DE3318322C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Korri
gieren von Zeitachsenfehlern eines Videoplattenspielers
nach dem Oberbegriff des Anspruchs. Eine solche Schal
tung gehört zum betriebsinternen Stand der Technik der
Anmelderin.
Ein Wiedergabegerät für aufgezeichnete Daten erzeugt ein sta
biles Wiedergabesignal mit Hilfe einer Schaltung,
mit der der Fehler des Gerätes bezüglich der Zeitachse er
faßt und korrigiert wird. Beispielsweise wird in einem
Videoplattenspieler zum Wiedergeben eines Farbvideosignals
ein sogenannter "Tangentialspiegel" durch die Phasen
fehlerkomponente des Horizontal-Synchronsignals
im wiedergegebenen Videosignal angetrieben, um die relative
Lage Abtastspurlage eines Datenaufnahme-Erfassungs
punktes tangential zur Spur zu steuern. Das
Wiedergabevideosignal das derart erhalten wird, enthält
allerdings einen verbleibenden Phasenfehler. Um diesen
Fehler zu korrigieren, wird die in Fig. 1 gezeigte Schal
tung verwendet.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, extrahiert eine Burstsignal-
Torschaltung 1 ein 3,58 MHz Farb-Sprungsignal aus
einem Wiedergabevideosignal, wobei eine PLL-Schaltung, die
aus einem Phasenkomparator 2, einem Schleifenfilter 3 und
einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4 besteht, die
Phase des Farbburstsignals erfaßt. Ein Signal, das sich
mit der Veränderung der Phase des wiedergegebenen Farbburst
signals verändert, wird am Ausgang des Phasenkomparators
2 erhalten. Auf diese Weise wird dieses Ausgangssignal da
zu verwendet, daß eine Zeitachsen-Steuerschaltung 5 die Zeitachse
des Wiedergabevideosignals korrigiert, um dadurch den oben
beschriebenen verbleibenden Phasenfehler zu kompensieren.
Wenn die PLL-Schaltung in einem synchronen Zustand ist, muß die
Frequenzcharakteristik der Schleife zu einer schmalbandigen
Charakteristik abgeändert werden (z. B. mit einer Grenz
frequenz von 30 Hz), so daß die Regelung nicht durch hoch
frequentes Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt wird.
In ähnlicher Weise muß die Frequenzcharakteristik bei einem
asynchronen Zustand der PLL-Schaltung auf eine Breitband
charakteristik (z. B. mit einer Grenzfrequenz von 500 Hz)
abgeändert werden, damit die einrastende Betriebsweise
schneller erreicht wird. Um dieses Erfordernis zu erfüllen,
wird der synchrone und der asynchrone Zustand der PLL-
Schaltung ermittelt, und die Zeitkonstante des Schleifen
filters 3 wird derart verändert, daß die Bandbreite variiert
wird. Ein Beispiel einer Schaltung zum Erfassen des syn
chronen bzw. asynchronen Zustandes der PLL-Schaltung ist
in Fig. 2 dargestellt. Der Ausgang des spannungsgesteuerten
Oszillators (VCO) 4 wird mittels eines π/2-Phasenschie
bers 6 um 90° phasenverschoben und mit einem wiedergegebenen
Farbburstsignal in einem Phasenkomparator 7 verglichen.
Das Vergleichsausgangssignal wird in ein Gleichstromsignal
durch ein Tiefpaßfilter (LPF) 8 umgewandelt, wobei dieses
Signal an eine Pegelentscheidungsschaltung 9 angelegt wird.
Das Ausgangssignal der Pegelentscheidungsschaltung ist ein
Erfassungssignal für den synchronen bzw. asynchronen Zu
stand, das die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3 steuert.
Während des synchronen Zustandes ist die Phasendifferenz
zwischen dem wiedergegebenen Farbburstsignal und dem VCO-
Ausgangssignal gleich π/2. Da allerdings das Ausgangs
signal des Phasenschiebers 6 unter Schieben der Phase des
VCO-Ausgangssignals um π/2 erhalten wird, ist im Synchronzustand die Phasen
differenz zwischen dem wiedergegebenen Farbburstsignal und dem Ausgangs
signal des Phasenschiebers 6 gleich π. Das Ausgangssi
gnal des Tiefpaßfilters 8, an das das Ausgangssignal des
Phasenkomparators 7 angelegt wird, bleibt beispielsweise
auf hohem Pegel. Während des asynchronen Zustandes sind
die beiden Eingangssignale des Phasenkomparators 7 von ei
ner rein zufälligen Art, so daß das Ausgangssignal des
Tiefpaßfilters 8 einen niedrigeren Pegel als in dem syn
chronen Zustand hat. Demgemäß kann erfaßt werden, ob oder
ob nicht die PLL-Schaltung in ihrem synchronen Zustand ist,
indem der Ausgangspegel des Tiefpasses 8 mit einem vor
bestimmten Bezugspegel in der Pegelentscheidungsschaltung
9 verglichen wird.
Allerdings ist bei einem Videoplattenspieler die Video
platte im allgemeinen etwas exzentrisch. Daher wird selbst
während des synchronen Zustandes das Farbburstsignal einen
Phasenfehler aufgrund der Exzentrizität haben, wobei der
Phasenfehler eine Komponente hat, die unterhalb von 30 Hz
liegt (die Phasenkomponente ist 30 Hz im Falle eines
Plattenspielersystems, das mit konstanter Winkelgeschwin
digkeit betrieben wird). Daher stellt es eine Schwierig
keit für die Erfassungsschaltung in Fig. 2 dar, in ge
nauer Weise zu erfassen, ob oder ob nicht die PLL-Schal
tung in ihrem synchronen Zustand ist.
Aus der US-PS 40 00 476 ist eine PLL-Schaltung bekannt,
die aufgrund der Eigenschaften des eingegebenen Signals
die Tendenz hat, auf unterschiedlichen Frequenzen zu
synchronisieren. Es herrscht dort stets ein synchroni
sierter Zustand, wenn auch nicht stets in bezug auf das
gewünschte Signal. Die Schaltung leitet aus einer Fehl
synchronisation, d. h. bei einer unerwünschten Synchroni
sation auf ein Signalseitenband, ein Steuersignal ab,
das einen spannungsgesteuerten Oszillator auf eine Fre
quenz bringt, die zur Synchronisation auf die gewünschte
Frequenz führt. Filter werden in dieser Schaltung nicht
umgeschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung
der eingangs genannten Art anzugeben, bei der auch beim
Abspielen exzentrisch umlaufender Videoplatten eine si
chere Unterscheidung getroffen werden kann, ob die
PLL-Schaltung synchronisiert ist oder nicht, um die
Bandbreite des in der Schaltung enthaltenen Schleifen
filters in der geeigneten Weise einzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs gelöst.
Die Erfindung verwendet als Filter in dem Kreis zur Be
einflussung der Bandbreite des Schleifenfilters ein
Bandpaßfilter, dessen Durchlaßcharakteristik so gewählt
ist, daß alle Frequenzkomponenten gedämpft werden, deren
Frequenzen höher sind, als die Fangfrequenzbandbreite
der PLL-Schaltung im breitbandigen Zustand des Schlei
fenfilters. Ebenso werden jene Frequenzkomponenten ge
dämpft, die sich aus einem evtl. exzentrischen Umlauf
der Bildplatte ergeben. Die Schmitt-Triggerschaltung er
zeugt aufgrund ihrer zwei Schwellenwerte eine gewisse
Hysterese. Nach dem Synchronisieren der PLL-Schaltung
bleibt der synchronisierte Zustand auch erhalten, wenn
sich im Ausgangssignal des Bandpaßfilters gewisse Schwe
bungskomponenten zeigen sollten. Es wird dadurch die
Stabilität der Schleife verbessert. Das Bandpaßfilter
verbessert aufgrund seiner Eigenschaften den Fangbereich
der PLL-Schaltung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Zeitachsen-Korrekturschaltung
in einem üblichen Videoplattenspieler;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Beispieles einer üblichen
Schaltung zum Erfassen des synchronen Zustandes
der PLL-Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Zeitachsen-Korrekturschaltung
in einem Videoplattenspieler, bei dem eine
Erfassungsschaltung für den synchronen bzw. asyn
chronen Zustand einer PLL-Schaltung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
verwendet wird; und
Fig. 4A bis 4D und 5A bis 5B Signaldarstellungen für eine Beschreibung der
Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 3.
Fig. 3 zeigt eine Zeitachsen-Korrekturschaltung für
ein Wiedergabesignal, bei der ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung angewendet wird.
In der Fig. 3 sind diejenigen Teile, die von der Funktion her den Teilen
von Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen be
zeichnet. Das Vergleichs-Ausgangssignal (A) des Phasen
komparators in der PLL-Schaltung wird an ein Bandpaß
filter 10 angelegt, so daß eine spezielle Frequenzkompo
nente herausgefiltert wird. Dieses herausgefilterte Aus
gangssignal (B) wird einer Vollwellen-Gleichrichtung
mittels eines Gleichrichters 11 unterworfen und daraufhin
einem Integrator 12 zugeführt. Das Integrations-Ausgangs
signal (C) des Integrators 12 wird an eine Schmitt-Trigger
schaltung 13 angelegt, deren Ausgangssignal (D) die Zeit
konstante des Schleifenfilters 3 steuert. Die restliche
Schaltung ist ähnlich zu derjenigen, die in Fig. 1 ge
zeigt ist.
Fig. 4A bis 4D zeigen Signaldarstellungen für eine Be
schreibung der Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 3.
Die Fig. 4A bis 4D zeigen die Signale (A) bis (D), die
jeweils in der Schaltung nach Fig. 3 auftreten. Es sei
angenommen, daß beim Einschalten
des Videoplattenspielers das Ausgangssignal (D) der
Schmitt-Trigger-Schaltung 13 auf niedrigem Potential sei,
und daß die Schleifencharakteristik der PLL-Schaltung
schmalbandig sei. Während dieses Zustandes liegt zunächst
ein Wiedergabe-Farbburstsignal, das sich um einige 100 Hz
von dem Schwingungssignal des spannungsgesteuerten Oszil
lators 4 in der PLL-Schaltung unterscheidet, an dem Phasen
komparator 2 entsprechend der Stellungen des Tangentialspiegels und der
Drehstellung der Platte, wobei der
Tangentialspiegel und der Plattentellermotor
dazu geeignet sind, den Zeitachsen-Fehler des Video
plattenspielers zu korrigieren. Demgemäß enthält das Aus
gangssignal (A) des Phasenkomparators 2 eine Schwebungskomponente,
die die Differenzfrequenz zwischen den beiden Signalen ist.
Allerdings sei angemerkt, daß, bevor man die Schwebungsfrequenz
komponente erhält, ein unbestimmtes Rauschen während einer
Zeitdauer auftritt, die im linken Bereich von Fig. 4A
schraffiert dargestellt ist. Der Grund für dieses Rauschen
liegt darin, daß die Schaltung in der Praxis derart aufge
baut ist, daß das Vergleichs-Ausgangssignal (A) durch Ab
tasten und durch Halten des Ausgangssignales des Phasen
komparators 2 erhalten wird, wobei das Vergleichs-Ausgangs
signal während einer anfänglichen Zeitdauer zu einer
Rauschkomponente wird, während der der Abtast- und Halte-
Puls und das Wiedergabe-Farbburstsignal nicht in genauer
Weise erhalten werden können. Die Rauschkomponente wird
durch das Bandpaßfilter 10 sehr stark gedämpft, so daß
das Ausgangssignal (B) des Bandpaßfilters im wesentlichen
auf Nullpegel liegt.
Die Charakteristik des Bandpaßfilters 10 ist derart einge
stellt, daß es eine Komponente dämpft,
die höher als eine Frequenz fp ist (wobei fp die Fang
frequenzbandbreite ist, wenn die Schleifencharakteristik
der PLL-Schaltung breitbandig ist) und ebenso eine 30 Hz-
Komponente dämpft, (von 30 Hz bis 10 Hz im Falle eines
Videoplattenspielersystems mit konstanter Lineargeschwin
digkeit) wobei diese Komponente sich aus der Exzentrizität
der Videoplatte ergibt. Die untere Grenzfrequenz des Band
paßfilters 10 ist die Exzentrizitäts-Komponente der Video
platte, da die Grenzfrequenz der PLL-Schaltung auf einen
Wert eingestellt werden wird, der niedriger als die Ex
zentrizitäts-Komponente liegt.
Wenn die Geschwindigkeit des Plattenteller
motors einen vorbestimmten Wert erreicht, erzeugt der
Phasenkomparator 2 die in Fig. 4A dargestellte Schwebungs
frequenzkomponente. Die Schwebungsfrequenz wird selektiv
durch das Bandpaßfilter 10 mit der oben beschriebenen
Charakteristik herausgefiltert, so daß das Sinuskurvensignal,
das in Fig. 4B gezeigt ist, erhalten wird. Aus diesem Si
gnal ergibt sich eine integrierte Signalform, die in Fig.
4C dargestellt ist, nachdem das Signal den Gleichrichter 11
und den Integrator 12 durchlaufen hat. Wenn die integrierte
Signalform den oberen Schwellenwert V H , der in der Schmitt-
Trigger-Schaltung 13 eingestellt ist, erreicht, steigt das
Ausgangssignal (D) der Schaltung 13 auf den hohen Pegel, so
daß die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3 abgesenkt wird,
d. h. die Schleifencharakteristik wird auf eine Breitband-
Charakteristik mit einer Grenzfrequenz fp umgeschaltet.
Daher wird die Nachlauf-Charakteristik der PLL-Schaltung
verbessert und die einrastende Betriebsweise leichter er
reicht.
Wenn die PLL-Schaltung in ihren synchronen Zustand gebracht
worden ist, verschwindet die Schwebungskomponente aus dem Aus
gangssignal (A) des Phasenkomparators 2. Daher sinkt das
integrierte Ausgangssignal langsam ab, wie es in Fig. 4C
dargestellt ist. Wenn das Ausgangssignal den unteren
Schwellenwert V L der Schmitt-Trigger-Schaltung 13 erreicht,
wird das Ausgangssignal (D) auf niedrigen Pegel einge
stellt, so daß die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3
erhöht wird. Daher wird die Schleifencharakteristik auf
eine schmalbandige Charakteristik umgeschaltet, so daß
die PLL-Schaltung in einer stabilen Betriebsweise betrie
ben wird.
In diesem synchronen Zustand erscheint eine Schwebungskomponente
mit einer niedrigen Frequenz von 30 Hz oder weniger aufgrund
der Exzentrizität der Videoplatte in dem Ausgangssignal (A)
des Phasenkomparators. Allerdings wird diese Komponente
nicht erfaßt, da das Bandpaßfilter 10 diese Komponente
dämpft. Selbst wenn Rauschkomponenten aufgrund von Aus
setzern auftreten, werden diese Komponenten durch das Band
paßfilter 10 gedämpft. Daher wird das Ärgernis vermieden,
daß ein einzelnes rauschendes, fehlerhaftes Eingangssignal
fälschlich als asynchroner Zustand der PLL-Schaltung einge
stuft wird.
Die Fig. 5A und 5B zeigen jeweils das Ausgangssignal des
Phasenkomparators 2 und das Ausgangssignal des Integrators
12, wenn der Videoplattenspieler mit einer sogenannten
"Abtast-Betriebsweise mit konstanter Winkelgeschwindigkeit"
betrieben wird. Der Ausdruck "Abtast-Betriebsweise" be
zeichnet eine Betriebsweise, bei der eine Suche nach einem
Bild durch schnelles Verschieben des Datenaufnahme-Er
fassungspunktes senkrecht zur Spurrichtung ausgeführt wird,
wobei der Spur-Servo und die Tangentialservoschleife in
Betrieb sind. Wenn während dieser Betriebsweise der Ver
drehwinkel des Tangentialspiegels einen Grenzwert erreicht, wird
die Spur-Servoschleife außer Betrieb gesetzt, so daß der
Spiegel in die mittige Drehwinkelstellung zu
rückkehren wird, woraufhin eine schnelle Vorwärtsverschie
bung des Abtasters stattfindet mit erneutem Inbetriebsetzen der Spur-
Servoschleife.
Die oben beschriebene Betriebsweise wird wiederholt ausge
führt. Während einer Zeitdauer von mehreren 10
ms, während der die Spur-Servoschleife ausgeschaltet
ist, erscheint eine Schwebungs- oder Rausch-Komponente
in dem Ausgangssignal des Phasenkomparators 2, wie es
in Fig. 5A dargestellt ist. Da allerdings die Dauer die
ser Schwebungskomponente kurz ist, wird das Ausgangssignal des
Integrators 12 nicht den oberen Schwellenwert V H der
Schmitt-Trigger-Schaltung 13 erreichen. Daher wird die
Charakteristik der Schleife nicht verändert, d. h. die
schmalbandige Charakteristik wird beibehalten. Während
der Abtast-Betriebsweise
mit konstanter Winkel
geschwindigkeit des Plattenumlaufs wird die Zeitachse des Wiedergabesignales normal
beibehalten, und die PLL-Schaltung wird in ihrem synchronen
Zustand gehalten, so daß ein Umschalten der Schleifen
charakteristik nicht benötigt wird. Daher ist die Schal
tung nach Fig. 3 für eine Abtast-Betriebsweise mit kon
stanter Winkelgeschwindigkeit geeignet.
Bei einem Plattensystem mit konstanter Lineargeschwindig
keit wird immer dann, wenn die Spur-Servoschleife während
der Abtastung der Platte außer Betrieb gesetzt wird, die
Zeitachse des Wiedergabesignals äußerst unregelmäßig,
so daß die PLL-Schaltung in ihren asynchronen Zustand
versetzt wird. Als Folge hiervon erscheint die Schwebungs
komponente in dem Phasenvergleichs-Ausgangssignal, und
der Zustand der Schmitt-Trigger-Schaltung wird verändert,
so daß eine Bandbreitensteuerung ausgeführt wird und eine
einrastende Betriebsweise leichter erreicht wird. Es be
steht eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt,
an dem die PLL-Schaltung in ihren synchronen Zu
stand kommt, und dem Zeitpunkt, in dem das Aus
gangssignal (C) des Integrators 12 den unteren Schwellen
wert V L der Schmitt-Trigger-Schaltung erreicht. Während
dieser Zeitdauer nimmt die PLL-Schaltung eine völlig sta
bile Synchronisation ein.
Claims (1)
- Schaltung zum Korrigieren von Zeitachsenfehlern eines Videoplattenspielers, mit einer Zeitachsensteuerschaltung, der als Steuersignal das Ausgangssignal eines Phasenkompa rators zugeführt ist, der als ein Eingangssignal ein in dem Videosignal enthaltendes Synchronsignal und als anderes Eingangssignal das Ausgangssignal eines spannungsgesteuer ten Oszillators erhält, dessen Steuerspannung von dem Pha senkomparator über ein Schleifenfilter mit umschaltbarer Bandbreite geliefert ist, wobei die Bandbreite des Schlei fenfilters von einem Signal beeinflußt ist, das aus einem Phasenvergleich des Synchronsignals mit einem vom Oszilla tor stammenden Signal gewonnen und mittels eines Filters und einer Schwellenwertstufe behandelt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Filter mit dem Ausgang des Phasenkomparators (2) verbunden und ein Bandpaßfilter (10) ist, das eine untere Grenzfrequenz aufweist, die hö her als die maximale Umlauffrequenz des Videoplattenspie lers ist, und eine obere Grenzfrequenz aufweist, die höher als die maximale Fangfrequenz der von Phasenkomparator (2), Schleifenfilter (3) und spannungsgesteuertem Oszillator (4) gebildeten Phasenverriegelungsschaltung im breitbandi gen Zustand des Schleifenfilters (3) ist, daß der Ausgang des Bandpaßfilters (10) mit einem Gleichrichter (11) und dessen Ausgang über einen Integrator (12) mit einer die Schwellenwertstufe bildenden Schmitt-Triggerschaltung (13) verbunden ist, die zwei Schwellenwerte (V H , V L ) unter schiedlicher Höhe aufweist und deren Ausgang die Bandbrei te des Schleifenfilters (3) beeinflußt.
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