DE1537993C3 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern eines Zeilenfrequent schaltenden Schalters in einem Farbfernsehempfänger - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des ^r>^r> Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmalen.

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 t>o 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 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«) enthalten, dessen (R-Y)-Komponente ebenfalls zeilenweise um 180° in der Phase umgeschaltet wird. Für eine Zeile, in der die (R-Y)-Burstkomponente 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 Fi g. la der Zeichnung dargestellt ist. Wenn man diese Impulse integriert, erhält man eine näherungsweise rechteckige Schwingung, wie sie in Fig. Ib dargestellt ist.

Bei Verwendung einer Phasenregelschleife zur Steuerung des Oszillators kann die in Fig. Ib 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 Fig. 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 Identifikationszwekken, 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 Rechteckschwingung von der Phasenregelschleife 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 Stabilitätsprobleme 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.

Aus der DE-PS 12 05 596 ist ferner ein SECAM-Farbfernsehsystem bekannt, bei welchem zwei Farbinformationssignale zeilenweise abwechselnd mittels eines Unterträgers übertragen und vor ode$~'nach der Demodulation wiederholt werden, damit die entsprechende Information im Empfänger während jeder Zeile zur Verfügung steht. Einem der beiden Farbinformationssignale geht ein Identifizierungssignal voraus, mit Hilfe dessen im Empfänger die Trennung und Aufteilung der beiden Farbinformationssignale auf zwei verschiedene Farbkanäle gesteuert wird. Hierzu dient ein Umschalter mit zwei Eingängen, denen die empfangenen Informationssignale direkt bzw. über eine Verzögerungsleitung zugeführt werden, und mit zwei Ausgängen, an denen die beiden Farbinformationssignale nunmehr getrennt erscheinen. Der Umschalter wird durch Gegentaktausgangssignale eines bistabilen Multivibrators gesteuert, der seinerseits durch Zeilenimpulse umgeschaltet wird. Um eine richtige Phasenlage sicherzustellen, wird aus dem einen Ausgangskanal des Umschalters eine Signalkomponente abgetrennt, die nur beim phasenrichtigen Arbeiten des Umschalters in diesem Kanal auftritt, und diese Signalkomponente wird unter Erzeugung einer Spannung integriert, die den Multivibrator freigibt. Fehlt die betreffende Komponente, so verschwindet diese Spannung, und der Multivibrator wird außer Betrieb gesetzt. Da die Steuerspannung für den Multivibrator aus einem Signalkanal gewonnen wird, können Störungen in diesem Signalkanal die Phasenlage des Multivibrators in unerwünschter Weise ändern, auch wenn dieser phasenrichtig arbeitet. is

Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist schließlich in der DE-PS 12 63 820 vorgeschlagen. Bei dieser vorgeschlagenen Schaltungsanordnung wird die halbzeilenfrequente Steuerschwingung durch einen Oszillator erzeugt, der ein freischwingender Oszillator oder ein Flipflop sein kann. Diesem Oszillator werden die ihn steuernden Zeilenimpulse über die Torschaltung zugeführt, welche durch die Ausgangsspannung des Phasendiskriminators bei richtiger Phasenlage der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung bezüglich der 4^r> aus dem empfangenen Signal gewonnenen halbzeilenfrequenten Spannung offengehalten wird. Bei falscher Phasenlage wird die Torschaltung durch die Ausgangsspannung des Phasendiskriminators gesperrt, so daß sich die Phasenlage der von ihm erzeugten Steuer- ^r>o schwingung ändern kann. Wenn die richtige Phasenlage erreicht ist, wird die Torschaltung wieder durchgeschaltet und die Zeilenimpulse steuern den Oszillator wieder, nun mit der richtigen Phasenlage.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung M unterscheidet sich von der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erfolgt die Korrektur einer falschen Phasenlage der w> halbzeilenfrequenten Steuerschwingung bezüglich der aus dem empfangenen Signal gewonnenen halbzeilenfrequenten Spannung also nicht dadurch, daß die Zuführung der Zeilenimpulse zur Kippschaltung unterbrochen wird, sondern dadurch, daß einem weiteren h5 Eingang der Kippschaltung ein die Phasenlage änderndes Signal über die nur bei falscher Phasenlage geöffnete Torschaltung zugeführt wird.

Gegenstand der Unteransprüche sind Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2, auf die bereits Bezug genommen worden ist, ein Demodulatorausgangssignal sowie eine aus diesen gewonnene rechteckige Schwingung bzw. eine bekannte Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines halbzeilenfrequenten Signals, das einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung als Eingangssignal zugeführt werden kann,

Fig.3 eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern eines zeilenfrequent arbeitenden Schalters in einem Farbfernsehempfänger,

F i g. 4 und 5 zwei Ausführungsbeispiele von Phasensteuerschaltungen für die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3.

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 Umschalters 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 Fig.2 erzeugt wird, einer Seite eines Phasendemodulators 12 zugeführt, während die andere Seite mit einem Gegentaktausgangssignal 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, gespeisc wird. Durch Trennwiderstände 51, 55, deren Wert in der Praxis lOkOhm betragen kann, wird verhindert, daß Störungen vom Rechteckschwingungseingang 18 zum Flip-Flop 40 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 Flip-Flop 40.

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 Beine positive Ausgangsgleichspannung auf. Die Polarität der Ausgangsgleichspannung kann durch Umpolen der Dioden umgekehrt werden.

Bei dem in Fig.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 '/so der - Zeitkonstante des Gleichstrom-Ausgangskreises betrat.

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 und 5 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 70ß eines Verstärkertransistors 70 zugeführt. Dem Emitter 7OE dieses Transistors wird ein in positiver Richtung verlaufender Impuls 74 von der Verikalablenkschaltung zugeführt, so daß bei leitendem Transistor 70 an dessen Kollektor 7OC ein positiver Impuls auftritt, dessen Amplitude etwa 10 V_ss beträgt. Wenn die Steuergleichspannung an der Basis 70B positiv ist, was dem falschen Betriebszustand des Umschalters entspricht, leitet der Transistor, und eine mit dem Kollektor 70Cverbundene 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 70ß 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.

Fig.5 zeigt eine röhrenbestückte Abwandlung der Schaltung nach F i g. 4, die auf dem gleichen Prinzip wie letztere arbeitet, mit der Ausnahme, 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 Fig.4

ίο 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.

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 auch mit Vorteil zur Steuerung des Umschaltens in einem SECAM-Decoder u. dgl. verwenden.

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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern eines zeilenfrequent schaltenden Schalters in einem Farbfernsehempfänger mit mehreren Farbdemodulatoren, von eleven mindestens einer von Zeile zu Zeile zwischen zwei Betriebszuständen entsprechend einer bestimmten zeilenfrequenten ι ο 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 von der Phasenlage zwischen der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung bezüglich der der halbzeilenfrequenten Spannung abhängige Phasenregelspannung liefert, und mit

einer zur Änderung der Phase der Steuerschwingung dienenden Torschaltung, die durch die Phasenregelspannung gesteuert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (70,80; 90,97) zwischen eine Quelle für ein Impiilssignal (74 in Fig.4; 74' in Fig.5), das bei Zuführung zur Kippschaltung (40) die Phasenlage der Steuerschwingung (44s, 46s,) bezüglich der Phasenlage der halbzeilenfrequenten Spannung (10) ändert, und einen Eingang (86, 86', 96) der Kippschaltung (40) geschaltet und durch die der falschen Phasenlage entsprechende Phasenregelspannung durchschaltbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung eine normalerweise gesperrte Diode (80,80') und ein von der Phasenregelspannung (D) der Diskriminatorschaltung (12) abhängiges Steuerglied (70,70') 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.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Phasenlage ändernde Impulssignal ein Vertikalimpulssignal (74)