zähler 109 gelegt ist, um letzteren rückzusetzen. Solange die richtigen, in Fig. 7 mit ο gekennzeichneten Rahmenimpulse FP an die UND-Glieder 107 und 108 gelangen, behält das Flip-Flop 106 seinen niedrigen Pegel "O" (Fig.7) und erzeugt das Rahmensignal mit der halben Frequenz des Vertikalsynchronsignals VD, ohne Rücksicht auf Rücksetzsignale. Das Rahmensignal wird über einen Schalter -■ __ 83 abgenommen. Sobald an 107 und 108 ein mit χ markierter - ^Rahmenimpuls FP ankommt, geht der Ausgang von 107 zum

.r"~" Takteingang von Zähler 109 und wird dort gezählt. Wenn -"""■-- der nächste mit ο markierte Rahmenimpuls FP und der Q₂-Aüsgang von Flip-Flop 106 zum UND-Glied 108 geht, setzt dessen Ausgang den Zähler 109 zurück. Die Q^-Ausgangsfrequenz von 106 bleibt auf dem Halbwert von VD. Bei Zugang von zwei falschen mit χ markierten Rahmenimpulsen bei 107 und 108 zählt der Zähler 109 "2" und wird dann rückgesetzt. Der Q~-Ausgang von Flip-Flop 106. wird durch _v falsche Rahmenimpulse FP nicht gestört. Wenn die mit dem Dreieck markierten Rahmenimpulse FP nacheinander zu den Schaltungen 107 und 108 gelangen, zählt der Zähler 109 "3" und wird dann durch den Ausgang des Dekodierers rückgesetzt. Gleichzeitig wird Flip-Flop 109 rückgesetzt und kehrt seine Ausgänge Q₂ und qT um. Es wird angenommen, die mit Dreieck markierten Rahmenimpulse FP sind nicht 0 falsch, und die Phase des Rahmens ist umgedreht. Folglich wird vom Ausgang 112 das Rahmensignal mit der halben Frequenz von VD abgenommen.

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In der oben beschriebenen Rahmenermittlungsschaltung wird der Pegel des zusammengesetzten Synchronsignals SYNC etwa in der Zeit von ^H bis etwa 1H (z.B.|h) von der Vorder- oder Rückflanke des zusammengesetzten Synchronsignals ermittelt und der Rahmenimpuls erzeugt, sobald der oben beschriebene Pegel umgekehrt wird.

Ferner erfolgt ein Phasenvergleich bei der Flip-Flop-Triggerung durch das Vertikalsynchronsignal und den Rahmenimpuls. Das Flip-Flop wird in dem Augenblick rückgesetzt, wo die Nichtübereinstimmungs-Anzahl zwischen dem Ausgang des Flip-Flop und dem Rahmenimpuls einen vorgeaebenen Wert N erreicht hat. vZ-" °~

Die erfindungsgemäße Rahmenermittlungsschaltung kann somit rein digital und ohne Kapazität aufgebaut sein. Den genannten Zählwert N wie beispielsweise "3" kann ein Zähler mit großer Genauigkeit bestimmen.

Falls eine Rahmenermittlung nicht notwendig ist, wird der Ausgang der Vertikalsynchronsignal-Abtrennschaltung über den Schalter 83 zum Ausgang 112 herausgeführt. Der Schalter wird durch ein am Eingang 113 ankommendes Steuer signal umgeschaltet.

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Claims (7)

1. PATENTANWÄLTE

   TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

   Beim Europäischen Palantamt zugelaaaena Vertratet — Proleislonal Rapreiontatlvaa befor· the Europaan Palant Olllce Mandatalres agrie* prei I'Offlc· european des brevats

   DipK-Cham. Dr. N. ter Meer Dip! -Ing. H. Steinmeister

   DIpWn₀. F. E. Müller siekerwall 7, Triftstrasse 4,

   D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

   S8OP177 ²²· Dezember 1980

   Mü/Gdt/kü

   SONY CORPORATION

   7^35, Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku Tokyo/Japan

   Signalprüfschaltung insbesondere für Synchronsignale im Servokreis eines Video-Aufzeichnungsgeräts

   Prioritäten: 29. Dezember 1979, Japan, Nr. 171742/1979 29. Dezember 1979, Japan, Nr. 171743/1979

   PATENTANSPRÜCHE

   Signalprüfschaltung für ein zusammengesetztes Synchronsignal, insbesondere für den Servokreis eines Video-Bandgeräts mit einem Zähler, der ein auf das zusammengesetzte Synchronsignal bezogenes Referenztaktimpulssignal zählt, gekennzeichnet durch - eine Schaltungsanordnung (79, 78, 75, 81, 80), über

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   welche der Zählerinhalt zur Steuerung der Zuführung des zusammengesetzten Synchronsignals zum Zähler und zur Zählerrücksetzung rückkoppelbar ist und - eine Schaltungsgruppe (74) zur Erzeugung eines Synchronsignals unter Berücksichtigung des Zählerausgangssignals .
2. 2. Signalprüfschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsanordnung (80) einen sogenannten Fensterimpuls liefert und daß die Synchronsignal-Generatorschaltung die Abgabe von Ausgangs-Synchronsignalen unterbricht, wenn während des Zeitintervalls eines Fensterimpulses eine Pegeländerung im zusammengesetzten Synchronsignal auftritt.
3. 3. Signalprüfschaltung nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Generatorschaltung einen weiteren Zähler

   (74) enthält, der das Ausgangssignal des ersten Zählers

   (73) zählt,und daß der zweite Zähler bei Auftreten einer Pegeländerung im zusammengesetzten Synchronsignal rücksetzbar ist.
4. 4. Signalprüfschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Generatorschaltung einen weiteren Zähler

   (74) enthält, der das Ausgangssignal des ersten Zählers (73) zählt und rücksetzbar ist, wenn eine Änderung im

   . Pegel des zugeführten zusammengesetzten Synchronsignals während festgelegter Zeitintervalle auftritt.
5. 5. Signalprüfschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltungs-

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   ." .* „ : .* . .**.: ; Sony Corporation TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER. .:. .;.„ '.„* *..* S8OP1 77

   gruppe (47), welche eine Pegeländerung des zusammengesetzten Synchronsignals während eines festgelegten Zeitintervalls von einem Bezugspunkt aus feststellt und einen Rahmen-Identifikationsimpuls (bezogen auf ein Voll- oder Halbbild) abgibt.
6. 6. Signalprüfschaltung nach Anspruch 5, dadurch .gekennzeichnet, daß die Pegelfeststellschaltung eine durch das erzeugte Synchronsignal getriggerte bistabile Stufe (106) aufweist, welche zur Erzeugung des Rahmenimpulses (Vertikalsynchronimpuls) durch den Rahmen-Identifikationsimpuls orientierbar ist.
7. 7. Signalprüfschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der bistabilen Stufe (106) durch den Rahmen-Identifikationsimpuls unter Berücksichtigung einer Phasenabweichung zwischen dem Rahmen-Identifikationsimpuls und dem von der bistabilen Stufe gelieferten Rahmenimpuls entsprechend einem durch einen dritten Zähler (109) festgelegten Zeitintervall erfolgt.

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