DE2056583C3

DE2056583C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der video- bzw. trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem PAL-Farbartsignal

Info

Publication number: DE2056583C3
Application number: DE2056583A
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart Reiber
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1970-11-17
Filing date: 1970-11-17
Publication date: 1979-05-17
Also published as: ATA962971A; NO139196C; IT976370B; DE2056583B2; SE378498B; NO139196B; GB1307959A; BE775423R; DE2056583A1; ES397061A2; AT328005B; AU468126B2; AU3565771A; ZA717566B

Description

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Im Hauptpatent DE-PS 19 25 155.9 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem *.ur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem in bezug auf die Zählrichtung des Phasenwinkels <x von w> Zeile zu Zeile alterniedenden 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 tr> von Zeile zu Zeile umgeschaltet wird und das so umgeschaltete Phasensignal in einer Verzögerungseinrichtung etwa um Zeüendauer 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 et und ein phasenkorrigiertes, vom Cosinus des Phasen winkeis abhängiges Signal cos a gebildet werden und diese beiden Signale in je einer Multiplizierschaltung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals abhängigen Amplitudensignal multipliziert werden. Dabei war aus der DE-AS 11 61 949 ein Empfänger für ein Farbfernsehsystem bekannt, bei dem ein Leuchtdichtesignal und zwei Farbsignale oder Farbdifferenzsignale durch Modulation eines Farbträgers nach zwei senkrecht zueinander stehenden Modulationsrichtungen übertragen werden und bei dem die Modulationseinrichtungen 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.

Es ist ferner bekannt, DE-PS 12 52 731, die Mittelwertbildung unter Verwendung eines Speichers dadurch zu erreichen, daß jedes der beiden Farbsignale träger- oder videofrequent mit dem ihm entsprechenden, um Zeilendaucr verzögerten Farbsignal addiert wird. Die elektrische Mittelwertbildung des vollständigen Farbsignals setzt also die Verzögerung beider Farbsignale voraus. Die Verzögerung beider Farbsignale erfolgt im allgemeinen durch Verzögerung des getragenen, beide Farbkomponenten beinhaltenden Farbartsignals in einer Glasverzögerungsleitung. Durch die Verzögerung beider Farbkomponenten entstehen bei der elektrischen Mittelwertbildung Sättigungsfehler. Um diese Sättigungsfehler wenigstens an zwei Punkten zu beseitigen, ist eine Schaltung zur Korrektur bekannt, DE-PS 12 63 819, bei der zum Ausgleich von Phasenfehlern dem Farbträger eine farbträgerfrequente Spannung hinzugefügt und dadurch ein amplitudenfehlerbehafteter Farbträger entsteht und bei der eine durch Subtraktion des Farbträgers einer Zeile und des an der nicht umgeschalteten Modulationsachse phasenmäßig gespiegelten Farbträgers der zeitlich benachbarten Zeile gewonnene Spannung dem amplitudenfehlerbehafteten Farbträger über einen so bemessenen Phasendreher und einen so bemessenen AmDlitudeneinsteller hinzugefügt wird, daß die so gewonnene Korrekturspannung die gleiche Phase wie der Farbträger hat und der Amplitudenfehler bei wenigstens zwei Werten des Phasenfehlers verschwindet, wobei entweder im Weg der Korrekturspannung ein Umpoler liegt, der die Polarität der Korrekturspannung unabhängig vom Vorzeichen des Phasenfehlers konstant hält, oder ein mittlerer Phasenfehler eingestellt wird, so daß die Korrekturspannung unabhängig vom Vorzeichen des Phasenfehlers die Amplitude des Farbträgers vergrößert

Wie bereits gesagt, wird bei dieser Schaltung der Farbsättigungsfehler 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 anschließend durch eine Korrekturschaltung der durch die Mittelwertbildung entstandenen Sättigungsfehler reduziert bzw. an zwei Punkten beseitigt.

Darüber hinaus beschreibt die DE-OS 14 62 623

Einrichtungen, bei denen das Farbartsignal erst in die träger- oder viedofrequenten Farbdifferenzsignale (R- Y) und (B- Y) aufgespalten wird, beide Signale in zwei getrennten Verzögerungsanordnungen verzögert werden und anschließend durch Addition des jeweils unverzögerten und verzögerten Signals gemittelt werden. Bei dieser Verzögerung muß also für jede Farbkomponente je eine Verzögerungsanordnung zur Anwendung kommen. Läßt man eine dieser Verzögerungsanor-inungen weg, so wird nur eines der beiden Farbdifferenzsignale gemittelt Durch die fehlende Mittelung des anderen Farbdifferenzsignals treten bei Phasenabweichungeü Störungen auf dem Bildschirm auf, die denen bei PAL-Dekodern ohne Verzögerungsleitung (Simpel-PA L) gleichen. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß diese Fehler entweder in roten Bereichen oder in blauen Bereichen des Bildes unterdrückt sind. Es treten in diesem Falle also nicht nur Sättigungsfehler, sondern in vielen Bildbereichen auch noch Farbartfehler auf, die von Zeile zu Zeile wechsein und deshalb eine sehr störende Zeilenstruktur hervorrufen.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe das Verfahren nach dem Hauptpatent DE-PS 19 25 1555 weiterzubilden und schlägt deshalb vor, daß die phasenmittelwertbildende Addition in zwei Addierschaltungen erfolgt, von denen jeder 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. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn diese Phasenverschiebung 90° beträgt.

Die Ausbildung von Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens ist dabei aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend beschrieben werden.

Es zeigt dabei F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel als Blockschaltbild,

Fig.2a und b in Diagrammform Beispiele der arithmetischen Mittelwertbildung,

F i g. 3 veranschaulicht graphisch die Sättigungsfehler bei einem Phasenfehler von 15°,

F i g. 4 einen Schaltungsvorschlag für einen Umkodierer.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild nach der Erfindung. Das PAL-codierte Farbsignal gelangt von der Eingangsklemme 1 zu einem Hüllkurvendemodulaior 25 und gleichzeitig zu einem Begrenzer 4. Der Hüllkurvendemodulator erzeugt eine videofrequente farbsättigungsgetreue Signalkomponente, die durch Hüllkurvenvergleichrichtung entsteht. Das begrenzte, nur noch die farbartgetreue Komponente enthaltende Signal wird einem Schmitt-Trigger 6 zur Flankenversteilerung zugeführt, dem ein Differenzierglied 7 nachgeschaltet ist Der an der Klemme 2 liegende, in an sich bekannter Weise erzeugte Referenzträger wird ebenfalls über einen Schmitt-Trigger 3 zu einer Rechteckschwingung mit stellen Flanken verwandelt, die mit dem Differenzierglied 5 differenziert wird. Die beiden differenzierten Impulse (Nadelimpulse) gelangen an die beiden Eingänge eines Start-Stop-Mip-Flops 8. An den beiden Ausgängen des Start-Stop-Flip-Flons entstehen, zwei gegenpolige impulsförmige Ausgangsspannungen, deren Impulsbreite bzw. Impulslücke linear mit der Phase moduliert sind. Die beiden gegenpoligen Ausgangssignale des Flip-Flops 8 werde.ii über den an sich bekannten PAL-Umschalter 9 einem Siebglied 10 zugeführt, an dessen Ausgangsklemme 18 die farbartgetreue Signalkomponente (Phasensignal) erscheint.

Mit Hilfe zweier Umcodierer 12 und 13 werden sowohl das unverzögerte Phasensignal als auch das

ίο verzögerte Phasensignal in zwei, in Abhängigkeit des Phasenwinkels λ dreieckförmige Signalkomponenten umgewandelt, so daß an den Klemmen 15 und 16 die Spannung U\ bzw. Lh und an den Klemmen 14 und 17 die Spannung i/3 bzw. H entstehen (siehe F i g. 2). Die so

Γι gewonnenen unverzögerten als auch die entsprechenden verzögerten Phasensignalkomponenten werden in den beiden Addierstufen 19 und 20 arithmetisch gemittelt

Es entstehen wieder zwei dreieckförmige Signalkom-

21) ponenten, die in den beiden Verzerrerstufen 21 und 22 zu sinusförmigen Signalspannungen geformt werden. Die so entstandenen sinusförmigen Signalkomponenten sind gegeneinander um 90° phasenverschoben. Diese Signale werden in zwei multiplikativen Mischern 23 und

r> 24 mit dem vom Hüllkurvendemodulator 25 erzeugten hüllkurvendemodulierten Farbsignal (Amplitudensignal) gemischt An den Ausgängen 26 und 27 dieser multiplikativen Mischer entstehen die Farbdifferenzsignale ß— Kund R-Y.

so Beim Ausführungsbeispiel in F i g. 1 ist jeder Addierschaltung eine Verzerrerstufe nachgeschaltet. Anstelle dieser nachgeschalteten Verzerrerstufen kann auch in jeder Zuleitung beider Addierschaltungen je eine Verze rrerstufe vorgesehen sein, so daß jeder Addierstu-

r> fe eine aus dem unverzögerten und eine aus dem Phasensignal hergeleitete, in Abhängigkeit des Phasenwinkels sinusförmig verlaufende Phasenspannungskomponente zugeführt wird.
Die beiden so aus dem unverzögerten Phasensignal

κι 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

π nur den Nachteil des größeren Schaltungsaufwandes, sondern auch den weiteren Nachteil, daß bei auf dem Übertragungsweg entstandenen Phasenfehlern über den gesamten Winkelbereich von 0 bis 360 Sättigungsfehler auftreten, während bei der in F i g. 1 gezeigten

><i Schaltung, wie im folgenden noch näher erläutert wird, geringfügige Sättigungsfehler nur bei bestimmten Phasenwinkelbereichen auftreten.

F i g. 2a zeigt die an den Ausgangsklemmen 15 und 16 der beiden gleich aufgebauten Umcodierer erzeugte

v, dreieckförmige Phasensignalkomponente ADNQ U\ bzw. Ui, und F i g. 2b zeigt die an den Ausgangsklemmen 14 und 17 erzeugte ebenfalls dreieckförmige Phasensignalkomponente AKQ Ui bzw. Ua. Die erste Dreieckspannung wechselt ihre Steigung jeweils bei 90°, 270°,

bo 450° usw, während die zweite Dreieckspannung ihre Steigung bei 0°, 180°, 360°, 540° usw. wechselt. Die beiden Dreieckspannungen werden, wie in F i g. 4 noch näher erläutert wird, aus Teilen der Phasenspannung Lkp una der zur Achse

invertierten Kurve Ütp zusammengesetzt.

Im folgenden sollen mehrere Beispiele der arithmetischen Mittelwertbildung demonstriert werden.

1. Beispiel

Es sollen die beiden Phasenwerte ςρ=12Ο° und > ψ= 150°_gemitteIt werden. Dies entspricht den Punkten F und H der ersten Dreieckspannungskurve (F i g. 2a). Am Ausgang der Addierstufe 20 entsteht daher ein Spannungsmittelwert entsprechend Punkt G. Die zweite Dreieckspannungskurve (Fig.2b) liefert die m entsprechenden Punkte F und 77. Somit entsteht am Ausgang der Addierstufe 19 ein Spannungsmittelwert entsprechend Punkt S Am Ausgang der Verzerrerstufe 22 erhält man somit eine Spannung, die proportional dem Funktionswert sin ψ ist (Punkt Gi), wobei φ den ι^Γ» richtigen Mittelwert von

'/2 (150+120)° = 135°

hat. Ebenso entsteht am Ausgang der Verzerrerstufe 21 der richtige Funktionswert cos 135° (Punkt Gt). ;?< >

2. Beispiel

Es sollen die beiden Phasenwerte φ=345° und φ=375° bzw. φ= 15° gemitteltjverden. Die Kurve 2a liefert hierzu die Punkte Pund B. Der Spannungsmittel- 2^ri wert liegt im Punkt A bzw. im Punkt Q. Man erhält somit den Funktionswert sin φ mit dem richtigen Argument φ = 0° bzw. qp=360°. Die Kurve 2b liefert hier jedoch zwei gleiche Spannungswerte (Punkte Ύ und BJl Die Mittelwertspannung ist daher diesen beiden Spannun- so gen ebenfalls gleich, und man erhält am Ausgang der Verzerrerstufe 21 den Funktionswert

cos 15°= cos 345°

(Punkte Pi bzw. Bi), was in diesem Falle gegenüber dem j5 richtigen Funktionswert cosO° bzw. cos 360° einem Fehler von 335% entspricht Da jedoch bei rechtwinkliger Vektoraddition immer der kleinere Vektor winkelbestimmend ist, ergibt sich im vorliegenden Fall nur ein Amplitudenfehler (Sättigungsfehler), jedoch kein Win- w kelfehler (Farbartfehler), da sin ψ = sin 0° =0 ist

Die erwähnten Sättigungsfehler treten in den Phasenbereichen um 0° (Punkte ABPbzw. ABP), um 90° (Punkte CDE bzw. CDE), um 180° (Punkte IKL bzw. IKL) und um 270° (Punkte AiNO bzw. MNO) auf und hängen vom Phasenfehler φ ab. In den übrigen Phasenwinkelbereichen, wo keine der beiden dreieckförmigen Phasenspannungskomponenten einen Steiijungsunterschied aufweist, treten keine Sättigungsfehler auf. so

Fig.3 zeigt die Kurve der Sättigungsfehler in Abhängigkeit des Phasenwinkels « bei einem Phasenfehler « = 15°. Der maximale Sättigungsfehler beträgt in diesem Falle 335% und tritt jeweils bei den Phasenwinkeln 0°, 90°, 180°, 270° auf. Er errechnet sich reichen 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° konstant ist und gleich dem Maximalwert des Fehlers der erfindungsgemäßen Schaltung ist (s. gestrichelte Linie in F i g. 3), als Vorteil anzusehen.

F i g. 4 zeigt einen Schaltungsvorschlag des Umcodierers 12, der mit 13 identisch ist. Hierin ist 18 die Phasenspannung Lkp, 29 und 36 sind Widerstände, 28 ist eine Umkehrstufe, 30,31,34 und 35 sind Dioden, 32 und 33 sind Gleichspannungsquellen, 14 und 15 sind die Ausgangsklemmen, an denen die beiden umcodierten Dreieckspannungen entstehen.

Arn Ausgang der Umkehrstufe 28 liegt die zur Phasenspannung Lkp an der Achse '/2 · lkf_m,_x invertierte Spannung Lkp (siehe F i g/2a und 2b). Im Phasenbereich <p=0° bis φ = 180° ist Lkp> Lkp, es leitet daher die Diode 34 und 35 ist gesperrt Im Phasenbereich φ = 180° bis φ=360° ist Lkp> Lkp. Somit leitet die Diode 35. An der Ausgangsklemme 14 entsteht daher eine in Abhängigkeit des Phasenwinkels dreieckförmig verlaufende Spannungskomponente Lh, die ihre Steigungspolarität bei Überschreiten der Phasenwinkel <p = 0°, φ=180°, φ=360° usw. wechselt Die nachgeschaltete Verzerrerstufe 21 verwandelt diese Spannung in eine Kreisfunkticn Ui=K- cos φ.

Zur Erzeugung der zweiten Spannungskomponente wird der Phasenspannung Lkp mittels zweier Hilfsspannungsquellen 32 bzw. 33 eine Gleichspannung von der Größe '/2 · Lkpmtx subtrahiert bzw. addiert Im Phasenwinkelbereichg>=0° bis φ=90° ist

(Up +1/2 Up™,) < Up.

Es leitet daher die Diode 31, und am Ausgang 15 entsteht der Phasenspannungsverlauf Lkp, jedoch um die Gleichspannung '/2 · Lkp_max ins Positive verschoben (siehe Teilstück AD in Fig.2a). Im Phasenwinkelbereich φ = 90° bis φ=270° ist

Lkp-i/2Lkp_max<Zkp

= 1 — cosi» .

Der Sättigungsfehler verschwindet in den Phasenbe-

und Es sind daher beide Dioden gesperrt, d. h^am Ausgang 15 entsteht der Phasenspannungsverlauf Lkp (s. Teilstück DNin Fig.2a). Im letzten Winkelbereich von g>=270°bis<p=360°ist

(Lkp-V2Lkp_m,_x)>Up

Es leitet daher die Diode 30, und am Ausgang 15 entsteht der im '/2 · Lkp max ins Negative verschobene Phasenspannungsverlauf Lkp (s. Teilstück TVO in F i g. 2a). Aus den drei genannten Teilstücken entsteht am Ausgang 15 eine dreieckförmige Spannung U\, die ihre Steigungspolarität bei Oberschreiten der Phasenwinkel <p=90°, «p=270°, <p=450° usw. wechselt Die nachgeschaltete Verzerrerstufe 22 verwandelt diese Spannung in eine Kreisfunktion Us = K ■ sin φ (s. gestrichelte linie in F i g. 2a).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Rückgewinnung der video- oder trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem in bezug auf die Zahlrichtung des Phasenwinkels α 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 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 <x gebildet werden und diese beiden Signale in je einer Multiplizierschaltung mit einem von der Amplitude des Farbartsignals abhängigen Amplitudensignal multipliziert werden nach Patent 19 25 155, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenmittelwertbildende Addition in zwei Addierschaltungen erfolgt, von denen jeder eine aus dem unverzögerten und eine aus dem verzögerten Phasensignal hergeleitete Phasenkomponente zugeführt wird, die in Abhängigkeit des Phasenwinkels <x sinusförmigen oder dreieckförmigen Verlauf hat und die der ersten Addierschaltung zugeführten Phasenkomponenten zu denen der zweiten Addierschaltung zugeführten Phasenkomponenten eine Phasenverschiebung aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung etwa 90° beträgt.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Addierschaltungen (19, 20) zugeführten dreieckförmigen Phasenkomponenten (U 1, U2) aus dem verzögerten bzw. unverzögerten Phasensignal und den entsprechenden invertierten Phasensignalen gewonnen werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Addierschaltung (19, 20) eine Verzerrerschaltung (21, 22) nachgeschaltet ist, die die Ausgangsspannungen der beiden Addierschaltungen in mit dem Phasenwinkel behaftete Sinusspannungen verwandelt.

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