DD250223A5 - Schaltungsanordnung fuer eine videosignalverarbeitungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung fuer einen Fernsehempfaenger zur Verbesserung der Qualitaet des vom Empfaenger wiedergegebenen Tones. Die Schaltungsanordnung weist einen Teil zur Verarbeitung eines ZF-Signals auf, welches einen modulierten Tontraeger und einen modulierten Videotraeger enthaelt, mit einem Videokanal zum Demodulieren des Videotraegers, einem Tonkanal mit einer Schaltung zum Demodulieren des Tontraegers, eine Filteranordnung zum Koppeln von ZF-Signalen, die den Tontraeger und den Videotraeger enthalten, auf die Tondemodulatorschaltung und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Koppeln von ZF-Signalen, die den Tontraeger und den Videotraeger enthalten, auf die Filteranordnung. Erfindungsgemaess hat die Filteranordnung eine Uebertragungscharakteristik mit einem Amplitudenansprachemaximum bei einer Frequenz, die bezueglich der Frequenz des Tontraegers versetzt ist.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Fernsehempfänger zur Verbesserung der Qualität des vom Empfänger wiedergegebenen Tones.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Mit dem Aufkommen von Fernsehempfängern mit Mehrfachtonkanal, die Tonsignale größerer Bandbreite liefern, stellt sich zunehmend die Forderung nach einer Erhöhung der Qualität des vom Fernsehempfänger wiedergegebenen Tones. Mehrfachtonkanal-Geräte, wie sie beispielsweise für stereophone und zweisprachige Sendungen verwendet werden, arbeiten mit einem oder mehreren Tonträgern zur Bildung eines akustischen Basisbandsignales. Das akustische Basisbandsignal erfordert eine Vergrößerung der Bandbreite des Femseh-Audiosignals auf ungefähr 110 KHz oder mehr verglichen mit der 15 KHz betragenden Bandbreite eines monophonen Audioprogramms. Als Folge der größeren Bandbreite des Tonkanals des Fernsehempfängers tritt im Tonkanal ein zunehmend merkliches störendes Summen auf. Auch Oberwellen des Tonkanals werden bei breitbandigen Systemen zunehmend mehr merkbar und sollten ebenso wie das hörbare Summen verringert werden. Das hörbare Summen ist ein bekanntes Phänomen und läßt sich als Ergebnis einer bildabhängigen Modulation definieren, die auf das Tonsignal durchschlägt. Genauer gesagt tritt ein solches Summen auf, wenn bildabhängige phasenmodulierte Komponenten des Bildträgers auf den Tonkanal übersprechen. Ein erhebliches Summen tritt bei der Zeilenfrequenz und deren Vielfachen auf. Das Summen ist zwar bei Empfängern mit breitbandiger Mehrkanal-Tonschaltung, z. B. Stereotonschaltung stärker hörbar, es kann jedoch auch bei monophonen Systemen ein störendes Ausmaß annehmen. Die Erscheinung des Audio-Summens in Fernsehempfängersystemen wird im einzelnen in einer Veröffentlichung von B. Fockens et al „Intercarrier Buzz Phenomena Analysis and Cures", IEEETransactionons on Consumer Electronics, Band 27, August 1981, S.381-396 diskutiert. Im Tonkanal eines Fernsehempfängers können Oberwellenverzerrungen durch eine Demodulation eines frequenzmodulierten Tonträgers, wie eines 4,5 MHz Zwischenträger-Tonsignals, entstehen, wenn die Seitenbänder des Trägers unsymmetrisch sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Tonqualität bei Fernsehempfängern und Videokassettenrekordern zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für eine Videosignalverarbeitungseinrichtung zu schaffen, die ein verringertes Tonsummen und verringerte Oberwellenverzerrungen gewährleistet. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung , das noch näher erläutert werden wird, ist eine Einrichtung zur Verbesserung der Qualität des wiedergegebenen Tones einem Zwischenfrequenz (ZF-)Tondemodulatorsystem zugeordnet, wie es gelegentlich als „quasi-parallele" ZF bezeichnet wird, bei welchem Ton- und Video- oder Bildsignale in getrennten Kanälen getrennt demoduliert werden. Im Tonkanal wird der Bild-ZF-Träger mit dem Ton-ZF-Trägersignal gemischt um ein 4,5 MHz-Zwischenträgertonsignal zu bilden. Das Zwischenträgertonsignal wird anschließend unter Bildung eines Audiosignales demoduliert, das nach weiterer Verarbeitung einem Lautsprecher zur Tonwiedergabe zugeführt wird.

Der Tonkanal enthält-ein Filter, dem der Ton- und der Bildträger vor der Demodulation zugeführt werden. Gemäß den Prinzipien der Erfindung hat das Tonkanalfilter eine Amplituden/Frequenz-Übertragungsfunktion mit einer Ansprachespitze bei einer Frequenz, die etwas bezüglich der Tonträgerfrequenz versetzt ist. Bei einer zu beschreibenden Ausführungsform hat das Tonkanalfilter außerdem eine Amplitudenansprachespitze bei einer Frequenz, die etwas bezüglich der Bildträgerfrequenz versetzt ist. Die versetzten Frequenzgangmaxima tragen wesentlich dazu bei, eine Neigung der Amplituden/Frequenz-Kennlinie zu kompensieren, wie sie bei den vorangehenden ZF-Signalverarbeitungsschaltungen einschließlich des Tuners des Empfängers häufig vorhanden ist. Das Tonkanalfilter liefert ein Eingangssignal an ein Tondemodulationssystem, das im wesentlichen symmetrisch bezüglich sowohl der Tonträger- als auch der Bildträgerfrequenz ist, wie es für ein einwandfrei demoduliertes Tonsignal erforderlich ist. Die beschriebene, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaute Schaltungsanordnung verringert nicht nur das hörbare Summen wesentlich sondern reduziert auch die Verzerrungen im demodulierten Tonsignal.

Ausführungsbeispiel

Bei einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Tonkanalfilter ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes ZF-Filter, dessen Übertragungsfunktion bezüglich jedes der versetzten Frequenzmaxima unsymmetrisch ist.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Teil eines Fernsehempfängers dargestellt, der eine ZF-Tonsignalverarbeitungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Der in der Zeichnung teilweise dargestellte Fernsehempfänger enthält einen Tuner 12, dem ein Fernsehrundfunksignal von einer Antenne 10 zugeführt wird. Im Tuner 12 wird das Hochfrequenzsignal eines eingestellten Fernsehkanals in ein Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umgesetzt, das einen Bild- und einen Tonträger enthält, deren Frequenzen beispielsweise bei der NTSC-Norm 45,75MHz bzw. 41,25MHz betragen. Der ZF-Bildträger ist ein amplitudenmoduliertes (AM) _ Restseitenbandsignal, das ein Videosignalgemisch enthält. Der ZF-Tonträger ist ein frequenzmoduliertes (FM) Signal. Der Tuner 12 hat eine Amplitude/Frequenz-(A/f-)Übertragungsfunktion bezüglich des Bildträgersund des Tonträgers, die in einem Diagramm über dem den Tuner 12 darstellenden Block dargestellt ist. Der Frequenzgang des Tuners ist geneigt, d. h. er weicht bei den interessierenden Frequenzen von einer ebenen Bandpaßcharakteristik ab, wie die Amplitudendifferenz im Bereich um den Tonträger bei 41,25 MHz und um den Bildträger bei 45,75 MHz zeigt. Die Amplitudenansprache des Tuners hat eine kuppeiförmige oder „Heuhaufen "-Charakteristik, der Bildträger und der Tonträger liegen dabei auf entgegengesetzten Abfällen oder Flanken der Kuppel. Als Folge hiervon sind die Seitenkeulen oder Seitenbänder des Tonträgers und des Bildträgers bezüglich der jeweiligen Trägerfrequenz nicht symmetrisch.

Das ZF-Ausgangssignal vom Tuner wird einer Schaltungsanordnung 14 zugeführt, welche einen Vorverstärker und eine 47,25 MHz-Falle für den Nachbartonkanal enthält, welche verhindert, daß die automatische Feinabstimmschaltung (AFT) des Empfängers vom benachbarten Ton kanalträger eingefangen wird anstatt vom Trägersignal, auf das der Empfänger abgestimmt ist. Die Nachbartonkanalfalle hat ebenfalls eine geneigte Kennlinie im Bereich der Tonträgerfrequenz von 41,25MHz und der Bildträgerfrequenz von 45,75MHz, wie das Diagramm oberhalb des die Schaltungsanordnung 14 darstellenden Blockes zeigt. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung 14 hat eine Kennlinie, in der die Neigungen der Schaltungsanordnung 14 und des Tuners 12 kombiniert sind. Die kombiniert geneigte Kennlinie beeinträchtigt die Symmetrie der Tonseitenbänder um den Tonträger und die Symmetrie der Videoseitenbänder um den Bildträger.

Das ZF-Signal vom Ausgang der Schaltungsanordnung 14 wird gemäß dem quasi-parallel Schaltungsprinzip in zwei getrennte Kanäle für die Ton- und die Bild-Informationsdemodulation aufgespalten, in dem es zwei Bandpaßfiltern 15 und 16 zugeführt wird. Das Ausgangssignal von der Schaltungsanordnung 14 wird also dem Filter 15 in einem Bild-oder Videosignaldemodulationskanal und dem Filter 16 in einem Tonsignaldemodulationskanal zugeführt. Die Filter 15 und 16 sind bei diesem Ausführungsbeispiel Filter, die mit akustischen Oberwellen arbeiten (SAW-Filter), man kann jedoch auch Filter aus diskreten Induktivitäten und Kapazitäten verwenden. Für die Filter 15 und 16 werden jedoch SAW-Filter Filtern aus diskreten Induktivitäten und Kapazitäten vorgezogen, da es die Struktur und die Parameter eines SAW-Filters leichter machen, eine vorgegebene Filteransprache mit einer gewünschten Kombination der Frequenz von Ansprachemaxima, Kennlinienform und Neigung zu realisieren.

Das Filter 15 hat eine Ansprache, wie sie in dem Diagramm rechts oberhalb des das Filter 15 darstellenden Blockes dargestellt ist; die Ansprache ist dem Restseitenband-Video-ZF-Signal angepaßt und dämpft das 41,25MHz-Tonträgersignal. Ein Differenzoder Gegentaktausgangssignal vom Filter 15 wird Differenz- oder Gegentakteingängen einer Videodemodulatorschaltung 20 zugeführt, welche bei diesem Beispiel in einer integrierten Schaltung 18 enthalten ist, z. B. einer integrierten Schaltung des Typs T2899 der Toshiba Corporation. Der Videodemodulatorschaltung 20 ist ein Bandpaßfilter-Tank- oder Parallelresonanzkreis 21 zugeordnet, der auf die Bildträgerfrequenz 45,75MHz abgestimmt ist. Die Demodulatorschaltung 20 enthält Schaltungsanordnungen, die in Verbindung mit dem als Bandpaßfilter wirkenden Tankkreis 21 einen quasi-synchron Demodulator bilden, welcher ein Videosignalgemisch-Basisband-Ausgangssignal liefert. Das Basisband-Videosignal wird Videosignalverarbeitungsschaltungen in einem Videoteil 29 zugeführt, um in bekannter Weise Signale zu erzeugen, welche ein R-, ein G- und ein B-Farbbild darstellen.

Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, hat das Tonkanalfilter 16 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung eine Ansprache oder Übertragungsfunktion, wie sie in einem Diagramm unterhalb des das Filter 16 darstellenden Blockes gezeigt ist. Das Filter 16 hat eine zweifach abgestimmte Ansprache mit einem ersten Amplitudenansprachemaximum, das um eine geringfügig bezüglich der Tonträgerfrequenz von 41,25MHz versetzte Frequenz von 41,18MHz unsymmetrisch ist und ein zweites Amplitudenansprachemaximum, das um eine bezüglich der Bildträgerfrequenz von 45,75MHz geringfügig versetzte Frequenz von 45,95MHz unsymmetrisch ist.

Vom Filter 16 wird ein Differenz-oder Gegentaktausgangssignal Differenz-oder Gegentakteingängen einer ebenfalls in der integrierten Schaltung 18 enthaltenen Tondemodulatorschaltung 22 zugeführt. DerTondemodulatorschaltung 22 ist ein auf die Bildträgerfrequenz 45,75MHz abgestimmter Bandpaßfilter-Tankkreis 25 zugeordnet. Die Demodulatorschaltung 22 enthält Schaltungsanordnungen, die in Verbindung mit dem Bandpaßfilter 25 einen Mischer bilden, der ein 4,5 MHz-FM-Zwischenträgertonsignal aus dem Ton- und dem Bildträger erzeugt. Das 4,5 MHz-FM-Zwischenträgertonsignal wird vom Ausgang der Demodulatorschaltung 22 über ein Bandpaßfilter 23, das einen im wesentlichen symmetrischen Amplitudengang bezüglich der Mittenfrequenz 4,5 MHz des Zwischenträgersignals hat, einem FM-Demodulator 24 zugeführt. Vom Ausgang des FM-Demodulators 24 wird ein demoduliertes Basisband-Audiosignal einer Tonsignalverarbeitungsschaltung 28 zugeführt, die beispielsweise einen Stereodecodierer enthalten kann, welcher ein L-(links-) und ein R-(rechts-)Basisband-Ausgangssignal an nicht dargestellte Audioverstärker liefert.

Die Amplituden/Frequenz-Ansprache (Übertragungsfunktion) des Filters 16 im Tonkanal kompensiert die Kennlinienneigung der ZF-Schaltung als ganzes, welche die vorangehenden ZF-Signalverarbeitungsschaltungen aufweisen, so daß dem Eingang des Tonmodulators (Mischers) 22 ein resultierendes Signal zugeführt wird, das hinsichtlich der Amplitude im wesentlichen symmetrisch bezüglich des45,75MHz-Bildträgersistund daß dem Eingang des FM-Demodulators ein resultierendes Signal zugeführt wird, das in der Amplitude im wesentlichen symmetrisch bezüglich des4,5MHz-Tonzwischenträgersignales ist. Die Amplitudensymmetrie des Demodulatoreingangssignales bezüglich des 45,75 MHz-Bildträgers hat eine erhebliche Verringerung des Tonsummens zur Folge. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß das Summen von einer zufälligen Phasenmodulation herrührt, welche entsteht, wenn eine Video-ZF-Signalkomponente mit ungleichen (unsymmetrischen) Seitenbändern mit einer Ton-ZF-Komponente gemischt wird. Das Anspracheamplitudenmaximum des Filters 16 bei 45,95MHz in der Nähe des 45,75 MHz-Bildträgers kompensiert die Einflüsse der Neigung der ZF-Kennlinie der vorangehenden Schaltungsanordnungen auf die Bildträgerfrequenz, so daß der dem Eingang des Tondemodulators 22 zugeführte Bildträger in gewünschter Weise symmetrische Seitenbänder hat und nicht unsymmetrische, die ein hörbares Summen verursachen können. Die Amplitudensymmetrie des Eingangssignals des FM-Demodulators 24 bezüglich des 4,5 MHz-Zwischenträgersignals verringert in erwünschter Weise die Oberwellenverzerrungen, die sonst durch die Seitenbänder des 4,5MHz-FM-TonzwischenträgersignaIs verursacht würden, das eine unsymmetrische Amplitudenansprache um den 4,5 MHz-Träger hat. Die Amplitudensymmetrie des Eingangssignals des FM-Demodulators 24 bezüglich des 4,5 MHz-Zwischenträgersignals verringert in vorteilhafterweise die Oberwellenverzerrungen, die beim Decodieren eines frequenzmodulierten Signals von Natur aus entstehen.

Durch die Erfindung wird also ein ZF-Tonkanal mit einem ZF-Filter angegeben, welches unsymmetrische Anspracheamplitudenmaxima aufweist, die geringfügig gegen die Bildträger- bzw. die Tonträgerfrequenz versetzt sind entsprechend dem Ausmaß der Neigung im ZF-Signalband, welches die Ton- und die Bildträgerfrequenz umfaßt, so daß das resultierende, gefilterte ZF-Signal, das dem Eingang einer Demodulatoranordnung zugeführt werden kann, eine im wesentlichen symmetrische Amplitudencharakteristik bezüglich sowohl der Tonträger- als auch der Bildträgerfrequenz aufweist. Als Ergebnis der beschriebenen Filteranordnung zeichnet sich der sie enthaltende Fernsehempfänger durch eine höhere Tonqualität mit verringertem Tonsummen und verringerten Oberwellenverzerrungen aus. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann nicht nur in einem Fernsehempfänger verwendet werden, wie es erläutert wurde, sondern auch in einem Videokassettenrecorder.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung für eine Videosignalverarbeitungseinrichtung, welche einen Teil zur Verarbeitung eines ZF-Signals aufweist, welches einen modulierten Tonträger und einen modulierten Videoträger enthält, mit

einem Videokanal (15,20) zum Demodulieren des Videoträgers, einem Tonkanal (16,22,23,24) mit einer Schaltung (22) zum Demodulieren des Tonträgers, eine Filteranordnung (16) zum Koppeln von ZF-Signalen, die den Tonträger und den Videoträger enthalten, auf die Tondemodulatorschaltung und

eine Signalverarbeitüngsschaltung (12,14) zum Koppeln von ZF-Signalen, die den Tonträger und den Videoträger enthalten, auf die Filteranordnung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (16) eine Übertragungscharakteristik mit einem Amplitudenansprachemaximum bei einer Frequenz die bezüglich der Frequenz des Tonträgers versetzt ist, hat.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (16) eine Kennlinie hat, die außerdem ein Amplitudenansprachemaximum bei einer Frequenz, die bezüglich der Frequenz des Videoträgers versetzt ist, hat.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (16) ein Amplitudenansprachemaximum bei einer Frequenz hat, die kleiner als die Frequenz des Tonträgers ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung ein mit akustischer Oberflächenwellen arbeitendes Filter ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, bei der dem mit akustischer Oberflächenwellen arbeitenden Filter Schaltungsanordnungen einschließlich eines ZF-Signalverarbeitungsteils vorgeschaltet sind, deren Frequenzgang um die Tonträgerfrequenz und um die Bildträgerfrequenz von dem eines ebenen Bandpaßfrequenzganges abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß das mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Filter (16) eine Übertragungsfunktion hat, bei der das erste Amplitudenansprachemaximum unsymmetrisch bezüglich der ersten Frequenz und das zweite Amplitudenansprachemaximum unsymmetrisch bezüglich der zweiten Frequenz ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Amplitudenansprachemaximum des mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Filters bei einer Frequenz liegt, die kleiner als die Frequenz des Tonträgers ist und daß das zweite Amplitudenansprachemaximum des mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Filters bei einer Frequenz liegt, die größer als die Frequenz des Videoträgers ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Signalverarbeitungsschaltung (12,14) einen Frequenzgang aufweist, der von dem einer ebenen Bandpaßcharakteristik um die Tonträgerfrequenz und um die Videoträgerfrequenz abweicht, bei der ferner die Tondemodulatorschaltung (22) eine Vorrichtung (22,23) zum Erzeugen eines Zwischenträgersignals in Ansprache auf ZF-Ausgangssignale der Filteranordnung (16) und eine FM-Demodulatorschaltung (24), die auf das Zwischenträgersignal anspricht, enthält, um an einem Ausgang das demodulierte Tonsignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF-Ausgangssignale der Filteranordnung (16) eine im wesentlichen symmetrische Amplitudencharakteristik bezüglich der Videoträgerfrequenz aufweisen und daß das Zwischenträgersignal eine im wesentlichen symmetrische Amplitudencharakteristik hat.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, bei der die Videosignalverarbeitungsschaltung ein Fernsehempfänger zum Verarbeiten eines Fernsehrundfunksignals ist, bei der ferner der Tonträger ein frequenzmoduliertes Signal ist und bei der der Videoträger ein amplitudenmoduliertes Signal ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (18) ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Filter ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonkanal ein quasiparalleler Tonkanal ist.