DE1261162B - Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer bei Farbfernsehsignalen auftretenden differentiellen Phase der Farbtraegerschwingung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche KL: 21 al-34/31

Nummer: 1261162

Aktenzeichen: S 89693 VIII a/21 al

Anmeldetag: 26. Februar 1964

Auslegetag: 15. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer differentiellen Phase der in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbträgerschwingung, bei der aus dem Eingangssignal zwei ausgangsseitig unter einem konstanten Phasenwinkel 5 zusammengeführte Signalanteile gebildet werden, von denen einer über ein passives Netzwerk mit pegelunabhängiger Übertragungscharakteristik geführt ist und der zweite Signalanteil eine pegelabhängige Verstärkung in der Weise erfährt, daß die Amplitude des so verstärkten Signalanteils dem Phasenfehler des Farbträgers direkt proportional ist und bei einem Phasenfehler mit dem Wert Null verschwindet.

Es ist bekannt, daß bei Farbfernsehsignalen infolge der nichtlinearen Eigenschaften der Übertragungs- und Verstärkungseinrichtungen Verzerrungen auftreten, die sich als Farbfehler auswirken. Ändert sich die Phase des Farbträgers in Abhängigkeit von dem den Helligkeitswert angebenden Pegel des Fernsehsignals, so spricht man von einer differentiellen ao Phase. Es ist bekannt, zur Entzerrung dieses Phasenfehlers eine Auftrennung des verzerrten Signals in zwei Signalanteile vorzunehmen und die Amplitude des einen Signalanteils in Abhängigkeit vom Pegel so zu verändern, daß bei der nachfolgenden Überlagerung unter einem konstant gehaltenen Phasenwinkel die resultierende Amplitude der Farbträgerschwingung praktisch keinen Phasenfehler mehr aufweist. Zwei entgegengesetzt gepolte Dioden bilden bei einer bekannten Schaltung einen Nebenschluß für ein Dämpfungsglied, wobei dieser Nebenschluß in Abhängigkeit vom Bildpegel mehr oder weniger stark wirksam wird. Diese Schaltungsart arbeitet nur mit passiven Elementen und bringt besonders bei größeren Phasenfehlern zum Teil erhebliche Bedämpfungen der Signale mit sich.

Bei einer anderen bekannten Entzerreranordnung sind getrennte Übertragungswege für bestimmte, jeweils nur sehr kleine Pegelbereiche des Bildsignals vorgesehen, denen Verzögerungsleitungen entsprechender Länge nachgeschaltet sind. Dies erfordert einen relativ hohen Aufwand und bereitet bei der Entkopplung der einzelnen Übertragungswege Schwierigkeiten.

Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Beseitigung der differentiellen Phase besteht darin, in zwei durch Auftrennung des verzerrten Signals entstehende Übertragungswege Verstärkungseinrichtungen einzuschalten, die jeweils entgegengesetzte, nichtlineare Abhängigkeiten von der Amplitude zeigen. Dadurch ergibt sich bei der Zusammenführung eine insgesamt lineare Amplitudencharakteristik. Der Aufbau einer Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer bei
Farbfernsehsignalen auftretenden
differentiellen Phase der Farbträgerschwingung

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Reinmar Hübner-Kosney,

1000 Berlin

derartigen Entzerrereinrichtung ist jedoch insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als die beiden Verstärkungseinrichtungen aufeinander abgestimmt werden müssen und bereits eine Abweichung in einem der beiden Übertragungswege die Entzerrereigenschaften der gesamten Anordnung in starkem Maße beeinträchtigt. Außerdem erfordert der Einsatz zweier Verstärker einen relativ großen Aufwand.

Es sind außerdem Korrekturschaltungen zur Beseitigung einer differentiellen Phase der in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbträgerschwingung bekannt, französische Patentschrift 1188 613 und britische Patentschrift 913 963, bei denen aus dem verzerrten Eingangssignal zwei Signalanteile gebildet werden und im Übertragungsweg des einen Signalanteils ein pegelunabhängiges Laufzeitnetzwerk und im Übertragungsweg des anderen Signalanteils ein Verstärker mit pegelabhängiger Verstärkung vorgesehen sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der sich in möglichst einfacher und sicherer Weise eine pegelabhängige Verstärkung durchführen läßt. Außerdem soll die Anpassung der Verstärkungseinrichtung an die jeweils auftretenden Verzerrungen in einfacher Weise möglich sein. Gemäß der Erfindung, welche sich auf eine Entzerrerschaltung der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß zur pegelabhängigen Verstärkung ein Transistorverstärker vorgesehen ist, dessen Basis die Farbträgerschwingung zugeführt wird und dessen Emitterstrom von einer Stromquelle

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eingeprägten Stromes geliefert wird, und daß im Emitterkreis dieses Transistors außerdem unterschiedlich vorgespannte Dioden mit verschiedenen Durchlaßrichtungen eingeschaltet sind, die in Abhängigkeit vom Pegel des Bildsignals dem Emitterkreis einen zusätzlichen Strom zuführen bzw. aus dem Emitterkreis Strom entziehen. Für eine Durchführung der pegelabhängigen Verstärkung ist eine derart ausgeführte Schaltungsanordnung, deswegen

daß bei Schwarz der Phasenfehler des Farbträgers NuU ist (Fig. Ib).

In diesem Fall muß die Amplitude A₂ des der

Korrektur dienenden Anteils des Farbträgers ver-5 schwinden. In allen übrigen Fällen, nämlich bei einem Pegel zwischen Schwarz und der Synchronimpulsspitze (Fig. la), bei Dunkelgrau (Fig. Ic), Hellgrau (Fig. Id) und Weiß (Fig. Ie) treten Phasenfehler auf, die durch Änderung der Ampli-

besonders zweckmäßig, weil der Ausgangsstrom als io tude^4₂ korrigiert werden können. Wie in der BeFunktion der Eingangsspannung in den Bereichen Schreibung von F i g. 3 später noch ausführlich ermit einem Phasenfehler des Farbträgers ansteigt, im klärt, wird durch eine besonders ausgebildete Dioden-Bereich kiemer bzw. verschwindender Phasenfehler schaltung die Phase des resultierenden Vektors A dagegen im wesentlichen konstant bleibt. sowohl zwischen Schwarz und Synchronimpulsspitze

Für die Erzeugung des Emitterruhestromes wird 15 als auch bei Dunkelgrau, Hellgrau und Weiß vorzweckmäßig mittels eines Hilfstransistors eine Strom- verschoben. Die Amplitude A₂ muß somit vom Pegel quelle eingeprägten Stromes aufgebaut. Dieser Hilfs- des Bildsignals bzw. von dessen Helligkeitsinformatransistor ist an seiner Basis fest vorgespannt, und tion abhängig sein. Der Phasenwinkel φ2 zwischen sein Kollektor ist mit dem Emitter des der pegel- A₁ und A₂ ist konstant gehalten. Der Winkel φ 2 wird abhängigen Verstärkung dienenden Transistors ver- 20 zweckmäßig so gewählt, daß die Amplitude A der bunden. resultierenden Farbträgerschwingung in dem durch

Die Entzerrung der differentiellen Phase läßt sich A₂ bestimmten Änderungsbereich der Phasenlage φ besonders einfach dann vornehmen, wenn von dem möglichst wenig von der Amplitude A₁ abweicht, mit der pegelabhängigen Verstärkungseinrichtung Beim Blockschaltbild nach F i g. 2 wird das Einarbeitenden Netzwerk im wesentlichen nur der Färb- 25 gangssignal in einer mit I bezeichneten Funktionsträger übertragen wird und der übrige Bildinhalt gruppe einem Impedanzwandler 1 zugeführt und geweitgehend durch Filterelemente von diesem Über- langt dann über eine Verstärkungsregelungseinrichtragungsweg ausgeschlossen ist. Bei der Überlagerung tung2, eine Entzerrungsemrichtung der differentiellen werden in diesem Fall nämlich nicht zwei vollstän- Verstärkung 3 und eine Koppelstufe 4 zu einer Ausdige Bildsignale zusammengefaßt, sondern ein ver- 30 gangsstufeS, der eine weitere Ausgangsstufe 6 nachzerrtes, vollständiges Bildsignal mit einem Earbträger. geschaltet ist. Die Teile 1 bis 6 bilden eine Regel-Das das vollständige Bildsignal übertragende Netz- strecke, deren Regelkreis durch einen Verstärker 7 werk wird zweckmäßig als Verzögerungsnetzwerk und eine Regelstufe 8 für die Pegelfesthaltung geausgebildet, während dem nur den Farbträger über- schlossen ist. Nach dem Verstärker 5 ist eine Auftragenden Netzwerk ein entsprechend abgestimmter 35 trennung des Bildsignals vorgenommen, wobei der Bandpaß vorgeschaltet ist. Außerdem ist es vorteil- frequenzmäßig nicht beschnittene Bildinhalt im haft, in das nur den Farbträger übertragende Netz- Teil II einer Verzögerungsleitung 9 zugeführt wird, werk Sperrfilter für die halbe Frequenz und für während in der Funktionsgruppe III ein Bandpaß 12 Oberwellen des Farbträgers einzuschalten. für den Farbträger sowie eine Bandsperre 10 für die

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand 4° halbe Frequenz des Farbträgers und eine Bandsperre eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen 13 für die doppelte Frequenz des Farbträgers vorgesehen sind. In der Verstärkungseinrichtung 11 wird eine pegelabhängige Verstärkung des Farbträgers vorgenommen. Ausgangsseitig liegen ein Trenn-45 verstärker 14 sowie ein frequenzabhängiges Laufzeitglied 15. In der Funktionsgruppe IV wird dem über die Funktionsgruppe II übertragenen verzerrten Bildsignal der aus der Funktionsgruppe IU kommende Farbträger mit entsprechender Amplitude zugeführt.

vorentzerrung der Farbträgerschwingung im Video- 50 Hierzu sind eine Addierstufe 16, eine Koppelstufe 17, signal, welches der den differentiellen Phasenfehler ein Ausgangsverstärker 18 sowie eine Arbeitspunktverursachenden Baugruppe, z.B. dem Fernsehsender, stabilisierung 19 vorgesehen. Das am Ausgang anzugeführt wird. Die Amplituden A₁ der im verzögert kommende Bildsignal ist sowohl in bezug auf die übertragenen vollständigen Bildsignal enthaltenen diSerentielle Verstärkung als auch in bezug auf die Farbträgerschwingung und A₂ der Farbträgerschwin- 55 differentielle Phase entzerrt.

gung am Ausgang des nur den Farbträger übertragen- In Fig. 3 ist der schaltungsmäßige Aufbau der

den Netzwerks sind mit einer festen Phasenverschie- Funktionsgruppen Π und DI aus F i g. 2 dargestellt, bung φ 2 versehen, die durch die Verwendung einer An der Stelle 21 wird das verzerrte Bildsignal zuge-Laufzeitkette eingestellt werden kann. Die Ampli- führt. Die Transistoren 22 und 23 entsprechen den in tude^₂ der Farbträgerschwingung wird so gewählt, 60 Fig. 2 mit 5 bzw. 6 bezeichneten Ausgangsstufen, daß die resultierende Farbträgerschwingung A nach Die beiden stark ausgezogenen Linien zeigen den dem Zusammenfügen der beiden Teilschwingun- Weg des Bildsignals über die Funktionsgruppen II gen A₁ und A₂ eine Phasenlage aufweist, die einer und ΙΠ. Das verzerrte Bildsignal wird nach dem Vorentzerrung genau um die differentielle Phase ent- Transistor 23 einer Verzögerungsleitung 24 zugeführt spricht, so daß am Ausgang der den differentiellen 65 und gelangt über den Transistor 25 auf die Ausgangs-Phasenfehler verursachenden Baugruppe der Färb- klemme 26. Zur Entzerrung der differentiellen Phase inhalt des Bildes chromatisch richtig wiedergegeben des Farbfernsehsignal wird ein Teil des Bildinhalts, wird. Dabei ist im vorliegenden Fall angenommen, und zwar der Frequenzbereich um den Farbträger,

F i g. 1 a bis Ie die Phasendiagramme des Farbträgers für verschiedene Helligkeitswerte,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Entzerrereinrichtung,

Fig. 3 die Schaltung der pegelabhängigen Verstärkungseinrichtung.

Bei den in den Fig. la... Ie dargestellten Phasendiagrammen handelt es sich um eine Phasen-

außer über die Verzögerungsleitung 24 noch über ein besonderes Netzwerk übertragen, dessen Zuleitung mit 27 bezeichnet ist. In diese Leitung ist eine Bandsperre 29 eingeschaltet, die auf die halbe Farbhilfsträgerfrequenz abgestimmt ist. Im Bereich 30, der auf die Bandsperre 29 folgt, wird durch den Transistor 31 eine pegelabhängige Verstärkung des Farbträgers vorgenommen, die von dem über die Bandsperre 29 aus der Funktionsgruppe I (Fig. 2) entnommenen Signal pegelabhängig gesteuert wird. Die Klemme 33 dient der Zuführung 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 Abhängigkeit vom Pegel zusätzlich zugeführten bzw. abgezweigten 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 Diode 35 ist so gepolt, daß sie beim Unterschreiten eines bestimmten Pegelwertes an der Zuleitung 27 leitend wird. Dadurch wird ein Teil des vom Hilfstransistor 34 gelieferten Stromes über die Diode 35 abgezweigt, und es ergibt sich damit insgesamt eine Schwächung des Emitterstromes im Transistor 31. Die Dioden 36, 37 und 38 sind so vorgespannt, daß sie beim Überschreiten eines bestimmten Pegelwertes der Eingangsspannung nacheinander, d. h. abhängig von den Pegelwerten, leitend werden. Durch sie tritt eine Verstärkung des Emitterstromes des Transistors 31 ein, weil sie nach ihrer Polung im Durchlaßbereich zusätzlichen Strom in den Emitterkreis einspeisen. Im Ausgangskreis des Transistors 31 ergibt sich somit, ausgehend vom Synchronimpulspegel, d. h. wenn die Diode 35 leitend ist, ein Anstieg des Kollektorstromes mit zunehmendem Pegel, in mittleren Pegelbereichen, wenn sowohl die Diode 35 als auch die Dioden 36 bis 38 gesperrt sind, ein gleichbleibender Kollektorstrom, in dem Bereich mit großem Pegel (in Richtung auf Weiß), wenn die Dioden 36 bis 38 leitend sind, ein erneut ansteigender Kollektorstrom. Der Ausgangsstrom des Transistors 31 ist somit abhängig vom Pegel des Bildsignals und damit von der Bildhelligkeit her gesteuert. Im unteren und oberen Pegelbereich tritt ein Anstieg der statischen Kennlinie des Transistors auf, während sie im mittleren Bereich waagerecht verläuft. Dementsprechend wird im oberen und unteren Pegelbereich der Signalanteil A₂ durch den Transistor 31 verstärkt, während im mittleren Pegelbereich (bei Schwarz), wo die Verstärkung Null wird, A₂ am Ausgang der Transistorstufe 31 verschwindet. Je nach der Art der Verzerrungen kann auch in anderen Pegelbereichen, z. B. bei Hellgrau, der Phasenfehler des Farbträgers Null werden, wobei dann durch entsprechende Einstellung der Diodenvorspannung die Amplitude A₂ für diesen Bereich zum Verschwinden gebracht wird.

Die in Abhängigkeit vom Pegel unterschiedlichen Amplitudenwerte sind identisch mit den in den F i g. 1 a bis Ie erläuterten pegelabhängigen Amplituden A₂, aus deren Überlagerung mit den phasenverschobenen Amplituden A₁ die phasenkompensierte Farbträgerschwingung A entsteht. Damit außer der Farbträgerschwingung A₂ keine weiteren Signalanteile übertragen werden, ist der Verstärkereinrichtung 30 ein Bandpaß 39 nachgeschaltet, dessen Durchlaßbereich der Farbträgerschwingung entspricht. Da die Verstärkereinrichtung 30 nichtlineare Verzerrungen ergibt und somit Oberwellen dieses Farbträgers auftreten können, ist weiterhin ein Sperrfilter 40 vorgesehen, das die erste Oberwelle der Farbträgerschwingung unterdrückt. Dem als Trennverstärker wirkenden Transistor 41 sind Phasenkorrekturglieder in Form von Reihenschwingkreisen und 43 nachgeschaltet, durch die etwaige Änderungen der Phase in Abhängigkeit von der Frequenz ausgeglichen werden können, so daß für die beiden Übertragungswege 24 und 27 an der Zusammenschaltstelle 44 stets der gleiche Phasenwinkel φ 2 (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 einige 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 im Bereich des nur den Farbträger übertragenden Netzwerkes vorgenommen wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer differentiellen Phase der in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbträgerschwingung, bei der aus dem Eingangssignal zwei ausgangsseitig unter einem konstanten Phasenwinkel zusammengeführte Signalanteile gebildet werden, von denen einer über ein passives Netzwerk mit pegelunabhängiger Übertragungscharakteristik geführt ist, und der zweite Signalanteil eine pegelabhängige Verstärkung in der Weise erfährt, daß die Amplitude des so verstärkten Signalanteils dem Phasenfehler des Farbträgers direkt proportional ist und bei einem Phasenfehler mit dem Wert Null verschwindet, dadurch gekennzeichnet, daß zur pegelabhängigen Verstärkung ein Transistorverstärker (31) vorgesehen ist, dessen Basis die Farbträgerschwingung zugeführt wird und dessen Emitterstrom von einer Stromquelle eingeprägten Stromes (34) geliefert wird, und daß im Emitterkreis dieses Transistors (31) außerdem unterschiedlich vorgespannte Dioden (35 bis 38) mit verschiedenen Durchlaßrichtungen eingeschaltet sind, die in Abhängigkeit vom Pegel des Bildsignals dem Emitterkreis einen zusätzlichen Strom zuführen bzw. aus dem Emitterkreis Strom entziehen (F i g. 3).

   2. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle eingeprägten Stromes durch einen an seiner Basis fest vorgespannten Hilfstransistor (34) gebildet wird, dessen Kollektor mit dem Emitter des der Verstärkung dienenden Transistors (31) verbunden ist.

   3. Entzerrerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor (34) so mit der Verstärkerstufe (31) verbunden ist, daß er für diese einen praktisch unendlich großen Gegenkopplungswiderstand darstellt.

   4. Entzerrerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem mit der pegelabhängigen Verstär-

   kungseinrichtung arbeitenden Netzwerk im wesentlichen nur der Frequenzbereich um den Farbträger übertragen wird.

   5. Entzerrer schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem nur den Farbträger übertragenden Netzwerk Sperrfilter (29,

   40) für die halbe Frequenz des Farbträgers und für dessen Oberwellen vorgesehen sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 913 968; französische Patentschrift Nr. 1188 613.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen