DE2210664A1

DE2210664A1 - Symmetrisches kerbfilter

Info

Publication number: DE2210664A1
Application number: DE2210664A
Authority: DE
Inventors: William Charles Bates; Thomas Threlkeld True
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1972-03-06
Publication date: 1973-04-12
Also published as: CA956707A; GB1319215A; US3728476A; FR2129748A5

Description

,- ,1 .f- j

Patentanwälte

Reichel u. Rcichel

6 Frankiuri a. M. I

PaiksiraBe 13

GENERAL ELECTRIC COMPANY,, Sahenec-ts.--;-·_;

Symmetrisches Kerb

bfIl

Die Erfindung bezieht $i:;.h iu ■;,*:' ι³''/, s^isr;;"''':⁷,.:; Vi^j ...; v^-fil 1:ΐΐ%

Ein derartiges Ko ^bJ¹1 f ^i

der ChrominanziJ r J_-O^n- - , .,. _L

eines Farbf ernsehc ι i,tx<\ > n lieh aus den voa den e ι ] , ,

zusammengesetztes Far ^n₁ ,U^₁₁/? " ~ -jeweiligen behörd*¹ i^ht u V *■ * t» "^Λ * Chrominanzfrequsnzkoiiiü, ii< ⁽i',c', t _b r ^

Lujninanzband fallen, t''2ii,_wc Ί ^, ,"...j;· _& ^u-

Verfahrens in Farbferns..^nor μΐ · ,_Jt% . ;' . ;

ben und ein übermäßiges Uv Iv .- _v* ^ ., " ~ ». ^.J υ

Chrominanzfrequenzkomp^rii-t^r ^ ", 7" ' '»* - i.1. -;¹';- werden diese nachteiligen ,i·¹· * _ ,. c^T -".,

Der Erfindung liegt die Aufgabe za.rruridj-,, Jd" Sj^s^irisoHss Kerbfilter zu schaffen.! 'las d;H ,:'.ί;·"'!,'^Λα!·:.-Γ ^ϊΐιΐίο^τΐϊ^ί"!^::-^ .»■-Durchlaßband einen hohen U'ü.'erJr";;.;;Lurgti-'a:' "'^r- \::. :isr* ΙΙαΓ»::β -v.· ' weist.

Zur Lo-UiH₁; ti L:; ι, - .· r* Aui'i; um i.-;·. -·ί.ί ;;7iihii;·· Li'i,r>;:i<.fH V--vbil IK^v α-.\-\\ der Er;¹ Lnilun;; .;; ■ik.-'ntr/.-.'i ■■■)>. ■. ι '\\iv-u -μι.-· V-;:¹.;,;,^ :,. ,-; .^L ..-■.-; ;;!.'

einem von der Frequenz linear abhängigen Phasenverlauf, ein Bandpaßfilter mit einem von der Frequenz linear abhängigen Phasenverlauf und gleich großer, aber entgegengesetzter Phasenverschiebung bei gleicher Frequenzabweichung nach oben bzw. unten in bezug auf die abgestimmte Mittenfrequenz, eine dem Eingang der Verzögerungsleitung und dem Eingang des Bandpaßfilters vorgeschaltete Ankoppeleinrichtung für breitbandige Signale und eine an die Verzögerungsleitung und das Bandpaßfilter angeschlossene Schaltungseinrichtung, die das Ausgangssignal des Bandpaßfilters von dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung subtrahiert.

Ein derart aufgebautes Kerbfilter ist geeignet, die Chrominanzfrequenzkomponenten aus dem Luminanzfrequenzband eines Farbfernsehsignals zu entfernen. Zu diesem Zweck wird das Farbfernsehsignal sowohl der Verzögerungsleitung als auch dem Bandpaßfilter zugeführt. Das nach der Erfindung aufgebaute Luminanzkerbfilter wirkt dann derart, daß das vom Bandpaß gefilterte Videosignal von dem gesamten Videosignal subtrahiert wird. Da das Bandpaßfilter um die Mittenfrequenz herum einen linearen Phasenverlauf aufweist, zeigt auch das Kerbfilter ein symmetrisches Ubergangsverhalten, so daß ungewollte Schwingungserscheinungen gering sind. Da der Phasenverlauf des Kerbfilters linear ist, werden ungewollte Schwingungen und Rauschsignale vermindert, ohne daß dabei das auf einem Farbfernsehempfänger erscheinende Luminanzbild nachteilig beeinträchtigt wird.

Bei einer Weiterbildung ist zwischen dem Bandpaßfilter und der subtrahierenden Schaltungseinrichtung eine einstellbare Dämpfungseinrichtung angeordnet, so daß die Kerbtiefe kontinuierlich verändert werden kann.

Ein bevorzugtes Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Figuren beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines nach

der Erfindung aufgebauten Filters,

Die Figuren 2A und 2B zeigen grafische Darstellungen und

dienen zur Erläuterung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein nach der Erfindung ausgebildetes Luminanzfarbfilter dargestellt, das normalerweise im Coder eines Farbfernsehsenders verwendet wird. Das breitbandige Eingangssignal, das das gesamte Farbvideosignal enthält, das anschließend zum Aussenden eine Trägerschwingung amplitudenmoduliert, wird über Kopplungswiderstände 12 und 13 einem Chrominanzbandpaßfilter 10 bzw. einer Luminanzverzögerungsleitung 11 zugeführt. Die Verzögerungsleitung 11 zeigt eine praktisch lineare Phasenveränderung in Abhängigkeit von der Frequenz. Der Wellenwiderstand des Bandpaßfilters 10 und der Verzögerungsleitung sind einander gleich, und der ohmsche Widerstandswert der Widerstände 12 und 13 stimmt mit dem Wellenwiderstand des Bandpaßfilters 10 bzw. der Verzögerungsleitung 11 überein. Das Bandpaßfilter 10 hat eine Bandbreite von etwa 500 kHz und ist auf die Chrominanzhilfsträgerfrequenz von 3,58 MHz als Mittenfrequenz abgestimmt.

Das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 11 wird dem einen Eingang eines Differentialverstärkers 14 zugeführt. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 10 speist ein einstellbares Potentiometer 15. Das am Abgriff des Potentiometers 15 auftretende Ausgangssignal wird über einen zur Widerstandsanpassung dienenden Verstärker 16 dem Eingang einer Chrominanzverzögerungsleitung 17 zugeführt. Die Chrominanzverzcgerungsleituiig 17 zeigt einen praktisch linearen Phasenverlauf in Abhängigkeit von der Frequenz. Das Ausgangssignal der Chrominanzverzögerungsleitung 17 wird dem zweiten Eingang des Differentialverstärkers zugeführt, der dieses Signal von dem am ersten Eingang anliegenden Signal subtrahiert.

309815/0 670

-U-

Das Bandpaßfilter 10 hat einen Konstant-k-Aufbau (Doppelsieb) mit einer Kapazität 20 und einer Induktivität 21, die mit dem Widerstand 12 in Reihe geschaltet sind, und mit einer Induktivität 22 und einer Kapazität 23, die eine dem Potentiometer 15 parallel liegende Parallelschaltung bilden und zu diesem Zweck zwischen die Induktivität 21 und Masse geschaltet sind. Die Bemessungsvorschriften des Konstant-k-Aufbaus des Filters 10 können beispielsweise dem Handbuch "Reference Data for Radio Engineers", U. Auflage, veröffentlicht von International Telephone and Telegraph Corporation, New York, 1957> Seiten 170, 171 entnommen werden. Die Induktivitäten 21 und 22 sind vorzugsweise veränderbar, so daß eine Feineinstellung des Filters 10 vorgenommen werden kann. Infolge der Wahl der Schaltungselemente für das Bandpaßfilter 10 ergeben sich die in den Figuren 2A und 2B dargestellten Kennlinien. Die gezeigten Kennlinien haben den gleichen Frequenzmaßstab. Bei einer Bandbreite von etwa 500 kHz und einer Mittenfrequenz von etwa 3,58 MHz ist die Dämpfung im Durchlaßbereich des Filters 10 praktisch Null, wie es aus der Fig. 2A hervorgeht. Weiterhin ist der Phasenverlauf des Filters 10 innerhalb des 500-kHz-Durchlaßbereichs in Abhängigkeit von der Frequenz nahezu linear. Dabei beträgt die Phasenverschiebung bei der Mittenfrequenz von 3,58 MHz etwa Null.

Beim Betrieb liegt am Eingang der in der Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung das Farbvideosignal an. Dieses Signal wird mit einer von der Luminanzverzögerungsleitung 11 hervorgerufenen Phasenverzögerung dem ersten Eingang des Differentialverstärkers 14 zugeführt. Weiterhin wird dieses Signal dem Bandpaßfilter 10 zugeführt, das infolge der in der Fig. 2A dargestellten Dämpfungskennlinie alle Signalkomponenten mit Ausnahme der Chrominanzkomponente dämpft. Das gefilterte Signal wird dem Potentiometer 15 zugeführt. Die Gesamtdämpfung des aus dem Filter 10 austretenden Signals hängt von der Einstellung des verschiebbaren Abgriffs des Potentiometers 15 ab. Eine hohe Einstellung des Potentiometerabgriffs sorgt für eine große Amplitude der Chrominanzkomponente, deren Mittenfrequenz 3»58 MHz

309815/0670

bei einer Bandbreite von 500 kHz beträgt. Umgekehrt gelangt bei einer niedrigen Einstellung des Potentiometerabgriffs nur eine geringe Amplitude der Chrominanzkomponente zum Differentialverstärker 14.

Die Chrominanzverzögerungsleitung 17 ist derart ausgebildet, daß jede Frequenz des vom Verstärker 16 kommenden Signals um einen Betrag in der Phase verzögert wird, der gleich der Differenz zwischen der von der Luminanzverzögerungsleitung 11 bei dieser Frequenz hervorgerufenen Verzögerung und der von dem Bandpaßfilter 10 bei dieser Frequenz hervorgerufenen Phasenverzögerung ist. Da die von der Luminanzverzögerungsleitung hervorgerufene Phasenverzögerung größer als diejenige in dem Filter 10 ist, stellt die vorzugsweise einstellbare Chrominanzverzögerungsleitung 17 sicher, daß die dem ersten und zweiten Eingang des Differentialverstärkers 14 zugeführten Signale in Phase sind.

Infolge des linearen symmetrischen Phasenverlaufs des Bandpaßfilters 10 erzeugt irgendeine Abweichung von der Mittenfrequenz innerhalb der 500-kHz-Bandbreite etwa gleich große, aber entgegengesetzte Phasenverschiebungen für gleich große Frequenzabweichungen oberhalb und unterhalb der 3,58-MHz-Hilfsträgerfrequenz. Die erzielte Gesamtwirkung besteht darin, dem Eingang der Chrominanzverzögerungsleitung 17 ein Signal zuzuführen, das über einen Frequenzbereich von etwa 5,58 ± 0,25 MHz in linearer Weise in Abhängigkeit von der Frequenz verschoben ist, während die Frequenzen außerhalb dieses Bereichs stark gedämpft werden. Die Chrominanzverzögerungsleitung 17 bewirkt bei dem von dem Filter 10 kommenden Signal eine zusätzliche, in Abhängigkeit von der Frequenz lineare Phasenverschiebung, während die Luminanzverzögerungsleitung 11 die Phase des gesamten Videosignals in Abhängigkeit von der Frequenz linear ändert. Die Folge davon ist, daß die am ersten und zweiten Eingang des Differentialverstärkers 14 auftretenden Signale über den gesamten Frequenzbereich von etwa 3,58 ± 0,25 MHz etwa in Phase sind, so daß der Differentialverstärker in der Lage ist, das Signal

309815/0670

an seinem zweiten Eingang von dem Signal an seinem ersten Eingang phasenrichtig zu subtrahieren, um ein Ausgangssignal zu liefern, das das gesamte Videosignal umfaßt, bei dem jedoch die Signalkomponenten innerhalb des Frequenzbereichs von etwa 3,58 t 0,25 MHz vermindert oder praktisch entfernt sind. Diese Wirkung der Verminderung der Signalkomponenten innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite kommt derjenigen eines Kerbfilters gleich. Das bedeutet, daß der Amplitudenverlauf des Filters in einem vorgegebenen Frequenzbereich eine Kerbe aufweist. Im vorliegenden Fall beträgt dieser Frequenzbereich etwa 3,58 i 0,25 MHz. Infolge des etwa linearen Phasenverlaufs der Verzögerungsleitungen 11 und 17 und des etwa linearen Phasenverlaufs des Filters 10 innerhalb des Durchlaßbereichs zeigt auch die Gesaratanordnung, also das Kerbfilter, eine etwa linear verlaufende Phasenkennlinie. Auf diese Weise werden ungewollte Frequenzprodukte und sonstige Schwingungsneigungen so gering wie möglich gehalten bzw. vermieden.

Durch Verstellen des Abgriffs des Potentiometers 15 kann man die Amplitude des vom Bandpaßfilter 10 kommenden Signals verändern. Infolge der Dämpfungswirkung, die das Bandpaßfilter 10 auf alle Frequenzen bis auf ein etwa 500 kHz breites Band ausübt, das die Mittenfrequenz von etwa 3158 MHz hat, wirkt sich die Verstellung des Abgriffs des Potentiometers 15 am stärksten auf die Signalkomponenten aus, die innerhalb des genannten Bandbereichs liegen. Eine Verstellung des Abgriffs hat daher in erster Linie eine Veränderung der Tiefe der Kerbe im Amplitudenverlauf des Kerbfilters zur Folge. Durch geeignete Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 15 kann man für das Luminanzsignal einen Verstärkungsgrad von 1 einstellen und dabei gleichzeitig eine maximale Kerbtiefe von mehr als ' 20 dB erreichen. Darüberhinaus ist das Kerbfilter praktisch symmetrisch, da es infolge des symmetrischen Phasenverlaufs des Bandpaßfilters ebenfalls eine symmetrische Phasenkennlinie aufweist. Dieses symmetrische Phasenverhalten hat ein verbessertes Ubergangsverhalten des Kerbfilters zur Folge, da Unter- und Uberschwingungen des Signals symmetrisch erfolgen.

309815/0670

Im folgenden werden lediglich als Beispiel für die Baueinheiten und Bauelemente besondere Werte angegeben, die in Verbindung mit dem Bandpaßfilter 10 ein ^ günstige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform zustande brachtöiij

Kapazität 20 15 Picofarad.

Induktivität 21 106 Microhenry (Naiinvert)

Induktivität 22 . 3,3 Microhenry (Kaimwert)

Kapazität 23 560 Picofarad

Widerstand 12 5G0 Ohm

Potentiometer 15 500 Ohm

Verzögerungsleitung 11 700 Nanosekiuicien

Verzögerungsleitung 17 140 liaiioSekunden plus 0 "bis 4C

Nanoselcunden einstellbar.

Das vorstehend als AusführungsbeU-p; <■■! der "rfiMimg "besciiriebene aktive Kerbfilter aicir:., iut^ vivufernf-.·: quenzkomponenten in dem Luiain^;;'-.;' \- :■ - '.7''--::: sehsignals. Das Kerbfilter u^ist ■■:■' .·, η^)λ· faktor in der Kerbe bei gH *■"■■^chze-ir-i-sc"·"- alr rung im Durchlaßband auf. L-;,e KerbtJ ßi'e äot·. filt-5i^:3 ist kontinuierlich einstellbar.

-eiz-.s-s

3038 1 5/06'/0

Claims

Patentansprüche

Symmetrisches Kerbfilter,
gekennzeichnet ,durch eine Verzögerungsleitung (11) mit einem von der Frequenz linear abhängigen Phasenverlauf, ein Bandpaßfilter (10) mit einem von der Frequenz linear abhängigen Phasenverlauf und gleich großer, aber entgegengesetzter Phasenverschiebung bei gleicher Frequenzabweichung nach oben bzw. unten in bezug auf die abgestimmte Mittenfrequenz, eine dem Eingang der Verzögerungsleitung (11) und dem Eingang des Bandpaßfilters (10) vorgeschaltete Ankoppeleinrichtung (12, 13) für breitbandige Signale und eine an die Verzögerungsleitung (11) und das Bandpaßfilter (10) angeschlossene Schaltungseinrichtung (14), die das Ausgangssignal des Bandpaßfilters (10) von dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung (11) subtrahiert.
2. Kerbfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinrichtung einen Differentialverstärker (14) mit zwei Eingängen aufweist, daß eine erste Kopplungseinrichtung das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung (11) an den ersten Differentialverstärkereingang derart ankoppelt, daß dort ein Signal anliegt, das für jede vorgegebene Frequenz einen vorbestimmten Phasenwinkel aufweist, und daß eine zweite Kopplungseinrichtung das Ausgangssignal des Bandpaßfilters (10) an den zweiten Differentialverstärkereingang derart ankoppelt, daß dort ein Signal anliegt, das für jede vorgegebene Frequenz einen vorbestimmten Phasenwinkel aufweist, wodurch der Differentialverstärker (14) ein Ausgangssignal abgibt, das bei den im Durchlaßbereich des Bandpaßfilters (10) liegenden Frequenzen eine verminderte Amplitude aufweist.

309615/0670
3. Kerbfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Bandpaßfilter (10) und die Schaltungseinrichtung (14) eine einstellbare Dämpfungseinrichtung (15) geschaltet ist.
4. Kerbfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Bandpaßfilter (10) und die Schaltungseinrichtung (14) eine weitere Verzögerungsleitung (17) geschaltet ist.

309815/0670

ι ^Λ0 ·♦

Leerseite