DE2056583A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur rueckgewinnung der video-bzw.traegerfrequenten farbdifferenzsignale aus einem pal-farbartsignal - Google Patents

Description

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

Zusatz zu Patentanmeldung P 19 25 155.9-51

Im Hauptpatent P 19 25 15f:^; 9-J51 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem in Bezug auf die Zählrichtung des Phasenwinkels Λ von Zeile zu Zeile alternierenden PAL-Farbartsignal der auf dem Übertragungsweg entstandene Phasenfehler beseitigt wird und aus dem alternierenden Farbartsignal mit einem Phasendecoder ein amplitudenunabhängiges Phasensignal hergeleitet, die Zählrichtung dieses Signals von Zeile zu Zeile umgeschaltet wird und das so umgeschaltete Phasensignal in einer an sieh bekannten Verzögerungseinrichtung etwa um Zeilendauer verzögert wird und aus dem unverzögerten und dem verzögerten Phasensignal oder aus von diesen hergeleiteten Signalen durch phasenmittelwertbildende Addition ein phasenkorrigiertes, vom Sinus des Phasenwinkels abhängiges Signal sin*£- und ein phasenkorrigiertes, vom Cosinus des Phasenwinkels abhängiges Signal cos ⁰^-gebildet werden und diese beiden Signale in je einer Multipllzierschaltung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals abhängigen Amplitudensignal multipliziert werden.

In Weiterbildung des Verfahrene nach dem Hauptpatent wird erfindungsgeraäss eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, bei der die phasenmittelwertbildende Addition In zwei Addierschaltungen erfolgt, von denen jeder eine aus dem unverzögerten und eine aus des verzögerten Phaeensignal hergeleitete Phasenkonponente zugeführt wird, die in Abhängigkeit des Phasenwinkela / sinusförmigen oder dreieok-

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förmigen Verlauf hat und die der ersten Addierschaltung zugeführten

Phasenkomponenten zu denen der zweiten Addierschaltung zugeführten

Phasenk weisen.

Phasenkomponenten eine Phasenverschiebung vorzugsweise von 90° auf-

Dabei wird als vorteilhaft erachtet, dass die den Addierschaltungen zugeführten dreieckförmigen Phasenkomponenten aus dem verzögerten bzw. dem unverzögerten Phasensignal und den entsprechenden,zur Achse der halben Maximalspannung des Phasensignals invertierten Spannungen ge-P wonnen werden.

Nach einem weiteren Merkmal wird vorgesehen, jeder Addierschaltung eine Verzerrerstufe nachzuschalten, die die Ausgangsspannungen der beiden Addierschaltungen In Spannungen mit in Abhängigkeit des Phasenwinkels sinusförmigen Verlauf verwandeln.

Anhand der AusfUhrungsbeisplele der beigefügten Zeichnungen seien Im folgenden die Erfindung, weitere ihrer Merkmal· und Vorteile näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild nach der Erfindung. Das PAL-codierte ^ Farbsignal gelangt von der Elngangaklemme 1 zu eine« Hüllkurvenderaodulator 25 und gleichzeitig zu einem Begrenzer 4. Der HUllkurvendemodulator erzeugt eine videofrequent· farbsättigungagetreue Signalkomponente, die durch Hlillkurvengleichrichtung entsteht. Das begrenzte, nur noch die farbartgetreue Komponente enthaltende Signal wird eines Schmitt-Trigger 6 zur Flankenversteilerung zugeführt, dem «in Differenzierglied 7 naohgeschaltet i«t. Der an dar KLenae 2 liegend·, in an sich bekannter Weise erzeugte Referenzträger wird ebenfalls Über einen Schmitt-Trigger 3 zu einer Beohteoksehwingung mit atellen Hanken verwandelt, die mit dem Differenz!erglled 5 differenziert wird« Die beiden differenzierten Impulse (Nadellmpdee) gelangen an die bei-

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den Eingänge eines Start-Stop-Flip-Flop 8. An den beiden Ausgängen des Start-Stop-Flip-Flop entstehen zwei gegenpolige impulsförmige Ausgangsspannungen, deren Impulsbreite bzw. Impulslücke linear mit der Phase moduliert sind. Die beiden gegenpoligen Ausgangssignale des Flip-Flop 8 werden über den an sich bekannten PAL-Umscharter 9 einem Siebglied 10 zugeführt, an dessen Ausgangsklemme 18 die farbartgetreue Signalkomponente (Phasensignal) erscheint.

Mit Hilfe zweier Uncodierer 12 und 13 werden sowohl das unverzögerte Phasensignal als auch das verzögerte Phasensignal in zwei, in Abhängigkeit des Phasenwinkels A. dreieckförmige Signalkomponenten umgewandelt, so dass an den Klemmen 15 und 16 die Spannung U. bzw. U~ und an den Klemmen 14 und 17 die Spannung U, bzw. U^ entstehen (s.Fig. 2). Die Die so gewonnenen unverzögerten als auch die entsprechenden verzögerten Phasensignalkomponenten werden in den beiden Addierstufen 19 und 20 arithmetisch gemittelt.

Es entstehen wieder zwei dreieckförmige Signalkomponenten, die in den beiden Verzerrerstufen 21 und 22 zu sinusförmigen Signalspannungen umgeformt werden. Die so entstandenen sinusförmigen Signalkomponenten sind gegeneinander um 90 phasenverschoben. Diese Signale werden in zwei multlplikativen Mischern 2J und 24 mit dem vom Hüllkurvendemodulator 25 erzeugten hüllkurvendemodulierten Farbsignal (Amplitudensignal) gemischt. An den Ausgängen 26 und 27 dieser multiplikativen Mischer entstehen die Farbdifferenzsignale B-Y und R-Y.

Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist jeder Addierschaltung eine Verzerrerstufe nachgeschaltet. Anstelle dieser nachgeschalteten Verzerrerstufen kann auch in jeder Zuleitung beider Addierschaltungen je eine Verzerrerstufe vorgesehen sein, so dass jeder Addierstufe eine aus dem unverzögerten und eine aus dem Phasensignal hergeleitete, in Abhängigkeit des Phasenwinkels sinusförmig verlaufende Phasenspannungskomponente zugeführt wird.

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Die beiden so aus dem unverzögerten Phasensignal hergeleiteten sinusförmigen Komponenten können auch mittels zweier Synchrondemodulatoren und eines PAL-Umschalters aus dem am Ausgang der Verzerrerstufe 4 liegenden Phasensignal gewonnen werden.

Diese Schaltungsabwandlungen haben jedoch nicht nur den Nachteil des grösseren Schaltungsaufwandes, sondern auch den weiteren Nachteil, dass bei auf dem Übertragungsweg entstandenen Phasenfehlem über den gesamten Winkelbereich von 0 bis j56O Sättigungsfehler auftreten, wäh- ψ rend bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung, wie im folgenden noch näher erläutert wird, geringfügige Sättigungsfehler nur bei bestimmten Phasenwinkelbereichen auftreten.

Fig. 2a zeigt die an den Ausgangsklemmen 15 und 16 der beiden gleich aufgebauten Umoodierer erzeugte dreieekförmige Phasensignalkomponente ADNQ U, bzw. U_p, und Fig. 2b zeigt die an den Ausgangsklemmen 14 und 17 erzeugte ebenfalls dreieekförmige Phasensignalkomponente ÄKQ U, bzw. Uh. Die erste Dreieckspannung wechselt ihre Steigung jeweils bei 90 , 270 , 450 usw., während die zweite Dreickspannung ihre Steigung bei 0 , 180 , 360 , 5^0 usw. wechselt. Die beiden Dreieckspannungen werden, wie in Fig. 4 noch näher erläutert wird, aus Teilen der Pha-

^ senspannung Uü> und der zur Achse invertierten Kurve Ü(0

zusammengesetzt.

Im folgenden sollen mehrere Beispiele der arithmetischen Mittelwertbildung demonstriert werden:

1. Beispiel:

Es sollen die beiden Phasenwerte f = 120° und 7 = I50⁰ gemittelt werden. Dies entspricht den Punkten F und H der ersten Dreieckspannungskurve (Fig. 2a). Am Ausgang der Addierstufe 20 entsteht daher ein Span-

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nungsmittelwert entsprechend Punkt G. Die zweite Dreieckspannungskurve (Pig. 2b) liefert die entsprechenden Punkte F und H. Somit entsteht am Ausgang der Addierstufe 19 ein Spannungsmittelwert entsprechend Punkt G. Am Ausgang der Verzerrerstufe 22 erhält man somit eine Spannung, die proportional dem Punktionswert sin j ist (Punkt G.), wobei f den richtigen Mittelwert von | (ISO + 120)° = 135° hat. Ebenso entsteht am Ausgang der Verzerrerstufe 21 der richtige Punktionswert cos 135° (Punkt G₂).

2. Beispiel;

. Es sollen die beiden Phasenwerte f = 345° und ψ= 375° bzw. ψ = 15° gemittelt werden. Die Kurve 2a liefert hierzu die Punkte P und B. Der Spannungsmittelwert liegt im Punkt A bzw. im Punkt Q. Man erhält somit den Punktionswert sin V mit dem richtigen Argument ψ = 0° bzw. Ψ= 360°. Die Kurve 2b liefert hier jedoch zwei gleiche Spannungswerte (Punkte f und B). Die Mittelwertspannung ist daher diesen beiden Spannungen ebenfalls gleioh und man erhält am Ausgang der Verzerrerstufe 21 den Punktionswert cos 15° = cos 3&5⁰ (Punkte P₂ bzw. B₂), was in diesem Falle gegenüber dem richtigen Punktionswert cos 0° bzw. cos 3βθ° einem Fehler von 3*35 % entspricht. Da jedoch bei rechtwinkliger Vektoraddition immer der kleinere Vektor winkel bestimmend ist, ergibt sich im vorliegenden Fall nur ein Amplitudenfehler (Sättigungsfehler), jedoch kein Winkelfehler (Farbartfehler), da sin »/= sin 0° = 0 ist.

Die erwähnten Sättigungsfehler treten in den Phasenbereichen um 0° {Pif&te App bzw. SbF), um 90° (Punkte QQE bzw. SS), um l80° (Punkte TXL* bzw. 3Ü£) und um 270° (Punkte MNO bzw. Μ8δ) auf und hängen vom Phasenfehler Ψ ab. Ih den übrigen Phasenwinkelbereichen, wo keine der beiden dr#ieokför«|.gen PhsÄenspaimungskomponenten einen Steigungsunterschied aufweist, treten keine Sättigungsfehler auf.

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Pig. 3 zeigt die Kurve der Sättigungsfehler in Abhängigkeit des Phasenwinkels & bei einem Phasenfehler K = 15°. Der maximale Sättigungsfehler beträgt in diesem Falle 3j35 % und tritt jeweils bei den Phasenwinkeln 0°, 90°, l80°, 270° auf. Er errechnet sich zu ~^ = 1 - cosJL . Der Sättigungsfehler verschwindet in den Phasenbereichen 15° bis 75° bzw. 115 bis 165 usw. ganz. Dies ist im Vergleich zu den PAL-Dekodern in bisheriger Technik, bei denen der Sättigungsfehler über den gesamten Winkelbereich zwischen 0 und 360 kons tant ist und gleich dem Maximalwert des Fehlers der erfindungsgemässen Schaltung ist (s. gestrichelte fe Linie in Fig. 3)> als Vorteil anzusehen.

Fig. 4 zeigt einen Schaltungsvorschlag des Umcodierers 12, der mit 13 identisch ist. Hierin ist l8 die Phasenspannung Ό ψ , 29 und 36 sind Widerstände, 28 ist eine IMcehrstufe, 30, 31, 34 und 35 sind Dioden, 32 und 33 sind Gleie-hspannungsquellen, 14 und 15 sind die Ausgangsklemmen, an denen die beiden umcodierten Dreieokspannungen entstehen.

Am Ausgang der Umkehrstufe 28 liegt die zur Phasenspannung Utf ander Achse I * Uu) invertierte Spannung Of (s. Fig. 2a und 2b). Bi Phasenbereich y = 0° bis ^= l80° ist Öf > Uy, es leitet daher die Diode 34 und 35 ist gesperrt. Dn Phasenbereich <f = l80 bis f = 360° ist Uy > Üf. Somit leitet die Diode 35. An der Ausgangsklfnine 14 ψ entsteht daher eine in Abhängigkeit des Phasenwinkels dreieekförmig verlaufende Spannungskomponente U,, die ihre Steigungspolarität bei Überschreiten der Phasenwinkel f = 0°, f = l80°, f = 360⁰ usw. wechselt. Die nachgeschaltete Verzerrerstufe 21 verwandelt diese Spannung in eine Kreisfunktion U^ = K . cos f .

Zur Erzeugung der zielten Spannungskonponent· wind der Phasenspannung Vf mittels zweier Hilfsspannungsquellen 32 bzw. 33 eine Gleichspannung von

der Grosse ■% , Uφ subtrahiert bzw. addiert. Im Phasenwinkelbe- 4 " Bax ,

4 Bax ,

reich f = 0 bis ^= 90 ist (U f + | U f ) <. U f. Ea leitet daher

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die Diode 31 und am Ausgang 15 entsteht der Phasenspannungsverlauf Όψ , jedoch um die Gleichspannung τ . U₄, ins Positive verschoben (siehe

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Teilstüok AD in Fig. 2a)>r^hasenwinkelbereich f = 90° bis f= 270°

ist Utf - |· U vf < U^ und U^ + h U φ > Ü* .Es sind daher beide ¹ d. > max τ τ d ι max ' '

Dioden gesperrt, d.h. am Ausgang 15 entsteht der Phasenspannungsverlauf Ü-f (s. Teilstück DN in Fig. 2a). Im letzten Winkelbereich von

f = 270° bis i = 360° ist (U* - \ U^ ) > Of . Es leitet daher

£. ι max .

die Diode JiO, und am Ausgang 15 entsteht der um 5 . U^ ins Nega-

c. ι max

tive verschobene Phasenspannungsverlauf Up (s. Teilstück NQ in Fig. 2a). Aus den drei genannten Teilstücken entsteht am Ausgang 15 eine dreieckförmige Spannung U , die ihre Steigungspolarität bei Überschreiten der Phasenwinkel f = 90°, f= 270°, f= 450° usw. wechselt. Die nachgeschaltete Verzerrerstufe 22 verwandelt diese Spannung in eine Kreisfunktion M = K . sinf (s. gestrichelte Linie in Fig. 2a).

Patentansprüche
Bl. Zeichnungen

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Claims (4)

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   Patentans prüche

   ι 1.) Verfahren zur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem in Bezug auf die Zählrichtung des Phasenwinkels Ji von Zeile zu Zeile alternierenden PAL-Parbartsignal der auf dem Übertragungsweg entstandene Phasenfehler beseitigt wird und aus dem alternierenden Farbartsignal mit einem Phasendecoder ein

   fc amplitudenunabhängiges Phasensignal hergeleitet, die Zählrichtung

   dieses Signals von Zeile zu Zeile umgeschaltet wird und das so umgeschaltete Phasensignal in einer an sich bekannten Verzögerungseinrichtung etwa um Zeilendauer· verzögert wird und aus dem unverzögerten und dem verzögerten Phasensignal oder aus von diesen hergeleiteten Signalen durch phasenmittelwertbildende Addition ein phasenkorrigiertes, vom Sinus des Phasenwinkels abhängiges Signal sinvi und ein phasenkorrigiertes, vom Cosinus des Phasenwinkels abhängiges Signal cos <λ- gebildet werden und diese beiden Signale in je einer Multiplizierschaltung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals abhängigen Amplitudensignal multipliziert werden nach Hauptpatent P 19 25 155·9-31> dadurch gekennzeichnet, dass die phaeenmittelwertbildende Addition in zwei Addierschaltungen erfolgt, von denen je-

   " der eine aus dem unverzögerten und eine aus dem verzögerten Phasensignal hergeleitete Phasenkomponente zugeführt wird, die in Abhängigkeit des Phasenwinkels ^- sinusförmigen oder dreieckförmigen Verlauf hat und die der ersten Addierschaltung zugeführten Phasenkomponenten zu denen der zweiten Addierschaltung zugeführten Phasenkomponenten eine Phasenverschiebung aufweisen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung etwa 90 beträgt.

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Addierschaltungen zugeführten dreieckförmigen Phasenkoraponenten aus dem verzögerten bzw. dem unverzögerten Phasensignal und den entsprechenden inverten Phasensignalen gewonnen werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Addierschaltung eine Verzerrerschaltung nachgeschaltet ist, die die Ausgangsspannungen der beiden Addierschaltungen in Spannungen mit in Abhängigkeit des Fhasenwinkels sinusförmigem Verlauf verwandeln.