DE1487156A1

DE1487156A1 - Farbfernsehempfaenger

Info

Publication number: DE1487156A1
Application number: DE19631487156
Authority: DE
Inventors: Walter Bruch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1963-05-02
Filing date: 1963-05-02
Publication date: 1969-03-20
Also published as: BE647367A; GB1068871A; AT243876B; DE1185649B; NZ138066A; DE1487156B2

Description

Die Erfindung betrifft eine vereinfachte und verbilligte Schaltungeanordnung zur Verzögerung eines Farbsignals um die Dauer von etwa einer Zeile in einem Farbfernsehempfänger.

Eine solche Verzögerung iet beispielsweise in einem Farbfernsehempfänger für das SECAM-System erforderlich. Für eine Abwandlung des NTSC-Systems (NTSC-PAL) ist ein sogenannter Laufzeitdemodulator vorgeschlagen worden (eigene ältere Anmeldung T 2j5 282 VIIIa/2IaX), bei dem ebenfalls eine Verzögerung des farbträgerfrequenten Signales um etwa eine Zeilendauer erforderlich ist.

Es sind Ultraschall-Verzögerungsleitungen und magnetostrictive Verzögerungsleitungen bekannt, bei denen das zu verzögernde Signal mit einem Wandler in ein nicht elektrisches Signal umgewandelt, beim Durchlaufen des die Verzögerungsleitung bildenden Mediums verzögert und am Ende der Leitung mit einem zweiten Wandler wieder als elektrisches Signal entnommen wird. Eine Ultraschall-Verzögerungsleitung besteht beispielsweise

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aus einem Glasstab, an dessen beiden Enden Wandler angebracht sind. Eine derartige Leitung ist sehr teuer und muß auf beiden Seiten mit Wandlern versehen sein, die zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades in einer unlösbaren Verbindung (Glas-Keramik-ⁿLöttechnik^tt bei Röhren) mit dem Glasstab verbunden sind. Die genaue Verzögernngszeit der Leitung läßt sich vor Aufbringen der Wandler nicht messen, und erst an der fertigen Leitung kann festgestellt werden, ob die gewählte Länge der Leitung genau die gewünschte Verzögerungszeit ergibt. Eine Trennung der Wandler von dem Glasstab ist danach nicht mehr möglich, so daß eine Verzögerungsleitung mit zu großer Verzögerungszeit nicht mehr verwendbar ist. Auch wenn sich eine zu kleine Verzögerungszeit ergibt, müssten zusätzliche, in Reihe geschaltete Verzögerungsmittel vorgesehen werden, um die Verzögerungszeit auf den gewünschten Wert zu bringen.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile,-die bei der Anwendung derartiger bekannter Verzögerungsleitungen in einem Farbfernsehempfänger entstehen. Die Erfindung geht aus von einem Farbfernsehempfänger, bei dem während einer Zeile übertragene Farbsignale und während der zeitlich vorangehenden Zeile übertragene, mit einer Ultraschall-Verzögerungsleitung um eine Zeilendauer verzögerte Farbsignale gleichzeitig für eine Demodulatlonsschaltung zur Verfügung stehen, wobei die Einkopplung bzw. Auskopplung der Signale in die bzw. aus der Verzögerungsleitung mit an der Leitung angebrachten Wandlern erfolgt, ins-

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besondere für elm Deeodulatlonischaltung für das SBCAM oder NTSC-PAL-System. Sit besteht darin, daß das zu verzögernde Farbsignal 41· Verzögerungsleitung iweimal, und «war In entgegengesetzter Rlohtung durchlauft,, daö der oder die Wandler ^J der Verzögerungsleitung für da« auf der Leitung hinlaufende

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und rüoklaufende Farbalgnal gleichzeitig ausgenutzt sind, und daß Schaltungamlttel vorgesehen sind, die das hinlaufende unverzögerte und das rüoklaufende verzögert· Farbsignal voneinander trennen und getrennt der Demodulatlonssohaltung zuleiten.

Es ist zwar bei einer elektrischen Verzögerungsleitung bekannt (Electronics World. Feb. 1963» Seite 46 bis *9)· »in Verzögerung*- kabel am Ende reflektierend auszubilden» duroh Kurzeohlufl ' oder Leerlauf, das zu verzögernde Signal zweimal durch die Leitung laufen zu lassen und am Anfang der Leitung abzunehmen. Bei einer solchen elektrischen Verzögerungeleitung treten je* dooh nicht die Probleme auf wie toi der der Erfindung zugrundeliegenden Farbfernsehempfängersohaltung, bei der die elektrischen Signale in nicht elektrische Signale umgewandelt und getrennt verwendet werden. Die bekannte Anordnung ist in erster Linie zur Verzögerung von Impulsen gedacht, wobei eine Trennung zwischen Eingangssignal und Ausgangesignal der Leitung am Eingang der Leitung nicht erforderlich ist· Der Gedanke, in einem Farbfernsehempfänger kontinuierliche Farbsignale mit einer. reflektierenden Ultraschall-Verzögerungsleitung um eine Zeilendauer zu verzögern und getrennt zur Demodulation zu verwenden, ist bei dieser bekannten Anordnung nloht enthalten.

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Zur Erzeugung elektroakustischer Eohos mittels einet* mechanischen Laufzeitkette ist es außerdem bekannt (I)BP Iy 136740', das zu verzögernde akustische Signal naöh einer Reflexion am ' Ende, der Laufzeitkette ein zweites Mal die Laufzeitkette durchlaufen zu lassen, so daß die erzielte Laufzelt verdoppelt wird. Bei dieser bekannten Anordnung werden jedooh ebenfalls die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme nicht berührt, zumal eine genau definierte Verzögerungszeit bei dieser bekannten Anordnung nicht gefordert ist und die Schoß von den Ursprungssignalen nicht getrennt werden.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird bei der Aufgabe, in einem Farbfernsehempfänger das farbträgerfrequente Signal um eine Zeilendauer zu verzögern, gegenüber den bisher für diese Aufgabe bekannten Verzögerungsmitteln eine Reihe beaohtlidher technischer Vorteile erzielt.

Zunächst einmal wird die Länge der Verzögerungsleitung auf die Hälfte reduziert. Dadurch wird die Verzögerungsleitung, die aus einem teuren Material besteht, wesentlich billiger und leichter. Dieses ist besonders für eine Serienfertigung und für den Einbau in einen in großer Stückzahl gefertigten Farbfernsehempfänger vorteilhaft. Durch die verringerte Länge des Glasstabes ergibt sich außerdem der Vorteil, daß der Glasstab

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weniger leicht zerbrechlich ist. Im Gegensatz zu den bekannten Verzögerungsleitungen dieser Art wird außerdem nur noch ein ■ Wandler benötigt. Der verhältnismäßig große Aufwand für das . Aufbringen der Wandler ist also auch nur einmal erforderlich. Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt darin, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Abgleich der Verzögerungsleitung auf genaue Verzögerungszelt im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen in besonders einfacher Weise möglich ist. Zu diesem Zweck wird ein einziger Wandler am Leitungsanfang fest aufgebracht und die Leitung am Ende durch stirnseitiges Abschleifen so lange verkürzt, bis die gewünschte Verzögerungszeit genau erreicht ist. Beispielsweise kann das Abschleifen unter gleichzeitiger Messung der Verzögerungszeit erfolgen. Dadurch ist es nicht nur möglich, die genaue Verzögerungszeit zu erreiohen, sondern es ist nunmehr auch möglich, eine bestimmte Phasenbeziehung zwischen Eingang und Ausgang des farbträgerfrequenten Signales zu erzielen. Selbst wenn die Leitung aus irgendeinem Grunde eine zu kurze Verzögerungszeit hat, ist es möglich, am reflektierenden, offenen E,nde der Leitung ein weiteres Leitungsstück anzusetzen, beispielsweise reflexionsfrei anzukitten, und durch stirnseitiges Abschleifen dieses Leitungsstückes nunmehr die gewünschte Verzögerungszeit zu erreichen. Durch die sich ergebende kleinere geometrische Länge der Leitung ist auch ein besserer Einsatz der Verzögerungsleitung für gedruckte Leiterplatten möglich. Wird beispielsweise die Leitung in einem Thermostaten betrieben, um konstante Temperatur und Laufzeit zu erzielen, so ist wegen

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der kleineren Länge der Leitung eine wesentlich kürzere Anheizzeit möglich. Das bei den bekannten Verzögerungsleitungen zusätzliche, in Reihe geschaltete einstellbare Verzögerungsmittel' zur Einstellung der Verzögerungszeit kann dann ebenfalls entfallen, da die genaue Einstellung der Verzögerungszeit bereits mit der Hauptverzögerungsleitung selbst erfolgen kann.

Zur Trennung der gleichzeitig und kontinuierlich vorhandenen beiden Signale am Eingang der Leitung können beispielsweise Richtkoppler oder Zirkulatoren verwendet werden. Zweckmäßigerweise werden air Trennung des verzögerten und unverzögerten farbtragerfrequenten Signals die aus der Telephonie bekannten, zur Trennung eines ankommenden und eines abgehenden Gesprächs dienenden Gabelschaltungen (Hybrid) benutzt. Eine weitere Möglichkeit zur Trennung besteht darin, das einmal durch die Leitung gelaufene Signale am Ende der Leitung, die dann ebenfalls mit einem Wandler versehen ist, abzunehmen, in der Frequenz umzusetzen und am Ende der Leitung wieder mit anderer Frequenz einzukoppeln. Die Trennung erfolgt dann am Einspeisepunkt der Leitung mit frequenzselektiven Mitteln. Die Umsetzung kann auch in eine andere Modulationsart erfolgen, z.B. FM in AM, die beide gut voneinander getrennt werden können. Dann kann dieselbe Frequenz benutzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles für einen Demodulator

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naoh dem NTSC-PAL-System» der eine besonders genaue Laufzeitabetimiming erfordert, näher erläutert«

In FIg* 1 1st die Erfindung für den sogenannten Laufzeitdemodulator dargestellt, bei dem das verzögerte und das unver-.zögerte färbträgerfrequentβ Signal In einem bestimmten Amplitudenverhältnis phasengleloh addiert werden. Das zu verzögernde farbträgerfrequente Signal gelangt von einer Klemme auf eine als Kathodenverstärker dienende Röhre 2, in dessen Kathodenkreis sich ein Widerstand 3 befindet. Von der Kathode der Röhre 2 gelangt das farbträgerfrequente Signal über einen Kondensator 4 auf eine Mittelanzapfung 5 der Primärwicklung eines Übertragers 7. Das eine Ende der Primärwioklung 6 1st an eine Klemme eines Wandlers 16 einer Ultraschall-Verzögerungsleitung 8 angeschlossen* Das andere Ende der Primärwicklung ist über eine RC-Kombination 9 an die andere Eingangeklemme des Wandlers l6 angeschlossen· Die RC-Kombination 9 stellt eine elnfaohe Nachbildung der Eingangsimpedanz der Verzögerungsleitung 8 dar. Die in der Mitte geerdete Sekundärwicklung 10 des Übertragers 7 ist an ein Widerstandsaddiernetzwerk 11 angeschlossen« dem andererseits von der Kathode der Röhre 2 Über eine einstellbare Laufzeitleitung 12 und eine Leitung 13 das unverzögerte farbträgerfrequente Signal zugeführt wird. Die gewünschten Ausgangssignale Q¹ und I', die durch Addition von farbträgerfrequenten Signalen zweier zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen entstehen, werden an den Klemmen l4 und 15 vom Addiernetzwerk 11 abgenommen. Die

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Zusatzleitung/ist nur erforderlioh, wenn man von dem erwähnten genauen Abgleich der Leitung 8 keinen Gebrauoh macht.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Das zu ver- ■ zögernde farbträgerfrequente Signal wird über den Konden· sator 4, die Mittelanzapfung 5, die Primärwicklung 6 und über den Wandler 16 in die Ultraschall-Verzögerungsleitung 8 eingekoppelt und durohläuft diese Leitung entsprechend dem Pfeil 17, wird am Ende l8 der Ultraschall-Verzögerungsleitung möglichst totalreflektiert und läuft entsprechend dem Pfeil zum Eingang der Verzögerungsleitung 8 zurück. Das zurückkommende, um etwa eine Zeilendauer verzögerte Signal wird auf die Sekundärwicklung 10 des Übertragers 7 transformiert und gelangt somit auf das Addiernetzwerk 11. Das vom Kondensator kommende unverzögerte farbträgerfrequente Signal gelangt nicht auf die Sekundärwicklung 10, da dieses Signal an die Mittelanzapfung 5 geführt ist und duroh die Wirkung der Leitungsnachbildung 9 entgegengesetzte Ströme in der Primärwicklung 6 erzeugt, die somit keine Spannung in der Sekundärwicklung 10 hervorrufen. Das Addiernetzwerk 11 erhält somit über die Sekundärwicklung 10 nur das um eine Zeilendauer verzögerte farbträgerfrequente Signal und über die Leitung 15 nur das nichtverzögerte farbträgerfrequente Signal. An den Klemmen 14,15 kann eine durch die Widerstände des Addiernetzwerkes 11 einstellbare Kombination dieser beiden Signale, beispielsweise Q,¹ und I¹, abgenommen werden. Durch den Kondensator C_T und

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den Widerstand R_ ist die Eingangsimpedanz der Verzögerungs-

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leitung 8 dargestellt, die durch die RC-Kombination 9 nachgebildet ist. Die Induktivität L dient zur Kompensation der relativ großen Eingangekapazität C₁. der Verzögerungsleitung Es kann zweckmäßig sein, dem Eingang der Verzögerungsleitung ebenfalls eine Drossel parallel zu schalten· Praktisch hergestellte Leitungen, die heute verwendet werden, haben am Wandler 16 eine ausreichende Anpassung für die Ultraschallwelle, so daß keine merkliche Reflexion an dieser Stelle erfolgt und merkbare Störungen duroh mehrfaches Hin- und Herlaufen der Welle auf der Leitung ebenfalls nioht auftreten. Eine vom Eingang hier reflektierte, ein zweites Mal zurücklaufende Welle kann genügend niedrig in der Amplitude gehalten werden. Der übertrager 7, zweokmäßigerweise mit bifilarer Wicklung, dient außerdem dazu, das reflektierte, in der Amplitude gegenüber dem eingespeisten Signal um etwa den Faktor geschwächte verzögerte Signal wieder auf den gewünsohten Wert heraufzutransformieren. Die einstellbare Laufzeitleitung 12, die notwendig ist,wenn die Ultraschall-Verzögerungsleitung nicht die genaue Sollänge hat, dient dazu, eine genaue Phasenbedingung zwischen dem verzögerten und unverzögerten Signal im Addiernetzwerk 11 einzustellen. Die Sollverzögerung entspricht nicht genau der Dauer einer Zeile, sie hängt von dem gewählten Farbträgeroffset ab· Der Wert von 64 ,u S wird im vorliegenden Fall als Dauer einer Zeile angenommen. Bei Viertelzeilenoffset beträgt die notwendige Verzögerung 28 j5 1/4 Färbträgerperiöden. Die Ultraschall-Verzögerungsleitung 8 hat eine Laufzeit in einer Richtung von 1^= 32 yusec + l/2

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wobei 352 aisec die halbe Zeilendauer ist. Die einstellbare . Laufzeitleitung 12 muß dann auf einen Wert eingestellt sein, der die geforderte genaue Phasenbeziehung zwischen verzögertem und unverzögertem farbträgerfrequentem Signal ergibt. Z.B. ergibt sich zwischen verzögerten und unverzögertem Signal, wenn die Zusatzleitung 12 die Länge Δ Φ hat, der Laufzeitunterschied νοηΔΤ = 2 · (32 /usec + 1/241?) -&&= 64 /usec, d. h. der Dauer einer Zeile. Die Ultraschall-Verzögerungsleitung 8 kann jedoch durch Einschleifen auch so genau in ^ ihrer Verzögerungszeit eingestellt werden, daß sie das farbträgerfrequente Signal bei Einhaltung einer Phasenbedbigung genau um den gewünschten Wert, z.B. die Dauer einer Zeile, d. h. etwa um ca 64 yusec verzögert und die zusätzliche Laufzeitleitung 12 wegfallen kann.

Bei einer Laufzeitleitung mit Reflexion an einer glatten Endfläche ist es besonders leicht möglich, mit einer an die fertige Leitung angeschlossenen Meßeinrichtung die Leitung automatisch auf die richtige Länge zu schleifen. Die Verzögerungsleitung ™ gemäß der Erfindung ist somit ganz allgemein dort anwendbar, wo ein farbträgerfrequentes Signal um eine genau definierte Zeit verzögert werden muß, bzw. eine genaue Phasenlage zwischen zwei farbträgerfrequenten Signalen erreicht werden soll. Die Anwendung ist nicht auf den dargestellten Laufzeitdemodulator beschränkt, sondern auch möglich beim SECAM-PM-oder SECAM-AM-System.

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In Pig. 2 ist der konstruktive Aufbau der Ultraschall-Verzögerungsleitung 8 im Prinzip dargestellt. Ein Glasstab 8 ist am Anfang mit einem Wandler 16 versehen, der die von den Klemmen 22,25 zugeführten elektrischen Signale durch einen piezoelektrischen Effekt in Ultrasohallsignale umwandelt, die sich gemäß Pfeil 20 im Glasstab 8 ausbreiten, am offenen Ende l8 reflektiert werden, gemäß Pfeil 21 zum Anfang zurücklaufen und mit dem Wandler 16 wieder in elektrische Signale zurückverwandelt werden, die wieder um eine Zeilendauer verzögert, an den Klemmen 22,23 erscheinen. Das verzögernde Medium des Stabes 8 ist beispielsweise Glas oder Keramik. Der Wandler 16 ist beispielsweise ein Quarz oder ein polarisiertes Bariumtitanat mit piezoelektrischem Effekt. Der Wandler 16 ist an dem dem Stab 8 abgewandtem Ende durch ein Bleistück abgeschlossen.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel mit Frequenzumsetzung dargestellt. Das zu verzögernde Signal mit der Frequenz f^ gelangt von der Klemme 1 über einen Tiefpaß 2^, die Verzögerungsleitung 8 und eine Weiche 26 auf einen Frequenzumsetzer 27, der das Signal auf die höhere Frequenz fg umsetzt. Dieses umgesetzte Signal läuft über die V/eiche 26, die Verzögerungsleitung und einen Hochpaß 28 zur Klemme 29 zurück und ™ird dort um eine Zeilendauer verzögert entnommen. Die Filter 25,28 dienen somit zur Entkopplung von verzögertem und unverzögertem Signal. Das der Klemme 29 entnommene verzögerte Signal wird wieder auf die Frequenz f, zurücktransponiert.

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Claims

Patentansprüche

1. Farbfernsehempfänger, bei dem während einer Zeile übertragene Farbsignale und während der zeitlich vorangehenden Zeile übertragene, mit einer Ultraschall-Verzögerungsleitung um eine Zeilendauer verzögerte Farbsignale gleichzeitig für eine Demodulationschaltung zur Verfügung stehen, wobei die Einkopplung bzw. Auskopplung der Signale in die bzw. aus der Verzögerungsleitung mit an der Leitung angebrachten Wandlern erfolgt, insbesondere für eine Demodulationsschaltung für das SECAM oder NTSC-PAL-System, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verzögernde Farbsignal die Verzögerungsleitung (8) zweimal, und zwar in entgegengesetzter Richtung (17,19) durchläuft, daß der oder die Wandler <l6) der Verzögerungsleitung (8) für das auf der Leitung (b) hinlaufende und rücklaufende Farbsignal gleichzeitig ausgenutzt sind, und daß Schaltungsmittel (7) vorgesehen sind, die das hinlaufende unverzögerte und das rücklaufende verzögerte Farbsignal voneinander trennen und getrennt der Demodulationsschaltung (11) zuleiten.

2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zur Trennung der Farbsignale aus einer Gabelschaltung (5-7, 9, 10) bestehen (Fig. 1).

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3· Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zur Trennung der Farbsignale aus Richtkopplern bestehen.

4. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zur Trennung der Farbsignale aus einem Zirkulator bestehen.

5. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verzögerungsleitung einer Verzögerungszeit um eine halbe Zeilendauer entspricht, daß die Verzögerungsleitung nur einen Wandler (l6) an ihrem Anfang besitzt und an ihrem Ende (18) totalreflektierend oder annähernd totalreflektierend ausgebildet ist (Fig. 1).

6. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung einen länglichen, das verzögernde Medium bildenden Stab enthält, und 'daß dieser Stab zur Erzielung der Totalreflexion ein stirnseitig glattgeschliffenes Ende (l8) besitzt. (Fig. 2)

7. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleich auf die genaue Verzögerungszeit bzw. Phasenbedingung zwischen verzögerten und unverzögerten Farbsignal durch stirnseitiges Abschleifen des Stabes (8) bei gleichzeitiger Messung der Verzögerungszeit erfolgt.

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8. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung am Anfang und am Ende je einen Wandler enthält, daß das die Verzögerungsleitung einmal durchlaufene Farbsignal der Leitung (8) am Ende entnommen und in einer anderen Frequenzlage oder einer anderen Modulationsart wieder in die Leitung (8) eingekoppelt ist, und daß am Anfang der Leitung (8) das hinlaufende unverzögerte und rücklaufende verzögerte Farbsignal durch frequenzselektive oder auf verschiedene Modulationsarten ansprechende Mittel (25,28) voneinander getrennt sind. (Fig. J5)

9· Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der beiden Were zur Demodulationsschaltung (11) eine zusätzliche, einstellbare elektrische Laufzeitleitung

(12) eingeschaltet ist, die zur Feineinstellung der Verzögerungszeit dient. (Fig. 1)

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