DE1925155C - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der video- bzw. trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem PAL-Farbartsignal - Google Patents

Description

ί 925 155

Ciegensland der Windung sind ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem in bezug auf die Zählrichtung des Phasenwinkel* λ von Zeile zu Zeile alternierenden PAL-l-'arbsignal, bei der der auf dem Übertragungsweg entstandene Phasenfehler (//) beseitigt wird.

Ils ist ein Empfänger für ein Farbfernsehsystem bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 161 949), bei dem ein Leuchte'i.'ktesignul und zwei Farbsignale oder Farbdifferenzsignale durch Modulation eines Farbträgers nach zwei senkrecht zueinander stehenden Modulalioiihrichlungen übertragen werden und bei dem die Modulationsriehtungen bzw. die Modulationsphasen des Farbträgers im Sender und Empfänger im Rhythmus der Zeilenfrequenz umgeschaltet werden und bei dem eine Strahlwobbelung in Richtung senkrecht zur Zeile oder eine elektrische Mittelwertbildung über zeitlich aufeinanderfolgende Zeilen unter Verwendung eines Speichers erfolgt.

Bei diesem Empfänger wird eine elektrische Mittelwertbildung unter Verwendung eines Speichers durchgeführt. Es ist ferner bekannt (deutsche Patentschrift 1 252 731), die Mittelwertbildung unter Verwendung eines Speichers dadurch zu erreichen, dall jedes der beiden Farbsignale träger- oder videofrcquent mit dein ihm entsprechenden, um Zeilendaucr verzögerten Farbsignal addiert wird. Die elektrische Mittelwertbildung des vollstär 'igen Farbsignals setzt also die Verzögerung beider Farbsignale voraus. Die Verzögerung beider Farbsignale erfolgt im allgemeinen durch Verzögerung des getragenen, be·' le I arbkomponenten beinhaltenden Farbartsignals in einer Cilasverzögcrungsleitung. Durch die Verzögerung beider Farbkomponenten entstehen bei der elektrische!¹ Mittelwertbildung Sättigungsfehler. Um diese Sättigungsfehler wenigstens an zwei Punkten zu beseitigen, ist eine Schaltung zur Korrektur bekannt (deutsche Patentschrift 1 263 819), bei der zum Ausgleich von Pliasenfehlern dem Farbträger eine farbträgerfrequentc Spannung hinzugefügt und dadurch ein amplitudcnfehlerbehafteter Farbträger entsteht und bei der eine durch Subtraktion des Farbträgers einer Zeile und des an der nicht umgeschalteten Modulationsachse phascnmäßig gespiegelten Farbträgers der zeitlich benachbarten Zeile gewonnene Spannung dem amplitudcnfehlcrbehaftcten Farbträger über einen so bemessenen Phasendreher und einen so bemessenen Amplitudcneinstcllcr hinzugefügt wird, daß die so gewonnene Korrekturspannung die gleiche Phase wie der Farbtrjger hat und der Amplitudcnfchlcr bei wenigstens zwei Werten des Phasenfehlers verschwindet, wobei entweder im Weg der Korrekturspannung ein I inpolcr liegt, der clic Polarität der Korrcklurspannung unabhängig vom Vorzeichen des Phasenfehlers konstant hiilt, oder ein mittlerer Phasenfehler eingestellt wird, so dall die Korrekturspannung unabhängig vom Vorzeichen des Phasenfehler die Amplitude des Farbtriigers vergrößert.

Wie bereits gesagt, wird hei dieser Sschaltung der Fiirbsüttigungsfehler nur an zwei Punkten beseitigt. Zwischen diesen beiden Punkten treten weiterhin prinzipielle Sättigungsfehler auf. Auch bei dieser Schaltung werden zwei Komponenten des Farbsignals verzögert und zwecks Mittelwertbildung addiert und erst aiischlicl.'cnd durch eine Korrekturschaltung der durch di·: Mittelwertbildung entstandenen Sättigtingsfchicr reduziert bzw. an zwei Punkten beseitigt.

Darüber hinaus sind bereits Decodiereinrichtungen bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 1 462 623; RCA-Report, No MRZ 141, März 1069), bei denen das Farbartsignal erst in die träger- oder videofrequenzen Farbdifferenzsignale(Ä —)')und(fl— Y)aufgespalten wird und beide Signale in zwei getrennten Verzögerungsanordnungen verzögert werden und anschlieUend durch Addition des jeweils unverzögerten und verzögerten Signals gemitlelt werden. Hei dieser Verzögerung muß

ίο also für jede Farbkomponente je eine Verzögerungsanordnung zur Anwendung kommen. Läßt man eine dieser Verzögerungsanordnungen weg, so wird nur eines ucs beiden Farbdifferenzsignale gemittelt. Durch die fei !ende Mittelung des anderen Farbdifferenzsignals treten bei Phasenabweichungen Störungen auf dem Bildschirm auf, die denen bei PAL-Dekodern ohne Verzögerungsleitung (Simpel-PAL) gleichen. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß diese Fehler nur entweder in roten Bereichen oder in blauen Bereichen

so des Bildes unterdrückt sind. Es treten in diesem Falle also nicht nur Sättigungsfehler, sondern in vielen Bildbereichen auch noch Farbartfehier auf, die von Zeile zu Zeile wechseln und deshalb eine sehr störende Zeilenstruktur hervorrufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die mit nur einer einzigen Verzögerungseinrichtung zur Mittelung eine farbart- und farbsättigungsgetreue Wiedergabe ermöglicht.

Bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, daß aus dem alternierenden Farbartsignal mit einem Phasendekoder ein amplitudenunabhängiges Phascnsignal

hergeleitet, die Zähleinrichtung ucses Signals von Zeile zu Zeile umgeschaltet wird und das so umgeschaltete Phasensignal

in einer an sich bekannten Verzögerungseinrichtung etwa um Zcilendauer verzögert wird und aus dem unverzögerten und dem verzögerten Phasensignal oder aus von diesen hergeleiteten Signalen durch phasenmittelwertbilder.de Addition

- ß)

- ß)

ein phasenkorrigiertes, vom Sinus des Phasenwinkel« abhängiges Signal sin \ und ein phasenkomgiertcs. vom Cosinus des Phasenwinkel abhängiges Signal coso gebildet werden und diese beiden Signale in je einci

Multiplizierschaliung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals abhängigen Amplitudcnsignal mul tipliziert werden.

Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, daß zweck:

Verzögerung des phasendecodierten Signals diesen Augenblickswerte im Rhythmus einer Taktfrequen; entnommen werden, die einem aus einer Anzahl voi Speichern bestehenden Schieberegister für Analog signale zugeführt und im Rhythmusdieser Taktfrequen; weitergeleilet werden und der Quotient aus der halbci Anzahl der Speicher dieses Schieberegisters und diese Taktfrequenz der Zeilendauer entspricht.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß die Takt

frequenz, der Farhträgerfrcquenz oder einem gunx- »ihligeii UriiclHeil dieser Frequenz entspricht und die Anzahl der Speicher dieses Schieberegisters gleich dem auf einen ganzzahligen Wert ab· oder auch aufgerundeten Quotienten ist, dessen Dividend das Produkt aus dem doppelten Wert der während einer Zeilendauer anfallenden Farbtrügerperioden und der Taktfrequenz und dessen Divisor die Farbträgerfrequenz ist.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Schieberegister aus einer Kette von integrierten Feldeffekttransistoren besteht, deren Drainelektrode jeweils mit der Smirce^lektrode des nachfolgenden Transistors verbunden ist und mit diesen Verbindungen jeweils integrierte Kondensatoren verbunden sind, tieren zweite Anschlüsse jeweils abwechselnd mit zwei verschiedenen Leitungen verbunden sind, denen gegenpolig taktfrequenz Steuersignale zugeführt werden und tieren Gateelektmden alle an einem festen Potential liegen.

Ferner wird es als zweckmäßig erachtet, daß zwecks jnittelwertbildender Addition die Phasendecodierung eine Spannung liefert, deren Betrag weitgehend linear mit der Phase des PAL-codierten Farbsignals in einem Berrich von zweimal 360° ansteigt und diese Spannung mit der ihr entsprechenden, um Zcilendauer verzögerten Spannung addiert wird.

In vorteilhafter Weiterbildung wird vorgesehen, daß vom Farbträgeroszillator des Decoders ein erster frequenzteilender Flip-Flop und daß vom PAL-codierten Farbsignal ein zweiter frequen/Uilender Flip-Flop angesteuert wird und eine Flanke der Ausgangsspannung des ersten Flip-Flops als Startsignal und eine Flanke des zweiten Flip-Flops als Stoppsignal der Phasendecodierschaltung dient.

Dabei wird zweckmäßigerweise mit dem Startsignal ein dritter Flip-Flop in den einen und mit dem Stoppsignal in c'..:n anderen stabilen Zustand geschaltet, und die z. B. durch Si.bung gemi t;!t; Ausgangsspannung des dritten Flip-Flops ist das unverzögerte phasendecodierte Signal.

In besonders vorteilhafter Weise wird mit dem Startsignal ein Sägezahngenerator gestartet und mit dem Stoppsignal auf seinen Ursprungswert zurückgeschaltet, und eine vom Spitzenwert der Sägezahnspannung hergeleitete Spannung ist das unvcrzogerte phasendccodierte Signal.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat nicht nur den Vorteil, daß es eine farbsättigungs- und farbartgetreue Wiedergabe ermöglicht, sondern auch den weiteren Vorteil, daß im Gegensatz zur herkömmlichen Empfängertechnik, bei der in einer Glasverzögerungsleitung beide Signalkomponenten, nämlich Amplitude und Phase, verzögert werden, nur eine einzige Signalkomponente verzögert wird, nämlich das phasendecodierte Signal, so daß die Verzögerung mit einem Schieberegister für Analogsignale erfolgen kann. In integrierter Form kann nämlich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Schieberegister für Analogsignale sehr einfach und wesentlich preiswürdiger als eine Glasverzögerungsleitung realisiert werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der beim Ersatz einer Glasverzögerungsleitung durch ein Schieberegister für Analogsignale erzielt wird, ist die Tatsache, daß die Verzögerungszeit erstens durch die videofrequente Verzögerung wesentlich stärker tolerieren darf als bei der trägerfrequenten Verzögerung einer Glasverzögerungsleitung, und zweitens bietet sich nach einem weiteren Merkmal der lirlindiingdie Möglichkeit, t lurch Anwendung einer vom Farblriigor hergeleiteten Taktfrequenz eine absolute (ieiiiiuiykeit der Verzögerung zu erzielen, so daß ein Abgleich der Verzögerungsiiiuier vollständig entfall-·!) kann.

An Hand der Au.sführungsheispiele I i g. 3 bis 16 der Zeichnungen seien im folgenden die Erfindung und weitere ihrer Merkmale und Vorteile näher erläutert.

ίο Du* bekannte Farbfernsehsystem, von dem die Erfindung ausgeht, wird zunächst an I land der F i g. 1 erläutert.

Um ¹X)^rj versetzte Farbträgervektoren A und U (Quadraturmodulation) bilden in Fig. 1 zusammen den resultierenden Farbträgervektor T₁, dessen Phasenlage in bezug zu einer Referenzphase ein Maß für den Farbton ist. Durcli einen Phasenfehler im Übertragungsweg wird der Farbträgervektor 7', um den Winkel β in positiver Richtung verschoben, so daß der Vektor Τφ entsteht und '.ei einer Demodulation nach den Bezugsachsen ein Fehler im Farbton auftritt. In der nächsten Zeile ist der Trägervektor A um 180^J umgeschaltet und bildet den Trägervektor A. Da der Trägervektor B nicht umgeschaltet wird, ist der resultierende Trägervektor 7';,, der durch den erwähnten Phasenfehler wiederum um den Winkel // im positiven Sinn verschoben ist und den Träger"eklor TJl bildet. Wenn nun in dieser zweiten Zeile im Empfänger nicht nach der Achse A, sondern entsprechend der Umschaltung im Sender nach Achse A demoduliert wird, so geht der Vektor Τ.,β in die Lage T₂/?' über. Die Verschiebung des Trägervektors TJV ist der Verschiebung des Trägervektors T,ß gegenüber der wahren Lage des Trägervektors T₁ gleich und entgegengesetzt, wie im oberen Teil der Fig. 1 dargestellt. Der Trägervektor TJV liegt also nach dieser Umschaltung spiegelbildlich zu T₁(I in 'lezug auf die nicht umgeschaltete Achse B.

Bei den PAL-Decodern nach dem Stand der Technik, von denen ein Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist, wird durch eine Spannungsaddition des unverzögerten Signals Γ,/ί und des verzögerte 1 und umgeschalteten Signals Τ.,β' ein Mittelwert 7',· cos// gebildet. Auf diese Weise wird also der wahre Phasenwert von T₁ zurückgewonnen, der Amplitudenwert, der der Farbsättigui.g entspricht, wird dagegen verfälscht. Bei verschwindendem Phasenfehler ist dieser Sättigungsfehler 0, allerdings ist dann eine Phasenmittelung auch überflüssig, mit anderen W. .ten, gerade dort, wo eine Phasenmittelung unbedingt erforderlich wird, tritt zwangsweise ein Sättigungsfehler auf. Dies ist der Fehler, der bei den bekannten PAL-Decodcrn auftritt und der unter anderem durch die Frfindung beseitigt werden soll.

In der Fig. 2 wird ein bekannter PAL-Decodcr dargestellt, "ei ihm wird das PAL-codiertc Farbsignal in einer Glasverzögerungsleitung verzögert, anschließend folgt ein Verstärker, der die Spannungsverluste ausgleicht, und schließlich eine Hilfsverzögerungsleitung, mit der die Gesamtlaufzeit exakt abgeglichen werden kann. In zwei Summierschaltungen wird das so verzögerte Signal direkt mit dem unverzögerten bzw. mit dem um 180° gedrehten unverzögerten Signal addiert. Durch diese Maßnahme entsteht eine Signalaufspaltung in die beiden Komponenten (R- Y) und (B- Y). Die Verzögerungsleitung verzögert also das vollständige PAL-codierte Signal mit seinen beiden Komponenten. Außerdem wird mit dem im PAL-

codierten Signal enthaltenen Farbsynchronsignal ein (gestrichelte Verbindung zur Klemme 1). Auch die Rcfcrenzträgcroszillator synchronisiert, mit dessen Frequenz des Ausgangssignals des Farbträgeroszilla-Hilfe die beiden Farbdiffcrenzsignale demodiilicrt tors wird mit dem Frequenzteiler 11 1:2 geteilt werden, indem die Ausgangsspannung des Farbträger- und ebenfalls mit einer Flip-Flop-Schaltung 12 in ein Oszillators, um 90° gedreht, einem Synchrondcmodu- 5 Rechtccksignal mit sehr steilen Flanken umgewandelt. IaIiT zur Demodulation des einen und nach Durch- Die Ausgangsspannungen der beiden Flip-Flops 9 laufen eines zcilcnfrequcnten Umschalters zur Demo- und 12 werden einem weiteren Flip-Flop 13 zugeführt, dulation des anderen Farbdifferenzsignals dient. wobei eine der beiden Flanken des vom Flip-Flop 12 Die Verzögerungsleitung ist sehr teuer, weil an sie kommenden Ausgangssignals als Startsignal und eine sehr hohe Anforderungen gestellt werden müssen. io der beiden Flanken des Ausgangssignals des Flip-Ihr Tcmpcratuigang muß außergewöhnlich niedrig Flops 9 als Stoppsignal dem Flip-Flop 13 zugeführt sein. Alterungscffcktc wurden einen Nachabgleich verden. Der Flip-Flop 13 hat somit impulsförmige erfordern und dürfen deshalb auch nicht auftreten. Ausgangsspannungen, deren Impulsbreite bzw. Im-Rcflcxioncn sind weitere Störursachcn und müssen pulslücke linear mit der Phase moduliert ist. Die deshalb ebenfalls sehr klein gehalten werden. 15 beiden gegenpoligen Ausgangssignale des Flip-Flops 13 Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild nach der Erfindung. werden über den an sich bekannten PAL-Umschalter 14 In F i g. 3 ist 1 die Fingangsklemme, der das PAL- einem Sicbglied 15 zugeführt, an dessen Ausgangscodierte Farbsignal zugeführt wird. Von der Fingangs- klemme 16 die farbartgetreue Signalkomponentc (Phaklemme 1 gelangt das PAL-codierte Farbsignal zu sensignal) erscheint, die der Verzögerungseinrichtung 4 einem Hiillkurvcndetektor 2 und gleichzeitig zu einem 20 der Fig. 1 zugeführt wird.

Pliascndccoder 3. Der Hüllkurvendetektor liefert eine Die an der Klemme 16 entstehende farbartgetreue farbsättigungsgctrcue vidcofrequcnte Signalkompo- Signalkomponente ist eine Spannung, die linear mit der nentc (Amplitudendignal), die durch Hüllkurven- Phase in einem Bereich von 2 · 360° 720° zunimmt, demodulation des PAL-codiertcn Farbsignals entsteht. Die Zunahme bis 720° entsteht durch die Frequenz-Der Pliascndccoder 3 erzeugt aus dem PAL-codierten 25 teilung in dtn Teilen 11 und 8. Die Periodizität über Farbsignal eine λ ideofrequente Signalkomponentc die den Bereich 2 · 360° - 720 ist besonders vorteilhaft, nur von der Phase des PAL-codierten Farbsignals weil auf diese Weise immer eine ex.ikte phasenmitlelabhfmgt und nicht von dessen Amplitude. wertbildende Addition möglich ist. In Fig. 5 nimmt Das phascndecodierte Signal wird in dem Schiebe- die Spannung von 0 bis 720" linear von 0 bis 10 V zu. register für Analogsignale 4 um nahezu Zeilendauer 30 In F i g. 6 ist eine Tabelle dargestellt, bei der die verzögert und anschließend in einer phascnmittelwert- phasenmittelwertbildende Addition an zwei Beispielen bildenden Additionsschaltung 5mit dem unverzögerten demonstriert werden soll: Im ersten Beispiel werden phasendccodicrten Signal gemittelt. Das Ausgangs- zwei Phasenwerte, nämlich 340° und der nächstsignal der Additionsschaltung ist eine farbartgetreue liegende Wert von 10". der 370" ist, gemittelt. Die Signalkomponentc (Phasensignal). Das Amplituden- 35 zugehörigen Spannungen sind 4,72 bzw. 5,14 V. Ihr signal und das Phasensignal sind somit farbsättigungs- Mittelwert ist 4,93 V, entsprechend 355 '. Wie man bzw. farbartgetreue Signalkomponentcn, die es ge- erkennt, ist die Mittelwertbildung auch über 360' statten, aus ihnen durch Umcodierung in 6 die zwei hinaus exakt. Im nächsten Beispiel werden dieselben Farbdiffercnzsignale (R- Y) und (B- Y) farbart- und Werte in der Nähe von 720° gemittelt, nämlich 700" farbsättigungsgetreu zu bilden, während im Gegen- 40 (entsprechend 340") und 10". Die Spannung für 700" satz dazu bei PAL-Decodierung nach dem Stand der ist 9,72 V, die Spannung für 10 0,14 V. Der Mittel-Technik diese Diffcrenzsignale zwar farbartgetrcu wert dieser beiden Spannungen ist wieder 4,93 V, sind, aber bei Ausgleich von relativ großen Phasen- entsprechend 355 . Damit ist bewiesen, daß durch die fehlern beachtliche Farbsättigungsfehler aufweisen. Frequenzteilung 1 : 2 eine in allen Bereichen exakt Der Umcodierung 6 kann auch das PAL-codierte 45 arbeitende phasenmittelwertbildende Addition zweier Farbsignal direkt zugeführt werden. Es erscheinen Winkel benachbarter Werte möglich ist.
dann am Ausgang die farbsättigungs- und farbart- Das Phasensignal wird einem Schieberegister für getreuen Farbdiffcrenzsignale (R-Y) und (B Y) in Analogsignale zugeführt. Fig. 7 zeigt ein solches trägerfrequenter Form. Sie müssen anschließend in Schieberegister nach dem Stand der Technik. F i g. 8 an sich bekannter Weise durch Hüllkurvendemodu- 50 zeigt eine erfindungsgcmäPe Weiterbildung für ein lation in die entsprechenden Videosignale umgewandelt Schieberegister, welches in MOS-lntcgration realisiert werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die werden kann. In F i g. 7 sind 17 die Transistoren Hüllkurvcndemodulation zusammen mit der Um- des Schieberegisters. 18 sind Trenndioden, 19 sind codierung vorzunehmen. Schutzwiderstände. Von den Verbindungspunkten In F i g. 4 wird ein Ausführungsbeispiel für den 55 zwischen den Dioden 18 und den Widerständen 19 Phasendecoder 3 der F i g. 3 gezeigt. Darin ist 7 ein führen Kondensatoren zu zwei Leitungen mit den Begrenzer, dem von der Klemme 1 das PAL-codierte Eingangsklemmen 22 und 23. Dabei sind die Konden-Farbsignal zwecks Unterdrückung der Amplituden- satoren, die zur Kiemme 22 führen, mit 20 bezeichnet modulation zugeführt wird. Das an seinem Ausgang und die Kondensatoren, die zur Klemme 23 führen erscheinende phasen modulierte Signal wird über den 60 mit 21. Es sind somit jeweils abwechselnd die Konden-Frequenzteiler 8 einem Flip-Flop 9 zugeführt. Selbst- satoren mit diesen beiden Leitungen verbunden. Den verständlich können in an sich bekannter Weise der Klemmen 22 und 23 werden gegenpolige Taktimpulse Frequenzteiler 8 und der Flip-Flop 9 zusammengefaßt zugeführt. Die Schutzwiderstände 19 sind erforderlich sein. Für den Fall, daß der Frequenzteiler 8 auf sehr um unzulässig große Spitzenströme durch die Trankleine Signale anspricht, kann der Begrenzer 7 ent- 65 sistoren zu vermeiden. Die Dioden 18 sind erforderlich fallen. 10 ist der Farbträgeroszillator, der in an sich um die Basis-Kollektor-Diode der Transistoren unbekannter Weise von dem im PAL-codierten Farbsignal wirksam zu machen. Diese Basis-Kollektor-Diodencnthallenen Farbsynchronsignal synchronisiert wird strecke würde hei Absinken des KoIlektor-PotpntiaU

unter das Basis-Potential eine unerwünschte Rückführung der Kondensatorladung verursachen. Dem Fiingangskondensator 20 werden Augenblickswerte der zu verzögernden Spannung im Rhythmus der Taktfrequenz zugeführt. Die Kondensatoren 20 und 21 speicJfirn die Augenblickswerte. Die Transistoren leiten diese Augenblickswerte infolge der Taktfrequenz jeweils auf den nachfolgenden Kondensator weiter. Die Taktfrequenz muß nach dem Abtasttheorem größer sein als der doppelte Wert der höchsten Frequenz, die verzögert werden soll. Farbvideosignale haben einen Frequenzbereich von etwa 0 bis 700 kHz. Unter Zugrundelegung dieser 700-kHz-Grenze muß die Taktfrequenz mindestens 1,4 MHz betragen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als Taktfrequenz die Farbträgerfrequeriz oder ein ganzzahliger Teil dieser Frequenz verwendet. Die in der CCIR-Norm genormte Farbträgerfrequenz ist 4,43361875 MHz. Der dritte Teil dieser Frequenz ist 1,47787291. Bei Verwendung dieser Frequenz als Taktfrequenz ist also die oben gestellte Bedingung erfüllt.

Die Verzögerungsdauer eines solchen Schieberegisters ist

S _f S/2

2 ^T " St'

Dabei ist λ die Verzögerungsdauer, S die Stufenzahl und Tt die Periodendauer der Taktfrequenz. Da bei diesem Schieberegister in einer Taktperiode zwei Verschiebungen stattfinden, muß durch 2 geteilt werden. Zwecks Erzielung einer Verzögerungsdauer gleich bzw. nahezu gleich der Zeilendauer muß die Stufenzahl sein

T_r

dabei ist Jt = _T die Frequenz des Taktsignals. Außerdem ist

λ = T_F ■ P -

JF

Dabei ist Tf die Farbträgerperiode und Sf die Farbträgerfrequenz, P ist die Periodenzahl von Sf P^ro Zeile.

Nach der CCIR-Norm ist P = 283³/₄ (aufgerundet 284). Die erforderliche Stufenzahl

2-P-St Sf

ist somit

S =

2- 284

unter der Voraussetzung, daß die Taktfrequenz gleich einem Drittel der Farbträgerfrequenz ist.

Ein solches Schieberegister in konventioneller Bauweise ist jedoch für Fernsehempfänger aus wirtschaftlichen Gründen indiskutabel. Aus diesem Grunde wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, ein Schieberegister in MOS-Integration zu realisieren, denn in MOS-lntegration lassen sich spannungsunabhängige Kondensatoren leicht realisieren, während bei normaler Integration nur spannungsabhängige Kondensatoren realisierbar sind. Darüber hinaus hat ein Schieberegister dieser Art in MOS-Technik den Vorteil, daß bei gesperrtem MOS-Transistor die Sperrung in beiden Richtungen erfolgt, so daß die Dioden 18 der F-" i g. 7 nicht erforderlich sind. Darüber hinaus sind Schutzwiderstiinde ebenfalls nicht erforderlich, weil die Steilheit von MOS-Transistoren nicht so groß ist, daß eine Gefährdung durch zu große Ströme erwartet werden muß.

F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine solche sehr leicht integrierbare Anordnung. Für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 7 \erwendet. 24 sind die MOS-Transistorsysteme. Her Ausgang des Schieberegisters wird mit der Addiersclialtung 5 der F i g. 3 verbunden, der gleichzeitig das unverzögerte Signal zugeführt wird. Auf jeden I all muß in der Addierschaltung 5 (F i g. 3) eine phasenmitteiwertbildende Addition erfolgen. Für den I all. daß das den Phasendecoder 3 verlassende Phascnsignal eine lineare Zuordnung zu den Phasenwerlcn hat, ist 5 eine gewöhnliche Addierschaltiing. Wird dagegen eine Phasendecodierung verwendet, die /.. B.

ίο eine Spannung liefert, die in einem bestimmten Bereich gleich dem Sinus oder dem Tangens des Fhasenwinkcls ist, so muß bei der Addition eine entsprechend gegenläufige Vorverzerrung angewendet werden. Der Hüllkurvendecoder 2 der F i g. 3 ist z. B. ein ganz einfacher Gleichricliter mit anschließender Siebung zwecks Trennung des gleichgerichteten Videosignals von Resten des Trägersignals.

F i g. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Umcodicrers. Darin ist 52 ein llochfrequenzoszillalor.

25 ein Modulator. Diesem Modulator wird von der Klemme 29 das Amplitudensignal vom Hüllkurvendecoder 2 der Fig. 3 zugeführt. Dieses Signal wird also im Modulator 25 auf das vom Oszillator 52 kommende Signal aufmoduliert. Der Oszillator 52 wird wiederum über die Klemme 30 vom Pliaseiisignal. welches von der Additionsschaltung 5 der F i g. 3 kommt, frequenzmoduliert. Diese Frequenzmodulation soll weitgehend linear sein und erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. mittels einer einfachen Reaktanzstufe oder einer Kapazitätsdiode in einem weilgehend linearen Bereich. 26 ist eine sehr einfache Verzögerungsschaltung, z. B. eine /.C-Kette, mit der das modulierte Oszillatorsignal um einen geringen Teil, z. B. einige Perioden, verzögert wird. Auf diese Weise entsteht eine Phasenmodulation zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Oszillatorsignal, mit deren Hilfe die Umcodierung in den nachfolgenden Synchrondemodulatoren 27 und 28 erfolgt. Diesen Synchrondemodulatoren wird das vom Modulator 25 kommende Signal zugeführt. Gleichzeitig wird dem Synchrondemodulator 28 das von der Verzögerungseinrichtung kommende Signal direkt zugeführt, und dem Synchrondemodulator 27 wird dieses Signal nach Durchlaufen einer 90 -Einrichtung 31 zur Phasendrehung zugeführt.

Die 90 -Phasendrehung kann auch in einer der beiden Leitungen z^wischen dem Modulator 25 und den beiden Synchrondemodulatoren erfolgen. Hintci den Synchrondemodulatoren erscheinen die beider deniodulierten Differenzsignale (R-)') und (S - )') Fig. 10 zeigt eine Abwandlung der Umcodicrungs-

einrichtung gemäß F i g. 9. Bei dieser Abwandlung ist der Oszillator 52 unmoduliert. An Stelle desser wird die Verzögerungseinrichtung 26 mit dem Phasen signal gespeist, so daß die Verzögerungsdauer mit den Phascnsignal moduliert ist. Fine solche Modulator kann z. B. mit einer Kette integrierter Kupa/itäis· dioden, die zusammen mit einer entsprechenden Anzah

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Von Spulen zu einer /.C-Kette zusaumengeschaltet sind, erfolgen. Da der Oszillator 52 nicht moduliert wird, ist es besonders zweckmäßig, den ohnehin im Empfänger vorhandenen Farbträgeroszillator für diesen Zweck mit zu verwenden. Durch die Modulation *ler Verzogerungszf.it der I inrichtu ig 26 entsteht wiederum eine lineare Phasenmodulation. Das so phasen modulierte Signal wird in zwei Phascnvergleichsschaltungen 33 und 34 mit dem umerzogenen Signal verglichen, wobei einer der beiden Phasen Vergleichs-Schaltungen das verzögerte Signal -- wie in Fig. IO dargestellt mit der Einrichtung 31 um W gedreht zugeführt wird. Auch hier ist es selbstverständlich möglich, diese 90-Drehung bei dem unverzögertcn Signal vorzunehmen. Von den Phasenvergleichsschaltungen .1.1 und .14 werden Signale abgegeben, die dem Sinus bzw. dem Cosinus der Phasenverschiebung entsprechen. Diese Signale we'den in zwei multiplikativen Mischern 35. .16 mit Jem von der Klemme .12 kommenden hüllkurvendcmodulierien Farbsignal gemischt. An den Ausgängen dieser multiplikativen Mischer entstehen die ^carbdifferenzsignale (R- V) und (B Y).

Die Dmcodierschaltungen Fig. 9 und 10 erscheinen auf den eisten Blick etwas aufwendig. Sie beinhalten jedoch fast ausschließlich Schaltungselemente, die sehr leicht in integrierter Form realisiert wc "den können, vo daß dieser scheinbare Nachteil völlig entfällt

F 1 g. 11 zeigt eine andere Variante eines Phasendecoders 3 gemäß F i g. 3. Bei dieser Variante werden zwei Signale sin 7 f und cos 7 ^- gewonnen, wobei η y der Phasenwinkel des PAL-codierten Farbsignals relativ zu einer Bezugsphase ist.

Von der Klemme 1. der das PAL-codierte Farbsignal zugeführt wird, gelangt dies zu einem Begrenzer 7, mit dem die Arnplitudenkomponente unterdrückt wird. Gleichzeitig erfolgt mit dem im PAl-codierten Farbsignal enthaltenen Farbsynchronsignal die Synchronisation des Farbträgeroszillators 10 (gestrichelte Verbindung zu Klemme I). In zwei Phase η Vergleichsschaltungen 37 und 38 werden die S gnale vom Begrenzer 7 und vom Farbträgeroszillator IO \erglichen, wobei auch hier wieder eine der Signalkomponentcn mit der Einrichtung 31 um 90' in der Phase gedreht wird. An den Ausgängen <Jer Phasen-Vergleichsschaltungen erscheinen die Signale sin ^f und cos 7/.·. Diese Signale werden zwei gleichartigen V'cr/errem .19 und 40 zugeführt, die in eini:m Phasenbereich vein j 45 eine solche Verzerrung der Spannungen bewirken, daß die Ausgangssignale 7 n und '//■·■· linear vom Phasenwinkel 7 r abhängig: sind. Zur näheren Erläuterung sei folgendes bemerkt: Bekanntlich gilt für kleinere Winkel sin 7 — 7. Bei größeren Winkeln wird der Fehler dieser Näherung immer größer. Bei 45 ist der Fehler bereits schon relativ groß. Die Verzerrer haben also die Aufgabe, ihre Eingangsipannung so zu verzerren, daß in einem Bereich vein

45 der Fehler praktisch verschwindet. Dies wird .ladurch erreicht, daß diese Verzerrer eine Über-

ragungskurve haben, dieder Funktion / gehorche".

54 ist der PAL-Umschalter.

Die beiden Signale 7/.-, und 7 ^₂ werden einem ichalter 41 mit den Kontakten α und b zugeführt, vlach dem Schalter folgt eine Umkehrstufe 42, deren /erstärkung I ist. Anschließend folgt der Umschalter LI mit den Kontakten c und el, mit dem man wahlweise las umgekehrte oder das ursprüngliche Signal schalten kann. Die Signale sin 7 y und cos 7>· werden außerdem einer Logikschaltung 44 zugeführt, die zwei Ausgangssignale zur Steuerung der Schalter 41 und 4.1 abgibt. Die Logikschaltung 44 arbeitet nach folgendem Schema: Der Schalter 41 ist mit dem Kontakt ο verbunden, wenn

I sin 7 /·■ I ■ I cos 7/.· I
ist. Der Schaller 41 ist mit dem Kontakt b verbunden.

sin 7/.· j

cos 7 /■■

ist. Der Schalter 4.1 ist mit dem Kontakt (/verbunden, wenn der Schalter 41 mit dem Kontakt α verbunden, isl und wenn cos 7 y positiv ist. oder wenn der Schalter 41 mit dem Koniakt/) verbunden ist und sin 7/ negativ ist. Der Schalter 43 ist mit dem Kontakt c verbunden, wetvi der Schalter 41 mit dem Kontakt a verbunden ist und cos r/ y negativ ist oder der Schalter 41 mit dem Kontakt Λ verbunden ist und sin η/■■ positiv ist.

Die an der Klemme 45 entstehende Ausgangsspannung ist in Fig. 12 in Abhängigkeit von 7* aufgetragen. Aus dieser Figur ist erkennbar, daß der Bereich von 360 periodisch in vier gleichartige Teile zerlegt ist. Unter der sägezahnförmigen Spannungsfunktion sind jeweils die Schalterstellen angegeben.

Die an der Klemme 45 erscheinende Spannung wird dem Schieberegister für Analogsignale 4 der F 1 g. .1 zugeführt. Eine gewöhnliche Addition der Spannungen vor oder hinter dem Schieberegister würde jedoch nicht zu einer phasenmittelwertbildenden Addition führen.

F i g. 13 zeigt eine Anordnung, bei der eine phasenmittelvvertbildendc Addition erzielt wird. Darin ist 4 das Schieberegister für Analogsignale. A ist das Signal vor dem Schieberegister, B das Signal hinter dem Schieberegister. 46 und 47 sind zwei gegenpolige Gleichspannungen, deren Spannungsvvert identisch ist mit dem Spannungssprung I Γ der an der Klemme 24 stehenden Spannung bei Übergang von einem in das andere Quartal, z. B. bei 45^r gemäß Fig. 12. 48 ist ein Umschalter mit den Kontakten c, /, g. Die Signale A und B werden außerdem einer Logikschaltung 50 zugeführt, die den Schalter 48 steuert. Die Logikschaltung 50 arbeitet nach folgendem Gesetz: Ist die Differenz der Spannungsbeträge von A und B kleiner als der halbe Wert von I U, so steht der Schaller 48 auf der Stellung /. Ist die Differenz der Beträge größer als der halbe Wert von . I U und ist I positiv und B negativ, so liegt der Schalter 48 am Kontakt e, ist A negativ und B positiv, so liegt der Schalter 48 am Kontakt g.

Vom Schalter 48 wird das so umcodierte Signal in einer gewöhnlichen Additionsschaltung 49 mit dem unverzögerten Signal A gemittelt. Die Ausgangsspannung dieser Schaltung 49 liegt an der Klemme 51.

Die Wirkungsweise der Schaltung Fig. 13 sei nun unter Zuhilfenahme der Fig. 12 erläutert: Es wird anger, mmen. daß der Augenblickswert des Signals A gleich U₁ ist und dem Phasenwert 7, zugeordnet ist. Außerdem wird angenommen, daß der Augenbiickswert des Signals B gleich der Spannung U₂ ist und dem Phasenwert 7., zugeordnet ist. In diesem Falle ist die Differenz der Spannungsbeträge größer als der halbe Wert von I U, und A ist positiv und B ist negativ, so daß der Schalter 48 am Kontakt e liegt. Dadurch wird die Spannung 46, die gleich . I U ist, hinzuaddiert, so daß für die mittelwertbildende Addition die um

IU angehobene Spannung (s. gestrichelte Linien in F i g. 12) gültig ist. Der Schalter 48 gibt somit den Spannimgswert U₂' ab, der in der gewöhnlichen Additionsschaltung 49 der Fig. 13 mit dem Spannungswert U₁ gemittelt wird.

Das in F ig. Il und 13 angewandte Prinzip beruht auf der Überlegung, daß es nicht nur erfindiingsgemäß zweckmäßig ist, Amplitudensignal und Phasensignal zu trennen und nur das Phasensignal zwecks phasen-Äiittelwertbildender Addition zu verzögern, sondern darüber hinaus nur einen Teil der Phaseninformation, hi diesem Beispiel den vierten Teil, zu verzögern und den Mittelwert zu bilden, indem eine Phasendecodiep· Schaltung zur Anwendung kommt, die eine Spannung iefert, deren Periodizität ein ganzzahliger Bruchteil, lezogen auf das Phasensignal, ist. Das ist möglich, weil iiei der PAL-Decodierung die Annahme zulässig ist, daß Phasenfehler größer als | 45 nicht auftreten. t)er Vorteil eines solchen Verfahrens besteht darin, daß die Genauigkeit der Verzögerung und der phasen-Hiittelwertbildenden Addition um den Faktor 4 geringer sein darf als bei einer Perjodizität von 360 .

An Hand der Fig. 14, 15 und 16 soll schließlich •in Beispiel der Wirkungsweise der bei diesem Verftihren verwendeten Umcodierung erläutert werden:

In F i g. 14a wird die Spannung C₅₁ der Klemme 51 (F i g. 13) wiedergegeben. \Vie man erkennt, ist die Spannung vierfach periodisch in einem Bereich von 360 . Die gestrichelten Verlängerungen deuten den lereich an, der bei phascnmittelwertbildender Addition zweier Spannlingskomponenten A und B, die in »erschiedenen Quadranten sich befinden, auftritt.

Fig. 14b zeigt einen Zusammenbau der Span-Bungsteilstücke der Spannung i/₅„ mit deren Hilfe das •ine Farbdifferenzsignal gewonnen wird. Darüber hinaus sind in Fig. 14b die Schalterstellungen der Schalter 41 und 43 der Fig. Ii angegeben.

F i g. 14c zeigt die entsprechende Zusammenfiigung, nut deren Hilfe das andere Farbdifferenzsignal few onnen wird.

Fig. 15 zeigt die Schaltungsanordnung, mit der diese gewünschte Umwandlung erfolgt. Darin ist 51 die Eingangsklemme. 53 eine Umkehrschaltung, 54 und 55 sind Schalter, die über je zwei gegenpolige Gleichspannungen zu den Schaltern 56 und 57 führen, wobei der Spannungswert der Gleichspannungen gleich

ist. 58 und 59 sind die Ausgangsklemmen der

Schalter 56 und 57. 60 und 61 sind Verzerrerschaltungen, deren Ausgangsklemmen die Klemmen 62 und 63 sind.

Der Kurvenzug C_5S der F i g. 14 entsteht dadurch, daß im Bereich«, r/ der Schalter 54 den Kontakt/; berührt und der Schalter 56 den Kontakt/ berührt. Durch den Kontakt mit / wird der entsprechende

Spannungszug der Fig. 14a um ',' in negativer

Richtung verschoben. Im Bereich b, c bleibt der Schalter 54 mit dem Kontakt /; verbunden, der Schalter 56 wird dagegen auf k umgeschaltet. Dadurch Wird der entsprechende Kurventeil der F i g. 14a um -(-* ^U angehoben. Im Bereich a, c wird der Schalter 54

tuf die Stellung / umgeschaltet, dadurch wird die Spannung in ihrer Polarität umgekehrt. Zusätzlich f>.ibt der Schalter 56 auf der Stellung k, so daß der

Umgekehrte Spannungszug um + ' angehoben ist.

Im Bereich/», d wird schließlich der Schalter 54 auf der Stellung / belassen, aber der Schalter 56 auf die Stellung / zurückgeschaltet. Dadurch wird nach wie vor die Spannung in ihrer Polarität umgekehrt, jedoch um ^L ₂ in negativer Richtung verschoben. In analoger Weise entsteht die Spannung C₀₉ der Fig. 14c.

Die Fig. 16 zeigt die erforderlichen SuMlter-

stellungen der Schalter 54 bis 57 in Abhängigkeit von

ίο den Schalterstellungen α bis el der Schalter 41 und 43 der Fig. 11. Mit anderen Worten: Die Schalter 54 bis 57 werden von der Logikschaltung 41 in der in Fig. 16 dargestellten Weise geschaltet.

Die Verzerrerschaltungen 60 und 61, die z. B. unter Verwendung von Widerständen und Dioden aufgebaut sein können oder Kennlinienkriimmungen von aktiven Bauelementen ausnutzen, haben die Aufgabe, die in F i g. 14b und 14c dargestellten Spannungsstücke U_:,_H und Cs₉ in nahezu sinusförmige Spannungen C₁₁₂ bzw C₁;, umzuwandeln. Bei den Nulldurchgängen der Spannungsstücke C_is und l'_:,₉ wirken sich die in F i g. 14a gestrichelten Bereiche nicht störend aus, da die Überlappung im richtigen Sinn erfolgt. Dagegen treten geringfügige Störungen auf bei den Spitzenwerten der Spannungen U_iH und C^₉. In Fig. 14h und 14c sind die Verlängerungen der Geraden in den Spitzenwerten dargestellt. Diese Verlängerungen bewirken geringfügige Fehler der Spannungen an den Klemmen 62 oder 63, wie dies in F i g. 14c an den Orten vl und ν 2 dargestellt ist. Da sich diese Orte in dem Bereich stärkster Stauchung durch die Vcrzerrerschaltung befinden, sind die Fehler klein. Die Ausgangsspannungen an den Klemmen 62 und 63 entsprechen den Ausgangsspannungen der Phascn-Vergleichsschaltungen 33 und 34 der Fig. 10. Die Farbdifferenzsignale {R Y) und (B Y) können, wie in F i g. 10 dargestellt, nach Verarbeitung in zwei Ringmodulatoren 35 und 36 an den Ausgängen abgenommen, werden.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdiffercrzsignalc aus einem in bezug auf die Zählrichtung des Phasenwinkels \ von Zeile zu Zeile alternierenden PAL-Farbartsignal, bei dem der auf dem Übertragung··' :g entstandene Phasenfehler/? beseitigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem alternierenden Farbartsignal mit einem Phasendekoder ein amplitudenunabhängiges Phasensignal

[(X ; /Jl; i-xi ß)]

hergeleitet, die Zählrichtung dieses Signals \or Zeile zu Zeile umgeschaltet wird und das so umgeschaltete Phasensignal

in einer an sich bekannten Verzögerungseinrichtunt etwa einer Zeilendauer verzögert wird und aus den unverzögerten und dem verzögerten Phasensigna oder aus von diesen hergeleiteten Signalen durcr phasenmittelwertbildendc Addition

- ß)

ein phasenkorrigiertes, vom Sinus des Phasen winkeis abhängiges Signal sin \ und ein phasen

Q77

korrigiertes, vom Cosinus des Phasenwinkels ublängiges Signal cos \ gebildet werden und diese leiden Signale in je einer Multiplizierschaltung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals ibhängigen Ampliludensignal multipliziert werden.

2. Verfaliren iiaeh Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dull zwecks Verzögerung des phasendecodierten Signals diesem Augenblickswerte im Rhythmus einer Taktfrequenz entnommen werden, die einem aus einer Anzahl von Speichern hesiehenden Schieberegister für Analogsignale zugeführt und im Rhythmus dieser Taktfrequenzweitergeleitet werden und der Quotient aus der halben Anzahl der Speicher dieses Schieberegisters und dieser Taktfrequenz der Zeilendauer entspricht.

.1. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dall die Taktfrequenz, der Farbträgerfrequenz oder einem ganzzahligen Bruchteil dieser Frequenz entspricht und die Anzahl der Speicher theses Schieberegisters gleich dem auf einen ganzzahligen Wert ab- oder auch aufgerundeten Quotienten ist, dessen Dividend das Produkt aus dem doppelten Wert der während einer Zeilendauer anfallenden Farbhilfsträgerperioden und der Taktfrequenz und dessen Divisor die Farbträgerffcquen. ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dall das Schieberegister aus einer Kette von integrierten Feldeffekttransistoren besteht, deren Drainclektrode jeweils mit der Sourceelektrode des nachfolgenden Transistors verbunden ist und mit diesen Verbindungen jeweils integrierte Kondensatoren verbunden sind, deren zweite Anschlüsse jeweils abwechselnd mit zwei verschiedenen Leitungen verbunden sind, denen gegenpolig tuktfrequcntc Steuersignale zugeführt werden und deren Gateelektroden alle an einem festen Potential liegen.

5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 his A, dhk.nnzeichnet.daßdiePhasendecodKrunt.

Ss: m"n Bere-ihtn zweimal 360 an,,, ηS die e Spannung mit der .hr entsprechenden um Zeilendauer verzögerten Spannung addim

Τ'' Verfahren nach den Ansprüchen I h„ 4 dadurch gekennzeichnet, dall zur Ansteuerung, du Verw «crungsei..richtung die Phascndecod,cru.u i e fpannung liefert, deren Penodmuu cn, ganzzahHger Bruchteil von 360', bezogen au. da

''TSahungtordnung zur Durchführung d, Verfahrens nach Anspruchs, dadurch gecm. zeichnet dall vom Farbträgeroszillator ( U) de > Lendekoders (3) ein erster Frequenzteiler (II. 12) und daß vom PAL-Farbarts.gnal ein zweiter !Frequenzteiler (8, 9) angesteuert w.rd und em, Flanke der Ausgangsspannung des ersten Ir, qucnzieilers als Startsignal und eine Hanke ck zweiten Frequenzteilers als Stoppsignal der PIk₁S,-, dccodicrschallung dient (F 1 g. 4)

8 Schaltungsanordnung nach Anspruch ,. ü, durch gekennzeichnet, dall mit dem Startsignal ei-. llin-l lon (13) in den einen und mit Stoppsign..· in den anderen stabilen Zustand geschaltet «.,.: und die gemittelte Ausgangsspannung die,.· lüp-llops das unvcrzögcrte phasendccod.erie

Signal ist. it,

9 Schaltungsanordnung nach Anspruch /. ι!

durch gekennzeichnet, daß mit dem StartMg.,;: ein Sägezahngenerator gestartet und mit cU■:<■ Sloppsignal auf seinen Ursprungswcrt zuriak Beschältet wird und eine vom Spilzcnweri <ie: Sägezahnspannung hergeleitete Spannung da im· verzögerte" phascndccodicrtc Signal ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen