DE1537993B2 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer halbzeilenfrequenten steuerschwingung fuer den zeilenumschalter eines farbfernseh empfaengers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern eines zeilenfrequenten Schalters in einem Farbfernsehempfänger mit mehreren Farbdemodulatoren, von denen mindestens einer von Zeile zu Zeile zwischen zwei Betriebszuständen entsprechend einer bestimmten zeilenfrequenten Änderung von empfangenen Eingangssignalen des Empfängers umzuschalten ist, mit einer durch Zeilenimpulse gespeisten, die halbzeilenfrequente Steuerschwingung liefernden Kippschaltung und einer mit der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung und einer aus dem empfangenen Signal gewonnenen halbzeilenfrequenten Spannung gespeisten Diskriminatorschaltung, die eine Phasenregelspannung an eine Torschaltung liefert, mit der die Phase der Steuerschwingung änderbar ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Einhaltung des richtigen Betriebszustandes des Umschalters in einem PAL-Decoder. Die Erfindung läßt sich jedoch auch auf die Synchronisation des Umschalters in einem SECAM-Decoder verwenden..

Beim PAL-Farbfernsehsystem wird die (R-Y)-Trägerkomponente im Coder von Zeile zu Zeile um 180° in der Phase umgeschaltet. Diese Umschaltung muß

ίο bei der Wiedergewinnung der (R-Y)-Komponente im Decoder rückgängig gemacht werden. Die bekannten PAL-Farbfernsehempfänger enthalten hierfür einen Umschalter, der von der Horizontalablenkschaltung gesteuert wird, da diese eine sehr unempfindliche Quelle für zeilenfrequente Impulse darstellt. Es ist einleuchtend, daß irgendwelche Maßnahmen vorgesehen sein müssen, um zu gewährleisten, daß die Umschalter im Coder und im Decoder phasengleich arbeiten, da sonst statt der gewünschten +(R-Y)-Komponente fälschlich die — (R-Y)-Komponente erhalten würde, und umgekehrt.

Die für die Phasensynchronisation des Decoder-Umschalters erforderliche Information ist im Farbsynchronsignal (im folgenden kurz »Burst«) entha^-

ten, dessen (R-Y)-Komponente ebenfalls zeilenweise* um 180° in der Phase umgeschaltet wird. Für eine Zeile, in der die (R-Y)-Brustkomponente beispielsweise positiv ist, muß der Umschalter im Empfänger in einem solchen Betriebszustand bzw. solcher Phase arbeiten, daß dem (R-Y)-Synchrondemodulator ein positives (R-Y)-Farbträger-Bezugssignal zugeführt wird.

PAL-Empfänger enthalten gewöhnlich, genau wie NTSC-Empfänger, einen Farbträgeroszillator, der durch den Burst synchronisiert wird. Obwohl die Phasenlage der (R-Y)-Komponente des Bursts beim PAL-System von Zeile zu Zeile um 180° wechselt, hat dies wegen der hohen effektiven Güte des synchronisierten Oszillators keinen Einfluß auf den wiederhergestellten Farbträger, so daß dessen Phase wie beim NTSC-System konstant bleibt. Wenn man also den wiedergewonnenen Farbträger mit geeigneter Phasenlage einem getrennten Synchrondemodulator zuführt, der außerdem mit dem Burst gespeist wird, erhält man ein Demodulatorausgangssignal, das aus Impulsen besteht, deren Polarität von Zeile zu Zeile zwischen einem positiven und einem negativen Wert wechselt, wie in F i g. 1 a der Zeichnung dargestellt ist. Wenn man diese Impulse integriert, erhält man eine näherungsweise rechteckige Schwingung, wie sie in F i g. Ib dargestellt ist.

Bei Verwendung einer Phasenregelschleife zur Steuerung des Oszillators kann die in F i g. 1 b dargestellte Rechteckschwingung praktisch einfach vom Demodulator 13 der Phasenregelschleife des durch eine veränderliche Reaktanz 15 frequenzgeregelten Oszillator 11 selbst abgenommen werden. Bei einer solchen Schaltungsanordnung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, benötigt man dann also keinen getrennten Synchrondemodulator. Wegen der hohen Impedanz wird bei der dargestellten Schaltung eine Bootstrap-Emitterfolgerschaltung 23 zur Erzeugung des Nutzausgangssignals verwendet.

Die in der oben beschriebenen Weise erzeugte Rechteckschwingung 10 kann zu Identifikationszwecken, also zur Phasensteuerung des Umschalters dienen. Man kann sie also beispielsweise an Stelle von Horizontalimpulsen direkt zur Steuerung des

Umschalters verwenden. Andererseits kann sie auch nur dazu benutzt werden, ein phasenrichtiges Arbeiten des Umschalters zu gewährleisten. Beide Verfahren sind jedoch sehr anfällig gegen Störsignale und lassen sich daher in der Praxis nicht unmittelbar verwenden. Es ist daher bekannt, die Rechteck-Schwingung von der Phasenregelschleifj»abzunehmen, und sie durch einen Kreis hoher Güte Zu leiten, bevor sie dem Umschalter als Korrektur- oder Steuersignal zugeführt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die erforderlichen hohen Güten nur mit Hilfe teuerer Induktivitäten erhalten werden können. Es ist zwar weiterhin bekannt, die Güte durch eine Mitkopplung zu erhöhen, hierbei treten dann jedoch Stabilitäts-Probleme auf. Bei einer Weiterentwicklung der letztgenannten Maßnahme wird die Mitkopplung so weit erhöht, daß Schwingungen auftreten, wobei dann die Güte unendlich wird. Hierbei treten jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Frequenzstabilität auf.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wurde bereits im älteren deutschen Patent 1 263 820 vorgeschlagen, wobei die Kippschaltung ein durch zeilenfrequente Impulse synchronisierter, frei schwingender Oszillator ist. In diesem Patent wird erwähnt, daß der auf der halben Zeilenfrequenz schwingende Oszillator »ein durch die Zeilenrücklaufimpulse gesteuertes Flip-Flop« sein kann. Damit eine falsche Phasenlage der Oszillatorschwingung korrigiert werden kann, ist dem Synchronisiereingang des Oszillators in der vorgeschlagenen Anordnung eine Torschaltung vorgeschaltet, die bei falscher Phasenlage gesperrt wird. Der dann frei schwingende Oszillator ändert seine Phase so lange, bis bei riehtiger Phase die Synchronisierung wieder eingeschaltet wird.

Im Gegensatz hierzu besteht die Erfindung darin, daß bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art die Torschaltung bei falscher Phasenlage der Steuerschwingung ein die Phasenlage änderndes Signal an einen weiteren Eingang der Kippschaltung abgibt. Bei der Kippschaltung handelt es sich, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, um einen bistabilen Multivibrator. Das die Phasenlage ändernde Signal kann beispielsweise ein die bistabile Kippschaltung stillsetzender Spannungswert sein, der über eine bei falscher Phasenlage leitende Diode an die Kippschaltung angelegt wird.

Erfahrungen mit NTSC-Empfängern haben gezeigt, daß Farbsperren, die mit einem Synchrondemodulator arbeiten, ein sehr günstiges Verhalten gegenüber Störsignalen zeigen, d. h., daß diese bekannten Schaltungen eine Gleichspannung liefern, die eine sehr zuverlässige Anzeige des Synchronisationszustandes des synchronisierten Oszillators darstellt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Technik auf eine PAL-Identifikationsschaltung angewandt, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die eine zuverlässige Anzeige des Betriebszustandes des Um-Schalters darstellt.

Eine hierfür geeignete Schaltungsanordnung ist in F i g. 3 dargestellt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Rechteckschwingung 10, die vorzugsweise durch eine Schaltung gemäß F i g. 2 erzeugt wird, einer Seite eines Phasendemodulators 12 zugeführt, während die andere Seite mit einem Gegentaktaus- G5 gangssignal von einer zwei Transistoren 41, 43 enthaltenden Flip-Flop-Schaltung 40 zur Steuerung des Empfänger-Umschalters od. dgl., die von der nicht dargestellten Horizontalablenkschaltung gesteuert wird, gespeist wird. Durch Trennwiderstände 51, 55, deren Wert in der Praxis 10 kOhm betragen kann, wird verhindert, daß Störungen vom Rechteckschwingungseingang 18 zum Umschalter 14 gelangen. Den Widerständen 51, 55 sind Blockkondensatoren 53 bzw. 57 in Reihe geschaltet. Geeignete Eingangsspannungen (gemessen von Spitze zu Spitze) sind 10 V für die Rechteckschwingung 10 und 20 V für die Rechteckschwingung vom Umschalter 14.

Wenn das Flip-Flop 40 im Betriebszustand A bezüglich der Eingangs-Rechteckschwingung 10 arbeitet, tritt an der unteren Diode 37 des Synchrondemodulators 12 ein größerer Spannungshub auf als an der oberen Diode 35, und da die Ausgangsklemme D mit der Kathode der Diode 37 gekoppelt ist, tritt eine negative Ausgangsgleichspannung auf. In entsprechender Weise tritt bei der Betriebsart B eine positive Ausgangsgleichspannung auf. Die Polarität der Ausgangsgleichspannung kann durch Umpolen der Dioden umgekehrt werden.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Ausgangsgleichspannung etwa 5 V, und ihre Polarität hängt vom _%-Betriebszustand des Flip-Flops 40 ab. Wenn der '* Rechteckschwingung 10 Störungen überlagert sind; treten Schwankungen der Ausgangsgleichspannung um den 5-V-Pegel auf, die sich aus statistischen Gründen bei unendlicher Zeitkonstante aufheben würden. Bei der im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Zeitkonstante von etwa 10 ms im Gleichstrom-Ausgangskreis treten bei einem Signal, das so stark gestört ist, daß es nicht verwendet werden kann, nur Schwankungen von etwa 1 V auf. Dies erfolgt daraus, daß die Periodendauer der Rechteckschwingung nur 128 μβ, d. h. etwa ¹ZeO der Zeitkonstante des Gleichstrom-Ausgangskreises beträgt.

Nachdem nun eine zuverlässige Anzeigegleichspannung für den binären Betriebszustand zur Verfügung steht, ergibt sich als nächstes das Problem, wie man mit dieser Spannung nötigenfalls den Betriebszustand korrigieren kann. Wie dies geschehen kann, wird an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, die in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellt sind.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Schaltungsanordnung wird die Steuergleichspannung vom Ausgang D des in F i g. 3 dargestellten Phasendemodulators 12 der Basis 70S eines Verstärkertransistors 70 zugeführt. Dem Emitter 70 E dieses Transistors wird ein in positiver Richtung verlaufender Impuls 74 von der Vertikalablenkschaltung zugeführt, so daß bei leitendem Transistor 70 an dessen Kollektor 70 C ein positiver Impuls auftritt, dessen Amplitude etwa 10 V_ss beträgt. Wenn die Steuergleichspannung an der Basis 7OB positiv ist, was dem falschen Betriebszustand des Umschalters entspricht, leitet der Transistor, und eine mit dem Kollektor 70 C verbundene Diode 80 wird mit einer in Flußrichtung gepolten Vorspannung von 10 V beaufschlagt. Dabei wird dann dem an eine Ausgangsklemme 86 angeschlossenen Flip-Flop. 40 ein Vertikal-Impuls von 10 V Amplitude zugeführt, wodurch das Flip-Flop in den richtigen Betriebszustand umgeschaltet wird. Wenn das Flip-Flop im richtigen Betriebszustand arbeitet, wird die Steuergleichspannung an der Basis 70B negativ, der Transistor sperrt, und die Diode wird mit einer 10 V betragenden Sperr-Vorspannung beaufschlagt, so daß

kein Signal zum Flip-Flop 40 gelangen kann, auch wenn die Steuergleichspannung von Störungen überlagert ist. Die Störungen können zwar zum Flip-Flop gelangen, wenn dieses im falschen Betriebszustand arbeitet, dies spielt jedoch keine Rolle.

F i g. 5 zeigt eine röhrenbestückte Abwandlung der Schaltung nach F i g. 4, die auf derer gleichen Prinzip wie letztere arbeitet, mit der Ausnähme, daß wegen der Vorspannungen ein in negativer Richtung verlaufender Vertikal-Impuls 74' verwendet wird. Für Schaltungselemente, die ihr Äquivalent in F i g. 4 haben, sind in F i g. 5 die gleichen Bezugszeichen verwendet, denen jedoch ein Akzent angefügt wurde.

Selbstverständlich kann man auch die in F ig. 4 dargestellte Transistorschaltung mit negativen Vertikal-Impulsen speisen, wenn man einen pnp-Transistor verwendet und die Betriebsspannungsquelle sowie die Diode umpolt.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele arbeiten alle sowohl als Gleichspannungsverstärker als auch als Torschaltungen, so daß selbst beim Auftreten stärkster Störungen eine vollständige Trennung des ganzen Identifikationskreises vom Umschalter gewährleistet ist, wenn letzterer im richtigen Betriebszustand arbeitet. Bei den bekannten Schaltungen ist dies gewöhnlich nicht der Fall, und auch mäßige Störungen können eine unerwünschte Änderung des Betriebszustandes des Umschalters verursachen.

Eine weitere Abwandlung der vorliegenden Schaltungsanordnung, die nach einem ganz anderen Prinzip arbeitet, ist in F i g. 6 dargestellt. Bei dieser Schaltung wird kein Vertikal-Impuls benötigt. Der Transistor 90 wird etwas in Sperr-Richtung vorgespannt, um zu gewährleisten, daß er nicht leitet, wenn die seiner Basis von der Klemme D zugeführte Steuergleichspannung Null ist.

Im richtigen Betriebszustand ist die Steuergleichspannung negativ, und die Diode 97 ist in Sperr-Richtung vorgespannt. Die an eine Ausgangsklemme 96 angeschlossene Basis des Transistors 43 (F i g. 3) im Flip-Flop 40 wird dann nicht belastet, und das Flip-Flop arbeitet normal. Wenn jedoch das Flip-Flop im falschen Betriebszustand arbeitet, ist die an der Basis des Transistors 90 liegende Steuerspannung positiv, und der Transistor 90 leitet. Die Diode 97 leitet dann ebenfalls und verhindert ein Arbeiten des Flip-Flops. Dies bedeutet aber, daß die Gegentakt-Eingangsspannung für den Phasendemodulator 12 (F i g. 3) verschwindet und die Steuerspannung auf Null abfällt, wodurch der Transistor 90 dann gesperrt wird.

Die Diode 97 wird dann wieder in Sperr-Richtung vorgespannt, die Belastung des Transistors 43 verschwindet, und dieser kann wieder zu arbeiten beginnen. Das Flip-Flop wird also automatisch aus- und eingeschaltet, bis es im richtigen Betriebszustand arbeitet. In der Praxis dauern diese Vorgänge nur wenige Millisekunden, und sie sind praktisch nicht wahrnehmbar. Die letztgenannte Schaltungsanordnung empfiehlt sich besonders infolge ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit. .

Alle oben beschriebenen Schaltungsanordnungen können bei beliebigen PAL-Geräten angewendet werden, bei denen eine Identifikation erforderlich ist, z. B. Empfängern, Bandaufzeichnungsgeräten, Kameras und Bild-Monitoren. Wie bereits erwähnt wurde, lassen sich die beschriebenen Steuerschaltungen, z. B. die Schaltung gemäß F i g. 6, auch mit Vorteil zur Steuerung des Umschaltens in einem SECAM-Decoder u. dgl. verwenden.

ίο Durch die Erfindung wird also eine neuartige, einfache und preiswerte Schaltungsanordnung angegeben, die mit Synchrondemodulation arbeitet und eine genaue sowie störungsunempfindliche Steuerinformation liefert. Diese Steuerinformation wird dann durch spezielle Steuerschaltungen zur Phasensynchronisation des Umschalters nutzbar gemacht, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß das Arbeiten des Umschalters nicht gestört werden kann, wenn dieser im richtigen Betriebszustand arbeitet.

F i g. 7 zeigt einen Teil eines Farbfernsehempfängers, der Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 2, 3 und 6 enthält. Für bereits erwähnte Teile sind daher die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Der dargestellte Teil des Empfängers hat eine Ein-_%-

gangsklemme C, die beispielsweise an den Ausgang** eines Videoverstärkers angeschlossen ist. Einer Klemme C sind ein Bandpaßverstärker 101 und eine Farbsynchronsignalabtrennstufe 117 angeschlossen. An den Ausgang des Bandpaß Verstärkers 107 sind eine Phasenspalterstufe 105 und eine Verzögerungsleitung 103 angeschlossen, welch letztere eine Verzögerung von einer Zeilendauer bewirkt. Die beiden Ausgangsklemmen N, P der Phasenspalterstufe 105 sind mit jeweils einer Addierstufe 107, 109 verbunden, die außerdem durch das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 103 gespeist werden. Die Ausgänge der Addierstufe 107, 109 sind jeweils mit einem Eingang eines (B-Y)-Demodulators 111 bzw. eines (R-Y)-Demodulators 113 verbunden, deren Ausgangsklemmen B bzw. R ein (B-Y)- bzw. (R-Y)-Farbdifferenzsignal liefern.

Mit dem Ausgang der Farbsynchronsignalabtrennstufe 117 ist der Phasendemodulator 13 (F i g. 2) angeschlossen, der wiederum in der beschriebenen Weise mit der veränderlichen Reaktanz 15 und dem Farbträgeroszillator 11 gekoppelt ist. Ferner ist mit dem Phasendemodulator 13 über die Widerstände 17, 19 und einen Kopplungskondensator 21 die Emitterfolgerstufe 23 verbunden, deren Ausgang über einen Kopplungskondensator 31 mit dem Phasendemodulator 12 (Fig. 3) gekoppelt ist.

Der Farbträgeroszillator 11 ist mit dem Demodulator 111 direkt und mit dem Demodulator 113 über einen Referenzträgerschalter 115 verbunden. Die den Transistor 90 enthaltende Schaltung und das die Transistoren 41, 43 enthaltende Steuer-Flip-Flop für den Schalter 115 sind oben bereits erwähnt worden. Diese Schaltungsteile sind in F i g. 7 jedoch genauer dargestellt. Alle dargestellten Schaltungsteile sind, zumindest für das dargestellte spezielle Ausführungsbeispiel, erfindungswesentlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern eines zeilenfrequenten Schalters in einem Farbfernsehempfänger mit mehreren Farbdemodulatoren, von denen mindestens einer von Zeile zu Zeile zwischen zwei Betriebszuständen entsprechend einer bestimmten zeilenfrequenten Änderung von empfangenen Eingangssignalen des Empfängers umzuschalten ist, mit einer durch Zeilenimpulse gespeisten, die halbzeilenfrequente Steuerschwingung liefernden Kippschaltung, einer mit der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung und einer aus dem empfangenen Signal gewonnenen halbzeilenfrequenten Spannung gespeisten Diskriminatorschaltung, die eine Phasenregelspannung an eine Torschaltung liefert, mit der die Phase der Steuerschwingung änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (70, 80; 90, 97) bei falscher Phasenlage der Steuerschwingung ein die Phasenlage änderndes Signal an einen weiteren Eingang der Kippschaltung (40) abgibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung (40) ein bistabiler Multivibrator ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung eine normalerweise gesperrte Diode (80, 97) und ein von der Phasenregelspannung (D) der Diskriminatorschaltung (35, 37) abhängiges Steuerglied (70,90) enthält, das die Diode in den Leitzustand steuert, wenn die Phasenregelspannung von einem Wert abweicht, bei dem die Umschaltung in der richtigen Weise der Änderung der Eingangssignale entspricht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Phasenlage ändernde Signal ein Impuls (74) ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (90, 97) der Kippschaltung (40) bei falscher Phasenlage eine die Kippschaltung stillsetzende Spannung zuführt.