DE1512154C3 - Schaltungsanordnung zur Demodulation einer mit einem Videosignal frequenzmodulierten Schwingung - Google Patents

Description

kanntcr Art setzt voraus, "daß das übertragene Signal im Verlauf der Austastintervalle »Bezugspegel« von bestimmtem Nennwert aufweist. Dies sind beispielsweise die Austastschultern, welche.im Anschluß an die Zeilensynchronisierimpuise in einem; vollständigen Fernseh-Leuchtdichtcvideosignal übertragen werden.

Mit Hilfe der Klemmung kann man die von den Schajttingseleipenten. stammenden Schwankungen gut korrigieren, doch können Stprsignalc die ,beispielsweise durch inter/erenzen oder durch, das.jeder.ljbe.rtra.-giing anhaftende.RiHiscnen.heryprgerufen.werden,.die ·■,, Bezugspcgel beeinflussen lind d.ie_:,Wirkung.swei.se, der Anordnung völlig verfälschen., ..... ,.·.. .......... .,,,,.,,·■,■; ,._;;

Aus der D^AS₁12 02 316 ist es.',b!ei einer. .Vorrichtung zur Wiedergabe von auf Magnetband gespeicherten '5 Videosignalen, bekannt, die während der Magnetspur- ■ übergänge verlorengegangenen, Horizontalsynchronimpulse dadurch zu ergänzen, daß Ersatzimpulse von einem zusätzlichen Generator erzeugt und während der Unterbrechungszeiten mit Hilfe eines elektroni- ^o sehen Schaltkreises in die vom Magnetkopf kommenden Videosignale eingefügt werden. Diese Maßnahme ergibt jedoch keine Lösung des Problems der richtigen Übertragung der Gleichstromkomponente.

Gleichfalls bei einem Verfahren zur Wiedergabe von Fernsehsignalen, die als frequenzmoduliert Signale auf einem Magnetband aufgezeichnet sind, ist es aus der DT-AS 12 11 246 bekannt, die bei den Magnetspurübergängen entstehenden Störimpulse dadurch zu kompensieren, daß aus der Hüllkurve der wiedergegebenen frequenzmodulierten Signalspannung im Anschluß an eine Amplitudenbegrenzung durch Spitzengleichrichtung eine Korrekturspannung gewonnen wird, die der demodulierten Signalspannung hinzugefügt wird. Dabei entspricht vorzugsweise die Summe der Amplituden der Störimpulse im demodulierten Signal und der Korrekturimpulse etwa dem Schwarzwert der Bildsignalspannung, damit sich die kompensierten Störimpulse im wiedergegebenen Fernsehbild als schwarze Stellen wenig störend bemerkbar machen. Auch diese Maßnähme bietet keine Lösung des Problems der richtigen Übertragung der Gleichstromkomponente.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung, die eine einwandfreie Klemmung sowohl beim Vorhandensein von Störsignalen als auch im Falle eines vollständigen Fehlens des Bezugspegels während der Klemmperioden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird für die Klemmung (Schwarzsteuerung) in jeder Austastperiode der Signalpegel verwendet, der sich durch Frequenzdemodulation der Eichschwingung ergibt und demzufolge unabhängig von Übertragungsstörungen oder Übertragungslücken einen festgeleg- ten Wert hat, der in eindeutiger Beziehung zu dem durch die Ruhefrequenz des frequenzmoiiulierten Trägers definierten Signalpegel steht.

Für den Fall, daß der Träger der frequenzdemodulierten Schwingung stets die gleiche Ruhefrequenz hat, besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Frequenz der Eichschwingung gleich der Ruhefrequenz des Trägers ist.

Es kommt auch vor, daß die Ruhefrequenz des Trägers periodisch wechselt. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß der Träger der frequenzmodulierten Schwingung der Farbträger eines Fernsehvideosignalgemisches ist, daß das Videosignal abwechselnd durch zwei mit der Zeilenfrequenz wechselnde Farbsignale A\ und A₂ gebildet ist, und daß der Farbträger abwechselnd zwei verschiedene Ruhefrequenzen F₀ bzw. F₀' für die Übertragung des Farbsignals A\ bzw. des Farbsignals A₂ hat. . :-_;; .,', ;;·· ··

In diesem Fall ist die Schaltungsanordnung ,nach der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet, daß die. Eich_: schy/ingung,während der Eichperioden, die, in den der Übertragung des. Farbsignals ,Ay vorangehende,!! Aus.; tastinteryallen enthalten sind, die. F.requenZjFojUndwähren.cl der ,Eichperipden_?,die in den der pbertragung des Signals A₂ vorangehenden AustastinteryaHeR enthalten idFfi

,,Di.e .Erfindung-wird,nachstehend an .Hand_AdqivZeichnung beispieishaiber beschrieben!! Darinzeigt,:,:.·;;-, _:.;.

F i g. Γ eine bevorzugte. Ausführungsfprrn ;der :erfin,-dungsgemäßen Anordnung, . ■■·;..>,;; ;;^_;:·οΊ, ·.■■['■:

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf des von der Anordnung von F i g. 1 abgegebenen Signals und , .;■,;,!:' ■;.·■· .·';

F ig. 3 eine Ausführungsform eines Eichsignalgenerators, der bei der Anordnung von F i g. 1 verwendbar

Die Erfindung wird als Beispiel für den Fall beschrieben, daß sie bei den Farbartsignalen des SECAM-.Farbfernsehsystems verwendet wird, bei welchem;die Ruhe_r frequenz des Unterträgers zwei verschiedene Werte Fo oder Fo' annehmen kann, je nachdem, ob der ,Unterträger mit dem einen oder dem anderen von zwei.mit der Zeilcnfrequenz wechselnden Farbartsignalen.^ oder A2 frequenzmoduliert ist. ·' _Λ.·.;, _:,. :,-.-.

F i g. 1 zeigt einen elektronischen Umschalter 3 mit zwei Signaleingängen 1 und 2, einem Steuereingang 32 und einem Ausgang 31. ..:.:.. ■. ':

Der Eingang 1 bildet den Eingang der Anordnung und empfängt den Unterträger, der mit-..den mit_:der Zeilenfrequenz wechselnden FarbartsignalenA« undVh frequenzmoduliert ist, wobei die Ruhefrequenz des Unterträgers bei den Zeilen, für die das Signal ■^!■..■übertragen wird, den Wert Fo und bei den Zeilen, für die das Signal A2 übertragen wird, den. Wert Fo'^hat. Dieser Unterträger wird in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Bandfilters aus dem Videosignalgemisch eines Farbbildes ausgefiltert und einem sogenannten Decodierungsfilter zugeführt, wenn, wie dies im allgemeinen der Fall ist, der modulierte Unterträger sendeseitig durch ein sogenanntes Codierungsfilter geschickt worden ist, dessen Verstärkungskennlinie zu beiden Seiten einer vorbestimmten Frequenz des Frequenzhubintervalls des Unterträgers sehr stark ansteigt; das Decodierungsfiltcr hat eine Kennlinie, die zu derjenigen des, Codierungsfilters invers ist.

Der Eingang 2 des Umschalters 3 empfängt ein Eichsignal konstanter Amplitude, das von einem Eichsignalgenerator 102 abgegeben wird. Dieses Eichsignal hat während der Eichperioden, die der Übertragung des Signals A\ vorangehen, die Frequenz Fo und während der Eichperioden, die der Übertragung des Signals A2 vorangehen, die Frequenz Fo'.

Der elektronische Umschalter 3 verbindet den einen oder den anderen seiner beiden Signaleingänge 1 und 2 mit seinem Ausgang 31, je nach dem Zustand, der durch ticn Wert des Steuersignals bestimmt ist, das von einem Steuersignalgenerator 103 abgegeben und dem Steuereingang 32 zugeführt wird.

Der Ausgang 31 des Umschalters 3 ist mit einem Frequenzdemodulator 4 verbunden, der beispielsweise auf die Frequenz (Fo + Fo')/2 abgestimmt ist. Der Ausgang 40 des Demodulators bildet den Ausgang der An-

Ordnung.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung soll an Hand des Diagramms von F i g. 2 erläutert werden.

Die Gesamtdauer einer Zeilenperiode der Videosignale entspricht der Summe aus der Dauer /des Zeilenaustastintervall (in der Größenordnung von 11 μβ) und der aktiven Zeilendauer L, d. h. der Dauer, während der der Unterträger wirklich mit einem Farbartsignal moduliert ist. In dem Diagramm von F i g. 2 sind nur der Beginn und das Ende der aktiven Zeilenperiode (durch gestrichelte Linien verbunden) dargestellt.

Außerhalb der Eichperiode überträgt der Umschalter 3 zu seinem Ausgang 31 das dem Eingang 1 der Anordnung zugeführte Signal, und dieses Signal wird von dem Demodulator 4 demoduliert. '⁵

Bei diesem Beispiel ist eine Eichperiode am Beginn jedes Zeilenaustastintervalls vorgesehen, und ihre Dauer Fliegt in der Größenordnung von 2//3.

Während der Eichperiode mit der Dauer E ist der Zustand des Umschalters 3 geändert, so daß dieser zu seinem Ausgang 31 das dem Eingang 2 zugeführte Eichsignal überträgt. Am Ausgang 40 des Demodulators 4 hat das Signal dann die in F i g. 2 dargestellte Form. Während der nutzbaren Zeilendauer besteht dieses Signal aus den Signalen A\ und Ai, deren Übertragung somit gewährleistet ist. Dagegen hat dieses Signal während des Zeitintervalls E einen konstanten Wert, der von der einen zur anderen Zeile verschieden ist und entweder der Unterträger-Ruhefrequenz Fo oder der Unterträger-Ruhefrequenz Fo' entspricht. Dieses Signal ist frei von Störsignalen, die beispielsweise durch eine Fernübertragung des Signals hervorgerufen werden und während des Restes des Zeilenaustastintervalls / vorhanden sind. Das somit am Ausgang 40 erhaltene Videosignal eignet sich ausgezeichnet für eine spätere Klemmung. Es genügt nämlich, daß die Klemmperioden in den Eichperioden enthalten sind, damit eine herkömmliche Klemmanordnung eine gute Wiederherstellung der Gleichstromkomponente gewährleisten kann, denn das Signal weist während jeder Klemmperiode einen genau bestimmten Pegel auf.

Die von dem Generator 103 abgegebenen Steuersignale sind Impulse, die mit den Eichperioden zusam-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen menfallen. Der Generator 103 ist vorzugsweise ein monostabilcr Multivibrator, der durch Synchronisierimpulse ausgelöst wird, die beispielsweise in herkömmlicher Form aus dem vollständigen Leuchtdichtevidcosignal gewonnen werden.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform des Eichsignalgenerators 102 von Fig. 1. Dieser Generator enthält zwei Quarzoszillatoren 110 und 111, welche Schwingungen mit der Frequenz Fo bzw. der Frequenz Fo' abgeben, die den Signaleingängen 112 und 113 eines elektronischen Umschalters 114 zugeführt werden. Dieser hat ferner einen Steuereingang 115 und einen Ausgang 2, der mit dem Eingang 2 des Umschalters 3 von F i g. 1 zusammenfällt.

Ein Steuersignal mit der halben Zeilcnfrequenz, das von einem Steuergenerator 117 abgegeben wird, wird dem Eingang 115 des Umschalters zugeführt, so daß dessen Zustand am Beginn jeder Zeilenperiode geändert wird. Dieser überträgt somit abwechselnd während einer Zeilenperiode das seinem Eingang 112 zugeführte Signal mit der Frequenz Fo und während der nächsten Zeilenperiode das seinem Eingang 113 züge- a führte Signal mit der Frequenz Fo' zu seinem Aus- * gang 2.

Die Ausbildung des Generators 117, der die Steuersignale mit der halben Zeilenfrequenz erzeugt, kann entsprechend der üblichen Technik beim SECAM-System erfolgen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Insbesondere kann, wenn sie für den Empfang der Farbartsignale des SECAM-Systems angewendet wird, der Ausgang 31 des Umschalters 3 von F i g. 1 zur Speisung einer klassischen Decodierungsschaltung für die SECAM-Signale verwendet werden, die in an sich bekannter Weise einen direkten Kanal, einen Verzögerungskanal sowie einen elektronischen Umschalter enthält, der von dem direkten Kanal und dem Verzögerungskanal gespeist wird und zwei Schwingungen abgibt, die mit den Signalen A\ bzw. den Signalen Ai moduliert sind. In diesem Fall werden zwei Frequenzdemodulatoren verwendet, welche der Wiederherstellung der Signale A\ bzw. der Signale Ai zugeordnet sind.

(C

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Demodulation einer Schwingung, die mit einem Videosignal frequenzmoduliert ist, dessen Übertragung während wiederkehrender Zeitintervalle (Austastintervalle) ausgesetzt ist, in deren Verlauf die frequenzmodulierte Schwingung unterdrückt oder in beliebiger Weise moduliert ist, mit einem Frequenzdemodulator, dem die frequenzmodulierte Schwingung zugeführt wird, und mit einer dem Frequenzdemodulator nachgeschalteten. Klemmschaltung yjzur Wiederherstellung der Gleichstjrpi^ko^pönente atifgrundsineVsjign'äl.-. pegels, der im Ausgangssignal des Frequenzdemodulators während· einer in jedem Austastintervall enthaltenen Klemmperiode besteht, d a d.u rc h gekennzeichnet, daß der Eingang des Frequenzdemodulators (4) an den Ausgang (31) eines elektronischen Umschalters (3) angeschlossen ist, der am ersten Eingang (1) die frequenzmoduliert Schwingung empfängt und dessen zweiter Eingang (2) an den Ausgang eines eine Eichschwingüng liefernden Eichsignalgenerators (102) angeschlossen ist, daß eine Steueranordnung (103) den elektronischen Umschalter (3) so steuert, daß. dieser den Frequenzdemodulator (4) während der Dauer von Eichperioden (E), die jeweils in einem Austastintervall (J) enthalten sind und ihrerseits die Klemmperioden enthalten, mit dem Ausgang des Eichsignalgenerators (102) und während der übrigen Zeit mit dem ersten Eingang (1) verbindet, und daß die vom Eichsignalgenerator (102) abgegebene Eichschwingung während der Dauer jeder Eichpericde eine festgelegte konstante Frequenz hat. · ■■

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. für den Fall, daß der Träger der frequenzmodulierten Schwingung stets die gleiche Ruhefrequenz hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Eichschwingung gleich der Ruhefrequenz des Trägers ist. _: ........

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für den Fall, daß der Träger der frequenzmodulierten Schwingung der Farbträger eines Fernsehvideosignalgemisches ist, daß das Videosignal abwechselnd durch zwei mit der Zeilenfrequenz wechselnde Farbsignale A\ und A₂ gebildet ist und daß der Farbträger abwechselnd zwei verschiedene Ruhefrequenzen F₀ bzw. F₀' für die Übertragung des Farbsignals A\ bzw. des Farbsignals A₂ hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichschwingung während der Eichperioden, die in den der Übertragung des Farbsignals A\ vorangehenden Austastintervallen enthalten sind, die Frequenz F₀ und während der Eichperioden, die in den der Übertragung des Signals A₂ vorangehenden Austastintervallen enthalten sind, die Frequenz Fq aufweist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichsignalgenerator (102) aus zwei Oszillatoren (110, 111) gebildet ist, welche Schwingungen der Frequenz Fo bzw. der Frequenz Fo' abgeben, und aus einem elektronischen Umschalter (114), der seinen Zustand mit der Zeilenfrequenz wechselt und abwechselnd die Ausgangsschwingungen des einen bzw. des anderen der beiden Oszillatoren überträgt.

''"''' ■'' Öie Erfindung bezieht sich^! auf eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. '■£,;..&·.,'£·

'^Λ ■"' Schaltürigsanordnühgeh dieser Art werden für alle Videosignale verwendet, bei denen die Gleichstromkomponente richtig übertragen oder empfangsseitig wiederhergestellt werden muß. Dies gilt insbesondere für Fernsehsignale. Der Begriff »Gleichstromkomponente« wird hier in dem breiten Sinne verwendet, den ίο er beim Fernsehen hat, d.h., daß er alle Komponenten mit sehr niedrigen Frequenzen umfaßt.

Unter Videosignalen sind hier Fernsehvideosignale .zu verstehen.sowie;allgemeiner alle Signale,
,'^ii-.Jiy.cief.eh^Speklruni sich von der eigentlichen'Gleichstromkomponcntc mit der Frequenz Null bis zu ''■'■'"' einer Grunzfrequenz erstreckt, die im allgemeinen ■ -. . . eine Größenordnung von einigen Megahertz hat.

und

b) die außerdem die Besonderheit aufweisen, daß ihre Übertragung unstetig ist und während wiederkehrender Zeitintervalle (»Austastintervalle«) ausgesetzt wird. In dem klassischen Fall von Fernsch- ^! Signalen sind diese Intervalle die Zeilenaustastin-

tervalle bzw. die Teilbildaustastintervalle. Eine solehe unstetige Übertragung der Signale tritt auch bei Fernmessungen aul.

Es ist im allgemeinen vorteilhaft, zur Übertragung solcher Signale eine frequenzniodulierte Schwingung zu verwenden, doch ist es unter diesen Bedingungen manchmal schwierig, empfangsseitig einen Frequenzdemodulator zu realisieren, dessen Kennlinie ausreichend stabil ist, daß er eine getreue Wiedergabe der Gleichstromkomponente ermöglicht.

Andererseits wird das von dem Demodulator abgcgebene Signal nicht stets direkt verwendet, sondern oft -Schaltungselementen zugeführt, die nicht in der Lage sind, die Gleichstromkomponente richtig weiterzugeben. Insbesondere dann, wenn das Signal verstärkt wer-. den muß, ist es erwünscht, die allgemein bekannten Schwierigkeiten zu vermeiden, die den sogenannten »Gleichstromverstärkern« innewohnen. Es ist dann notwendig, anschließend eine Wiederherstellung der Gleichstromkomponente vorzunehmen.

Die Mittel zur Durchführung der Wiederherstellung der Gleichstromkomponente eines Videosignals sind .,, allgemein bekannt. Sie werden als »Klemmvorrichtungen« oder »Schwarzsteuerungen« (»clamping« in der angelsächsischen Literatur) bezeichnet.

Es sind beispielsweise Klemmvorrichtungen bekannt, bei denen ein elektronischer Umschalter verwendet wird, der durch örtlich erzeugte Klemmimpulse gesteuert wird, oder auch die vereinfachten Dioden-Klemmvorrichtungen, welche die Wirkung haben, daß die Amplimdenspiizen bestimmter Signale, beispielsweise der in einem vollständigen Fernsehvideosignal enthaltenen Synchionisierimptil.se, auf dein gleichen Potential gehalten weiden.

Diese Anordnungen beruhen auf dem Prinzip, daß man den Fehler zwischen dem Effektivwert des Signals und seinem wirklichen Wert, der durch den Verlust der Gleichstromkomponente entsteht, von einer Klemmperiode zur folgenden als konstant betrachten kann. Sie arbeiten so, daß sie während sogenannter »Klemmperioden«, die in den Atistastintervallcn enthalten sind, die Spannung des übertragenen Signals auf einen bestimmten Wert bringen, der Klemmpotential genannt wird.

Der richtige Bc:riob derartiger Anordnungen be-