CH643976A5

CH643976A5 - Verfahren zum aufmodulieren eines zusammengesetzten farbfernsehsignals auf ein traegersignal und vorrichtungen zum durchfuehren dieses verfahrens.

Info

Publication number: CH643976A5
Application number: CH447279A
Authority: CH
Inventors: Eeltje De Boer
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1984-06-29
Also published as: GB2020944B; AT378304B; BR7902935A; NL7805231A; ES480541A1; JPS54150031A; SE436818B; JPS6246116B2; DE2918976C2; FR2426380A1; ES480539A1; AU4700579A; US4213144A; ZA791930B; IT1113959B; BE876239A; DD143690A5; ATA363579A; SE7904180L; AU523500B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengsetzten Farbfernsehsignals, das ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal mit einer festen Farbhilfsträgerfrequenz enthält, auf ein Trägersignal, bei dem das Leuchtdichtesignal als Frequenzmodulation dem Trägersignal zugesetzt und das Farbartsignal derart dem Trägersignal aufmoduliert wird, dass durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann.

Die Erfindung ist insbesondere für Systeme von Bedeutung, bei denen ein Farbfernsehsignal auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Dabei geht das Bestreben einerseits dahin, eine derartige Kodierung zu verwenden, dass die von dem Aufzeichnungsträger auferlegte beschränkte Bandbreite möglichst effektiv ausgenutzt wird, während andererseits eine Kodierung angestrebt wird, die es ermöglicht, beim Auslesen dieses Aufzeichnungsträgers auf einfache Weise das ursprüngliche Farbfernsehsignal wiederzugewinnen.

Ein Modulationsverfahren der eingangs genannten Art, das dem zuletzt genannten Bestreben entgegenkommt, besteht darin, dass das Trägersignal von dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal in der Frequenz moduliert wird. Wird ein auf derartige Weise moduliertes Trägersignal auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet, so kann bei der Wiedergabe das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals wiedergewonnen werden, was naturgemäss der Einfachheit der Wiedergabevorrichtung zugute kommt.

Bei einer derartigen Frequenzmodulation des Trägersignals durch das zusammensetzte Farbfernsehsignal entstehen Seitenbandkomponenten, die durch das Farbartsignal herbeigeführt werden und in Frequenzabständen gleich der Farbhilfsträgerfrequenz von der Frequenz des Trägersignals liegen.

Wenn wegen der beschränkten Bandbreite des Aufzeichnungsträgers für das Trägersignal eine verhältnismässig niedrige Frequenz gewählt wird, können diese genannten Seitenbandkomponenten zu erheblichen Störungen führen. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn sich die untere Seiten-bandkomponente zweiter Ordnung bis in den negativen Frequenzbereich erstreckt und demzufolge als sogenannte «umgefaltete» Seitenbandkomponente in dem positiven Frequenzbereich innerhalb des von dem frequenzmodulierten

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Trägersignal eingenommenen Frequenzbandes zum Ausdruck kommt. In dem wiedergegebenen Bild führt diese «umgefaltete» Unterseitenbandkomponente dann zu einer Interferenzstörung, die auch als Moiré-Stôrung bezeichnet wird.

Um diese Interferenzstörung zu vermeiden, wird im allgemeinen die Frequenz des Trägersignals derart hoch gewählt, dass die genannte untere Seitenbandkomponente zweiter Ordnung ausserhalb des von dem frequenzmodulierten Trägersignal, insbesondere den Seitenbändern erster Ordnung, eingenommenen Frequenzbandes liegt.

Die Erfindung bezweckt, ein Modulationsverfahren zu schaffen, das unter Beibehaltung der Möglichkeit, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation das Farbfernsehsignal wiederzugewinnen, erheblich weniger empfindlich für die genannte Interferenzstörung ist.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass das Farbartsignal zu einem Hilfsträgersignal transponiert wird, das eine Frequenz aufweist, die in einem Frequenzabstand gleich der Farbhilfsträgerfrequenz unterhalb der Frequenz des von dem Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignals liegt und dass dieses in der Frequenz modulierte Trägersignal von dem Hilfsträgersignal in der Impulsbreite moduliert wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Impulsbreitenmodulation des Trägersignals durch das Hilfsträgersignal ein Signal erhalten wird, dessen Frequenzspektrum, was die Frequenzlage der unterschiedlichen wichtigen Spektralkomponenten anbelangt, völlig mit dem Frequenzspektrum eines Signals übereinstimmt, das durch Frequenzmodulation des Trägersignals durch das zusammengesetzte Farbfernsehsignal erhalten ist. Dies bedeutet, dass das durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Signal sich dazu eignet, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation wieder das ursprüngliche zusammengesetzte Farbsernsehsignal zu liefern. Es hat sich aber herausgestellt, dass dank der besonderen Modulationsweise bei dem Verfahren nach der Erfindung der Einfluss der eingangs erwähnten spektralen Störkomponenten erheblich geringer ist, was nachstehend verdeutlich werden wird.

Das Transponieren des Farbartsignals zu dem Hilfsträgersignal mit der gewünschten Frequenz kann auf verschiedene Weise stattfinden. Nach einer ersten Ausführungsform wird dieses Farbartsignal dadurch transponiert, dass dieses Farbartsignal mit dem von dem Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignal gemischt wird. Die Impulsbreitenmodulation kann bei dieser Ausführungsform auf einfache Weise dadurch erzielt werden, dass von einem modulierten Trägersignal mit endlich steilen Flanken ausgegangen wird, zu dem das Hilfsträgersignal addiert wird, wonach das Summensignal symmetrisch begrenzt wird.

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Farbartsignal dadurch transponiert wird, dass das Trägersignal mit diesem Farbartsignal in der Frequenz moduliert wird, und dass die Impulsbreitenmodulation dadurch erhalten wird, dass die Bandbreite des modulierten Trägersignals beschränkt und dieses Signal symmetrisch begrenzt wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 das Frequenzspektrum eines Standard-Farbfernsehsignals nach der PAL-Norm,

Figur 2 das Frequenzspektrum eines von diesem Farbfernsehsignal in der Frequenz modulierten Trägersignals,

Figur 3 eine erste Ausführungform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung,

Figur 4 das Frequenzspektrum des mit Hilfe dieser Vorrichtung erhaltenen Signals,

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Figur 5 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, und

Figuren 6 und 7 die Frequenzspektren der dabei auftretenden Signale.

Im Frequenzspektrum eines Standard-PAL-Farbfernsehsi-gnals nach Figur 1 nimmt das Leuchtdichtesignal Y eine Bandbreite von etwa 5 MHz ein. Innerhalb der Bandbreite dieses Leuchtdichtesignals Y ist ein Farbartsignals C mit einer Frequenz fc = 4,43 MHz aufgenommen, dem zwei Farbartsignale in Quadratur aufmoduliert sind.

Zur Illustrierung zeigt Figur 2 das Frequenzspektrum eines Signals, das dadurch entstanden ist, das ein Trägersignal mit einem derartigen Standard-PAL-Farbfernsehsignal in der Frequenz moduliert wird. Dabei ist angenommen, dass bei der Frequenzmodulation ein Frequenzhub von 5,5 bis 6,5 MHz (schraffiertes Gebiet) verwendet ist, wobei z.B. 5,5 MHz auf dem Synchronisationspegel und 6,5 MHz auf dem Weiss-spitzenpegel des Leuchtdichtesignals auftritt. Die Seitenbänder erster Ordnung des frequenzmodulierten Signals erstrek-ken sich dann zwischen den Frequenzen 0 und 12 MHz, wie in den Figuren durch das Frequenzband Ev dargestellt ist.

Um auf einfache Weise die Frequenzlage der untere Sei-tenbandkomponenten, die durch das Farbartsignal C herbeigeführt sind, angeben zu können, ist in der Figur von einer Trägerwelle 1 mit einer augenblicklichen Frequenz f0 = 6 MHz ausgegangen. Die Seitenbandkomponenten erster Ordnung, die durch dieses Farbartsignal C herbeigeführt werden, liefern dann eine Frequenzkomponente 2 bei einer Frequenz f0 - fc und eine Frequenzkomponente 2' bei einer Frequenz f0 4- fc. Diese beiden Komponenten 2 und 2' weisen eine gleich grosse Amplitude, jedoch eine entgegengesetzte Polarität auf und stellen daher eine reine Freqenzmodulation der Trägerwelle 1 dar.

Bei der Frequenzmodulation entstehen auch Seitenbandkomponenten zweiter und höherer Ordnungen, auf das Farbartsignal C bezogen. Wenn angenommen wird, dass der Modulationsindex derart klein gewählt ist, dass nur die Seitenbandkomponenten zweiter Ordnung eine wichtige Rolle spielen, kommt innerhalb des in Figur 2 angegebenen Frequenzbandes nur das Unterseitenband zweiter Ordnung zum Ausdruck. Diese Unterseitenbandkomponente zweiter Ordnung liegt in einem Frequenzabstand 2fc von der Trägerwelle f0 und würde dann in dem negativen Frequenzbereich zu liegen kommen. Diese Komponente kommt dadurch «gespiegelt» in dem positiven Frequenzbereich zum Ausdruck, was eine Komponente 3 bei einer Frequenz 2fc-f0 ergibt.

Wenn von einem symmetrischen rechteckförmigen frequenzmodulierten Signal ausgegangen wird, enthält das Frequenzspektrum auch ungerade Harmonische des Trägersignals und Seitenbandkomponenten um diese Harmonischen. Die meisten dieser Komponenten spielen wegen ihrer Grösse und Frequenzlage keine wichtige Rolle. Innerhalb des Frequenzbandes Ey tritt jedoch wohl die untere Seitenbandkomponente zweiter Ordnung auf, die zu der dritten Harmonischen des Trägersignals 1 gehört. Diese Komponente 4 weist eine Frequenz 3f0-2fc auf. Ein Vergleich der Frequenzkomponenten 3 und 4 zeigt, dass beide einen Frequenzabstand 2f0-2fc von der Trägerwelle f0 aufweisen und weiter, dass sie entgegengesetzte Polaritäten haben. Dies bedeutet, dass diese zwei Komponenten 3 und 4 gleichsam eine Frequenzmodulation der Trägerwelle 1 darstellen, wenigstens was ihre gemeinsame Amplitude anbelangt. Dies bedeutet aber auch, dass bei Frequenzdemodulation des frequenzmodulierten Signal diese beiden Komponenten 3 und 4 im demodulierten Signals eine Komponente mit einer Frequenz 2f0-2fc ergeben, die als Störsignal im wiedergegebenen Bild zum Ausdruck kommt.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

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Figur 4 das Frequenzspektrum des dabei erhaltenen Signals. Wieder wird von einem Standard-PAL-Farbfernsehsignal Y+ C ausgegangen, das einer Eingangsklemme 11 zugeführt wird. In einem Trennfilter 12 werden das Leuchtdichtesignal Y und das Farbartsignal C voneinander getrennt. Dies kann mit Hilfe eines Tiefpasses mit einer Bandbreite von z.B. 4 MHz zur Abtrennung des Leuchtdichtesignals und eines Bandpassfilters mit einem Durchlassband um die Frequenz des Farbartsignals C zur Abtrennung dieses Farbartsignals C erfolgen. Am Ausgang 12a des Trennfilters erscheint dabei ein auf eine Bandbreite von 4 MHz beschränktes Leuchtdichtesignal Y'. Dieses Leuchtdichtesignal Y' wird einem Frequenzmodulator 13 zugeführt, in dem dieses Leuchtdichtesignal einem Trägersignal aufmoduliert wird. Wenn angenommen wird, dass bei dieser Frequenzmodulation ein Frequenzhub von 5,5 MHz bis 6,5 MHz verwendet wird, entsteht bei dieser Frequenzmodulation ein Spektrum, dessen Seitenbänder erster Ordnung sich zwischen etwa 1,5 und 10,5 MHz erstrecken, wie in Figur 3 mit Ey> angegeben ist.

Dieses frequenzmodulierte Trägersignal wird einer Mischschaltung 14 zugeführt, der ausserdem das Farbartsignal C zugeführt wird. Von den durch Mischung erhaltenen Mischfrequenzen wird mit Hilfe eines Tiefpasses 15 die Differenzfrequenz abgetrennt. Am Ausgang dieses Tiefpasses 15 steht demzufolge ein Hilfsträgersignal C' zur Verfügung, das eine Frequenz f0-fe aufweist und dem die Farbartinformation aufmoduliert ist, wobei wieder angenommen ist, dass f0 die augenblickliche Frequenz des frequenzmodulierten Trägersignals ist. Dies bedeutet, dass dieses Hilfsträgerwelle stets dieselbe Frequenz wie die im Frequenzspektrum nach Figur 2 angegebene Komponente 2 aufweist.

Das frequenzmodulierte Signal am Ausgang des FM-Modulators 13 und die modulierte Hilfsträgerwelle am Ausgang des Tiefpasses 15 werden nun einém Impulsbreitenmodulator 16 zugeführt. In diesem Impulsbreitenmodulator werden die ansteigenden und abfallenden Flanken des frequenzmodulierten Signals in entgegengesetzter Richtung in Abhängigkeit von der modulierten Hilfsträgerwelle verschoben. Zum Durchführen dieser Impulsbreitenmodulation sind eine Anzahl von Möglichkeiten bekannt, die nachstehend noch näher erörtert werden.

In der dargestellten Ausführung enthält der Impulsbreitenmodulator 16 eine Addierschaltung 17, der die beiden genannten Signale zugeführt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass das frequenzmodulierte Signal endlich steile Flanken besitzt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Frequenzmodulator 13 passend gewählt wird. Ebenso kann z.B. von einem Frequenzmodulator ausgegangen werden, der ein rechteckförmiges Signal liefert, wobei ein Tiefpass mit einem Durchlassband hinzugefügt wird, das auf die Seitenbänder erster Ordnung des frequenzmodulierten Signals beschränkt wird und z.B. eine Grenzfrequenz von 12 MHz aufweist.

Das Summensignal am Ausgang der Addierschaltung 17 wird einer Begrenzerschaltung 18 zugeführt, die dieses Signal symmetrisch begrenzt und dadurch an der Ausgangsklemme 19 ein rechteckförmiges Signal liefert, dessen aufeinanderfolgende Flanken in bezug auf die des frequenzmodulierten Signals auf die erwünschte Weise verschoben sind. Dieses einfache Verfahren zum Erhalten von Impulsbreitenmodulation ist ausführlich in der US-PS 3 893 163 bechrieben.

Das Frequenzspektrum des Signals an der Ausgangsklemme 19 enthält zunächst die Frequenzkomponenten des frequenzmodulierten Signals, das mit Ey bezeichnet ist. Durch die Impulsbreitenmodulation mit dem modulierten Hilfsträgersignal C' entsteht obendrein zunächst eine Frequenzkomponente mit einer Frequenz gleich der der Hilfsträgerwelle, also f0-fc. Diese Frequenzkomponente entspricht in bezug auf ihre Frequenzlänge völlig der Komponente 2 im Frequenzspektrum nach Figur 2; daher ist diese Frequenzkomponente in Figur 4 mit 2 bezeichnet.

Wenn die Impulsbreitenmodulation auf symmetrische Weise stattfindet, entstehen um das Trägersignal 1 nur Seitenbandkomponenten gerader Ordnung, d.h. Frequenzkomponenten in Frequenzabständen 2n(f0-fc), mit n einer ganzen Zahl, von dem Trägersignal 1. Die für das angegebene Frequenzband wichtigen Seitenbandkomponenten sind demzufolge eine Komponente 5 bei einer Frequenz f0 — 2(f0-fc) und eine Komponente 5' bei einer Frequenz f0 + 2(f0-fc).

Weiter treten um die zweite Harmonische des Trägersignals 1, die selbst nicht vorhanden ist, nur ungerade Seitenbandkomponenten auf. Dies hat zur Folge, das innerhalb des wesentlichen Frequenzbandes ausserdem eine Komponente 6 auftritt, die die Seitenbandkomponente erster Ordnung dieser zweiten Harmonischen des Trägersignals ist und bei einer Frequenz 2f0 — (f0-fc = f0 + fc liegt. Wenn der Modulationsindex bei der Impulsbreitenmodulation nicht zu gross ist, dürfen Seitenbandkomponenten höherer Ordnungen vernachlässigt werden, wodurch das in Figur 4 dargestellte Frequenzspektrum dann alle wesentlichen Komponenten innerhalb des betreffenden Frequenzbandes angibt.

Bisher wurde nur die Frequenzlage der unterschiedlichen Frequenzkomponenten betrachtet. Wenn ausserdem die gegenseitige Polarität der unterschiedlichen Frequenzkomponenten betrachtet wird, ergibt sich, wie in der Figur mit der Richtung der Vektoren angegeben ist, dass die Frequenzkomponenten 2 und 6 entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, während die Frequenzkomponenten 5 und 5' eine gleiche Polarität besitzen. Weiter stellt sich heraus, dass die beiden Frequenzkomponenten 2 und 6 dieselbe Amplitude aufweisen, was auch für die Komponenten 5 und 5' zutrifft.

Wenn nun das Frequenzspektrum nach Figur 4 mit dem nach Figur 2 verglichen wird, zeigt sich, dass die gegenseitige Lage und Polarität der Frequenzkomponenten 2 und 6 nach Figur 4 in bezug auf das Trägersignal 1 völlig denen der Frequenzkomponenten 2 und 2' nach Figur 2 entsprechen. Dies bedeutet, dass bei Frequenzdemodulation des Signals mit einem Frequenzspektrum nach Figur 4 neben dem in der Bandbreite beschränkten Leuchtdichtesignal Y' auch wieder ein Farbartsignal C mit der festen Farbhilfsträgerfrequenz fc erhalten wird. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Frequenzspektren besteht darin, dass im Gegensatz zu den Komponenten 3 und 4 im Frequenzspektrum nach Figur 2 die Komponenten 5 und 5' im Frequenzspektrum nach Figur 4 eine gleiche Polarität aufweisen. Dies bedeutet, dass diese beiden Komponenten 5 und 5' zusammen eine reine Amplitudenmodulation des Trägersignals darstellen. Dies bedeutet aber, dass bei Frequenzmodulation des Signals mit einem Frequenzspektrum nach Figur 4 diese beiden Komponenten 5 und 5' keine Interferenzstörung veranlassen können.

Durch das anhand der Vorrichtung nach Figur 3 beschriebene Modulationsverfahren ist demzufolge erreicht, dass unter Beibehaltung der Möglichkeit, mit Hilfe einer einfachen Frequenzmodulation das zusammengesetzte Farbfernsignal wiederzugewinnen, die normalerweise auftretenden Interferenzstörungen effektiv vermieden werden.

Der einzige Unterschied gegenüber einem einfachen FM-Modulaltionssystem ist der, dass durch Anwendung des Tiefpasses zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals im Trennfilter 12 nach Figur 3 die Bandbreite des Leuchtdichtesignals etwas beschränkt ist. Für viele Anwendungen wird dies kaum bedenkllich sein. Wenn dies dennoch als bedenklich betrachtet wird, können naturge-mäss im Trennfilter 12 auf bekannte Weise Kammfilter zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals verwendet werden, wodurch kaum eine

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Beschränkung der Bandbreite auftritt.

Wie bereits erwähnt wurde, sind zum Bewirken von Impulsbreitenmodulation bereits eine Anzahl von Möglichkeiten bekannt. In Figur 5 der bereits genannten US-Patentschrift 3 893 163 ist z.B. ein Verfahren angegeben, bei dem zwei veränderliche Verzögerungsvorrichtungen benutzt werden, deren Verzögerungszeit in entgegengesetztem Sinne von dem Modulationssignal gesteuert wird. Das zu modulierende Signal wird in zwei Teilsignale gespaltet, die die ansteigenden bzw. abfallenden Flanken dieses Signals darstellen, wobei diese beiden Teilsignale gesondert einer der beiden Verzögerungsvorrichtungen zugeführt werden. Das in der Impulsbreite modulierte Signal wird dann dadurch erhalten, dass die beiden Augangsignale der Verzögerungsleitungen wieder zu einem einzigen Signal zusammengefügt werden, wobei aufeinanderfolgende Flanken dieses Signals abwechselnd durch diese beiden Ausgangssignale bestimmt werden.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass eine Begrenzerschaltung mit veränderlichem Begrenzungspegel verwendet wird. Wenn das zu modulierende Signal einer derartigen Begrenzungsschaltung zugeführt wird und wenn dafür gesorgt wird, dass die beiden Begrenzungspegel, in Abhängigkeit von dem Modulationssignal, gleichphasig geändert werden, wird ebenfalls die gewünschte Impulsbreitenmodulation erhalten.

In bezug auf die Amplituden der unterschiedlichen Frequenzkomponenten im Frequenzspektrum nach Figur 4 sei folgendes bemerkt: Diese Amplituden sind von dem Modulationsindex bei der Impulsbreitenmodulation abhängig, der durch das gegenseitige Amplitudenverhältnis des Trägersignals 1 und des Farbartsignals C' bestimmt wird. Dies bedeutet, dass die Amplituden der genannten Frequenzkomponenten, insbesondere der Komponenten 2 und 6, durch Anpassung dieses genannten Amplitudenverhältnisses auf einen gewünschten Wert gebracht werden können. In der Vorrichtung nach Figur 3 kann dies z.B. dadurch erzielt werden, dass ein Verstärker mit einem bestimmten Verstärkungsfaktor dem Tiefpass 15 oder dem Frequenzmodulator 13 nachgeordnet wird. Wenn verlangt wird, dass die Amplituden der Frequenzkomponenten 2 und 6 im Frequenzspektrum nach Figur 4 gleich gross wie die der Frequenzkomponenten 2 und 2' im Frequenzspektrum nach Figur 2 sind, stellt sich heraus, dass das Amplitudenverhältnis zwischen dem Farbartsignal C' und dem Trägersignal vor der Impulsbreitenmodulation um einen Faktor etwa gleich 2 vergrössert werden muss.

Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, während Figuren 6 und 7 die Frequenzspektren der dabei auftretenden Signale darstellen.

Die Vorrichtung nach Figur 5 enthält eine Eingangsklemme 21, der das zusammengesetzte Farbfernsehsignal Y + C (Fig. 1) zugeführt wird. Diese Eingangsklemme 21 ist mit einem Filter 22 verbunden, das dazu dient, die Amplitude des Farbartsignals C zu verkleinern. Dazu kann dieses Filter 22 ein Tiefpassfilter mit einer Kippfrequenz unterhalb der Farbhilfsträgerfrequenz fc sein und im Zusammenhang mit dieser Kippfrequenz eine derartige Neigung aufweisen, dass bei der Farbhilfsträgerfrequenz fc die gewünschte Dämpfung auftritt. Ebenso kann dieses Filter aus einem Bandsperrfilter bestehen, wobei das Sperrband um die Farbhilfsträgerfrequenz fc liegt, und der Dämpfungspegel dieses Sperrbandes den gewünschten Wert aufweist.

Das auf diese Weise modifizierte zusammengesetzte Farbfernsehsignal wird dann einem Frequenzmodulator 23 zugeführt. Wenn angenommen wird, dass die gleiche Trägerfrequenz und der gleiche Frequenzhub wie bei der Betrachtung der Frequenzmodulation im Zusammenhang mit Figur 2 gewählt werden, ergibt sich aus dieser Frequenzmodulation ein Signal mit einem Spektrum nach Figur 6. Die Lage der

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unterschiedlichen Spektralkomponenten entspricht naturge-mäss völlig dem Frequenzspektrum nach Figur 2; daher sind diese Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Der Unterschied mit dem Frequenzspektrum nach Figur 2 5 liegt in den Amplituden der unterschiedlichen Komponenten. Dadurch, dass die Amplitude des Farbartsignals mit Hilfe des Filters 22 verkleinert ist, wird die Amplitude der Seitenbandkomponenten erster Ordnung 2 und 2' auf proportionale Weise kleiner sein, während die Amplituden der Seitenband-iü komponenten zweiter Ordnung 3 und 4 quadratisch verkleinert sind. Die Amplituden der Seitenbandkomponenten erster Ordnung eines frequenzmodulierten Signals sind ja dem Modulationsindex proportional, während die Amplituden der Seitenbandkomponenten zweiter Ordnung dem Quadrat die-15 ses Modulationsindexes proportional sind, der seinerseits wieder der Amplitude des Modulationssignals, in diesem Falle des Farbartsignals C, porportional ist.

Dies bedeutet, dass im frequenzmodulierten Signal am Ausgang des Frequenzmodulators 23 u.a. das Amplitudenver-20 hältnis zwischen den Komponenten 2 und 3 in bezug auf die Situation im Spektrum nach Figur 2 vergrössert ist. Dieses frequenzmodulierte Signal wird einem Tiefpass 24 zugeführt, der eine Amplitude-Frequenz-Kennlinie mit einer Grenzfrequenz unterhalb der Trägerfrequenz aufweist, z.B. eine Kenn-25 linie, wie sie in Figur 6 mit LP angegeben ist. Durch diesen Tiefpass wird einerseits erreicht, dass an seinem Ausgang ein Signal erhalten wird, das im wesentlichen die Summe von drei Signalkomponenten, und zwar Komponenten 1,2 und 3, ist. Ausserdem wird durch diesen Tiefpass erreicht, dass das 30 Amplitudenverhältnis zwischen der Komponente 2 und dem Trägersignal 1 wieder vergrössert wird. Dies ist von Bedeutung für die Bearbeitung, der das Ausgangssignal dieses Tiefpasses unterworfen wird. Dieses Ausgangssignal wird nämlich einer Begrenzerschaltung 25 zugeführt, die dieses Signal 35 symmetrisch begrenzt. Diese Bearbeitung entspricht einer Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch die Niederfrequenzkomponenten 2 und 3.

Analog dem Frequenzspektrum nach Figur 4 wird dadurch an der Ausgangsklemme 26 ein Signal mit einem 40 Frequenzspektrum nach Figur 7 erhalten. Die wichtigsten Komponenten in diesem Spektrum können aus der Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 abgeleitet werden (Fig. 6). Diese Impulsbreitenmodulation ergibt ein Frequenzspektrum, das, was die Frequenz-45 läge und die Polarität der Komponenten anbelangt, völlig dem Frequenzspektrum nach Figur 4 entspricht. Eine geringe Abweichung in bezug auf das Frequenzspektrum nach Figur 4 ist auf die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch die Frequenzkomponente 3 zurückzuführen (Fig. 6). so Da die Amplitude dieser Komponente 3 erheblich kleiner als die der Komponente 2 ist, ist der endgültige Beitrag infolge der Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch diese Komponente 3 an dem Gesamtfrequenzspektrum gering. Als Komponenten erster Ordnung ergibt diese Impulsbreitenmo-55 dulation eine Komponente bei der Frequenz 2fc-f0 der Komponente 3 selber und eine Komponente bei einer Frequenz 2f0 — [fo-2(f0-fc)]» wobei diese Komponenten eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Wie sich einfach erkennen lässt, fallen diese Komponenten, was ihre Frequenzlage anbelangt, 60 mit zwei Komponenten zusammen, die durch die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 herbeigeführt werden, und sie ergeben zusammen demzufolge die beiden Komponenten 5 und 5' im Frequenzspektrum nach Figur 7. Im Gegensatz zu dem Frequenzspektrum 65 nach Figur 4 sind diese beiden Komponenten 5 und 5' nun nicht genau gleich gross, sondern weisen eine kleine gegenseitige Amplitudenabweichung auf.

Dies bedeutet, dass diese beiden Komponenten 5 und 5'

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zusammen noch einen kleinen Beitrag zu der Frequenzmodulation des Trägersignals 1 liefern. Diese zwei Komponenten mit gleicher Amplitude und gleicher Polarität, die zusammen eine reine Amplitudenmodulation des Trägersignals darstellen, und aus zwei Komponenten mit gleicher Amplitude und 5 entgegengesetzter Polarität, die zusammen eine reine Frequenzmodulation des Trägersignals 1 darstellen, aufgebaut gedacht werden. Da die Amplituden der letzteren Komponenten durch den nur geringen Unterschied zwischen den Komponenten 5 und 5' bestimmt wird, bedeutet dies, dass der 10 Einfluss dieser Komponenten auf das Signal, das nach Frequenzmodulation erhalten wird, sehr gering ist, so dass auch bei dem System nach Figur 5 eine starke Herabsetzung der bei reiner Frequenzmodulation störenden Komponente erreicht wird. 15

Die Amplitude der unterschiedlichen Frequenzkomponenten im Frequenzspektrum nach Figur 7 wird durch den Modulationsindex bei der Impulsbreitenmodulation bestimmt, der seinerseits durch das Amplitudenverhältnis zwischen dem Modulationssignal, also insbesondere dem 20 Hilfsträgersignal 2, und dem Trägersignal 1 bestimmt wird. Dadurch, dass mit Hilfe des Tiefpasses 24 dieses Amplitudenverhältnis um einen gewünschten Faktor vergrössert werden kann, kann somit erreicht werden, dass die Amplituden der wesentlichen Komponenten 2 und 6 im Frequenzspektrum nach Figur 7 den gewünschten Wert aufweisen. Insbesondere kann dadurch die bei der angèwandten Frequenzmodulation aufgetretene Herabsetzung der Amplituden dieser Komponenten wieder völlig oder teilweise beseitigt werden.

Statt eines Tiefpasses 24 kann selbstverständlich auch wieder ein Bandsperrfilter mit einem Sperrband um die Trägerfrequenz f0 und einem gewünschten Pegel dieses Sperrbandes verwendet werden.

Es ist einleuchtend, dass das Frequenzspektrum des Signals, wie es durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung erhalten wird, möglichst unverändert aufrechterhalten werden soll. Dies ist von besonderem Interesse, wenn der Übertragungskanal, z.B. ein Aufzeichnungsträger, eine beschränkte Bandbreite aufweist. Das aus diesem Übertragungskanal erhaltene Signal wird dann ja nicht mehr recht-eckförmig sein, sondern endlich steile Flanken aufweisen. In diesem Falle ist es wichtig, dass die Frequenzdemodulation stattfindet, ohne dass das modulierte Signal einer Begrenzung unterworfen wird. Eine Begrenzung würde ja wieder eine Impulsbreitenmodulation durch die unterschiedlichen in dem modulierten Signal vorhandenen Komponenten zur Folge haben, wodurch zusätzliche Komponenten gebildet werden würden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

643 976 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals, das ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal mit einer festen Farbhilfsträgerfrequenz enthält, auf ein Trägersignal, bei dem das Leuchtdichtesignal als Frequenzmodulation dem Trägersignal zugesetzt und das Farbartsignal auf derartige Weise dem Trägersignal aufmoduliert wird, dass durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbartsignal (C) zu einem Hilfsträgersignal (2) transponiert wird, das eine Frequenz (f0-fc) aufweist, die in einem Frequenzabstand gleich der Farbhilfsträgerfrequenz (fc) unterhalb der Frequenz (f0) des vom Leuchtdichtesignal in der Frequenz, modulierten Trägersignals (Ey) liegt, und dass dieses frequenzmodulierte Trägersignal (Ey) von dem Hilfsträgersignal (2) in der Impulsbreite moduliert wird (Fig. 2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbartsignal (C) dadurch transponiert wird, dass dieses Farbartsignal (C) mit dem vom Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignal (Ey) gemischt wird (Fig. 2).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsbreitenmodulation dadurch erzielt wird, dass von einem modulierten Trägersignal (Ey) mit endlich steilen Flanken ausgegangen wird, zu dem das Hilfsträgersignal (2) addiert wird, wonach das Summensignal symmetrisch begrenzt wird (Fig. 2,3).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Addition das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal (2) und dem modulierten Trägersignal (Ey) geändert wird (Fig. 3).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbartsignal dadurch transponiert wird, dass das Trägersignal mit diesem Farbartsignal in der Frequenz moduliert wird, und dass die Impulsbreitenmodulation dadurch erzielt wird, dass das modulierte Trägersignal in der Bandbreite beschränkt und symmetrisch begrenzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Frequenzmodulation die Amplitude des Farbartsignals verkleinert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im frequenzmodulierten Trägersignal vor der Begrenzung das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal und dem Trägersignal vergrössert wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Trennfilter (12) zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals (Y) und des Farbartsignals (C), einem Frequenzmodulator (13) zum Frequenzmodulieren eines Trägersignals (1) mit dem Leuchtdichtesignal, einer Mischschal-tung (14) die einerseits mit dem Frequenzmodulator (13) zum Empfangen des modulierten Trägersignals und andererseits mit dem Trennfilterr (12) zum Empfangen des Farbartsignals (C) gekoppelt ist, einem mit dem Ausgang der Mischschaltung (14) gekoppelten Filter (15) zum Abtrennen des Hilfsträ-gersignals (C) und einem Impulsbreitenmodulator (16) versehen ist, der mit diesem Filter (15) und mit dem Ausgang des Frequenzmodulators (13) gekoppelt ist, um das modulierte Trägersignal (Ey) in Abhängigkeit von dem Hilfsträgersignal (C) in der Impulsbreite zu modulieren (Fig. 3).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsbreitenmodulator (16) eine Addierschaltung (17) mit einem ersten Eingang zum Empfangen des modulierten Trägersignals (Ey), einem zweiten Eingang zum Empfangen des Hilfsträgersignals (C) und einem mit einer Begrenzerschaltung (18) verbundenen Ausgang enthält (Fig. 3).

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Frequenzmodulator (23) zum Frequenzmodulieren des Trägersignals (1) mit dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal ( Y + C) einem Filter (24) zum Beschränken in der Bandbreite des modulierten Trägersignals und einer Begrenzerschaltung (25) zum symmetrischen Begrenzen dieses modulierten Trägersignals versehen ist (Fig. 5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte Farbfernsehsignal (Y + C) dem Frequenzmodulator (23) über ein Filter (22) zur Verkleinerung der Amplitude des Farbartsignals (C) zugeführt wird (Fig. 5).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Frequenzmodulator (23) und der Begrenzerschaltung (25) ein Filter (24) zur Vergrösserung des Amplitudenverhältnisses zwischen dem Hilfsträgersignal (C) und dem Trägersignal angeordnet ist (Fig. 5).