DE2206943A1 - Signaltrennschaltung - Google Patents

Description

RGA 61224

U.S.Ser.No. 115,303
AT: 16. Februar 1971

ROA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.) Signaltrennschaltung

Die Erfindung betrifft eine Signaltrennschaltung mit einer Signalquelle, welche unterschiedliche und getrennt zu verarbeitende Informationen in zwei verschiedenen Frequenzbereichen eines Frequenzspektrums enthält, wobei Oberwellen von Signalen des ersten Frequenzbereiches als unerwünschte Übersprechsignale in dem zweiten Frequenzbereich auftreten können, und mit einem an die Signalquelle angekoppelten Bandpaßfilter zur Trennung der Signale beider Frequenzbereiche.

Ein Signal, welches eine Nutzinformation enthält, kann ebenfalls als unerwünschtes übersprechsignal auftreten, wenn es sich mit einem weiteren, eine andere Information enthaltenden Signal überlagert. Soll ein zusammengesetztes Informationssignal gebildet werden, welches Signale in zwei unterschiedlichen Bereichen des Frequenzspektrums umfaßt, dann kann man bekannterweise die unterschiedlichen Signalanteile von mehreren Quellen ausfiltern, so daß nur die gewünschten Anteile zur Bildung des zusammengesetzten Signals addiert werden. Werden jedoch die Signalanteile von ein und derselben Quelle abgeleitet, dann kann es zu einer Überlagerung von Oberwellen des einen Signalanteils mit dem anderen Signalanteil kommen, so daß die einzelnen Anteile wegen dieses Übersprechen dann keine genauen Abbilder der gewünschten Information mehr sind. Unter diesen Umständen ist es schwierig, das zusammengesetzte Signal so zu verarbeiten, daß die gewünschte Information aus seinen Signalanteilen zurückgewonnen wird.

209836/1010

Ein Beispiel, bei welchem dieses Übersprechproblem auftritt, ist eine Farbfernsehkamera, welche zur Codierung mehrerer Farben auf der lichtempfindlichen Elektrode einer einzigen Aufnahmeröhre ein Streifenfilter verwendet. Eine derartige Kamera ist beispielsweise im U.S. Patent 3 378 633 beschrieben. Sie ,verwendet ein Streifenfilter zur Codierung von zyanfarbenem und gelbem Licht auf unterschiedlichen Bereichen der Targetelektrode der Bildröhre. Bei der Abtastung der Targetelektrode entstehen zwei unterschiedliche Trägerschwingungsanteile mit den zugehörigen Seitenbändern, welche den beiden codierten Farben entsprechen. Das vom optischen Streifenfilter insgesamt durchgelassene Licht entspricht der Helligkeit der Aufnahmeszene und liefert bei der Abtastung ein Basisbandsignal. Durch geeignete Kombination dieses Helligkeits- oder Leuchtdichtesignals mit den die entsprechenden Farben darstellenden codierten Signalen erhält man Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y. Typischerweise hat ein solches Farbsignal einen Frequenzbereich von 1 MHz mit einer Mittenträgerfrequenz von 3,5 MHz, während das andere Farbsignal eine Bandbreite von 1 MHz bei einer Mittenträgerfrequenz von etwa 5 MHz hat. Das Leuchtdichtesignal umfaßt nach seiner Ausfilterung ein Basisband von 3 MHz. Die Oberwellen, insbesondere die zweiten Harmonischen, des Leuchtdichtesignals erscheinen im selben Frequenzbereich wie die die Farben repräsentierenden Signale und erscheinen bei \der Demodulation der Farbsignale als unerwünschte Übersprechsignale, welche zu einer Verfälschung der Farbsignale führen, die dann nicht mehr die ursprüngliche Farbe der Aufnahmeszene wiedergeben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltung, welche das Übersprechen zwischen verschiedenen, Informationen darstellenden Komponenten eines zusammengesetzten Signales verringert.

Eine solche Signaltrennschaltung weist eine Signalquelle auf,

209836/1080

welche unterschiedliche und getrennt zu verarbeitende Informationen in zwei verschiedenen Frequenzbereichen eines Frequenzspektrums enthält, wobei Oberwellen von Signalen des ersten Frequenzbereiches als unerwünschte Übersprechsignale in dem zweiten Bereich auftreten können, ferner ein an die Signalquelle angekoppeltes Bandpaßfilter zur Trennung der Signale beider Frequenzbereiche und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß mit der Signalquelle ein weiteres Filter gekoppelt ist, welches für Signale durchlässig ist, deren Frequenzen in einem Unterbereich des ersten Frequenzbereiches liegen und in harmonischer Beziehung zu Frequenzen des zweiten Frequenzbereiches stehen, daß mit dem weiteren Filter ein Frequenzumsetzer gekoppelt ist, welcher die durchgelassenen Signale in Frequenzen innerhalb des zweiten Frequenzbereiches umsetzt, und daß mit dem Frequenzumsetzer und dem den zweiten Frequenzbereich selektierenden Bandpaßfilter eine Signalkombinationsschaltung derart gekoppelt ist, daß das unerwünschte Übersprechen kompensiert wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung; und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung werden die vom Objekt 11 kommenden Lichtstrahlen 12 durch eine Objektivlinsenanordnung 13 auf die lichtempfindliche Elektrode 15 einer Aufnahmeröhre 16 projiziert. Die Aufnahmeröhre 16 kann ein Yidicon sein, dessen lichtempfindliche Elektrode 15 seine Targetelektrode ist. Neben der lichtempfindlichen Elektrode 15 ist ein Farbstreifenfilter 14 angeordnet, welches dem in dem vorerwähnten Patent

209836/1080

beschriebenen Filter entspricht. Es hat zwei einander überlagerte und im Winkel zueinander angeordnete Oodiergitter zur Filterung des hindurchtretenden lichtes. Tastet der Elektronenstrahl ein !Raster- auf der lichtempfindlichen Elektrode 15 mit Hilfe üblicher Ablenkmittel ab, dann erhält man am Ausgangsanschluß 17 des Vidicons ein zusammengesetztes Signal, welches eine die Farbe Rot darstellende Trägerwelle mit einer Mittenfrequenz von 3,5 MHz und den zugehörigen Seitenbändern und eine die Farbe Blau darstellende" Trägerwelle mit einer Mittenfrequenz von 5 MHz und den zugehörigen Seitenbändern enthält. Ferner ist in dem zusammengesetzten Signal ein die Helligkeit der Szene wiedergebendes Signalband enthalten, welches die mittlere Helligkeit des das Filter 14 durchlaufenden lichtes wiedergibt. Bei dem am Ausgangsanschluß 17 abgenommenen zusammengesetzten Signal treten die vorerwähnten Übersprechprobleme auf. Insbesondere finden sich Oberwellen des Helligkeits- oder leuchtdichtesignals in denjenigen Bereichen des Frequenzspektrums, in welchen die die Farben Rot und Blau darstellenden Signale liegen.

An den Ausgangsanschluß 17 ist ein Tiefpaß 18 mit einem Durchlaßbereich von O bis 3 MHz angeschlossen, welcher das leuchtdichtesignal von den anderen Signalkomponenten trennt. Dieses Leuchtdichtesignal Y läßt sich am Anschluß 19 abnehmen. Ferner sind mit dem Ausgangsanschluß 17 ein Tiefpaß 24 und Bandpässe 20, 21, 22 und 23 verbunden, deren Durchlaßbereiche in der Zeichnung vermerkt sind.

Der Bandpaß 20 ist für die Rot-Signale durchlässig. Mit ihm ist ein Amplitudendetektor 25 gekoppelt, welcher die Amplitude der Rot-Signale feststellt. In diesen Rot-Signalen sind die unerwünschten zweiten Oberwellenanteile des leuchtdichtesignales in Form von Übersprechsignalen enthalten. Die Rot-Signale werden anschließend durch eine Verzögerungsschaltung 26 zu einem Eingang einer Addierschaltung 27 geführt. Die Verzögerungsschal-

209836/1080

tung 26 ist so ausgelegt, daß alle den Eingängen der Addierschaltung 27 zugeführten Signale dort gleichzeitig ankommen.

Der Bandpaß 21 ist für einen Bereich der Leuchtdichtesignale durchlässig, dessen Mittenfrequenz halb so groß wie die Farbträgermittenfrequenz ist. Dieser Anteil der Leuchtdichtesignale wird mit Hilfe des Multiplikators 20 in seiner Frequenz um den Paktor 2 verdoppelt, so daß das Ausgangssignal des Multiplikators 20 in demselben Frequenzbereich wie die Rot-Signale liegt. Diese in ihrer Frequenz verdoppelten Leuchtdichtesignale werden einem Amplitudendetektor 29 zugeführt und anschließend einem weiteren Eingang der Addierschaltung 27 zugeleitet. In der Addierschaltung 27 werden diese frequenzverdoppelten Leuchtdichtesignale mit den Rotfarbsignalen einschließlich der in diesen enthaltenen Übersprechanteile kombiniert. Die Polarität der Leuchtdichtesignale wird dabei so gewählt, daß sie die als Übersprechsignale in den Rot-Signalen auftretenden Leuchtdichteanteile kompensieren. Das Ausgangssignal der Addierschaltung enthält somit nur die reinen, amplitudendemodulierten Rot-Signale, die dann einem Eingang einer Subtrahierschaltung 35 zugeführt werden, auf deren anderen Eingang ein Teil der vom Tiefpaß 24 erhaltenen Leuchtdichtesignale gegeben werden. Durch Subtraktion dieser beiden Signale entsteht am Anschluß 36 ein Farbdifferenzsignal R-Y.

Der zweite Kanal der in Fig. 1 dargestellten Schaltung dient der Verarbeitung der Blaufarbsignale in entsprechender Weise wie es für die Rotfarbsignale beschrieben ist. Die Blaufarbsignale mit den unerwünschten Übersprechanteilen werden mit Hilfe des Bandpasses 22 ausgefiltert und mit Hilfe eines Detektors 31 amplitudendemoduliert. Sie werden ferner durch die Verzögerungsschaltung 32 verzögert und dann auf einen Eingang einer Addierschaltung 30 geführt. Der Bandpaß 23 ist für einen Bereich der Leuchtdichtesignale durchlässig, dessen Mittenfrequenz die Hälfte der Mittenfrequenz der Blaufarbsignale beträgt.

209836/1080

Diese Signale werden mit Hilfe des Multiplikators 33 mit dem Faktor 2 multipliziert und dann einem Detektor 34 zugeführt. Das Ausgangssignal dieses Detektors wird dem anderen Eingang der Addierschaltung 30 zugeführt, wo es mit den die unerwünschten Übersprechanteile enthaltenden Blaufarbsignalen kombiniert ,wird. Dabei werden die Übersprechanteile ausgelöscht, und die · übrig bleibenden Blaufarbsignale werden einem Eingang einer Subtrahierschaltung 37 zugeführt und dort in geeigneter Weise mit dem Leuchtdichtesignal zur Bildung eines Farbdifferenzsignals B-Y kombiniert, welches am Ausgangsanschluß 38 abnehmbar ist.

2 stellt das Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform der Erfindung dar. Am Anschluß 17 steht wiederum das Ausgangssignal von der Targetelektrode der Bildaufnahmeröhre zur Verfügung, welche in gleicher Weise aufgebaut sein kann, wie es bei Fig. 1 beschrieben ist. Der Anschluß 17 ist mit dem Eingang eines Tiefpasses 18 mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 3 MHz verbunden, welcher für das Leuchtdichtesignal Y durchlässig ist, welches am Anschluß 19 abgenommen werden kann. Ferner ist der Anschluß 17 mit einem Tiefpaß 24 verbunden, dessen Durchlaßbereich der Bandbreite der Farbsignale entspricht und der einen Teil des Leuchtdichtesignals zur geeigneten Kombinierung mit den Farbsignalen durchläßt. Dieses Schmalband-Leuchtdichtesignal wird auf den Eingangsanschluß der Subtrahierschaltung 35 geführt.

Mit dem Anschluß 17 ist weiterhin ein Bandpaß 20 gekoppelt, welcher für Träger und zugehörige Seitenbänder der Rotfarbsignale durchlässig ist. Die Rotfarbträgerschwingungsanteile werden von einem Detektor 25 amplitudendemoduliert und anschließend über eine Verzögerungsschaltung 26 einem Eingang einer Addierschaltung 27 zugeführt. Sie enthalten die oben erwähnten unerwünschten Übersprechkomponenten. Die Verzögerung. d.er Verzögerungsschaltung 26 ist so bemessen, daß sämtliche den Eingängen der Addierschaltung 27 zugeführten Signale dort

209836/1080

gleichzeitig eintreffen.

Außerdem ist mit dem Anschluß 17 ein Bandpaß.45 gekoppelt, welcher für einen Frequenzbereich durchlässig ist, der um eine Mittenfrequenz von der halben Trägerfrequenz der Rotfarbträgerschwingung von 3,5 MHz liegt. Der Bereich der vom Bandpaß 45 gelieferten Leuchtdichtesignale wird mit Hilfe des Amplitudendetektors 46 demoduliert und einer Quadrierschaltung 47 zugeführt, die in üblicher Weise aufgebaut sein kann und an ihrem Ausgang Oberwellen der ihrem Eingang zugeführten Signale liefert. Die von der Quadrierschaltung 47 gelieferten Signale werden einer abgestimmten Schaltung 48 zugeführt, welche für einen Frequenzbereich mit der Mittenfrequenz 3,5 MHz des roten Farbträgers liegt. Diese Signale werden einem Amplitudendetektor zugeführt, dessen Ausgangssignal auf einen Eingang der Addierschaltung 27 gegeben wird und dort mit geeigneter Polarität mit den Rotfarbsignalen überlagert wird, so daß die unerwünschten Übersprechkomponenten sich auslöschen. Die dabei entstehenden Rotfarbsignale werden nun' dem einen Eingang der Subtrahierschaltung 35 zugeführt und dort mit den schmalbandigen Leuchtdichtesignalen zur Bildung des Farbdifferenzsignals R-Y kombiniert, welches am Ausgang 36 abnehmbar ist.

Schließlich ist mit dem Anschluß 17 noch eine mit F2 bezeichnete Verarbeitungsschaltung verbunden, welche dem in Fig. 1 mit den Blöcken 20 und 45 beginnenden Schaltungsteil entspricht und zur entsprechenden Verarbeitung der Blaufarbsignale in gleicher Weise wie es für die Rotfarbsignale beschrieben ist, verarbeitet werden. Auf diese Weise wird ein Farbdifferenzsignal B-Y am Ausgang 38 erhalten, welches frei von unerwünschten Übersprechkomponenten ist, die durch Oberwellen des Leuchtdichtesignals hervorgerufen werden und sich dem Blaufarbsignal überlagern.

Die Erfindung ist vorstehend in Verbindung mit einem Farbcodiersystem unter Verwendung eines Farbstreifencodierfilters zur Erzeugung zweier unterschiedlicher Färbträgerschwingungen höhere

209836/1080

Frequenz als das Basisband-Leuchtdichtesignal beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch auf andere Farbcodiersystemtypen anwendbar ist, wie z. B. solchen, bei denen mit-Hilfe einer Mehrzahl von Färben eine einzige Trägerschwingung von höherer Frequenz als das Basisbandsignal in der Phase moduliert wird. Ferner läßt sich die Erfindung ganz allgemein auf jedes System anwenden, bei welchem unterschiedliche Informationen in unterschiedlichen Frequenzbereichen eines Frequenzspektrums enthalten sind und Oberwellen niederfrequenter Signalanteile als Übersprechsignale in dem die höherfrequenten Signale enthaltenden Bereich des Spektrums auftreten.

209836/1080

Claims (6)

1. Patentansprüche

   π)) Signaltrennsclialtung mit einer Signalquelle, welche unterschiedliche und getrennt zu verarbeitende Informationen in zwei verschiedenen Frequenzbereichen eines Frequenzspektrums enthält, wobei Oberwellen von Signalen des ersten Frequenz-'bereiches als unerwünschte Übersprechsignale in dem zweiten Frequenzbereich auftreten können,'und mit einem an die Signalquelle angekoppelten Bandpaßfilter zur Trennung der Signale beider Frequenzbereiche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Signalquelle (17) ein weiteres Filter (21; 45) gekoppelt ist, welches für Signale durchlässig ist, deren Frequenzen in einem Unterbereich des ersten Frequenzbereiches (o - 3 MHz) liegen und in harmonischer Beziehung zu Frequenzen des zweiten Frequenzbereiches (3-4 MHz) stehen, daß mit dem weiteren Filter (21;45) ein Frequenzumsetzer (28;47,48) gekoppelt ist, welcher die durchgelassenen Signale in .Frequenzen innerhalb des zweiten Frequenzbereiches umsetzt, und daß mit dem Frequenzumsetzer und dem den zweiten Frequenzbereich selektierenden Bandpaßfilter (20) eine Signalkombinationsschaltung (27) derart gekoppelt ist, daß das unerwünschte Übersprechen kompensiert wird.
2. 2) Signaltrennschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die harmonische Beziehung das Frequenzverhältnis 1:2 ist und daß der Frequenzumsetzer (28;47,48) ein Frequenzverdoppler zur Verdoppelung der das weitere Filter (21;45) durchlaufenden Frequenzen ist.
3. 3) Signaltrennschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalkombinationsschaltung (27) eine Addierschaltung ist und daß die Polarität der frequenzumgesetzten Signale im Sinne einer Yerringerung der Übersprechanteile gewählt ist.

   209836/1080

   -10-
4. 4) Signaltrennschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der ein dritter Frequenzbereich., welcher sich von dem zweiten Frequenzbereich unterscheidet aber hinsichtlich der Übersprecherscheinungen durch Oberwellen vergleichbar ist, vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß 'zur Reduzierung dieser zweiten unerwünschten Übersprecherscheinungen analoge Baugruppen (22,23,30 oder 39) mit demselben !Faktor der harmonischen Beziehung vorgesehen sind.
5. 5) Signaltrennschaltung nach Anspruch 4, bei welcher die Signalquelle eine Farbfernsehkamera mit einem Farbstreifencodierfilter ist, dessen sich in ihren Farben unterscheidende Farbstreifen unterschiedliche Streifenfrequenzen haben und das im optischen Weg zum abgetasteten Bildwandler angeordnet ist, dadurch ge'kennzeichnet, daß die die Signale trennenden Bandpaßfilter (18,20,22) so bemessen sind, daß die Leuchtdichteinformation in einen ersten Frequenzbereich (0-3 MHz), und die Rot- und Blaufarbinformationen in getrennte höherfrequente Bereiche getrennt werden, und daß die durch die zweite Oberwelle der leuchtdichteinformation in den Verarbeitungskanälen der Rot- und Blaufarbsignale hervorgerufenen Übersprechanteile durch geeignete F/2 Selektionsfilter und Frequenzverdoppler reduziert werden.
6. 6) Signaltrennschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumsetzer zur Frequenzmultiplizierung eine Quadrierschaltung (47) und eine abgestimmte Oberwellenschaltung (48) enthält.

   209838/10

   ι JH . .. Le.erseite