DE2206704B1

DE2206704B1 - Laufzeitdemodulator fur eine frequenz oder phasenmodulierte Tragerschwingung und dessen Verwendung bei der Abtastung von Aufzeichnungsträgern

Info

Publication number: DE2206704B1
Application number: DE19722206704D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. 1000 Berlin Dickopp
Original assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Current assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Priority date: 1972-02-12
Filing date: 1972-02-12
Publication date: 1973-08-30
Also published as: JPS4890454A; GB1413633A; FR2171440B1; DD103992A1; IT986044B; JPS5652365B2; FR2171440A1

Description

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Fig. 1. eine merklich größere Amplitude besitzen wird das Trägersignal in zwei Anteile gespalten. Der

können als das Videosignal, dessen maximale Größe eine Anteil gelangt direkt in den Ringmodulator, wäh-

durch die Hubgrenzen gegeben ist. Ein Störsignal von rend der andere Anteil erst über das Laufzeitglied 5

z. B. 1. VlHz (Punkt 2 in Fig. 1) erzeugt in dem an das zweite Klemmenpaar des Ringmodulators ge-

Laufzeitdemodulator eine Störgröße mit ungefähr 5 langt. An den Klemmen 8a, Sb kann das Videosignal

dreifachem Wert gegenüber demjenigen Wert, der abgenommen werden.

durch eine Momentanfrequenz der Trägerschwingung In F i g. 3 sind zwei Demodulationskennlinien

an einer Grenze des Hubbereiches (Punkte 3 und 3'in IQa, 10b eines unbegrenzten und eines begrenzten

Fig. 1) erreicht wird. Trägersignals für eine Laufzeit τ = ³'_tTm gezeichnet,

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einflüsse solcher io an Hand derer die vorteilhaften Eigenschaften einer

Störsignale, deren Frequenzen außerhalb des Fre- derart eingestellten Laufzeitdemodulationsschaltung

quenzhubbereich.es liegen, erheblich zu vermindern. erläutert werden sollen. Die nach der Erfindung er-

Diese Aufgabe wird durch die im ersten Patent- zielte Demodulationskennlinie unterscheidet sich ein-

anspruch angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte mal gegenüber der bisher üblichen 11 durch einen

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- 15 größeren Amplitudenumfang des Ausgangssignals im

ansprüchen angegeben. Hubbereich des Trägersignals. Die dadurch erzielte

Die durch die erfindungsgemäße Anwendung erziel- größere Empfindlichkeit der Laufzeitdemodulationsbare Unterdrückung der beschriebenen Störungen ist schaltung wird nur bei einem unbegrenzten Trägerso stark, daß es demgegenüber unbedeutend ist, daß signal durch eine Vergrößerung der Nichtlinearität der bei einer ungefähren Laufzeit von ^3/ ₄, ⁵/₄ oder ^T/ ₄ 20 Kennlinie, die eine Vergrößerung des Klirrfaktors zur usw. der Periodendauer bei der Mittenfrequenz auch Folge hat, beeinträchtigt. Als ein besonderer Vorteil weniger lineare Teile der Demodulationskennlinie zeigt sich jedoch die Tatsache, daß durch diese Demitbenutzt werden. Dies gilt um so mehr, als sich die modulationskennlinie eine wesentliche Reduzierung Nichtlinearität der Demodulationskennlinie durch der Störsignale möglich ist. Die höchstmöglichen gute Begrenzung der modulierten Schwingung beseiti- 25 Amplituden der Störsignale (s. Punkt 12 und 12' in gen läßt, so daß insbesondere bei einer ungefähren Fig. 3) sind nur wenig größer als die Amplituden des Laufzeit von ³ '₄ der Periodendauer nur noch Vorteile. innerhalb des Hubbereiches liegenden Videosignals, nämlich die angestrebte Störunterdrückung, zu ver- Im allgemeinen sind sie jedoch kleiner als die maximazeichnen sind. Aber selbst wenn die Begrenzung der len Amplituden des Videosignals und werden stellendemodulierten Schwingung nicht ideal ist, fallen ver- 30 weise ganz unterdrückt (Punkt 13 und 13' in F i g. 3). bleibende Nichtlinearitäten der Demodulationskenn- Durch die nach der Erfindung bemessene Einstellung

linie zumindest bei der Abtastung von Bildaufzeich- , _r . . 2« — 1 _ . .. ,. , , ,·

, . ~ . , - , ,,,.,.,. der Laufzeit τ = —_;—· Tm ist es moslicn. da die

nungstragern kaum ins Gewicht, obwohl hierbei die 4

obenerwähnte relative Bandbreite besonders groß ist. Zahl der Nulldurchgänge der Kennlinie mit wachsenweil die durch die Nichtlinearitäten hervorgerufenen 35 dem η zunimmt, gezielt bestimmte Störsignale mit Verzerrungen der demoduiierten Signale nur die Gra- Frequenzen unterhalb und oberhalb des Hubbereichs dation der wiedergegebenen Bilder beeinflussen. Gra- des Trägersignals zu schwächen und teilweise ganz dationsverzerrungen werden aber erfahrungsgemäß zu unterdrücken,
vom Betrachter wenig bemerkt. Die durch diese Schaltung verursachte Vergrößerung

An Hand der Figuren wird auf ein Ausführungs- 40 der Nichtlinearität fällt wegen der vorteilhaften

beispiel der Erfindung eingegangen. Unterdrückung der Störsignale ohne Verwendung

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild, und in weiterer Schaltungsmittel nicht ins Gewicht, sondern

F i g. 3 sind Demodulationskennlinien gegenüber- kann durch eine Begrenzung des Trägersignais vergestellt, mieden werden oder durch eine die Verzerrung der

In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild mit einem Aus- 45 Kennlinie ausgleichende Vorverzerrung des Trägerführungsbeispiel der Erfindung angegeben, das aus signals oder durch Verwendung eines Verstärkers mit einem Ringmodulator 4 und einem Laufzeitglied 5 einem entsprechenden Verstärkungsverlauf die Nichtbesteht. Der Signalweg des Trägersignals beginnt an linearität zu beseitigen, ganz außer Betracht gelassen den Eingangsklemmen 6a. 6b. An den Stellen Ta. Ib werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Trägerschwingung, also bei Fehlen der Modulation, Patentansprüche: einen Nulldurchgang des Videosignals auf. Dieser Nulldurchgang wird dadurch erreicht, daß die durch

1. Laufzeitdemodulator für eine phasen- oder das Laufzeitglied bewirkte Phasenverschiebung für die frequenzmodulierte elektrische Schwingung, bei 5 Mittenfrequenz gerade 90° beträgt, so daß sich aus den dem die Laufzeit des in ihm enthaltenen Laufzeit- beiden dem Ringmodulator zugeführten Anteilen

.., 2« + 1 , „_Q · * ι j· -n · j j durch die multiplikative Verknüpfung in dem Ring-

_gliedes -;- mal großer ist als die Periodendauer _{modulator der} ^_{ert NuU} ^ ^ _Laufzeit jj_s

ungefähr bei der Mittenfrequenz der Schwingung, Laufzeitgliedes beträgt für diesen Fall ein Viertel der

gekennzeichnet durch die Verwendung io Periodendauer (Tm) bei der Mittenfrequenz (fm).

zur Unterdrückung von außerhalb des Hubbereichs Je größer im Betriebsfall die Differenz zwischen der

auftretenden Störmodulationen bei der Demodu- Momentanfrequenz und der Mittenfrequenz ist, um so

lation, insbesondere bei der Abtastung von Auf- größer ist auch das Videosignal am Ausgang des

Zeichnungsträgern, wobei n — 1,2,3... Laufzeitdemodulators. Die Größe des Videosignals

2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 ist ein Maß für die Bildhelligkeit. Ist es gleich Null, kennzeichnet, daß die Laufzeit ³/₄ der Perioden- entspricht das einem mittleren Grauwert auf dem dauer ungefähr bei der Mittenfrequenz beträgt, Bildschirm, für positive Werte nimmt die Helligkeit, d. h. η = 1 ist. für negative Werte nimmt die Schwärzung zu, oder

3. Verwendung des Demodulators nach An- umgekehrt, je nachdem, ob eine positive oder negative Spruch 1 oder 2 bei der Abtastung von Bildauf- 20 Modulation vorliegt. Das vom Laufzeitdemodulator Zeichnungsträgern. - abgegebene Videosignal ist im Idealfall von der Trägerschwingung befreit, es enthält im wesentlichen nur die doppelte Frequenz der Trägerschwingung, die durch

einen Tiefpaß unterdrückt werden kann.

25 Für einen Laufzeitdemodulator, bei dem das verzögerte und das unverzögerte Signal in Quadratur stehen und addiert werden und die Summenspannung

Laufzeitdemodulatoren werden beispielsweise bei quadriert und auf einen Tiefpaß gegeben wird, ist es Bildwiedergabegeräten verwendet, bei denen die wieder- bekannt, zur Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber zugebende Nachricht in Form einer frequenzmodulier- 30 den in Rundfunkempfängern üblich gewesenen Freten Trägerschwingung vorliegt. Ihre Aufgabe ist es, quenzdemodulatoren als Laufzeitleitung eine Ultradas der Trägerschwingung aufmodulierte Videosignal schall-Reflexionsleitung zu verwenden, deren Laufzeit wiederzugewinnen, wobei gleichzeitig eine Unter- 2»-l ^ _&h _{die Periodendauer der}

druckung der Tragerschwingung durchgeführt wird. 4 ^a

Das Prinzip ihrer Arbeitsweise besteht darin, die fre- 35 Trägerschwingung, wobei m eine ganze Zahl größer quenzmodulierte Trägerschwingung in zwei Anteile 5 ist (deutsche Offenlegungsschriften 1 806 973 und aufzuspalten, den einen Anteil durch ein Laufzeitglied 1 920 914).

gegenüber dem anderen in der Phase um einen von der Die Anwendung eines solchen bekannten Laufzeit-

Frequenz abhängigen Betrag zu verschieben und dann demodulators in Wiedergabegeräten, in welchen beide Anteile zu einer Produktbildung heranzuziehen. 40 Signale nach Abtastung eines Aufzeichnungsträgers in Die Produktbildung kann beispielsweise dadurch ge- Form einer frequenz- oder phasenmodulierten Schwinschehen, daß die beiden Anteile addiert und anschlie- gung vorliegen, erscheint jedenfalls zur Erhöhung der ßend quadriert sowie einem Tiefpaß zugeführt werden. Empfindlichkeit nicht zweckmäßig, weil hierbei die Eine andere Möglichkeit besteht darin, die beiden An- Bandbreite der modulierten Schwingung, d. h. der teile in einer z. B. als Ringmodulator bekannten 45 Frequenzhub und der von den Seitenbandfrequenzen Schaltung multiplikativ zu verknüpfen. In neuerer eingenommene Frequenzbereich, relativ groß im VerTechnologie ist es üblich, statt des Ringmodulators hältnis zur Mittenfrequenz und jedenfalls größer als Multiplikatorschaltungen zu verwenden, die als voll- im Zwischenfrequenzbereich von Rundfunkempfänständige Bausteine im Handel sind. gern ist. Bei einer derart großen relativen Bandbreite

In der F i g. 1 ist die Demodulationskennlinie 50 ergibt es sich nämlich, daß von der weiter unten noch eines bekannten Laufzeitdemodulators dargestellt. an Hand von F i g. 3 erläuterten, periodischen De-Über der Momentanfrequenz der Trägerschwingung modulationskennlinie um so eher nichtlineare Teile ist der Betrag S¹ des sich durch die Demodulation mitbenutzt werden müssen, je größer m ist.
ergebenden Videosignals aufgetragen. Der Frequenz- Nun ist es jedoch nicht Aufgabe der Erfindung, die

hubbereich 1 der Trägerschwingung erstreckt sich über 55 Empfindlichkeit eines Laufzeitdemodulators zu ereine Breite von einem Megahertz und hat eine Mitten- höhen, sondern den Einfluß gewisser Störsignale zu frequenz von 3,25 MHz. Der Frequenzumfang des vermindern, die — insbesondere bei der Verwendung aufmodulierten Videosignals beträgt ungefähr 3MHz, des Laufzeitdemodulators in Bildwiedergabegeräten so daß die Seitenbänder der frequenzmodulierten zur Abtastung von Aufzeichnungsträgern — in der Trägerschwingung ungefähr von 0,25 bis 6,25 MHz 60 modulierten Schwingung enthalten sein können. Insreichen. Bei einer unbegrenzten Trägerschwingung besondere bei der Abtastung eines Aufzeichnungserhält man eine sinusförmige Demodulationskenn- trägers in Bildwiedergabegeräten können nämlich linie a, die aber innerhalb des Hubbereiches als linear durch Fehlstellen auf dem Aufzeichnungsträger Störangesehen werden kann. Bei einer ideal begrenzten signale hervorgerufen werden, durch welche Momentan-Trägerschwingung, also bei einer Trägerschwingung 65 frequenzen simuliert werden, die außerhalb des Fremit Rechteck-Verlauf, erhält man eine dreieck- quenzhubbereiches der Schwingung, aber innerhalb förmige Demodulationskennlinie b. Beide Demodu- des Frequenzumfanges des Videosignals liegen, lationskennlinien weisen für die Mittenfrequenz der Diese Fehlstellen führen zu Störsignalen, die nach