DD143690A5

DD143690A5 - Verfahren und vorrichtung zum aufmodulieren eines farbfernsehsignals auf ein traegersignal

Info

Publication number: DD143690A5
Application number: DD79212828A
Authority: DD
Inventors: Boer Eeltje De
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1980-09-03
Also published as: DE2918976A1; CH643976A5; AU4700579A; NZ190430A; ZA791930B; GB2020944B; GB2020944A; BE876239A; IT1113959B; ES480541A1; ES480539A1; JPS6246116B2; BR7902935A; FR2426380A1; MX144664A; CA1130446A; FR2426380B1; NL7805231A; SE436818B; SE7904180L

Description

ι- 21

Verfahren und Vorrichtung zum Aufmodulieren eines Farbfernsehsignal^ auf ein Trägersignal

Anwendungsgebiet ^der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals, das ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal mit einer festen i'arbhilfsträgerfrequenz enthält, auf eine Trägerwelle, 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 v/iedergewonnen werden kann«

Die Erfindung ist insbesondere für Systeme von Bedeutung, bei denen ein Farbfernsehsignal auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Dabei geht das Bestreben einerseits daliin, 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«

Charakterist ik der bekannt en technischen Lösungen

Bin Modulationsverfahren der eingangs genannten Art, das dem zuletzt genannten Bestreben entgegenkommt, besteht de^rin, daß das Trägersignal von dem zusammengesetzten Farbfernseh-

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signal 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 zusammengesetzte Farbfernsehsignal entstehen Seitenbandkomponenten, die durch das Farbartsignal herbeigeführt! werden und in Frequenzabständen gleich der Färb«-· hilfsträgei'frequens 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 Seitenbandkomponente zweiter Ordnung bis in den negativen Frequenzbereich erstreckt und demzufolge als sogenannte "umgefaltete" Seitenbandkomponente in dem positiven Frequenzbereich inner« halb des von dem frequenzmodulierten Trägersigiial einge« nommenen Frequenzbandes zum Ausdruck kommt„ In dem wiedergegebenen Bild führt diese "umgefaltete¹⁵ Unterseitenbandkomponente dann zu einer Interferenzstörung, die auch als Moire-storung bezeichnet wird*

Um diese Interferenzstörung zu vermeiden, wird im allgemeinen die Frequenz des Trägersignals derart hoch gewählt, daß die genannte untere Seitenbandkomponente zweifer Ordnung außerhalb des von dem frequenzmodulierten Trägersignal, insbesondere den Seitenbändern erster Ordnung, ein»

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genommenen Frequenzbandes liegt.

Ziel der Erfindung .

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile des Standes dor Technik zu vermeiden*

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnodulieren eines Farbfernsehsignals auf ein Trägersignal zu schaffen, das unter Beibehaltung der Möglichkeit, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation das Farbfernsehsignal wiederzugewinnen, erheblich, unempfindlicher für die genannte Interferenzstörung ist*

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

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde ₅. daß durch Impulsbreitenmodulation des Trägersignals durch das Hilfsträgersignal ein Signal erhalten wird, dessen Frequensßpektrunij was die Frequenzlage der unterschiedlichen wichtigen Spektraikomponenten anbelangt, völlig mit dem Frequensspektrum 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

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Signal sich dazu eignet, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation wieder das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal zu liefern. Es hat sich aber herausgestellt, daß dank.der besonderen Modulationsweise beim Verfahren nach der Erfindung der Binf Itiß der eingangs erwähnten spektralen Störkomponenten erheblich geringer ist, was nachstehend verdeutlicht v/erden 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«

Yor der Addition wird das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal und dem modulierten Trägersignal geändert«

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet.^ daß das Farbartsignal dadurch transportiert 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.

Vor der Frequenzmodulation wird die Amplitude des Färb-

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artsignals verkleinert» Im frequenzmodulierten Trägersignal .wird vor der Begrenzung das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal und dem Trägersignal vergrößert.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung mit einem Trennfilter zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals und des Parbartsignals einem Prequenzmodulator zum Frequenz- modulieren eines Trägersignals mit dem Leuchtdichtesignal_s einer Mischschaltung, die einerseits mit dem Prequenzmodulator zum Empfangen des modulierten Trägersignals und andererseits mit dem Trennfilter zum Empfangen.des Farbartsignals gekoppelt ist, einem mit dem Ausgang der Mischschaltung gekoppelten Filter zum Abtrennen des Hilfsträgersignals und einem ·Impulsbreitenmodulator versehen ist, der mit diesem Filter und mit. dem Ausgang des Prequenzmodulators gekoppelt ist, um das modulierte Trägersignal in Abhängigkeit von dem Hilfsträgersignal in der Impulsbreite zu modulieren. Der Impulsbreitenmodulator enthält eine Addierschaltung mit einein ersten Eingang zum Empfangen des modulierten Träger-» signals, einem zweiten Eingang zum Empfangen des Hilfsträgersignals und einem mit einer Begrenzerschaltung verbundenen Ausgang. Die Vorrichtung ist mit einem Frequenzmodulator zum Frequenzmodulieren des Trägersignals mit dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal, einem Filter zum Beschränken in der Bandbreite des modulierten Trägersignals und einer Begrenzerschaltung zum symmetrischen Begrenzen dieses modulierten Trägersignals versehen. Das zusammengesetzte Farbfernsehsignal wird dem Frequenzmodulator über ein Filter zur Verkleinerung der Amplitude des Farbartsignals zugeführt«,

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Zwischen dem Frequenzmodulator und der Begrenzerschaltung ist ein Filter zur Vergrößerung des Amplitudenverhältnisses zwischen dem Hilfsträgersignal und dem Trägersignal angeordnete ' . .

Aus führungsbeispiel

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschriebene Bs zeigen;

Fig« 1: da|s Frequenzspektrum eines Standard-Farbfernseh-

signals nach der PAL-Norm,

\ .

Fig« 2: das Frequenzspektrum eines von diesem Farbfernsehsignal in der Frequenz modulierten Trägersignals,

Fig« 3: eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung,

Vl

Fig_o 4: das Frequenzspektrum des mit Hilfe dieser Vorrichtung erhaltenen Signals,

Fig«, 5: eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 6 ..'·.'

und 7: die FrequenzSpektren der dabei auftretenden Signale.

Im FrequenzSpektrum eines Standard-PAL-Farbfernsehsignals nach Fig* 1 nimmt das Leuchtdichtesignal Y eine Bandbreite von etwa 5 MHz ein« Innerhalb der Bandbreite dieses Leuchtdichtesignals Y ist ein Farbartsignal C mit einer Frequenz f =4,43 MHk aufgenommen, dem ζ v/ei Farbartsignale in Quadratur aufmoduliert sind.

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Zur Illustrierung zeigt Pig, 2 das Frequenzspektrum eines Signals, das dadurch entstanden isf₉ daß ein Trägersig- . nal 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_e 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 erstrecken sich dann zwischen den Frequenzen O und 12 MHz, wie in den Figuren durch das Frequenzband E dargestellt ist*

Um auf einfache Weise die Frequenzlage der unteren Seitenbandkomponenten, die durch das Farbartsignal C herbeigeführt sind, angeben zu können, ist in der Figur von einer Trägerwelle 1 mit einer augenblicklichen Frequenz f = 6 MHz ausgegangen« Die Seitenbandkomponenten erster Ordnung, die durch dieses Farbartsignal C herbeigeführt werden, liefern dann eine Frequenzkomponente 2 bei einer Frequenz f - f und eine Frequenzkomponente 2' bei einer Frequenz f + £ ,

- oc

Diese beiden Frequenzkomponenten 2 und 2¹ weisen eine gleich große Amplitude, jedoch eine entgegengesetzte Polarität auf und stellen daher eine reine Frequenzmodulation 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 öeitenbandkomponenten zweiter Ordnung eine wichtige Rolle spielen, kommt innerhalb des in Fig. 2 angegebenen Frequenzbandes nur das Unterseitenband zwejfer Ordnung zum Ausdrucke Diese

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Unterseitenbandkomponente zweiter Ordnung liegt in einem Frequenz ab 3 t and 2f von der Trägerwelle f und würde dann in dem negativen Frequenzbereich zu liegen kommen. Diese Komponente kommt dadurch "gespiegelt" in dem positiven Frequenzbereich zum Ausdruck, was eine Frequenzkomponente 3 bei einer Frequenz 2f_A-f_ ergibt.

Wenn von einem symmetrischen rechteckförmigen frequenzmodu«* lierten Signal ausgegangen wird, enthält das Frequenzspektrum auch ungerade Harmonische des Trägersignals und Seitenbandkomponenten um diese Harmonischen« Die meisten dieser Komponenteta spielen wegen ihrer Größe und Frequenzlage keine wichtige Rolle« Innerhalb des Frequenzbandes E tritt jedoch wohl die untere Seitenbandkomponente. zv/eiter Ordnung auf, die zu der dritten Harmonischen des Trägersignals 1 gehört. Diese Frequenzkomponente 4 weist eine

Frequenz 3f_ - 2f„ auf. Ein Vergleich der Frequenzkomponeno c ·.- '

ten 3 und 4 zeigt, daß beide einen Frequenzabstand" 2f 2f_rt von der Trägerwelle f aufweisen und daß sie außerdem entgegengesetzte Polaritäten haben. Dies bedeutet, daß diese zwei Frequenz 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 Signals diese beiden Frequenzkomponenten 3 und 4 im demodulierten Signal eine Komponente mit einer Frequenz 2f -' 2f„ ergeben, die als Störsignal in wiedergegebenen Bild zum Ausdruck kommt« . -

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und Fig, 4 das Frequenzspektrum des dabei erhaltenen Signals. Wieder wird von einem ^ötandard-PAL-Farbfernsehsignal Y + C ausgegangen, das einer Eingangsklemme 11 zugeführt wird* In ei-

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nem Trennfiiter 12 werden das Leuchtdichtesignal Y und das Farbartsignal 0 voneinander getrennt. Dies kann mit Hilfe eines Tiefpasses mit einer Bandbreite von z, B. 4 MHz zur Abtrennung des Leuchtdichtesignals und eines Bandpaßfilters mit einezfl 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 Υ··'-. 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 IvIHz erstrecken, wie in Fig» 3 mit E ' 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 f „ f aufweist und dem die Farbartinformation aufmöduliert ist, wobei wieder angenommen ist, daß f_Q die augenblickliche Frequenz des frequenzmodulierten Trägersignals ist» Dies bedeutet, daß diese Hilfsträgerwelie steht dieselbe Frequenz wie die im Frequenzspektrum nach Fj.g₀ 2 angegebene Frequenzkomponente 2 aufweist»

Das frequenzmodulierte Signal am Ausgang des FM-Modulators 13 und die modulierte Hilfsträgerwelle am Ausgang des Tiefpasses 15 werden nun einem Impulsbreitenmodulator 16 zugeführt,» In diesem Impulsbreitenmodulator werden die an-

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steigenden und abfallenden Planken 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 naher 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 Planken besitzt« Dies kann dadurch erreicht werden_s daß der Frequenzmodulator.13' passend gewählt wird. Ebenso kann z_e Bo von einem Frequenzmodulator ausgegangen werden, der ein rechteckförmiges Signal liefert, wobei ein Tiefpap; mit einem Durchlaßband hinzugefügt wird, das auf die Seitenbänder erster Ordnung des frequenzmodulierten Signals be~ schränkt wird und z« B. eine Grenzfrequehz von 12 MHz aufweist.

Das Summensignal em 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 aufein-.anderfolgende Planken.in bezug auf die des frequenzmodulierten Signals auf die erwünschte "eise verschoben sind. Dieses einfache Verfahren zum Erhalten von Impulsbreitenmodulation, ist ausführlich in der US-PS 3 893 163 beschrieben, . ·

Das Prequenzspektrum des Signale an der Ausgangsklemme 19 enthält zunächst die Frequenzkomponenten des. frequenzmodulierten Signals, das mit E bezeichnet ist« Durch die

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Impulsbreitenmodulation mit dem modulierten Hilfsträgersignal C¹ entsteht obendrein zunächst eine frequenzkomponente mit einer frequenz gleich der der Hilfsträgerwelley also f - f . Diese Frequenzkomponente entspricht in bezug auf ihre Frequenzlage völlig der frequenzkomponente 2 im Frequenzspektrura nach Fig. 2; daher ist diese Frequenzkomponente in Fig» 4 mit 2 bezeichnet.

Wenn die Impulsbreitenmodulation auf symmetrische Weise stattfindet, entstehen um das Trägersignal 1 nur Seitenbandkomponenten.. gerader Ordnung, d. h₆ Frequenz !component en in Frequenzabständen 2n(f -f ), mit η einer ganzen Zahl, von dem Trägersignal 1, Die für das angegebene Frequenz-. band wichtigen Seitenbandkomponenten sind demzufolge eine Frequenzkomponente 5 bei einer Frequenz f - 2 (# - ί_Λ) und eine Frequenzkomponente 5¹ bei einer Frequenz

Weiter treten um die zweite Harmonische des Trägersignals 1, die selbst nicht vorhanden ist, nur ungerade Seitenbandkomponenten auf» Dies hat zur Folge, daß innerhalb des wesentlichen Frequenzbandes außerdem eine Frequenzkomponente 6 auftritt, die die Seitenbandkomponente erster Ordnung dieser zweiten Harmonischen des Trägersignals ist und bei einer Frequenz 2f - (f - f) = f + f- liegt» Wenn der

O OCOC

Modulationsindex bei der Impulsbreitenmodulation nicht zu groß ist, dürfen Seitenbandkomponenten höherer Ordnungen vernachlässigt werden, wodurch das in Fig. 3 dargestellte Frequenzspektrum dann alle wesentlichen Komponenten innerhalb des betreffenden Frequenzbandes angibt₀

Bisher wurde nur die Frequenzlage der unterschiedlichen Frequenzkomponenten betrachtet« Wenn außerdem die gegenseitige Polarität der unterschiedlichen F_requenzkomponenten betrachtet wird, ergibt sich, wie in der Figur mit der

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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 Kompetenten 5 und 5¹ zutrifft«

?/enn nun das Frequenzspektrum nach Fig_a 4 mit dem nach Figo 2 verglichen wird, zeigt sich, daß die gegenseitige Lage und Polarität der Frequenzkomponenten 2 und 6 nach Fig β 4 in bezug auf das 'frägersignal 1 völlig denen der Frequenzkomponenten 2 und 2' nach Fig_e 2 entsprechen^ Dies bedeutet, daß bei Frequenzdemodulation des Signals mit einem Frequenzspektrum nach Fig. 4 neben dem in der Bandbreite beschränkten Leuchtdichtesignal Y'. auch wieder ein Farbartsignal C mit der festen Farbhilfsträger-frequenz

ί"_Λ erhalten wird* Ein wesentlicher Unterschied zwischen c .

den beiden Frequenzspektren besteht da,rin, daß im Gegensatz zu den Komponenten 3 und 4 im Frequenzspektrum nach Fig„ 2 die Komponenten 5 und 5^f im Frequenzspektrum nach Fig« 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 Frequenzdemodulation des Signalsmit einem Frequenzspektrum nach Fig_ö-4 diese beiden Komponenten 5 und 5^r keine Interferenzstörung veranlassen können»

Durch das an Hand der Vorrichtung nach Fig₉ 3 beschriebene Modulationsverfaliren ist demzufolge erreicht, daß unter Beibehaltung der Möglichkeit, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation das zusammengesetzte Farbfernsehsignalwiederzugewinnen, die normalerweise auftretenden Interfe-

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£ss ν*' fca ν»¹'

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renzstörungen effektiv vermieden werden.

Der einzige Unterschied gegenüber einem einfachen FM-Modulationssystem ist der, daß durch Anwendung des Tiefpasses zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals im Trennfilter 12 nach Fig. 3 die Bandbreite des Leuchtdichtesignals entwas beschränkt ist. Für viele Anwendungen wird dies kaum bedenklich sein. Wenn dies dennoch als bedenklich betrachtet wird, können naturgemäß im Trennfilter 12 auf bekannte Weise Kammfilter zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals verwendet werden, wodurch kaum eine Beschränkung der Bandbreite auftritt.

V/ie bereits erwähnt wurde, sind zur Bildung einer Impulsbreit enraodulat ion bereits eine Anzahl von Möglichkeiten bekannt. In Fig. 5 der bereits genannten US-PS 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 wird₀ 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 Ausgangssignale 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 Begrenzerschaltung zugeführt wird und wenn dafür gesorgt wird, daß die beiden Begrenzungspegel, in Abhängigkeit von dem Modu-

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lationssignal, gleichphasig geändert v/erden, wird ebenfalls die gewünschte Impulsbreitenmodulation erhalten.

In bezug auf die Amplituden der unterschiedlichen Frequenzkomponenten im FrequenzSpektrum nach Pig« 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 j daß die Amplituden der genannten Frequenzkomponenten, insbesondere der Prequenzkomponenten 2 und 6, durch Anpassung dieses genannten Amplitudenverhältnisses auf einen gewünschten Wert gebracht werden können. In der Vorrichtung nach Pig» 3 kann dies z.B. dadurch erzielt werden, daß ein Verstärker mit einem bestimmten Verstärkungsfaktor dem Tiefpaß : 15 oder dem Prequenzmodulator 13 nachgeordnet wird. Wenn verlangt wird, daß die Amplituden der Prequenzkomponenten 2 und 6 im Frequenzspektrum nach Pig_c 4 gleich groß wie die der Prequenzkomponenten 2 und 2' im Frequenzspektxmi nach Fig„ 2 sind_s stellt sich heraus, daß das Amplitudenverhältnis zwischen dem Farbartsignal C und dem Trägersignal vor der Impulsbreitenmodulation um einen Paktor etwa gleich 2 vergrößert werden muß ο

Fig» 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«,

λ ·

Die Vorrichtung nach Pig_a 5 enthält eine Eingangsklemme 21, der das zusammengesetzte Farbfernsehsignal Y -ί- C (Pig» 1)

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zugeführt wird. Diese Eingangskiemrae 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 f sein und im Zusammenhang mit dieser Kippfrequenz eine derartige Neigung aufweisen, daß bei der Farbhilfsträgerfrequenz f die gewünschte Dämpfung

auftritt,, Ebenso kann dieses Filter aus einem Bandsperrfilter bestehen, wobei das Sperrband um die Farbhilfsträgerfrequenz f liegt und der Dämpfungspegel dieses Sperrbandes den gewünschten Wert aufweist,

Das auf diese V/eise modifizierte zusammengesetzte Farbfern- _ sehsignal 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 Fig. 2 gewählt werden, ergibt sich aus dieser Frequenzmodulation ein Signal 'mit einem Spektrum nach Fig. 6. Die Lage der unterschiedlichen Spektralkomponenten entspricht naturgemäß völlig dem FrequenzSpektrum nach Fig. 2; daher sind diese Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Der Unterschied mit dem Frequenz Spektrum nach Fig«, 2 liegt in den Amplituden der unterschiedlichen Komponenten« Dadurch, daß die Amplitude des Farbartsignals mit Hilfe des Filters verkleinert ist, wird die Amplitude der Seitenbandkomponenten erster Ordnung 2 und 2' auf proportionale Weise kleiner sein, während die Amplituden der Seitenbandkomponenten zweiter Ordnung 3 und 4 quadratisch verkleinert sind. Die Amplituden der Seitenbandkomponenten erster Ordnung eines frequenzmoduliert en Signals sind ja dem Modulationsindex proportional, während die Amplituden der Seitenbandkomponenten zweiter

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Ordnung dem Quadrat dieses Modulationsindexes proportional sind, der seinerseits wieder der Amplitude des Modulationssignals , in diesem Falle des Farbartsignals C, proportional ist*

Dies bedeutet, daß im frequenzmodulierten Signal am Ausgang des Frequenzmodulators 23 u»a. das Amplitudenverhältnis zwischen den Frequenzkomponenten 2 und 3 in bezug auf die Situation im Spektrum nach Fig., 2 vergrößert ist_e Dieses frequenzmodulierte Signal wird einem Tiefpaß 24 zugeführt _f der eine Amplitude-Frequenz-Kennlinie mit einer Grenzfrequenz unterhalb .der Trägerfrequenz aufweist, ζ, Β. eine Kennlinie,!wie sie in Fig_e 6 mit LP angegeben ist. Durch diesen Tiefpaß wird einerseits erreicht, daß an seinem " usgang ein Signal erhalten wird, das im wesentlichen die Summe von drei Signalkomponenten, und zwar Komponenten 1, und 3, ist» Außerdem wird durch diesen Tiefpaß erreicht, daß das Amplitudenverhältnis zwischen den Komponenten 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 symmetrisch begrenzt» Diese Bearbeitung entspricht einer Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch die Hiederfrequenzkomponenten 2 und -3»

Analog dem FrequenzSpektrum nach Fig. 4 wird dadurch an der Ausgangsklemme 26 ein Signal mit einem Frequenzspektrum nach Fig. 7 erhalten. Die wichtigsten Komponenten in diesem Spektrum können aus der Impulsbreitenrnodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 abgeleitet werden (Fig_e 6)„ Diese Impulsbreitenmodulation ergibt ein Frequenzspektrum, dass was die Frequenzlage und die Polarität

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der Komponenten anbelangt, völlig dem Frequenzspektrum nach Fig, 4 entspricht _o Eine geringe Abweichung in bezug auf das Frequenzspektrum nach Fig. 4 ist auf die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch die Frequenzkomponente 3 zurückzuführen (Fig. 6), 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 Impulsbreitenmodulation eine Komponente bei der Frequenz 2f -f der Komponente 3 und eine

j Ι C O ζ« rN

Komponente b'ei einer Frequenz 2f_ - f f -2(f ~f.) j , wobei diese Komponenten eine entgegengesetzte Polarität aufwei- sen. Wie sich einfach erkennen läßt, fallen diese Komponenten, was ihre Frequenzlage anbelangt, mit zwei Komponenten zusammen, die durch die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 herbeigeführt werden, und sie ergeben zusammen demzufolge die beiden Frequenzkomponenten 5 und 5^f im Frequenzspektrum nach Fig. 7. Im Gegensatz zu dem Frequenzspektrum nach Fig. 4 sind diese beiden Frequenzkomponenten 5 und 5' nun nicht genau gleich groß, sondern weisen eine kleine gegen-" seitige Amplitudenabweichung auf.

Dies bedeutet, daß diese beiden Frequ'enzkomponenten 5 und 5' zusammen noch einen kleinen Beitrag zu der Frequenzmodulation des Trägersignals 1 liefern. Diese zwei Frequenzkomponenten 5 und 5* können nun als aus zwei Kompoenten mit gleicher Amplitude und gleicher Polarität, die zu— sammen eine reine Amplitudenmodulation des Trägersignals darstellen, und aus zwei Komponenten mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität_? die zusammen eine

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reine Frequenzmodulation des Trägersignals T darstellen, aufgebaut gedacht werden. Da die Amplitude der letzteren Komponenten durch den nur geringen. Unterschied zwischen den Frequenzkomponenten 5 und 5' bestimmt wird, bedeutet dies, daß der Einfluß dieser Komponenten auf das Signal_$ das nach Frequenzdemodulation erhalten wird, sehr gering ist, so daß auch bei dem System nach Fig. 5 eine starke Herabsetzling der bei reiner Frequenzmodulation störenden Komponente erreicht wird.

Die Amplitijide der unterschiedlichen Frequenz komponenten im FrequenzSpektrum nach Fig„ 7 wird durch den Modulations-' index bei der Impulsbreitenmodulation bestimmt, der seinerseits durch das Amplitudenverhältnis zwischen dem Modulationssignal, also insbesondere dem 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 v/es entlichen Frequenzkomponenten 2 und 6 im FrequenzSpektrum nach Fig, 7 den gewünschten w'ert aufweisen» Insbesondere kann dadurch die bei der angewandten Frequenzmodulation -aufgetretene Herabsetzung der Amplituden dieser Komponenten wieder völlig oder teilweise beseitigt v/erden.

Statt eines Tiefpasses 24 kann selbstverständlich auch wieder ein Bandsperrfilter mit einem Sperrband um die Trägerfrequenz f 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

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erhalten wird, möglichst unverändert aufrechterhalten werden soll₀ Dies ist von besonderem Interesse, wenn, der Übertragungskanal, Z₀ B. ein Aufzeichnungsträger, eine beschränkte Bandbreite aufweist. Das aus diesem Übertragungskanal erhaltene Signal wird dann nicht mehr rechteckförmig 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 wieder eine Impulsbreitenmodulation durch die unterschiedlichen in dem modulierten Signal vorhandenen Komponenten zur Folge haben, wodurch zusätzliche Komponenten gebildet v/erden würden,,

Claims

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Erfindungsanspruch

1· Verfahren und Vorrichtung zum Aufmodulieren eines 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 V/eise dem Trägersignal aüfmoduliert wird, daß durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann, gekennzeichnet dadurch, daß das Farbartsignal (C) zu einem Hilfsträgersignal (2) transponiert wird, das eine Frequenz (f - f ) aufweist, die in

OO

einem Frequenzabstand gleich der Farbhilfsträgerfrequenz

(f.) unterhalb der Frequenz (f ) des vom Leuchtdichtete ο

Signal in der Frequenz modulierten Trägersignals (E ) liegt, und daß dieses frequenzmodulierte Trägersignal (E ) von dem Hilfsträgersignal (2) in der Impulsbreite moduliert wird (Fig. 2),

Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Farbartsignal (G) dadurch transponiert wird, daß dieses Farbartsignal (G) mit dem vom Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignal (E ) gemischt wird (Fig. 2).

3» Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch _P daß die Impulsbreitenmodulation dadurch erzielt wird, daß von einem modulierten Trägersignal (E^) mit endlich steilen

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Flanken ausgegangen wird, zu dem das Hilfstragersignal (2) addiert wird, wonach das Summensignal symmetrisch begrenzt wird (Fig. 2+3). '

4, Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Addition das Amplitudenverhältnis zv/ischen dem Hilfstragersignal (2) und dem modulierten Trägersignal (E ) geändert wird (Fig. 3)·

5c Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, 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"Punkt 5, gekennzeichnet 'dadurch, daß vor der Frequenzmodulation die Amplitude des Farbartsignals verkleinert wird. ,

7· Verfahren nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß im frequenzmodulierten Trägersignal vor der Begrenzung das Amplitudenverhältnis zv/ischen dem Hilfs- ' trägersignal und dem Trägersignal vergrößert wird.

8, Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung mit einem Trennfilter (12) zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals (Y) und des Farbartsignals (C), einem Frequenzmcdulator (13) zum Frequenzmodulieren eines

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Trägersignals (1) mit dem Leuchtdichtesignal, einer Mischschaltung (14), die einerseits mit dem Frequenzmo₍dulator (13) zum Empfangen des modulierten Trägersignals und andererseits mit dem Trennfilter (12) zum Empfangen des Farbartsignals (C) gekoppelt ist, einem mit dem Ausgang der Mischschaltung (14) gekoppelten Filterf! (15) zum Abtrennen des Hilfsträgersignals (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 (E ) in Abhängigkeit von dem Hilfsträgersignal (C) in der Impulsbreite zu modulieren (Fig. 3).

9ο Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Impulsbreitenmodulator (16) eine Addierschaltung (17) mit einem ersten Eingang zum Empfangen des modulierten Trägersignals (E), einem zweiten Eingang zum Empfangen des Hilfsträgersignals (C) und einem mit einer Begrenzerschal~ tung (18) verbundenen ^Ausgang enthält (Fig. 3)«

.10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung mit einem Frequenzmodulator (23) zum Frequenzmoduli'eren 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)-

11e Vorrichtung nach'Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß das zusammengesetzte Farbfernsehsignal (Ϋ + C) dem

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Frequenzmodulator (23) über ein Filter (22) zur Verkleinerung der Amplitude des Farbartsignals (C) .zugeführt wird (Fig, 5)·

12* Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, 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).