DE1462929A1 - Schaltungsanordnung zur Phasen- und Frequenzkorrektur - Google Patents

Description

Patentanmeldung

Anmelder : Radio Corporation of America New Tork, H. Y., V. St. A.

Schaltungsanordnung zur Phasen- und Frequenzkorrektur

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Phasen- und Frequenzkorrektur und insbesondere auf eine neue Schaltungsanordnung zur Korrektur eines Signales, bei dem Phasen- und Frequenzabweichungen periodisch auftreten.

Ein periodisches Auftreten von Phasen- und Frequenzabweichungen in einem elektrischen Signal kann sich immer dann ergeben, wenn die Ursache für diese Abweichung perio disch auf das Signal einwirkt. Beispielsweise werden bei der Videobandaufnähme häufig die Aufzeichnung und die Wiedergabe der Videosignal* derart vorgenommen, daß ein

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Magnetband mit einer Vielzahl von Magnetköpfen nacheinander abgetastet wird. Wenn die durch die Wiedergabekopfe bestimmten geometrischen Verhältnisse des Kopf-zu-Band-Kontaktes von den durch die Aufzeichnungsköpfe bestimmten geometrischen Verhältnissen abweichen, ergeben sich im reproduzierten Signal periodische Phasen- und Frequenzab we i c hungen.

Bisher wurde im wesentlichen auf zwei Arten die Lösung des Problems versucht, das durch periodisch auftretende,

durch unterschiedliche geometrische Verhältnisse des Kopf-zu-Band-Kontaktes bedingte Phasen- und Frequenzabweichungen gestellt wird. Einmal wurde versucht, das Maß, in dem das Band durch den Wiedergabekopf in Folge der geometrischen Verhältnisse bei dem Kopf-zu-Band-Kontakt gedehnt wird, entweder von Hand oder durch elektromechanische oder elektronische Servosteuereinrichtungen zu steuern. Zum anderen wurde versucht, die Abweichungen im reproduzierten Signal zu korrigieren, nachdem dieses vom Band abgelesen worden ist. Bei der ersten Art wird im allgemeinen die Stellung einer Vakuum-Führung gesteuert, welche den Druck bestimmt, der von den Wiedergabeköpfen auf das Band ausgeübt wird. Die Stellungssteuerung kann entweder von Hand oder durch ein elektromechanisches Servosystem vorgenommen werden. Bei der Korrektur nach der zweiten Art wird im allgemeinen das vom Band abge-

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ν c

lesen© Signal durch eine Verzögerungsleitung geschickt, deren Yerzögerung durch eine Steuerspannung verändert werden kann. Die Verzögerung wird derart gesteuert, daß die durch unrichtige Banddehnung verursachten Fehler kompensiert werden. Die Steuerspannung für die Verzögerungsleitung erhält man im allgemeinen dadurch, daß man die Phasenabweichung der vom Band abgelesenen Zeilensynchronisationsimpulse mißt. Eine der Phasenabweichung proportionale Spannung steuert die Verzögerung der Leitung·

Im allgemeinen wird eine oder werden beide vorbeschriebenen Korrekturverfahren bei der Wiedergabe der Videoaufnahme verwendet. Die Ergebnisse sind brauchbar, wenn es sich um einfarbige Videosignale handelt. Wenn jedoch das aufgezeichnete Videosignal I"arb informationen enthält, erbringen die bekannten Systeme keine brauchbare Korrektur. Darüberhinaus sind die Verhältnisse noch schlechter, wenn keine elektromechanische Servoeinrichtung verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur Korrektur der Phasen- und Frequenzabweichungen zu schaffen, welche in die Wiedergabe eines Videosignales aufgrund unrichtiger geometrischer Verhältnisse bei deren Kopf-zu-Band-itontakt eingebracht sind.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Phasen- und Frequenzkorrektursystem zu schaffen, das eine getreue Wiedergabe einer Farbvideo-Bandaufzeichnung ermöglicht.

Das Korrektursystem bzw. die Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in gewissen Punkten ähnlich der zweiten vorerwähnten Art eines Korrektursystems. Das durch die Wiedergabeköpfe vom Band abgelesene Signal wird durch eine variable Verzögerungsleitung geschickt, und die Verzögerung der Leitung wird derart gesteuert, daß jede Phasen- oder Frequenzabweichung korrigiert wird. Die Verzögerungsleitung korrigiert eine konstante Phasenabweichung, wenn eine konstante Spannung geeigneter Größe an die Verzögerungsleitung angelegt wird© Die Korrektur einer sich ändernden Phasenabweichung, d.h. einer Frequenzabweichung, erfordert es dementsprechend, daß eine sich ändernde Spannung an die Verzögerungsleitung angelegt wird.

Bei dem üblichen Korrektursystem wird die Steuerspannung für die Verzögerungsleitung dadurch gewonnen, daß man die Phasenabweichung jedes Zeilensynchronisationsimpulses mißt und eine dieser Phasenabweichung proportionale Spannung erzeugt. Die so gewonnene Spannung wird während der Zeitspanne zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen gespeichert. Bedingt durch diese Speicherung bleibt die

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Steuerspannung während der Zeitspanne zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen konstant, und die Wellenform

der Steuerspannung ändert sich stufenweiseβ Da die Steuerspannung während der Zeitspanne zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen konstant bleibt, wird irgendeine Frequenzabweichung, die zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen auftritt, nicht korrigiert. Die Fehler, die sich daraus ergeben, daß zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen keine Frequenzkorrektur erfolgt, können beim reproduzierten Bild visuell nicht erkannt werden, wenn es sich um Schwarzweiß-Bildsignale handelt· Wenn jedoch Farben reproduziert werden, ergibt sich ein deutlich sichtbarer Fehler im Farbton.

Im Gegensatz zum bekannten Korrektursystem vermag das Korrektursystem gemäß der Erfindung eine sich kontinuierlich ändernde Steuerspannung an die variable Verzögerungsleitung zu liefern, wodurch zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen auftretende Frequenzabweichungen korrigiert werden können. Die Steuerspannung für die variable Verzögerungsleitung wird bei der Erfindung dadurch gewonnen, daß zunächst eine Steuerspannung in ähnlicher Weise wie bei dem bekannten System erzeugt wird, d.h., es wird bei jedem Zeilensysnchronisattonsimpuls durch Messen der Phasenabweichung jedes Synchronisationsimpulses eine Steuerspannung erzeugt. Diese Steuerspannung wird

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dann während der Zeitspannen zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen entweder vergrößert oder verkleinert, um eine Korrektur für alle Frequenzabweichungen zu bewirken, die zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen auftreten. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Anstieg oder die Abnahme der Steuerspannung während der zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen liegenden Zeitspannen proportional zur gesamten Phasenabweichung, die nach einer vorbestimmten Anzahl von aufgetretenen Zeilensynchronisationsimpulsen vorliegt. Beispielsweise wird die Gesamtphasenabweichung nach einer vollständigen Querabtastuhg des Magnetbandes durch einen Wiedergabekopf gemessen und für die Festlegung des Anstiegs oder der Abnahme der Steuerspannung zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen verwendet» Bei einer zweiten Ausführungsform wird ein Regelsystem mit geschlossenem Kreis verwendet, das jegliche stufenweise Änderung in der Steuerspannung erfaßt und die Steuerspannung derart korrigiert, daß die stufenweise Änderung beseitigt wird.

Die beiden Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:

Fig» 1 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, den Aufbau eines Magnetkopfrades, das bei einer Quadruplex-Videoaufzeichnung verwendet wird;

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Fig· 2 im Blockschaltbild ein bekanntes Korrektursystem j

Figo 3 und 4 verschiedene Wellenformen, auf die bei der Beschreibung des Systems nach Fig. 2 Bezug genommen wird;

Fig· 5 im Blockschaltbild eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 und 7 Wellenformen, auf die bei der Beschreibung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 Bezug genommen wird«

Die Erfindung ist hier in Anwendung bei der Videoauiäeichnung beschrieben. Die Erfindung kann jedoch allgemein verwendet werden zur Korrektur von Phasen- und Frequenzabweichungen, die periodisch in irgendeinem Signal auftreten, das eine Komponente bei einer Bezugsfrequenz enthält,

Das heute im allgemeinen für die Videoaufzeichnung verwendete "Verfahren ist unter dem Namen "Quadruplex-Aufzeichnung" bekannt. Der Ausdruck Quadruplex bezieht sich auf die Verwendung von vier Aufzeichnungsköpfen, die jeweils in 90° Abstand voneinander an einem Kopfrad angeordnet sind. Fig. 1 zeigt den üblichen Aufbau eines Kopf-

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rades für eine Quadruplex-Aufzeichnung. Vier Aufzeichnungsköpfe 1, 2, 3 und 4 sind in Quadratur über ein Rq.d 5 verteilt, das um eine Achse 6 in der angegebenen Richtung rotiert. Die vier Aufzeichnungsköpfe 1, 2, 3 und 4- sind im Verhältnis zum Rad 5 vergrößert dargestellte Eine Vakuum-Führung 7 ist an einer Seite des Rades 5 angeordnet₉ Das Magnetband 9 verläuft zwischen dem Rad 5 und der Führung 7· In Fig. 1 ist die Richtung der Bandbewegung parallel zur Achse 6 des Rades 5 und beispielsweise nach vorne aus der Papierebäne herausgerichtetο Wenn sich das Rad 5 in der angedeuteten Richtung dreht, berührt einer der Köpfe das Band und zeichnet die Videoimformation auf. Wenn der Kopf über das Band hinweg geführt wird, dehnt er das Band, um einen guten Kontakt zu erreichen. Der im Schnitt gezeigte Teil von Fig«, 1 veranschaulicht, wie das Band durch den Aufzeichnungskopf gedehnt wird· Eine

Nut oder Ausnehmung 11 in der Führung 7 nimmt die Köpfe auf

1, 2, 3 und 4·, wenn diese nacheinander das Band 9 abtasten.

Die Wiedergabe der aufgezeichneten Fernsehinformation wird unter Verwendung dergleichen Kopfrades oder eines Kopfrades erreicht, das im wesentlichen identisch wie das für die Aufzeichnung verwendete aufgebaut ist. Auch hier sind wiederum vier Köpfe in Quadratur um ein Kopfrad angeordnet, und das Band verläuft zwischen dem Kopf rad und der Vakuum-Führung. Wenn das Band durch die Wiedergabe-

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köpfe in einem stärkeren Maße gedehnt wird als zuvor durch die Aufzeichnungsköpfe, dann weist das reproduzierte Signal eine niedrigere Frequenz auf als das aufgezeichnete Signal. In ähnlicher Weise weist das reproduzierte Signal, wenn die Dehnung durch die Y/iedergabeköpfe geringer ist, eine höhere Frequenz auf als das aufgezeichnete Signalο

einer

Üblicherweise werden hei der Aufzeichnung/Videoinformation nach dem Quadruplex-Verfahren jeweils etwa sechzehn Bildzeilen aufgezeichnet, wenn ein Schreibkopf das Band überquert. Eine Zeile entspricht einer Abtastung des Empfängerbildschirmes von der linken bis zur rechten Seite durch den Elektronenstrahl. Jede Zeile der Videoinformation enthält einen Zeilensynchronisationsimpuls, der die Horizontalbewegung des Elektronenstrahls beim Bildwiedergabesystem bestimmt. Es werden folglich also bei jeder Überquerung des Bandes durch einen Aufzeichnungskopf sechzehn Zeilensynchronisationsimpulse im Abstand voneinander über die Bandbreite hinweg aufgezeichnet.

Wenn das Band durch den Wiedergabekopf stärker als durch den Schreibkopf gedehnt wird, ist die Folgefrequenz der Zeilensynchronisationsimpulse während jeder Sechzehn-Zeilen-Gruppe kleiner als der richtige Wert. Die Phase der Zeilensynchro^isationsimpulse weist dann eine Abweichung um einen Betrag auf, welcher der Frequenzab-

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weichung entspricht« Die Zeilensynchronisationsimpulse müssen bei einer bekannten Folgefrequenz, Z₀B₄ mit 15 750 Impulsen je Sekunde, auftreten. Wenn man nun örtlich Impulse mit einer bekannten Folgefrequenz erzeugt, kann die Phasenabweichung der Zeilensynchronisationsimpulse gemessen werdenβ

Bei der Erzeugung einer örtlichen Bezugsimpulsserie wird im allgemeinen nach zwei Verfahren gearbeitet« Im ersten Fall wird ein Zeilenfrequenz-Oszillator durch ehe automatische Frequenznachstimmung AFN gesteuert (wobei die Band-Zeilensynchronisationsimpulse als die Steuergröße verwendet werden) , um zeilenfrequente Impulse zu erzeugen, deren Folgefrequenz der mittleren, vom Band gelieferten Folgefrequenz entspricht«. Der Ausgang des Zeilenfrequenz-Oszillators zeigt deshalb nicht die Phasenänderungen bei der Zeilensynchronisationsfrequenz, die in dem Bandsignal vorliegen, da die AFN-Zeitkonstante derart eingestellt ist, daß solche schnellen Änderungen ignoriert werden. Ein Vergleich des Signals des Zeilenfrequenz-Oszillators mit dem Band-Zeilensynchronisationssignal erbringt eine Information über Phasenänderungen bei Folgefrequenzen, die größer als die Grenzfrequenz des AFN-Kreisessind.

Bei dem zweiten Verfahren zur Erzeugung der Bezugsimpulsserie wird ein Oszillator verwendet, der Impulse bei einer

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festen Impulsfolgefrequenz von 15 750 Impulsen Je Sekunde erzeugt. Dieses letztere Verfahren wird bevorzugt, wenn Farben wiedergegeben werden sollen.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines typischen, bekannten Systems, das zur Korrektur von Phasen- und Frequenzabweichungen verwendet wird, die durch unrichtige Banddehnung verursacht sind. Die Erdanschlüsse für die durch die verschiedenen Blöcke dargestellten Elemente sind
deutlichkeitshalber weggelassen worden. Das Videosignal

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wird von den Wiedergabeköpfen an eine elektrisch veränderbare Verzögerungseinrichtung 20 geliefert, die beispielsweise aus einer elektronisch einstellbaren Verzögerungsleitung üblichen Aufbaus bestehen kann. Die Verzögerungseinrichtung 20 besitzt eine Spannungs/Verzögerungs-Kennlinie, die eine vergrößerte Verzögerung? bei
ansteigenden Steuerspannungen und verkleinerte Verzögerungen bei abnehmenden Steuerspannungen erbringt. Selbstverständlich können auch andersartige Verzögerungseinrichtungen bei geeigneter Abwandlung der Schaltung verwendet werden, wie dies der Fachmann ohne weiteres übersieht. Das Videosignal wird ferner an ein Amplitudensieb 21 üblichen Aufbaus geliefert, welches das ^eilensynchronisationssignal vom Videosignal abtrennt. Das Zeilensynchronisationssignal wird vom Amplitudensieb 21 an
einen Abtadtimpulsgenerator 22 geliefert, der kürzet Ab—

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tastimpulse beim Auftreten eines jeden Zeilensynchronisationsimpulses erzeugt·> Typischerweise sind die Abtastimpulse fünf Mikrosekunden lang. Die Abtastimpulse werden vom Generator 22 an den Eingang eines Phasendetekters

23 gelieferte Ein Sägezahngenerator 24 erzeugt eine Sägezahnwelle von<fer korrekten Zeilensynchronisationsfrequenz, d.h. von 15 750 Hz. Die Sägezahnwelle wird vom Generator

24 an einen zweiten Eingang des Phasendetektors 25 geliefert, der Ausgang des Phasendetektors 23 ist an einen Speicherkondensator 25 und an den Steuereingang 26 der variablen Verzögerungseinrichtung 20 angeschlossen. Der Phasendetektor 23 kann beispielsweise ein üblicher Diodenbrückengleichrichter sein. Wenn auch bei dem in Fig. 2 gezeigten System eine Sägezahnwelle zur Erfassung von Phasenabweichungen verwendet wird, so kann selbstverständlich auch irgendein anderes Verfahren zur Phasenerfassung verwendet werden. Beispielsweise kann statt der Sägezahnwelle eine trapezförmige Welle verwendet werden.

Beim Betrieb der bekannten Korrekturanordnung nach 3?ig. 2 werden die Phasen- und Frequenzabweichungen in dem Videoeingangssignal, das von den Wiedergabeköpfen herkommt, dadurch korrigiert, daß man das Videosignal durch die variable Verzögerungseinrichtung 20 schickt. Die durch die Verzögerungseinrichtung' 20 bewirkte Verzögerung iet proportional der Spannung, die von dem Speicherkondeneator-

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25 an die Verzögerungseinrichtung 20 geliefert wird. Eine "bestimmte Frequenzabweichung im Fernsehsignal wird korrigiert, indem man eine sich ändernde Spannung an die Verzögerungseinrichtung 20 anlegt. Wenn die Frequenz des von den Aufzeichnungsköpfen gelieferten Videosignales größer als der richtige Wert ist, wird eine zunehmende

Steuerspannung an die Verzögerungseinrichtung 20 angelegt. Wenn die Frequenz der Videosignale kleiner als der richtige Wert ist, wird eine abnehmende Steuerspannung an die Verzögerungseinrichtung 20 angelegt»

Zur Beschreibung der Arbeitsweise de» Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird auf die Wellenform nach den Fig. 3 und h Bezug genommen. Diese Wellenformen veranschaulichen die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung, wenn das Magnetband durch die Wiedergabeköpfe um einen bestimmten Betrag stärker gedehnt wird, als dieses zuvor durch die Aufzeichnungsköpfe gedehnt worden ist. In Fig. 3 stellt die mit A bezeichnete Wellenform ein Spannungs/Zeit-Diagramm der Abtastimpulse dar, die von dem Abtastimpulsgenerator 22 an den Phasendetektor 23 geliefert werden. Die Zeitspanne T zwischen den Impulsen entspricht der Zeitspanne zwischen den ^zeilensynchronisationsimpulsen, die durch das Amplitudensieb 21 aus dem Videosignal ausgesiebt sind· Die Wellenform B in Fig. 3 stellt das Spannungs/Zeit-Diagramm der an den zweiten Eingang des Phasen-

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detektors 23 vom Sägezahngenerator 24 gelieferten Spannung dar» Die Periode T_ dieser Sägezahnspannung ist gleich der korrekten Periode der Zeilensynchronisationsimpulse. Die Phase der Sägezahnspannung B ist derart, daß diese die Nullachse der Sägezahnwelle zur gleichen Zeit durchläuft, zu der ein Abtastimpuls beim Auftreten eines Zeilensynchronisationsimpulses mit korrekter Ihasenlage erzeugt wird. Die Wellenform G in Figo 3 stellt ein Spannungs/Zeit-Diagramm der am Kondensator 25 liegenden Spannung dar, die negativ ist» Die Wellenform A in Fig. zeigt ebenfalls ein Diagramm der Spannung am Kondensator 25» jedoch ist diese hier über eine größere Zeitspanne als die Wellenform C in Figo 3 aufgetragen. Die Periode T, der Wellenform A nach Figo 4 entspricht der Zeit, die ein Wiedergabekopf benötigt, um sechzehn Zeilen der auf dem Band aufgeschriebenen "Videoinformation zu überqueren, d.h., der für eine Querabtastung des Bandes erforderlichen Zeit.

Wenn die von den V/iedergabeköpfen bewirkte Dehnung des Magnetbandes größer als die von den Aufzeichnungsköpfen bewirkte Dehnung ist, dann ist die Zeitspanne zwischen den vom Band reproduzierten Zeilensynchronisationsimpulsen größer als der richtige Wert« Yfenn der Betrag der Banddehnung konstant ist, dann ist die Zeitspanne zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen ebenfalls kon-

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stant, was eine konstante Frequenzabweichung oder eine linear ansteigende Phasenabweichung bedeutet. Wie zuvor erwähnt, ist dies bei den in den Fig. 3 und 4 datgestellten Wellenformen der Fall, denn T ist um einen festin Betrag größer als T-n Wenn einer der vier Wiedergabekopf· mit einer Überquerung des Bandes beginnt, so gibt er einen ersten Zeilensynchronisationsimpuls wieder, der sich, so sei angenommen, in Phase befindete Der beim Auftreten dieses Zeilensynchronisationsimpulses erzeugte Abtastimpuls tritt gleichzeitig mit dem Nulldurchgang der Sägezahnspannung B in Fig. 3 auf. Der Abtastimpuls 4-0 in der Wellenform A nach Fig 3 stellt einen solchen Impuls dar. Folglich entspricht der Zeitpunkt, bei dem der Abtastimpuls 40 erzeugt wird, demjenigen, bei dem die Sägezahnspannung gemäß der Wellenform B in Fig„ 3 die Nullachse überquert. Der Phasendetektor 23 tastet die Sägezahnspannung beim Auftreten des Impulses 40 ab und liefert deshalb einen Auegang Null, wie bei der Wellenform C in Fig« 3 gezeigt. Da am Ausgang des Phasendetektors 23 keine Spannung auftritt, bleibt die Spannung a^m Kondensator 25 Null, bis der nächste Abtastimpuls 41 erzeugt wird. Da die Zeitspanne zwischen den Abtastiapulsen größer ist als die Periode der Sägezahnspannung, tritt eine negative Spannung, die proportional der Phasenabweichung ist, an Ausgang des Phaaendetektora 23 bei der Erzeugung des Abtastimpulseβ 41 auf· Diese

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negative Spannung wird im Speicherkondensator 25 gespeichert. Folglich nimmt, wie bei C in Fig» 3 gezeigt, die Spannung am Kondensator 25 auf einen negativen Wert hin ab· Die Spannung am Kondensator 25 bleibt auf diesem Spannungsniveau, bis der nächste Abtastimpuls erzeugt wird. Beim Abtastimpuls 42 wird die Sägezahnspannung bei einem niedrigeren Spannungsniveau abgetastet - denn die Phasenabweichung ist größer -, was dazu führt, daß eine niedrigere Spannung vom Phasendetektor 23 erzeugt und vom Kondensator 25 gespeichert wird. Die Spannung am Kondensator 25 nimmt stufenweise ab, bis ein Abtastimpuls wieder gleichzeitig mit dem Durchlauf der Sägezahnspannung durch die Nullachse auftritt. Da jedesmal sechzehn Zeilensynchronisationsimpulse aufgezeichnet worden sind, wenn ein Aufzeichnungskopf einmal das Band überquert, weist die am Kondensator 25 erscheioende Wellenform sehhzehn Stufen auf. Nachdem der Wiedergabekopf das Band verlassen hat, und ein anderer Wiedergabekopf mit der Abtastung des Bandes beginnt, erzeugt der erste vom zweiten Kopf reproduzierte Zeilensynchronisationsimpuls wiederum einen Abtastimpuls, der phasengleich mit dem ersten Impuls der vorangehenden Sechzehn-Zeilen-Gruppe ist und der beispielsweise phasengleich mit dem Durchlauf der Sägezahnspannung durch die Nullachse auftritt. Wenn dies eintritt, entlädt sich der Kondensator 25 in den Phasendetektor 23, und die Spannung am Kondensator 23 wird zu Null«

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Die Wellenform A in Fig. 4· zeigt die Spannung am Kondensator 25 für einen längeren Zeitraum als "bei der Wellenform C in Fig. 3· ^Die Spannung am K ndensator 25 nimmt stufenweise in sechzehn Schritten jedesmal ab, wenn ein Wiedergabekopf das Band überquert. Am Ende der sechzehn Schritte wird die Spannung am Kondensator in Übereinstimmung mil? dem Ausgang des Phasendetektors 23 zu Null. Die Wellenform A nach Fig. 4 bildet die Steuerspannung für die variable Verzögerungseinrichtung 20» Folglich wird das an die variable Verzögerungseinrichtung 20 gelieferte Videosignal stufenweise korrigiert.

Es ist aber zu beachten, daß keine Frequenzkorrektur zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen stattfindet, da die an die Verzögerungseinrichtung 20 gelieferte Spannung während dieser Zeitspanne konstant ist. Die sich aus diesen Frequenzkorrekturlücken zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen ergebenden Fehler stellen im allgemeinen kein Problem dar, wenn es sich um Schwarz-Weiß-Videosignale handelt. Es liegt zwar ein kleiner Fehler vor, der eine horizontale Dehnung des Fernsehbildes aufgrund der Korrekturlücke zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen bewirkt, aber dieser Fehler kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Wenn jedoch Farbbildsignale reproduziert werden sollen, führen die sich aus die sen Korrekturlücken ergebeneren Fehler zu einer beträcht-

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lichen Farbtonabweichung, die in starkem Maße sichtbar ist· Diese Abweichung ergibt sich daraus, daß die i?arbinformation als Phasenmodulierung eines Hilfsträgers übermittelt wird, der im reproduzierten Videosignal enthalten ist. Die konstante Frequenzabweichung zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen führt zu einer linear sich ändernden Phasenabweichung in der i^? arbinf ormationskomponente. Diese sich ändernde Phasenabweichung verursacht eine beträchtliche Farbwertverschiebung von links nach rechts über das Fernsehbild. Zwar ist die Farbe an der linken Seite des

ein
Bildes korrekt, jedoch liegt/von der linken zur rechten Seite des Bildes zunehmender Fehler in der Faibe vor. Um eine Phasenentzerrung der Farbkomponente zu erreichen, muß eine sich kontinuierlich ändernde Spannung an die Verzögerungseinrichtung 20 geliefert werden. Die Steuerspannung, die zur Farbkorrektur bei dem gesphilderten Beispiel erforderlich ist, d.h., wenn eine unrichtige Banddehnung von festem Betrag vorliegt, ist mit der Wellenform B in Fig. 4 veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung erbringt eine solche Korrektur.

Fig. 5 zeigt im Blockschaltbild eine Ausführungsform der Erfindung. Die Erdanschlüsse der durch die Blöcke dargestellten Elemente sind deutlichkeitshalber weggelassen. Das Blockschaltbild enthält alle Elemente des vorbeschriebenen bekannten Korrektursystems, weshalb in Fig. 5 für

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die übereinstimmenden Elemente die gleichen Positionsziffern verwendet sind. Zusätzlich zu diesen bekannten Elementen enthält diese Ausführungsform der Erfindung eine» Filter 50, das eine bestimmte Frequenzkomponente von der am Kondensator 25 erscheinenden Spannung abtrennt. Die Auswahl der besonderen, durch den Filter 50 abgetrennten Frequenzkomponente wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. Der Ausgang dee Filters 50 wird an einen ersten Eingang einer Abtasteinrichtung 51 geführt, die beispielsweise ein üblicher Diodenbrücken-Abfrageschalter und ein Speicnerkondensator sein kann. Ein Abtastimpulsgenerator 52 liefert Abtastimpulse mit einer Frequenz gleich der Frequenz der durch das Filter abgetrennten Komponente an einen zweiten Eingang der Abtasteinrichtung 51· Der Ausgang der Abtasteinrichtung 51 wird an einen einstellbaren Verstärkungsjqgjer 53 geliefert, bei dem es sich beispielsweise um einen üblichen Widerstands-Spannungsteiler handeln kann. Der Ausgang dee Verstärkungsreglers 53 wird an eine Stromquelle 54- geführt. Die Stromquelle 54- liefert einen Strom an den Speicherkondensator 25· Die Stärke dieses Stromes wird durch die Spannung bestimmt, die von dem Verstärkungsregler 53 an die Stromquelle 54- geliefert wird· Bei der Stromquelle 54- kann es eich beispielsweise um eine übliche Translator Stromquelle handeln·

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Beim Betrieb der Korrekturschaltung nach Fig. 5 wird das Filter 50 derart abgestimmt, daß eine der beiden Hauptfrequenzkomponenten des am Kondensator 25 auftretenden Signales ausgewählt wird· Eine Betriebsart liegt vor, wenn der Filter 50 eine Komponente abtrennt, deren Frequenz der Frequenz der Wellenform A in Fig. 4 entspricht, d.h., deren Frequenz der Periode T_ entspricht. Die Amplitude dieser Frequenzkomponente steht in Größe und Polarität in unmittelbarer Beziehung zu der am Kondensator 25 erzeugten Korrekturspannung. Der Rest der Schaltungsanordnung bewirkt, daß die Spannung am Speicherkondensator 25 während der zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen liegenden Zeitspannen mit einer Geschwindigkeit verändert wird, die von der Größe der durch den Filter 50 abgetrennten Komponente bestimmt wird.

Der Abtastimpulsgenerator 52 erzeugt eine Serie von Abtastimpulsen mit einer Folgefrequenz gleich der Frequtne der vom Filter 50 übermittelten Komponente. Die Phaaenbeziehung der Abtastimpulse gegenüber der durch das Filter 50 hindurchgehenden Komponente ist derart , daß eine Abtaatung, abhängig von dar Polarität der Abweichung, bei dem poaltiven oder negativen Scheitelwert der durch den filter 50 kommtndtn Komponente «rf ο Igt. Sit Abtaettlariohtung 51 lltfert dann ein* Auagangeapataumg, 41· Im OrÖfl· und Polarität In unmittelbarer B·«ithung iur

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spannung steht, die am Kondensator 25 erscheint, Diese Ausgangs spannung wird über den Verstärkungsregler 53 an die Stromquelle 54- geführt. Die von der Stromquelle 54 an den Kondensator 25 gelieferte Strommenge steht in unmittelbarer Beziehung zu der Größe der Spannung, die am Ausgang der Abtasteinrichtung 51 vorliegt. Der Verstärkungsregler 53 dient dazu, die an die Stromquelle 54 gelieferte Spannung auf den richtigen Wert einzustellen.

Eine ausführlichere Erläuterung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Wellenformen nach den Figo 6 und 7 gegeben. Diese Wellenformen veranschaulichen die Arbeitsweise des Korrektursystems unter ähnlichen Bedingungen wie den oben beschriebenen, d.h., das Magnetband wird durch die Wiedergabeköpfe um einen festen Betrag stärker gedehnt, als es durch die Aufzeichnungsköpfe gedehnt worden ist. In Fig. 6 stellt A das Spannungs/Zeit-Diagramm der am Ausgang des Filters 50 erscheinenden Wellenform dar. Diese Spannungswelle A ist sinusförmig mit einer Periode T?_n, die der Periode der Steuerspannung in Fig. 4 entspricht. Die Wellenform B stellt ein Spannungs/Zeit-Diagramm der Abtastimpulse dar, die am Ausgang der Vergleichsquelle 52 auftreten. Die Wellenform C in Fig. 6 stellt ein Spannungs- und Strom/ Zeit-Diagramm für die am Ausgang der Abtasteinrichtung 51 erscheinende Spannung V^. und für den Ausgangsstrom L^

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der Stromquelle 54· dar. Es wird darauf hingewiesen, daß Vy. und "Ly. negativ sind. S¹Ig· 7 zeigt drei W_ellenformen von denen jede die Spannung am Kondensator 25 für verschiedene Betriebsbedingungen darstellt. Bei der Wellenform A handelt es sich um das Spannungs/Zeit-Diagramm der am Kondensator 25 unter richtigen Arbeitsbedingungen auftretenden Spannung. Die gestrichelte Linie ist die Wellenform der Spannung, die am Kondensator 25 auftritt, wenn das Korrektursystem gemäß der Erfindung nicht verwendet wird. Die ausgezogene Linie zeigt die Spannung am Kondensator 25» die dort bei Verwendung des Korrektursystems gemäß der Erfindung auftritt. Die Wellenformen B und C sind ebenfalls Spannungs/Zeit-Diagramme der am Kondensator 25 auftretenden Spannung, wobei die gestrichel* eingezeichnete Wellenform dieselbe ist wie bei A. Die ausgezogenen Wellenformen von B und G stellen die Spannung am Kondensator 25 dar, wenn der Verstärkungsregler 53 unrichtig eingestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die drei in Fig. 7 gezeigten Wellenformen negative Spannungen darstellen»

Wie die Wgllenformji A in ^'ig. 6 zeigt, ist die Auegangsspannung des Filters 50 eines sinusförmige Spannungswelle mit einer Periode Tj₁, wobei T_n die Periode der Korrekturspannung ist, die an die variable Verzögerungseinrichtung geliefert wird, In anderen Worten ist T- die Periode der

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in Fig. 4 gezeigten Wellenformen. Die Amplitude der sinusförmigen Welle A. in tfig· 6 steht in unmittelbarer Beziehung zum maximalen Wert der Korrektur spannung am Kondensator 25· ^Der Generator 52 erzeugt Abtastimpulse von der Wellenform B in Fig· 6 bei einer Frequenz, die gleich der Frequenz der sinusförmigen Spannung am Ausgang des Filters 50 ist, d.h., die Periode zwischen den Abtastimpulsen ist.T^ Die erzeugten Abtastimpulse treten bei den Mindestwerten der sinusförmigen Wellenform A in Fig. 6 auf. Die Abtasteinrichtung 51 tastet somit die sinusförmige Welle A bei ihren Mindestwerten ab und erzeugt eine Ausgangsspannung "V,., die der Größe der sinusförmigen Bpannungsweiille ent» spricht. Die Ausgangs spannung V^ der Abtasteinrichtung 51 weist daher einen konstanten Wert auf, wie mit der Wellenform C in Fig· 6 gezeigt ist· Der Ausgangsstrom X^. der Stromversorgung 54- ist proportional der Ausgangs spannung der Abtasteinrichtung 51 und somit konstant, wie in der Wellenform C in Fig. 6 gezeigt. Der Strom I^ ist daher proportional der maxiaalen Phasenabweichung in jeder Sechzehn-Zeilen-Gruppe das Videosignale»·

Dl* attageEogeae IdUaia der Wellenform A la fig· 7 «teilt dl« am Bpeicherkondeneator 25 auftretende Spannung dar.

Spannung wird tailwela· duroh dan Phaeendetektor 23 «aUMlaa d*t«1^*ft Ausgaag dar Stromquelle 3* baatimet. SU itiaequaU· H Uafart aa te öptloharkondenaator 25

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einen Strom, um eine Spannung gemäß der ausgezogenen Wellenform A in Fig. 7 zu erzeugen. Wie die W_ellenform C in Fig. 6 zeigt, wird von der Stromquelle 5^ ein konstanter negativer Strom geliefert. Da die Änderungsgeschwindigkeit der Kondensatorspannung proportional zu dem von der Stromquelle 54- gelieferten Strom ist, ändert sich die Spannung am Kondensator 25 während der Periode T_ß linear, wie "bei der Wellenform A in Fig. 7 dargestellt. Bei richtiger Einstellung des Verstärkungsreglers 53 ist die am Kondensator 25 erscheinende Wellenform - über eine längere Zeitspanne als "bei der Wellenform A in Fig. 7 betrachtet - dieselbe wie die Wellenform B in Fig. 4-. Da bei der an die variable Verzögerungseinrichtung 20 angelegten Steuerspannung ein linearer Abfall vorliegt, werden die Frequenz- und Phasenabweichungen im Videosignal zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen korrigiert.

Fig. 7 B zeigt die Verhältnisse, wenn der an den Kondensator 25 gelieferte Strom unter dem richtigen Wert liegt. In diesem Falle reicht der während der Periode T₈ «wischen den Zeilensynchronisationsimpulsen an den Kondensator 25 gelieferte Strom nicht aus, um die Spannung am Kondensator auf ihren richtigen Wert zu bringen· Infolge- «••■en liegen dort noch geringe Stufen In der mit der «!!•gesogenen Linie dargestellten Wellenform vor. Sie Fig. 7 Ö zeigt die Verhältniese, wenn ein zu großer Strom

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zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen an den Kondensator 25 geliefert wird. In diesem !"alle wird die Spannung am Kondensator 25 bei jeder durch, den Phasendetektor 23 hervorgerufenen Stufe auf den richtigen Wert herabgesetzt. Durch richtige Einstellung des Verstärkungsreglers 53 wird die korrekte Wellenform A in Fig. 7 erhalten. Mit der Wellenform A wird eine richtige Phasenkorrektur zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen erhalten, und es. liegt keine Phasenabweichung in der Farbinformationskompone£e des Videosignales mehr vor.

Nach einer zweiten Betriebsart gemäß der vorliegenden Erfindung trennt der Filter 50 von der Spannung am Kondensator 25 eine Komponente ab, deren Frequenz gleich der Frequenz des vom Band abgelesenen Zeilensynchronisationssignales ist. D_er Abtastimpulsgenerator 52 liefert in diesem Fall Abtastimpulse an die Abtasteinrichtung 51» welche die gleiche Frequenz wie das durch den Filter 50 hindurchgehende Signal aufweisen· Die Phasenlage der Abtastimpulse gegenüber der gefilterten Komponente ist derart, daß eine Abtastung beim Maximum-oder Minimum der gefilterten Komponente erfolgt. Der Ausgang der Abtasteinrichtung 51 ist folglich proportional der Amplitude der vom Filter fO abgetrennten Komponente. Die Stromquelle 54 liefert an den %>eicherkondensator 25 einen Strom, der der Amplitude der gefilterten Komponente proportional ist·

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Bei dieser zweiten Betriebsart erbringt die Schaltungsanordnung eine Beseitigung aller stufenweisen Änderungen in der Steuerspannung am Kondensator 25» Diese Betriebsart unterscheidet sich von der vorbeschriebenen ersten Betriebsart dadurch, daß bei Jener die Korrektur auf der Phasenabweichung bei einem Se&zehn-Zeilen-Intervall statt bei jeder Zeile beruht und daß eine gewisse restliche stufenweise Änderung beim korrigierten Fehlersignal unter bestimmten Bedingungen zurückbleiben kann. Die stufenweise Änderung in der Steuerspannung bei dem bekannten Korrektursystem tritt mit der Zeilensynchronisationsfrequenz auf, wie bei der Wellenform Δ in Fig. 4. gezeigt ist. Bei Beachtung der erfindungsgemäßen Lehre wird, falls irgendeine stufenweise Änderung von Zeilensynchronisationsfreqeunz vorliegt, durch das Filter 50 eine Komponente bei dieser Frequenz ausgewählt, und von der Stromquelle 54- ein Strom an den Kondensator 25 geliefert, durch den die mit dieser Frequenz am Kondensator 25 auftretende Komponente auf einen vernachlässigbaren Wert gebracht wird· Airch Beseitigung der stufenweisen Änderung wird eine ideale Korrekturspannung erhalten und eine vollständige Phasen- und irequenzkorrektur erreicht.

Bei der vorstehenden Beschreibung der Erfindung wurde davon ausgegangen, .daß die Wiedergabekopfe das Band um einen festen Betrag stärker dehnen als die Aufzeichnungs-

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köpfe· ^Die Erfindung ist aber nicht auf solche Arbeite-Verhältnisse beschränkt, sondern kann immer dann Anwendung finden, wenn frequenz- oder Phasenabweichungen periodisch in dem zu korrigierenden Signal auftreten, beispielsweise auch in den Fällen, wenn die Wiedergabeköpfe das Band in einem geringeren MaBe als die Aufzeichnungsköpfe dehnen oder wenn eine sich ändernde Differenz in der Kopf-Zu-Band-Geometrie zwischen Aufzeichnung und Wiedergebe vorliegen·

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Korrektur von Frequenz- und Phasenabweichungen in einem Signal, das eine mit einer Bezugsfrequenz auftretende Komponente enthält, im wesentlichen bestehend aus einer variablen Verzögerungseinrichtung, welche das Signal proportional zu einem an die variable Verzögerungseinrichtung gelieferten Steuersignal verzögert, und aus einem Phasendetektor, der periodisch die Phasenabweichung der mit der Bezugsfrequenz auftretenden Komponente mißt und ein der Phasenabweichung entsprechendes Fehlersignal erzeugt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die in Abhängigkeit vom Fehlersignal das Fehlersignal während der Zeitspanne zwischen den Messungen ändert, und durch eine Einrichtung, die das Fehlersignal an die variable Verzögerungseinrichtung liefert, um die Verzögerung dieser Verzögerungseinrichtung zu steuern.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Änderung des Fehlersignales mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die durch die vom Phasendetektor gemessenen Phasenabweichung bestimmt wird.

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3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung das Fehlersignal während der Zeitspanne zwischen den Messungen mit einer Geschwindigkeit ändert, die durch die Größe des Fehlersignales zu einer vorbestimmten Zeit während jeder Periode des Fehlersignales bestimmt wird.

4. Schaltungsanordnung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche für ein in Frequenz und Phase zu korrigierendes Signal, das mit einer Bezugsfre*- quenz auftretende Impulse enthält und in dem die Phasen- und Frequenzabweichungen periodisch auftreten, gekennzeichnet durch ein Speicherelement im Ausgang der Meßeinrichtung zur Speicherung eines Fehlersignales während der Zeitspanne zwischen den Impulsen, wobei das gespeicherte Fehlersignal an die variable Verzögerungseinrichtung geliefert wird, um deren Verzögerung zu steuern.

5· Schaltungsanordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 für ein in Frequenz und Phase zu korrigierendes Videosignal, das eine Serie von Zeilensynchronisationsimpulsen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Verzögerungseinrichtung eine spannungsabhängig/s verstellbare Verzögerungsein-

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richtung ist, daß die Meßeinrichtung die Phasenabweichung jedes Zeilensynchronisationsimpulses beim Auftreten eines Jeden dieser Impulse mißt und eine Fehlerspannung zwischen den Synchronisationsimpulsen erzeugt.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen # und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerspannung zwischen den Zeilensynchronisationsimpulsen mit einer Geschwindigkeit geändert wird, die periodisch durch den Wert der Fehlerspannung bestimmt wird, und daß die Fehlerspannung in dem Speicherelement gespeichert und an eine Verzögerungsleitung geliefert wird, deren Verzögerung spannungsabhängig steuerbar ist.

7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, zur Verwendung bei einer Vorrichtung zur Wiedergabe eines Videosignales, das von einem Magnetband gelieferte Zeilensynchronisationsimpulse enthält, welche Vprrichtung eine Vielzahl von Wiedergabeköpfen besitzt, die sich quer über das Band bewegen, währendfäas Band in Längsrichtung an den Wiedergabeköpfen vorbeigeführt wire, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Verzögerungsleitung das durch die Wiedeqgabeköpfe reproduzierte Videosignal um einen Betrag verzögert, der proportional der an die Verzögerungsleitung ange-

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legten Steuerspannung ist, daß mit einem Filter eine bestimmte Frequenzkomponente aus der gespeicherten Spannung ausgefiltert wird, und daß eine Einrichtung zur periodischen Abtastung der ausgefilterten Komponente zu einer Zeit, die einer vorbestimmten Stellung der Wiedergabeköpfe auf dem Band entspricht, und eine Einrichtung vorgesehen sind, welche die durch die Speichereinrichtung gespeicherte Spannung während der Zeitspanne zwtischen den Zeilensynchronisationsimpulsen mit einer Geschwindigkeit ändert, die . durch die Größe des abgetasteten Signales "bestimmt wird·

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der ausgefilterten Komponente gleich der Folgefrequenz der Zeilensynchronisationsimpulse ist, und ferner gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung zum Messen der Größe und Richtung der gefilterten Komponente und zur Erzeugung eines von der Messung abhängigen Ausgangssignales, durch eine auf den Ausgang der Meßeinrichtung ansprechende Einrichtung, die das gespeicherte Spannungesignal derart ändert, daß die Komponente der gespeicherten Spannung von der Zeilensynchronlßationsfrequenz auf einen vernachlässigbaren Wert verringert wird, und durch eine Einrichtung, die die geänderte gespeicherte Spannung an die steuerbare Verzögerungsleitung liefert, um die durch die

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Verzögerungsleitung in das Signal eingebrachte Verzögerung zu steuern.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Speicherelement ein Kondensator ist, der an den Ausgang der Meßeinrichtung angeschlossen ist und das FehleisLgnal während der Zeitspannen zwischen den Messungen speichert, daß das Filter an den Speicherkondensator angeschlossen ist und eine Komponente aus der Spannung am Kondensator ausfiltert, deren Frequenz gleich der Frequenz der Fehlerspannung ist, daß die Abtasteinrichtung die ausgefilterte Komponente mit einer Folgefrequenz gleich der Frequenz der gefilterten Komponente abtastet und eine Ausgangsspannung erzeugt, die der Amplitude der gefilterten Komponente proportional ist, und daß eine vom Ausgang der Abtasteinrichtung abhängige Stromquelle einen Strom an den Kondensator liefert, der proportional der Ausgangsspannung der Abtasteinrichtung ist ο

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