DE1261544B - Schaltungsanordnung zur Amplituden-Vorentzerrung des Helligkeitssignals in einem Farbfernsehsender - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al - 34/31

Nummer: 1261544

Aktenzeichen: C 33888 VIII a/21 al

Anmeldetag: 16. September 1964

Auslegetag: 22. Februar 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Amplituden-Vorentzerrung des Helligkeitssignals in einem Farbfernsehsender mit einem Farbkanal und einem Helligkeitskanal, wobei im Helligkeitskanal vor der Modulation das Helligkeitssignal in einem Verzögerungsglied verzögert wird und außerdem das Helligkeitssignal und das Farbsignal auf je eine Trägerwelle aufmoduliert werden, die gegeneinander um 90° phasenverschoben und frequenzgleich sind und ferner für beide Kanäle eine gemeinsame Ausgangsstufe für das Farbbildsignal vorhanden ist.

Bei bekannten Fernsehübertragungssystemen werden die Helligkeitswerte und die Farbwerte auf zwei verschiedenen Frequenzen übertragen, so daß sie empfängerseitig durch Ausfilterung getrennt werden können. Dabei entstehen aber Schwierigkeiten wegen der Nichtlinearitäten in den Ubertragungsleitungen zwischen Sender und Empfänger, und diese Nichtlinearitäten führen zu Phasenverschiebungen in den übertragenen Helligkeits- und Farbsignalen, so daß die empfangenen Signale von den gesendeten abweichen. Die Folgen sind Farbverzerrungen im Farbempfänger.

Aus »Proceedings of the I.R.E.«, Oktober 1951, S. 1326 (insbesondere Fig. 11) ist bekannt, beim Farbfernsehen zur Übertragung ein breitbandiges Grünsignal und ein schmalbandiges anderes Farbsignal auf je eine Trägerwelle aufzumodulieren, die frequenzgleich und in der Phase um 90° gegeneinander verschoben sind. Ersetzt man das Grünsignal durch ein Helligkeitssignal in Anlehnung an die Veröffentlichung aus »Wireless World«, Dezember 1950, S. 443 bis 449, und führt man eine aus der deutschen Auslegeschrift 1 161 305 bekannte Verzögerung für das Helligkeitssignal ein, dann gelangt man zu der eingangs genannten Schaltungsanordnung, bei der die Übertragung auf einer Frequenz erfolgt, so daß die erwähnten Farbverzerrungen weitgehend vermeidbar sind.

Bei einer solchen Schaltungsanordnung können aber, wenn man keine besonderen Maßnahmen trifft, beim Schwarzweißempfang durch das Farbsignal bedingte Störungen entstehen, weil das Farbsignal das empfangene Helligkeitssignal beeinflussen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die übertragung auch mit konventionellen Schwarzweißempfängern ohne solche durch das Farbsignal bedingte Störungen empfangen werden kann, ohne dadurch den Farbempfang zu beeinträchtigen.

Schaltungsanordnung zur

Amplituden-Vorentzerrung des Helligkeitssignals in einem Farbfernsehsender

Anmelder:

Communications Patents Limited, London

Vertreter:

Dr. H. K . Hach, Patentanwalt,

6950 Mosbach-Waldstadt, Hirschstr. 4

Als Erfinder benannt:

Eric John Gargini, West Drayton, Middlesex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 27. April 1964 (17 346)

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Helligkeitskanal im Anschluß an das Verzögerungsglied einen Amplitudenverzerrer aufweist, dem ein erstes Korrektursignal zugeführt wird, indem aus dem Farbkanal zwischen einem zeilenfrequenten Umschalter für zwei Farbdifferenzsignale und einem Farbmodulator jeweils eines der beiden Farbdifferenzsignale abgezweigt wird und über einen Gleichrichter und über ein Amplitudenkorrekturglied dem Amplitudenverzerrer zugeführt wird und mit dessen Ausgangssignal der Modulator des Helligkeitskanals beaufschlagt wird. Diese Erfindung gestattet es, durch Vorkompensation Störungen im Schwarzweißempfang zu vermeiden, die dadurch bedingt sind, daß im empfängerseitigen Eingangsdetektor die Amplitude des Helligkeitssignals vom mitempfangenen Farbsignal beeinflußt wird.

Eine andere Lösung der genannten Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Sender ein zweites Korrektursignal erzeugt wird, indem das in der Ausgangsstufe gebildete Farbbildsignal über die Demodulatorstufe eines Schwarzweißmonitors sowie über einen Tiefpaß und ein Verzögerungsglied mit der Verzögerung einer Zeilendauer ebenfalls dem Amplitudenverzerrer zugeführt wird. Diese Erfindung gestattet es, Störungen des Schwarzweißempfanges zu vermeiden, die durch die restliche Seiten-

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bandschräge des Frequenzganges im Empfänger her- unter dem Einfluß eines Korrektursignals auf der vorgerufenen Verzerrungen bedingt sind. Leitung 31 derart verzerrt wird, daß die Signalver-

Man kann diese beiden Lösungen vorteilhaft gemein- zerrung bei der übertragung gerade kompensiert sam anwenden, indem man dem Amplitudenverzerrer wird, so daß empfängerseitig wieder ein korrektes das erste und zweite Korrektursignal zuführt. Die 5 Helligkeitssignal vorliegt. Das verzerrte Helligkeits-Vorverzerrungen des Helligkeitssignals, die nach der signal gelangt von dem Amplitudenverzerrer 30 in Erfindung für ein gutes monochromatisches Bild den Modulator 32, in dem eine hochfrequente Trägereingeführt werden, können auch für die Qualität welle erzeugt wird, der als Amplitudenmodulation der Helligkeitswiedergabe im Farbempfang dienlich das verzerrte Helligkeitssignal und Synchronisiersein. Dementsprechende farbempfängerseitige Maß- io signale aus einem Synchronisiersignalgenerator 33 nahmen sind Gegenstand einer Ausscheidungsan- aufmoduliert sind. Die modulierte Trägerwelle gemeldung, langt über die Leitung 34 in die Ausgangsstufe 35,

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung die zwei Ausgangsanschlüsse 36 und 37 aufweist, näher erläutert. In der Zeichnung zeigt an die die Leitungen eines Drahtfunksystems an-

F i g. 1 im Blockschaltbild ein Fernsehsystem mit 15 geschlossen werden können, über diese Leitungen einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung und können dann die Signale an Empfangsstationen

F i g. 2 die Schaltungsanordnung nach der Erfin- übertragen werden, dung aus F i g. 1 mit weiteren Details. Das Farbsignal E_c wird wie folgt hergestellt: Die

Nach F i g. 1 ist eine Signalquelle für Fernseh- Farbdifferenzsignale auf den Leitungen 24 und 25 signale, z. B. eine Kamera 1, vorgesehen, die über 20 werden in einen Umschalter 38 eingespeist. Zur drei Leitungen 2,3, 4 an einen Sender 5 angeschlossen Synchronisation dienen Schaltsignale aus dem Synist. Jede der Leitungen 2, 3, 4 dient für ein Farbsignal, chronisiersignalgenerator 33, die über die Leitung 39 entsprechend den drei Grundfarben, z. B. Rot, Blau an den Umschalter 38 gelangen. Während einer und Grün. Am Ausgang 6, 7 des Senders 5 entsteht Abtastzeile gelangt dann immer eines der Farbnach Maßgabe der in der Kamera aufgezeichneten 25 differenzsignale auf die Leitung 40 am Ausgang des Bilder ein Trägerfrequenzsignal mit zwei phasenver- Umschalters 38. Wenn die zwei Farbkomponenten schobenen Modulationen, einer für die Helligkeits- mit schnellerer Folge als der Zeilenfrequenz geschaltet werte und einer für die Farbwerte. Das Farbsignal werden, dann ist die Bandbreite für die Farbüberenthält zwei Farbdifferenzkomponenten, die im Takte tragung größer. Es hat sich aber gezeigt, daß eine der Zeilenabtastung wechselnd übertragen werden. 30 schnellere Folge der Umschaltung zu einer Qualität Die eine Farbdifferenzkomponente wird also während der horizontalen Farbwiedergabe, vergleichbar mit einer Abtastzeile und die andere während der fol- der von Ubertragungssystemen, bei denen die beiden genden Abtastzeile und so fort übertragen. Farbkomponenten gleichzeitig übertragen werden,

Die Ausgangssignale am Ausgang 6,7 des Senders 5 führt. Bei einer Drahtfunkübertragung ist die erforgelangen auf zwei Ubertragungsleitungen 8, 9 z. B. 35 derliche größere Bandbreite nicht in jedem Fall eines Drahtfunksystems. An diese Ubertragungs- nachteilig. Eine entsprechende Abänderung der Umleitungen können beliebig viele Fernsehempfänger schaltung gestattet es, die Verzögerungsketten bei angeschlossen werden, von denen zwei — 10, 11 — einer Drahtfunkübertragung einfacher auszugestalten, dargestellt sind. Die Empfänger 10,11 sind mit jeweils da nur kürzere Verzögerungszeiten erforderlich sind, zwei Eingängen 12, 13 an die Ubertragungsleitungen 4° Die zeilenfrequenzgeschalteten Farbdifferenzsignale angeschlossen und nehmen die vom Sender 5 ge- auf der Leitung 40 gelangen in einen Farbmodulator 41 sendeten Signale auf. Die Ausbildung und Funktion mit unterdrücktem Träger. Auf der Ausgangsleitung 42 der Empfänger ist Gegenstand der Ausscheidungs- dieses Farbmodulators 41 liegt dann ein doppeltanmeldung. seitenband-unterdrücktes Trägersignal vor, dessen

Die zugehörigen Tonsignale können als Nieder- 45 Trägernennfrequenz der über die Leitung 44 einfrequenzsignale ebenfalls auf den Ubertragungslei- gespeisten Frequenz des Trägeroszillators 43 enttungen 8, 9 in an sich bekannter Weise übertragen spricht,
werden. Mit 45 ist ein Phasenschieber bezeichnet, in den

In F i g. 2 ist der Sender 5 aus F i g. 1 im Block- ebenfalls die Trägerfrequenz aus dem Trägeroszillaschaltbild mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Mit 50 tor 43 eingespeist wird. Die Anordnung ist so ge-19 ist ein Farbbildabtaster, z. B. eine Kamera oder troffen, daß die Trägerfrequenz aus dem Modulator 41 ein Filmabtaster, bezeichnet. In dem Abtaster 19 gegenüber der aus dem Modulator 32 um 90° phasenwerden den drei Grundfarben — im Beispiel Rot, verschoben ist. Die Phasenverschiebung, die durch Grün und Blau — zugehörige Signale erzeugt, die den Phasenschieber 45 hervorgerufen wird, ist 90°. mit E_R für Rot, E_B für Blau und E_G für Grün bezeichnet 55 Das Signal auf der Leitung 42 gelangt in ein Bandsind. Diese Signale gelangen über die Leitungen 20, breitenfüter 46, in dem das Seitenbandspektrum so 21 und 22 in die Matrix 23, in der sie in zwei Färb- weit ausgeblendet wird, daß das Signal noch eine differenzsignale auf den Leitungen 24 und 25, ein für die Empfangsstationen ausreichende Farbdifferenz-Energiesignal E_E entsprechend 0,33 E_R + 0,33 E₃ information enthält: Das. so gefilterte Signal wird + 0,33 E_G auf der Leitung 26 und ein Helligkeits- 6° dann in ein Differenzglied 47 eingespeist, in dem das signal E_Y entsprechend 0,3 E_R + 0,11 E_B + 0,59 E_G Energiesignal E_E auf der Leitung 26 von dem Farbauf der Leitung 27 umgewandelt werden. differenzsignal abgezogen wird. An der Ausgangs-

Das Helligkeitssignal E_Y auf der Leitung 27 ge- leitung 48 liegt dann das Farbsignal E_c vor. Dieses langt über ein Gamma-Korrekturglied 28 in ein Farbsignal wird dann in der Ausgangsstufe 35 mit Verzögerungsglied 29, in dem es so weit verzögert ⁶5 dem Helligkeitssignal E_Y kombiniert und gelangt wird, daß die verschiedenen Korrektursignale erzeugt über die Ausgangsanschlüsse 36 und 37 auf die werden können. Danach gelangt das Helligkeits- Ubertragungsleitungen des angeschlossenen Drahtsignal in einen Amplitudenverzerrer 30, in dem es funksystems.

Auf der Leitung 31 liegt ein Korrektursignal vor, das zwei Komponenten hat. Die erste Komponente dient dazu, Schwankungen in der Amplitude des Helligkeitssignals E_Y, die in einem Empfangsdetektor ermittelt werden, auszugleichen. Der Empfangsdetektor spricht gleichzeitig in Abhängigkeit der übertragenen Szene auf das Helligkeits- und das Farbsignal an. Ein solcher Detektor ist aus monochromatischen Empfängern bekannt. Wenn ein solcher Detektor eine Farbübertragung von einem Sender nach F i g. 2 empfängt, dann ändert sich dort die Amplitude des Helligkeitssignals, wenn eine Farbänderung übertragen wird. Diese Amplitudenänderung des Helligkeitssignals ist dann ein Zeichen für eine unrichtige Wiedergabe der Helligkeit des betreffenden übertragenen Bildteils. Das übertragene Signal mit dieser ersten Kompensation liegt in folgender Form vor:

oder K₃

Darin bedeuten \Ε

das korrigierte Helligkeitssignal aus einem Empfangsdetektor, der gleichzeitig auf das Helligkeits- und das Farbsignal anspricht, (K₁ - Ey) die Amplitude des Helligkeitsträgers, E_r^_y oder £,,_>, die Amplitude des unterdrückten Trägers mit 90° verschobener Phase und K_b K₂ und K₃ Ubertragungskonstanten, / Exponent = 1 bei Farbempfang. Die Winkelmodulation des effektiven Videoträgers beträgt:

Γ (£„_,.) oder K_%

30

vidio

_arctg

(K₁ - El)

-y) I

Der Helligkeitssignaldetektor des Farbempfängers ist ähnlich aufgebaut wie der eines monochromatischen Empfängers, so daß das für monochromatische Empfänger eingeführte Korrektursignal auch in dem Farbempfänger das Helligkeitssignal korrigiert. Wenn jedoch die übertragung nur für den Farbempfang dienen soll, dann ist dieses Korrektursignal natürlich unnötig, und es gilt Ey = E_Y.

Die andere zweite Komponente des Korrektursignals dient dazu, das übertragene Signal zu verzerren, so daß die durch die übliche, restliche Seitenbandschräge des Frequenzganges im Empfänger hervorgerufenen Verzerrungen kompensiert werden. Die Rückkopplung bewirkt eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung der Amplitude des Helligkeitssignals, je nach dem Richtungssinn der Phasenänderung bei übertragenen Farbschwankungen.

Zur Ableitung der ersten Korrektursignalkomponente werden die geschalteten Farbkorrektursignale aus dem Umschalter 38 in einen Gleichrichter 50 geleitet und dort gleichgerichtet. Ein Amplitudenfehler im Helligkeitssignal ist zwar abhängig von der Amplitude des Farbdifferenzsignals, jedoch ist diese Abhängigkeit nicht linear. Eine entsprechende inverse Nichtlinearität wird in einem Amplitudenkorrekturglied 51 in das Signal am Ausgang des Gleichrichters 50 eingeprägt.

Die zweite Korrektursignalkomponente ist ein demoduliertes Videosignal aus einem Schwarzweißmonitor 52, der über die Leitung 53, einen Teil des übertragenen Signals aus der Ausgangsstufe 35 aufnimmt. Dieses demodulierte Videosignal gelangt über die Leitung 31 als negative Rückkopplung in den Modulator 32. Wenn diese Rückkopplungsschleife nicht schnell genug arbeitet, dann kann das Band der Rückführungssignale in einem Tiefpaß 54 mit einer Grenzfrequenz von etwa 1 MHz begrenzt werden. Die Rückführungssignale können dann in einem Verzögerungsglied 55 so weit verzögert werden, daß die Gesamtverzögerung eine ganze Zeilenperiode umfaßt. Auf diese Weise kann ein zufriedenstellender Betrieb sichergestellt werden, weil die niederfrequenten Signalkomponenten sich nur langsam von Zeile zu Zeile ändern, so daß die niederfrequenten Signale, die zu einer Zeile gehören, im wesentlichen die gleichen sind wie die zu der folgenden Zeile gehörenden.

Der dargestellte Sender kann weitere Vorrichtungen, z. B. die Steuervorrichtung 56, enthalten, die dazu dient, Steuersignale für die empfängerseitigen Verzögerungsglieder für die Farbwiedergabe zu erzeugen. Die Steuervorrichtung 56 ist nicht erforderlich, da diese Kennung empfängerseitig entweder durch Vergleich der ungerad- oder geradzahligen Bildwechsel in der übertragenen Folge oder auf andere Weise ermittelt werden kann.

Die Steuersignale der Steuervorrichtung 56 können niederfrequente Signale sein, die während der Vertikalaustastlücke übertragen werden, oder sie können sinusförmige Signale mit einer Frequenz sein, die unterhalb der tiefsten Tonfrequenz in dem betreffenden Drahtfunksystem liegt.

Bei dem dargestellten Sender kann das Farbsignal auch auf andere Weise als mit einem doppelt-seitenband-unterdrückten Träger übertragen werden. Die übertragung des Farbsignals kann z. B. als Frequenzunterlagerungsmodulation mit 90° Phasenverschiebung gegenüber dem Hauptträger des Helligkeitssignals erfolgen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Amplituden-Vorentzerrung des Helligkeitssignals in einem Farbfernsehsender mit einem Farbkanal und einem Helligkeitskanal, wobei im Helligkeitskanal vor der Modulation das Helligkeitssignal in einem Verzögerungsglied verzögert wird und außerdem das Helligkeitssignal und das Farbsignal auf je eine Trägerwelle aufmoduliert werden, die gegeneinander um 90° phasenverschoben und frequenzgleich sind und ferner für beide Kanäle eine gemeinsame Ausgangsstufe für das Farbbildsignal vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Helligkeitskanal (28, 29, 30, 32) im Anschluß an das Verzögerungsglied (29) einen Amplitudenverzerrer (30) aufweist, dem ein erstes Korrektursignal zugeführt wird, indem aus dem Farbkanal zwischen einem zeilenfrequenten Umschalter (38) für zwei Farbdifferenzsignale und einem Farbmodulator (41) jeweils eines der beiden Farbdifferenzsignale abgezweigt wird und über einen Gleichrichter (50) und über ein Amplitudenkorrekturglied (51) dem Amplitudenverzerrer (30) zugeführt wird und mit dessen Ausgangssignal der Modulator (32) des Helligkeitskanals beaufschlagt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Amplituden-Vorentzerrung des Helligkeitssignals in einem Farbfernsehsender mit einem Farbkanal und einem Helligkeitskanal, wobei im Helligkeitskanal vor der Modulation das Helligkeitssignal in einem Verzögerungsglied verzögert wird und außerdem das Helligkeitssignal und das Farbsignal auf je eine

Trägerwelle aufmoduliert werden, die gegeneinander um 90° phasenverschoben und frequenzgleich sind und ferner für beide Kanäle eine gemeinsame Ausgangsstufe für das Farbbildsignal vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender ein zweites Korrektursignal erzeugt wird, indem das in der Ausgangsstufe (35) gebildete Farbbildsignal über die Demodulatorstufe eines Schwarzweißmonitors (52) sowie über einen Tiefpaß (54) und ein Verzögerungsglied (55) mit der Verzögerung einer Zeilendauer ebenfalls dem Amplitudenverzerrer (30) zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Amplitudenverzerrer (30) das erste und zweite Korrektursignal zugeführt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das modu-

lierte Farbdifferenzsignal einem Differenzglied (47) des Farbkanals zugeführt wird, die Differenz in dem das von der Matrix (23) abgeleitete Energiesignal E_E = 0,33 E_R + 0,33 E_B + 0,33 E₀ subtrahiert wird und das resultierende Farbsignal (E_c) der Ausgangsstufe (35) zugeleitet wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangssignal für den Helligkeitskanal (28, 29, 30, 32) ein Helligkeitssignal [Ey) etwa in der Zusammensetzung E_Y = 0,3 E_R + 0,11 E_B + 0,59 E_G aus den eingespeisten Farbsignalen (E_R, E_B, E_G) abgeleitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 161 305;
»Proceedings of the IRE«, Oktober 1951, S. 1326; »Wireless World«, Dezember 1950, S. 443 bis 449.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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