DE1940563A1 - Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Phasenfehlern eines PAL-Farbfernsehsignals - Google Patents

Description

i\r::r.^.i-r: Philips Fufenivefv'iilurig GjnbH.
Akte: PHD- 1289

Anmeldung vom: 7 .AugUBt 1969

Philips Patentverwaltung GmbH*, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7 j

"Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Phasenfehlern eines PAL-larbfernsehsignals" .-■■■-."

Zusatz zum Patent ... (P 19 04 528.4-31)

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Schaltungsanordnung · zum Ausgleich von Phasenfehlern einer Farbfernsehübertragung mit einer in der Phase periodisch umgeschalteten Komponente eines Parbträgers (PAL). . ■ ■■ ". '. ■ ■ . ■■■■ ■■■■' ■ τ

Bei einer Schaltungsanordnung dieser Art nach dem Hauptpatent wird bei der !Feststellung des Vorzeichens der Pha- | senabweichung das Vorzeichen des Earbdifferenzsignals dadurch unwirksam gemacht, daß die von den höheren Frequenzen befreiten Komponenten multipliziert werden, und zwar entweder beide vollständig öder nur mit dem Vorzeichen der einen Komponente.

Die erhaltene Regelgröße ist dabei nicht nur der Phasenabweichung, sondern auch der jeweiligen Amplitude der benutzten Farbartsignal-Komponente proportional, wodurch die.

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Regelung, wenn auch nur in einem geringen Bereich, ständig hin- und hergesteuert werden kann.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird dieser Nachteil vermieden, wenn gemäß der Erfindung die umgeschaltete und die nicht umgeschaltete Komponente, die dem (Synchron-) Demodulator entnommen sind, nach dem Absieben der über der Umschaltfrequenz liegenden Signalanteile miteinander kombiniert werden derart, daß eine der Phasenabweichung entsprechende Regelgröße entsteht, deren Vorzeichen von der Signalamplitude praktisch unabhängig ist dadurch, daß der Quotient beider Signale gebildet wird, und wenn die Phase des die Demodulation steuernden Farbträger-Referenzoszillators durch die Regelgröße auf minimale Phasenabweichung nachgeregelt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. ,

Eine entsprechend dem PAL-System übertragene Farbartsignalspannung u-n wird mit einer Trägerfrequenz von z.B. 4,43 HHz einem Synchrondemodulator 1 zugeführt, an dessen Ausgang blaue bzw. rote Farbdifferenzsignal-Spajmungen U/g^yv bzw. + U/Tj_y) auftreten. Im Falle eines Phasenfehlers ;des Farbartsignals Up lassen sich die verfälschten Signalspannungen

wie folgt darstellen:

■ k ■'■■..

^U1 ^β -"(B-T) ^cos * i ^U(R-Y) sin f O)

^U2 - ± ^Ü(R-Y) ^öos * " ^Ü(B-Y) ^sin ♦'

dabei sind ^^.γ) und U(t>_y\ die vom Sender her bedingten Farbdifferenzsignal-Spannungen, während f den Phasenfehler gegenüber dem Referenzsignal (Burst) bezeichnet.

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Das Signal u₂ wird einer periodisch betätigten Polweehsler-Schaltstufe 3 zugeführt derart, daß am Ausgang die Komponente U/„y\ cos f mit konstantem Vorzeichen auftritt; dann erhält der Fehleranteil ύ(_Β_γ) sin f im Takte der umschaltung (halbe Zeilenfrequenz) wechselnde Vorzeichen.

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 die Schaltstufe 3 liefert.

Entsprechend dem Hauptpatent 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, je einer Umformerstufe 14 bzw. 15 zugeführt.

Bekanntlich kann davon ausgegangen werden, daß der Signalinhalt zweier nacheinander übertragener Bildzeilen weitgehend übereinstimmt. Durch die Tiefpässe wird ein Mittelwert der zugeführten Signale gebildet, wobei die Anteile mit im Takte der Umschaltung alternierenden Vorzeichen herausfallen, so daß Signale U^ und U~ übrig bleiben:

cos t (3)

^U2 = -^U(B-Y) ^sin *

Diese Signale enthalten beide als Amplitudenfaktor die blaue Farbdifferenzspannung

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In jeder der ümformerstufen 14 und 15 wird yon dem zugeführt en Signal U₁ bzw. U₂ zunächst das Vorzeichen abgetrennt und eine dem Betrag von U₁ bzw. U₂ entsprechende Steuergröße gebildet, die dann in einer Schaltung mit logarithmlscher übertragungscharakteristik umgeformt wird derart, daß am Ausgang der Stufe 14 bzw. 15 Signale vorliegen, die dem Logarithmus des Betrages des betreffenden Eingangssignals entsprechen. Biese Ausgangsgrößen werden einem Differenzverstärker 16 zugeführt, der also die positive oder negative Differenz der erwähnten Logarithmen bildet. Die Differenz wird dann in einer weiteren Umformerstufe 17 mit exponent!eller Übertragungscharakteristik umgewandelt derart, daß eine Regelgröße entsteht, die dem Quotienten der Beträge der Signale U₁ und U₂ entspricht, so daß man erhält:

U₁,

U I

^Ü1

(5)

Diese den Beträgen entsprechende Regelgröße wird noch einer Stufe 18 zugeführt, in der eine Vorzeichenänderung vorgenommen wird dann, wenn die gefilterten Signale am Eingang der Stufen 14 und 15 nicht das gleiche Vorzeichen hatten. An der Ausgangsklemme 19 steht dann eine Regelgröße U_fc zur Verfügung entsprechend' der Formel ■

U₁-* β -β tan %» .' _ (6)

Diese Regelgröße ist also nach ihrem "Wert und^ithrem Vorzeichen dem langens des Phasenfehler-Winkels ♦ proportional und somit geeignet zur Nachsteuerung der Phase der vom Oszillator 5 gelieferten Hilfsträgersehwingung in einem steuerbaren Phasenschieber 8, Sq kann erreicht werden, daß

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die Demodulation in der vom Sender her festgelegten Richtung erfolgt und der Fehler in den Ausgangssignalen praktisch beseitigt ist. *

Anordnungen zum Logarithmieren von elektrischen Größen, · die zur Quotientenbildung benutzt werden können, sind bekannt z.B. aus der DAS 1.185 845undaus der Internationalen Elektronischen Rundschau, 1969» Nr. 2, Seite 45 bis 48, und Nr. 3, Seite 74 bis 76.^: -.

Die Ansprech-Zeitkonstante der Regelung soll klein sein und vorzugsweise in der Größenordnung einiger Zeilenperi- ^

öden liegen, damit schon kurze Farbartsignale die Korrek- ™ tür einstellen; die,Abkling-Zeitkonstante der Regelung jedoch soll groß genug sein gegenüber einer Bildperiode und z.B. mehr als 10 bis 100 ms betragen.

Die erhaltene Regelgröße kann nach Formel (6) von der Amplitude der verwendeten Komponente (Farbdifferenzsignal) unabhängig sein. Wenn aber die Amplitude zu klein wird, um die Stufen14 und 15 noch ausreichend'anzusteuern, ist an sich eine richtige Regelung nicht mehr zu erhalten. Tatsächlich sind aber derartige Fälle, in denen die abgesiebten Komponenten derart kleine Amplituden haben, praktisch außerordentlich selten und kommen selbst in Signalen, die theoretisch einen Mittelwert 0 haben sollen, z.B. dem gegenwärtig oft verwendeten Farbbalken-Sestsignal, nicht vor: Wenn nur in Zeitintervallen, die der Anspreeh-Zeitkpnstante entsprechen, einmal das richtige !Jachst eüersignali auftritt und eine Wiederholung ausreichend oft innerhalb der durch die Abkling-Zeitkonstante bedingten Zeit eintritt, bleiben die Hilfsträgerschwingungen genügend genau nachgesteuert. ..„ ' ■

Eine praktsich gleiche Regelung erhält man, wenn man entsprechend den gestrichelt dargestellten Verbindungen bei

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den dem Demodulator fehlerhaften Farbdifferenzsignalen

OOS ♦ + U/«_YA

^U2;- ± ^Ü(R^I) ^coe ♦ - ^Ü(B-T> ^ein ♦

im Takte der Umschalt frequenz das Vor zeichen ändert und sie dann in der beschriebenen Weise Umformerstufen H bzw. 15 zuführt. Da das Signal U₂ schon in der Stuf β 3 einem periodischen Polaritätswechsel unterzogen wird, kann in diesem Falle der Widerstand 10 an den Ausgang der Stufe 3 angeschlossen werden, und vor den Widerstand 11 ist eine zusätzliche Polwechsel-Stufe 23 einzufügen. Durch diesen zusätzlichen Torzeichenwechsel ergibt sich, daß dann die Komponenten, die U/ß..y\ proportional sind, ein von der Umschaltung unabhängiges Torzeichen aufweisen, während die Komponenten mit U(b_x) ^iDI Torselchen periodisch wechseln und .daher durch die Tiefpaßfilter abgesiebt werden. Man erhält dann mit entsprechenden Umformtrstufen wiederum den Tangens des Phasenfehler-Winkels f, der sich lediglich dadurch unterscheidet, daß er unter Verwendung der Signalkomponente Uyr-T) ^erhal'^fcen wurde. Wenn man die auf beide Arten erhaltenen Regelgrößen kombiniert, z.B. addiert, kann die Regelung nur dann unwirksam bzw. unbestimmt werden, wenn beide Signalkomponenten über eine längere, der Sntlade-Zeltkonstante entsprechende Zelt unterhalb des Ansprechwertes der nachgeschalteten Umformerstufen liegen; der durch die Absiebung mittels der Tiefpässe 10, 12 und 11, 13 erhaltene Mittelwert müßte also über viele Zeilen hinweg Full sein. Die Präzis zeigt, daß solche extremen Fälle nicht auftreten und jedenfalls bei Fernsehsendungen nicht möglich sind.

Im steuerbaren Phasenschieber 8 wird die Phase der vom Ortsoszlllaäor 5 her zugeführten Schwingung geändert. Wenn die Regelgröße in einem Regelkreis auftritt, der einer

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Phaeenabweichung entgegenwirkt, kann die die Phaeenabweichung repräsentierende Regelgröße auch zur Verstellung der Oszillatorfrequenz verwendet werden: Im Falle einer Phasenänderung wird dann der Oszillator schneller blew, langsamer schwingen und dadurch seine Phase gegenüber der Sollfrequenz ändern solange, bis ein stabiler Zustand im Regelkreis erreicht ist» Die Regelgröße vom Ausgang 19 kann daher auch direkt einem frequenzsteuernden Element des Oszillators 5 zugeführt werden, wobei dann die Phaeenschiefcerstufe 8 entfallen kann.

Da der Phasenfehler | auch einen Anteil enthält, der etwa durch eine unrichtige Einstellung des Oszillators 5 entstanden ist und da die nach der Erfindung erhaltene Regelgröße die gesamte Phaeenabweichung gegenüber dem vom Sender ausgestrahlten Wert auf ein Minimum regelt, wird bei der Zuführung der Regelgröße an den Oscillator 5 auch dessen Frequenz im Gleichlauf gehalten; es 1st dann nicht mehr erforderlich, die Frequenz und die Phase des Oszillators 5 laufend vom Referenzsignal (KlemmeA) zu steuern.

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Patentansprüche:

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Phasenfehlern einer Farbfernsehübertragung mit einer in der Phase periodisch umgeschalteten Komponente eines Farbträgers (PAL), nach Patent ... (Anmeldung P 19 04 528), dadurch gekennzeichnet. daß die umgeschaltete und die nicht umgeschaltete Komponente, die dem $ynchron-) Demodulator entnommen sind, nach dem Absieben (10, 11, 12, 13) der über der Umschaltfrequenz liegenden Signalanteile miteinander kombiniert werden derart, daß eine der Phasenabweichung entsprechende Regelgröße entsteht, deren Vorzeichen von der Signalamplitüde (R-Y, B-Y) praktisch unabhängig ist dadurch, daß der Quotient beider Signale gebildet wird, und daß die Phase des die Demodulation steuernden Farbträger-Referenzoszillators (8) durch die Regelgröße auf minimale Phasenabweichung nachgeregelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten nach Abtrennung des Vorzeichens in die Logarithmen übergeführt werden und deren Differenz exponentiell umgeformt wird und die Regelgröße liefert, wobei das Vorzeichen des Ümformungsergebnisses geändert wird, wenn die Vorzeichen der Komponenten verschieden sind.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgröße dem freqüenzbestiimsehden Teil des Oszillators zur Nächsteüerung der Phase und ggf. der Frequenz zugeführt wird*