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Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer differentiellen Phase der
in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbhilfsträgerschwing .,ung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer differentiellen Phase der
in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbhilfsträgerschwingung, bei der aus dem Eingangssignal
über zwei verschiedene Netzwerke übertragene Signalteile gebildet werden, von denen
die Amplitude des einen entsprechend dem Phasenfehler des Farbhilfsträgers verändert
wird und anschließend beide Signalanteile unter einem konstanten Phasenwinkel zusammengeführt
sind.
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Bei der übertragung bzw. Verstärkung oder Umwandlung von Farbfernsehsignalen
treten vielfach nichtlineare Verzerrungen auf, die eine Störung der Farbverteilung
bewirken. Hierzu sind insbesondere die als differentielle Phase bzw. differentielle
Verstärkung bezeichneten Erscheinungen zu rechnen. Bei der differentiellen Phase
handelt es sich um eine besonders durch Nichtlinearitäten der Röhrencharakteristik
bedingte Änderung der Phase der als Farbinformation im Signal enthaltenen Farbhilfsträgerschwingung
in Abhängigkeit von dem die Bildhelligkeit bestiminenden Signalpegel. Bei der Üifferentiellen
Verstärkung tritt eine Änderung der Verstärkung bei sich ändernden Pegelwerten des
Fernsehsignals auf. Bei beiden Erscheinungen handelt es sich somit um Rückwirkungen
der dem Schwarz-Weiß-Bereich zugehörigen Helligkeitsinformation auf die gleichzeitig
mit zu übertragende Farbinformation. Diese Erscheinungen sind bei der übertragung
nur von Schwarz-Weiß-Bildsignalen ohne Bedeutung und ergeben besonders bei der Nachrüstung
bereits bestehender Fernsehsendeanlagen für die übertragung von Farbfernsehsignalen
z. B. nach dem NTSC-Verfahren erhebliche Schwierigkeiten. Auch bei Sendern, die
von vornherein für die übertragung von Farbfernsehsignalen ausgelegt sind, treten
wegen der Nichtlinearitäten der übertragungselemente differentielle Phasen und differentielle
Verstärkungen - wenn auch in geringerem Maße - auf, die ebenfalls
eine Entzerrung erforderlich machen.
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Zur Entzerrung der differentiellen Phase ist es bekannt, das Farbfernsehsignal
in zwei Teilsignale aufzuspalten und beide Teilsignale mit vom Phasenfehler abhängigen
Amplituden wiederum zusammenzuführen, wobei durch die Einstellung der Amplitude
und der Phasendifferenz in beiden Teilbereichen in gewissem Umfang eine Kompensation
erreicht werden kann. Die Auftrennung in zwei über verschiedene Netzwerke übertragene
Signalanteile erfolgt bei der bekannten Anordnung so, daß jedes der Netzwerke das
vollständige Farbfernsehsignal überträgt, wobei jedoch infolge der Dämpfungs- und
Phasenregelung in zumindest einem der Netzwerke nach der CI Zusammensetzung der
gesamte Bildinhalt eine Veränderung erfährt, weil zwei vollständige Farbfernsehsignale
mit Phasenverschiebung zusammengeführt werden. Die Entzerrung der differentiellen
Phase wirkt somit auch in andere Bereiche des zu übertragenden Bildsignals hinein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, den
aufgezeigten Schwierigkeiten zu begegnen und eine möglichst eindeutige und nur im
Frequenzbereich der Farbhilfsträgerschwingung wirksame Entzerrung von Farbfemsehsignalen
zu erzielen. Gemäß der Erfindung, welche sich auf eine Entzerrerschaltung der eingangs
genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die Auftrennung der Signalanteile
in der Weise vorgenommen ist, daß der eine Signalanteil das vollständige Bildsignal
enthält und der zweite Signalanteil im wesentlichen nur den Frequenzbereich um den
Farbhilfsträger umfaßt.
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Die Phase des nur den Farbhilfsträger übertragenden Netzwerkes sowie
dessen Amplitude können nunmehr unabhängig von der übrigen Bildinformation verändert
und eingestellt werden, und irgendwelche Rückwirkungen auf den übrigen Bildinhalt
sind damit vermieden. Außerdem lassen sich die in diesem nur der übertragung des
Farbhilfsträgers dienenden Netzwerk angeordneten Einrichtungen einfacher und günstiger
auslegen als bei der übertragung eines breitbandigen, den vollen Bildinhalt umfassenden
Signals. Damit ergeben sich durch die Erfindung viele vorteilhafte Möglichkeiten
fÜr die Ausgestaltung der verschiedenen, in diesem Bereich benötigten Einrichtungen.
Zum
Ausgleich der in dem nur den Farbhilfsträger übertragenden Netzwerk entstehenden
Phasenverschiebunggen wird das der übertragung des vollständigen Bildsignals dienende
Netzwerk zweckmäßig als Verzögerungsleitung ausgebildet. In den Verlauf des nur
der übertragung des Farbhilfsträgers dienenden g C Netzwerkes ist zur Aussperrung
der unerwünschten Anteile des Bildsignals ein Bandpaß eingeschaltet, dessen Durchlaßbereich
zweckmäßig so gewählt wird, daß er den Farbhilfsträger möglichst ungedämpft durchläßt,
die übrigen Frequenzen jedoch sperrt. Die Bandbreite dieses Filters ist so zu wählen,
daß auch rasch veränderliche Farbinformationen noch richtig übertragen werden. Der
Durchlaß weiterer Frequenzen ist nicht nur überflüssig, sondern hätte auch Verzerrungen
bei der überlagerung im Ausgangsteil zur Folge. Weiterhin sind in diesem Netzwerk
vorteilhaft Bandsperren für den Frequenzbereich der halben Frequenz des Farbhilfsträgers
und/oder dessen Oberwellen vorgesehen. Die Bandsperre für die halbe Farbhilfsträgerfrequenz
ist vor den ersten Übertragungselementen mit nichtlinearen Kennlinien, z. B. Verstärkern,
einzuschalten, die Sperren für die Oberwellen dagegen nach dem letzten dieser übertragungselemente.
Durch die Sperrung der halben Farbhilfsträgerfrequenz ist vermieden, daß infolge
von Nichtlinearitäten als erste Oberwelle eine der Farbhilfsträgerfrequenz entsprechende
Schwingung entsteht.
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Zur Korrektur der Phasenbeziehungen ist es ferner vorteilhaft, in
das nur den Farbhilfsträger übertragende Netzwerk ein einstellbares Laufzeitglied
einzuschalten, weil hier eine genaue Phasenabstimmung einfacher durchzuführen ist
als bei der das gesamte Bildsio al übertragenden Verzögerungsleitung.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 a bis 1 e die Phasendiagramme
des Farbhilfsträgers für verschiedene Helligkeitswerte, C tD F i cr
. 2 ein Blockschaltbild der Entzerrereinrichtung, F i a. 3 den Aufbau
einer Schaltungsanordnung zur Entzerrung 7 der differentiellen Phase.
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Bei den in den F i g. 1 a bis 1 e dargestellten Phasendiagrammen
handelt es sich um eine Phasenvorentzerrung der Farbhilfsträgerschwingung im Videosignal,
welches der den differentiellen Phasenfehler verursachenden Baugruppe, z. B. dem
Fernsehsender, zu,-eiührt wird. Die Amplituden Al der im verzögert übertragenen
vollständigen Bildsignal enthaltenen Farbhilfsträgerschwingung und A.,
der Farbhilfsträg:,erschwingung am Ausgang des nur den Farbhilfsträger übertraggenden
Netzwerks sind mit einer festen Phasenverschiebung (p. versehen, die durch die Verwendung
einer Laufzeitkette eingestellt werden kann. Die Amplitude A, der Farbhilfsträgerschwingung
wird so gewählt, #aß die resultierende Farbhilfsträgerschwingung A nach dem
Zusammenfügen der beiden Teilschwingungen A, und A2 eine Phasenlage
99 aufweist, die einer Vorentzerrung genau im tD um die differentielle
Phase entspricht, so daß am Ausgang der den differentiellen Phasenfehler verursachenden
Baugruppe der Farbinhalt des Bildes chromatisch richtig wiedergegeben wird. Dabei
ist im vorliegenden Fall angenommen, daß bei Schwarz der Phasenfehler des Farbhilfsträgers
Null ist (Fig. lb). In diesem Fall muß auch die Amplitude A2 des der Korrektur
dienenden Anteils des Farbhilfsträgers verschwinden. In allen übrigen Fällen, nämlich
bei einem Pegel zwischen Schwarz und der Synchronimpulsspitze (F i 1 a),
bei Dunkelgrau (F i 1 c), Hellgrau (F i g. 1 d) und Weiß (F i
g. 1 e) treten Phasenfehler auf, die durch Änderung der Amplitude
A2
korriaiert werden können. Wie in der Beschreibunvon F i g. 3 später
noch ausführlich erklärt, wird durch eine besonders ausgebildete Diodenschaltung
die Phase des resultierenden Vektors A sowohl zwischen Schwarz und Synchronimpulsspitze
als auch bei Dunkelgrau, Hellgrau und Weiß vorverschoben. Die Amplitude
A2 muß somit vom Pegel des Bildsignals bzw. von dessen Helligkeitsinformation
abhängig sein. Der Phasenwinkel (P2 zwischen A, und A , ist
konstant gehalten; der Winkel rp, wird zweckmäßig so gewählt, daß die Amplitude
A der resultierenden Farbhilfsträgerschwingung sich möglichst wenig mit der
durch A 2 bestimmten Phasenlage p
ändert.
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Beim Blockschaltbild nach F i g. 2 wird das Eingangssignal
in einer mit I bezeichneten Funktionsgruppe einem Impedanzwandler 1 zugeführt
und gelangt dann über eine Verstärkungsregelungseinrichtung2, eine Entzerrungseinrichtung
der differentiellen Verstärkung3 und eine Koppelstufe4 zu einer Ausgangsstufe5,
der eine weitere Ausgangsstufe6 nachgeschaltet ist. Die Teile 1 bis
6 bilden eine Regelstrecke, deren Regelkreis durch einen Verstärker
7 und eine Regelstufe 8 für die Pegelfesthaltung geschlossen ist.
Nach dem Verstärker 5 ist eine Auftrennung des Bildsignals vorgenommen, wobei
der frequenzmäßig nicht beschnittene Bildinhalt im Teil 11 einer Verzögerungsleitung
9 zugeführt wird, während in der Funktionsgruppe 111 ein Bandpaß 12
für den Farbhilfsträger sowie eine Bandsperre 10 für die halbe Frequenz des
Farbhilfsträgers und eine Bandsperre 13 für die doppelte Frequenz des Farbhilfsträgers
vorgesehen sind. In der Verstärkungseinrichtung 11 wird eine pegelabhängige
Verstärkung des Farbhilfsträgers vorg ,enommen. Ausgangsseitig Z, liegen ein Trennverstärker14
sowie ein frequenzabhängiges Laufzeitglied 15. In der Funktionstyruppe IV
wird dem über die Funktionsgruppe 1 übertragenen verzerrten Bildsignal der
aus der Funktionsgruppe III kommende Farbhilfsträger mit entsprechender Amplitude
zugeführt. Hierzu sind eine Addierstufe 16,
eine Koppelstufe 17, ein
Ausgangsverstärker 18 sowie eine Arbeitspunktstabilisierung 19 vorgesehen.
Das am Aus-an- ankommende Bildsignal ist sowohl in bezug auf die differentielle
Verstärkung als auch in bezug auf die differentielle Phase entzerrt.
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In F i g. 3 ist der schaltungsmäßige Aufbau der Funktionsgruppen
11 und III aus F i g. 2 dargestellt. An der Stelle 21 wird das verzerrte
Bildsignal zugeführt. Die Transistoren 22 und 23 entsprechen den in F i
g. 2 mit 5 bzw. 6 bezeichneten Ausgangsstufen. Die beiden stark
ausgezogenen Linien zeigen den Weg des Bildsignals über die Funktionsgruppen
11
und III. Das verzerrte Bildsignal wird nach dem Transistor 23 einer
Verzögerungsleitung 24 zuge-C, C
führt und gelangt über den Transistor
25 auf die Ausgangsklemme 26. Zur Vorentzerrung der differentiellen
Phase des Farbfernsehsignals wird ein Teil des Bildinhalts, und zwar der Frequenzbereich
um den Farbhilfsträger, außer über die Verzögerungsleitung 24 noch über ein besonderes
Netzwerk übertragen, dessen Zuleitung mit 27 bezeichnet ist. In
diese
Leitun- ist eine Bandsperre 29 eingeschaltet, die auf die halbe Farbhilfsträggerfrequenz
abgestimmt ist. In dem Bereich 30, der auf die Bandsperre 29
folgt,
wird durch den Transistor 31 eine pegelabhängige Verstärkung des Farbhilfsträgers
vorgenommen, die von dem über die Bandsperre 29 aus der Funktionsgruppe
1 (F i g. 2) entnommenen Signal pegelabhängig gesteuert wird. Die
Klemme 33 dient der Zufühlung der Betriebsspannung. Die pegelabhängige Steuerung
des Transistors 31 erfolgt durch das Zusammenwirken des Kollektorstromes
des Transistors 34 und der über die Dioden 35 bis 38 in Ab-
hängigkeit
vom Pegel zusätzlich zugeführten bzw. abc ' ezweigten Stromanteile. Diese
Dioden werden nämlich je nach der Einstellung ihrer Vorspannung bei verschiedenen
Pegeln leitend und bewirken so zusammen mit dem als Stromquelle eingeprägten Stromes
wirkenden Transistor 34 eine Änderung des Emitterstromes des Transistors
31. Die in Abhängigkeit vom Pegel unterschiedlichen Amplitudenwerte sind
die in den F i g. 1 a bis 1 e erläuterten pegelabhängigen Amplituden
A, aus deren Überlagerung C
mit den phasenverschobenen Amplituden
A, die phasenkompensierte Farbhilfsträgerschwingung A entsteht. Der
Verstärkereinrichtung 30 ist ein Bandpaß 39 nachgeschaltet, dessen
Durchlaßbereich der Farbhilfsträgerschwingung entspricht. Da die Verstärkereinrichtuna
30 nichtlineare Verzerrungen ergibt und somit Oberwellen dieses Farbhilfsträgers
auftreten können, ist weiterhin ein Sperrfilter 40 vorgesehen, das die erste Oberwelle
der Farbhilfsträgerschwin-"ung unterdrückt. Dem als Trennverstärker wirken den Transistor
41 sind Phasenkorrekturglieder in Form von Reihenschwingkreisen 42 und 43 nachgeschaltet,
durch die etwaige Änderungen der Phase in Abhängigkeit von der Frequenz ausgeglichen
werden können, so daß für die beiden übertragungswegge 24 und 27 an der Zusammenschaltstelle
44 stets der gleiche Phasenwinkel CP2 (F i g. 1) auftritt. Die Verzögerungsleitung
24 ist aus einer Kettenschaltung von Allpässen in Form von überbrückten T-Gliedern
aufgebaut, wodurch eine für alle Frequenzen des Videobereiches gleiche Verzögerung
erzielt wird. In -e dieser T-Glieder sind Schalter eingebaut, mit denen diese
je nach Bedarf eingeschaltet oder überbrückt werden können, so daß eine Grobeinstellung
der Laufzeit möglich ist, während die Feineinstellung ira Bereich des nur den Farbhilfsträgger
übertragenden Netzwerkes vorgenommen wird.