DE1437795A1 - Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines gemaess dem PAL-System aufgebauten Farbfernsehsignals in ein gemaess dem NTSC-System aufgebautes Signal und umgekehrt - Google Patents

Description

"Schaltungsanordnung sum Umwandeln ein·· gemKss dem PAL-Systei aufgebauten farbfernsehsignal·» in ein gemass den NTSC-System auf gebaut·· Signal und uneekehrt"

Si· Erfindung besieht sich auf eine Schaltungsanordnung etui Umwandeln ein·· gevlae des PAL-System (Phase Alternation Line Systea) iii «in gesJlss dem ITSG-Sgrstem (Vational TeleTision System Committe,e System) aufgebautes Signal und umgekehrt, wobei das Fernsehsignal ausswr «em Belligkeitssignal twei einer Hilfeträgerwelle mit einer gegenseitigen Phasenrersohiebung von 90° aufmodulierte Farbkomponenten enthalt uad wobei insbesondere im PAL-Signal eine dieser beiden färbkompoaenten to» Seile an Zeile um 19O° in der Phase gedreht wird, «•loh· Aohaltungmanoraming einen Seaalter, Mitt·! sum seilenweisen Schalte* dies·· Sohalters und «in« Addierstufe enthalt.

Um solche Hswandlungssohal tungsanordnung kann manchmal gewQnseht Min. Irstmns «rmSglioht si· es, einen für das ITSO-Byetem

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brauchbare Fernsehempfänger auch für den Empfang eines gemäse den PAL-Syβte» aufgebauten Signales zu benutzen.

Zweitens bestehen Projekte, um die Uebertragung von Sender zu Sender (z.B. von Studierender zu Relaissender oder von Relaissender zu Relaissender) gem&ss des PAL-System durchzuführen, wahrend vom Sender, der die Empfänger versorgt, ein geaäse des !TSC-System aufgebautes Farbfernsehsignal ausgesendet wird. Selbstverständlich buss bein zuletztgenannten Sender eine Ümwandlungsvorrichtung vorhanden sein.

Die erfindungsgemSsse Schaltungsanordnung ist jedoch auoh geeignet, ein gem&ss dem NTSC-System aufgebautes Signal in ein gem&ss dem PAL-System aufgebautes Signal umzuwandeln. Eine derartige. Umwandlung kann s.B. erforderlich sein, wenn ein HTSC-Signal aus den Vereinigten Staaten von Amerika oder aus Japan über einen Beiais-Satelliten empfangen wird und in Europa in ein PAL-Signal umgewandelt werden muss«

Mit einer erfindungsgemlssen Umwandlungsvorriohtung ist das alles ersielbar, und sie ist su diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass die dar Hilfsträgerwelle aufmodulierten Parbkooponenten auf Mindestens zwei Wegen die Addierstufe erreichen und mindesten« einer dieser Wege eine Mischetufe enthalt, der ausser den Farbkomponenten ein Signal mit der zweifachen Hilfstragerfrequens zugeführt wird, wobei der Schalter, der ein· Bingangskleeme und zwei Ausgangsklemmen hat, in mindestens einen der zwei Wege eingefügt ist·

Binige mögliche Ausführungsformen erfindungagemSsser Uawandluüge« Vorrichtungen werden an Hand der beiliegenden Zeichnung n&her erltiut«£t<, in der

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* Fig. 1 eine erst· Ausführungefora einer erfindungsgea&ssen Schaltungsanordnung,

Flg. 2 eine mit Röhren versehene aSgliohe Oegentaktaischstufβ_t vie sie in der Schaltungsanordnung nach Pig· f Verwendung finden kann,

Ti-S· 3 eine mögliche Transietor-Gegentaktaisohstufe star Verwendung in der Schaltungeanordnung naoh Fig. 1 und

Fig. 4 eine »weite Aueführungeform einer erfindungegea&ssen Schaltungeanordnung eeigt.

In Fig. 1 ist ein Schalter 1 «it einer Bingangskleaae 2, einer ersten Ausgangekleaae 3 und einer «weiten Ausgangskleaae 4 versehen.

Der Eingangskleame 2 wird das Farbfernsehsignal zugeführt, das, wie in Fig* 1 angegeben ist, entweder ein PAL- oder ein XfSC-Signal sein kann.

Dieses Farbfernsehsignal besteht axis einem Helligkeitssignal T und «us zwei Farbkooponenten P und H, die mit einer gegenseitigen PkasendifferenB von $0° der Eilfsträgerwelle aufmoduliert sind. Venn da« Signal geatss de« KTSC-Systee aufgebaut ist, hat das gesasrte Farbfernsehsignal stets eine Fora, wie sie in der Gleichung (1)

B₁₁-T ₊ A (1)

dargestellt ist, d.h., das Farbfernsehsignal hat von Zeile tu Zeil· stets die gleiche Fora.

wean das Farbfernsehsignal gealss den PAL-Syetea aufgebaut ist, hat das Signal wihrend »liier Seile die durch die Gleichung (1) dargestellte Fora und wihrend der nloheten Zeile die durch die Gleichung (2)

-T ₊ B ' (2)

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dargestellte Fora. Der Unterschied «wischen den Signalen A und B in den Gleichungen (1) bzw. (2) ergibt sich aus den Gleichungen (3) und

A - P cos (ut *<p) + R sin (wt +φ) - b ein ut (3) B - F cot (wt +ψ) - R ein (ut +p) - b sin ut (4).

Bekanntlich besteht der Unterschied zwischen den Signalen A und B darin, dass eine der Farbkomponenten F und £ von Zeile su Zeile ua 180° in der Phase gedreht wird. FOr die Gleichungen (3) und (4) ist es die Farbkomponente R, die gedreht ist, es dürfte jedoch einleuchten, dass statt dessen auob die Farbkonponente P gedreht werden kann. Weiterhin steht in den Gleichungen (3) und (4) w für die Kreisfrequens der Hilf«trägerwelle, φ?ffir den Phasenwinkel, unter de· die beiden Farbkonponenten der Eilfstrlgerwelle aufmoduliert sind, und b für die Amplitude des Salvensignals, ("buretsignal"), welches Farbsynchronsignal nur während der Zeilenrücklaufzeiten gesendet wird*

Für ψ * 0 ist P-R-T, das rote Farbdifferenzeignal, und R-S-T, das blaue Farbdifferenzsignal. Für ψ « 33° ist P-I₁ die Farbkomponente ait der grossen Bandbreite, und R » Q, die Farbkoaponente mit der kleinen Bandbreite, wobei die Komponenten I und Q die bekannten Komponenten des NTSC-Signalee sind. Sowohl die Komponente I als auch die Komponente Q sind aus dem Grundfarben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammengesetzt. Bas gleiche gilt für das Eiligkeit β sign al T, so dass auch dann, wenn die Farbdifferenesignale R-T und B-T benutzt werden, auf bekannte Weise aus diesen beiden.Farbdifferenzsignalen -das grüne Farbdifferenzsignal G-T abgeleitet werden kann.

Bas Helligkeitssignal T braucht nicht umgewandelt su werden und wird deshalb im nachstehenden ausser Betracht bleiben.

Dem Schalter 1 wird über die Leitung 5 ein Schaltsignal 6 zugeführt, das den Schalter 1 nach jeder Zeile umlegen muss. Der Schalter

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bubs während nahezu einer ganzen Zeile, und zwar einer Zeile, während der das Signal A gesendet wird» den Eingangekontakt 2 alt dem ersten Ausgangskontakt 3, und wahrend der nächsten Zeile, d.h. einer Zeile, während der das Signal B gesendet wird, mit der zweiten Ausgangekle ase 4 verbinden·

Der Schalter 1 kann auf bekannte Weise mit zwei Dioden versehen sein, die vom Schaltsignal 6 abwechselnd in den leitenden Zustand gebracht werden* Das Schaltsignal 6 kann auf ebenfalls bekannte Weise mit Hilfe eines bistabilen oder monostabilen Multivibrators erhalten werden, der von den Zeilensynchron- oder Zeilenrücklaufimpulsen gesteuert wird. Dieser Multivibrator muss mit dem sogenannten PAL-Synchronsignal, das gleichfalls mit dem PAL-Signal während der vertikalen Synchronimpulse mitgesendet wird, synchronisiert werden. (Siehe Telefunken Zeitung, Jahrgang 36, 1963, Heft 1/2, Seiten 66 und 8?).

Bine Addierstufe 7 ist unmittelbar mit der Ausgangsklemme 3 verbunden· Die Ausgangsklemme der Addierstufe 7 ist mit einer Verzögerungsleitung 8, z.B. vom akustischen Typ, verbunden, deren 7erzSgerungszeit einer Zeilenzeit entspricht. Parallel zur Verzögerungsleitung 8 sind ein Widerstand und eine Impedanz 8* geschaltet, der bzw. die das Ausgangssignal der Addierstufe 7 nicht verzögert, es aber im gleichen Masse abschwächt wie die Verzögerungsleitung 8·

Die Ausgangsklemne 4 ist über eine Leitung 9 mit einer Bingangsklemme eine Mischstufe 10 verbunden. Die Ausgangsklemme dieser Mischstufe ist über eine Leitung 11 mit der Addierstufe 7 verbunden, in der die von der Klemme 3 und der Mischetufe 10 herrührende Signale zueinander addiert werden. Wenn der Bingangsklemme 2 ein PAL-Signal zügeführt wird, ergibt sich an an der Ausgangsklemme der Addierstufe 7 ein MTSC-Signal. Dieses Signal wird einer Vorrichtung

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12 zugeführt, die die umgewandelten Farbkoeponenten verarbeitet, d.h. diese· Signal demoduliert oder auf andere Weise geeignet itaoht, einer FarbferneebwiedergaberShre zugeführt zu werden, die lUiSMMn mit dem Belligkeitssignal T da« Farbbild wiedergeben kann« Zu dieaea Zweck iet die Ausgangsklemae 13 der Vorrichtung 12 Bit einer nicht dargestellten Wiedergaberöhre verbunden·

Der Vorrichtung 12 kann über die Leitung 14 «ucb das Salvensignal entnommen werden, das über diese Leitung der Torrichtung 15 augeführt wird. Die Vorrichtung 15 enthalt einen Orteoszillator au» Hegenerieren der HilfstrSgerwelle und eine Heaktanzachaltung, die oit Hilfe eines aus dem SaITonsignal abgeleiteten Signalee gesteuert wi?d. Dieses Signal dient zum Synchronisieren des Ortsoszillatore· kut dies· Weise ist gewährleistet, dass das in der Vorrichtung regenerierte HilfstrBgersignal nit dem von Sender empfangenen Salveneignal gleich» lSuft.

Der Ortsoszillator erzeugt einmal ein Signal mit der Kreisfrequenz ω, d.h.. ein Signal, das die gleiohe Frequens wie die HilfstrSgerwelle hat, der die beiden Farbkonponenten F und R mit einer gegenseitigen Phasendifferenz φ von 90° aufmoduliert sind, und sum anderen ein Signal mit der Kreisfrequenz 2u, d.h. ein Signal, das die zweifache Hilfeträgerfrequenz hat· Bas Signal mit der Kreisfrequenz w wird über die Leitung 16 der Vorrichtung 12 zugeführt und dient zur Synchrondemodulation der Farbkoaponenten P und H. Das Signal mit der zweifachen Frequenz wird über die Leitung 17 der Misehetufa 10 zugeführt. Die Form dieses Signalee wird dargestellt durchs

'2 cos (2«t + 2 f) (5).

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig·.1 beim Empfang eines PAL-Signales ist wie folgt. Wenn wahrend einen bestimmten Zeile das Signal A empfangen wird, sind die Kontakten 2 und 3 mitein-

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verbunden, ·ο dass das Signal ohne jede Umwandlung direkt der Addieretufe 1 sugeführt wird. Während der nächsten Zeile sind die Kontakte 2 und 4 »iteinander verbunden, und, weil während dieser Zeile das Signal B empfangen wird, wird der Miechstufe 10 dieses Signal B euge führt. Der Miechatufe 10 wird jedoch auch das durch die Oleiohung (5) dargestellte Signal sugeführt, so dass sich in der Misohstufe 10 ein Nisohvorgang ergibt, wodurch sich am Ausgang der Misohstufe 10·ein Signal nach der Gleichung (6) ergibt*

B.2 oos (2wt + 2 ψ) » P cos (3ut + 2><p) + P cob (tut + β?) -R «in (3ut + 3<p) + R sin (wt +φ) - b ein (3ut + 2 p) + b sin (ut + 2ψ)

lie aus der Gleichung (6) herrorgeht enthalt das Ausgangssignal noch Glieder Bit 3«, d.h. Glieder, die die dreifache Hilfsträgerfrequens aufweisen« Diese Glieder sind unerwünscht und werden Bit Hilfe eines in der Mischntufe 10 aufgenommenen Filters aus dem Ausgangs signal beseitigt. Deshalb hat das endgültige Signal, dass sich an der Ausgangskleaoe 11 ergibt, die durch den nachstehenden Ausdruck dargestellte For·*

P oos (wt +p) + R sin (ut + φ) + b sin (ut + 2 ψ). (7).

Das durch den Ausdruck (?) dargestellte Signal ist gleich den durch die Oleiohung (3) dargestellten Signal A mit Ausnahae des SaIvensignales, das hier eine andere Phase hat. Dies ist unerwünscht, weil nach Addition in der Addierstufe so ein Salvensignal erhalten wird, dass eine Phase hat, die von derjenigen des vom Sender gesendeten Salvensignales, wie es in den Gleichungen (3) und (4) angegeben ist, abweicht. Dieser Fachteil lSeet sich jedoch auf einfache Weise dadurch veraeiden, dass das Schal'teignal 6, das den Schalter 1 umlegen muse, asymmetrisch ausgebildet wird, d.h. dass die Zeit T₁ länger als die Zeit T₂ bemessen wird. WShrend der Zeit T. verbindet der Schalter 1

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die Eingangskleinme 2 mit der ersten Au slangs klemme 3 und während der .'-eit Tp verbindet er die Eingangsklenir.e ? mit der zweiten Aungangskler.me 4. V/enn die Zeit To gleich der Hinlaufzeit einer Zeile und die Zeit T. gleich der um die Zeit zweier Zeilenrücklaufzeiten vermehrte Hinlaufzeit einer Zeile gewählt werden, wird das Salvensignal t· sin cuX der Mischstufe 10 nicht zugeführt, weil während keiner einzigen Zeilenrücklaufzeit, während welcher das S'alvensignal mitgesendet wird, die .Eingangsklemme 2 mit der zweiten Ausgangsklercme 4 verbunden ist.

Wie ein derartiges asymmetrisches Signal erzielbar ist, ist in dem Patent (gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung "Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Schaltsignales bei Farbfernsehgeräten", meine Akte. PHN-457) beschrieben worden. Ist die Erzeugung eines solchen asymmetrischen Signales nicht erwünscht, so ist das Salvensignal dadurch erhältlich, daß es mittels einer zu tastenden Torschaltung unmittelbar der Eingangsklemme 2 entnommen wird.

Im vorstehenden wurde stets angenommen, daß die Farbkomponente R von Zeile zu Zeile um 180° in der Phase gedreht wird. Es dürfte jedoch einleuchten, daß statt der Farbkomponente R auch die Farbkomponente P von Zelle zu Zeile um 180° in der Phase gedreht werden kann. In diesem Falle hat das Signal B nicht die durch die Gleichung (4), sondern durch die Gleichung (8) dargestellte Form:

B' = - P cos (ut +f) + R sin (cjt +P) . · (8)

Selbstverständlich muß jetzt das Signal mit der.zweifachen Hilfsträgerfrequenz, das der Mischstufe 10 zugeführt wird, nicht die durch die Gleichung (5) dargestellte Form haben, sondern auch um 180 in der Phase gedreht werden und somit die Form

- 2 cos (2«t + 2ψ) ■ (9)

aufweisen. Auch in diesem Falle geht nach Umwandlung in der Mischstufe 10 das Signal gemäß Gleichung (8) in das Signal A über (abgesehen vom Salvensignal, das z.B. durch die beschriebene Wahl des Schaltsignals 6 nicht im auf der Leitun. 11 vorhandenen Signal enthalten . .

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Me an Hand der Fig. 1 beschriebene Schaltungsanordnung lässt eich bei einem sogenannten PAL,--Empfänger verwenden. Ein . PALjj-EBpfänger ist ein Empfänger, in dem Signale aufeinanderfolgender Zeilen elektrisch, d.h. mit Hilfe .einer Verzögerungeleitung (delay line) su einander addiert werden müssen, um dafür zu sorgen, dass in Übertragungsweg entstandene Phasenfehler auegeglichen werden können. Zu diesem Zweck ist in der Schaltungsanordnung in Fig* 1 die Verzögerungsleitung 8 angebracht, die das Signal um eine Zeilenzeit verzögert. Ueber den Widerstand oder die Impedanz 8· wird das nicht verzögerte Signal zugeführt, so dass im gemeinsamen Punkt von 8 und 8* jeweile die Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen addiert werden« Beim sogenannten PAL -Empfänger für visuellen Ausgleich erfolgt diese Addition optisch, d.h. es wird vorausgesetzt, dass das Auge Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen visuell verwischt oder integriert. Bei einen solchen Empfänger kann somit die Verzögerungsleitung 8 mit der zugehörigen Impedanz 8¹ entfallen.

Wird ein NTSC-Signal empfangen, das nicht umgewandelt zu werden braucht, so dürfte es einleuchten, dass, wenn der Schalter 1 auBser Betrieb gesetzt wird, von selbst an der Ausgangsklemme der Addierstufe 7 das NTSC-Signal entsteht, weil der Weg über die Mischstufe 10 gesperrt ist. Dies ist einfach dadurch erreichbar, dass beim Empfang eines NTSC-Signules das Schaltsignal 6 fortfällt. Dies kann erforderlichenfalls selbsttätig erfolgen, indem, wenn ein NTSC-Signal empfangen wird, das PAL-Synchronsignal wegfällt, wobei dieser Wegfall als Information benutzt werden kann, durch die eine Torschaltung zum

Durchlassen oder Sperren des Schaltsignales 6 gesteuert wird* BAD OBiGtNAL

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Vie in der Einleitung bereite erwähnt wurde, ist es mit der Vorrichtung nach Fig. 1 auch möglich, ein NTSC-Signal in ein PAL-Signal umzuwandeln· Dies kann z.B. notwendig sein, wenn aus dem Vereinigten Staaten von Amerika oder aus Japan über einen Relais» satelitten ein NTSC-Signal empfangen wird, das in Europe in ein PAL-Signal umgewandelt werden muss. Diese Umwandlung kann auch erforderlich sein, wenn sendeseitig normalerweise ein NTSC-Signal erzeugt wird, das jedoch, wie es 8.B. bei Eurcvisionesendungen der Fall ist, auch über Heiaissender in andere Länder übertragen werden muss» Wenn die Relaissender gemass dem PAL-System arbeiten, muss das im Ursprungesender erzeugte NTSC-Signal zunächst in ein PAL-Signal umgewandelt werden, bevor es zu den Relaissendern weitergeleitet wird.

Das in diesem Falle der Klemme 2 zugeführte NTSC-Signal enthält während jeder Zeile das durch die Gleichung (3) dargestellte Signal A* Während einer Zeile wird dieses Signal A über die Klemme 3 der Stufe zugeführt, während der anderen Zeile wird es mittels des Schalters 1 der Klemme 4 und über die Leitung 9 der Mischstufe 10 zugeführt. In der Mischstufe 10 wird entweder die Farbkomponente R um 18O in der Phase gedreht, wenn dieser Stufe ein Signal nach der Gleichung (5) zugeführt wird, oder die Färbkomponente P um 180 in der Phase gedreht, wenn ein Signal nach der Gleichung (9) zugeführt wird. Im ersteren Falle ergibt sich an der Ausgangsklemme 11 ein Signal B nach der Gleichung (4), im zweiten Fall ein Signal B* nach der Gleichung (8). Dieses Signal wird der Addieretufe 7 zugeführt. Offensichtlich kann beim ümwandlen eines NTSC-Signales in ein PAL-Signal die VerzSgerungsleitung 8 mit zugehöriger Impedanz 8· fortgelassen werden, weil es jetzt notwendig ist, dass an der Ausgangsklemme der Addierstufe während einer Zeile das Signal A und während der nächsten Zeile das

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Signal B bzw. das Signal B* entsteht. Dies wird, weil der Schalter 1 naoh jeder Zeile umgelegt wird, dadurch erreicht, dass die Verzögerungsleitung 8 und die Impedanz 8· fortgelassen werden»

Beim Umwandeln eines NTSC-Signales in ein PAL-Signal, das dann übertragen wird, kann die Vorrichtung 12 als ein Modulator ausgebildet ■ein, den ausser dem Helligkeitssignal T auch die Hauptträgerwelle zugeführt wird« Der Ausgangsklemme 13 wird das gesamte der Hauptträgerwelle aufmodulierte Farbfernsehsignal entnommen, das sich zur Uebertragung BU einem Relaissender oder zu Empfangern eignet·

Fig. 2 zeigt eine mit Röhren versehene Ausführungsform der Mischetufe 10. Diese Stufe ist vorzugsweise eine Gegentaktnischstufe, weil, wie aus der Öleiohung (6) hervorgeht» die Mischung in der Stufe 10 niohts als eine Multiplikation sein muss, was bedeutet, dass an der Ausgangeklemme 11 nur das Produktglied B.2 cos (2<üt + 2 ψ)

vorhanden sein darf und nicht auch die zugeführten Signale B und K £ 2 OOB (2ut + 2 ψ)» Dies wird durch die Oegentaktstufe 10 nach Fig. ermöglicht· Diese Stufe enthalt zwei parallel geschaltete Penthodenröhreη 18 und 19t die mit einem gemeinsamen Anodenwiderstand 20 versehen sind. Parallel zum Widerstand 20 liegt ein Filter 23, das zum Beseitigen der Glieder mit der Kreisfrequenz 3ω der Gleichung (6) dient·

Dem ersten Steuergitter der Röhre 19 wird das der Leitung 9 entnommene Signal B bzw. B¹ und dem ersten Steuergitter der Röhre 18 das gleiche Signal, jsdoch nachdem es im Transformator 21 um 160° in der Phase gedreht worden ist, zugeführt. Am ersten Steuergitter der Röhre 18 ist somit ein Signal -B bzw. -B' wirksam. Das der Leitung entnommene Signal mit der zweifachen Hilfsträgerfrequenz, das im nachstehenden der liinfachkeit halber als das Signal K boaeichnet wird (K kann mithin entweder dac durch die Gleichung (5) odor -las durch die

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Gleichung (9) gegebene Signal sein), wird dem zweiten Steuergitter der Röhre 18 unmittelbar und dem zweiten Steuergitter der Röhre 19 über einen zweiten Transformator 22 zugeführt· An zweiten Steuergitter der Rohre 18 ist somit ein Signal K und am zweiten Steuergitter der Röhre 19 ein Signal -K wirksam·

FQr den Anodenstrom der Röhre 16 kann deshalb mit einiger Annäherung geschrieben werdeni

ⁱai8 " ~^S1^{B + S}2^K " ^S3^BiK (¹°)·

Für den Anodenstrom der Röhre 19 kann geschrieben werden:

^₁₉-S₁B-S₂K-S₃B-K · (11).

In den Gleichungen (1O) und (11) ist S₁ die Steilheit der ersten Steuergitter, S₂ die Steilheit der zweiten Steuergitter der Röhren und 19 und S« die Umkehrsteilheit. Weil die Anoden der Röhren 18 und 19 unmittelbar miteinander und mit dem gemeinsamen Anodenwiderstand 20 verbunden sind, wird der Spannungsabfall über den Widerstand 20 gegeben durch»

V 20 - <⁴.18 ^{+ i}a19⁾ *20 " "^2S3 ^B-^K"^R20 <¹³>

was auch das Ausgangssignal der Klemme 11 ist· Aus der letzten Gleichung geht deutlich hervor, dass dieses Ausgangssignal nur das Produktglied hält« Selbstverständlich muss die Umkehrverstärkung der Stufe 10, die von der Steilheit S, und dem Widerstandaswert R₃₀ dee Widerstandes 20 bestimmt wird, derartig sein, dass das von der Stufe erzeugte Signal die gleiche Amplitude hat wie das der Addierstufe 7 unmittelbar zügeführte Signal. Da in der Mischstufe 10 eine gewisse Umkehrverstärkung auftritt, kann es sich empfehlen, zwischen die Klemme 3 und die Addierstufe 7 einen Verstärker zu schalten, dessen Verstärkung gleich der Umkehrverstärkung der Stufe 10 ist.

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Bine zweite Ausführungeform der Mischstufe 10, die mit Transistoren bestückt ist, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Mischstufe 10 der Fig. 3 enthält zwei Transistoren 24 und 25 von entgegengesetzten Leitungstypen, d.h. der Transistor 24 ist vom npn-Typ und der Transistor 25 vom pnp-Typ. Diese zwei in Kaskade geschalteten Transistoren 24 und 25 liegen an einer Speisespannungequelle 26, deren Plusklemme an Erde liegt. Wie aus Pig. 3 hervorgeht, sind die Emitter beider Transistoren miteinander verbunden, und das Ausgangssignal wird diesea miteinander verbundenen Emittern entnommen. Zu diesem Zweck sind diese Emitter über einen Kondensator 27 mit der Last verbunden, die aus einem Bandfilter 26 besteht« Dieses Bandfilter hat einen Primärkreis, der aus einer Induktivität 29 und einem Kondensator 30 besteht, und einen Sekundärkreis, der aus einer Induktivität 31 und einem Kondensator 32 besteht. Die Induktivitäten 2$ und 31 sind magnetisch miteinander gekoppelt, und das ganze Bandfilter ist auf die Kreisfrequenz ω der Hilf8trägerwelle abgestimmt.

Der Leitung 9 wird das Farbfernsehsignal B nach der Gleichung (4) zugeführt.

Mit der Leitung 9 ist die Primärwicklung eines Transistors 33 verbunden, dessen Sekundärwicklung mit einer Mitte!anzapfung 34 versehen iet, die über die Quelle 1^ geerdet ist. Ein Ende der Sekundärwicklung ist über den Kondensator 35 ^fflit der Basis des Transistors 25 verbunden, während das andere Ende über den Kondensator 36 mit der Basis des Transistors 24 verbunden ist. Die Vorspannungen für diese Basiselektroden werden mittels eines Spannungsteilers erzeugt, der aus den Widerständen 37, 3? und 39 besteht. Der Widerstand 3$ ist regelbar, um den richtigen Gegentaktpunkt dieser Qegentaktmischstufe einteilen zu können. Weil die Mittelanzapfung 34 mit der Quelle I5

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verbunden ist, ist an dieser Mittelanzapfung das Signal nach der Gleichung (5) wirksam, das auch hier der Einfachkeit halber mit K bezeichnet wird.

Die Mittelanzapfung 34 kann für das Signal Ή als geerdet betrachtet werden, so dass am Kondensator 35 ein Signal +B und am Kondensator 36 ein Signal -B wirksam ißt. Da die Transistoren 24 und 25 von entgegengesetzten Leitungstypen, aber die Signale B bzw. -B an den Kondensatoren 33 und 36 gegenphasig sind, sind die von diesen Signalen B erzeugten Kollektorstrome i ^a ^d· *· 05 ^^βΓ ^^Γ&η8^⁸'*^;οΓβη 24 und 25 wieder gleichphasig.

Das der Quelle I5 entnommene Signal K wird der Mittelanzapfung 34 zugeführt und erscheint deshalb gleichphasig an den Basiselektroden der beiden Transistoren, Weil die Transistoren 24 und 25 von entgegengesetzten Leitüngstypen sind, hat das Signal K an ihren Basiselektroden gegenphasige Kollektorstrome zu Folge»

Ausserdem tritt in beiden Transistoren additive Mischung der Signale K und B auf, und die dadurch entstandene Mischprodukte ergaben dadurch, dass die Signale K und B den beiden Transistoren gleichphasig bzw. gegenphasig zugeführt worden sind, Produktglieder mit für die beiden Transistoren entgegengesetzten Vorzeichen. Aus diesen Betrachtungen folgt, das der Kollektorstrom i ~, des Transistors 24 durch die Gleichung (14)

*c24 ^{3 S}'i^{K + S}'i^{B + SI}3^K-^B· (14)

und der Kollektrostrom i _ot. des Transistors 25 durch die Gleichung (15)

CO

^lc25 * -^S'i^{K + S}'i^B - ^St3^K>B
gegeben ist, wobei S· die Steilheit für die Direktverstärkung und

S' die Steilheit für die Umkehrverstärkung ist.

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Aus Fig* 3 ist ersichtlich, dass die Kollektorströme

und i «- das Bandfilter 28 mit entgegengesetzten Vorzeichen durchco

flieasen. Infolgedessen kann für den sich ergebenden Strom i«« durch das Bandfilter 28 geschrieben werden:

Sine Betrachtung der Gleichung (16) lehrt, dass der Strom i.Q aueeer dem gewfinsohten Produktglied der Signale K und B auch ein Glied 2S* .K enthält, das nur von Signal K, d.h. dem Signal mit der zweifachen Hilfeträgerfrequenz, bestimmt wird. Da aber das Bandfilter 28 auf die Kreisfrequenz ω abgestimmt ist, erscheint das Signal mit der zweifachen Hilfe trägerfrequenz nicht an .der Ausgangsklemme 11, d.h. an der Ausgangsklemme 11 erscheint nur das gewünschte Produktglied.

Obgleich mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und der bei ihr benutzten Miachstufe 10 gute Ergebnisse erreichbar sind, hat diese Schaltungeanordnung den Kachteil, das* sie verbaltniamässig kompliziert ist, da die Mischetufe 10 selbst als Gegentaktstufe ausgebildet sein ffiues. Ausserdem ist es in der Praxis meistens notwendig, zwischen die Kleine 3 und die Addierstufe 7 einen zusätzlichen Verstärker zu schalten« Dabei Hues dafür gesorgt werden, dass die Verstärkung dieser zusätzlichen Verstarkerstufe gleich der Umkehrverstärkung der Mischetufe 10 ist» Dies bedeutet nicht nur ein zusätzliches Verstärkerelement, sondern auch eine kritische Einstellung, weil eine DirektverStärkung gleich einer UmkehrverStärkung gemaoht werden muss.

Pig. 4 zeigt ein einfacheres Ausführungsbeispiel, das diese Nachteile vermeidet. Dabei sind die Gegentaktmischstufe 10 und der zusätzliche Verstärker gleichsam kombiniert*

Die Schaltungsanordnung der Fig. 4 besteht aus zwei PenthodenrShren 40 und 41. Das erste Steuergitter der Röhre 41 ist über die

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Leitung 42 mit der Eingangsklemme 2 dee Schalters 1 verbunden. Das erste Steuergitter der RShre 40 ist über eine Leitung 43 mit der ersten Ausgangiklemme 3 des Schalters 1 und über einen Transformator 44 nit der zweiten Ausgangsklemme 4 dieses Schalters verbunden« Da der Schaltkontakt des Schalters 1 mittels des Schalteignaleβ 6 von Zeile zu Zeile umgelegt wird, bedeutet dies, dass dem ersten Steuergitter der RBhre 40 wahrend einer Zeile ein nichtumgekehrte· und wahrend der nächsten Zeile ein umgekehrtes Signal zugeführt wird« Wenn somit der Eingangeklemme 2 ein PAL-Signal zugeführt wird, wird für eine Zeile dem ersten Steuergitter der Röhre 40 ein Signal A gerate» der Gleichung (3) und für die nächste Zeile ein Signal B gemüse der Gleichung (4), das jedoch im Transformator 44 um 180° in der Phase gedreht worden ist, zugeführt· Veil das erste Steuergitter der Röhre 41 unmittelbar mit der Klemme 2 verbunden ist, wird dem ersten Steuergitter dieser Pfihre wahrend einer 2ieile ein Signal A und während der nächsten Zeile ein Signal B zugeführt* Es wird jetzt angenommen, dass während der ungeradzahligen Zeilen, während welcher das Signal A gesendet wird, die Kontakte 2 und 3» und während der geradzahligen Zeilen, sit denen das Signal B mitgesendet wird, die Kontakte 2 und 4 miteinander verbunden sind*

Der Klemme 17 wird das der Quelle 15 entnommene Signal mit der zweifachen Hilfeträgerfrequenz zugeführt« Mit der Klemme 17 ist ein Transformator 45 verbunden, dessen Sekundäirwicklung mit einer geerdeten Mittelanzapfung 46 versehen ist. Die Enden dieser Sekundärwicklung sind je mit dem zweiten Steuergitter einer der RSkren 40 und 41 verbunden.

Der Wicklungeeinn der Sekundärwicklung des Transformators 45 ist so gewählt, dass am zweiten Steuergitter der Röhre 40 ein Signal

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-2 cos (2wt + 2 ψ) wirksam ist, während dem zweiten Steuergitter der Röhre 41 das Signal +2 cos (2wt + 2 ψ) zugeführt wird.

Die Anoden der Rohren 40 und 41 sind miteinander verbunden, und dieser gemeinsame Anodenkreis ist mit einem Bandfilter 47 verseben, das einen Primärkreis, de.r aus der Induktivität 48 und dem Kondensator 49 besteht, und einen Sekundärkreis, der aus der Induktivität 50 und dem Kondensator 51 besteht, enthält. Die Induktivitäten 48 und 50 sind magnetisch miteinander gekoppelt.

Weil infolge der direkten Verbindung der Anoden der Röhren 41 und 40 das Bandfilter 47 von der Summe dar Anodenströme dieser Röhren durchflossen wird und das Signal mit der zweifachen Hilfs« trägerfrequenz dem zweiter. Steuergitter gegenphasig zugeführt wird, kommt dieses Signal mit l*v s5*Mfionen Hilfsträgerfrequenz nicht im Au3gang3signal vor. Ausaerdem ist das Bandfilter 47 auf die Hilfsträger frequeη·/ w abgestimmt, so daas auch aus diesem Grunde das Signal fr.it dt?r zweifachen Hilfsträgerfrequnnz nicht bi3 in den Ausgang durchdringen kann»

Au« verstehenden: erfolgt, dass während aar geradzahligen n der Anodynetrom der Röhre 40 proportional ist zu ä (wt t φ) + R sin (ft + <p)} . f 1 - 2 oos (2üit + 2 </>) J , (17) ■wahrend der Anodenstrom ier R'ihr^ 41 proportional ist zu [? cos (u.t + ψ) + R ain (mt ♦ (p)} . /1 + 2 cos (üiut f 2 ^P)J (13)

In len Olei.-hunt-n (1/) uivl (i3) stallt der. Faktur 1 lie DirvktvMiVitSrkun/? 'Jer Rijhit-u 4'"· und 41 iar, die iii-ir gleich _1, angenomrrwn «orti»··η int.

Da --υ? bei in ti /L-ii 1·-ηί trönn in B-mlfilNjr 17 zueinander atMiart n-tr.b>r_t dörrte «j Y'.-ir u«ir;, -Iu;¹.ε αϊ Κ Λι- lurch \i° Mischung horbei-,'.Mfilhr t-.α Auiigiiii^Ligliij'lt^· aufhöbuii und laus nur die lirok tVfsrstcJrkten

BAD ORiGiNAL 8 U \i S U B / U 3 2 6

- 18 - ΈΉΒΛ56

Signale im Auegangsstrom vorhanden sind. Dieser Ausgangsstrom ist somit proportional zus

2 P cos (bit + φ) + 2 R sin (wt +φ) ' (19).

Das Ausgangssignal der Mischstufe während der ungeradzahligen Zeilen ist somit gleich dem Signal A, das während dieser Zeilen der Eingangsklemme 2 zugeführt wurde, es hat jedoch die zweifache Amplitude·

Während der geradzahligen Zeilen wird der Eingangsklemme 2 das Signal B zugeführt, so dass während dieser geradzahligen Zeilen der Anodenstrom der Röhre 40 proportional ist zu»

- {P cos (tot +φ) - R sin (ort + ψ)J . /i - 2 cos (2tut + 2 <jp)} «

- P cos (ut + ψ) f R sin (ort +ψ) + P cos (3ωΐ + 2 ψ) + P cos (ut +ψ)

- R sin (3uit + 3 φ) + R sin (at +ψ) = 2R sin (ujt + ψ) (20) wobei, wie sich aus der Gleichung (20) ergibt, im sich ergebenden Ausgangssignal die 3ω enthaltenden Glieder nicht mehr vorkommen, weil sie vom Bandfilter 47 nicht hindurchgelassen werden. Ebenso ist während der geradzahligen Zeilen der Anodenstrom der Röhre 40 proportional zu»

{p cos (ut +φ) - R sin (ut +(j?)} - fi +2 cos (2uit + 2 <£>)] -

P cos (ujt +<p) - R sin (uit f ^) * P cos (3ut + 3 <^>) +P cos (ujt + ψ)

- R sin (3ut + 3 ψ) +R sin (ut + ψ) - 2P cos (ujt +φ) (21 ) wobei bei der Ausarbeitung dar Gleichung (21) wieder angenommen,ist, dass dae Bandfilter 47 die Glieder mit 3ω nicht hindurchlässt.

Die Summe der Anodenatrome der Röhre 4·"> und 41 ist jomit während der geradzahligen Zeilen proportional zu*

2 P cos (wt i-Cp) + i?R 3in (wt +<p) (22)

und das i.st d«r gleiche Strom wie während der uiifceradzahiigen Zeilen* Daraus geht hervor, dasu atm lern PAL-Signal wieder ein TTPSC-Signul ft!macht ist, weil am Sekundärkreis 'lea B.mdfilters 47 .-riuohl während

BAD B 0 9 S 0 B / f] 3 2 6

- 19 - pmr.456

der ungeradsahligen ale auch wahrend der geradzahligen Zeilen das Signal A naoh der Gleichung (3) erscheint* Wird statt dee Signales B das Signal B¹ empfangen, so dürfte es einleuchten, dass durch Umkehr der Phase de· Signaleβ mit der zweifachen Hilfsträgerfrequenz an beiden »weiten Steuergittern der Röhren 40 und 41 wieder das gleiche Ergebnis erreichbar ist«

Ferner versteht es sich, dass auf ähnliche Weise ein NTSC-Signal in ein-PAL-Signal umgewandelt werden kann. In diesem Falle wird sowohl wahrend der ungeradzahligen als auch wahrend der geradzahligen Zeilen das Signal A nach der Gleichung (3) der Klemme 2 zugeführt, aber es entsteht, selbstverständlich mit zweifacher Amplitude, am Ausgang des Bandfiltere 47 wahrend der ungeradzahligen Zeilen das Signal A und wahrend der geradzahligen Zeilen das Signal B, wenn wahrend der ungeradzahligen Zeilen der Schalter 1 die Klemmen 2 und 3 und wahrend der geradzahligen Zeilen die Klemmen 2 und 4 miteinander verbindet. Im letzteren Falle kann die Verzögerungsleitung 8 mit der zugehörigen Impedanz 8' fortgelassen werden·

Es sei bemerkt, dass auch die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 alt Transistoren ausgestattet werden kann, die dabei jedoch eine additive statt einer multiplikativen Mischung durchführen.

Ein weiterer Torteil der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 gegenüber derjenigen naoh Fig. 1 ist, dass die beiden Wege, auf denen das Signal verarbeitet wird, identisch sind. Der einzige Unterschied dabei ist, dass in den Weg zwischen der Eingangsklemme 2 und dem ersten Steuergitter der Röhre 40 der Transformator 44 eingefügt ist. Dieee Transformator kann jedoch ein J_ : i. Transformator sein, und ausserdem ist er ein passives Element, das nahezu nicht einer Alterung unterworfen ist und nicht unter Schwankungen von Spannungen, die in der Schaltungeanordnung nach Fig. 4 auftreten, leidet.

80SS06/032S

- 20 - PH5.456

Die Rohren 40 und 41 können gleiche Röhren sein, wobei nur dafür Sorge getragen werden muss, dass das Verhältnis zwischen Direktverstärkung und Umkehrverstärkung konstant gehalten wird. Ein solches · VerhSltnis ist jedoch unabhängig von einem etwaigen Altern der Rohreh oder von auftretenden Spannungsschwankungen, so dass die Identität der beiden Wege über die Röhren 40 und 41 gewährleistet bleibt*

Selbstverständlich kann der als Phasenumkehrstufe wirksame Transformator 44 durch eine Röhren- oder Transistorschaltung ersetzt werden. In diesem Falle wird die Phasenumkehrstufe jedoch .wieder von Spannungsschwankungen und/oder Alterungeerscheinungen abhängig·

Die Beseitigung der Phasenfehler, die beim Uebertragen des Farbfernsehsignalε auftreten und Farbfahler in wiedergegebenen Fernsehbild verursachen können, ist einer der Hauptzwecke des PAL-Systemee. Wie sich leicht nachweisen läset, bleibt diese Beseitigung der Phasenfehler bei einer erfindungsgemässen Umwandlungßvorrichtung völlig beibehalten.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 wird z.B. das mit einem Phasenfehler behaftete Farbfernsehsignal auf dem Weg über die erste Ausgangsklerame 3 zur Addierstufe 7 unverändert weitergeleitet. Das mit nahezu dem gleichen Phasenfehler behaftete Farbsignal wird jedoch in der Mischstufe 1C mit dem Signal mit der zweifachen Hilfsträgerfrequenz multipliziert, wodurch der Phasenfehler das"Vorzeichen ändert, (im PAL-System wird stete angenommen, dass während der Uebertragung das Salvensignal selbst keine Phaeendrehungen erfährt). Wenn am Ausgang der Elemente 8 und 8' das verzögerte und das nicht-rerzogerte Signal addiert werden, heben die Phasenfehler sich auf, so dass das endgültige, nach Umwandlung eines PAL-Signals erhaltene Signal keinen Phasenfehler enthält.

Das Gleiche kann für die Vorrichtung nach Fig. 4 nachgewiesen

η j-s ο η U y Π ^ri 0 K

Claims (1)

- 21 - PHN.456 PATEHTANSPRUE CHE J

1.1 Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines gemäss dem PAL-System

aufgebauten Parbfernsehaignales in.ein gemäss dem NTSC-System aufgebautes Signal und umgekehrt, wobei das Fernsehsignal ausser dem Helligkeitssignal zwei gegeneinander.um 90 in der Phase verschobene, einer Hilfsträgerwelle aufmodulierte Farbkomponenten enthält und, insbesondere im PAL-Signal, eine dieser beiden Farbkomponenten von Zeile BU Zeile us 180 in der Phase gedreht wird, welche Schaltungsanordnung einen Schalter, Mittel, durch die nach jeder Zeile dieser Schalter umgelegt werden kann, und eine Addierstufe enthSlt, dadurch gekennzeichnet, dass die der Hilf3trägerwelle aufmodulierten Farbkomponenten auf mindestens zwei Wegen die Addierstufa erreichen und mindestens einer dieser beiden Wege eine Mischstufe enthält, der ausser der Farbkomponenten ein Signal mit der zweifachen Hilfsträgerfretjuenz zugeführt wird, wobei der Schalter, der eine Eingang ski einme und zwei Ausgangsklemmen enthält, in mindestens einen der beiden Wege aufgenommen ist·

2» Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

•iass vor. den zwei Ausgangsklemmen des Schalters die erste unmittelbar utirf lic zweite über eine Mischatufe mit der Addierstufe gekoppelt ist, wcboi dnr E ingang r, klömme die umzuwandelnden Farbkomponenten zugeführt w^iif-n, welche Eingangsklemme jeweils während einer Zeile mit der .■rtiton und während der nächsten Zeile mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden wird, während das der Miachstufe zugeführte Signal mit der ZW-*-.fachen Hi I ft? trägerfrequenz eine derartige Phase hat, das nach Miι<:hung in der Mischtätufe die eine Farbkomponente nicht, die andere ater um 18O in dar Phaae gedreht wird.

BAD ORIGINAL 80 9 80 6/0 32 6

- 22 - pmr.456

U37795

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstufe als Gegentaktmischstufe ausgebildet ist. 4· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Wegen je eine Mischstufe liegt, wobei die Farbkomponenten der einen Mischstufe unmittelbar und der anderen Miechstufe über den Schalter und eine Phasenumkehrstufe zugeführt werden, mit der Massgabe, dass die erste Ausgangsklemme des Schalters unmittelbar und die zweite Ausgangsklemme über die Phasenumkehrstufe mit dem Eingang der betreffenden Mischstufe gekoppelt ist, während- das Signal mit der zweifachen Hilfsträgerfrequenz den beiden Mischstufen gegenphasig zugeführt wird.

5· Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Addierstufe das Ausgangssignal über eine Verzögerungsleitung, die das Signal um eine Zeilenzeit verzögert, und über eine zur VerzSgerungsleitung parallel geschaltete Impedanz, die das Signal nicht verzögert, es jedoch in gleichem Masse abschwächt wie die Verzögerungsleitung, entnommen wird.

BAD ORIGINAL

809806/0326