DE2056583C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der video- bzw. trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem PAL-Farbartsignal - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung der video- bzw. trägerfrequenten Farbdifferenzsignale aus einem PAL-FarbartsignalInfo
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Description
2(1
4r>
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.
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.
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
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
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
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 ιΓ»
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- 2ri
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 · lkfm,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 · Lkpmax ins Positive verschoben
(siehe Teilstück AD in Fig.2a). Im Phasenwinkelbereich
φ = 90° bis φ=270° ist
= 1 — cosi» .
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-V2Lkpm,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).
Claims (4)
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.
r>
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |