DE1904528B1

DE1904528B1 - Method and circuit arrangement for color television receivers to compensate for phase errors in a PAL chrominance signal

Info

Publication number: DE1904528B1
Application number: DE19691904528
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Fritz Weitzsch
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1969-01-30
Publication date: 1970-11-12
Also published as: BR7016321D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung für Farbfernsehempfänger zum Ausgleich von Phasenfehlern einer Farbfernsehübertragung mit einer in der Phase periodisch umgeschalteten Komponente eines Farbträgers der PAL-Art. The invention relates to a method and a circuit arrangement for color television receivers to compensate for phase errors in a color television transmission with a component of a color carrier that is periodically switched in phase PAL art.

Ein derartiges Farbfernsehübertragungssystem ist aus der deutschen Patentschrift 928 474 bekannt; die periodische Umschaltung wird vor der Wiedergabe im Empfänger wieder rückgängig gemacht. Etwaige vor dem Demodulator auftretende Phasenfehler wirken sich dann in aufeinanderfolgenden Umschaltintervallen, insbesondere in nacheinander übertragenen Zeilen, entgegengesetzt aus; es treten also entgegengesetzte Farbabweichungen auf. Bis zu einem gewissen Grade kann diesen Ausgleich das Auge selbst am wiedergegebenen Bild vornehmen; es ist aber auch ein elektronischer Phasenausgleich zwischen den elektrischen Signalen bekannt (deutsche Patentschrift 1 252 731), indem mittels einer Verzögerungsleitung die Signale aufeinanderfolgender Intervalle gleichzeitig verfügbar gemacht werden und ihre Summe gebildet wird, in der sich dann die entgegengesetzt auftretenden Abweichungen aufheben. Such a color television transmission system is from the German Patent 928,474 known; the periodic switching is done before playback undone in the recipient. Any occurring in front of the demodulator Phase errors then have an effect in successive switching intervals, in particular in lines transmitted one after the other, opposite from; so there are opposing ones Color deviations. To a certain extent, the eye can compensate for this do it yourself on the reproduced image; but it is also an electronic phase compensation between the electrical signals known (German Patent 1 252 731) by the signals of successive intervals simultaneously by means of a delay line are made available and their sum is formed in which then the opposite cancel any deviations that occur.

Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, haben gezeigt, daß man eine die Phasenabweichung anzeigende Stellgröße aus dem Signal entnehmen und bei der Demodulation die Phasenabweichungen berücksichtigen kann, so daß ohne Verzögerungsleitung eine nicht von Phasenfehlern gestörte Wiedergabe möglich ist, wenn gemäß der Erfindung von der umgeschalteten und der nicht umgeschalteten Komponente, die in bekannter Weise dem Synchrondemodulator entnommen sind, die über der Umschaltfrequenz liegenden Anteile durch Filter abgesiebt werden und wenn die übrigbleibenden Anteile niedrigerer Frequenz miteinander multipliziert werden und eine dem Fehlerwinkel proportionale Regelgröße bilden, durch die die Phase des die Demodulation steuernden Farbträger-Referenzoszillators entsprechend diesem Produkt auf minimale Phasenabweichung nachgeregelt wird. Studies which have led to the invention have shown that take a manipulated variable indicating the phase deviation from the signal and can take the phase deviations into account during demodulation, so that there is no delay line a reproduction not disturbed by phase errors is possible if according to the invention of the switched and the unswitched component, which are known in Way are taken from the synchronous demodulator that are above the switching frequency Fractions are sieved through filters and if the remaining fractions are lower Frequency are multiplied with each other and one proportional to the error angle Form controlled variable through which the phase of the color carrier reference oscillator controlling the demodulation is readjusted according to this product to a minimum phase deviation.

Dabei liegt der Gedanke zugrunde, daß der alternierende Anteil durch Filter entfernt und das Vorzeichen des Farbdifferenzsignals unwirksam gemacht werden kann, so daß eine wenigstens annähernd dem Fehlerwinkel - auch hinsichtlich seines Vorzeichens -proportionale Regelgröße gewonnen wird; eine Verzögerungsleitung ist dabei nicht erforderlich. This is based on the idea that the alternating portion through Filters removed and the sign of the color difference signal made ineffective can, so that an at least approximately the error angle - also with regard to his Sign -proportional controlled variable is obtained; is a delay line not necessary.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß eine PAL-Farbfernsehempfänger-Schaltung bekannt ist, bei der - ohne Verwendung einer Verzögerungsleitung - aus dem in der Phase umgeschalteten Farbsynchron signal eine örtliche Farbträgerschwingung mit konstanter Phase und mit periodisch wechselnder Phase hergestellt wird. Phasenfehler des Farbsignals können dabei nicht festgestellt werden und werden auch nicht ausgeregelt. For the sake of completeness it should be noted that a PAL color television receiver circuit is known in which - without using a delay line - from the in the Phase-switched color synchronous signal with a local color carrier oscillation constant phase and with periodically changing phase. Phase error of the color signal cannot be determined and are not adjusted.

Andererseits kann mit einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung die Farbwiedergabe auch bei Verwendung einer Verzögerungsleitung zum Ausgleich von Phasenfehlern verbessert werden; denn bekanntlich treten dabei noch immer Sättigungsfehler auf, wenn größere Phasenabweichungen bestehen. Diese Phasenabweichungen können mit einer Anordnung nach der Erfindung ausgeglichen oder wenigstens so stark verrnindert werden, daß die Sättigungsfehler praktisch verschwinden und mittels der Verzögerungsleitung nur noch kleinere Phasenabweichungen zu korrigieren sind. On the other hand, with a circuit arrangement according to the invention color reproduction even when using a delay line to compensate for Phase errors are improved; because, as is well known, saturation errors still occur if there are major phase deviations. These phase deviations can be used with an arrangement according to the invention balanced or at least so greatly reduced that the saturation errors practically disappear and by means of the delay line only minor phase deviations need to be corrected.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der F i g. 1 das Schema einer Anordnung mit direkter Multiplikation zeigt, während nach F i g. 2 Torschaltungen zur Eliminierung des Vorzeichens des Farbdifferenzsignales dienen, welche nach Fig.3 durch Diodenanordnungen verwirklicht werden können. The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail in FIG. 1 the scheme of an arrangement with direct multiplication shows, while according to FIG. 2 gates to eliminate the sign of the Serve color difference signal, which is realized according to Figure 3 by diode arrangements can be.

Eine entsprechend dem PAL-System übertragene Farbartsignalspannung Up wird mit einer Trägerfrequenz von z. B. 4,43 MHz einem Synchrondemodulator 1 zugeführt, an dessen Ausgang blaue bzw. rote Farbdifferenzsignal-Spannungen U(B - y> bzw. i U<R - y) auftreten. Im Falle eines Phasenfehlers des Farbartsignals UF lassen sich die verfälschten Signalspannungen wie folgt darstellen. A chrominance signal voltage transmitted in accordance with the PAL system Up is with a carrier frequency of z. B. 4.43 MHz a synchronous demodulator 1 at the output of which blue or red color difference signal voltages U (B - y> or i U <R - y) occur. In the case of a phase error in the chrominance signal UF, the corrupted signal voltages can be represented as follows.

ul = U(B - n COS so i U(R - n sin y, Y) sin (1) u2= i U(R - Y) cos # - U(B - Y) sin ,v (2) Dabei sind U(B -Y) und U(R - n die vom Sender her bedingte Farbdifferenzsignal-Spannungen, während y den Phasenfehler bezeichnet. ul = U (B - n COS so i U (R - n sin y, Y) sin (1) u2 = i U (R - Y) cos # - U (B - Y) sin, v (2) where U (B -Y) and U (R - n are those determined by the sender Color difference signal voltages, while y denotes the phase error.

Das Signal um wird einem periodisch betätigten Phasenumschalter3 zugeführt, derart, daß am Ausgang die Signalkomponente U(2? - y> mit konstantem Vorzeichen auftritt. The signal um is sent to a periodically operated phase switch3 supplied in such a way that the signal component U (2? - y> with constant Sign occurs.

Das Farbsynchronsignal wird an der Klemme 4 einer Stufe 5 zugeführt, die einerseits eine konstante Referenzträgerschwingung an den Synchrondemodulator 1 und außerdem phasenrichtig ein Steuersignal für den Umschalter 3 liefert. The color sync signal is fed to terminal 4 of a stage 5, on the one hand a constant reference carrier oscillation to the synchronous demodulator 1 and also supplies a control signal for the changeover switch 3 in the correct phase.

Nach der Erfindung werden die vom Synchrondemodulator 1 gelieferten Komponenten [vgl. die Formeln (1) und (2)] über Tiefpässe, die aus Längswiderständen 10 und 11 sowie Querkondensatoren 12 und 13 bestehen und deren Grenzfrequenz etwas unterhalb der Umschaltfrequenz, vorzugsweise der halben Zeilenfrequenz liegt, einer Multiplizierstufe 2 zugeführt. Bekanntlich kann davon ausgegangen werden, daß der Signalinhalt zweier nacheinander übertragener Bildzeilen weitgehend übereinstimmt. According to the invention, those supplied by the synchronous demodulator 1 are provided Components [cf. the formulas (1) and (2)] about low-pass filters, which are made up of series resistances 10 and 11 as well as cross capacitors 12 and 13 exist and their cutoff frequency is somewhat below the switching frequency, preferably half the line frequency, one Multiplier 2 supplied. As is well known, it can be assumed that the Signal content of two image lines transmitted one after the other largely coincides.

Durch die Tiefpässe wird ein Mittelwert der zugeführten Signale gebildet, wobei die Anteile mit im Takte der Umschaltung alternierenden Vorzeichen herausfallen, so daß Signale U1 und U2 übrigbleiben: Ul = U(B - n cos 7/), (3) Ua -UB-rsinM. (4) Diese Signale enthalten beide als Amplitudenfaktor die blaue Farbdifferenzspannung U(B - Y). Durch Multiplikation dieser Signale erhält man eine für die Phasenkorrektur geeignete Größe Ue: UL, = UIUR - (U(B - r))2 . V,sin 2 1r. (5) Dieses Produkt Uk ist somit vom Vorzeichen der blauen Farbdifferenzspannung U(B - y> unabhängig, jedoch dem Produkt des Sinus und des Kosinus des Phasenfehlers sitz und damit dem Sinus des doppelten Phasenfehlers2 proportional; demzufolge wechselt sein Vorzeichen mit dem Vorzeichen des Phasenfehlers.The low-pass filters form an average of the signals fed in, whereby the parts with alternating signs in the cycle of the switchover fall out, so that signals U1 and U2 remain: Ul = U (B - n cos 7 /), (3) Ua -UB-rsinM. (4) These signals both contain the blue color difference voltage as an amplitude factor U (B - Y). By multiplying these signals one obtains one for the phase correction suitable size Ue: UL, = UIUR - (U (B - r)) 2. V, sin 2 1r. (5) This product Uk is therefore independent of the sign of the blue color difference voltage U (B - y>, however, the product of the sine and the cosine of the phase error and thus the Sine of double phase error2 proportional; consequently its sign changes with the sign of the phase error.

Dieses Glied also ergibt eine Regelgröße, mit der ein zwischen dem Farbträgeroszillator in der Stufe 5 und der Demodulatorstufe 1 eingeschalteter Phasenschieher 8 gesteuert wird, derart, daß der zugesetzte Farb träger entsprechend dem im Farbartsignal enthaltenen Phasenfehler ip nachgesteuert wird, so daß die Demodulation in der vom Sender her festgelegten Richtung erfolgt und der Fehler in den Ausgleichssignalen praktisch beseitigt ist.This term thus results in a controlled variable with which a between the Color carrier oscillator in stage 5 and demodulator stage 1 switched on phase adjuster 8 is controlled so that the added color carrier accordingly the phase error ip contained in the chrominance signal is readjusted so that the Demodulation takes place in the direction specified by the transmitter and the error is practically eliminated in the compensation signals.

Die Ansprechzeitkonstante der Regelung soll klein sein und vorzugsweise in der Größenordnung einiger Zeilenperioden liegen, damit schon kurze Farbartsignalc die Korrektur einstellen; die Abklingzeitkonstante der Regelung jedoch soll groß genug sein gegenüber einer Bildperiode und z. B. mehr als 10 bis 100 ms betragen. The response time constant of the regulation should be small and preferably are of the order of magnitude of a few line periods, so that chrominance signals are already short set the correction; however, the decay time constant of the regulation should be large be enough compared to a picture period and z. B. be more than 10 to 100 ms.

Eine praktisch gleiche Regelgröße erhält man, wenn man bei den dem Demodulator entnommenen fehlerhaften Farbdifferenzsignalen ui U(B - Y) COS ccs # ii: U<R - Y) sin Ilr, (1) u2 = # U(R-Y) COS # - U(B - Y) sin # (2) im Takte der Umschaltfrequenz das Vorzeichen ändert und sie dann in der beschriebenen Weise der Multiplikationsstufe zuführt. Da das Signal u2 schon in der Stufe 3 einem periodischen Polaritätswechsel unterzogen wird, ist dazu lediglich ein zusätzlicher Phasenumschalter in der Zuführung des Signals u1 zur Multiplikationsstufe 2 erforderlich; das andere Signal könnte vom Ausgang der Stufe 3 der Multiplizierstufe 2 zugeführt werden. Durch diesen zusätzlichen Vorzeichenwechsel ergibt sich daß dann die Komponenten, die U<r - v) proportional sind, ein von der Umschaltung unabhängiges Vorzeichen aufweisen, während die Komponenten mit U(B - 7) im Vorzeichen periodisch wechseln und daher durch die Tiefpaßfilter abgesiebt werden. Nach Multiplikation erhält man dann also eine Regelgröße Uk*: UM = (U(R - Y))3 . 1/9 . sin 2 zea (6) Wenn man beide Arten der Erzeugung der Regelgröße zusammen verwendet, bekommt man auch dann, wenn eine der Farbdifferenzsignalkomponenten Null wird, immer noch eine Phasenregelung; eine Regelmöglichkeit fällt nur dann weg, wenn beide Farbkomponenten gleichzeitig zu Null werden. You get practically the same controlled variable if you look at the Faulty color difference signals extracted from the demodulator ui U (B - Y) COS ccs # ii: U <R - Y) sin Ilr, (1) u2 = # U (R-Y) COS # - U (B - Y) sin # (2) in the cycle of the Switching frequency changes the sign and then in the manner described Multiplication stage supplies. Since the signal u2 already in stage 3 is a periodic Is subjected to a change in polarity, all that is needed is an additional phase switch required in the supply of the signal u1 to the multiplication stage 2; the other Signal could be fed from the output of stage 3 to multiplier stage 2. This additional sign change then results in the components the U <r - v) are proportional, a sign that is independent of the switchover while the components with U (B - 7) change periodically in sign and are therefore filtered out by the low-pass filter. After multiplication one obtains then a controlled variable Uk *: UM = (U (R - Y)) 3. 1/9. sin 2 zea (6) If you have both Types of generating the controlled variable used together, you get even if one of the color difference signal components becomes zero, still phase control; A control option is only omitted if both color components are at the same time become zero.

Das Vorzeichen der Farbdifferenzsignalamplitude läßt sich auch in einer N',tultiplizierschaltung nach F i g. 2 ändern. Diese besitzt ein Gatter 21, die das Signal U nur durchläßt, wenn das Signal U, größer ist als Null. Umgekehrt läßt das Gatter 22 das in seiner Polarität umgekehrte Signal U2 nur durch, wenn das Signal U, kleiner als Null ist. Am Ausgang ergibt sich somit ein Korrektursignal U.**=I Uns U(s - r) | sind. (7) Die in F i g. 2 im Prinzip dargestellte Schaltung kann verwirklicht werden durch eine Anordnung nach F i g. 3. The sign of the color difference signal amplitude can also be expressed in an N 'multiplier circuit according to FIG. 2 change. This has a gate 21, which the signal U only lets through when the signal U i is greater than zero. Vice versa lets the gate 22 the reversed polarity signal U2 through only when the signal U i is less than zero. A correction signal is thus produced at the output U. ** = I Uns U (s - r) | are. (7) The in Fig. 2 circuit shown in principle can be realized by an arrangement according to FIG. 3.

Hierbei wird ein mit einem Faktor l', der groß ist gegen Eins, verstärktes Signal l U1 gegen Erde der Anode einer Diode 25 zugeführt, während das Sinal U an der Kathode einer Diode 26 liegt. In Reille mit der Spannung ~ ist eine Battenespannung Ur geschaltet, derart, daß die Diode 26, wenn ihre Anode etwa Erdpotential hat, durch den maximalen nega- tiven Wert von UO nicht geöffnet werden kann. Die Kathode der Diode 25 und die Anode der Diode 28 sind durch einen großen Widerstand 29 verbunden, derart, daß bei positivem U, die Diode 26 ausreichend stark geöffnet wird, damit sich alle in Betracht kommenden positiven oder negativen Werte der Spannung UO auf die Anode der Diode 26 übertragen. Von dort werden sie über einen Entkopplungswiderstand 27 an die Ausgangsklemme 28 gegen Erde übertragen: Eine in entsprechender Weise verstärkte Spannung -vU, wird weiter der Anode einer Diode 30 zugeführt, und eine Spannung - U2 liegt an der Kathode einer Diode 31 in Reihe mit einer Vorspannung UB, die die gleiche Aufgabe wie an der Diode 26 hat. Auch hier sind die Kathode der Diode 30 und die Anode der Diode 31 über einen Widerstand 32 verbunden, derart, daß sich bei leitender Diode 30, also negativem U1, die Spannung - U2 über die Diode 31 überträgt und über den Widerstand 33 der Ausgangsklemme 28 zugeführt wird, an der sich dann die Regelgröße UM** ergibt. In this case, an amplified with a factor l 'which is greater than one is amplified Signal I U1 against ground of the anode of a diode 25 is supplied, while the Sinal U is on the cathode of a diode 26 is located. In relation to the voltage ~ there is a battery voltage Ur switched in such a way that the diode 26, when its anode has approximately ground potential, by the maximum negative tive value of UO cannot be opened. The cathode the diode 25 and the anode of the diode 28 are connected by a large resistor 29, such that with a positive U, the diode 26 is opened sufficiently strong so that all possible positive or negative values of the voltage UO the anode of the diode 26 transferred. From there they are connected to a decoupling resistor 27 to the output terminal 28 to earth: One in a corresponding manner amplified voltage -vU, is further supplied to the anode of a diode 30, and a Voltage - U2 is connected to the cathode of a diode 31 in series with a bias voltage UB, which has the same task as on diode 26. Here, too, are the cathode the diode 30 and the anode of the diode 31 are connected via a resistor 32 in such a way that that with conductive diode 30, i.e. negative U1, the voltage - U2 across the diode 31 transmits and is fed to the output terminal 28 via the resistor 33 which then results in the controlled variable UM **.

Claims

Patent claims:

1. Method for color television receivers to compensate for phase errors a color television transmission with a modulation component periodically switched in phase a color carrier of the PAL type. marked e i c hn e t that from the switched and the non-switched component, the synchronous demodulator in a known manner are taken, the components lying above the switching frequency through filters (10 to 13) are screened off and that the remaining portions are lower in frequency are multiplied with each other and a control variable proportional to the error angle through which the phase of the color subcarrier oscillator controlling the demodulation (5) is readjusted for a minimum phase deviation in accordance with this product.

2. The method according to claim 1, characterized in that the multiplication product It is smoothed with a cut-off frequency of around 1 to 100 Hz.

3. The method according to claim 2, characterized in that the cutoff frequency 10 Hz.

4. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the sieved components (U1 and U2) one first switching stage (21), which lets through one signal (U2) when the other signal (U) has a positive polarity, and one with opposite polarity second switching stage (22), which lets through one signal (- U,) when the other Signal (- U1) has a positive polarity, and that the output signals of the switching stages serve as controlled variables for phase correction.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the switching stage is a diode switch to which the first signal (U, bz, v. - U1) with one opposite the second signal (U resp.

- U2) large amplitude is supplied.