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Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines Farbfernsehsignals Die Erfindung
zeigt eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines Farbfernsehsignals von einem
System, insbesondere dem NTSC-System, in ein anderes System, insbesondere in ein
System, bei dem die beiden Farbdifferenzsignale zeilenweise nacheinander mit einem
amplitudenmodulierten Farbträger und unterdrücktem Träger übertragen werden.
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In F i g. 1 ist zunächst das Vektorbild eines Farbfernsehübertragungssystems
dargestellt, dessen Farbfernsehsignale in ein anderes System umgewandelt werden
sollen. Bei diesem unter dem Namen NTSC-System bekannten Übertragungssystem setzt
sich der übertragene Farbträger aus zwei im Winkel von 90° zueinander stehenden
Trägern zusammen. Der breitbandige Vektor 1' ist mit 1 und der schmalbandige Vektor
Q' mit 2 bezeichnet. Daraus ergibt sich der resultierende Vektor 3. Der Vektor
ist mit 4 und der Vektor
mit 5 bezeichnet. Die Phasenlage des resultierenden Vektors 3, d. h. des übertragenen
Farbträgers, stellt den Farbton und die Amplitude des Vektors 3 die Farbsättigung
dar. Der Farbsynchronimpuls, der zur Demodulation des Farbträgers im Empfänger durch
sogenannte Synchrondemodulation übertragen wird, hat die mit 8 bezeichnete Phasenlage.
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Ein Farbfernsehsignal gemäß diesem System soll nun umgewandelt werden
in ein Signal eines Farbfernsehübertragungssystems, bei dem die beiden Farbdifferenzsignale
nicht gleichzeitig, sondern zeilenweise abwechselnd nacheinander übertragen werden.
Ein derartiges System ist unter dem Namen SECAM bekannt. In einer Abwandlung dieses
Systems ist bereits vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 1148 256),
die gleiche Modulationsart wie beim NTSC-System, d. h. mit unterdrücktem Träger,
also Trägeramplitude Null bei farblosem Bild und maximalem Träger bei maximaler
Farbsättigung, zu verwenden. Bei diesem Übertragungssystem, das eine Kombination
zwischen den beiden bekannten Systemen, nämlich dem NTSC- und dem SECAM-System,
darstellt, werden die beiden Farbdifferenzsignale nacheinander übertragen, wobei
am Empfänger eine Laufzeitleitung erforderlich ist, die das Signal der vorhergehenden
Zeile um eine Zeilendauer verzögert, so daß die beiden Farbdifferenzsignale in zwei
Kanälen gleichzeitig zur Verfügung stehen. Außerdem wird ein Farbsynchronimpuls
benötigt, um am Empfänger den unterdrückten Träger wiederzugewinnen und diesen Träger
dem empfangenen Signal wieder zuzusetzen. Da dieser Farbsynchronimpuls außerdem
für die Synchronisierung der zeilenfrequenten Umschaltung dient, wird er daher zweckmäßigerweise
nur in jeder zweiten Zeile übertragen und kennzeichnet dadurch das in der jeweiligen
Zeile übertragene Farbdifferenzsignal.
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Wenn beide Übertragungssysteme, das NTSC-System und die beschriebene
Abwandlung, mit sequentieller Übertragung nebeneinander und hintereinander bestehen
sollen, was z. B. dadurch erforderlich werden kann, daß das NTSC-System bei bestimmten
Übertragungswegen oder Aufzeichnungseinrichtungen versagen kann (Übertragung oder
Aufzeichnung auf Magnetband), so ist eine direkte Umsetzung vom NTSC-System auf
das sequentielle System vorteilhafter als eine Demodulation mit einer Neumodulation,
da eine Neumodulation immer Verluste in der Bildqualität sowie einen erhöhten Aufwand
fordert.
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Die vorliegende Erfindung löst nun die Aufgabe, ein Farbfernsehsignal
nach dem NTSC-System in ein Signal für das beschriebene sequentielle System ohne
Neumodulation umzuwandeln.
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Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung
eines ersten Farbfernsehsignals, dessen Farbträger mit zwei Farbsignalen gleichzeitig
quadraturmoduliert ist (NTSC), in ein zweites Farbfernsehsignal, dessen Farbträger
zeilenweise abwechselnd mit einem von zwei Farbsignalen mit unterdrücktem Träger
amplitudenmoduliert ist (SECAM-Abwandlung), wobei bei beiden Farbfernsehsignalen
zur Erzeugung eines Bezugsträgers im Empfänger dienende Farbsynchronimpulse übertragen
werden. Die Erfindung besteht darin, daß der quadraturmodulierte Farbträger des
ersten Farbfernsehsignals
einer als Viertelperiodensieb bemessenen
Taststufe zugeführt wird; die mittels Tastirnpulse doppelter Farbträgerfrequenz
und konstanter Phase nur ein Farbsignal auswertet und das andere unterdrückt, daß
außerdem die Phase dieser Tastimpulse oder die des Farbträgers von Zeile zu Zeile
um 90°, bezogen auf die Farbträgerfrequenz, umgeschaltet wird, daß die am Ausgang
der Taststufe auftretenden, von Zeile zu Zeile um 90° phasenverschobenen, abwechselnd
zwei verschiedene Farbsignale darstellenden Impulse durch ein während jeder zweiten
Zeile eingeschaltetes 90°-Phasendrehglied auf gleiche Phase gebracht werden und
daß die Grundwelle dieser Impulse als amplitudenmodulierter Farbträger des zweiten
Farbfernsehsignals ausgenutzt wird.
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Es ist zwar ein sogenannter elliptischer Verstärker bekannt, mit dem
die beiden Komponenten eines quadraturmodulierten Farbträgers unabhängig voneinander
in der Amplitude geändert werden können und im Grenzfall die eine Komponente herausgeholt
und die andere unterdrückt werden kann. Ein solcher elliptischer Verstärker ist
jedoch nicht ohne weiteres in der Lage, ein Farbfernsehsignal nach dem NTSC-System
in ein Farbfernsehsignal nach dem SECAM-System umzuwandeln, da am Ausgang des elliptischen
Verstärkers entweder beide farbträgerfrequenten Komponenten oder im Grenzfall immer
nur ein und dieselbe farbträgerfrequente Komponente steht.
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Bei der Erfindung wird die Phasenlage der Tastimpulse so gewählt,
daß der am Ausgang der Taststufe entstehende amplitudenmodulierte Farbträger mit
den gewünschten Farbdifferenzsignalen, z. B. mit den Signalen 1' und Q' oder mit
den Signalen R'- Y' und B'-Y', zeilenweise abwechselnd amplitudenmoduliert
ist. Die Taststufe in der der quadraturmodulierte Farbträger zu definierten Zeitpunkten
synchron zum Bezugsträger abgetastet wird, wird im folgenden in der Beschreibung
als Synchronwandler bezeichnet.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
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In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung gemäß der
Erfindung dargestellt. Über die Leitung 10 kommt ein NTSC-Videosignal, das
das Helligkeitssignal und den quadraturmodulierten Farbträger enthält. In den Filtern
11 und 12 wird dieses Videosignal aufgespalten in das breitbandige Helligkeitssignal
an der Leitung 13 und das schmalbandige Farbsignal an den Leitungen 14 und
15. Das Helligkeitssignal gelangt über eine Leitung 16 zu einer Abtrennstufe
17, die die Synchronimpulse heraustrennt und diese über eine Leitung
18 einem Auftastverstärker 19 zuführt, in dem die Farbsynchronimpulse
aus dem Farbsignal herausgetastet werden, das über die Leitung 15 ebenfalls
diesem Auftastverstärker 19 zugeführt wird. Die herausgetasteten Farbsynchronimpulse
gelangen zu einem Bezugsträgeroszillator 20,
der eine Phasenvergleichsstufe
und einen in der Frequenz regelbaren Oszillator enthält, so daß an einer Leitung
21 der wiederhergestellte Farbträger mit konstanter Frequenz, konstanter
Amplitude und konstanter Phasenlage entsteht. Dieser Bezugsträger gelangt einmal
über eine Leitung 21 und einmal über ein 90°-Phasenglied 26 auf den Umschalter
31. Der Umschalter 31 wird durch Impulse mit halber Zeilenfrequenz nach jeder
Zeile umgeschaltet. Diese Impulse werden von einem Generator 29 geliefert, der über
eine Leitung 30 von den von der Abtrennstufe 17 kommenden Zeilenimpulsen
gesteuert wird und einen Frequenzteiler 1 : 2 enthält.
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Über eine Leitung 14 gelangt der modulierte Farbträger zu einem
Synchronwandler 23, dem vom Schalter 31 der Bezugsträger zugeführt wird, wobei die
Phase dieses Bezugsträgers in jeder zweiten Zeile um 90° umgeschaltet ist. Auf diese
Weise wird im Synchronwandler 23 ein Signal gewonnen, das in der einen Zeile der
Farbinformation B'- Y' und in der darauffolgenden Zeile der Farbinformation
R'- Y' entspricht. Diese Umschaltung erfolgt durch die beiden Schalterstellungen
24 und 25 im Schalter 31. Um die von Zeile zu Zeile auftretende 90°-Phasenverschiebung
in der Spannung am Ausgang des Synchronwandlers auszugleichen, ist an den Ausgang
des Synchronwandlers 23 ein Laufzeitglied 33 angeschlossen, das durch den Schalter
31 und die beiden Schaltstellungen 27, 28 immer dann eingeschaltet ist, wenn
das phasendrehende Glied 26 nicht eingeschaltet ist, sondern der Bezugsträger
unverzögert zum Synchronwadler 23 gelangt. Der Schalter 31 ist also so eingerichtet,
daß er sowohl die vom Bezugsträgeroszillator 20 kommende Spannung von Zeile zu Zeile
um 90° umschaltet als auch das Laufzeitglied 33 von Zeile zu Zeile einschaltet,
das, bezogen auf die Frequenz des Bezugsträgers, eine Phasendrehung von 90° hat.
Das Laufzeitglied 33 besteht aus einem Allpaß mit einer im gesamten Farbband konstanten
Laufzeit von 90°, bezogen auf den Bezugsträger, damit die beiden nacheinander kommenden
Farbsignale die gleiche Phasenlage zum Bezugsträger erhalten.
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Die Impulse mit der halben Zeilenfrequenz vom Generator 29 gehen über
eine Leitung 34 auf einen zweiten Bezugsträgeroszillator 32 und erzeugen dort einen
Farbsynchronimpuls in jeder zweiten Zeile (es ist hier die Ausführung des Systems
beschrieben, in der der gleichgerichtete Farbsynchronimpuls auch zur Synchronisierung
des Umschalters benutzt wird), und zwar innerhalb der Austastlücke, die im Zuge
der dargestellten Schaltungsanordnung von dem Farbsynchronimpuls befreit wurde.
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An dem Addierverstärker 37 stehen nun folgende Signale: 1. Das Helligkeitssignal,
das von dem Farbträger befreit ist und über die Leitung 13 und eine bekannte Verzögerungseinrichtung
39 geleitet wird.
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2. Der neue Farbträger an der Leitung 35, der zeilenweise abwechselnd
nacheinander mit den beiden Farbdifferenzsignalen amplitudenmoduliert ist. -3. Der
neue Farbsynchronimpuls an der Leitung 36. In dem Addierverstärker 37 werden diese
drei Signale vereinigt, so daß an der Leitung 38 ein neues vollständiges,
sequentielles Farbfernsehsignal gemäß dem gewünschten System entsteht. Zwischen
dem Laufzeitglied 33 und dem Verstärker 37 können noch Filter eingeschaltet sein,
die die höherfrequenten Komponenten der Schaltspannungen entfernen. Außerdem können
an diesen Punkt noch Verstärker eingeschaltet sein, die die Farbsignale auf den
gewünschten Pegel bringen.
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Im folgenden soll an Hand der F i g. 3 und 2 die Wirkungsweise des
Synchronwandlers 23 näher erläutert werden.
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Über die Leitung 14 wird dem Synchronwandler der quadraturmodulierte
Farbträger 52 zugeführt. Der vom Schalter 31 kommende Bezugsträger besteht
aus
kurzen Impulsen 53, die den Synchronwandler 23 nur kurzzeitig auftasten. Dadurch
entstehen die in F i g. 3 b gezeigten Impulse 53, deren Amplitude von der jeweiligen
Phasenlage des Farbträgers 52 abhängt, wenn die Phasenlage des Bezugsträgers, d.
h. der Auftastimpulse 53 konstant bleibt. Durch eine geeignete Siebung im Synchronwandler
23 wird aus den Impulsen 53 die sinusförmige Schwingung 54 gewonnen, deren
Amplitude von der Höhe der ausgetasteten Imuplse 53, d. h. von der Phasenlage des
Farbträgers 52 abhängt. Auf diese Weise entsteht aus dem phasenmodulierten Farbträger
52 ein amplitudenmodulierter Farbträger 54 mit gleicher, und zwar konstanter Frequenz.
Durch die Umschaltung der Phase der Auftastimpulse 53 entspricht diese Amplitudenmodulation
in der einen Zeile dem einen Farbdifferenzsignal und in der anderen Zeile dem anderen
Farbdifferenzsignal.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die 90°-Phasenumschaltung zur Gewinnung
der beiden Farbdifferen7signale nicht beim Bezugsträger, sondern beim modulierten
Farbträger durchzuführen. Eine solche Schaltung ist in F i g. 4 dargestellt. über
eine Kathodenstufe 40 wird von einer Leitung 41 der vom Helligkeitssignal
befreite Farbträger auf eine Laufzeitleitung genügend hoher Grundfrequenz gegeben,
die den Farbrtäger ohne Verzerrungen über die ganze Bandbreite dieses Trägers um
eine Zeit verzögert, die einer Phasenverschiebung von 90°, bezogen auf die Farbträgerfrequenz,
entspricht. Die Laufzeitleitung besteht aus zwei Spulen 42, 43 und zwei Kondensatoren
44, 45. Durch den Umschalter 46 wird der Farbträger in jeder zweiten Zeile um 90°
verzögert, so daß an dem Synchronwandler 47, dem der Bezugsträger über die Leitung
49 in geeigneter, für alle Zeilen konstanter Phase zugeführt wird, nach Filterung
und Verstärkung in dem Verstärker 48 ein amplitudenmodulierter Farbträger entsteht.
Dieser Farbträger enthält in der einen Zeile die Information R'- Y' und in der darauffolgenden
Zeile die Information B'- Y'.
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Im allgemeinen benötigt man die Farbinformation in der Form a(B'-Y')
und b (R'-Y'). Zur Einstellung dieses Amplitudenverhältnisses dient die Schaltungsanordnung
gemäß F i g. 5, in der gleiche Teile wie in F i g. 4 mit gleichen Bezugsziffern
versehen sind. Dabei wird mit den Potentiometern 50, 51 für die beiden Farbsignale
die gewünschte Amplitude eingestellt.
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Mit Hilfe der beschriebenen Schaltungen ist es also möglich, ein NTSC-Signal
in sequentielle Signale von der Form a(B'-Y') und b(R'-Y') umzuwandeln. Es ist ebenfalls
möglich, das NTSC-Signal auf ein Signal mit den Achsen I' und Q' oder
ein Signal mit noch anderen Achsen umzuwandeln.
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Ganz allgemein löst also die Erfindung die Aufgabe, einen mit zwei
Farbdifferenzsignalen gleichzeitig quadraturmodulierten Farbträger in einen Farbträger
konstanter Frequenz umzuwandeln, der die beiden Farbdifferenzsignale zeilenweise
abwechselnd nacheinander durch eine Amplitudenmodulation überträgt, ohne daß eine
Demodulation und Neumodulation durch ein videofrequentes Signal erfolgen muß.