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Farbfernsehempfänger
Die Erfindung bezieht sich auf Farbfernsehempfänger, besonders auf die Ausführung der Endstufen des Farbkanals von Farbfernsehempfängern, die zum Empfang eines Trägers bestimmt sind, der mit einem Helligkeitssignal Yw und einem seinerseits abwechselnd mit zwei verschiedenen Farbsignalen Al und A2 modulierten Unterträger moduliert ist.
Ein Fernsehsystem mit einem derart modulierten Träger ist in der franz. Patentschrift Nr. 1. 150. 989 (entsprechend der DAS 1044154) beschrieben. Bei diesem System werden die beiden mit der Zeilenfrequenz abwechselnd übertragenen Farbsignale Al und A2 empfangsseitig dadurch in gleichzeitig vorhandene Signale umgewandelt, dass jedes von ihnen während der Zeilenperioden, in denen es nicht übertragen wird, wiederholt wird. Die so wiederholten Signale der zuvor übertragenen Bildzeile sind den genauen Signalen der gerade in der Übertragung befindlichen Bildzeile angeglichen. Man verfügt somit insgesamt mit dem Helligkeitssignal über drei gleichzeitig vorhandene Signale Yw, Al und A2, die so miteinander kombiniert werden, dass die drei Grundfarbensignale erhalten werden, welche den Bildwiedergabeeinrichtungen zugeführt werden.
Ein einfaches Mittel zur Wiederholung der Signale besteht darin, dass diese einerseits einem sogenannten direkten Kanal und parallel dazu anderseits einem sogenannten verzögerten Kanal zugeführt werden, wobei der verzögerte Kanal eine Verzögerungsleitung (beispielsweise eine Ultraschall-Verzöge- rungsleitung) enthält, die eine Verzögerung hervorruft, die gleich der Gesamtdauer (Kehrwert der Zeilenablenkfrequenz) einer Bildzeile ist.
Es versteht sich von selbst, dass diese Verzögerungsleitung einen Bestandteil des Empfängers bildet, der genau ausgeführt sein muss. Um die Verwendung von zwei Verzögerungsleitungen zu vermeiden, zieht man es im allgemeinen vor, die Wiederholung der Signale durchzuführen, bevor die nacheinander an-
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Umschaltung auf zwei getrennte Kanäle verteilt werden ; dies bedeutet also, dass die Wiederholung vor der Umschaltung erfolgt. Die Demodulation des Unterträgers kann vor der Wiederholung, zwischen der Wiederholung und der Umschaltung oder auch nach der Umschaltung vorgenommen werden ; in den beiden letzten Fällen ist natürlich die Verwendung von zwei Unterträger-Demodulatoren erforderlich.
Die Wiederholung vor der Umschaltung, welche den beträchtlichen Vorteil aufweist, dass nur eine einzige Verzögerungsleitung erforderlich ist, bringt bei den bekannten Einrichtungen jedoch den Nachteil mit sich, dass die Umschaltung erschwert wird. Man benötigt dann an Stelle des einfachen Umschalters mit einem Eingang und zwei Ausgängen, wie er für eine Umschaltung vor der Wiederholung verwendet wird, einen doppelten Umschalter mit zwei Eingängen, welche mit dem Ausgang des direkten Kanals bzw. dem Ausgang des verzögerten Kanals verbunden sind, und mit zwei Ausgängen, von denen der eine dem direkten und dem verzögerten ersten Farbsignal Al und der andere dem direkten und dem verzögerten zweiten Farbsignal A2 zugeordnet sind.
Der Umschalter muss abwechselnd die Verbindungen "erster Eingang-erster Ausgang" und "zweiter Eingang-zweiter Ausgang" und dann die Verbindungen "erster Eingang-zweiter Ausgang" und "zweiter Eingang-erster Ausgang" herstellen.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, welche mit einer Verzögerungsleitung aus-
Kommt und dennoch nur einen einfachen Umschalter erfordert. Zu diesem Zweck werden am Ausgang des direkten Kanals und am Ausgang des verzögerten Kanals die linearen Kombinationen Al + A2 und Al - A2 gebildet.
Die Bildung des Signals Al + A2 aus den Ausgangssignalen des direkten Kanals und des verzögerten
Kanals erfordert keine Umschaltung, während die Bildung des Signals Al- A2 nur eine einfache Umschal- tung erfordert ; die Grundfarbensignale können offensichtlich durch lineare Kombinationen der Signale Yw,
Al + A2 und Al - A2 erhalten werden, wenn sie durch lineare Kombinationen der Signale Yw, Al und
A2 erhältlich sind.
Ein Farbfernsehempfänger zum Empfang eines Trägers, der mit einem Helligkeitssignal und mit einem seinerseits abwechselnd mit zwei Farbsignalen modulierten Unterträger moduliert ist, mit einem Helligkeitskanal und mit einem den Unterträger aufnehmenden Farbkanal, der sich in einen direkten und in einen verzögerten Kanal aufteilt, von denen der verzögerte Kanal eine Verzögerungsanordnung enthält, die jedes der beiden Farbsignale in den Totzeiten seiner Übertragung wiederholt, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass an den direkten Kanal die ersten Eingänge und an den verzögerten Kanal die zweiten Eingänge einer Additionsschaltung und einer abwechselnd das Ausgangssignal des verzögerten Kanals vom Ausgangssignal des direkten Kanals und umgekehrt abziehenden Subtraktionsschaltung angeschlossen sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Subtraktionsschaltung eine Subtraktionsstufe enthält, deren Eingänge mit den Ausgängen des direkten Kanals und des verzögerten Kanals verbunden sind, und dass an den Ausgang der Subtraktionsstufe von den beiden Eingängen eines Umschalters mit zwei Eingängen und einem Ausgang der eine direkt und der andere über eine Polaritätsumkehrschaltung angeschlossen sind. Die Erfindung eignet sich besonders für eine bestimmte Ausführungsform des zuvor erwähnten Farbfernsehsystems, die nachstehend noch erläutert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen : Fig. 1 das Blockschaltbild des Farbkanals eines nach der Erfindung ausgeführten Empfängers und Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teiles des Senders, der in Verbindung mit dem Empfänger von Fig. 1 verwendet werden kann.
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild des nach der Erfindung abgeänderten Teiles eines Empfängers für den Fall, dass die Wiederholung nach der Demodulation erfolgt. Am Punkt 10. erscheint der demodulierte Unterträger im Farbkanal des Empfängers, der an das zuvor erwähnte Farbfernsehsystem angepasst ist, und dessen Farbkanal bis zu diesem Punkt ebenso wie der Helligkeitskanal im wesentlichen so ausgeführt sein kann, wie in Fig. 3 der bereits erwähnten franz. Patentschrift Nr. 1. 150. 989 dargestellt ist. Der Eingang 10 speist einen verzögerten Kanal 11", der beispielsweise eine Ultraschall-Verzögerungsleitung enthält und seinen Eingangssignalen eine Verzögerung von der Dauer einer Zeile erteilt, und parallel dazu einen unverzögerten Kanal 11'.
Wenn zur Vereinfachung der Beschreibung die Ausgangssignale des direkten Kanals mit dem Index'und die Ausgangssignale des verzögerten Kanals mit dem Index"versehen werden, liefert der Kanal 11'abwechselnd die Signale A'l und A'2 zum ersten Eingang einer Additionsschaltung 12 und zum ersten Eingang einer Subtraktionsschaltung 13, während der verzögerte Kanal 11"abwechselnd die Signale A"2 und A"l zu den zweiten Eingängen der Additionsschaltung 12 und der Subtraktionsschaltung 13 liefert.
Die Additionsschaltung 12 liefert an ihrem Ausgang 18 abwechselnd die Signale A'1 + A"2 und A"l + A'2, also dauernd das Signal Al + A2, wenn man davon absieht, ob die Signale direkt oder verzögert sind.
Die Subtraktionsschaltung 13 liefert abwechselnd die Signale A'l-A"2 und A'2 - A"l, also abwechselnd Al - A2 und A2 - Al. Sie speist die beiden Eingänge eines Umschalters 15, u. zw. den einen Eingang direkt und den andern Eingang über einen Verstärker 14 mit dem Verstärkungsfaktor-l.
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Signal Al - A2 empfängt. Diese Umschaltung erfolgt mit Hilfe eines Umschaltsignals mit zwei Pegeln, das dem Eingang 17 des Umschalters zugeführt wird. Dieses Umschaltsignal wird von einer nicht dargestellten Kippschaltung erzeugt, die ihrerseits beispielsweise vom Identifizierungssignal gesteuert werden kann. das einem der beiden auf den Unterträger aufmodulierten Farbsignale vorangeht, wie in der zuvor genannten Patentschrift angegeben ist.
Diese Kippschaltung kann beispielsweise als monostabile Kippschaltung ausgeführt sein, deren insta-
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biler Zustand die Dauer einer Zeile hat, und die beim Auftreten eines Identifizierungssignals in den instabilen Zustand gebracht wird.
Man verfügt also dauernd am Ausgang 18 der Additionsschaltung 12 bzw. am Ausgang 16 des Umschalters 15 über zwei Signale Al + A2 und Al - A2.
Man kann dann auf Grund der Signale Yw, Al + A2 und Al - A2 die gleichen Signale erhalten, die auch durch lineare Kombinationen der Signale Yw, Al und A2 erhalten werden können, unabhängig von der Art der abwechselnd übertragenen Signale.
Der beschriebene Empfänger besitzt jedoch besondere Vorteile, wenn die Signale Al + A2 und Al - A2 bzw. dazu proportionale Signale selbst erwünscht sind.
Ein solcher Fall soll nachstehend erläutert werden. Hiezu sei an folgendes erinnert :
Bei dem zuvor erwähnten Farbfernsehsystem ist das Helligkeitssignal Yw ein Signal mit der grossen Bandbreite w, während die Farbsignale Al und A2 die kleinere Bandbreite n haben.
Wenn Vw, Rw und Bw die drei gammakorrigierten Grundfarbensignale mit der Bandbreite w sind, hat das übertragene Helligkeitssignal vorzugsweise die folgende Form :
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worin o, ss und y drei Koeffizienten sind, deren Summe gleich 1 ist.
Beispielsweise haben für eine genaue Wahl der Grundfarben grün, blau und rot diese Koeffizienten die Werte 0,59, 0,30 und 0,11.
Wenn anderseits mit R, B und V die Grundfarbensignale nach Gammakorrektur, jedoch mit der Bandbreite n bezeichnet werden, ist das Signal Y definiert durch :
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Dies bedeutet, dass V, R, B und Y jeweils durch die im Band n liegenden Komponenten der Signale Vw, Rw, Bw bzw. Yw gebildet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Empfängers werden für die Erzeugung der Grünkomponente, der Rotkomponente und der Blaukomponente des Farbbildes die folgenden drei Signale verwendet :
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worin mit Yh die Komponenten des Signals Yw bezeichnet sind, die in dem Band h = w - n liegen, d. h. in dem Band w, von dem das Band n abgeschnitten ist.
Die den Signalen V, R'und B'gemeinsame Komponente Yw ist dem Signal identisch, mit welchem direkt der Träger moduliert wird, und die Komponenten R - Y, V - Y und B - Y werden aus den beiden Signalen Al und A2 erhalten, welche auf den Unterträger moduliert sind.
Diese Art der Bildung der Signale V', R'und B'ergibt eine gute optische Qualität des Farbbildes und weist praktische Vorteile auf.
Im allgemeinen erfolgt die Addition des Signals Yw mit dem Signal V - Y, R - Y bzw. B - Y in der Dreifarbenröhre dadurch, dass das Signal Yw mit umgekehrter Polarität an die Kathoden der Strahlensysteme angelegt wird, während die Signale V - Y, R - Y und B - Y jeweils an die Wehneltelektrode des entsprechenden Strahlsystems angelegt werden, so dass V - Y, R - Y und B - Y drei der vier Signale sind, welche der Dreifarbenröhre zugeführt werden.
Dass die drei verschiedenen Signale V - Y, R - Y und B-Y aus den Signalen Al und A2 erhalten werden können, erklärt sich aus der Tatsache, dass die drei Differenzsignale nicht drei unabhängige Grö- ssen sind, sondern durch die folgende Gleichung miteinander verknüpft sind :
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genommen werden, die zweien der drei Differenzsignale proportional sind, beispielsweise dl = R-Y und d2 = B-Y.
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- Yproportional sind, wobei Kl und K2 zwei Konstante sind, die so bestimmt sind, dass sich die beiden übertragenen Signale jeweils indem gleichen nutzbaren Intervall ändern, während die Signale R-Y und B-Y von Natur aus voneinander verschiedene nutzbare Änderungsintervalle haben.
Unter "nutzbarem" Intervall ist zu verstehen, dass bestimmte theoretisch mögliche, aber praktisch nicht auftretende Extremwert der Signale R-Y und B - Y vernachlässigt werden. Wenn sich R, B und V zwischen 0 und 1 ändern, haben
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Wenn angenommen wird, dass als nutzbare Änderungsintervalle von R - Y das Intervall : l : 3/4. 0,7 und von B - Y das Intervall 3/4. 0,89 anzusehen sind, erhält man mit den Werten Kl = 4/3. 1/0,7 und K2 = 4/3. 1/0, 89 Signale Cl und C2 mit dem gemeinsamen Änderungsintervall-l bis +1.
Die Wiederherstellung der Signale R-Y, B-Y und V - Y auf Grund der den Werten R - Y und B - Y proportionalen Signale, insbesondere der Signale Cl und C2, bietet offensichtlich keine Schwierigkeit.
Es sei nun angenommen, dass die Signale Al und A2 an SteUe der zuvor angegebenen Form Cl und C2 die folgende Form haben :
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worin a und b zwei Konstante sind.
Dann gilt :
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Es ergibt sich dann der Vorteil, dass an den Ausgängen 16 und 18 der Anordnurg von Fig. 1 unmittel- bar die den Werten d2 und dl proportionalen Signale zur Verfügung stehen, aus denen sich d3 durch lineare Kombination ableiten lässt.
Unter diesen Umständen ist nicht nur die Umschaltvorrichtung des Empfängers von'Fig. l vereinfacht, sondern es ist auch die Schaltung zur Bildung der Signale dl, d2 und d3 ebenso einfach, wie wenn die übertragenen Signale den Werten dl und d2 proportional sind.
Die Koeffizienten a und b müssten den Werten Kl/2 bzw. K2/2 gleich gewählt werden, wenn R - Y und B-Y gleichzeitig ihre algebraischen Höchstwerte oder ihre algebraischen Kleinstwerte annehmen könnten. Dies ist jedoch praktisch nicht der Fall. Man kann daher a und b grösser als Kl/2 bzw. K2/2 wählen, und durch Ausnutzung dieser Tatsache ist es möglich, den Rauschabstand zu verbessern, wenn man berücksichtigt, dass der Störschutz auf dem Signal R - Y mit a und der Störschutz auf dem Signal B - Y mit b wächst.
Anderseits zeigt die Erfahrung, dass bei den Signalen Cl und C2 die Sichtbarkeitsschwelle des Rauschens auf dem Bild bei rot geringer als bei blau ist.
Wenn man auf den Ausdruck für die den Strahlsystemen zugeführten Signale R', V'und B'zurück- greift, stellt man fest, dass die rote Farbe umso besser geschützt ist, je grösser der Koeffizient a ist.
Ungeachtet der Tatsache, dass man a und b so wählt, dass die Kapazität des Unterträgers möglichst gut ausgenutzt wird, ist es also vorteilhaft, a gegen b derart zu begünstigen, dass der Schutz gegen das Rauschen für alle Farben auf dem Bild gleichförmig ist.
Wenn die gleichen nutzbaren Änderungsintervalle wie zuvor für R - Y und B - Y angenommen werden, kann man also beispielsweise die folgenden Werte nehmen :
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Das Rauschen verteilt sich dann gleichförmiger über die Bilder.
Ganz allgemein werden a und b so gewählt, dass die nutzbaren Änderungsintervalle von Dl und D2 die Modulationskapazität des Unterträgers nicht überschreiten, wobei das Verhältnis b/a zwischen 1 und 1/3 bemessen wird.
Unabhängig von den gewählten Werten der Koeffizienten a und b sind die gesendeten Signale Dl und D2 schliesslich lineare Kombinationen der drei Signale R, B und V, welche in der Sendeschaltung aus diesen Signalen durch herkömmliche"Matrixschaltungen"erhalten werden können, die lineare Kombinationen ihrer Eingangssignale bilden. Sie werden jedoch vorzugsweise aus den Differenzsignalen dl und d2
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gebildet, welche ihrerseits zuvor durch eine herkömmliche Matrixschaltung erhalten worden sind.
In Fig. 2 ist die Schaltung eines Senders gezeigt, bei dem diese Massnahme angewendet wird. Die Eingänge 1 und 2 dieser Anordnung empfangen die Signale dl (beispielsweise R - Y) bzw. d2 (beispielsweise B-Y), welche sie zwei Verstärkern 3 und 4 mit den Verstärkungsfaktoren a bzw. b zuführen. Der Ausgang des Verstärkers 3 speist die ersten Eingänge einer Additionsschaltung 5 und einer Subtraktionschaltung 6, während die zweiten Eingänge dieser Schaltungen von dem Verstärker 4 gespeist werden.
Man erhält also am Ausgang der Additionsschaltung 5 das Signal Dl und am Ausgang der Subtraktionsschaltung 6 das Signal D2. Diese Signale werden den beiden Eingängen eines Umschalters 7 zugeführt, der mit der Zeilenfrequenz durch ein Signal betätigt wird, das aus den Synchronisationsschaltungen des Senders kommt und dem Steuereingang 8 zugeführt wird. Das sequentielle Signal wird am Ausgang 9 des
Umschalters abgenommen und zur Modulation des Unterträgers verwendet.
Diese Abänderung der Schlüsselungsschaltung für die Farbsignale ist die einzige Änderung, die in dem Sender beispielsweise im Vergleich zu einem Sender erforderlich ist, welche die Signale Cl und C2 aussendet.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Besonders können die verwendeten Additions- und Subtraktionsschaltungen so ausgeführt sein, dass sie die Summen-bzw. Differenzsignale mit konstanten Faktoren liefern, durch welche diese auf einen für die spätere Verwendung erwünschten Pegel gebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Farbfernsehempfänger zum Empfang eines Trägers, der mit einem Helligkeitssignal und mit einem seinerseits abwechselnd mit zwei Farbsignalen modulierten Unterträger moduliert ist, mit einem Helligkeitskanal und mit einem den Unterträger aufnehmenden Farbkanal, der sich in einen direkten und einen verzögerten Kanal aufteilt, von denen der verzögerte Kanal eine Verzögerungsanqrdnung enthält, die jedes der beiden Farbsignale in den Totzeiten seiner Übertragung wiederholt, dadurch gekennzeichnet, dass an den direkten Kanal die ersten Eingänge und an den verzögerten Kanal die zweiten Eingänge einer Additionsschaltung und einer abwechselnd das Ausgangssignal des verzögerten Kanals vom Ausgangssignal des direkten Kanals und umgekehrt abziehenden Subtraktionsschaltung angeschlossen sind.