DE1275579B - Verfahren und Anordnung zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem insbesondere von einemmagnetischen Speicher abgenommenen Fernsehsignal - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7WW> PATENTAMT Int. CL:

H04n

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al-32/11

Nummer: 1275 579

Aktenzeichen: P 12 75 579.2-31 (F 42406)

Anmeldetag: 24. März 1964

Auslegetag: 22. August 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem insbesondere von einem magnetischen Speicher abgenommenen Fernsehsignal od. dgl. durch Änderung der Signallaufzeit mittels einer durch Vergleich der zeitliehen Lage des Synchronsignals und eines Bezugssignals gewonnenen Fehlergröße.

In Anlagen zur magnetischen Aufzeichnung von Fernsehsignalen ist es bereits bekannt, den restlichen Zeitfehler, der durch mechanische Regeleinrichtungen nicht mehr beseitigt werden kann, durch Änderung der Signallaufzeit zu veringern bzw. auszugleichen. Hierzu werden die vom magnetischen Speicher abgenommenen Fernsehsignale einer Laufzeitkette mit veränderbarer Laufzeit zugeführt, die mittels einer Fehlergröße gesteuert wird, welche durch Vergleich der zeitlichen Lage des Synchronsignals und eines frequenzkonstanten Synchronsignals aus einem Impulsgeber gewonnen wird.

Zur veränderlichen Verzögerung des Fernsehsignals wurden bisher Laufzeitketten benutzt, deren Laufzeit durch Beeinflussung der kapazitätiven oder induktiven Glieder mittels der Fehlergröße geändert wird. In der Regel wurden die Kapazitäten der Laufzeitkette als steuerbare Glieder ausgeführt und hierfür Kondensatoren veränderbarer Kapazität, sogenannte Varicaps, verwendet.

Eine derart ausgeführte Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich arbeitet jedoch nur so lange befriedigend, als die vom Fernsehsignal selbst in der Laufzeitkette hervorgerufenen amplitudenabhängigen Laufzeitänderungen keine Rolle spielen. Dies ist jedoch nur bei Schwarzweißfernsehsignalen der Fall, nicht mehr bei Farbfernsehsignalen. Bei diesen bewirken bereits geringfügige amplitudenabhängige Phasenverschiebungen des Farbhilfsträgers (bekannt als differential phase) unzulässig hohe Farbverfälschungen.

Ein anderer Nachteil der bekannten Einrichtung ist der im Vergleich zur gesamten Laufzeit relativ geringe Bereich der Laufzeitänderung. Das hat zur Folge, daß die mittlere Laufzeit der veränderbaren Verzögerungsleitung wesentlich größer als der maximale Wert des auszugleichenden Zeitfehlers sein muß.

Schließlich ist es für einen linearen Zusammenhang zwischen dem Zeitfehler und der Laufzeit erforderlich, die Steuerspannung für die veränderbaren Kondensatoren stark vorzuverzerren (die Spannung zur Änderung der Kapazität der Varicaps muß hierzu mit der vierten Potenz der durch Phasenvergleich erhaltenen Fehlerspannung ansteigen), was einen weiteren Nachteil der bekannten Einrichtung darstellt.

Verfahren und Anordnung zum Ausgleich des
Zeitfehlers in einem insbesondere von einem
magnetischen Speicher abgenommenen
Fernsehsignal

Anmelder:

Fernseh G. m. b. H.,

6100 Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Achim Bopp, 7743 Furtwangen;

Gerhard Krause, 6100 Darmstadt

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, die steuerbare Laufzeitkette mit stetig veränderbaren Kapazitäten oder Induktivitäten aus einer Anzahl von in Reihe liegenden Laufzeitketten mit unveränderlicher Laufzeit aufzubauen und die einzelnen Laufzeitketten, deren Laufzeiten mit Vorteil nach einer geometrischen Reihe abgestuft sind, mittels der Fehlergröße unter Zwischenschaltung eines Analog-Digital-Wandlers wahlweise einzuschalten oder zu überbrücken. Bei dieser Anordnung werden amplitudenabhängige Laufzeitänderungen grundsätzlich vermieden und sie sind deshalb uneingeschränkt auch zum Zeitfehlerausgleich eines Farbfernsehsignal geeignet.

Zur wahlweisen Einschaltung bzw. Überbrückung der im Signalweg angeordneten Einzellaufzeitketten werden nach dem vorstehend erwähnten Vorschlag aus der kontinuierlichen Fehlergröße Kombinationen von Digitalsteuergrößen abgeleitet. Hierzu ist ein Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung der kontinuierlichen Fehlergröße in diskrete Steuergrößen sowie eine Matrix zur Gewinnung der Kombinationen der Schaltbefehle für die Zusammenstellung der der Fehlergröße entsprechenden Laufzeit aus den Einzellaufzeitketten erforderlich. Dies bedeutet bei einer ausreichend feinen Abstufung der Laufzeit einen erheblichen Aufwand. Ferner soll für die zu fordernde genaue Zuordnung der Schaltbefehle zu der Fehlergröße eine hohe, gleichbleibende Genauigkeit der Amplitude der Steuergröße in Abhängigkeit vom Zeitfehler sowie ein genaues Einhalten der Schwellenwerte des Analog-Digital-Wandlers gewährleistet sein, was in der Praxis nicht ganz einfach zu erreichen ist und den Aufwand weiter vergrößert.

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Es ist auch schon bekannt, ein Fernsehsignal einer Löschung des Zählers auf den Minimalwert zurück-Verzögerungsleitung entsprechender Bandbreite zu- gestellt wird, wird ein Zwischenspeicher vorgesehen, zuführen, die am anderen Ende durch eine Impe- dem nach jedem Zählvorgang das Zählergebnis zudanz entsprechend dem Wellenwiderstand der Ver- geführt wird und dessen Einstellung durch das folzögerungsleitung abgeschlossen und an mehreren 5 gende Zählergebnis nur korrigiert zu werden braucht. Stellen angezapft ist. Von jeder Anzapfung gelangt Das im Zwischenspeicher gespeicherte Zählergebnis das Videosignal zu einer Vergleichsschaltung, in folgt dann nur den Änderungen der Zeitdifferenz welcher die Vorderflanke der im Fernsehsignal ent- zwischen den verglichenen Signalen, haltenen Zeilensynchronisierimpulse mit den Vor- Das erfindungsgemäße Verfahren soll nunmehr mit

derflanken einer Folge von Bezugsimpulsen ver- io Hilfe des ein Ausführungsbeispiel darstellenden glichen werden, nachdem diese eine geeignet bemes- Blockschaltbildes eine Anordnung zur Durchführung sene feste Verzögerungsleitung durchflossen haben. des Verfahrens näher erläutert werden. In der Jede der Vergleichsschaltungen ist derart ausgeführt, Figur bedeutet 1 eine Einrichtung zur zentralen daß bei Übereinstimmung der Vorderflanke des Steuerung für die Arbeitsschritte, der die beiden zu Zeilen-Synchronimpulses im Videosignal und in der 15 vergleichenden Signale, z. B. eine Folge zeilenfre-Bezugsimpulsfolge das Videosignal zu einem ge- quenter Synchronimpulse von einem Fernsehimpulsmeinsamen Ausgang während der Dauer der folgen- geber über die Leitung 2 und ein von einer Magnetden Zeile durchgeschaltet wird. bandmaschine abgenommenes vollständiges Fernseh-

Die Bezugsimpulsfolge kann entweder von der signal (BAS-Signal) über die Leitung 3 zugeführt gleichen Quelle abgeleitet werden, welche die Syn- 20 werden. Der Torschaltung 4 wird von einem Oszilchronisierung einer Magnetbandmaschine bewirkt, Iator5 ein periodisches Signal mit der Periodenvon welcher das Signal abgenommen wird, oder dauer t₀ zugeführt. Die Torschaltung wird von kann von einem Impulsgenerator geliefert werden, einem der beiden Signale, und zwar demjenigen, in welcher in Frequenz und Phase in Übereinstimmung welchem der Synchronimpuls zeitlich früher auftritt, mit den Synchronisierimpulsen gebracht wird, welche 25 geöffnet und vom zweiten Signal mit zeitlich nachaus dem Videosignal mittels einer Schwungrad- folgendem Synchronimpuls geschlossen. Die Torschaltung abgeleitet werden, die unerwünschte Zeit- schaltung läßt die vom Oszillator gelieferten Schwinfehler ausgleicht. gungen daher nur während des Zeitintervalls zwi-

Bei einem Verfahren zum Ausgleich von Zeitunter- sehen den Vorderflanken der Synchronimpulse beischieden in einem periodischen, Zeitmarken enthal- 30 der Signale hindurch, so daß die Anzahl der Schwintenden Signal, insbesondere einem Fernsehsignal, gungen mit der Periodendauer t₀ ein Maß für die gegenüber einem Bezugssignal, wobei die Laufzeit Zeitdifferenz der beiden Signale ist. des Signals durch eine aus dem Vergleich der Zeit- In einer Zählschaltung 10 mit den Zählstufen 11,

marken im Signal und dem Bezugssignal erhaltene 12,13,14,15 wird nun die Anzahl der vom Tor hin-Fehlergröße selbsttätig geändert wird, wird erfin- 35 durchgelassenen Schwingungen gezählt. Der Zähler dungsgemäß der Zeitunterschied als Vielfaches eines ist im einfachsten Fall als binärer Zähler ausgeführt, konstanten Zeitintervalls der doppelten Größe des so daß jeder zweite Impuls jeder Zählstufe die folzulässigen Restfehlers mittels eines Zählers ermittelt gende Zählstufe weiterschaltet. Mit den im vorlie- und das Signal durch das Zählergebnis um dieses genden Beispiel angegegebenen fünf Zählstufen Vielfache mittels eines Laufzeitgliedes verzögert. 40 können daher maximal 32 Schwingungsperioden ge-

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vor- zählt werden. Bei einer Periodendauer t₀ des Oszilteil auf, daß die auf die beschriebene Weise erhaltene lators von z. B. 30 Nanosekunden, entsprechend einer digitale Steuergröße eine außerordentlich hohe Oszillatorfrequenz von etwa 30MHz, können Zeit-Genauigkeit aufweist. Dies ist insbesondere dann der fehler bis zu etwa einer Mikrosekunde mit einer Fall, wenn als Elementarzeit die Schwingungsdauer 45 Genauigkeit ausgeglichen werden, die noch unter einer elektrischen Schwingung benutzt wird, da sich der zulässigen Toleranz liegt.

diese ohne Schwierigkeit mit sehr hoher zeitlicher Jeder Schaltstufe ist ein Schalter 21... 25 in der

Genauigkeit und Konstanz erzeugen läßt. Durch die Schalteinheit 20 zugeordnet, welcher nach Beendi-Wahl der Schwingungsdauer bzw. der Frequenz der gung der Zählung die betreffende Zählstufe mit den elektrischen Schwingung läßt sich die Auflösung der so Zwischenspeichern 31... 35 verbindet. Die Zwi-Zeitfehlermessung und damit des Zeitfehlerausgleichs schenspeicher halten die Stellung der einzelnen Zählpraktisch beliebig hoch treiben, stufen fest. Anschließend wird die Verbindung der Die als Digitalwert erhaltene Steuergröße läßt sich Zählstufen 1... 15 mit den Zwischenspeichern ferner unmittelbar ohne weitere Umformung zur 31... 35 durch Öffnen der Schalter 21... 25 aufSchaltung von Einzellaufzeitketten nach dem an 55 getrennt, und die Zählstufen werden von der zenfrüherer Stelle erwähnten Verfahren benutzen. Bei tralen Steuereinrichtung 1 vor Beginn der folgenden einer bevorzugten Anordnung zur Durchführung des Zählperiode auf Null gestellt (gelöscht). Die Anzah erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zeitdifferenz der vom Oszillator im Zeitintervall der Signale von mittels einer Zählschaltung gemessen, welche die An- der Torschaltung 4 hindurchgelassenen Schwingunzahl der von einem Oszillator erzeugten elektrischen 60 gen wird in den Speichern 31... 35 festgehalten und Schwingungen feststellt. Dem Zähler ist hierzu ein entsprechend dem Ergebnis der folgenden Zählung Tor vorgeschaltet, das von einem der zu verglei- eventuell nachgestellt.

chenden Signale geöffnet und vom anderen geschlos- Jeder Zählstufe des binären Zählers ist über den

sen wird. Damit der Zähler bei der folgenden Öff- zugeordneten Speicher eine Laufzeitkette 51... 55 nung des Tores des Meßwert nicht zum vorher- 65 zugeordnet, deren Laufzeiten nach einer geometrigehenden Ergebnis dazuzählt, wird der Zähler vor sehen Reihe mit dem Faktor 2 ansteigen. Die Lauf-Beginn der Toröffnung gelöscht. Damit bei unmittel- zeit der ersten Kette 51 entspricht der kleinsten Zeitbarer Steuerung der Laufzeit diese nicht mit jeder differenz t_L, die ausgeglichen werden soll. Demnach

hat die Kette 52 eine Laufzeit von 2 t_L, 53 von 4 t_L, 54 von 8 t_L und 55 von 16 t_L. Je nach der Stellung der Zählstufen bzw. der Speicher werden über Steuerstufen 41... 45 die zugehörigen Laufzeitketten eingeschaltet oder durch Wege mit der Laufzeit Null 5 (61... 65) ersetzt.

Das Signal, dessen Laufzeit ausgeglichen werden soll, in vorliegendem Beispiel das über die Leitung 3 zugeführte Fernsehsignal, wird nun durch die in Reihe liegenden Laufzeitketten 51 bis 55 so weit verzögert, daß es bis auf einen maximalen Restfehler in Höhe der Elementarlaufzeit t_L zeitlich mit dem Vergleichssignal von der Leitung 2 übereinstimmt.

Wie schon an früherer Stelle erwähnt, kann durch die Wahl einer hohen Oszillatorfrequenz die Auflösung der Zeitfehlermessung und damit des Zeitfehlerausgleichs so hoch getrieben werden, daß sich ein zweiter Laufzeitausgleich erübrigt, der z. B. bei einem von der Magnetbandmaschine abgenommenen NTSC-Farbfernsehsignal zum Erhalt der notwendigen Phasengenauigkeit des Farbhilfsträgers bisher in der Regel erforderlich war. Wegen des außerordentlich geringen Zeitbedarfs für die Messung und den Ausgleich des Fehlers kann man ferner bei Fernsehsignalen den Laufzeitausgleich während der Dauer der vorderen Schwarzschulter in der Horizontalaustastlücke vornehmen, so daß bereits die Vorderflanke des Horizontalsynchronsignals korrigiert ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren noch ein zweites oder weiteres Mal zu wiederholen und damit den Restfehler beliebig klein zu machen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann für beliebige periodische elektrische Signale angewendet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausgleich von Zeitunterschieden in einem periodischen, Zeitmarken enthaltenden Signal, insbesondere einem Fernsehsignal, gegenüber einem Bezugssignal, wobei die Laufzeit des Signals durch eine aus dem Vergleich der Zeitmarken im Signal und dem Bezugssignal erhaltene Fehlergröße selbsttätig geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitunterschied als Vielfaches eines konstanten Zeitintervalls der doppelten Größe des zulässigen Restfehlers mittels eines Zählers ermittelt wird und das Signal durch das Zählergebnis um dieses Vielfache mittels eines Laufzeitgliedes verzögert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Ausgleich des Zeitfehlers in einem von einem Magnetband abgenommenen Fernsehsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der konstanten Zeitintervalle zwischen dem Eintreffen von aus dem Synchronsignal des Fernsehsignals abgeleiteten Impulsen mit Zeilenfrequenz und Impulsen konstanter Folgefrequenz als Bezugssignal gezählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarzeit die Schwingungsdauer einer elektrischen Schwingung ist.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem der zu vergleichenden Signale ein Tor geöffnet und vom anderen Signal geschlossen wird und daß die vom Tor hindurchgelassenen Schwingungen eines Oszillators durch eine Zählschaltung festgestellt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählschaltung vor jeder Toröffnung gelöscht wird.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählergebnis vor der Löschung der Zählschaltung einem Zwischenspeicher übergeben wird, welcher die Steuerung der Laufzeit des Signalwerks bewirkt.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählschaltung aus binären Zählstufen aufgebaut ist, daß die aus Einzellaufzeitketten aufgebaute Verzögerungseinrichtung ebenfalls nach einer Potenzreihe mit der Basis 2 abgestuft sind und jede Zählstufe über einen Zwischenspeicher die zugeordnete Einzellaufzeitkette schaltet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 958127, 960 548;
britische Patentschrift Nr. 888 380.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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