DE19908071C2 - Verfahren zur Stabilisierung der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse eines empfangenen Fernsehsignals und Schaltung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Stabilisierung der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse eines empfangenen Fernsehsignals und Schaltung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung der Horizontal- und
Vertikalsynchronimpulse eines empfangenen Fernsehsignals in einem Fern
sehempfänger mit einer Synchronimpulsabtrennschaltung, mit der aus dem
empfangenen demodulierten Fernsehsignal die Horizontal- und/oder Verti
kalimpulse selektiert werden, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durch
führung des Verfahrens.
Aus der DE 691 11 152 T2 ist eine Synchronisiersignal-Abtrennschaltung
zum Abtrennen von Synchronimpulsen in einem Fernsehsignalempfänger
bekannt, die eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, um auf die Eingabe
eines aus einem zusammengesetzten Synchronisiersignals hin ein
Steuersignal zu erzeugen, das sich während einer bestimmten Periode in ei
nem vorgegebenen Zustand befindet, wobei die Periode beginnt, wenn eine
erste vorgegebene Zeitperiode ab der Eingabe des Vertikalsynchronisier
signals verstrichen ist und endet, wenn eine zweite vorgegebene Zeitperiode
nach der Eingabe des Vertikalsynchronisiersignals verstrichen ist. Weiterhin
ist eine Auswahleinrichtung zum Empfangen des Verbundsynchronisier
signals eines aus dem zusammengesetzten Synchronisiersignal abgetrete
nen Horizontalsynchronisiersignals und des Steuersignals vorgesehen, die
das zusammengesetzte Synchronisiersignal ausgibt, wenn sich das Steuer
signal im vorgegebenen Zustand befindet und das abgetrennte Horizontal
synchronisiersignal ausgibt, wenn sich das Steuersignal in einem anderen
Zustand als dem vorgegebenen Zustand befindet.
Aus der DE 39 17 666 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Ableitung von
Impulssignalen, welche mit dem Synchronisiersignal eines von dem Magnet
band eines Videomagnetbandgerätes abgenommenen Videosignals verkop
pelt sind, bekannt, die eine Schaltung zur Klemmung des Videosignals aufweist
und eine Schwellwertschaltung zur Abtrennung des Synchronsignals
von dem geklemmten Videosignal. Die einzelnen Synchronimpulse werden
hinsichtlich ihrer Impulsbreite und -lage mit einer Prüfschaltung in Abhängig
keit von einem erzeugten Taktsignal überprüft. Eine digitale Phasenregel
schleife mit einem über einen programmierbaren Festspeicher rückgekop
pelten Zähler leitet Impulssignale ab, die frei von Drop-Out-Störungen im Vi
deosignal sind. Zur Plausibilitätsprüfung der Impulsbreite und Impulslage
wird das Taktsignal und das abgetrennte Synchronsignal einer Prüfschaltung
zugeführt, die einen Zähler zum Zählen der Impulse der Taktsignale enthält.
Beim Vorliegen einer fallenden Flanke im Synchronisiersignal wird der Zähl
vorgang gestartet und beim Vorliegen einer steigenden Flanke wieder ge
stoppt. Die Anzahl der gezählten Taktimpulse bestimmt die Breite der jeweils
anliegenden Synchronimpulse. Sollte im Zählintervall ein Drop-Out liegen, so
wird der Zählvorgang durch Steuerung über das Drop-Out-Signal abgebro
chen und der Zähler zurückgesetzt. Die Überprüfung erfolgt also in Abhän
gigkeit eines Taktsignals und eines Torimpulssignals.
Beim Fernsehsignalempfang, insbesondere beim Empfang mittels eines
Fernsehempfängers in einem Kraftfahrzeug, ist das Problem gegeben, daß
durch Reflexionen, Feldstärkeeinbrüche, Empfangsstörungen und derglei
chen nicht sichergestellt ist, daß die Horizontal- und Vertikalimpulse, die für
den Synchronbetrieb des Fernsehsignalempfängers, z. B. eines Fern
sehempfangsgerätes, notwendig sind, empfangen werden können bzw. de
ren Qualität so schlecht ist, daß sie nicht verarbeitbar sind. Dies hat bei ei
nem Fernsehempfangsgerät mit Bildröhre oder Flachdisplay unmittelbar zur
Folge, daß das Bild in horizontaler bzw. vertikaler Richtung durchrollt,
durchfällt oder zittert. Bei entsprechender Schaltungstechnik kann es dar
über hinaus vorkommen, daß beim Fahren das Bild völlig aussetzt und die
Synchronisation sich erst wieder stabilisiert, wenn ein einwandfreier Emp
fang gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsge
mäßen Art sowie eine Schaltungsanordnung anzugeben, die eine Stabili
sierung der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse auch bei extrem ungün
stigen Empfangsverhältnisses bewirken.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen
Verfahrensschritte sowie durch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß Anspruch 8.
Gemäß der Erfindung werden die selektierten Horizontal- und Vertikalimpul
se jeweils einer Plausibilitätsprüfung unterzogen, wobei die Frequenz- und
Phasenlage der Vertikal- und/oder Horizontalimpulse in bezug auf das anlie
gende Signal überprüft wird und im Falle, daß keine Abweichung festgestellt
wird, mindestens eine PLL aktiviert und als stabiler Regelkreis für die Syn
chronimpulsgenerierung eingeschaltet und im Falle des Auftretens von
Abweichungen im aktuellen Regelzustand gehalten wird, wodurch an den
Ausgängen jeweils die stabilisierten Horizontal- und/oder Vertikalimpulse
anliegen, die mindestens anstelle empfangener verrauschter oder fehlender
Horizontal- und Vertikalimpulse in das Videoeingangssignal eingefügt wer
den.
Selbstverständlich kann gemäß der Lehre der Erfindung auch jeder einzelne
im Eingangssignal enthaltene Synchronimpuls durch die neu generierten
bzw. stabilisierten Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse ersetzt werden.
Auf diese Weise wird den Signalverarbeitungsschaltungen des Fernsehge
rätes ein Videosignal mit einwandfreien stabilisierten Synchronimpulsen zur
Verfügung gestellt, wodurch insbesondere bei Verwendung in einem Fern
sehempfänger in einem Auto beim Durchfahren einer bestimmten Strecke
Schwankungen der Empfangseigenschaften zu keinen Synchronisations
fehlern bei der Wiedergabe des empfangenen Fernsehbildes führen.
Weitere Verfahrensschritte sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben. Im
Anspruch 5 sind die Plausibilitätsprüfungen, die die Schaltung durchführt, im
einzelnen angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Schaltungen gemäß Anspruch 8 zur Durch
führung des Verfahrens sowie Schaltungsdetails sind in den Ansprüchen 9
bis 11 angegeben. Im Anspruch 12 ist bevorzugt der Einsatz der Schaltung
in einem Fernsehempfänger in einem Kraftfahrzeug zum mobilen Empfang
angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Blockschaltbilder in den Fig. 1
bis 3 in den Zeichnungen ergänzend erläutert.
Das Blockschaltbild 1 vermittelt einen Überblick über die Horizontal-/Verti
kalstabilisierungsschaltung, die zur Realisierung des erfinderischen Verfah
rens eingesetzt wird. Das am Eingang anliegende FBAS-Signal, das demo
dulierte empfangene Fernsehsignal, wird einer Impulsabtrennschaltung 1
zugeführt, an deren Ausgang Synchronimpulse anliegen, die im Ausfüh
rungsbeispiel einem Impulsdetektor 4, der hier nicht näher beschrieben ist,
zugeführt werden. Am Ausgang des Impulsdetektors sind Horizontal- und
Vertikalimpulse abgreifbar. Diese werden, wie das Blockschaltbild weiter
zeigt, einem Frequenzregler 24 und einem Phasenregler 5 zugeführt, deren
Ausgänge mit einem Impulsgenerator 6 verbunden sind, der stabilisierte
Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse abgibt, die absolut zeitgenau und
pegelrichtig über die Impulseintastschaltung 7 in das an dessen zweitem
Eingang anliegende Videosignal wieder eingebracht werden, so daß an dem
Ausgang ein FBAS-Signal mit stabilisierten Horizontal- und Vertikalimpulsen
anliegt, das von den Nachfolgeschaltungen des Fernsehempfängers verar
beitet werden kann.
Aus dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild ist ersichtlich, daß die
Frequenz- und Phasenregler 24 und 5 und der Impulsgenerator Plausibili
tätsschaltungen für die Horizontal- und Vertikalimpulse umfassen, die von
dem Ausgang der Impulsabtrennschaltung 1 abgreifbar sind. Diese Plausibi
litätsschaltungen überprüfen die Frequenz- und Phasenlage in bezug auf
das anliegende Signal. Weicht dieses nicht ab, so wird eine nachgeschaltete
PLL 8 des Impulsgenerators 6 aktiviert und als stabiler Regelkreis für die
Synchronisationsimpulsgenerierung eingeschaltet. Sobald die Plausibilitäts
überprüfung feststellt, daß Abweichungen vorhanden sind, wird die Horizon
tal-PLL 8 abgehängt und im aktuellen Regelzustand gehalten, so daß an
dessen Ausgang die Horizontalimpulse zeitgenau und pegelrichtig anlie
gen. Die Horizontalpegelregelschaltung mit ihrer Regelschleife ist nicht näher
dargestellt. Lediglich der freischwingende Oszillator 9, der auch einen Teiler
beinhaltet, über den der Vertikalteiler 10 gesteuert ist, ist dargestellt. Dieser
Vertikalteiler 10 wird aktiviert von der Plausibilitätsschaltung 3 für die Verti
kalimpulse, die in gleicher Weise arbeitet wie die für die Horizontalimpulse,
nur bezogen auf die Vertikalimpulse. Der Vertikalteiler 10 arbeitet freilaufend
und gibt Vertikalimpulse aus, wenn kein Reset bzw. keine Synchronisation
über die Plausibilitäts-Vertikal-Überprüfungsschaltung festgestellt ist. Das
Vertikalsignal wird auf die richtige Periodendauer überprüft. Ist die Perioden
dauer richtig, wird der Vertikalteiler 10 zurückgesetzt, an dessen Ausgang
dann ein Ersatzvertikalsynchronsignal liegt. Das Horizontalsignal wird der
PLL-Schaltung 8 solange zugeführt und aktiviert, solange die nachfolgende
genannten drei Bedingungen erfüllt sind.
- a) Der Abstand zwischen zwei Horizontalsignalen entspricht der Norm (beispielsweise 64 µs bei PAL und 63,55 µs NTSC).
- b) Die Horizontalsollfrequenz übersteigt eine bestimmte Regelschwankung nicht.
- c) Am Eingang liegt ein Videosignal an.
Erst wenn alle drei Kriterien erfüllt sind, wird eine in diesem Blockschaltbild
nicht dargestellte Sample and Hold Schaltung freigeschaltet, die es der PLL
ermöglicht, auf die Horizontalfrequenz zu locken. An den Ausgängen der
Schaltung steht also ein Horizontal- und Vertikalsignalimpuls zur Verfügung,
der in das Originalvideoeingangssignal eingetastet werden kann, zu
welchem Zweck diese Signale an der Impulseintastschaltung 7 anliegen, so
daß auch bei Wegfall des Senders, z. B. bei Rauschen, weiterhin
Synchronsignale im Videosignal vorhanden sind, um die Ablenkung der
Ablenkschaltungen synchronisieren zu können. Gemäß der PAL-Norm
müssen zwischen zwei Vertikalimpulsen 20 ms und 16,68 ms bei NTSC
liegen. Wenn diese Periode gegeben ist, liegt ein Kriterium vor, daß die
Phase vom abgetrennten Signal zum Eingang richtig ist. In dem Moment
wird der Ersatzimpuls eingetastet bzw. eingestanzt. Wenn das Kriterium
nicht erfüllt ist, läuft der Vertikaltreiber weiter. Die Schaltung erkennt also
stets sicher, wann Horizontal- und Vertikalphasen richtig zum Eingangssignal
liegen und wann nicht, und tastet die generierten Synchronsignale zu den
richtigen Zeitpunkten in das Videosignal ein, so daß am Ausgang das FBAS-
Signal mit normgerechten Synchronimpulsen abgreifbar ist.
In Fig. 3 ist die Schaltung nach Fig. 2 detaillierter dargestellt. Das FBAS-
Eingangssignal wird in einer Impulsabtrennschaltung 1 selektiert und die
Vertikal- und Horizontalimpulse ausgegeben. Die Plausibilitätsschaltung für
die Horizontalimpulse besteht aus einer PLL mit spannungsgesteuertem
Oszillator, Block 14, einem in der PLL-Schleife enthaltenen Schleifenfilter 15
sowie einer nachgeschalteten Komparatorschaltung 13, die die Regel
schwankungen gegen zwei Referenzspannungen vergleicht. Liegt die
Regelspannungsschwankung innerhalb eines definierten Bereiches, so wird
die nachgeschaltete Impulsabstandsmeßschaltung 16 für die Abstandsmes
sung zweier benachbarter Horizontalimpulse freigeschaltet. Als drittes Kri
terium wird zugleich festgestellt, ob ein Videosignal am Eingang anliegt. Sind
alle drei Kriterien erfüllt, so wird eine Sample and Hold Schaltung 17 freige
schaltet, so daß es der PLL-Schaltung 8 ermöglicht wird, auf die Horizontal
frequenz zu locken. Zur PLL-Schleife gehören dabei auch ein Schleifenfilter
12 und der im Block 19 mit eingezeichnete spannungsgeregelte Oszillator 19
sowie ein Teiler 20, der zugleich an seinem Ausgang die zeitgenauen Hori
zontalimpulse abgibt, die einerseits der PLL-Schaltung 8 und andererseits
einer Impulsformerstufe 21 zugeführt werden, die pegelrichtige Horizontalim
pulse an die Logikschaltung 22 abgibt, um hierüber die Impulse an die
Impulseintastschaltung 7 abzugeben, damit die Impulse in das anliegende
Videosignal im Bedarfsfall oder generell eingestanzt werden, so daß am
Ausgang ein FBAS-Signal mit zeit- und pegelrichtigen Horizontal- und
Vertikalimpulsen anliegt. Die Vertikalimpulse, die von der Impulsabtrenn
schaltung 1 abgegeben werden, werden im vorliegenden Fall nur auf ihren
Impulsabstand hin überprüft. Die Impulsabstandsmeßschaltung 23 überprüft
das Signal in bezug auf PAL-Norm auf einen Abstand von 20 ms und in
bezug auf NTSC-Norm auf einen Abstand von 16,68 ms. Wenn dieses
Kriterium gegeben ist, wird ein Reset-Impuls an den Teiler/n abgegeben,
der dann einen stabilisierten Vertikalsynchronimpuls an die logische
Schaltung 22 abgibt, über die die Eintastschaltung 7 derart gesteuert wird,
daß entsprechend zeitgenau die Einstanzung des V-Impulses in das FBAS-
Signal erfolgt.
Claims (11)
1. Verfahren zur Stabilisierung der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse
eines empfangenen Fernsehsignals in einem Fernsehsignalempfänger mit
einer Synchronimpulsabtrennschaltung, mit der aus dem empfangenen
demodulierten Fernsehsignal die Horizontal- und/oder Vertikalimpulse selek
tiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die selektierten Horizontal-
und/oder Vertikalimpulse jeweils einer Plausibilitätsprüfung unterzogen
werden,
wobei die Frequenz- und Phasenlage der Horizontal- und/oder Vertikalim pulse in bezug auf das anliegende demodulierte Fernsehsignal überprüft wird und im Falle, daß keine Abweichung festgestellt wird, mindestens eine PLL aktiviert und als stabiler Regelkreis für die Synchronisationsimpulsgene rierung eingeschaltet und im Falle des Auftretens von Abweichungen im aktuellen Regelzustand gehalten wird, und
wobei an den Ausgängen jeweils die stabilisierten Horizontal- und/oder Verti kalimpulse mindestens anstelle empfangener verrauschter oder fehlender Horizontal- und Vertikalimpulse anliegen, die in das Videoeingangssignal eingetastet werden.
wobei die Frequenz- und Phasenlage der Horizontal- und/oder Vertikalim pulse in bezug auf das anliegende demodulierte Fernsehsignal überprüft wird und im Falle, daß keine Abweichung festgestellt wird, mindestens eine PLL aktiviert und als stabiler Regelkreis für die Synchronisationsimpulsgene rierung eingeschaltet und im Falle des Auftretens von Abweichungen im aktuellen Regelzustand gehalten wird, und
wobei an den Ausgängen jeweils die stabilisierten Horizontal- und/oder Verti kalimpulse mindestens anstelle empfangener verrauschter oder fehlender Horizontal- und Vertikalimpulse anliegen, die in das Videoeingangssignal eingetastet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die selek
tierten Horizontalimpulse einer Plausibilitätsprüfung unterworfen werden, und
daß die Vertikalimpulse durch Teilung von den Horizontalimpulsen abgeleitet
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vertikalsynchronsignal auf die richtige Periodendauer hin überprüft wird, daß
ein Teiler, an dessen Ausgang ein Ersatz-Vertikalsynchronsignal liegt,
zurückgesetzt wird, wenn die Periodendauer als übereinstimmend mit dem
Sollwert festgestellt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selek
tierten Vertikalimpulse einer Vertikal-PLL zugeführt werden, die in Abhän
gigkeit von einer Plausibilitätsprüfung der Vertikalimpulse aktiviert wird und
an deren Ausgang die Vertikalsynchronimpulse anliegen, die mit den Hori
zontalsynchronisierimpulsen in das weitergeleitete Videoeingangssignal
eingetastet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Plausibilitätsprüfung der Horizontalimpulse mindestens die
nachfolgenden drei Prüfungen durchführt:
- a) Feststellen ob zwischen zwei Horizontalsignalen ein vorgegebener Zeitraum einer Zeile (64 µs bei PAL, 63,55 µs bei NTSC) liegt;
- b) Feststellen ob die Horizontalsollfrequenz eine bestimmte Regelschwankung nicht überschreitet und
- c) Feststellen ob ein Videosignal am Eingang anliegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
alle drei Bedingungen erfüllt sind, von der Plausibilitätsschaltung ein Aktivie
rungsimpuls an die PLL abgegeben wird, um diese auf eine bestimmte Hori
zontalfrequenz festzulegen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Falle der Nichterfüllung eines Kriteriums die Vertikal- und
Horizontalimpulse in das Originalvideosignal eingetastet werden, das von der
PLL phasenstarr gehalten wird.
8. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Synchronimpulsabtrennschal
tung (1), mindestens eine Plausibilitätsschaltung (2, 3) zur Überprüfung der
Frequenz- und Phasenlage der Horizontal- und/oder Vertikalimpulse in
Bezug auf das anliegende demodulierte Fernsehsignal, einen
Frequenz- und/oder Phasenregler (24, 5), einen Impulsgenerator (6) und
eine Impulseintastschaltung (7).
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
diese enthält:
eine Synchronimpulsabtrennschaltung (1) für die Selektion der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse aus dem empfangenen Fernseh- bzw. Videosignal,
eine erste Plausibilitätsschaltung (2) für die Horizontalsynchronimpulse,
eine weitere Plausibilitätsschaltung (3) für die Vertikalimpulse,
eine Horizontal-PLL (8), an der die Horizontalimpulse einerseits und die Impulse eines freischwingenden spannungsgeregelten Oszillators (9) andererseits anliegen, und die von der Plausibilitätshorizontalschaltung (8) in Abhängigkeit von den ausgehenden Steuerimpulsen aktivierbar ist, welche Horizontal-PLL (8) Horizontalsynchronimpulse abgibt,
einen der Vertikalplausibilitätsschaltung nachgeschalteten Vertikaltreiber in einem Impulsgenerator (10), der einen weiteren Eingang aufweist, an dem die Vertikalsynchronimpulse anliegen und der von dem Oszillator (9) durch Teilung angesteuert wird,
wobei die am Ausgang anliegenden Vertikalsynchronimpulse mit den Horizontalsynchronimpulsen in einer Synchroneinstanzschaltung (7) in das Videosignal an die entsprechenden Signalstellen vordem Bildinhalt einer Zeile und/oder eines Halbbildes eingetastet werden.
eine Synchronimpulsabtrennschaltung (1) für die Selektion der Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse aus dem empfangenen Fernseh- bzw. Videosignal,
eine erste Plausibilitätsschaltung (2) für die Horizontalsynchronimpulse,
eine weitere Plausibilitätsschaltung (3) für die Vertikalimpulse,
eine Horizontal-PLL (8), an der die Horizontalimpulse einerseits und die Impulse eines freischwingenden spannungsgeregelten Oszillators (9) andererseits anliegen, und die von der Plausibilitätshorizontalschaltung (8) in Abhängigkeit von den ausgehenden Steuerimpulsen aktivierbar ist, welche Horizontal-PLL (8) Horizontalsynchronimpulse abgibt,
einen der Vertikalplausibilitätsschaltung nachgeschalteten Vertikaltreiber in einem Impulsgenerator (10), der einen weiteren Eingang aufweist, an dem die Vertikalsynchronimpulse anliegen und der von dem Oszillator (9) durch Teilung angesteuert wird,
wobei die am Ausgang anliegenden Vertikalsynchronimpulse mit den Horizontalsynchronimpulsen in einer Synchroneinstanzschaltung (7) in das Videosignal an die entsprechenden Signalstellen vordem Bildinhalt einer Zeile und/oder eines Halbbildes eingetastet werden.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Videoeingangssignal an einer Spitzenwert-Klemmschaltung (11) anliegt.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Plausibilitätsschaltung (2, 3) für die
Horizontalimpulse aufweist:
eine PLL-Schaltung (14) mit einem Schleifenfilter (15),
eine nachgeschaltete Komparatorschaltung (13) und eine Impulsabstandsmeßschaltung (16), deren Ausgang mit einer Horizontalfrequenzhalteschaltung (17) der Horizontal-PLL-Schaltung (8) verbunden ist.
eine PLL-Schaltung (14) mit einem Schleifenfilter (15),
eine nachgeschaltete Komparatorschaltung (13) und eine Impulsabstandsmeßschaltung (16), deren Ausgang mit einer Horizontalfrequenzhalteschaltung (17) der Horizontal-PLL-Schaltung (8) verbunden ist.
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