DE1437983A1 - Verfahren zum Ausgleich von Zeitfehlern in einem insbesondere von einer Fernseh-Magnetbandanlage abgenommenen Schwarz-Weiss-Fernsehsignal - Google Patents

Description

R>~Nr. 1069/65 \ '%j*- PLl/Gr/lCl

\ ·- " . 8.9,1965

FERNSEH GMBM, Darmstadt, Ain Alten Bahnhof

Verfahren zum Ausgleich von Zeitfehlern in einem insbesondere

von einer Fernseh-Magnetbandanlage abgenommenen Schwarz-Weiß— Fernsehsignal» ' .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen zum Ausgleich von Zeitfehlern in einem insbesondere von einer Fernseh-Magnetbandanlage abgenommenen Schwarz-Weiß-Fernsehsignal·

Es ist bereits bekannt, in Fernseh-Magnetbandanlagen den durch die unvermeidlichen Toleranzen der Abtastgeschwindigkeit verursachten Zeitfehler, der durch mechanische Regeleinrichtungen nicht mehr beseitigt werden kann, durch Änderung der Laufzeit des von der Magnetbandanlage abgenommenen Fernsehsignals zu verringern bzw» auszugleichen. Hierzu durchlaufen die von der Magnetbandanlage abgenommenen Fernsehsignale eine Laufzeitkette mit veränderbarer Laufzeit, Die Laufzeit wird mittels einer Fehlergröße gesteuert, welche durch Vergleich der zeitlichen Lage des Synchronsignals im Fernsehsignal und eines frequenzkonstanten_s von einem Impulsgeber gelieferten Synchronsignal gewonnen wird·

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Eine bekannte Einrichtung zum elektrischen Zeitfehlerausgleich enthält eine Laufzeitkette _ψ deren Laufzeit durch Steuerung der kapazitiven oder induktiven Glieder durch die Fehlergröße geändert wird. In der Regel werden die Kapazitäten der Laufzeitkette steuerbar ausgebildet _t indem hierfür im Sperrbereich betriebene Halbleiter, sogenannte Varicaps j verwendet werden.

Die bekannte Einrichtung arbeitet nach Art einer Steuerung (Vorwärtsregelung) und ware daher theoretisch in der Lage, eine vollständige Kompensation des Zeitfehlers zu bewirken« In der Praxis bleibt jedoch ein Restfehler bestehen, da die Toleranzgrenzen der steuerbaren Halbleiter und der Einrichtung zur Ableitung der stark vorverzerrten Steuerspannung nicht ausreichend -kün gehalten werden können. Selbst bei sorgfältigster Ausführung läßt sich der liestfehler bei einem Eingangsfehler von 1/us nicht kleiner als etwa 30 ns halten, . ■'-.'"-.

Es sind auch schon Digital verfahren zum Seitfehlerausgleich vorgeschlagen worden_g bei denen in Reihe geschaltete Laufzeitglieder unveränderlicher Laufzeit oder eine angezapfte Laufzeitkette verwendet werden, und das Signal bei demjenigen Laufzeitglied oder bei derjenigen Anzapfung der Laufzeitkette abgenommen wird, bei welcher der Fehler am kleinsten ist. Auch bei diesem Verfahren bleibt grundsätzlich ein Restfehler selbst bei fehlerfreiem Eingangssignal durch die diskontinuierliche Änderung der Laufzeit bestehen, der um so kleiner is.t,- je größer die Anzahl der Stufen bzw« die Zahl der Anzapfungen der Laufzeitkette gewählt wird, JBei der praktischen Ausführung ergibt sich mit tragbarem Aufwand ein Restfehler ungefähr der gleichen Größenordnung w±® bei der kontinuierlich steuerbaren Laufzeitkette von etwa 30 ns, unabhängig von Fehlern des Eingängssignals ο

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Es hat sich gezeigt, daß ein Fehler dieser Größenordnung bereits zu erkennbaren Zeilenversehiebungen im Fernsehbild führt, der bei hohen Anforderungen, wie sie im Studiobetrieb gestellt werden, nicht zugelassen werden kann. Untersuchungen haben ergeben, daß der zulässige Zeitfehler nicht größer als 10 bis 15 ns sein darf und somit wesentlich kleiner ist, als bei den bekannten Verfahren«

Bei einem Verfahren zum Ausgleich von Zeitfehlern in einem insbesondere von einer Fernseh-Magnetbandanlage abgenommenen Schwarz-Weiß-Fernsehsignal wird erfindungsgemäß ein mit dem Zeilensynchronimpuls des Fernsehsignals phasenstarres periodisches, vorzugsweise sinusförmiges, erstes Signal mit einer gegenüber der Zeilenfrequenz hohen Frequenz erzeugt und dem Fernsehsignal innerhalb der Zeilenaustastlüeken, vorzugsweise während der Dauer der hinteren Schwarzschulter, hinzugefügt, und von einer fehlerfreien Zeilen-Synchronimpulsfolge ein mit dieser phasenstarres zweites gleichartiges Signal abgeleitet, und das Fernsehsignal mit dem überlagerten Signal über eine erste Einrichtung zum Zeitfehlerausgleioh geleitet, welche in an sieb, bekannter Weise durch ein mittels Phasenvergleich der Zeilensynchronimpulse im Fern'sehsignal und der fehlerfreien Zeilenimpulsfolge gewonnenen Fehlersignal gesteuert wird, und durch Phasenvergleich des ersten und des zweiten periodischen Signals wird ein zweites Fehlersignal gewonnen, das eine weitere, der ersten Einrichtung nachgeschaltete Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich steuert.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand der Zeitfehler ohne Schwierigkeit bis auf einen ausreichend kleinen Wert von

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wenigen Nauosekunden verringern«. Da die zweite₈ der ersten Einrichtung nach^eschaloete Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich nur innerhalb des Toleranzbereiclies der ersten Einrichtung wirksam zu sein braucht, ist der Aufwand für diese Einrichtung nicht groß«,

Werden diskontinuierliche Zeitfehlerausgleicher nach dem eingangs erwähnten Vorschlag angewendet, so' ist der Aufwand für beide Zeltfehlerausgleicher wesentlich kleiner als für den Fall-, daß nur ein Zeitfealerausgleieher mit ausreichend feiner Stufung Denutzt wird»

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren, welche Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zeigen, genauer erläutert werden,, , Figur i zeigt als JJlockschaltbild das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrensj*

Figur 2 und Figur 3 zeigen verschiedene Einrichtungen für die Erzeugung des mit dem Zeilensynchronimpuls des Fernsehsignals phasenstarren periodischen Signals«

In Figur 1 gelangt das mit einem Zeitfehler oehaftete, z»B. von einer Fernseh-Magnetbandanlage 1 albgenommene Sohwarz-Weiß-Fernsehsignal zu einer Einrichtung 2_? in der dem Fernsehsignal mittels eines bei 3 zugeführten Auftas.timpulses, z_eB_a während der Dauer der hinteren Schwarzschulter, ein periodisches Signal überlagert wird. Das Signal gelangt anschließend zu einer ersten Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich 4, welcher in an sich bekannter Weise von einer Fehlergröße gesteuert wird_s die durch Phasenvergleich der im Fernsehsignal enthaltenen Zeilensynchronimpulse und

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von fehlerfreien ζ,B. von einem Impulsgeber erzeugten Zeilensynchroniiiipulsen gewonnen wird. Durch die Einrichtung wird der Zeitfehler im Signal von ursprünglich z»B„ 1/us auf einen Wert von z.B. 30 ns herabgesetzt»

Das Signal mit diesem kleineren maximalen Zeitfehler gelängt anschließend in eine zweite Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich 5» Diese wird von einem Fehlersignal gesteuert, das durch Phasenvergleich der dem Signal in der Einrichtung 2 überlagerten Schwingungen und einer gleichartigen Schwingung gewonnen wird, die phasenstarr mit einem fehlerfreien Synchronsignal ist, das z„B« von einem Impulsgeber 6 geliefert wird. Dieses Signal gelangt vom Impulsgeber 6 zu einer Einrichtung T₁ welche das Vergleichssignal erzeugt. Der zweiten Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich 5 wird außerdem bei 8 ein Auftastimpuls zugeführt. Dieser Auftastimpuls kann auch intern vom ankommenden Fernsehsignal abgeleitet werden. Der Auftastimpuls bewirkt, daß die Einrichtung nur während der Zeit wirksam ist, in &er das überlagerte Signal im Fernsehsignal vorhanden ist, z.B. nur während der hinteren Schwarzschultern. Bei 9 wird schließlich das nunmehr ausreichend fehlerfreie Fernsehsignal abgenowanen»

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Einrichtung 2 der Figur 1. Aus dem bei 1 zugeführten, mit einem Zeitföhler behafteten Fernsehsignal wird in an sich bekannter Weise mittels eines Amplitudensiebes 21 der Synohronimpuls abgetrennt. Das Synchronsignal gelangt anschließend zu einem Impulsformer 22, welcher mit dem Zeilensynchronimpuls im Synchronsignal phasenstarre Impulse hoher Flankensteilheit erzeugt, welche den Schwingungaeinsatz eines Start«Stop-Qszillators 23 bestimmen. Vor dem Eintreffen des nächsten Zeilensynchronimpulses wird die Schwingung wieder gelöscht,

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um Störungen zu vermeiden, zweckmäßig bereits vor dem Ende der Zeilenlücke bzw» vor Beginn des Bildinhaltes» Ζ_βΒ_β kann hierzu der Impulsformer 22 als monostabiler Multivibrator ausgeführt sein, der einen Impuls liefert, dessen Vorderflanke mit dem Zeilensynehroniinpuls im Fernsehsignal übereinstimmt und dessen Impulsdauer derart gewählt ist, daß der Impuls noch innerhalb der Zeilenlücke beendet ist«,

Die vom Start- Stop-Oszillator 23 erzeugten Sehwingungszüge gelangen schließlich in eine Torschaltung 24 und werden von dieser mittels eines bei 25 zugeführten Auftastimpulses nur in dem gewünschten Zeitintervall z»B_e während der Dauer der hinteren Schwarzschulter hinaurchgelassen_e In der Einrichtung 26 werden schließlich die durch die Torschaltung zeitlich begrenzten Schwingungszüge dem von 1 kommenden Fernsehsignal hinzugefügt und z*B_e 4©sse» hinterer Schwarzschulter überlagert„

Die Einrichtung 6 zur Erzeugung des Vergleichssiguals kann ähnlich ausgeführt sein. Es entfällt jedoch das Amplitudensieb, nachdem zur Steuerung, des Impulsformers bereitsder Zeilensynchronimpuls des Impulsgebers zur Verfügung steht«,

Da die vom Impulsgeber gelieferten Synchronimpulse eine sehr hohe zeitliche Genauigkeit aufweisen, ist es auch nicht erforderlichj die in der Einrichtung T (Fig* I) erzeugten Schwingungen zu löschen»AnStelle eines Start-Stop-Oszillators kann daher die Einrichtung T auch in an sich bekannter Weise aus einer Anordnung zur Erzeugung von Oberwellen aus der Synchronimpulsfolge oder aus einem kontinuierlich schwingenden Oszillator bestehen,» deren Frequenz nach Art der bekannten Schwungradschaltung nachgesteuert wird«

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In Figur 3 wird vorerst ebenfalls aus dem "bei i ankommenden Fernsehsignal in einem Amplitudensieb 31 das Synchronsignal abgetrennt« Die Zeilensynehroninipulse werden in einer Stufe 32 differenziert. Es entstehen dadurch zwei von der Vorderflanke und liückflanke herrührende schmale Impulse entgegengesetzter Polarität. Einer dieser Impulse, z.B. der der hinteren Flanke entsprechende Impuls, wird in der Einrichtung 33 unterdrückt, beispielsweise durch eine Diode, Der verbleibende schmale Impuls, der demnach z»B. der Vorderflanke des Synchronimpulses entspricht, stößt nun einen Schwingkreis in der Einrichtung 34 an und erregt diesen in seiner Eigenfrequenz, Die Dämpfung des Schwingkreises ist so gewählt, daß einerseits das Abklingen der Schwingung in der Zeit der hinteren Schwarzschulter noch nicht stört, daß die Schwingung aber andererseits innerhalb einer Zeilenperiode praktisch abgeklungen ist« Zum Erhalt einer ausreichenden Frequenzkonstanz kann der Schwingkreis mit einem Quarzresonator aufgebaut sein. Bei zu kleiner Dämpfung des Schwingkreises ist es selbstverständlich auch möglich, die Schwingungen vor Eintreffen des nächsten Synchronimpulses in geeigneter Weise künstlich zu löschen»

Die von dem Schwingkreis 34 erzeugten Schwingungszüge werden, gegebenenfalls nach Verstärkung in einer Einrichtung 35, wieder mittels einer Torschaltung 36 auf die gewünschte Dauer z.B. auf die Dauer der hinteren Schwarzschulter mittels eines bei 37 der Torschaltung zugeführten Auftastimpulses zeitlich begrenzt und in der Einrichtung 38 das Fernsehsignal z.B. während der Dauer der hinteren Sehwarζschulter im Signal überlagert«

Die Frequenz des dem Fernsehsignal überlagerten periodischen Signals wird so groß gewählt, daß eine ausreichende Anzahl

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von Schwingungen für den Phasenvergleich mit der Bezugsschwingung zur Erzeugung des Fehlersignals während der Zeit des Auftretens der Schwingung ζ«B₀ während d.er Dauer der hinteren Schwarzschulter im Fernsehsignal zur 'Verfügung steht» Hierzu soll ihre Frequenz groß gegenüber der Zeilen-·. frequenz sein und wird in der Praxis mit einigen MHz gewählt» Sie liegt in der Größenordnung der Frequenz des Far OlliIf s trägers bei Farbfernsehsignalen«

Bei Fernseh-Magnetbandanlagen zur Aufzeichnung von Farbfernsehsignaleny welche in der Kegel einen Zeitfehlerausgleicher besitzen, der die Phasenabweichungen des Farbträgers auf den zulässigen Wert begrenzt, (besteht die Möglichkeit, diesen bei der Aufzeichnung von Schwarz-Weiß-." Signalen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszunutzen (Fig. 5).

Man kann aber auch der Anordnung nach Figur 4 einen dritten Farbfehlerausgleicher 9 nachsohalten, der bei der Verar-. beitung von Farbfernsehsignalen vom Farbträger gesteuert wird. Es werden dann zwar insgesamt drei in Reihe liegende Zeltfehlerausgleicher benötigt-»- Bei Anwendung der eingangs erwähnten diskontinuierlich arbeitenden Zeitfehlerausgleicher ist der. Gesamtaufwand trotzdem kleiner, da jeder der drei Zeitfehlerausgleicher nur eine geringe Stufensahl aufzuweisen braucht _t die insgesamt kleiner ist als die Stufenzahl bei Verwendung von zwei Zeitfehlerausgleiehern,

Bei der Schaltung nach Figur 2 und 3 ist das Tor nicht unbedingt erforderlich _s wenn die Schwingungen-bereits vor dem Ende der Austastlücke unterbrochen werden» Die Schwingungen sind dann auch dem Synchronsignal überlagert„ was in der Regel nicht stört« Liefert der Impulsformer den Auftastimpuls verzögert, was mit bekannten Schaltungen ieieht erreicht werden kann, so entfällt auch dieser Nachteil,

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Claims (1)

1. R.-Nr, 1069/65 PLl/Gr/ΚΙ

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   I?atentansprüehe

   ( 1wVerfahren zum Ausgleich von Seitfehlern in einem insbesondere von einer Fernseh-Magnetbandanlage abgenommenen Schwarz-Weiß-Fernsehsignal, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Zeilensynchronimpuls des Fernsehsignals phasenstarres periodisches vorzugsweise sinusförmiges erstes Signal mit höherer als Zeilenfrequenz erzeugt und dem Fernsehsignal innerhall) der Zeilenaustastlückenj vorzugsweise während der Dauer der hinteren Schwarzschulter, hinzugefügt wird, daß von einer fehlerfreien Zeilensynchronimpulsfolge ein mit dieser phasenstarres zweites gleichartiges Signal abgeleitet wird, daß das Fernsehsignal mit dem überlagerten Signal über eine erste Einrichtung zum Zeit— fehlerausgleich geleitet wird, welche in an sich bekannter Weise durch ein mittels Phasenvergleich der Zeilensynchroniiapulse im Fernsehsignal und der fehlerfreien Zeilenimpulsfolge gewonnenen Fehlersignal gesteuert wird und daß durch Phasenvergleich des ersten und des zweiten periodischen Signals ein zweites Fehlersignal gewonnen wird, daß eine weitere, der ersten Einrichtung nachgeschaltete Einrichtung zum Zeitfehlerausgleich steuert,

   2, Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des ersten periodischen Signals vom Zeilensynohronimpuls des E'ernsöhsigBßls ein Impuls abgeleitet wird, welcher den Sohwingungseinsatz eines Start-Stop-OsziIlators bestimmt*

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   3«, Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet ₉ daß zur Erzeugung des ersten periodischen Signals ein vom Zeilensynchroninipuls abgeleiteter Impuls einen Schwingkreis anstößt^ dessen Dämpfung derart gewählt ist, daß die Schwingungen in einer Zeileaperiode . praktisch abgeklungen sind»

   4, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Au-' spruch I₅ dadurch gekennzeichnet _f daß aus dem Fernsehsignal mittels eines Amplitudensiebes das Synchronsignal abgetrennt und einem monostabilen Multivibrator zugeführt wird* welcher von den Zeilensynchroniiiipulsen des Fernsehsignals gesteuert wirdj der seinerseits einen Start~Stop~Oszillator steuert» und daß die vom Start-Stop-Oszillator erzeugte Schwingung, gegebenenfalls über ein während eines Teiles der Zeilenaustastlücke ausgetastete^ Tor, dem Fernsehsignal hinzugefügt wird,, ' "~"-

   δ« Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₉ daß der Zeilensynehron-= - impuls des mittels eines Amplitudensiebes aus dem Fernsehsignal abgetrennten Synchronsignals differenziert -wirdj daß der einer Impulsflanke entsprechende Impuls des differenzierten Signals mittels einer Diode unterdrückt wird und der der anderen Impulsflanke entsprecaen.de Impuls des differenzierten Synchronsignals einen frequenzstabilen j, vorzugsweise einen Schwingquarz enthaltenden Schwingungskreis erregt-,, dessen Dämpfung derart gewählt ist, daß die Schwingungen innerhalb einer Zeilenperiode praktisch abgeklungen sind.," und die vom Schwingkreis gelieferten Schwingungen, gegebenenfalls

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   nach Verstärkung, einer Torschaltung zugeführt werden, welche während eines Teiles der Zeilenaustastlüeke aufgetasted wird, und daß der von der Torschaltung durchgelassene Schwingungszug dem Fernsehsignal überlagert wird.

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