DE1512417A1 - Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines Farbbalkenmusters fuer das PAL-Farbfernsehsystem - Google Patents

Description

RCA 57804/578θ4χ Jl. Mal Ι967 Brit. Ser. Nob. 21 36Ο/66 6461-67/KÖ/S-soh

27 9^7/66

Brit. Priorität: I?. 5. 1906

22. 6. 1966

Belegexemplar

Parf nicht geändert ·,. , 1 "■

Radio Corporation of America, New York, N. Y., USA Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines Farbbalkenmustera

für daa PAL-Farbfernsehsystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Hinrichtung zum Erzeugen eines Farbbaikeninueters fUr das PAL-Farbfernsehsystem.

Gemäß den Normen des PAL-Parbfernsehverfahrons fUr das Übertragene Chronaslgnal muß die R-Y-Komponente von Zelle zu Zeile in dor Phase umgeschaltet werden. Bei vertlelen Farbbalken 1st folglich die momentane Phasenbeziehung des resultierend on Chromaslgnals an den entsprechenden Punkten der einzelnen aufeinanderfolgenden Zellen Jeweils spiegelbildlich zur B-Y- und -(B-Y)-Aohse, d. h. die Phasenbeziehung zwischen aufeinanderfolgenden Zellen 1st relativ zu B-Y konjugiert.

BAD OHiGiNAL

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Ein für das Eineteilen des Referensossillators und der Chromastufen elnea PAL-Empfangere geeignetes Teatsignal out entsprechende Signal spannungen liefern» die an gleichen Punkten aufeinanderfolgender Abtaatsellen Jeweils eine derartige konjugierte Phasenbeslehung aufweisen« damit eine sinnvolle Bilddareteilung erhalten wird» wenn der Bnpflnger rlohtlg arbeitet.

Die Erfindung befafit sich mit der Brseugung Von Spannungen mit konjugierter Fhasenbeslehung in einer solchen Fora« da£ sie von einem PAL-SnpfKnger verarbeitet werden können und tin sinnvolles Farbbild für Testsweoke ergebenj oder dafi sie von elnea PAL-Empfänger verarbeitet werden können, ein sinnvolles Bild ohne weitere Behandlung erseugen und eine Farbsynchronisation liefern} oder

da6 sie als Teatsignal für PAL-EapfKnger geeignet sind» wobei Phasenfehler am Beginn der Abtastung (infolge von Toleranzen, Alterungsersohelnungen von Sohaltungskoeponenten oder anderen Ursaohen im Signalgenerator) keine relativen Farbfehler «wischen aufeinanderfolgenden Zellen hervorrufen! oder dta sie als Testslgnal für PAL-Eapfsnger ggelgnet sind« wobei eine Aueregelung etwaiger Phaaenabwelohungen awlsohen den Auagangsapannungen am Beginn der Jeweils folgenden Abtastung nioht erfordernoh 1st.

OeaKi elnea weiteren Merkaal der Erfindung wird die alternierende Farbaynohrmlapuls-Koapeaent«« im folgenden Buret-Koaponente genannt, eines PAL-Slgnals so erseugt, dsJ die SIg-

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nalerzeugersohaltungen nicht besondere eingestellt, abgeglichen oder bezüglich der Phasengenauigkeit fflr spezielle Toleranzen eingerichtet zu mrden brauchen.

In diesem Zusammenhang 1st exn Verfahren zum Erzeugen der alternierenden Buratkoraponente eines PAL-Signals vorgesehen« daß die Bereitstellung eines diskreten oder wirklichen« getrennten Burst-Signals für die Farbsynchronisation unnötig macht.

Ferner ist in diesem Zusammenhang vorgesehen« daß wenn am Beginn einer Abtastung oder während des effektiven Burst-Intervalls die alternierende Burst-Komponente dee PAL-Signale vom 90°-Phasenwinkel zwischen den beiden Chroma- oder virtuellen Burst-Signalun abweicht, keine relativen Farbfehler in aufeinanderfolgenden Zeilen entstehen können.

Die beigefügte Zeichnung zeigt das Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Zunächst sollen die nachstehend verwendeten Symbole definiert werdenι

f_eft - Hilfstrtlgerfrequenz

f„ - Horizontalfrequenz (Zellenfrequenz)

P_-_ - Slgnalkoaponento mit Hilfsträgorfrequenz, erzeugt als se

Seltenband von F₁ oder P₂, nach dem Durchlaufen einer Torsohaltung P₁ « eine Frequenz« die um Fj₁ oder ein Vielfaches von F«

unterhalb f_flQ liegt.
F₂ - eine Frequenz, die im P_h oder ein Vielfaohee von F_H oberhalb f_iq liegt. 0 0 9 8 3 0/0193 ^Bad °*IGi_Nal

Wenn bei c nmn PAL·-Iimnf linger die Referenzspannung mit dur Frequenz f wührentJ dos Zeilenaustast-RUcklaufIntervalls phasenotarr mit oincr Jiinjroniss signal spannung ^pi^e(^f _ac~ ^Fjj) verknüpft ist, 3ü J nt die Phasendifferenz zwischen F. und f längs Jeder Zeile (mit dor Zoi.lenfroqucnz F„) ein rotierender Vektor, der während Jedur Abtastperiodo e nen Winkel von j6o° durchlauft.

Im Empfünßcr kann i mit genauer Phaseneinstellung relativ zu F. daduroh erzeugt werden, daß die Signalspannung mit F₁ einer Durat-Torochaltuny (wie rsie normalerweise in einem Farbfernsehempfänger erforderlich ist) zugeleitet wird, die F als ein Seitenband zusammen mit anderen Frequenzen oberhalb und unterhalb P. in Intervallen von F„_f die von der Ruferenzgenerator-Steuerscha] tunß (deren Bandbreite normalerweise kleiner ist als F..) unterdrückt werden, or-eu^t. Diese ScJialtung synchronisiert die Phase der flcferenzoszillatorspannung f_ßC des Empfängers mit der F -Komponente .jn F..

Wenn Jetzt üoannungen mit f und F₁ gleichzeitig den Farbdemodulatoren des Empfängers zugeleitet werden, wird F. als Farbsignal behandelt, und Spannungen entsprechend der Momentanen Phasendifferenz zwischen F₁ und f werden erzeugt und als Farben lHngs der betreffenden Zeile dargestellt.

In der darauf folgenden Zelle wird durch das PAL-Sohalten des Empfängers die Phase der Chroma- odor Referenzspannung f

umgekehrt, und die gleichen Farben werden an den gleichen Steilen der einzelnen Zellen nur dann erzeugt, wenn das Signal eine

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konjugierte Phasenbeziehung zu dem in der vorausgegangenen Zolle dargebotenen Signal F^ aufweist.

Erfindungsgemäß kann ein solches Signal mittels einer Spannung mit i^^sc ^{+ F}H^ ^eraeu8^t werden, die vom Empfänger in entsprechender Welse, wie oben für F₁ beschrieben, verarbeitet wird. Der rotierende Vektor, der die momentane Phasendifferenz zwischen P₀ und f repräsentiert, durchläuft während jeder Ab-

ti SC

tastperiode einen Winkel von 36O⁰, Jedoch in diesem Falle in der entgegengesetzten Richtung wie der durch die Spannung mit P. erzeugte Vektor. Wenn jetzt während des Riloklaufintervalls P. und Fp phasenstarr miteinander verknüpft sind und während aufeinanderfolgender Zellen Jeweils abwechselnd verwendet werden, so ist die Phasenbeziehung zwischen ihnen an jeder Stelle der einzelnen aufeinanderfolgenden Zeilenabtastungen konjugiert, so daß zum entsprechenden Zeltpunkt in aufeinanderfolgenden Zellen die gleiche Farbe erzeugt wird, wenn der PAL-Empfänger einwandfrei synchronisiert 1st.

Um eine sinnvolle Darstellung zu erhalten, muß das vollständige Signal auch Mittel zum Synchronisieren der Horizontal- und Vertikalabta»tungen, des Farbhilfsträger-Referenageneretors und des PAL-Sohalters enthalten. Die entsprechenden Maßnahmen, mit Ausnahme derjenigen fUr das PAL-Sohalt*n, gehören nloht sua Gegenstand vorliegender Erfindung und können In bekannter Welae realisiert werden.

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hrfindungsgemäß werden Slenalspannungen mit F, und F₂ phasenstarr miteinander verknüpft und dazu verwendet« die Phasenumschaltung des Chromaslgnals von Zelle zu Zelle ent· sprechend den Erfordernissen des PAL-Verfahrens vorzunehmen.

Der Signalgenerator oder das Testgerät gemäß der Erfindung enthält einen ersten Oszillator zum Erzeugen einer Spannung mit Fj, einen hiermit durch eine Phasensynchronlsiereinrlchtung gekoppelten zweiten Oszillator zum Erzeugen einer Spannung mit F₂ und einen Schalter, an den die Ausgänge der beiden Oszillatoren angeschaltet sind und der abwechselnd F. und F₂ auf einen Ausgang schaltet. Der Schalter arbeitet mit einer Frequenz von 12 F„. Das Ausgangesignal wird dann dem Empfänger als Testsignal zugeleitet.

Die Auegangespannung mit F₁ (siehe Zeichnung) des Oszillators 1, eines Quarzoszillators« gelangt zi einer Tor- oder Unterbreohersohaltung 2, die normalerweise gesperrt 1st und während des Anfangsteils der Abtastung duroh einen Impuls mit der Frequenz F„ oder 2F„ geöffnet wird« der von einer geeigneten ImpulageneratorsohAltung« die im Gerät vorgesehen sein kann und nloht zum Oegenstand vorliegender Erfindung gehurt« geliefert wird.

Das Auegangssignal der Torstufe« bestehend aus einem jeweils während der Öffnungeintervalle auftretenden lurst« enthält Spannungen mit nloht nur F₁ sondern auoh SeitenbVndern elnsohlic31ioh F₁ + 2F_H« d. h. F₂*

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Dieses Ausgangssignal gelangt zu einer I'hasendetektor Reaktanzsteuerschaltung ^* die den mit F₂ schwingenden Quarz oszillator 2 steuert.

Ks ergibt alch nunmehr: f_gc ferner; f_ec = ^₂ " ^FH

F₂ - P₁ ♦ 2F_H.

Die Bandbreite der den Oszillator 2 mit der Mittenfrequenz von ungefähr F₂ steuernden Phasendetektorechaltung J* ist so schmal« daß nur das gewünschte Seltenband F. + 2Ii durchgelassen wird« no daß der Oszillator 2 durch dieses Seltenband gesteuert wird, das die gleiohe Anfangsphase wie F₁ während des üffnungsintervalls hat.

Das Ausgangeslgnal des Oszillators 2 mit F₂ wird daher während des öffnunßsintervalls der Torschaltung, anfänglich mit dem Ausgangsslgnal des Oszillators 1 und mit F. phasensynchronisiert.

Die Ausgangssignale dieser beiden Oszillatoren gelangen zu einem elektronischen Umschalter 5» der mit der Frequenz F„ umschaltet, d. h. eine Periode von 1/2 Fj. hat, indem er durch eine geeignete Signalfolge, die ebenso wie der genannte Torimpuls Irgendwo an geeigneter Stelle im Gerilt erzeugt werden kann, gesteuert wird. Das Ausgangsslgnal 6 des Schalters hat eine Frequenz von P₁, wenn sein Ausgang während der einen Halbperlode seines Betriebs auf den Oszillator 1 gesohaltet wird, und «ine Frequenz von P₂, wenn sein Ausgang während der anderen Halbperlode seines

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Betriebs auf den Oszillator 2 geschaltet wird. Die Folgefrequüjiz der einztjxnen Öffnungsintervalle beträgt 1/2 i\., so daß das Ausgangssitjnal w'thrond einer Zeiltnabtastperiode die i'Ye-Mia Fj und während der nächsten Periode die Frequenz Fp hat

Die zusammen rait den anderen erforderlichen Synchronisierimpulsen im Gerät erzeugten Impulse mit F„ werden zu diesem Ausgangesignal addiert, und das resultierende zusammengesetzte Signal, wenn et> einem Farbfernsehempfänger zugeleitet wird, si'nchronisiej t, dessen Zcitbusen, un. aus den Spannungen mit F. und Fp eiru; stabile und sinnvolle Bilddarsteilung erzeugen zu können.

Die Farbsynchronisation im Empfänger wird aus dem Chromaslgnal Fj und F_? in aufeinanderfolgenden Zeixen dadurch erhalten, daß dieses Signal durch den Bur3t-Torverstärker geschickt wird, der normalerweise gesperrt ist und Jeweils während des Rücklauf.Intervalls mit der Horizontalfrequenz F„ geöffnet wird, so daß er die Seitenbänder u. a. von F₁ + F₁. « F in der einen

ι π se

Zeile und von F₀ « F_{1 8} κ _ in der nfiohsten Zeile erzeugt, und

c Il BC

mit dieser Komponente F wird die Hill'aträger-Referenzgenera-

SC

torspannung f_QC des Empfängers phasensynchronisiert.

Fj und Fp können vertauscht werden, so dafl F, durch F₂ gesteuert wird.

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Das Signal kann Video-, HP-, ZF- oder Chroma-Frequenzen haben. Als aktive Schaltungselemente können Röhren oder Pestkörper-Bauelemente verwendet werden, und anstelle von Spannungen können Ströme verwendet werden, Je nach den schaltungstechniechen Frfordernissen.

Bei einer AusfUhrungsform der Erfindung wird das Seitenband mit P₂ gewühlt, verstärkt und dem Schalter 5 zugeleitet, se daß der Oszillator 2 entfällt.

Kin weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Synchronisieren der PAL-Sohaltpolarität mit der des Teetsignals anzugeben.

Die gemäß dem PAL-Verfahren für das Chromasignal vorgesehenen Normen vorlangen, daß der Parbsynchronisierimpuls, der Burst, von Zeile zu Zeile so in seiner Phase verändert wird, dafl er in aufeinanderfolgenden Zeilen in bezug auf die -(B-Y)-Achs« alternierend um 45° im Uhrzeigersinne zur R-Y-Riohtung und um 45° im Qegenuhrzeigerslnne zur -(R-Y)-Richtung liegt. Dies ge schieht deshalb« um im Empfänger nicht nur den Zeitpunkt sondern auch die Polarität der Phaaenumeohaltung der R-Y-Chroma- oder Referenzspannung mit der Übertragenen, sequentiell um l80° geschalteten R-Y-Chromakonponente zu synchronisieren.

Der Vektor für die Spannung F. rotiert während der AbtAstperlode (Polgefrequenz F_H) um 360⁰ relativ sur Referenzspannung f des Empfängers, und die Farbdenodulatoren behandeln P₁ als ein Farbsignal und erzeugen die Spannungen« die dsr momentanen Phasen- und Amplltudendiffereni iwisohen F₁ und f

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längs der betreffenden Zelle entsprechen.

In der folgenden Zeile geschieht der gleiche Vorgang« wenn der PAL-Schalter des Empfängers synohron mit dein Eingang von P₂ arbeitet. Der Vektor der Spannung P₀ relativ zu f__ rotiert jetzt in der entgegengesetzten Richtung wie bei Fj, Da jedoch die Chromaepannung (oder Referenzspannung) ebenfalls umgekehrt ist, wird die relative Phasendifferenz zwischen P₀ und f_„ so» daß

d. SO

sie der der vorausgegangenen Zelle entspricht, wiederhergestellt, und die Demodulationskomponenten von P₂ unf f_ac erzeugen die gleichen Spnanungen wie P₁ und f _n in der vorausgegangenen Zelle.

x, se

Auf diese Welse werden mit einem PAL-Bmpfänger gleichartige oder entsprechende Parben an jedem PUnkt längs aufeinanderfolgender Zeilen erhalten, vorausgesetzt, dafl Maßnahmen getroffen sind, um die Sohaltfolge im Testsignal mit der der PAL-Urneohaltung im Empfänger zu synchronisieren.

Erfindungsgemäß soll diese Synchronisation in neuartiger und wirteohaftHoher Weise, unC zwar so bewerkstelligt werden, dafl im Testsignalgenerator keine Einstellung oder Abgleiohung erforderlich 1st, um sicherzustellen, dafl dl· effektiven Parbsynohronisiersignale in den einzelnen aufelnanderfolgenfen Zellen In ihrer Phasenlage und zeitlichen Beziehung zu den effektiven Chromasignalen genau eingestellt «Ind.

Wird «In« fhastndlfftrtnz von 90° zwisohen P₁ und F₂ ·1η-

gtfUhrt, so beträgt dlt Phas«n61ff4tr«na der beiden Signal« zu

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Beginn der Abtastung 90° + dem kleinen Fehler, der «ich aus der Frequenz- und Phasensteucrunc in der Schaltung 4 der Zeichnung ergibt.

Es weicht also bei Beginn der Abtastung in einer Zeile F₁ un 43° und in der nächsten Zeile Fp um 4ü° in der entgegengesetzten Richtung von der mittleren Phase zwischen F₁ und F^ ab.

Das Seitenband F_„, das in den Buret-Torschaltungen des

SC

Empfängers in der einen Zeile aus F₁ und in derifccheten Zeile aus F₂ erzeugt wird, hat die gleiche anfängliche Phasenlage wie F. und F₂. Wenn beispielsweise am Beginn dee öffnutLngeintervalls des Burst-Tors F₁ und F₂ eine Phasendifferenz von 90° habenö, so hat das Seitenband P__ die gleiche Phasendifferenz.

SC

Der Phasendetektor des Empfängers erhält alio in der einen Zeile eine Spannung mit F +45° und in der nächsten Zeile eine

3C

Spannung mit F__ - 45°, und er erzeugt, wenn die Phase der

SC

Referenzspannung konstant bleibt, eine Ausgangsspannung, die sich positiv oder negativ synchron mit den zeilunweisen Phasenlinderungen von F_en lindert, die einem Gleichspannungswert überlagert eind, der aich aus einer etwaigen Differenz zwischen der Phase der Referenzspannung und dem Mittel der positiven und negativen Phas«!Änderungen von F_n. ergeben würde. Einen entsprechenden Signalverlauf erhält man vom Phaeendetektor, wenn dieser mit dem vorliegenden Teetsignal, wie es durch ein genormtes PAL-Slgnal erzeugt wird, erregt wird und den PAL-Schalter des

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Ι'πρΓ?ίη,'.ί.ΓΠ in rntfsm'cchonder V'eise wie das genormte ΡΛL-Signal atcm-rt. En wird also goMlß diesem Merkmal der Erf- sdung eine 90⁰-Phacenversohiebung zwischen P. und Pp eingeführt, um den Burst; einor genormten PAL- Übertragung zu simulieren oder nachzubilden, so dart dadurch das Erfordernis, den Burst getrennt zu erzeugen oder anderweitige Maßnahmen für die Synchronisation des PAL-ßchaltera zu treffen, vermieden wird. Eine hierfüi¹ geei o'iiotG einrichtung erhält man dadurca, daß man in der Schaltung nach dor RUsur l - .;l/jnetc Phasenschiebernetzwerke zwiseilen den 0ßzi]2ator 1 und dl ο Toi-schaltun<i 3 oder zwischen die Γηι·- schaltunr: J> und die Frequenz- und PhasensWuerung H oder zwi den einen oder anderen der beiden On·/J Ilatorun und den Schalter einiio.iuüt.et οΊοί"· djesc i-iaßnnhmon ι al tcänwider kombiniert. BeI-spirJ«weise kann wan ^v/lsuhen einem der Oszillatoren und dem ScJmltcr 5 und ia.jfichtui dom anderen Oszillator und dem Schalter '*> ,jeweils eine Phasenverschiebung von 45° vorsehen. Stattdessen kann man auch die Steuercharakteristik dee Oszillators 2 so WKhI(¹Dj daß die 90^li ·-Phasenverschiebung erzeugt wird.

Das mit dieser Anordnung erzeugte effektive Chromasiijnal ist eine Spannung, deren Vektor relativ zur Bezugegröße f__ zu BQßinn jeder Zeile annähernd + H'j ¹ in der einen und - 45° in der nächsten Ztile liegt, wie as erforderlich ist, um die gleichen P.rben in der gleichen relativen Lage lKngs des Mittels zu erzeugen.

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Auf große Genauigkeit kommt es jedoch nicht an, da der Empfänger sich stets selbst auf das Mittel einstellt» und obwohl die tatsächliche Farbe, die am Beginn der Abtastung erzeugt wird, sich geringfügig positiv ändert, wird am Beginn der nächstfolgenden Abtastung stets die gleiche Farbe erzeugt,. Bei der vorgeschlagenen Anordnung hat dies lediglloh eine Änderung der Amplitude des vom Phasendetektor des Empfängers gelieferten Signalverlaufs zur Folge - eine Änderung, die der Empfänger zu verkraften durchaus in der Lage ist.

Um vertikale Farbbalken zu erzeugen, kann man F₁ und F₂ im Testgerät in geeigneten Intervallen längs der Abtastung unterbrechen oder austasten. Dieae Unterbrechung kann beispielsweise am Ausgang des Schalters 5 oder zwischen den Oszillatoren und dem Schalter erfolgen*

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Claims (1)

1. Belegexemplar]

   Darf nicht geiindsrt ·..· .d::n !

   Patentansprüche

   1. Verfahren zum Erzeugen eines Farbbalkenmusters für dan PAL-Farbfernsehsystem zum Prüfen eines PAIr-Empfängers, dadurch gekennzeichnet, daß Signalspannungen der Frequenzen F₁ und F₂ erzeugt werden« daß die eine dieser Spannungen mit der anderen phasensynchronisiert wird, und daß dann alternierend die eine und die andere dieser Spannungen dazu verwendet wird« die Phase des Chromasignals von Abtastzeile zu Abtastzelle entsprechend den Erfordernissen des PAL-Verfahrens umzuschalten.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenr zeichnet» daS zu Beginn Jeder Abtastung die Phase zwisohen F^ und Fg um 90° verschoben wird« derart» dal das Erfordernis einer eigenen Einrichtung fUr die Synchronisierung des PAL-Sohalters entfallt.

   3· Signalgenerator fUr die Durchführung des Verfahrene naoh Anspruch 1» gekennzeichnet duroh einen ersten Oszillator (1) zum Erzeugen der Spannung alt der Frequenz F₁, einen hiermit durch eine phastneynohronisierende Einrichtung O* ²O gekoppelten zweiten Oszillator (2) zum Erzeugen einer Spannung mit der Frequenz F₂* und einen Behälter (5)» der mit dem Ausgang Jedes Oszillators gekoppelt ist und (Hc Spannungen mit den Frequenzen F₁ und F₂ alternierend auf seinen Ausgang (6)

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   4. Signalgenerator nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenaynohronisierende Einrichtung eine Torsohaitune (2) und eine Frequenz- und Phasen« steuerschaltung (4) enthalt.

   5. Signalgenerator naoh Anspruch 4, dadurch gekennzei ahnet, daß der Ausgang der Torschaltung, mit dem Schalter gekoppelt ist, derart, daß die Spannung; mit der Frequenz Fg auf den Schalter gekoppelt und dadurch das Jbrfcrdornls des zweiten Oszillators emfMlIt.

   6. Signalgenerator nach Anspruch j5, 4 oder f>, gekennzeichnet durch einen Phasenschieber, der zu Beginn jeder Abtastung eine Phasendifferenz von 90° zwischen den Spannungen der Frequenzen F₁ und Fg erzeugt.

   7. Signalgenerator naoh Anspruch 6, dadurch g ( kennzeichnet, das der Phasenschieber zwischen den beiden Oszillatoren oder zwischen einem oder beiden Oszillatoren und dem Schalter eingeschaltet ist,

   8. Signalgenerator naoh Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber zwischen der Torsohaltung und dem Schalter eingeschaltet 1st·

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