DE1031346B - Farbdemodulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Demodulation einer mit Farbsignalen modulierten Trägerwelle und zur Erzeugung von demodulierten Signalen entsprechend drei gewünschten Phasen dieser Trägerwelle.

Zum besseren Verständnis der Lehren der Erfindung ist es zweckmäßig, sich zunächst einmal die Beschaffenheit des die Farbdifferenznachricht mit sich führenden zusammengesetzten Farbfernsehsignals zu vergegenwärtigen. Zur Darstellung der in dem zu übertragenden Bild enthaltenen Farbe verwendet man die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau. Diese drei Grundfarben erscheinen nicht gleich hell, und zwar deshalb, weil sie in verschiedenen Bereichen des Spektrums angeordnet sind und folglich das Helligkeitsempfinden in verschieden starkem Maße reizen. Mischt man jedoch die drei Grundfarben im richtigen Verhältnis, so findet man, daß die Grundfarbe Grün, die in der Mitte des sichtbaren Spektrums angeordnet ist, etwa 59% der Helligkeitsempfindung ausmacht, während die Grundfarben Blau und Rot 11 bzw. 30% ausmachen. Verwendet man daher ein Farbfernsehsignal oder F-Signal, das der Gleichung

Y = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B

(1)

gehorcht, so erhält man ein monochromes Signal; dieses monochrome Signal kann in Übereinstimmung mit den üblichen Abtastnormen, z. B. 525 Zeilen bei einer Rasterwechselfrequenz von 60 Hertz und einer Bildwechselfrequenz von 30 Hertz, erzeugt werden. Es wird hinsichtlich Bandbreite und Hinzufügung von Synchronisations- und Leertastimpulsen genauso behandelt wie ein genormtes monochromes Signal.

Um farbige Bilder für die Übertragung an einen Farbempfänger zu gewinnen, muß man, da jede Farbe drei voneinander unabhängige Veränderliche einschließt, zusätzliche unabhängige Farbsignale erzeugen; derartige Farbsignale, die man als (R-Y)-, (G-Y)- und (B—Y)-Signale bezeichnet, geben, wie bereits erwähnt, an, inwieweit die einzelnen Farben im fernzusehenden Gegenstand vom F-Signal abweichen.

Diese Farbdifferenzsignale lassen sich so darstellen, daß sich ein Satz von drei voneinander unabhängigen Signalen wie folgt ergibt:

R-Y= 0,70 R-0,59 G-O₁Il B (2)
G-Y= -0,3072 + 0,41 G-O₁IlB (3)
B-Y= -0,3Oi?-0,59 G+0,89 B₁ (4)

wobei F durch die Gleichung (1) gegeben ist. Aus den Gleichungen (2), (3) und (4) folgt sodann:

G-Y= -0,51 (ie- F) -0,19 (B- Y). (5)

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Juli und 28. Juli 1954

Roland Norman Rohdes, Levittown, Pa.,
und Robert Kennon Lockhart, Moorestown, N. J.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Die Chrominanz- oder Farbdifferenznachricht kann mit Hilfe eines viertelperiodenmodulierten Unterträgers, der die durch die Gleichungen (2), (3) und (4) dargestellten Signale enthält, übertragen werden. Ein derartiger Unterträger enthält außerdem eine kontinuierliche Änderung des Farbtones, und zwar als Funktion des Phasenwinkels. Die Wiedergewinnung eines oder mehrerer der Farbdifferenzsignale erfolgt unter Zuhilfenahme der Prinzipien der Synchrondemodulation, die darin besteht, daß ein örtlich im Empfänger erzeugtes Signal von der Frequenz des Farbunterträgers und von einer ganz bestimmten, dem zu demodulierenden Farbdifferenzsignal entsprechenden Phasenlage mit dem viertelperiodenmodulierten Farbunterträger so gemischt wird, daß sich das gewünschte Farbdifferenzsignal ergibt. Werden mehrere Farbdifferenzsignale benötigt, so muß man eine entsprechende Anzahl von Mischungssignalen bereitstellen, deren jedes in seiner Phasenlage sehr genau auf das zu demodulierende Farbdifferenzsignal abgestimmt sein muß.

Um sich des Verfahrens der Synchrondemodulation bedienen zu können, muß man Synchronisationseinrichtungen vorsehen; diese arbeiten mit Hilfe eines Farbsynchronisationswellenzuges, der auf der Rückschulter des Horizontalsynchronisationsimpulses übertragen wird. Dieser Farbsynchronisationswellenzug kann die Frequenz des Unterträgers, d. h. 3,58 MHz, haben; er ist auf die Farbdifferenzsignale in der Weise

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phasenabgestimmt, daß er z.B. dem (22— F)-Signal um 90° voraneilt, wobei das (2?—F)-Signal seinerseits dem (5-F)-Signal um 90° und dem (G-F)-Signal um 214,3° voraneilt.

Mit Hilfe des Verfahrens der Synchrondemodulation kann man die den Gleichungen (2), (3) und (4) entsprechenden Signale erhalten. Jedoch ergibt sich aus den Erwägungen, die zur Gleichung (5) führten, daß man insgesamt nicht mehr als zwei Farbdifferenzsignale zu demodulieren braucht; das dritte der Färbdifferenzsignale ergibt sich ohne weiteres, wenn man die beiden demodulierten Farbdifferenzsignale [wie es durch die Gleichung (5) z.B. für das (G-Y)-Signal dargestellt ist] in geeigneter Weise miteinander kombiniert. Die Erfindung befaßt sich mit Prinzipien und Maßnahmen, auf Grund deren man eine vereinfachte Demodulator- und Matrixeinrichtung erhält, die aus einem viertelperiodenmodulierten Farbunterträger einen Dreiersatz der benötigten Farbdifferenzsignale liefert, und zwar in einer Weise, ao die nicht nur auf neuartigen Vorstellungen beruht, sondern auch eine merkliche Schaltungsvereinfachung sowie Vorteile, wie Gleielistromkopplung, unmittelbare Zugänglichkeit und leichte Einstellbarkeit, mit sich bringt.

Es ist bereits eine Schaltung zur Demodulation von Farbsignalen mit zwei Synchrondemodulatoren vorgeschlagen worden, welche jeweils einen eigenen Ausgangskreis besitzen, der ein demoduliertes Signal eines bestimmten Vorzeichens liefert, wobei die demodulierten Signale in den zwei Ausgangskreisen zweien der drei zu demodulierenden Phasen der Trägerwelle entsprechen, die außerdem einen beiden Demodulatoren gemeinsamen Ausgangskreis besitzen, der ein kombiniertes demoduliertes Signal entgegengesetzten Vorzeichens liefert, das der dritten der zu demodulierenden Phasen der Trägerwelle entspricht. Den Synchrondemodulatoren wird dabei in bekannter Weise eine mit der Farbinformation phasen- und In Fig. 1 ist das Schaltbild eines Demodulators mit symmetrisch geschaltetem Diodenpaar gezeigt. Bei diesem Demodulator wird vom demodulierten Farbdifferenzsignal sowohl eine Version von positiver als auch eine Version von negativer Polarität erhalten. Die Arbeitsweise der Schaltung läßt sich kurz wie folgt beschreiben. Das Chromasignal oder der Farbunterträger wird der Eingangsklemme 11 und von dort über den Kondensator 15 einerseits der Anode der Diode 19 und andererseits der Kathode der Diode 20 zugeleitet. Gleichzeitig wird die Eingangsklemme 26 von einem örtlichen Oszillator mit einem Demodulationssignal von angemessener Phasenlage beschickt. Da die an den Enden 23. und 25 der Transformatorwicklung 24 auftretenden örtlichen Oszillatorsignale einen Phasenunterschied von 180° aufweisen, wird durch das Oszillatorsignal die Kathode der Diode 19 in negativer Richtung, die Anode der Diode 20 dagegen in positiver Richtung vorgespannt. Die Folge davon ist, daß beide Dioden 19 und 20 zur gleichen Zeit leiten und entsprechend die beiden Gleichrichter* kanäle während dieser Zeit ebenfalls leiten. Auf diese Weise wird das Chromasignal gewissermaßen herattsgetastet.

Dieser Tastvorgang spielt sich in bestimmten, sich periodisch wiederholenden Zeitintervallen ab; und zwar entsprechen diese Zeitintervalle im wesentlichen den Scheitelwerten des örtlichen Oszillatorsignals. Vom gemeinsamen Verbindungspunkt 18 zwischen der Anode der Diode 19 und der Kathode der Diode 20' ist ein Abklingnetzwerk 13 nach Masse geführt. In gleicher Weise ist ein Abklingnetzwerk 31 zwischen die Mittelanzapfung 27 der Transformatorwicklung 24 und Masse angeschlossen. Zwei weitere Abklingnetzwerke sind zwischen die Kathode der Diode 19 und die Klemme 23 sowie zwischen die Anode der Diode 20 und die Klemme 25 eingeschaltet. Diese Netzwerke sargen dafür, daß die Dioden Vorspannungen erhalten», die eine genaue Tastung der Umhüllung der Chroma-

amplitudenmodulierte Trägerwelle sowie ein Bezugs- 40 schwingung in gewünschten. Intervallen entsprechend

signal bestimmter Phasenlage zugeführt.

Die Schaltung gemäß der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen der den beiden Demodulatoren zugeführten Bezugssehwingungen von den drei den zu demodulierenden Farbsignalen entsprechenden Phasen der Trägerwelle verschieden und so gewählt sind, daß durch die Wechselwirkung der beiden Demodulatoren infolge ihres gemeinsamen Äusgangskreises in den drei Ausgangskreisen demoduder Phase des gewünschten Farbdifferenzsignals gestatten. Das Netzwerk 31 folgt der Umhullungstastang derart, daß- sich »eine positiv gerichtete Version des demodulierten Farbdifferenzsignal ergibt, während das· Netzwerk 13 dem Umhüllungstastvorgang in der Weise folgt, daß sich eine negative oder phasenverkehrte Version des demodulierten Farbdifferenzsignals ergibt. Indem man die Netzwerke 13 und 31 in ihrer Größe gleichmacht, kann man gewünschtenfalls erreichen, daß- die

lierte Signale entstehen, die den drei gewünschten 50 Amplituden der positivten und negativen Versionen des Phasen der Trägerwelle entsprechen.

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit der Zeichnung erläutert werden. Dabei bedeutet

Fig. 1 einen Farbdemodulator· mit symmetrisch geschaltetem Diodenpaar, wobei das demodulierte Färbdifferenzsignal sowohl in Form einer positiv gerichteten als auch in Form einer negativ gerichteten Aversion bereitgestellt wird,

Fig. 2 ein Vektordiagramm für die Phasenwinkelbeziehungen zwischen den verschiedenen für die erfindungsgemäße Einrichtung in Frage kommenden Signalen,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehempfängers mit einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform der 65 signals, während das Netzwerk 13 die polaritätsver-Erfindung, wobei der Phasenspalter sowie der Matrix- kehrte oder negative Version dieses Hüllamplitudendemodulator nach Fig. 3 ausführlicher dargestellt
sind, und

Fig. 5" und 6 andere Ausführungsformen erfindungsdemodulierten Farbdifferenzsignals im wesen#kfeen gleich werden. Die Erzeugung sowohl einer poertiv gerichteten als auch einer negativ gerichteten Versionergibt sich eindeutig aus- der Tatsache, daß der Massseanschluß, mit dem das Netzwerk 13 verbunden ist, die Leitungsverbindung nach dem Masseanschluß' des Netzwerkes 31 schließt, so daß eine Schleife gebildet wird, die aus den Netzwerken 13 und 31 sowie den beiden Leitungswegen durch die Diode 19 bzw. die Diode 20 besteht. Während des Tastvorganges- erfahren die Kondensatoren der Netzwerke 13 und 31 ungleichartige Aufladungen. Das Netzwerk 31 liefert die positive Version des die Hüllamplitude darstellenden Signals, d. h. des demodulierten Farbdifferenz-

gemäßer Detektoranordnungen.

signals· bereitstellt.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung zur Erzeugung· sowohl einer positiven als auch einer negativen Ver*: sion des demodulierten Farbdifferenzsignals stellt nur:

ein mögliches Beispiel für viele brauchbare Schaltungen dar. Verwendet man z. B. nur einen einzigen Diodenleitungsweg, so kann man durch geeignete Schaltmaßnahmen erreichen, daß der Eindiodendemodulator dennoch als Plus-Minus-Demodulator arbeitet. Worauf es erfindungsgemäß ankommt, ist, daß die Schaltung nach dem Plus-Minus-Demodulationsprinzip arbeitet. Allerdings eignet sich die in Fig. 1 gezeigte Schaltung ganz besonders gut für das Verfahren der Plus-Minus-Demodulation von Farbdifferenzsignalen. Die Schaltung wird daher auch in der im Zusammenhang mit Fig. 4 zu beschreibenden Anordnung Verwendung finden.

Fig. 2 zeigt verschiedene im Chromasignal oder Farbunterträger enthaltene Farbtöne. Wie man sieht, ist das (B- F)-Farbdifferenzsignal um 90° gegenüber dem (R — Y) -Farbdifferenzsignal versetzt. Dieses wiederum ist gegenüber dem Synchronisationswellenzug S um 90° phasenversetzt. Das (G- F)-Signal eilt, wie man sieht, dem (5—F)-Signal um 124,3° nach. In einem Vektordiagramm von der Art, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, liefert der Winkel eine Darstellung des Farbtones, während die Amplitude des betreffenden Vektors die Farbsättigung verkörpert. Daraus ergibt sich, daß bei der Demodulation des Farbunterträgers die den gewünschten Farbtönen entsprechenden Phasenwinkel berücksichtigt werden müssen.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Farbfernsehempfängers. Das ankommende Signal wird mit der Antenne 41 empfangen und dem Fernsehsignalempfänger 43 zugeleitet. Der Signalempfänger 43 liefert ein demoduliertes Farbfernsehsignal einschließlich der Tonnachricht, die auf einem vom Bildträger abgesonderten Tonträger von 4,5 Megahertz übertragen wird. Der Fernsehsignalempfänger 43 übt die Funktionen der Überlagerung, der Zwischenfrequenzverstärkung, der Demodulation und der automatischen Verstärkungsregelung aus.

Die Tonnachricht kann mit Hilfe eines Tondetektors und Verstärkers 45 demoduliert und verstärkt und sodann dem Lautsprecher 47 zugeführt werden.

Die dem Bildinhalt entsprechende Farbfernsehsignalnachricht wird auf mindestens vier Kanäle des Farbfernsehempfängers verteilt. In diesen Kanälen werden die demodulierten Farbsignale bereitgestellt, die sodann der Farbbildröhre 53 zugeleitet werden.

Einer der Ausgangskanäle des Fernsehsignalempfängers 43 dient der Abarbeitung der Bildsynchronisationssignale. Dieser Kanal umfaßt die Ablenk- und Hochspannungsstufe 49, die einerseits die Ablenksignale für die Ablenkspulen 51 und andererseits die an die Klemme 62 der Bildröhre anzuschließende Hochspannung liefert. Eine weitere Aufgabe der Ablenk- und Hochspannungsstufe 49 ist es, als Tastspannungsgenerator 55 zu dienen. Bei dem Tastspannungsgenerator 55 handelt es sich gewöhnlich um eine Wicklung, die auf dem hochspannungserzeugenden Transformator angebracht ist; er hat die Aufgabe, während des Zeilenrücklaufes einen Tastimpuls 50 bereitzustellen.

Ein weiterer Ausgangskanal des Fernsehsignalempfängers 43 leitet zur Synchronisationswellenzug-Abtrennstufe 5.7, der zugleich der Tastimpuls 50 zugeführt wird. Der Tastimpuls ist zeitlich so abgestimmt, daß er während der Dauer des Farbsynchronisationswellenzuges eine Schleuse entriegelt, so daß auf diese Weise die Abtrennung des Wellenzuges erfolgt. Der abgetrennte Wellenzug wird sodann von der Stufe 57 aus dem wellenzugsynchronisierten Oszillator 59 zugeleitet. Dieser Oszillator erzeugt unter Verwendung des abgetrennten Wellenzuges und des Tastimpulses 50 ein örtliches Oszillatorsignal, das mit der Phase und Frequenz des Farbsynchronisationswellenzuges genau synchronisiert ist.

Ein weiterer Ausgangskanal des Fernsehsignalempfängers 43 leitet über das Filter 52 in den Matrixdemodulator 63. Das Filter 52 soll einen Durchlaßbereich mindestens für Frequenzen zwischen 2,9 und 4,2 Megahertz aufweisen. Gleichzeitig erhält der Matrixdemodulator 63 vom Oszillator 59 zwei synchronisierte Synchrondemodulationssignale, die durch Zwischenschaltung eines Phasenschiebers 61 erhalten werden. Im Matrixdemodulator 63 findet die Synchrondemodulation und Filterung einer Gruppe von Farbdifferenzsignalen statt. Bei diesen Farbdifferenzsignalen kann es sich z. B. um (G-Y)-, (R-Y)- und (B- F)-Signale oder um eine beliebige andere Signalgruppe, die sich zur letztlichen Rekonstruktion von Grundfarbenbildnachrichten eignet, handeln.

Bei dem vierten Ausgangssignal des Fernsehsignalempfängers 43 handelt es sich um den Y- oder Luminanzkanal. Die F-Signalnachricht wird durch die F-Verzögerungsleitung 65 geführt und von dort gleichzeitig der Grünadditionsstufe 67, der Blauadditionsstufe 69 und der Rotadditionsstufe 71 zugeleitet. Den drei letzterwähnten Additionsstufen werden ferner die entsprechenden Farbdifferenzsignale zugeleitet, so daß auf diese Weise die roten, grünen und blauen Grundfarbensignale gewonnen werden. Diese Grundfarbensignale werden sodann den entsprechenden Steuergittern der Farbbildröhre 53 zugeleitet.

Es soll nunmehr die Arbeitsweise des Matrixdemodulators 63 sowie des Phasenspalters 61 im einzelnen betrachtet werden. Ein Schaltbild dieser Einrichtungen ist in Fig. 4 gezeigt. Der Matrixdemodulator 63. hat eine Eingangsklemme 60, der das gefilterte Chromsignal zugeleitet wird. Wie man sieht, besteht der Matrixdemodulatof 63 aus zwei Demodulatorstufen der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Art. Diese beiden Demod'ulatorstufen, die mit 87 bzw. 89 bezeichnet sind, haben, wie man sieht, einen gemeinsamen Verbindungspünkt 81.

Zunächst soll der Demodulator 87 betrachtet werden. Wird z. B. an der Transformatorklemme 109 das auf (B-Y) phasenäbgestimmte örtliche Oszillatorsignal und an der Transformatorklemme 103- die phasenverkehrte Version dieses Signals entwickelt, so tritt infolge des Einflusses des Abklingnetzwerkes 93, das die positive Version des (B- Y) -Signals liefert, das (B- F)-Signal an der Ausgangsklemme 68 auf. Wird der Demodulator 89 zeitweilig aus der Schaltung entfernt, so tritt am Punkt 81 und an der Ausgangsklemme 66 die negative Version des (B-Y)-Signals auf.

Wird der Demodulator 87 zeitweilig aus der Schaltung entfernt und der Demodulator 89 von der Eingangsklemme 81 aus gesteuert und sind die Phasen der den Transformatorklemmen 115 und 117 zugeführten Signale geeignet, an der Ausgangsklemme 70 eine positive Version des (R- Y)-Signals zu liefern, so wird an der Eingangsklemme 81 die negative Version des (R- Y)-Signals entwickelt.

Aus dem vorhergehenden Absatz folgt sodann, daß, wenn ein (G-- F)-Signal erwünscht ist, der Demodulator 87 und der Demodulator 89 so miteinander vereinigt werden können, daß sie als gemeinsame negative Signalklemme den Punkt 8l aufweisen und an diesem Punkt ein (G- F)-Signal erhalten wird, Vorausgesetzt, daß negative Versionen des (if— F) -

Die den Phasenschieber 61 umfassende Schaltung stellt ein mögliches Mittel zur Gewinnung der erforderlichen relativen Demodulationsphasen dar. Das der Klemme 62 zugeführte 3,58-Megahertz-Signal wird in 5 der Röhre 131 verstärkt und an die Ausgangsklemmen weitergegeben. Der Transformatorpritnärkreis 120 ist auf Parallelresonanz mit dem aus der Transformatorprimärwicklung 110 und der J?C-Kombmation 121 gebildeten Kreis abgestimmt: und zwar fällt die Reso-

Signals und des (B- Y)-Signals, und zwar mit den durch die Gleichung (5) vorgeschriebenen Amplitudenwerten an dieser Klemme 81 addiert werden.

Das (G- Y)-Signal kann an der Klemme 66 bereitgestellt werden, indem man z. B. ein System verwendet, bei dem die Impedanzen der Abklingnetzwerke 93 und 97 so bemessen sind, daß, wenn an der
Klemme 70 ein (J? — F)-Signal erzeugt wird, an der
Klemme81 ein Signal von der Größe —0,51 (R-Y)
auftritt. Sind die Netzwerke 93 und 97 ferner so be- ίο nanzfrequenz mit der Unterträgerfrequenz zusammen, messen, daß, wenn an der Ausgangsklemme 68 ein Der Widerstand 122 ist so eingestellt, daß sich die (B- F)-Signal erzeugt wird, an der Klemme 81 ein richtigen Phasenbeziehungen ergeben. Der WiderSignal von der Größe —0,19 (B- Y) auftritt, so folgt stand 122 kann in Verbindung mit einem Hauptdaraus, daß an der Ausgangsklemme 66 ein (G-Y)- phasenschieber auch an einer anderen Stelle der Signal von der gewünschten Amplitude erhalten wird. 15 Schaltung angeordnet werden, solange nur eine voll-Es ist jedoch klar, daß, wenn z. B. an der Ausgangs- ständige Phasenregelung für die den Demodulatoren klemme 70 ein (J? — F) -Signal und demzufolge an der zugeleiteten Signale gewährleistet ist. Klemme 81 ein —0,51-(J?—F)-Signal erzeugt wird, In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erdieses — 0,51-(J? — F)-Signal wegen der durch die ge- findung gezeigt. Diese Schaltung stellt eine Abwandmeinsame Impedanz 85 bewirkten Kopplung der beiden 20 lung des in Fig. 3 enthaltenen Matrixdemodulators 63 Demodulatoren gleichfalls an der Ausgangsklemme 68, dar.

wo die (B — Y) -Nachricht bereitgestellt wird, auftritt. Die Elektronenröhre 151 bildet das Kernstück eines

Dies kann man dadurch vermeiden, daß man nicht die Verstärkerdemodulators, der zur Demodulation des

in Fig. 2 gezeigte (B- Y)-Phase, sondern statt dessen (B- Y)-Signals verwendet wird. Als Anodenarbeit-

die C-Phase, die der (J?—F)-Phase um ungefähr 30° 25 widerstand für diese Röhre 151 dient der Widerstand

157, während in der Kathodenzuleitung der Röhre eine Reihenschaltung aus den Widerständen 167 und 169 sowie dem Resonanzkreis 163 liegt. Die Chrominanz- oder Chromanachricht wird der Eingangs-

voraneilt, tastet. Aus elementaren trigonometrischen Erwägungen folgt, daß dadurch an der Ausgangsklemme 68 ein Signal von ungefähr der Größe + 0,51 (R-Y) erhalten wird. Dieses Signal hebt das

an dieser Klemme anstehende — 0,51-(J? — F)-Signal 30 klemme 60 zugeführt und gelangt von dort auf das auf, wohingegen die (B- Y)-Nachricht erhalten bleibt; Steuergitter 154. Indem man an der Eingangsklemme und zwar hat diese (B—F)-Nachricht eine für samt- 138 ein Synchrondemodulationssignal von der (B-Y)-liche praktischen Zwecke völlig hinreichende Genauig- Phase zuführt, erhält man im Resonanzkreis 163 keit. In ähnlicher Weise sieht man, daß, wenn an der Schwingungen von der Phasenlage (B-Y), mit denen Ausgangsklemme 68 ein (J?—Y) -Signal erzeugt wird, 35 man die Synchrondemodulation vornehmen kann. Um an der Klemme 81 ein — 0,19-(J? — Y)-Signal auftritt. die Synchrondemodulation zu erreichen, braucht man

nur die Röhre 151 in C-Verstärkung zu betreiben, so daß eine einfache Mischung der an der Kathode 156 auftretenden Schwingungen mit den am Steuergitter das (J? — F)-Signal ansteht. Dieser Vorgang läßt 40 154 anstehenden Chromaschwingungen stattfindet, sich in erster Näherung vermeiden, indem man Ein weiteres Verfahren zum Betrieb der erfindungs

gemäßen Schaltung besteht darin, daß die örtlich erzeugte Schwingung, deren Phase so bemessen ist, daß sie bei Überlagerung mit dem Chrominanzsignal die

Wegen der Kopplung des Demodulators 89 über die Impedanz 85 entsteht jedoch dieses -0,19-(B-Y)-Signal zugleich auch an der Ausgangsklemme 70, wo

g ,

z. B. nicht bei der in Fig. 2 gezeigten (R- Y)-Phase, sondern statt dessen bei der ^!-Phase, die der (R-Y)-Phase um ungefähr 15° nacheilt, tastet und auf diese

Weise an der Ausgangsklemme 70 ein Signal von der 45 (J?—F)-Signal-Nachricht liefert, dem Steuergitter 154 Größe +0,19 (B-Y) gewinnt, das dann das —0,19- zugeleitet wird, wobei die Röhre 151 als C-Verstärker (B- Y) -Signal aufhebt. Bei den oben angegebenen arbeitet und demzufolge ebenfalls die Synchron-Phasenwinkeln handelt es sich um Näherungswerte, demodulation stattfindet. Das synchrondemodulierte aus denen deutlich die Art und Weise hervorgeht, in (J?—F)-Signal erscheint am Ausgangswiderstand 157. der die Schaltung arbeiten muß, damit keine uner- 50 Dementsprechend erscheint an der Ausgangsklemme wünschten Spannungen an irgendeiner der Ausgangs- 144 ein positives Signal. An den Kathodenwiderklemmen erscheinen. Die tatsächlich in Frage kommenden Winkel müssen so bemessen sein, daß der
(J? — F) -Demodulator und der (J? — F) -Demodulator
Hand in Hand arbeiten können. Die hierfür erforder- 55
liehen Winkelwerte weichen etwas von den oben angeführten Werten ab. Diese Werte hängen von den
tatsächlichen Bemessungsdaten der jeweils verwendeten Schaltung ab. So wurde in einem beispielsweisen Falle gefunden, daß bei der betreffenden Schal- 60 kreis 165 Schwingungen der (J? — F) -Phase erzeugt tung die A-Vhase der (J? — F) -Phase um ungefähr 13° werden, so bildet sich am Ausgangswiderstand 159 nacheilte, während die C-Phase der ^i-Phase um unge- das (J? — Y) -Signal, das man dann von der Klemme fähr 50,6° nacheilte. In der Praxis ergibt sich für 146 abnehmen kann. Ein entgegengesetzt gepoltes jede Kombination von Ausgangsimpedanzen, ent- (J?—F)-Signal, d.h. die negative Version des (J? — F)-sprechend den Ausgangssignalamplituden, eine ganz 65 Signals tritt an den Kathodenwiderständen 173 und bestimmte Kombination von Demodulationsphasen, 175 auf. Die zur Röhre 153 gehörigen Kathodenwiderdie dann die gewünschten Ausgangswerte liefern. stände 173 und 175 sind über einen Koppelwiderstand Die in Fig. 4 gezeigten Ausgangsimpedanzen liefern 171 mit den zur Röhre 151 gehörigen Kathodenwider-Ausgangsspannungen, mit denen sich eine Farbbild- ständen 167 und 169 verbunden. Die Größe dieser röhre steuern läßt. 70 Widerstände sind so bemessen, daß sich eine Addition ,

ständen 167 und 169 erscheint das (J? — F) -Signal mit gegenüber dem an der Ausgangsklemme 144 auftretenden Signal umgekehrter Polarität.

In gleicher Weise wird das der Eingangsklemme 60 zugeführte Signal auch auf das Steuergitter 160 der Elektronenröhre 153 gekoppelt. Führt man sodann der Eingangsklemme 142 ein Synchrondemodulationssignal von der (J? — F)-Phase zu, so daß im Resonanz-

des (R- Y)-Signals und des (B- Y)-Signals entsprechend der Gleichung (5) ergibt und daraus ein (G- F)-Signal erhalten wird.

Dieses (G- Y) -Signal, das am Widerstand 175 gebildet wird, wird sodann der Stufe mit der Elektronenröhre 155 zugeleitet. Diese Stufe besteht aus dem Ausgangswiderstand 161 und dem Potentiometer 177, an dem das (G- F)-Signal auftritt. Das das hohe Potential führende Ende des Potentiometers 177 ist an die Kathode 168 der Röhre 155 angeschlossen. Das Steuergitter 166 ist an den Abgriff des Potentiometers 177 angeschlossen. Die Stufe mit der Röhre 155 ist so bemessen, daß eine angemessen verstärkte, nicht phasenverkehrte Version des (G- Y) -Signals am Ausgangswiderstand 161 und folglich an der Ausgangsklemme 148 erhalten wird. Die gezeigte Schaltung mit der Röhre 155 stellt lediglich eine von vielen möglichen nicht phasenumkehrenden oder nicht polaritätsumkehrenden Verstärkerschaltungen dar. wie sie zur Anhebung der Amplitude des am Widerstand 175 gebildeten (G-Y)-Signals auf ein Niveau, das eine unmittelbare Zuführung an die (G- Y)-Steuerelektrode der Farbbildröhre gestattet, benötigt werden. Das (B-F)-Signal und das (R-F)-Signal an den Ausgangsklemmen 144 bzw. 146 haben bereits ein genügendes Amplitudenniveau, so daß sie direkt der (B- Y)-Steuerelektrode bzw. der (R- Y)-Steuerelektrode einer Farbbildwiedergabeeinrichtung, z. B. der Farbbildröhre 53 in Fig. 1 zugeleitet werden können.

Der Kathodenkoppelwiderstand 171 spielt für die genaue Einhaltung der Phasen der den Eingangsklemmen 138 und 142 zugeleiteten Demodulationssignale eine wichtige Rolle. Ist der Widerstand 171 genügend groß, so führt die Ankopplung der (B- Y)-Phase an die Klemme 138 und der (R- F)-Phase an die Klemme 142 zur einwandfreien Synchrondemodulation des (5-F)-Signals und des (J?-F)-Signals unter Bildung des (B- F)-Signals am Widerstand 175. Setzt man jedoch den Widerstand 171 in seiner Größe herab, so läßt sich zeigen, daß die gegenseitige Beeinflussung des vereinigten Verstärkers und Synchrondetektors mit der Röhre 151 einerseits und des vereinigten Verstärkers und Synchrondetektors mit der Röhre 153 andererseits wesentlich größere Ausmaße annimmt. Daraus ergibt sich das Erfordernis, Phasenwerte zu wählen, die von den um 90° gegeneinander versetzten (B-F)- und (R-Y)-Phasen abweichen; und zwar müssen dann Phasenwinkel verwendet werden, die kleiner sind als 90°. Macht man den Widerstand 171 sehr klein, so hat dies zur Folge, daß die beiden vereinigten Verstärker und Synchrondemodulatoren ein gemeinsames Kathodenwiderstandsnetzwerk aufweisen. Wenn dieser Fall eintritt, so muß man, um an der Ausgangsklemme 144 das (B-Y)-Signal, an der Ausgangsklemme 146 das (R- Y)-Signal und an der Ausgangsklemme 148 das (G-F)-Signal zu erhalten, beispielsweise ein Phasenwinkelpaar verwenden, das so bemessen ist, daß das der Klemme 138 zugeleitete Synchrondemodulationssignal der (B-Y)-Phase um ungefähr 130° voraneilt und das der Klemme 142 zugeführte Synchrondemodulationssignal der (R- F)-Phase um ungefähr 10° nacheilt.

In Fig. 6 ist eine weitere Auisführungsform der Erfindung gezeigt. Diese Schaltung weist ein Triodenpaar auf, das in einem einzigen Kolben enthalten sein kann, so daß man für die Matrixdemodulatorstufe mit einer einzigen Doppeltriode auskommt. In der zur Triode 251 gehörigen Stufe sind z. B. der Anodenwiderstand 257, der A^orspannungskreis 271 und die Wicklung 275 enthalten. Die Wicklung 275 ist an die Klemme 283 angeschlossen. Diese Klemme 283 stellt den Bezugspunkt für die dem Steuergitter 254 zugeleiteten Potentiale dar. Zur Triode 260 gehören der Anodenwiderstand 259, der Vorspannungskreis 273 und die Wicklung 279, deren Niederpotentialende ebenfalls an den Bezugspunkt 283 angeschlossen ist. Das ankommende Chromasignal wird der Klemme 60 zugeführt und von dort über die Transformatoreinheit ίο 238 auf die Steuergitter 254 und 261 der Trioden 251 bzw. 260 gekoppelt.

Ferner wird ein von einem Phasenschieber stammendes Signal der Eingangsklemme 287 zugeleitet und von dort in die Wicklung 277 geschickt. Die Wicklung 277 ist mit der Wicklung 275 und der Wicklung 279 induktiv gekoppelt, so daß zwischen der Kathode und dem Steuergitter jeder der beiden Trioden 251 und 260 ein Misch- oder Demodulationssignal von 3.58 Megahertz erhalten wird. Demzufolge wird das auf die Steuergitter gekoppelte Chromasignal einem Demodulations-, Tast- oder Synchrondetektionsvorgang unterzogen. Mithin erscheinen an den Anodenwiderständen 257 und 259 die demodulierten Farbdifferenzsignale, die entsprechend der Phase der in den Wicklungen 275 bzw. 279 erzeugten 3,58-Megahertz-Demodulationssignale gebildet werden.

Der Bezugspunkt 283 ist über den Widerstand 281 an Masse geführt. Der Widerstand 281 übt in bezug auf die zu den Trioden 251 und 260 gehörigen Schaltungsstufen keinen signaldegenerierenden Einfluß aus. Vielmehr sorgt dieser Widerstand für eine Addition der an den Anodenwiderständen 257 und 259 auftretenden Signale, allerdings mit umgekehrter Polaritat. Somit wird durch die Anwendung des Widerstandes 281 in der gezeigten Schaltungsweise ein einfaches und bequemes Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe eine Signaladdition z. B. mit dem Ergebnis 0,51 X (R- Y) und 0,19 X (B- Y) durchgeführt werden kann, woraus dann nach Gleichung (5) das (G- F)-Farbdifferenzsignal erhalten wird.

Ein weiteres Merkmal des Widerstandes 281 in der Schaltungsweise nach Fig. 3 besteht darin, daß es dadurch möglich wird, das (G- Y)-Signal am Punkt 283 mit einem Amplitudenpegel zu erhalten, der den Pegeln der an den Anodenwiderständen 257 bzw. 259 entwickelten (-5— F)- bzw. (R- Y)-Signale entspricht, so daß an den Ausgangsklemmen 244, 246 und 248 die (B-Y)-. (R-Y)- und (G-F)-FarbdifFerenznignale in einer Form erhalten werden, die eine direkte Weiterleitung an die entsprechenden Steuerelektroden der Farbbildröhre 53 gestattet.

Worauf es beim Betrieb des Matrixdemodulators 63 unter anderem ankommt, ist die Phasenlage der 3,58-Megahertz-Demodulationssignale, die in den Wicklungen 275 und 279 erzeugt werden. Wie man aus Fig. 2 sieht, können die (R-Y)- und (5-F)-Signale mit Hilfe von Synchrondemodulationsphasen gewonnen werden, die so bemessen sind, daß die (J? — F)-Phase der Phase des Synchronisationswellenzuges um 90° nacheilt, während die (B-F)-Phase der Phase des Synchronisationswellenzuges um volle 180° nacheilt. Da jedoch der Widerstand 281, an dem das (G- F)-Signal erzeugt wird, in der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsweise als gemeinsames Additionselement arbeitet und dementsprechend sich sowohl auf die Stufe mit der Triode 251 als auch auf die Stufe mit der Triode 260 auswirkt, würde z. B., wenn in der Wicklung 279 genau die (J? — F) -Phase aufträte, das

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Claims (1)

1. (R- Y)-Signal mit einem gewissen Betrag zusätzlich auch am Anodenwiderstand 257 der anderen Triode 251 in Erscheinung treten.

   Ebenso würde, wenn in der Wicklung 275 im Kreise der Triode 251 die (B- Y)-Phase direkt zur An-Wendung käme, das (B- Y) -Signal mit einem gewissen Betrag am Anodenwiderstand 259 der Triode 260, der an sich für die Bereitstellung des (R-Y)-Signals bestimmt ist, auftreten. Indem man die Anodenwiderstände 257 und 259 in ihrer Größe zweckmäßig bemißt und indem man z. B. die Demodulationsphasen A und C nach Fig. 2 wählt, kann man den (R — Y) -Anteil am Anodenwiderstand 257 ausmerzen, so daß lediglich die (B- Y) -Nachricht erhalten bleibt, und kann man in gleicher Weise den (5— Y) -Anteil am Anodenwiderstand 259 beseitigen, so daß dort lediglich die (R-Y)-Nachricht erhalten bleibt. Dabei ist A die Phase des 3,58-Megahertz-Demodulationssignals in der Wicklung 279 und C die Phase des 3,58-Megahertz-Demodulationssignals in der Wicklung 275; wie man aus Fig. 2 sieht, besteht zwischen der Phase A und C ein Winkel, der kleiner ist als 90°. Die genauen Werte für die Phasen A und C und ihre Phasenlage in bezug auf den Synchronisationswellenzug hängen natürlich jeweils von den Bemessungsdaten der verwendeten Schaltung und insbesondere von den Größen der Anodenwiderstände 257 und 259 sowie des nach Fig. 6 geschalteten Widerstandes 281 ab.

   Aus den obigen Angaben folgt, daß die in Fig. 6 gezeigte Schaltung die Funktionen des Synchrondetektors und Demodulators sowie der Farbdifferenzsignalmatrix in einzigartiger und einfacher Weise ausübt, wobei nur eine einzige Elektronenröhre, in deren Kolben zwei vollwertige Triodensysteme enthalten sind, benötigt wird. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform des Matrixdemodulators 63 hat den zusätzlichen Vorteil, daß sie für eine automatische Gleichstromkopplung sorgt, so daß keine besonderen Stufen für die Wiedereinführung der Gleichstromkomponenten benötigt werden.

   PaTKNTANSPRUCH:

   Einrichtung zur Demodulation einer mit Farbsignalen modulierten Trägerwelle und Erzeugung von demodulierten Signalen entsprechend drei gewünschten Phasen dieser Trägerwelle mit zwei Synchrondemodulatoren, die jeweils einen eigenen Ausgangskreis besitzen, der ein demoduliertes Signal eines bestimmten Vorzeichens liefert, wobei die demodulierten Signale in den zwei Ausgangskreisen zweien der drei zu demodulie^enden Phasen der Trägerwelle entsprechen, die außerdem einen beiden Demodulatoren gemeinsamen Ausgangskreis besitzen, der ein kombiniertes demoduliertes Signal entgegengesetzten Vorzeichens liefert, das der dritten der zu demodulierenden Phasen der Trägerwelle entspricht, wobei den Demodulatoren einerseits die Trägerwelle und andererseits eine Bezugsschwingung mit jeweils einer bestimmten Phasenlage zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen der den -| beiden Demodulatoren zugeführten Bezugsschwin- f gungen von den drei den zu demodulierenden Farbsignalen entsprechenden Phasen der Trägerwelle verschieden und so gewählt sind, daß durch die Wechselwirkung der beiden Demodulatoren infolge ihres gemeinsamen Ausgangskreises in den drei Ausgangskreisen demodulierte Signale entstehen, die den drei gewünschten Phasen der Trägerwelle entsprechen.

   Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 947 081.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 809 529/166 5.58