DE3909847A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur erzeugung eines hilfssignals - Google Patents

Description

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

In der eigenen älteren Patentanmeldung (P 37 36 741) wird ein System zur Ermittlung von Zeitbasisfehlern in einem vom Magnetband abgenommenen HDTV-Videosignal vorgeschlagen. Dieses HDTV-Videosignal weist im Bereich horizontaler Austastlücken ein Referenzsignal auf, welches ähnlich dem Farb-Synchronsignal in einem Farb-Videosignal aus einem Paket mehrerer sinusförmiger Schwingungen besteht. Im Gegensatz zu dem Farb-Synchronsignal, welches auf der hinteren Schwarzschulter übertragen wird, wird das Referenzsignal innerhalb der Horizontal-Austastlücken gleichspannungsmäßig einem mittleren Grauwert überlagert. Die Frequenz des Referenzsignals ist mit der Frequenz eines Taktsignals gemäß der Beziehung

verkoppelt, so daß bei einer Taktfrequenz von f _Takt = 27 MHz und einer ganzen Zahl von n = 1 die Frequenz des Referenzsignals f _Hilf = 3,375 MHz wird. Das Taktsignal mit der Frequenz f _Takt ist darüberhinaus mit dem 864fachen der Horizontalfrequenz eines HDTV-Videosignals für ein 1250-Zeilensystem frequenzverkoppelt. Das aufsprechseitig in den horizontalfrequenten Austastlücken zugesetzte Referenzsignal dient zur Bestimmung vorliegender Zeitfehler im wiedergegebenen HDTV-Videosignal. Dabei wird der jeweilige Zeitfehler anhand der Phasenlage des wiedergegebenen Referenzsignals mit einem speziellen Phasendetektor ermittelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art den sinusförmigen Kurvenverlauf des Referenzsignals mit großer Phasen- und Amplitudengenauigkeit zu bestimmen und das Referenzsignal zusammen mit einem Horizontalsynchronsignal als Hilfssignal einem analogen Videosignal zuzusetzen.

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

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die digitale und damit hochpräzise Generierung des aufsprechseitig zuzusetzenden Hilfssignals den Restzeitfehler bei einer Zeitfehlerkorrektur auf wenige Nanosekunden beschränkt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch den (sin(x)/x)-funktionsförmigen Dämpfungsverlauf eines bei der D/A-Wandlung verwendeten D/A-Wandlers und dem Dämpfungsverlauf eines bei der Tiefpaßfilterung eingesetzten Tiefpaßfilters verursachter Frequenzgangabfall dadurch kompensiert werden kann, daß in dem programmierbaren Festwertspeicher bereits entsprechend "vorverzerrte" Datenwerte des Amplitudenverlaufs des sinusförmigen Hilfssignal abgelegt werden können. Dadurch kann auf eine einfache Bessel-Filteranordnung ohne Gruppenlauf-Zeitfehler zurückgegriffen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung und

Fig. 2 Spannungszeitdiagramme zur Erläuterung des Blockschaltbilds.

In dem Blockschaltbild der Fig. 1 liegt an einer Klemme 1 der Chrominanzanteil eines analogen Videosignals, in dessen horizontalfrequenten Austastlücken A ein Hilfssignal in Form negativer Synchronimpulse S eines horizontalfrequenten Synchronsignals und ein Referenzsignal R auf einer Graustufe einzufügen ist. Das Referenzsignal R umfaßt 10 sinusförmige Schwingungen mit einer Frequenz von 3,375 MHz.

In der Fig. 2a ist eine der horizontalfrequenten Austastlücken A mit einem vorderen Unbuntbereich U _v, einem Synchronimpuls S, einem Referenzsignal R und einem hinteren Unbuntbereich U _h dargestellt. Die die beiden Unbuntbereiche U _v und U _h liegen innerhalb eines Bildbereichs von 0% bis 100%, entsprechend den Pegeln 0 Volt bis 0,7 Volt, bei 50% der Bildamplitude oder 0,35 Volt. Die Synchronimpulse S des Synchronsignals nehmen einen Amplitudenbereich von 0 Volt bis -0,3 Volt des Gesamtamplitudenbereichs von 1 V _ss ein.

Wie eingangs erwähnt, ist das Referenzsignal frequenz- und phasenmäßig mit dem Horizontal-Synchronsignal eines HDTV-Videosignals zu verkoppeln. Aus diesem Grund wird ein an einer Klemme 2 parallel mit dem analogen Videosignal übertragenes Horizontal-Synchronsignal H _D (32 µs/Zeilenperiode) einer Phasenregelschleife 3 zugeführt, an deren Ausgang ein mit dem 864fachen der Horizontalfrequenz eines HDTV-Videosignals phasenmäßig verkoppeltes Taktsignal CLK mit einer Taktfrequenz von 27 MHz abnehmbar ist. Das Taktsignal CLK sowie ein an einer Klemme 4 liegendes Horizontal-Austastsignal A _H und ferner ein über eine Klemme 5 zugeführtes Vertikal-Synchronsignal 2 V werden in einer Logikstufe 6 zu einem Steuersignal verknüpft, welches über eine Rücksetzstufe 7 zu dem Steuereingang eines Adreßzählers 8 weitergeleitet wird. Der Ausgang des Adreßzählers 8 ist über über einen 9 Bit breiten Adreß-Bus zum einen mit den Adreßeingängen eines programmierbaren Festwertspeichers 9 (PROM) und zum anderen mit einer Steuerstufe 10 verbunden. Die Steuerstufe 10 detektiert eine am Ende des Austastintervalls vorliegenden Adreßwert, um über die Rücksetzstufe 7 den Adreßzähler 8 auf einen definierten Anfangs-Adreßwert zurückzustellen.

In dem programmierbaren Festwertspeicher 9 sind adreßabhängig Datenworte mit Amplitudenwerten des Kurvenverlaufs des Hilfssignals gespeichert. In dem vorliegenden Fall sind pro Schwingungsperiode des Referenzsignals R jeweils acht Amplitudenwerte in dem programmierbaren Festwertspeicher 9 abgelegt. Weiterhin sind in dem programmierbaren Festwertspeicher 9 Daten mit dem Kurvenverlauf des horizontalfrequenten Synchronimpulses S und den beiden Unbuntbereichen U _v und U _h gespeichert. Beim Auslesen des programmierbaren Festwertspeichers 9 steht durch Anlegen des Adreßsignals das Hilfssignal in Form von Datenworten für eine weitere Signalverarbeitung zur Verfügung. Die am Ausgang des programmierbaren Festwertspeichers 9 abnehmbaren Daten werden über einen 8-Bit-breiten Daten-Bus zu einem D/A-Wandler 11 geleitet und von diesem in entsprechende Analogwerte umgewandelt. Der Ausgang des D/A-Wandlers 11 ist über ein Tiefpaßfilter 12 mit einer Klemmstufe 13 verbunden, welche mit einem horizontalfrequenten Klemmimpulssignal H _C das nunmehr analog vorliegende Hilfssignal im hinteren Unbuntbereich U _h gleichspannungsmäßig auf ein definiertes Gleichspannungspotential klemmt. Eine weitere Klemmstufe 14 ist in dem zur Übertragung des HDTV-Videosignals vorgesehenen Übertragungskanal angeordnet. Die an den Ausgängen der Klemmstufen 13 und 14 bereitgestellten Signale werden in einer Addierstufe 15 addiert, so daß an einer Ausgangsklemme 16 ein HDTV-Videosignal abnehmbar ist, in dessen horizontalfrequenten Austastintervallen ein bezüglich der Phasenlage und der Amplitudenwerte hochpräzises Hilfssignal eingesetzt ist.

Der Rücksetzstufe 7, dem Adreßzähler 8, dem programmierbaren Festwertspeicher 9, der Steuerstufe 10 sowie dem D/A-Wandler 11 wird ein von der Logikstufe 6 aufbereitetes Taktsignal CLK zugeführt.

Der D/A-Wandler 11 weist einen Amplituden-Dämpfungsverlauf auf, der einer (sinus(x)/x)-Funktion folgt. Der dem D/A-Wandler 11 nachgeschaltete Tiefpaßfilter 12 weist ebenfalls einen bestimmten Amplituden-Dämpfungsverlauf auf, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach einer Bessel-Funktion zu hohen Frequenzen hin abfällt. Die Grenzfrequenz des als Bessel-Tiefpaß ausgestalteten Tiefpaßfilters 12 liegt etwa bei 6 MHz - also ca. doppelt so hoch wie die Frequenz von 3,375 MHz des Hilfssignals. Durch die Wahl einer derart hohen Grenzfrequenz im Vergleich zur Frequenz des Hilfssignals kann der Gruppenlaufzeitfehler des Bessel-Tiefpaßfilters vernachlässigt werden. Maßnahmen zur Korrektur von Gruppenlaufzeitfehlern können daher entfallen, zumal auch nur eine einzige Frequenz zu übertragen ist.

Die insgesamt durch den D/A-Wandler 11 und das Tiefpaßfilter 12 verursachten Amplituden-Dämpfungsverluste können durch entsprechend "vorverzerrte" Amplitudenwerte in Form der Datenworte in dem programmierbaren Festwertspeicher 9 kompensiert werden. In der Fig. 2a soll der gestrichelt gezeichnete Signalverlauf des Referenzsignals R diesen Kompensationsvorgang verdeutlichen. Das in der Fig. 2b gezeigte Spannungsdiagramm zeigt zwei vollständige Zeilenperioden H des an Klemme 1 liegenden analogen Videosignals. Die in der Fig. 2c und 2d dargestellten Zeitdiagramme zeigen entsprechend zeitlich zugeordnete Spannungsdiagramme des Horizontal-Synchronsignals H _D und des Horizontal-Austastsignals A _H. Das Adreßsignal liegt gemäß der Fig. 2e nur während der horizontalfrequenten Austastlücken A an den Adreßeingängen des programmierbaren Festwertspeichers 9 an.

Durch die digitale Ableitung des Hilfssignals mit dem Referenz- und horizontalfrequenten Synchronsignal und der damit verbundenen festen zeitlichen Zuordnung bezüglich fest definierter Abtastzeitpunkte im erzeugten Hilfssignal ergibt sich eine von Toleranzen analoger Bauelemente im wesentlichen unabhängige Signalform und damit keine bauelementabhängige Beeinflussung der Phasenlage und des Amplitudengangs des erzeugten Hilfssignals.

Mit dem erfindungsgemäß erzeugten Hilfssignal kann der Restzeitfehler durch einen wiedergabeseitigen Zeitfehlerkorrektor eines HDTV-Magnetbandgeräts auf etwa 3 ns beschränkt werden. Dies entspricht etwa dem Sechstel eines Bildpunktes in einem HDTV-Videosignal.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Hilfssignals, welches mit dem Synchronsignal eines Videosignals frequenzverkoppelt und im Bereich horizontalfrequenter Austastintervalle dem Videosignal zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit der Horizontalfrequenz des Synchronsignals verkoppeltes Taktsignal abgeleitet wird, dessen Frequenz ein Vielfaches der Frequenz des Hilfssignals ist,
daß während eines jeden horizontalfrequenten Austastintervalls in Abhängigkeit des abgeleiteten Taktsignals ein Adreßsignal für einen programmierbaren Festwertspeicher (9) erzeugt wird, in welchem der Signalverlauf des Hilfssignals abgelegt ist, und
daß ein am Ausgang des programmierbaren Festwertspeichers (9) erhaltenes Datensignal D/A-gewandelt wird und nach einer Tiefpaßfilterung als Hilfssignal zum Einsetzen in das Videosignal zur Verfügung steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Hilfssignal mit mehreren Schwingungsperioden eines Referenzsignals und je einem Horizontal-Synchronimpuls während der horizontalfrequenten Austastintervalle.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefpaßfilterung mit einem Bessel-Tiefpaßfilter erfolgt, dessen Grenzfrequenz etwa der doppelten Frequenz des Hilfssignals entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Hilfssignals durch entsprechende Datenwerte in dem programmierbaren Festwertspeicher bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Signaldämpfungen des Hilfssignals bei der D/A-Wandlung und Tiefpaßfilterung durch zuvor entsprechend korrigierte Datenworte in dem programmierbaren Festwertspeicher ausgeglichen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Taktsignals mit einem geradzahligen Vielfachen der Frequenz des Hilfssignals verkoppelt ist, vorzugsweise mit dem 8fachen.

7. Schaltungsanordnung zur Durchführungs des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen mit Horizontal-Synchronimpulsen des Videosignals verkoppelten Taktgenerator (3),
einen Adreßzähler (8) zum Zählen von Taktimpulsen, die von dem Taktgenerator (3) abnehmbar sind,
einen programmierbaren Festwertspeicher (9), dessen Adreßeingänge mit Adreßausgängen des Adreßzählers (8) verbunden sind,
einen D/A-Wandler (11) an Datenausgängen des programmierbaren Festwertspeichers (9),
einen mit dem Ausgang des D/A-Wandlers (11) verbundenes Tiefpaßfilter (12) und
eine Addierstufe (15) zur Zusammensetzung des Videosignals und eines am Ausgang des Tiefpaßfilters (12) abnehmbaren Hilfssignals im Bereich der horizontalfrequenten Austastintervalle.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch horizontalfrequent gesteuerte Klemmstufen (13, 14), welche in Signalzuleitungen der Addierstufe (15) zwischengeschaltet sind.