DE3241411C3 - Vorrichtung zur Erzeugung gefilterter und demodulierter digitaler Farbsignale für einen Fernsehsignalempfänger - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung gefilterter und demodulierter digitaler Farbsignale für einen FernsehsignalempfängerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung gefilterter
und demodulierter digitaler Farbsignale für einen Fernsehsignalempfänger,
der eine Quelle digitaler phasen- und
frequenzmodulierter Farbsignale enthält.
Aus der GB 20 03 695 A ist es bekannt, zur Umcodierung von
PAL-Farbfernsehsignalen digitale Tiefpaß- oder Bandpaßfilter
mit einem mehrfach angezapften Schieberegister zu verwenden,
an dessen Anzapfungen Gewichtungsschaltungen angeschlossen
sind, deren Ausgangssignale in einer Summierschaltung kombiniert
werden.
Wenn ein analoges Videosignal in einem Fernsehempfänger
digital verarbeitet werden soll, dann muß es zuerst in
einem Analog/Digital-Konverter digital codiert werden. Der
A/D-Konverter tastet das Videosignal entsprechend dem
Nyquist-Theorem mit einer Frequenz ab, die im allgemeinen
aus die Farbträgerfrequenz bezogen ist (also beispielsweise
drei- oder viermal so groß wie diese ist). Wird ein NTSC-
Videosignal mit der vierfachen Farbträgerfrequenz (4 fsc)
abgetastet, dann bestehen die Signalabtastwerte auf Summen
und Differenzen der Leuchtdichte- und Farbinformationssignale.
Wenn insbesondere die Abtastphase mit der Nullgradachse
des Farbsynchronsignals zusammenfällt, dann erscheinen die Farbanteile der Abtastwerte in der Folge -(B-Y),
(R-Y), (B-Y) und -(R-Y). Fällt die Abtastphasenlage mit der
I-Achse des Farbsynchronsignals zusammen (57°), dann erscheinen
die Farbabtastwerte in der Folge I, Q, -I und -Q.
Nach der digitalen Codierung können Leuchtdichte- und Farbinformation
durch Kammfilterung oder Horizontalfilterung
voneinander getrennt werden zu einer Folge von Leuchtdichtesignalabtastwerten
und einer Folge von Farbsignalgemischabtastwerten,
wobei letztere entweder in der Form -(B-Y),
(R-Y) oder I, Q, vorliegen. An dieser Stelle treten beide
Signale üblicherweise mit der Frequenz des Abtastsignals,
welches vom A/D-Konverter benutzt wird, auf. Während man im
Leuchtdichtekanal generell die hohe Abtastfrequenz beibehalten
muß, läßt sich die Abtastrate der Farbsignale mit ihrer
geringeren Bandbreite entsprechend ihrem Nyquist-Theorem
verringern.
Die oben erwähnten Farbsignalgemischfolgen für die Abtastfrequenz
4 fsc sind mit der Farbträgerfrequenz moduliert,
wobei jeder Signalabtastwert ein einzelnes Stück Farbinformation
bildet. Daher kann man eine Quadraturdemodulation
durchführen durch Auswahl jedes zweiten Abtastwertes an zwei
Ausgängen mit einer Frequenz von der zweifachen Farbträgerfrequenz.
Für Farbsignale der Form -(B-Y), (R-Y) lauten die
beiden demodulierten Farbsignalfolgen -(B-Y), (B-Y), -(B-Y),
(B-Y) und (R-Y), -(R-Y), (R-Y), -(R-Y), die beide die doppelte
Farbträgerfrequenz (2 fsc) haben. Ähnlich lauten für
Farbsignale der Form I, Q die demodulierten Farbsignalfolgen
I, -I, I, -I und Q, -Q, Q, -Q, ebenfalls mit der Frequenz
2 fsc.
Im NTSC-System nimmt das Farbsignalgemisch gewöhnlich Bandbreiten
von 0 bis 0,5 MHz für die Signale (B-Y), (R-Y) und
Q bzw. 0 bis 1,5 MHz für das Signal I ein. Demzufolge ist
die Abtastfrequenz von 2 fsc im Vergleich mit den Nyquist-
Abtastfrequenzen für diese Bandbreiten zu hoch, und dadurch
tritt in den Farbsignalen hochfrequentes Rauschen auf. Es
ist daher erwünscht, die Abtastfrequenz der Farbsignale
herabzusetzen und dadurch die nachfolgende Farbsignalverarbeitungsschaltung
weniger komplex halten zu können.
Man kann nun daran denken, einfach Signalabtastwerte
ausfallen zu lassen. Da jedoch jeder Farbabtastwert einzeln
abgeleitet worden ist, können die Abtastwerte Außerbandrauschen
enthalten, welches die Farbsignale verfälscht, wenn
man Abtastwerte einfach unterdrückt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Angabe von
Maßnahmen, welche eine Reduzierung der Abtastfrequenz für die Farbsignale unter Eliminierung
des Außerbandrauschens mit einer einfachen Schaltung erlauben.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung ist ein System zur Filterung
und Demodulierung eines digitalen Farbsignalgemisches
vorgesehen, bei welchem die Signale gefiltert werden, um
Außerbandrauschen vor Abschluß des Demodulationsprozesses
zu entfernen. Bei einer ersten Ausführung der Erfindung
werden digitale Farbsignalabtastwerte zuerst mit einem in
Beziehung zur Farbträgerfrequenz stehenden Signal demoduliert,
wobei ineinandergschachtelte Farbsignalgemisch-Abtastwerte
unterschiedlicher Abtastphasenlagen im Basisfrequenzband
entstehen. Diese verschachtelten Farbsignalgemisch-
Abtastwerte werden einem Digitalfilter mit einer Frequenz
zugeführt, die ein Vielfaches der Farbträgerfrequenz
beträgt. Die Gewichtsfaktoren des Filters werden so gewählt,
daß man eine Bandbreite erhält, bei welcher das Farbsignalgemisch
durchgelassen wird, während gleichzeitig Außerbandrauschen
entfernt wird. Da die Eingangsignalfolge für das
Digitalfilter ineinandergeschachtelte Farbsignalgemisch-
Abtastwerte enthält, sind abwechselnde Stufen des Filterschieberegisters
angezapft, so daß die Ausgangsfolge gefilterte
und verschachtelte Farbsignalgemischabtastwerte umfaßt.
Ein Ausgangsschalter vervollständigt die Phasendemodulation
der Ausgangsfolge durch Auswahl von Abtastwerten
mit einer reduzierten Abtastfrequenz entsprechend dem
Nyquist-Kriterium für die Farbsignale und erzeugt entweder
eine oder zwei Ausgangsfolgen gefilterter und völlig demodulierter
Farbsignalgemische.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die
angezapften Schieberegisterstufen des Digitalfilters mit
zwei unterschiedlichen Sätzen von Gewichtsfaktor- und
Signalkombinationsstufen gekoppelt. An den Filterausgangssignalen
können somit die gefilterten Signale I und Q mit
ungleichen Bandbreiten entstehen, welche mit den gewünschten
Bandbreiten der gefilterten Signale übereinstimmen.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 als Blockschaltbild einen Teil eines Fernsehempfängers
mit einem Filter- und Demodulatorsystem gemäß
der Erfindung,
Fig. 2 Schwingungsformen zur Erläuterung der Betriebsweise
der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 3 als Blockschaltbild einen Taktsignalgenerator zur
Verwendung bei der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 4 als Blockschaltbild einen Signalmultiplexer zur Verwendung
bei der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 5 als Blockschaltbild eine detailliertere Ausführung
des Ausgangsschalters der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 6 als Blockschaltbild eine weitere Ausführungsform
eines Filter- und Demodulatorsystems gemäß der Erfindung,
Fig. 7 Schwingungsformen zur Erläuterung der Betriebsweise
der Schaltung nach Fig. 6 und
Fig. 8 als Blockschaltbild einen Taktsignalgenerator zur
Verwendung der Schaltung nach Fig. 6.
Gemäß Fig. 1 wird ein Fernsehsignal von einer Antenne 10
empfangen und nacheinander von einem Tuner 12, Zwischenfrequenzschaltungen
14 und einem Videodemodulator 16 verarbeitet,
die in üblicher Weise aufgebaut sind. Das demodulierte
Videosignal am Ausgang des Demodulators 16 wird dem Eingang
eines Analog/Digital-Konverters 20 zugeführt. Dieser tastet
das Videosignal mit der vierfachen Farbträgerfrequenz 4 fsc
ab und erzeugt digitale Abtastwerte des Videosignals mit
dieser Frequenz. Jeder digitale Abtastwert (Wort) kann beispielsweise
acht Bit umfassen, die parallel erzeugt werden.
Bei einem 8-Bit-System wird das analoge Videosignal auf
einen von 256 diskreten Pegeln quantisiert. Der Abtasttakt
4 fsc für den A/D-Konverter 20 wird von einem Taktgenerator
22 erzeugt, der das Signal in Phasen- und Frequenzsynchronismus
mit dem Farbsynchronsignal des analogen Videosignals
erzeugt, welches vom Videomodulator 16 geliefert wird.
Das vom A/D-Konverter 20 gelieferte digitalisierte Videosignal wird dem Eingang eines digitalen Kammfilters 24 zugeführt,
welches so aufgebaut sein kann, daß es in der im
Aufsatz "Digital Television Image Enhancement" von John P.
Rossi in 84 Journal of the SMPTE, 545-551 (1975) beschriebenen Weise arbeitet.
Das Kammfilter 24 erzeugt ein separates Leuchtdichtesignal
Y, welches einer nicht dargestellten Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung
zugeführt wird.
Das Kammfilter 24 erzeugt auch ein separates Farbsignal C,
welches aus einer Folge miteinander verschachtelter Farbsignalabtastwerte
unterschiedlicher Abtastphase besteht
und dem Eingang eines Farbverstärkers 32 zugeführt wird.
Dieser verstärkt das Farbsignal in Abhängigkeit von einem
vom Benutzer betätigten Farbsättigungssignal und läßt das
verstärkte Farbsignal zum Eingang einer digitalen Farbanhebungschaltung
34 gelangen. Die Schaltung 34 ist ein
Digitalfilter, welches die Charakteristik des Farbsignals
an dieser Stelle so verändert, daß die Charakteristik der
Zwischenfrequenzschaltungen 14 kompensiert wird. Die Zwischenfrequenzschaltungen
setzen üblicherweise die Farbträgerfrequenz
an die untere Frequenzflanke des ZF-Durchlaßbereiches,
so daß die Farbseitenbänder einen Frequenzabfall
von 6 dB pro Oktave aufweisen. Die Schaltung 34 kompensiert
diesen Abfall, so daß das Farbsignal im wesentlichen
eine flache Amplituden-Frequenz-Kennlinie bekommt.
Wenn die ZF-Schaltungen 14 so ausgelegt werden, daß der
Amplitudenfrequenzgang der Farbsignale flach verläuft, dann
kann die Schaltung 34 durch ein Farbbandfilter ersetzt werden,
dessen Kennlinie um die Farbträgerfrequenz herum lokalisiert
ist.
Die angehobenen oder durch einen Bandpaß geführten digitalen
Farbsignale werden einem Signalmultiplexer 40 zugeführt,
der einen Multiplexschalter 44 enthält, dessen Eingängen
nichtinvertierte digitale Farbsignale und durch einen Inverter
42 invertierte Farbsignale zugeführt werden. Der
Multiplexschalter 44 wird mit der Farbträgerfrequenz
(fsc) durch ein vom Taktgenerator 22 geliefertes Signal geschaltet.
Der Schalter 44 liefert an seinem Ausgang abwechselnd
invertierte und nichtinvertierte Farbsignalabtastwerte.
Für ein Abtastsignal von 4 fsc besteht die Folge von Abtastwerten,
welche der Schalter 44 liefert, aus ineinandergeschachtelten
Signalabtastwerten zweier Arten, die in
Quadratur zueinanderstehen. Der Signalmultiplexer 40 bewirkt
dadurch
eine farbträgerfrequente Demodulation der digitalen
Farbsignale, wobei die beiden verschiedenartigen Signalabtastwerte
mit einer Frequenz 2 fsc auftreten. Bei dieser Ausführungsform
sind die Farbsignale in das Basisband demoduliert,
obwohl die verschachtelten Komponenten in Quadraturbeziehung
zueinander bleiben.
Das Ausgangssignal des Multiplexers 40 gelangt zu einem Eingang
eines digitalen Transversalfilters und Demodulators 50.
Die Filter- und Demodulatorschaltung 50 enthält ein serielles
Schieberegister 52, Gewichtsfaktorschaltungen 60, eine
Signalkombinationsschaltung 54 und einen Demultiplexerschalter
70. Das Schieberegister 52 ist bei dieser Ausführungsform
ein 12stufiges Schieberegister, dessen Stufen mit τ₁
bis τ₁₂ bezeichnet sind. Die am Ausgang des Signalmultiplexers
40 entstehenden Farbsignalabtastwerte werden der
ersten Stufe τ₁ des Schieberegisters 52 und einer Gewichtsfaktorschaltung
61 zugeführt. Bei diesem Beispiel werden
die Farbsignalabtastwerte durch das Schieberegister 52 mit
Hilfe des Taktsignals von 4 fsc verschoben. Die Ausgänge der
Schieberegisterstufen τ₂, τ₄, τ₆, τ₈, τ₁₀ und τ₁₂ sind angezapft,
und die Ausgangsanzapfungen sind mit Eingängen von
Gewichtsfaktorschaltungen 62, 63, 64, 65, 66 und 67 verbunden.
Die Ausgänge der Gewichtsfaktorschaltungen 60 sind mit
den Eingängen der Signalkombinationsschaltung 54 verbunden,
deren Ausgang wiederum mit dem Eingang des Demultiplexerschalters
70 gekoppelt ist. Der Demultiplexerschalter 70
wählt unter Steuerung durch das Schaltsignal 1/2 fsc (R-Y) und
1/2 fsc (B-Y) abwechselnd von der Signalkombinationsschaltung
24 erzeugte Signalabtastwerte aus. Diese Schaltsignale
werden vom Taktgenerator 22 in Phasenquadratur zueinander
erzeugt und haben Frequenzen von der halben Farbträgerfrequenz
(1/2 fsc). Der Demultiplexerschalter 70 erzeugt gefilterte
und demodulierte Farbsignalgemische (R-Y)′ und (B-Y)′
an seinen Ausgängen, welche dann einer nicht dargestellten
Farbsignalverarbeitungsschaltung zugeführt werden können.
Der Demultiplexerschalter 70 bewirkt somit eine Quadraturphasendemodulation
gefilterter Basisband-Farbsignalgemische.
Die Betriebsweise der in Fig. 1 veranschaulichten Schaltung
sei anhand der in Fig. 2 dargestellten Kurvenformen erläutert.
Fig. 2a zeigt eine Kurvenform 260, welche mehreren
Zyklen des analogen Farbsynchronsignals oder eines mit diesem
in Phase und Frequenz übereinstimmenden Signals entspricht.
Der Taktgenerator 22 erzeugt aufgrund des Farbsynchronsignals
einen Abtastimpulszug 262 der Frequenz
4 fsc für den A/D-Konverter 20 und das Schieberegister 52,
der in Fig. 2b gezeigt ist. Wenn das Videosignal zu Zeitpunkten
des Auftretens der Vorderflanke der Impulse des
Impulszuges 262 abgetastet wird, dann entsprechen die einzelnen
Farbsignalabtastwerte -(B-Y), (R-Y), (B-Y) und -(R-Y)
über einen Farbträgerzyklus, wie dies aus Fig. 2b ersichtlich
ist. Ein Farbsignalimpulszug dieser Form wird dem
Signalmultiplexer 40 zugeführt.
Der Multiplexerschalter 44 läßt unter Steuerung durch das
Schaltsignal fsc, das in Fig. 2c als Kurvenform 264 gezeigt
ist, abwechselnd Paare nichtinvertierter und invertierter
Farbsignale an seinen Ausgang gelangen. Wenn das Signal 264
einen niedrigen Wert hat, dann läßt der Multiplexerschalter
44 nichtinvertierte Signale an seinen Ausgang gelangen,
in diesem Fall Abtastwerte (R-Y) und (B-Y), die bei 90° bzw.
180° bezüglich des Signals 260 auftreten. Hat das Signal
264 einen hohen Wert, dann werden invertierte Signalabtastwerte
vom Inverter 42 ausgewählt und an den Ausgang
des
Multiplexers weitergeleitet. Der Inverter invertiert
die Abtastwerte -(R-Y) und -(B-Y) dann in Abtastwerte (R-Y)
und (B-Y). Damit entsteht am Ausgang des Signalmultiplexers 40 eine kontinuierliche Folge positiver Farbsignalabtastwerte
mit einer Frequenz vom Vierfachen der Farbträgerfrequenz
aus im Basisband verschachtelten Farbsignalgemischen.
Diese Folge von Farbsignalabtastwerten wird in und durch
das Schieberegister 52 unter Steuerung durch das Signal
4 fsc geschoben. Wenn die Abtastwerte durch das Register
hindurchlaufen, dann gelangen abwechselnd Abtastwerte (B-Y)
und (R-Y) an die Gewichtsfaktorschaltungen 60. Nach einem
Zyklus des Signals 4 fsc werden beispielsweise momentan
Signalabtastwerte (B-Y) in den geradzahligen Schieberegisterstufen
τ₂, τ₄, τ₆, τ₈, τ₁₀ und τ₁₂ gespeichert, und der Gewichtsfaktorschaltung
61 wird auch ein Abtastwert (B-Y) zugeführt.
Zu dieser Zeit werden in den nichtangezapften ungeradzahligen
Stufen Abtastwerte (R-Y) gespeichert. Die
Signalabtastwerte (B-Y) an den Anzapfungen werden dann durch
die Gewichtsfaktorschaltungen 60 gewichtet, und die ausgekoppelten
gewichteten Signale werden von der Signalkombinationsschaltung
54 kombiniert, welche an ihrem Ausgang ein
gefiltertes Signal (B-Y) liefert. Beim nächsten Zyklus des
Signals 4 fsc werden die Abtastwerte (R-Y) in die angezapften
Stufen verschoben, und die Abtastwerte (B-Y) werden in
die nichtangezapften Stufen verschoben. Die Signalabtastwerte
(R-Y) werden dann gewichtet und kombiniert zu einem
gefilteten Signal (R-Y) am Ausgang der Kombinationsschaltung
54. Auf diese Weise entsteht eine Folge gefilteter
und miteinander verschachtelter Signale (B-Y) und (R-Y) am
Ausgang der Signalkombinationsschaltung 54 mit der Signalfrequenz
4 fsc. Bei der hier beschriebenen Ausführung sind
die Gewichtsfaktoren so gewählt, daß sich am Ausgang der
Signalkombinationsschaltung 54 eine Tiefpaßkennlinie mit
einer Bandbreite von etwa 0 bis 0,5 MHz ergibt.
Die gefilterte Farbsignalfolge am Ausgang der Signalkombinationsschaltung
54 wird dann gleichzeitig hinsichtlich
ihrer Abtastfrequenz herabgesetzt und quadraturdemoduliert durch Abtastung der Signalfolge unter Verwendung von Signalen
unterschiedlicher Phase mit der halben Farbträgerfrequenz.
Dies erfolgt mit Hilfe des Demultiplexerschalters 70
unter Steuerung durch Abtastsignale 1/2 fsc (R-Y) und
1/2 fsc (B-Y). Das Signal 1/2 fsc (R-Y) ist aus ausgezogenes
Signal 266 in Fig. 2d gezeigt, und es tastet die gefilterte
Signalfolge während des Auftretens eines Abtastwertes (R-Y)
in jedem zweiten Zyklus der Frequenz des Farbsynchronsignals
ab. Ähnlich tasten die Impulse 1/2 fsc (B-Y), die in
Fig. 2e durch das ausgezogene Signal 268 dargestellt sind,
die gefilterte Signalfolge während des Auftretens der gefilterten
Abtastwerte (B-Y) ab. Auf diese Weise erzeugt
der Demultiplexerschalter 70 gefilterte und demodulierte
Ausgangssignale (R-Y)′ und (B-Y)′, deren Signalwerte mit
einer Frequenz 1/2 fsc geschaltet werden. Die Abtastfrequenz
von 1/2 fsc erlaubt eine Nyquist-Bandbreite von 0,895 MHz
beim NTSC-System, die ausreichend ist für die Bandbreite
von 0 bis 0,5 MHz des Farbsignalgemisches. Die gefilterten
Ausgangssignale, die mit der halben Farbträgerfrequenz auftreten,
sind somit wegen der Grenzfrequenz bei 0,5 MHz des
Filters im wesentlichen frei von Außerbandrauschen und Verfälschungskomponenten.
Der Taktgenerator 22 aus Fig. 1 kann in der aus Fig. 3 ersichtlichen
Weise aufgebaut werden. Das analoge Videosignal
wird einem Tor 80 für das Farbsynchronsignal
zugeführt,
welches durch einen Tastimpuls für die Farbsynchronsignaltastung
gesteuert wird und ein getastetes Farbsynchronsignal
an einen Spitzendetektor in Form einer Abtast- und Halteschaltung
82, eine Vergleichsschaltung 86 und einen Taktgenerator
88 für eine Taktfrequenz von 4 fsc liefert. Der
Taktgenerator 88 kann in der Weise aufgebaut sein, wie es
in der US-Patenanmeldung Nr. 2 97 556 (deutsche Patentanmeldung
P 32 32 357.3) mit dem Titel "Digital Color
Television Signal Demodulator" vom 31. August 1981 beschrieben
ist. Der Taktsignalgenertor 88 erzeugt ein Abtastsignal
mit 4 fsc, wie es in Fig. 2b gezeigt ist. Die Abtast-
und Halteschaltung 82 erzeugt einen Schwellwert, dessen
Pegel gleich dem Spitzenwert des Farbsynchronsignals ist
und an einem Spannungsleiter 84 abfällt, so daß ein Schwellwertpegel
VTH gemäß Fig. 2a erzeugt wird. Dieser Schwellwertpegel
wird einem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 86
zugeführt. Das Abtastsignal 4 fsc wird dem Signaleingang
eines 2-Bit-Zählers 90 zugeführt, und das Ausgangssignal
der Vergleichsschaltung 86 wird auf den Einstelleingang
des Zählers 90 gegeben.
Der "2"-Ausgang des 2-Bit-Zählers 90 ist mit dem Eingang
eines Inverters 102 und einem Eingang eines NOR-Tores 94
gekoppelt. Der "1"-Ausgang des 2-Bit-Zählers 90 ist mit
einem zweiten Eingang des NOR-Tores 94 und mit einem Eingang
eines UND-Tores 100 gekoppelt. Der Ausgang des Inverters 102
liegt an einem zweiten Eingang des UND-Tores 100.
Der Ausgang des NOR-Tores 94 ist mit dem Takteingang C
eines D-Flipflops 96 und mit einem Eingang eines UND-Tores
98 gekoppelt. Der Ausgang des Flipflops 96 ist mit dem
zweiten Eingang eines UND-Tores 98 gekoppelt. Der Ausgang
des UND-Tores 100 liegt am Eingang C eines Flipflops 104
und an einem Eingang eines UND-Tores 108. Der Ausgang Q des
Flipflops 104 ist mit einem zweiten Eingang des UND-Tores
108 gekoppelt, und der Ausgang des Flipflops 104 liegt
am Eingang D dieses Flipflops. Der Tastimpuls für die
Tastung des Farbsynchronimpulses wird dem Eingang eines
monostabilen Multivibrators 107 zugführt, dessen Ausgang
mit den Rücksetzeingängen der Flipflops 96 und 104 gekoppelt
ist.
Im Betrieb zählt der 2-Bit-Zähler 90 die Impulse des Abtastsignals
4 fsc. Der Zählvorgang des Zählers 90 wird während
jedes Farbsynchronsignalintervalls durch die Vergleichsschaltung
96 snychronisiert. Diese Vergleichsschaltung erzeugt
während jedes Zyklus des Farbsynchronsignals einen
Ausgangsimpuls, wenn das Farbsynchronsignal 260 am negativen
Eingang der Vergleichsschaltung während des Zeitintervalls
t₁ bis t₂ (siehe Fig. 2b) den Schwellwert VTH übersteigt.
Der Vergleichsschaltungsimpuls hält den Zähler 90
während dieses Zeitintervalls in seinem Einstellzustand,
und zu dieser Zeit ist der Ausgangszustand des Zählers Drei.
Nach der Zeit t₂ beginnt der Zähler 90 mit der Vorderflanke
des Impulses (R-Y)₂ in Fig. 2b zu zählen. Der Zähler 90
wird dadurch synchronisiert und erzeugt für jeden Abtastwert
(B-Y) einen Zählwert Eins, für jeden Abtastwert -(R-Y)
einen Zählwert Zwei, für jeden Abtastwert -(B-Y) einen
Zählwert Drei und für jeden Abtastwert (R-Y) einen Zählwert
Null, wie dies durch die Zahlen unter dem Signal 262 in
Fig. 2b angedeutet ist.
Wenn der Zähler 90 in dieser Folge arbeitet, dann entsteht
am "2"-Ausgang des Zählers ein Ausgangssignal, wie es die
Signalform 264 in Fig. 2c veranschaulicht. Dieses Signal
ist das gewünschte Abtastsignal fsc für den Signalmultiplexer
40. Dem NOR-Tor 94 werden
die Zählerausgangssginale
zugeführt und es liefert bei jedem Zählwert Null ein hohes
Ausgangssignal. Das Flipflop 96 wird durch das vom NOR-Tor
94 gelieferte Signal abwechselnd gesetzt und rückgesetzt
und aktiviert und sperrt dadurch abwechselnd das UND-Tor 98
während abwechselnder Zyklen des Farbsynchronsignals. Die
Flipflops 96 und 104 werden zu Beginn jedes Tastintervalles
für das Farbsynchronsignal durch einen vom monostabilen
Multivibrator 106 gelieferten Rücksetzimpuls synchronisiert.
Dadurch wird sichergestellt, daß die Flipflops während des
ersten Zyklus des Farbsynchronsignals und danach während jedes
zweiten Zyklus des Farbsynchronsignals gesetzt werden.
Somit erzeugt das UND-Tor 98 Ausgangsimpulse während jedes
zweiten Zählwertes Null des Zählers 90. Das Ausgangssignal
des UND-Tores 98 ist das gewünschte Signal 1/2 fsc (R-Y) für
den Demultiplexerschalter 70, und es hat die in Fig. 2d gezeigte
Kurvenform, in welcher die Vorderflanken zu den Zeitpunkten
der Vorderflanken der ausgezogen gezeichneten Impulse
auftreten und die Rückflanken an den durch die gestrichelte
Linie 267 gezeichneten Stellen erscheinen.
In ähnlicher Weise erzeugt das UND-Tor 100 Impulse während
jedes Zählwertes Eins des Zählers 90. Jeder zweite dieser
Impulse gelangt durch das UND-Tor 108, wenn dieses von
Flipflop 104 aktiviert wird. Das Ausgangssignal des UND-
Tores 106 ist das gewünschte Signal 1/2 fsc (B-Y) für den Demultiplexerschalter
70, dessen Vorderflanken zu den Zeitpunkten
der Vorderflanken der ausgezogenen Impulse 268 in
Fig. 2b auftreten und deren Rückflanken an den durch die
gestrichelte Linie gezeigten Abfallflanken 269 erscheinen.
Der Signalmultiplexer 40 aus Fig. 1 kann in der in Fig. 4
veranschaulichten Weise aufgebaut sein. Die Schaltung gemäß
Fig. 4 ist für 4-Bit-Signale ausgelegt, jedoch kann sie in
einfacher Weise auch für Digitalwörter größerer Bitlängen
erweitert werden.
Gemäß Fig. 4 werden die Bits der von der Farbanhebungsschaltung
34 gelieferten digitalen Farbsignale parallel den Eingängen
von EXKLUSIV-ODER-Toren 110, 112, 114 und 116 zugeführt.
In diesem Beispiel von 4-Bit-Wörtern gelangt das
niedrigstwertige Bit B₀ zum Eingang des EXKLUSIV-ODER-Tores
116, die Bits B₁ und B₂ zu den EXKLUSIV-ODER-Toren 114 und
112 und das höchstwertige Bit B₃ zum EXKLUSIV-ODER-Tor 110.
Die Ausgangssignale der jeweiligen EXKLUSIV-ODER-Tore werden
Eingängen A₀, A₁, A₂ undA₃ eines Addierers 140 zugeführt.
Die EXKLUSIV-ODER-Tore 110, 112, 114 und 116 erhalten
auch das Signal fsc, welches ferner einem Eingang B₀
der Addierschaltung 140 zugeführt wird. Den übrigen B-
Eingängen B₁, B₂ und B₃ werden Signale mit dem Logikpegel "0"
zugeführt. Das Ausgangssignal des Signalmultiplexers entsteht
an den Addiererausgängen Σ₀, Σ₁, Σ₂ und Σ₃.
Wenn im Betrieb das Signal 264 fsc während jedes Auftretens
positiver Farbsignalabtastwerte (R-Y) und (B-Y) niedrig ist,
wie dies die Fig. 2b und 2c zeigen, dann gelangen die
Signalabtastwerte uninvertiert zur Addierschaltung 140, wo
sie zu einem Wert von 0000 an den B-Ausgängen addiert werden.
Die an den Addiererausgängen entstehenden Signalabtastwerte
haben dieselben Werte wie die Eingangssignale zum
Multiplexer.
Während des Auftretens negativer Farbsignalabtastwerte
-(R-Y) und -(B-Y) bewirkt der hohe Pegel des Signals fsc,
daß die EXKLUSIV-ODER-Tore 110, 112, 114 und 116 die Bitwerte
der zugeführten Farbsignalabtastwerte invertieren. Die
Eingangssignalabtastwerte gelangen dann in invertierter Form
zu den Eingängen
A der Addierschaltung 140, welche die invertierten
Abtastwerte zu einem Wert 0001 an den Eingängen
B der Addierschaltung invertiert. Die Addierschaltung erzeugt
auf diese Weise ein Zweierkomplement der Eingangssignale,
wodurch die negativen Farbsignalabtastwerte in
positive Signalabtastwerte umgewandelt werden.
Die Funktion der Addierschaltung 240 nach Fig. 4 besteht
in der Addition eines Wertes eines niedrigststelligen Bits
zu den invertierten Farbsignalabtastwerten. Die Schaltung
nach Fig. 4 läßt sich gegebenenfalls vereinfachen durch
Weglassen der Addierschaltung und Zuführung der Ausgangssignale
der EXKLUSIV-ODER-Tore unmittelbar zu dem Digitalfilter
50. Dadurch entsteht jedoch in den Ausgangssignalen
des Multiplexers 40 während jedes Paares invertierter Signalabtastwerte
ein Fehler von einem Bit. Da jedoch dieser Fehler
mit der Frequenz der invertierten Signalabtastwerte
wiederkehrt, also mit der Farbträgerfrequenz, läßt er sich
durch das Digitalfilter praktisch eliminieren, dessen
Grenzfrequenz unter der Farbträgerfrequenz liegt.
Der Demultiplexerschalter 70 kann in der in Fig. 5 veranschaulichten
Weise aufgebaut sein. Der Ausgang der Signalkombinationsschaltung
54 ist parallel mit den Eingängen D
von D-Flipflops 72 und 74 geschaltet. Das Flipflop 72 wird
durch das Signal 1/2 fsc (B-Y) an seinem Eingang C getaktet,
und das Flipflop 74 wird durch das Signal 1/2 fsc (R-Y) an
seinem Eingang C getaktet. An den Ausgängen Q der Flipflops
entstehen gefilterte und demodulierte Signale (B-Y)′ und
(R-Y)′. Wenn die Ausgangssignale der Signalkombinationsschaltung
54 8-Bit-Digitalworter sind, dann wiederholt sich
jedes Flipflop achtmal, so daß für jeden Ausgang eine 8-Bit-
Verriegelung gebildet wird. Sollen die demodulierten und gefilterten
Signale in einer einzigen Folge für die nachfolgende
Signalverarbeitung beibehalten werden, dann braucht
nur eine 8-Bit-Verriegelungsschaltung benutzt zu werden.
Diese Verriegelungsschaltung würde durch die UND-Verknüpften
Signale 1/2 fsc (B-Y) und 1/2 fsc (R-Y) getaktet. Bei einer solchen
Schaltung kann es weiterhin erwünscht sein, die Phase
eines der Abtastsignale zu verändern, so daß die gefilterten
Signale in abwechselnden Farbsynchronsignalzyklen getastet
werden anstatt in denselben Signalzyklen, wie es in
den Fig. 2d und 2e gezeigt ist.
Ein zweites Filter- und Demodulatorsystem gemäß der Erfindung
ist in Fig. 6 gezeigt. Hier ist der Ausgang des Multiplexerschalters
44 gemäß Fig. 1 mit dem Eingang einer ersten
Stufe τ₁ eines Schieberegisters 152 gekoppelt. Das Schieberegister
wird durch ein Taktsignal 4 fscI,Q getaktet. Die geradzahligen
Stufen τ₂, τ₄, τ₆, τ₈, τ₁₀ und τ₁₂ haben Anzapfungen,
die mit Gewichtsfaktorschaltungen 172, 173, 174,
175, 176 bzw. 177 gekoppelt sind. Der Eingang der ersten
Stufe τ₁ ist mit einer Gewichtsfaktorschaltung 171 gekoppelt.
Die Ausgänge dieser Gewichtsfaktorschaltungen 170 sind mit
den Eingängen einer Signalkombinationsschaltung 176 gekoppelt,
deren Ausgang an den Eingang eines Demultiplexerschalters
172 gelegt ist. Dieser wird durch ein Taktsignal
fscI abgetastet.
Die Ausgangsanzapfungen der geradzahligen Schieberegisterstufen
τ₂, τ₄, τ₆, τ₈ und τ₁₀ sind mit den Eingängen von Gewichtsfaktorschaltungen
161, 162, 163, 164 bzw. 165 gekoppelt.
Die Ausgänge dieser Gewichtsfaktorschaltungen 160
sind an die Eingänge einer Signalkombinationsschaltung 154
gelegt, deren Ausgang mit dem Eingang eines Demultiplexerschalters
170 gekoppelt
ist, welcher durch ein Abtastsignal
1/2 fscQ getaktet wird.
Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 6 sei im Zusammenhang
mit den in Fig. 7 veranschaulichten Signalformen erläutert.
Das Signal 260 in Fig. 7a veranschaulicht ein in Phasen-
und Frequenzsynchronismus mit der Farbsynchronsignalkomponente
des analogen Videosignals liegendes Signal. Das
analoge Videosignal wird durch Abtastung mit einem Abtastsignal
4 fscI,Q, welches in Phase mit der I-Achse des Farbsynchronsignals
liegt, digital codiert. Die abgetrennten
Farbsignalabtastwerte werden auf diese Weise in der Folge
I. Q, -I, -Q erzeugt, wie dies das Signal 274 in Fig. 7b
zeigt. Der Signalmultiplexer 40 invertiert dann die negativen
Signalabtastwerte zu einer positiven Abtastwertfolge
der Form I, Q, I, Q. Dieser Signalmultiplexer wird wiederum
durch ein Abtastsignal fsc gesteuert, welches in Fig. 7c
als Signal 276 bezeichnet ist. Die Abtastwerte für I und Q
der positiven Abtastwertfolge kehren mit einer Frequenz von
2 fsc wieder.
Die Folge der Farbsignalabtastwerte I und Q wird in und
durch das Schieberegister 152 unter Steuerung durch das
Signal 4 fscI,Q geschoben. Das Schieberegister nimmt nach
aufeinanderfolgenden Verschiebungen abwechselnde Zustände
an, in welchen die I-Signalabtastwerte in den geradzahligen
Stufen gespeichert werden. Im ersten Zustand wird ein Signal
I dem Eingang der Gewichtsfaktorschaltung 171 zugeführt und
Signale I, die sich in den Stufen τ₂, τ₄, τ₆, τ₈, τ₁₀ und
τ₁₂ befinden, werden abgegriffen und Gewichtsfaktorschaltungen
172, 173, 174, 175, 176 bzw. 177 zugeführt. Die ausgekoppelten
gewichteten Signale von den Gewichtsfaktorschaltungen
170 werden mit einer Signalkombinationsschaltung 176
zu einem gefilterten I-Signal I′ kombiniert. Die Gewichtsfaktoren
der Schaltung 170 werden so gewählt, daß am Ausgang
der Signalkombinationsschaltung 176 eine Tiefpaßcharakteristik
mit einer Bandbreite von etwa 0 bis 1,5 MHz
entsteht. Die gefilterten I-Signale am Ausgang der Signalkombinationschaltung
156 werden durch ein Abtastsignal
fscI mit der Farbträgerfrequenz abgetastet, wodurch entsprechend
dem Nyquist-Kriterium eine Bandbreite von 1,79 MHz
im NTSC-System ermöglicht wird. Das Abtastsignal fscI wird
dem Demultiplexerschalter 172 zugeführt, der eine Ausgangssignalfolge
der Form I₁′, I₃′, I₅′ . . . liefert, wie sie in
Fig. 7d dargestellt ist.
Während des zweiten Zustandes werden die Q-Signalabtastwerte
in die geradzahligen Stufen geschoben. Die Signalabtastwerte
Q werden von den Stufen τ₂, τ₄, τ₆, τ₈ und τ₁₀ ausgekoppelt
und Gewichtsfaktorschaltungen 161, 162, 163, 164
bzw. 165 zugeführt. Die ausgekoppelten gewichteten Signalabtastwerte
Q an den Ausgängen der Gewichtsfaktorschaltungen
160 werden in der Signalkombinationsschaltung 154 zu einem
gefilterten Q-Signal Q′ kombiniert. Die Gewichtsfaktoren
der Schaltungen 160 sind so gewählt, daß am Ausgang der
Signalkombinationsschaltung 154 eine Tiefpaßcharakteristik
mit einer Bandbreite von etwa 0 bis 0,5 MHz entsteht. Die gefilterten
Q-Signale am Ausgang der Signalkombinationsschaltung
154 werden durch ein Abtastsignal 1/2 fscQ mit der halben
Farbträgerfrequenz abgetastet, womit eine Nyquist-
Bandbreite von 0,895 MHz im NTSC-System möglich wird. Das
Abtastsignal 1/2 fscQ steuert den Demultiplexerschalter 170,
der eine Ausgangssignalfolge in der Form Q₁′, Q₅′, Q₉′ . . .
erzeugt, wie sie in Fig. 7e veranschaulicht ist. Auf diese
Weise dämpft die Schaltung nach Fig. 6 das Außerbandrauschen
und demoduliert die Farbsignalgemische I und
Q ungleicher
Bandbreiten.
Weiterin erfordern die Schaltungen nach den Fig. 1 und 6
nur ein einziges Filterschieberegister unter vorteilhafter
Ausnutzung der Verschachtelung der Farbsignalgemische, welche
beide gefiltert und demoduliert werden. Das Filter ergibt
ein gutes Signal/Rausch-Verhalten, weil zwei Abtastwerte
jeder Art der Farbsignalgemische in jedem Farbträgerzyklus
in das Filter eingetastet werden.
Die Schaltung nach Fig. 6 arbeitet zusammen mit einem
Signalmultiplexer 40, wie er in erfindungsgemäßer Ausbildung
in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Demultiplexerschalter
170 und 172 können jeweils ein einziges Verriegelungsregister
anstatt eines Doppelverriegelungsregisters gemäß
Fig. 5 enthalten. Der Taktgenerator nach Fig. 3 erfordert
jedoch eine gewisse Modifikation zur Filterung und Demodulierung
der Signale I und Q, wie es durch die Schaltung
nach Fig. 8 veranschaulicht ist. Elemente aus Fig. 3 erscheinen
auch in Fig. 8 und sind dort mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
In der Schaltung nach Fig. 8 arbeiten das Tor 80 für das
Farbsynchronsignal, die als Spitzendetektor wirkende Abtast-
und Halteschaltung 82, der monostabile Multivibrator 106 und
der Spannungsteiler 84, die ebenso wie in Fig. 3 angeordnet
sind, auch in der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen
Weise. Der Taktgenertor 188 nach Fig. 8 reagiert auf das
Farbsynchronsignal und erzeugt ein abtastfrequentes Signal
4 fscI,Q von der vierfachen Farbträgerfrequenz 4 fsc, welches
gleichphasig mit der I-Achse des Farbsynchronsignals ist.
Der Taktgenerator 188 kann so aufgebaut sein, wie es in der
bereits erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 2 97 556 beschrieben
ist. Das Abtastsignal 4 fscI,Q wird dem Signaleingang des
2-Bit-Zählers 90 zugeführt. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung
86 wird auf den Setzeingang des Zählers
90 über die Serienschaltung eines Kondensators 180 mit einer
Diode 184 gegeben. Ein Spannungsteiler 182 liefert am Verbindungspunkt
des Kondensators 180 mit der Diode 184 eine
Gleichvorspannung.
Die Ausgänge "1" und "2" des Zählers 90 sind mit den Eingängen
eines EXKLUSIV-NOR-Tores 192 gekoppelt. Der Ausgang
"2" ist ferner mit einem Eingang eines UND-Tores 194 und
mit dem Eingang eines Inverters 102 gekoppelt. Der Ausgang
"1" des Zählers 90 liegt am Eingang eines Inverters 196 und
an einem Eingang eines UND-Tores 100. Der Ausgang des Inverters
196 ist mit einem zweiten Eingang des UND-Tores 194
gekoppelt, und der Ausgang des Inverters 102 ist mit einem
zweiten Eingang des UND-Tores 100 gekoppelt. Ein D-Flipflop
96 und ein UND-Tor 98 sind mit dem Ausgang des UND-
Tores 194 gekoppelt und im übrigen in der aus Fig. 3 ersichtlichen
Weise geschaltet.
Im Betrieb zählt der Zähler 90 Impulse des Signals 4 fscI,Q
vom Taktgenerator 188. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung
synchronisiert wiederum den Zähler während der
Farbsynchronsignalintervalle. Wenn das Farbsynchronsignal
den Schwellwertpegel VVH übersteigt, wie es im Zeitpunkt
t₁ in Fig. 7a veranschaulicht ist, dann wird das Ausgangssignal
der Vergleichsschaltung 96 positiv und bleibt so bis
zu einem späteren Zeitpunkt t₂. Der Schwellwertpegel VTH
wird so eingestellt, daß der Zeitpunkt t₁ auftritt, ehe das
Farbsynchronsignal die Phasenlage von 327° der Q-Achse erreicht,
wie etwa eine Phasenlage von 315°. Der von der Vergleichsschaltung 86
erzeugte positive Impuls wird vom Kondensator
180 differenziert, und dabei entsteht zum Zeitpunkt
t₁ ein kurzer positiv gerichteter Impuls
und zum Zeitpunkt
t₂ ein kurzer negativ gerichteter Impuls, wie aus Fig. 8 ersichtlich
ist. Der positiv gerichtete Impuls wird dem Setzeingang
des Zählers 90 über eine Diode 184 zugeführt, so daß
der Zähler zum Zeitpunkt t₁ auf den Zählstand 3 eingestellt
wird. Die Diode schneidet auch den negativ gerichteten Impuls
ab und verhindert, daß dieser den Zähler 90 erreicht.
Auf diese Weise wird der Zähler 90 synchronsiert, so daß er
die Impulse I nach Fig. 7b als "1", die Impulse Q als "2",
die Impulse -I als "3" und die Impulse -Q als "0" zählt.
Wird der Zähler in dieser Weise synchronisiert, dann entsteht
durch die EXKLUSIV-NOR-Verknüpfung der Zählerausgangssignale
durch das Tor 192 das gewünschte Signal fsc für den
Signalmultiplexer 40, wie dies in Fig. 7c durch das Signal
276 veranschaulicht ist. Das UND-Tor 100 erzeugt in jedem
Farbsynchronsignalzyklus einen Impuls bei einem Zählwert
Eins entsprechend dem gewünschten Abtastsignal fscI. Das
Ausgangssignal des UND-Tores 100 nimmt einen hohen Wert an
und ist koinzident mit der Vorderflanke des ausgezogen gezeichneten
Impulses 277 in Fig. 7d und geht auf einen niedrigen
Wert über, wie es der gestrichelte Übergang 278
zeigt. Das UND-Tor 194 erzeugt in jedem Farbsynchronsignalzyklus
bei einem Zählwert von Zwei einen Ausgangsimpuls.
Diese Impulse entstehen abwechselnd am Ausgang des UND-
Tores 98, wobei ihre Vorderflanken mit den Vorderflanken
der ausgezogenen Impulse 279 in Fig. 7e zusammenfallen und
ihre Rückflanken durch die unterbrochene Linie 280 gezeichnet
sind. Das vom UND-Tor 98 erzeugte Signal ist das Abtastsignal
1/2 fscQ.
Claims (13)
1. Vorrichtung zur Erzeugung gefilterter und demodulierter
digitaler Farbsignale für einen Fernsehsignalempfänger, der
eine Quelle digitaler Fernsehsignale in Form von Leuchtdichtesignalen und auf einen
Farbträger quadraturamplitudenmodulierten Farbsignalen enthält,
wobei die Abtastwerte dieses Fernsehsignals mit einer dem Nyquistkriterium
für die Leuchtdichtesignale genügenden Abtastrate auftreten,
und wobei die digitalen Farbsignale von der Quelle dem
Eingang einer Einrichtung (40) zugeführt werden, welche an
ihrem Ausgang eine Mehrzahl von Basisband-Digitalfarbsignalen
(U, V) mit ineinander verschachtelten Abtastphasen liefert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Basisband-Digitalfarbsignale
einem Eingang eines mit der oben genannten Abtastrate betriebenen Tiefpaß-Digitalfilters (52, 54, 60) zugeführt
werden, dessen Durchlaßband im wesentlichen gleich der
gewünschten Bandbreite der demodulierten Digitalfarbsignale
ist und dessen Ausgang mit einer Demultiplexerschaltung (70) gekoppelt
ist, welche mit einer niedrigeren Abtastrate aus der Mehrzahl der von dem Tiefpaß-
Digitalfilter hindurchgelassenen Basisband-Digitalfarbsignale
mindestens ein erstes gefiltertes und demoduliertes digitales
Farbsignal auskoppelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Demultiplexerschaltung (70) eine Einrichtung zur Demultiplexierung
von Basisband-Digitalfarbsignalen mit verschachtelten
Abtastphasen zu einer Mehrzahl von Digitalfarbsignalen
((R-Y)′, (B-Y)′) aufweist, von denen jedes eine besondere
Abtastphase darstellt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filter- und Demodulatorschaltung (40), welche die
digitalen Basisband-Farbsignale mit verschachtelten Abtastphasen
liefert, eine Einrichtung (44) zur Demodulierung des
digitalen Farbsignals von einem Frequenzbereich um den Farbträger
in digitale Basisband-Farbsignale enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß drei Taktsignalquellen (22) vorgesehen sind, deren
erste Taktsignale (4 fsc) mit einem Vielfachen der Farbträgerfrequenz
und im Phasensynchronismus mit dieser liefert,
deren zweite Taktsignale (fsc) mit einem Bruchteil (Untervielfachen)
der Taktsignalfrequenz der ersten Taktsignalquelle
und in Phasensynchronismus mit diesen liefert, und
deren dritte Taktsignale (1/2 fsc (R-Y)′; 1/2 fsc (B-Y′) mit
einem Bruchteil (Untervielfachen) der Frequenz der Taktsignale
der zweiten Taktsignalquelle und in Phasensynchronismus
mit diesen liefert, und daß die Quelle (10-20, 24-34) der
digitalen Farbsignale unter Steuerung durch die Taktsignale
(4 fsc) der ersten Quelle die phasen- und frequenzmodulierten
digitalen Farbsignale liefert, daß die Demultiplexerschaltung
(70) unter Steuerung durch die Taktsignale (1/2 fsc) der
dritten Taktsignalquelle die Mehrzahl der digitalen Farbsignale
liefert, von denen jedes eine besondere Abtastphase
darstellt, und daß der Demodulator (44) unter Steuerung
durch die Taktsignale (fsc) von der zweiten Taktsignalquelle
die digitalen Basisband-Farbsignale mit ineinandergeschachtelten
Abtastphasen erzeugt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (10-20, 24-34) des digitalen Farbsignals eine
Quelle (10-16) eines Videosignalgemisches, das eine Synchronsignalkomponente
enthält, umfaßt, daß mit der Quelle
des Videosignalgemisches eine Einrichtung (20) zum Abtasten
des Videosignalgemisches mit einem Vielfachen der
Frequenz des Farbsynchronsignals und in einer vorbestimmten
Phasenbeziehung mit diesem gekoppelt ist zur Erzeugung
einer Folge digitaler Signalabtastwerte mit einer Mehrzahl
von Phasen, daß mit der Abtasteinrichtung eine Signaltrennschaltung
(24-34) zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbanteile
der Signalabtastwerte gekoppelt ist zur Erzeugung
einer Folge digitaler Farbsignalabtastwerte mit einer Mehrzahl
von Phasen, daß die das digitale Farbsignal im Basisband
erzeugende Schaltung (40) einen mit der Signaltrennschaltung
gekoppelten Demodulator (44, 52) zur Demodulierung
der Farbsignalabtastwerte mindestens einer der Mehrzahl
von Phasen aus dem Frequenzbereich um die Farbsynchronsignalfrequenz
zur Erzeugung digitaler Basisband-Farbsignalabtastwerte
mit einer Mehrzahl von Abtastphasen aufweist,
und daß ein Digitalfilter (52, 54, 60) vorgesehen ist,
welches ein Schieberegister (52) enthält, dem das digitale
Basisband-Farbsignal zugeführt wird und das eine Mehrzahl
von Schieberegisterstufen (τ₁-τ₁₂) enthält, welche so angeordnet
sind, daß gleichzeitig digitale Basisband-Farbsignalabtastwerte
einer gegebenen Abtastphase gespeichert
werden, und daß das Filter eine Kombinationsschaltung (54)
zur arithmetischen Kombinierung von Signalabtastwerten aus
der Mehrzahl von Stufen enthält zur Erzeugung einer Folge
gefilterter Farbsignalabtastwerte der gegebenen Abtastphase
an dem Ausgang.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl der Schieberegisterstufen (τ₁-τ₁₂) im
Sinne einer sequentiellen Speicherung der digitalen Basisband-
Farbsignalabtastwerte mit verschachtelten Abtastphasen
angeordnet sind, daß die Kombinationsschaltung (54) zur
arithmetischen Kombination der Signalabtastwerte eine
Folge
gefilterter Farbsignalabtastwerte eine Mehrzahl von Abtastphasen
erzeugt, und daß die das digitale Farbsignal erzeugende
Schaltung (70) eine Demultiplexschaltung (70) aufweist,
welche die Folge der gefilterten Farbsignalabtastwerte
demultiplexiert und eine Mehrzahl digitaler Farbsignale
erzeugt, welche jeweils eine spezielle Abtastphase
darstellen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (10-20, 24-34) digitaler Farbsignale eine
Folge von Signalabtastwerten erster und zweiter Abtastphasen
erzeugt, daß das digitale Filter (52, 54, 70) ein Schieberegister
(52) enthält, dem die Folge von Signalabtastwerten
zugeführt wird und das eine erste Mehrzahl angezapfter
Schieberegisterstufen (τ₁-τ₁₂) enthält,von denen jeweils
eine Gruppe durch eine andere Gruppe einer zweiten Mehrzahl
von Schieberegisterstufen getrennt ist, daß mit der ersten
Gruppe der Mehrzahl angezapfter Schiebergisterstufen
(τ₂, τ₄ . . . τ₁₂) eine Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen
(61 bis 67) gekoppelt ist, und daß mit den Gewichtsfaktorschaltungen
eine Einrichtung (54) zur Erzeugung einer Folge
gefilterter Farbsignalabtastwerte gekoppelt ist, und daß
die das digitale Farbsignal erzeugende Schaltung (70) eine
Abtasteinrichtung (70) aufweist, welche die Folge gefilterter
Farbsignalabtastwerte abtastet und ein erstes gefiltertes
Farbsignal erzeugt, wenn die erste Mehrzahl angezapfter
Schieberegisterstufen Farbsignalabtastwerte der ersten
Abtastphase enthält, und ein zweites gefiltetes Farbsignal
erzeugt, wenn die erste Mehrzahl angezapfter Schieberegisterstufen
Farbsignalabtastwerte der zweiten Abtastpase
enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Schieberegister (52) ein erster Taktsignalgenerator
(22) zur Verschiebung der Folge digitaler Farbsignale
durch das Schieberegister mit einer ersten Rate (fsc)
gekoppelt ist und daß mit der Abtasteinrichtung (70) ein
zweiter Taktsignalgenerator (22) zur Lieferung eines Taktsignals
(1/2 fsc (R-Y)′, 1/2 fsc (B-Y)′) gekoppelt ist, dessen
Taktfrequenz niedriger als die erste Rate ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (10-20, 24-34) digitaler Farbsignale eine Folge
von Farbsignalgemischen unterschiedlicher Polaritäten
erzeugt, daß die das digitale Basisband-Farbsignal erzeugende
Schaltung (70) eine die Farbsignalgemischfolge von der
Quelle einem Eingang einer Einrichtung (44) zuführende Schaltung
enthält, die an ihrem Ausgang eine Farbsignalgemischfolge
der gleichen Polarität liefert, und daß die Farbsignalgemischfolge
dergleichen Polarität dem Eingang eines Digitalfilters
(52, 54, 60) zugeführt wird, welches an seinem
Ausgang gefilterte digitale Farbsignale mit eine Störsignalkomponenten
außerhalb der Bandbreite des Farbsignalgemisches
dämpfenden Charakteristik liefert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Ausgang des Digitalfilters (50) eine Abtasteinrichtung
(70) gekoppelt ist, welche die am Ausgang gelieferten
Signale mit einer Rate abtastet, die mindestens so groß
ist wie das Nyquist-Kriterium der Farbsignalgemischbandbreite.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (10-20, 24-34) digitaler
Farbsignale eine Folge
von Farbsignalgemischen einer ersten und einer zweiten
Art liefert, daß ein zweites Digitalfilter (152, 170, 156)
vorgesehen ist, welches ein gemeinsames Schieberegister
(152) mit dem ersten Digitalfilter (152, 154, 160) hat und
dem die Folge der Farbsignalgemische von der Quelle zugeführt
wird und das an einem ersten Ausgang eine andere
Kennlinie als
am Ausgang des zweiten Digitalfilters
hat, daß mit dem Ausgang
des ersten Digitalfilters eine
Abtasteinrichtung (170) zum Abtasten der von dem ersten
Digitalfilter gelieferten Signale mit einer Rate, die mindestens
so groß wie das Nyquist-Kriterium des Farbsignalgemisches
der ersten Art ist, gekoppelt ist, und daß mit dem
Ausgang des zweiten Digitalfilters eine Abtastschaltung
(172) gekoppelt ist, welche die vom zweiten Digitalfilter
gelieferten Signale mit einer Rate abtastet, die mindesens
so groß wie das Nyquist-Kriterium des Farbsignalgemisches
der zweiten Art ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle digitaler Farbsignale eine Folge abwechselnder
Farbsignalgemische erster und zweiter Abtastphasen liefert,
daß die Folge des Farbsignalgemisches einem Eingang
eines Schieberegisters (152) zugeführt wird, welches eine
Mehrzahl angezapfter Schieberegisterstufen enthält, daß ein
erstes Digitalfilter das Schieberegister, eine mit einer
Gruppe der angezapften Schieberegisterstufen gekoppelte
erste Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen (160) und eine
mit der ersten Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen (160)
gekoppelte Kombinationsschaltung (154), welche eine erste
Summe gewichteter Anzapfungssignale erzeugt, umfaßt, daß
ein zweites Digitalfilter das Schieberegister, eine mit
einer Gruppe der angezapften Schieberegisterzapfen gekoppelte
zweite Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen (170) und
eine mit der zweiten Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen
(170) gekoppelte Kombinationsschaltung (156), welche eine
zweite Summe gewichteter Anzapfungssignale liefert, umfaßt,
daß die das digitale Farbsignal erzeugende Schaltung (170,
172) eine mit der ersten Kombinationsschaltung (154) gekoppelte
Abtasteinrichtung (170) enthält, welche das
erste Summensignal abtastet, wenn der ersten Mehrzahl von
Gewichtsfaktorschaltungen ein Farbsignalgemisch der ersten
Abtastphase zugeführt wird, und daß mit der zweiten Kombinationsschaltung
(156) eine Abtasteinrichtung (172) gekoppelt
ist, welche das zweite Summensignal abtastet, wenn der
zweiten Mehrzahl von Gewichtsfaktorschaltungen das Farbsignalgemisch
der zweiten Abtastphase zugeführt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster Taktsignalgenerator (22) zur Erzeugung eines
ersten Taktsignals (4 fsc) mit einer gegebenen Frequenz, ferner
ein zweiter Taktsignalgenerator (22) zur Erzeugung
eines zweiten Taktsignals (fsc) mit einer Frequenz, die
niedriger als die gegebene Frequenz ist und eine gegebene
Phasenlage hat, und ein dritter Taktsignalgenerator zur
Erzeugung eines dritten Taktsignals (1/2 fsc) mit einer Frequenz,
die kleiner als die gegebene Frequenz ist und eine
unterschiedliche Phasenlage als die gegebene Phasenlage
hat, vorgesehen sind, daß ein zweites Digitalfilter (152,
170, 156) ein Schieberegister (152) gemeinsam mit einem ersten
Digitalfilter hat und einem Eingang dieses Schieberegisters
die digitalen Farbsignale zugeführt werden und unter Steuerung
durch das erste Taktsignal durch das Schieberegister
hindurchgeschoben werden und daß das zweite Digitalfilter
an seinem Ausgang eine andere Kennlinie aufweist als das
erste Digitalfilter, daß mit dem Ausgang des ersten Digitalfilters
eine Abtasteinrichtung (170) gekoppelt ist, welche
die dort auftretenden Signale unter Steuerung durch das
zweite Taktsignal abtastet, und daß mit dem Ausgang des
zweiten Digitalfilters eine Abtasteinrichtung (172) gekoppelt
ist, welche die dort auftretenden Signale unter Steuerung
durch das dritte Taktsignal abtastet.
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