DE2211798A1

DE2211798A1 - Störbegrenzerschaltung für Videosignale

Info

Publication number: DE2211798A1
Application number: DE19722211798
Authority: DE
Inventors: Charles Langdon Oaklyn; Monahan John Francis Moorestown; Dischert Robert Adam Burlington; N.J. Olson (V.SI.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1972-09-14
Also published as: DE2211798B2; US3715477A; JPS5652512B1; NL7203215A; DE2211798C3

Description

7362-72/Kö/S
RCA Docket No.: 64,216
Convention Date:
March 11, 1971

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A. Störbegrenzerschaltung für Videosignale

Die Erfindung betrifft eine Störbegrenzerschaltung für Videosignale.

Um eine verbesserte Fernsehbildwiedergabe zu erreichen, muß man dafür sorgen, daß das Fernsehsignal möglichst frei von Rauschund anderweitigen Störsignaleffekten ist. Verhältnismäßig wenig kann getan werden, um zu verhindern, daß solche Störsignale in das übertragene Videosignal während der Ausstrahlung vom Sender zum Empfänger eingeführt werden. Dagegen wird das Videosignal vor der Übertragung oder Aussendung zahlreichen Behandlungen wie Öffnungskorrektur, Schwarz-Weiß-Pegeleinstellung, Gammakorrektur, Verstärkungsregelung und dergl. unterzogen. Während jeder derartigen Behandlung können unerwünschte Störeffekte in das Nutzvideosignal eingeführt werden. Bei der Bildung eines Videosignals ist es erwünscht, daß die das Videosignal erzeugenden Kameras, sowohl für Live- als auch für Filmaufnahmen, mit optimaler Empfindlichkeit arbeiten. Jedoch hat eine Erhöhung der Kameraempfindlichkeit über einen bestimmten Punkt hinaus gewöhnlich zur Folge, daß zusammen mit dem kräftigeren Nutzvideosignal unerwünschte Begleitstörungen erzeugt werden. Beispielsweise bei Filmkameras verstärken sich, wenn die Kameraempfindlichkeit erhöht wird, die durch das "Korn" des Filmes hervorgerufenen Stör- oder Rauscheffekte.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Störbegrenzerschaltung zu schaffen, die derartige unerwünschte Störungen weitgehend" beseitigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Störbegrenzerschaltung für Videosignale erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Filteranordnung, der die Videosignale zugeführt sind und die mindestens ein bestimmtes der Videosignale in seine niederfrequenten und hoch frequenten Bestandteile trennt; eine Glättungsanordnung, die effek tiv niederamplitudige Ausschwingungen in relativ niederfrequenten Teilen des hochfrequenten Signalbestandteils beseitigt, derart, daß Störeffekte in diesen Signalteilen verringert werden; und eine Addieranordnung, welche den geglätteten hochfrequenten Signalbestandteil mit dem niederfrequenten Signalbestandteil in entsprecheri den Verhältnissen vereinigt, derart, daß ein Ausgangssignal mit verbessertem Störabstand erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Störbegrenzerschaltung besteht also im wesentlichen aus einem Frequenztrennfilter, einem Amplitudenglätter und einem Addierglied. Das Videosignal kann das Videosignal eines Schwarzweiß-Fernsehsystems sein. Im Falle eines Farbfernsehsystems kann es sich beim Videosignal um das Leuchtdichtesignal, um eines oder mehrere der Farbsignale oder um das Leuchtdichte-Farbartsignalgemisch handeln. Der Ausdruck "Störbegrenzung" bezeichnet hier die Beseitigung niederamplitudiger Rausch- und anderweitiger Störeffekte aus den Aufnahmegegenstandsteile mit wenig Detail oder Einzelheiten verkörpernden Videosignalen. Das Filter trennt oder zerlegt das Signal in hoch- und niederfrequente Bestandteile. Der Amplitudenglätter entfernt niederamplitudige Ausschwingungen aus dem hochfrequenten Bestandteil. Das Addierglied vereinigt den geglätteten hochfrequenten Bestandteil mit dem niederfrequenten Bestandteil in solchen Anteilen, daß das resultierende Signal einen besseren Störabstand (Stör/Nutζverhältnis) hat als das ursprüngliche Videosignal.

Wenn die erfindungsgemäße Schaltung für die Störbegrenzung von Videosignalen beim Farbfernsehen verwendet wird, kann die Aeplituden/Frequenzcharakteristik des Filters so gewählt werden,

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daß ihr erster Nullpunkt im wesentlichen bei der Farbträgerfrequenz (Farbhilfsträgerfrequenz) liegt. In diesem Fall ergibt die Amplitudenglättung des hochfrequenten Signalbestandteils eine im wesent liehen vollständige Störunterdrückung bei der Farbträgerfrequenz in denjenigen Bereichen des Aufnahmegegenstands, die keine nennenswerten Details aufweisen. Ferner ist das Frequenztrennfilter vorzugsweise vom Verzögerungsleitungstyp, was den Vorteil eines linearen Fhasengangs hat.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltschema der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung mit ihren Hauptbestandteilen;

Figur 2-1, 2-L, 2-H, 2-C und 2-0 Diagramme, die den Frequenzgang eines typischen Videosignals an den entsprechend bezeichneten Punkten in der Schaltung nach Figur 1 wiedergeben;

Figur 3-1, 3-L, 3-H, 3-C und 3-0 Diagramme, die den zeitlichen Verlauf des typischen Videosignals an den entsprechend bezeichneten Schaltungspunkten in Figur 1 wiedergeben;

Figur 4 ein Schaltschema einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung;

Figur 5 ein Blockschaltschema, das die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung für die Störbegrenzung der Leuchtdichtekomponente eines Farbfernsehsignals veranschaulicht;

Figur 6 ein Blockschaltschema, das die Anwendung der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung zur Verbesserung des Störabstands bei jedem der Primär-Farbsignale in einem Farbfernsehsystem veranschaulicht;

Figur 7 ein Blockschaltschema, das eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung zur Verbesserung des Störabstände bei einem Farbfernseh-Signalgemisch veranschaulicht;

Figur 8 ein Schaltschema, das eine andere mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung zur Verbesserung des Störabstands bei einem Farbfernseh-Signalgemisch veranschaulicht; und

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Figur 9 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung in ihrer Anwendung zur Verbesserung des Störabstands bei jedem von mehreren Primär-Farbsignalen in einem Farbfernsehsystem.

In Figur 1 wird das an der Eingangsklemme I erscheinende Videosignal einem Frequenztrennfilter 11 zugeleitet, das am Schaltungspunkt L eine verhältnismäßig niederfrequente Ausgangssignalkomponente LF bereitstellt. Die am Schaltungspunkt H erzeugte hoch frequente Signalkomponente HF wird einem Amplitudenglätter 12 mit Ausgang am Schaltungspunkt C zugeleitet. Die unveränderte niederfrequente Signalkomponente LF am Schaltungspunkt L und die geglätte te hochfrequente Signalkomponente HF am Schaltungspunkt C werden einem Addierglied 13 zugeleitet, wo sie in geeigneten Anteilen vereinigt werden, so daß am Ausgang 0 des Addiergliedes ein Videosignal mit verbessertem Störabstand (Stör/Nutzverhältnis) erzeugt wird. Die Einzelheiten des Filters 11, des Amplitudenglätters 12 und des Addiergliedes 13 werden später z.B. an Hand der Figuren 4 und9 beschrieben.

Die Art und Weise, in der die Schaltung nach Figur 1 den Störabstand des Videosignals verbessert, ist durch die Kurven nach Figur 2 und 3 graphisch .veranschaulicht.

Bezüglich des Frequenzganges sei angenommen, daß das am Eingang I erscheinende Videosignal ein der Kurve nach Figur 2-1 entsprechendes Frequenzspektrum hat. Das Frequenz Spektrum der relativ niederfrequenten Signalkomponente LF, die vom Filter 11 am Schaltungspunkt L erzeugt wird, ist durch die Kurve nach Figur 2-L veranschaulicht. Die Charakteristik des Filters ist so, daß die Kurve nach Figur 2-L einen ersten Nullpunkt bei einer Frequenz F aufweist. Die Kurve nach Figur 2-H gibt das Frequenzspektrum der relativ hochfrequenten Signalkomponente am Ausgangspunkt H des Filters wieder. Diese Kurve hat ihren ersten Scheitel oder ihr erstes Maximum bei der Frequenz F, die der Frequenz des ersten Nullpunkts der Kurve nach Figur 2-L entspricht. Das Frequenzspektrum der amplitudengeglätteten hochfrequenten Signalkomponente am Ausgangspunkt C des Amplitudenglätters 12 ist durch die Kurve nach Figur 2-C wieder

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gegeben. Diese Kurve ist im wesentlichen die gleiche wie die nach Figur 2-H, weil der durch den Amplitudenglätter 12 effektiv entfernte Signalteil im Frequenzgang nicht in Erscheinung tritt. Schließlich gibt die Kurve 2-0, die durch Zusammensetzen der Kurven nach Figur 2-L und 2-C entstanden ist, das Frequenzspektrum des resultierenden Videosignals am Ausgang 0 des Addiergliedes 13 wieder. Man sieht, daß dieses resultierende Signal praktisch das gleicheist wie das Eingangsvideosignal gemäß der Kurve nach Figur 2-1.

Die Wirkungsweise der Störbegrenzerschaltung nach Figur 1 wird noch deutlicher durch die Kurven nach Figur 3 veranschaulicht, die den zeitlichen Verlauf eines Signals mit einem verhältnismäßig scharfen oder steilen Übergang zwischen zwei verhältnismäßig hellen und dunklen Bereichen eines Aufnahmegegenstands wiedergeben. Um der besseren Anschaulichkeit willen ist der Zeitmaßstab in diesen Figuren stark übertrieben.

In der Kurve nach Figur 3-1, welche die Amplitude des vom Eingang I demFilter 11 in Figur 1 zugeleiteten Videosignals darstellt, sind dem Haupt- oder Nutzsignal 14 unerwünschte Rauschund dergl. Störkomponenten 15 überlagert. Die Kurve nach Figur 3-L gibt die niederfrequente Signalkomponente LF am Ausgangspunkt L des Filters wieder. Die Kurve nach Figur 3-H gibt die hochfrequente Signalkomponente HF am Ausgangspunkt H des Filters 11 wieder. Wie in Figur 3-C gezeigt, entfernt der Amplitudenglätter 12 nach Figur 1 diejenigen verhältnismäßig kleinen Amplitudenausschwingungen des Haupt- oder Nutzsignals 14, zusammen mit den Störkomponenten 15, die zwischen den durch die gestrichelten Linien 16 angedeuteten Amplituden liegen. Die Art und Weise, wie diese Amplitudenglättung erfolgt, wird später an Hand der Figuren 4 und 9 erläutert,

In der geglätteten hochfrequenten Signalkomponente nach Figur •3-C am Schaltungspunkt C in Figur 1 sind somit im wesentlichen sämtliche Störeffekte durch den Amplitudenglätter 12 beseitigt. Im geglätteten Signal treten daher die Störkomponenten 15 nur noch in denjenigen Signalteilen auf, die den verhältnismäßig scharfen Übergängen zwischen hellen und dunklen Bereichen des Aufnahme-

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gegenstands entsprechen. Durch Vereinigung der nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten LF und HF im Addierglied 13 nach Figur 1 ergibt sich am Ausgang 0 ein resultierendes Signal entsprechend der Kurve nach Figur 3-0. In dieser Kurve sind die Störkomponenten 15 aus im wesentlichen dem gesamten Nutzsignal 14 mit Ausnahme desjenigen Teils, der dem Hell-Dunkel-Übergang entspricht, entfernt.

Figur 4 zeigt Schaltungseinzelheiten einer Ausführungsform der Störbegrenzerschaltung nach Figur 1, die der Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung dienen. Es sei angenommen, daß das Signal am Eingang I aus drei gleichen Einheiten besteht. Eine erste Signaleinheit gelangt im wesentlichen unverändert im zeitlichen Verlauf und in der Amplitude zu SignalVereinigungswiderständen und 18. Eine zweite Signaleinheit wird durch zwei identische Verzögerungsleitungen 19 und 21 ohne Veränderung der Amplitude, jedoch mit einer Verzögerung um einen Betrag, welcher der Periode der Frequenz F nach Figur 2-L, 2-H und 2-C entspricht, Signalvereinigungswiderständen 22 und 23 zugeleitet. Eine dritte Signaleinheit wird durch die Verzögerungsleitung 19 um einen Betrag, welcher der Periode der doppelten Frequenz F entspricht, verzögert, durch einen Verstärker 24 in der Amplitude verdoppelt und einem SignalVereinigungswiderstand 25 zugeleitet. Die dritte Signaleinheit wird nach Verzögerung in der Verzögerungsleitung 19 außerdem durch einen Verstärker 26 in der Amplitude verdoppelt und in der Phase umgekehrt und einem SignalVereinigungswiderstand 27 zugeleitet.

Das durch Vereinigen der den Widerständen 17, 22 und 2 5 zugeleiteten Signaleinheiten am Filterausgang 28 entwickelte Signal ist die niederfrequente Komponente LF des Eingangssignals nach Figur 3-L. Das durch Vereinigen der den Widerständen 18, 23 und zugeleiteten Signaleinheiten am Filterausgang 29 entwickelte Signal ist die hochfrequente Komponente HF des Eingangssignals nach Figur 3-H.

Die hochfrequente Signalkomponente HF gelangt vom Filterausgang 29 zum Amplitudenglätter 12, der in einfacher Ausführungsform

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aus zwei in gegensinniger Polarität an den Filterausgang 29 angekoppelten Dioden 31 und 32 besteht. Am Arbeitswiderstand 33 des Amplitudenglätters wird eine geglättete hochfrequente Signalkomponente der allgemeinen Form des Signals nach Figur 3-C erzeugt.

Die geglättete hochfrequente Signalkomponente wird einem SignalVereinigungswiderstand 34 des Addiergliedes 13 zugeleitet. Die niederfrequente Signalkomponente gelangt vom Ausgang 28 des Filters 11 zu einem weiteren SignalVereinigungswiderstand 35 des Addiergliedes 13. Die beiden SignalVereinigungswiderstände 34 und 3 5 des Addiergliedes sind gemeinsam an den Ausgang 0 angeschlossen, so daß dort ein störbegrenztes Ausgangsvideosignal nach Figur 3-0 erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Störbegrenzerschaltung läßt sich in einem Farbfernsehsystem auf verschiedene Weise anwenden, um den Störabstand eines Videosignals zu verbessern. Eine dieser Anwendungsmöglichkeiten ist in Figur 5 veranschaulicht. Die Primär-Farbsignale für Rot R, Blau B und Grün G, die von einer Signalquelle (nicht gezeigt), beispielsweise einer Live- oder einer * Filmkamera stammen, werden über Eingangsklemmen 36, 37 bzw. 38 einer Matrixschaltung 39 bekannter Ausbildung zugeleitet. Die Matrixschaltung erzeugt ein Leuchtdichtesignal (Helligkeitssignal) M und zwei Farbsignale I und Q. Die Signale I und 0 werden in bekannter Weise durch einen I-Modulator 41 und einen O-Modulator auf zwei Phasen eines Farbträgers amplitudenmoduliert, so daß ein phasen- und amplitudenmoduliertes Farbträger-Chromasignal SC entsteht .

Das Leuchtdichtesignal M wird der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung 43 zugeleitet. Sie enthält die gleichen Grundelemente wie die Schaltung nach Figur 1, nämlich das Frequenztrennfilter 11, den Amplitudenglätter 12 und das Addierglied 13. Das Filter ist so bemessen, daß die Frequenz F (Figur 2-L und 2-H) , bei der die ersten Null- und Scheitelpunkte der Ausgangssignale liegen, annähernd gleich der Frequenz des 3,58 MHz-Farbträgers ist. Die Störbegrenzerschaltung 43 beseitigt ähnlich wie die Schaltung nach Figur 4 effektiv niederamplitudige Ausschwingungen vom re-

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lativ niederfrequenten Teil der hochfrequenten Komponente des Leuchtdichtesignals M. Das störbegrenzte Leuchtdichtesignal wird dann mit dem Chroma- oder Farbartsignal SC unter Bildung eines Signalgemischs CTS am Ausgang 44 vereinigt.

Gemäß den von der Federal Communications Commission für das Farbfernsehen in den USA festgesetzten Normen ist das Leuchtdichte signal M aus annähernd 60 Teilen des Griin-Farbsignals G, 30 Teilen des Rot-Farbsignals R und 10 Teilen des Blau-Farbsignals B zusammengesetzt. Falls es notwendig sein sollte, die Amplitudenglättung auf ungefähr 10 % einzustellen, um eine gewünschte Störabstandsverbesserung des Signalgemischs CTS zu erzielen, so würde der hochfrequente Teil des einem im wesentlichen rein blauen Bereichs des Aufnahmegegenstands entsprechenden Leuchtdichtesignals in der Anordnung nach Figur 5 praktisch ausgelöscht.

Figur 6 veranschaulicht eine derzeit bevorzugte Möglichkeit, diesen Nachteil der Anordnung nach Figur 5 zu vermeiden.

Die Primär-Farbsignale R, B und G für Rot, Blau bzw. Grün werden über die entsprechenden Eingänge 45» 46 bzw. 47 je einer Störbegrenzerschaltung 48r, 48b bzw. 48gzugeleitet. Jede Störbegrenzerschaltung besteht aus dem Frequenztrennfilter 11, dem Ampli tudenglätter 12 und dem Addierglied 13. Die Filter für Rot, Blau und Grün weisen in ihrem Frequenzgang Nullpunkte und Scheitelpunkte oder Maxima bei der Farbträgerfrequenz von annähernd 3,58 MHz auf. Die von den Störbegrenzerschaltungen 48r, 48b und 48g erzeugten störbegrenzten Primär>-Farbsignale R, B bzw. G werden der Matrixschaltung 39 zugeleitet, die das Leuchtdichtesignal M und die beiden Farbsignale I und 0 erzeugt. Diese Signale werden in bekannter Weise von den Modulatoren 4I und 42 und einem Leuchtdichte-Verzögerungsglied 49 so behandelt, daß am Ausgang 51 das gewünschte störbegrenzte Signalgemisch CTS erzeugt wird.

Ein wichtiger Vorteil der Anordnung nach Figur 6 gegenüber der nach Figur 5 besteht darin, daß jedes Primär-Farbsignal durch die erfindungsgemäße Schaltung störbegrenzt werden kann, ohne daß irgendeines der Primär-Farbsignale anteilmäßig fehlproportioniert

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wird. So enthält das Leuchtdichtesignal M stets die richtigen Anteile der Primär-Farbsignale gemäß den US-Normen. Ferner kann gewünschtenfalls das Ausmaß der Störbegrenzung der Primär-Farbsignale durch die erfindungsgemäße Schaltung dem Störanteil der verschi£ denen Signale proportional gemacht werden. Darüber hinaus wurde gefunden, daß eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Schaltung zur Störbegrenzung darin besteht, daß auf das Signalgemisch störbegrenzend eingewirkt wird.

Figur 7 zeigt eine entsprechende Anordnung, die notwendigerweise komplexer ist als andere Anordnungen, weil der Farbträger und seine Seiteribänder nicht gestört werden dürfen. Bei dieser Schaltung werden drei Frequenztrennungen in Signalkomponenten vorgenommen. Gemäß den üS-Farbfernsehnormen enthält das vollständige Signal am Eingang 52 eine amplitudenmodulierte Leuchtdichtekomponente undeine Farbartkomponente, bestehend aus einem phasen- und amplitudenmodulierten Hilfsträger (Farbträger) und seinen Seitenbändern. Dieses Signal gelangt zu einem ersten Frequenztrennfilter 53, das ähnlich wie das Filter 11 in Figur 4 ein Kammfilter sein kann. Im vorliegenden Fall verzögert jede der Verzögerungsleitungen (nicht gezeigt), entsprechend den Verzögerungsleitungen 19 und 21 in Figur 4, um ungefähr die Dauer einer Horizontalzeile, d.h. um ungefähr 63,5 Mikrosekunden gemäß den US-Normen. Die am Ausgang 54 des Filters 53 'erzeugte verhältnismäßig niederfrequente Komponente LF des Signalgemische am Eingang 52 enthält im wesentlichen die gesamte Helligkeitsinformation (jedoch im wesentlichen keine Farbinformation) des Aufnahmegegenstande. Sie wird nachstehend als die Helligkeitskomponente des Signalgemischs bezeichnet. Die verhältnismäßig hochfrequente Komponente HF des Signalgemischs am Ausgang 55 des Filters 53 enthält im wesentlichen die gesamte Farbinformation (jedoch im wesentlichen keine Helligkeitsinformation) des Auf nähme gegenstände. Sie wird asisfastehead als die Färbkomponen te des Signalgemischs bezeichnete Sowohl die Helligkeits- als" auch ;die Farbkomponente an den Ausgäageis 54 und 55 des Filters S3 enthält Informationen, die den TerfiältnisaSßig sehas?f®n Überganges zwischen hellen und du&klen Bereiches des AnfnahmegegenBtan&s entsprechen,

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Das Helligkeitskomponentensignal gelangt vom Ausgang 54 zu einem zweiten Frequenztrennfilter 56, das in der gleichen Weise ausgebildet sein kann wie das Filter 11 nach Figur 4 und sich hiervon lediglich dadurch unterscheidet, daß die einzelnen Verzögerung^ leitungen, entsprechend den Verzögerungsleitungen 19 und 21 in Figur 4, die Signale um 140 Nanosekunden, d.h. ungefähr die doppelte Periode einer Farbträgerschwingung mit einer Frequenz von annähernd 3,58 MHz verzögern. Der niederfrequente Teil des Signals am Ausgang 57 des Filters 56 enthält die gesamte Helligkeitsinformation (jedoch keine Farbinformation) des Aufnahmegegenstands. Der hochfrequente Signalteil am Ausgang 58 des Filters 56 enthält weder Heilig keits- noch Farbinformation des Aufnahmegegenstands und besteht im wesentlichen aus Informationen bezüglich der Übergänge zwischen hellen und dunklen Bereichen des Aufnahmegegenstands.

Der hochfrequente Signalteil der Helligkeitskomponente des Signalgemischs am Ausgang 58 des Filters 56 wird einem Amplitudenglätter 59 zugeleitet, der wie in Figur 4 oder wie in dernoch zu beschreibenden Figur 9 ausgebildet sein kann. Der Amplitudenglätter 59 entfernt ähnlich wie der Amplitudenglätter 12 nach Figur 4 die Störeffekte von den relativ niederfrequenten Bereichen des hochfrequenten Signalteils der Helligkeitskomponente, im wesentlichen wie in Figur 3-C veranschaulicht. Der geglättete hochfrequente Signalteil und der niederfrequente Signalteil der Helligkeitskomponente des Signalgemischs werden im Addier glied 6l miteinander vereinigt.

Das Farbkomponentensignal am Ausgang 55 des Filters 53 wird in einem dritten Frequenztrennfilter 62, das gleich ausgebildet sein kann wie das Filter 56, in seine verhältnismäßig niederfrequenten und hochfrequenten Teile zerlegt. In diesem Fall enthält der hochfrequente Signalteil am Filterausgang 63 die gesamte Farbinformation des Aufnahmegegenstands. Der niederfrequente Signalteil des Farbkomponentensignals am Filterausgahg 64 enthält keine Helligkeit s- oder Farbinformation des Aufnahmegegenstands. Er wird durch einen Amplitudenglätter 65.? der gleich ausgebildet sein kann wie der Antplitudenglätter 59* geglättet, so daß Störeffekte von seinen relativ niederfrequenten Bereichen entfernt werden. Der

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niederfrequente Signalteil und der hochfrequente Signalteil der Farbkomponente des Signalgemischs werden im Addierglied 6l miteinander vereinigt. Diese Signalteile werden im Addierglied 6l außerdem mit den vorerwähnten Signalteilen vom Filter 56 und vom Amplitudenglätter 59 vereinigt, so daß am Ausgang 66 ein vollständiges Signalgemisch erzeugt wird. Da lediglich diejenigen Signalteile amplitudengeglättet werden, die weder Helligkeits- noch Farbinformation des Aufnahmegegenstands enthalten, werden also die Helligkeits- und Farbsignale nicht gestört oder beeinträchtigt. Mit der Schaltung läßt sich erreichen, daß das Signal gemisch am Ausgang 66 gegenüber dem Signalgemisch am Eingang 52 einen um ungefähr 6 db besseren Störabstand hat.

Figur 8 veranschaulicht eine andere Möglichkeit der Verbesserung des Störabstands eines Farbfernseh-Signalgemischs mit Hilfe der erfindungsgemäßen Störbegrenzerschaltung. Diese Anordnung enthält weniger Schaltungselemente als die Anordnung nach Figur 7· Ein einziges Frequenztrennfilter (sj_ erfüllt sämtliche Funktionen der drei Filter 53, 56 und 62 in Figur 7. Das Filter 67 hat die gleiche allgemeine Ausbildung und enthält sämtliche Elemente des Filters 11 nach Figur 4. Diese Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen in den entsprechenden Figuren bezeichnet. In diesem Fall verzögert jede der Verzögerungsleitungen, entsprechend den Verzögerungsleitungen 19 und 21, sasa 63,5 Mikrosekunden« Das Filter 67_ enthält eine zusätzliche Verzögerungsleitung 68, die den Veruindungspunkt 69 der Verzögerungsleitungen 19 und 21 mit den Verstärkern 24 und 2 5 verbindet und um 140 Nanosekunden verzögert.

Das am Ausgang 71 des Filters 6^7 erzeugte Signal LF ist die relativ niederfrequente Komponente des Signalgemischs und enthält die gesamte Helligkeits- und die gesamte Farbinformation des Aufnahmegegenstands. Das am Filterausgang 72 erzeugte Signal HF ist die relativ hochfrequente Komponente des Signalgemischs und enthält keine Helligkeits- oder Farbinformation des Aufnahmegegen- ' stands. Dieses letztere Signal wird von einem Amplitudenglätter geglättet, so daß an dessen Ausgang eine störbegrenzte Signalkomponente entsprechend Figur 3-C erzeugt wird. Das geglättete, störbegrenzte Signal HF und das Signal LF werdendurch Widerstände 74

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und 75 vereinigt, so daß am Ausgang 68 ein störbegrenztes Farbfern seh-Signalgemisch CTS erzeugt wird.

Vor der Beschreibung der Anordnung nach Figur 9 soll noch et-. was näher auf Figur 4 eingegangen werden. Hier bestehen sowohl die niederfrequente als auch die hochfrequente Signalkomponente LF unf HF an den Ausgängen 28 bzw. 29 jeweils aus drei Einheiten. Die
erste Einheit jeder Komponente wird an den Widerständen 17 bzw. 18 durch unverzögerte und unverstärkte Teile des Videosignals am Eingang I erzeugt. Die zweite Einheit jeder Komponente wird an Widerständen 22 bzw. 23 durch zweimal verzögerte und unverstärkte Teile des Eingangssignals erzeugt. Da somit die gleichen ersten und zweJL ten Signaleinheiten an den Widerständen 17, 18, 22 und 23 für die
entsprechenden nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten LF
und HF erzeugt werden, können diese Widerstände durch einen einzigen Widerstand ersetzt werden. Die dritte Einheit der niederfrequenten Signalkomponente LF wirdam Widerstand 25 durch einen einmal verzögerten und zweimal verstärkten Teil des Eingangssignals
erzeugt. Die dritte Einheit der hochfrequenten Signalkomponente HF wird am Widerstand 27 durch einen einmal verzögerten, zweimal verstärkten und phasenumgekehrten Teil des Eingangssignals erzeugt.
Somit unterscheiden sich die nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten LF und HF an den Ausgängen 28 und 29 lediglich darin, daß die Polarität ihrer dritten Einheiten an den Widerständen 25 und verschieden ist. Bei der Anordnung nach Figur 9 wird die Gleichartigkeit der Funktionsweise einiger der Signalvereinigungswiderstände der Anordnung nach Figur 4 ausgenützt, um die Anzahl dieser Widerstände erheblich zu verringern.

Die Schaltung nach Figur 9 erfüllt sämtliche Funktionen einer der Störbegrenzungsschaltungen. 48 in Figur 6. Das Frequenztrennfilter in Figur 9 ist vom gleichen Kammtyp wie das Filter 11 in
Figur 4, von dem es sich lediglich in Schaltungseinzelheiten sowie darin unterscheidet, daß es eine spezielle Signalverzögerung aufweist. Das am Eingang 76 erscheinende Primär-Farbsignal gelangt
über einen Widerstand 77 zum Eingangsende einer Verzögerungsleitung 78 mit einer Verzögerung von I40 Nanosekunden. Die Verzögerungsleitung ist an ihrem Eingangsende durch den Widerstand 77 in ihrem

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Wellenwiderstand abgeschlossen, während sie an ihrem Ausgangsende nicht abgeschlossen ist. Das Eingangssignal wird am Verbindungspunkt 79 der Verzögerungsleitung 78 und des Widerstands 77 aufgeteilt, so daß ein Teil zur Verzögerungsleitung und ein anderer Teil zur Basis eines Transistors 8l in Emitterfolgerschaltung gelangt. Nachstehend wird die gleiche Terminologie verwendet wie bei der vorstehenden Beschreibung der Figur 4. Die Schaltung nach Figur 9 enthält keinerlei den amplitudenverdoppelnden Verstärkern und 26 der Schaltung nach Figur 4 entsprechende Verstärker. Damit die in der Schaltung nach Figur 9 erzeugten nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten in ihrer Amplitude den in der Schaltung nach Figur 4 erzeugten Signalkomponenten vergleichbar sind, wird daher vorausgesetzt, daß das Signal am Eingang 76 die doppelte Einheitsamplitude hat.

Dem Signal am Verbindungspunkt 79 präsentiert sich die Verzögerungsleitung 78, verhältnismäßig niederohmig und der Basiskreis des Transistors 8l verhältnismäßig hochohmig. Derjenige Teil des Signals am Verbindungspunkt 79, der zum nicht abgeschlossenen Ende der Verzögerungsleitung 78 mit der doppelten Einheitsamplitude übertragen wird, wird zur Basis des Transistors 81 rückreflektiert, wo er mit dem der Basis direkt zugeleiteten Signalteil vereinigt wird. Nimmt man an, daß durch den verhältnismäßig hohen Widerstand des Basiskreises des Transistors 8l sowohl der ursprüngliche als auch der reflektierte Signalteil effektiv auf Einheitsamplitude herabgedrückt werden, so bedeutet dies, daß an der Basis dbses Transistors ein erster, unverzögerter Signalanteil mit Einheitsamplitude und ein diesem überlagerter zweiter Signalanteil mit Ein heitSamplitude, der gegenüber dem ersten Signalanteil um 280 Nanosekunden verzögert ist, liegen. Diese beiden Signalanteile bilden das die erste Einheit und das die zweite Einheit erzeugende Signal der nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten. Sie gelangen vom Emitter des Transistors 8l zu einem Signalvereinigungswiderstand .82, der somit das Äquivalent der Widerstände 17 und 18 in Figur 4 darstellt.

Der Eingangesignalanteil, der mit seiner ursprünglichen doppelten Einheiteamplitude zum nicht abgeschlossenen Ende der Verzö-

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gerungsleitung 78 übertragen und nicht rückreflektiert wird, gelangt zur Basis eines Transistors 83 in Emitterfolgerschaltung.
Der am Emitter dieses Transistors erzeugte Signalanteil gelangt zu einem Signalvereinigungswiderstand 84 mit doppelter Einheitsamplitude und einer Verzögerung um I40 Nanosekunden. Er bildet das die
dritte Einheit erzeugende Signal der niederfrequenten Signalkomponente. Der Widerstand 84 stellt somit das Äquivalent des Widerstands 25 in Figur 4 dar. Obwohl die resultierende Vereinigung der den Widerständen 82 und 84 zugeleiteten Signale nicht wie in Figur 4 getrennt erfolgt, entsteht gleichwohl die niederfrequente Komponente des dem Eingang 76 zugeleiteten Signals.

Die vereinigten die erste und die zweite Einheit erzeugenden
Signale gelangen vom Emitter des Transistors 8l außerdem zur Basis eines Differenzverstärkertransistors 85 und erscheinen an dessen
Kollektor mit umgekehrter Polarität und im wesentlichen unveränderter Amplitude. Das die dritte Einheit erzeugende Signal gelangt vom Emitter des Transistors 83 außerdem zum Emitter des Transistors 85 und erscheint an dessen Kollektor im wesentlichen unverändert. Diese drei einheitserzeugenden Signale werden im Kollektorkreis des
Transistors 85 effektiv vereinigt, so daß die hochfrequente Komponente des dem Eingang 76 ²^eIeXtCtCn Signals entsteht. Diese Komponente hat die allgemeine Form der Kurve nach Figur 3-H, ist jedoch zu dieser gegenphasig.

Die am Kollektor des Verstärkertransistors 85 erzeugte hochfrequente Komponente des Eingangssignals ist nicht nur gegenphasig zur Kurve nach Figur 3-H, sondern reicht auch in ihrer Amplitude
nicht zur Vereinigung, nach Amplitudenglättung, mit der niederfrequenten Komponente aus. Sie wird daher der Basis eines Verstärkertransistors 86 zugeleitet, der mit einem weiteren Transistor 87
als rückgekoppeltes Paar zusammengeschaltet ist. Die vom Kollektor des Transistors 86 zur Basis des Transistors 87 gelangende hochfrequente Komponente hat die richtige Phase für die Vereinigung
mit der niederfrequenten Komponente. Die am Emitter des Transistors 87 erzeugte hochfrequente Komponente hat sowohl die richtige Phase als auch die richtige Amplitude für die Vereinigung mit der niederfrequenten Komponente.

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Vor der endgültigen Vereinigung vrird jedoch die hochfrequente Komponente vom Emitter des Verstärkertransistors 87 einem Amplitudengitter 88 zugeleitet. Der Amplitudenglätter besteht aus zwei Dioden 89 und 91 und einem dazugehörigen Vor spannet zwerk mit Widej? ständen 92 und 93. Das Vorspannetzwerk erhält seinen Strom über Festwiderstände 94 und 95 und einen Regelwiderstand 96. Durch Verstellen des Regelwiderstands 96 werden die Lagen der Begrenzungslinien l6 (Figur 3-C) relativ zum Signal bestimmt und damit das Ausmaß der Amplitudenglättung geregelt.

Die am Arbeitswiderstand 97 des Ämplitudenglätters 88 erzeugte geglättete hochfrequente Komponente wird einem Signalvereinigungswiderstand 98 zugeleitet. Wegen der vorerwähnten Entstehung der niederfrequenten Signalkomponente aufgrund der Zusammenschaltung der SignalVereinigungswiderstände 82 und 84 wird aufgrund des zusätzlichen Anschlusses des Widerstands 98 an diese Widerstände an deren gemeinsamem Verbindungspunkt ein vollständiges Primär-Farbsignal erzeugt, dessen hochfrequente Komponente unter Entfernung von Störeffekten amplitudengeglättet ist. Der Widerstand 98 entspricht somit allgemein dem SignalVereinigungswiderstand 34 in Figur 4. Das geglättete Primär-Farbsignal wird der Basis eines Transistors 99 zugeleitet, der mit einem zweiten Transistor 101 zu einem rückgekoppelten Paar von Jkuegangsverstärkertransistoren zusammengeschaltet ist. Das as Ausgang 102 erzeugte Videosignal hat «omit einen erheblich verbesserten Störabstand gegenüber dem am Eingang 76 der Störbegrenzerschaltung nach Figur 9 liegenden Signal.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise brauchen die Frequenztrennfilter nicht unbedingt vom Verzögerungsleitungstyp zu sein. Jedoch hat sich die Verwendung von Verzögerungsleitungsfiltern wegen ihrer im wesentlichen linearen Phasencharakteristik als vorteilhaft erwiesen. Bei einem Farbfernsehsystem können aufgrund der besonderen Beschaffenheit des Amplitudenganges eines solchen Filters die ersten Null- und Scheitelpunkte so gewählt werden, daß sie bei der Farbträgerfrequenz liegen. Die Amplitudenglättung der hochfrequenten Signalkomponente ergibt dann eine im

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wesentlichen vollständige Störunterdrückung im Bereich der Farbträgerfrequenz für diejenigen· Bereiche des Aufnahmegegenstände, die keine nennenswerten Details aufweisen. Störkomponenten, deren Frequenzen dicht bei der des Farbträgers liegen, werden auf niedri^ gere Videofrequenzen heruntergemischt (d.h. diesen überlagert), was zu einer störenden Beeinträchtigung des von diesen Signalen wiedergegebenen Bildes führt. Durch die Unterdrückung solcher Stöjr effekte mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung werden somit solche Heruntermisch-Störeffekte erheblich verringert, was eine eindrucksvolle Verbesserung der Bildwiedergabe aus den störbegrenas ten Signalen bedeutet.

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Claims

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Patentansprüche

Störbegrenzerachaltung für Videosignale, gekennzeichnet durch eine Filteranordnung (ll), der die Videosignale zugeführt sind und die, mindestens ein bestimmtes der Videosignale in seine niederfrequenten und hochfrequenten Bestandteile trenntj eine Glättungsanordnung (12), die effektiv niederamplitudige Ausschwingungen in relativ niederfrequenten Teilen des hochfrequenten Signalbestandteils beseitigt, derart, daß Störeffekte in diesen Signalteilen verringert werdenj und eine Addieranordnung (13), welche den geglätteten hochfrequenten Signalbestandteil mit dem niederfrequenten Signalbestandteil in entsprechenden Anteilen vereinigt, derart, daß ein Ausgangssignal mit verbessertem Störabstand erzeugt wird.
2. StörbegrenzerSchaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das bestimmte Videosignal ein einen farbigen Aufnahmegegenstand verkörperndes Farbfernsehsignal ist.
3. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Videosignal die Leuchtdichtekomponente des Farbfernsehsignals ist.
4. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Videosignal eines der Primär-Farbsignale des Farbfernsehsignals ist.
5. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ein Farbfernseh-Signalgemisch mit einer Leuchtdichtekomponente und einer Farbartkomponente ist.

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6. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Filteranordnung mindestens ein Kammfilter (53, 11) enthält, das Scheitel- und Nullpunkte des hochfrequenten Signalbestandteile abwechselnd mit Null- bzw. Schei-

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telpunkten des niederfrequenten Signalbestandteile erzeugt.
7. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Kammfilter (53, 11) eine Anzahl von Verzögerungsleitungen (19, 21) erhält, welche die Scheitel- und Nullpunkte der nieder- und der hochfrequenten Signalbestandteile mit Frequenzen, die ihrer Verzögerung entsprechen, erzeugen, wobei der erste Scheitel- bzw. der erste Nullpunkt des hochfrequenten bzw. des niederfrequenten Signalbestandteils bei einer Frequenz entsprechend der halben Verzögerungszeit liegen.
8. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale aus einem Farbfernseh-Signalgemisch mit einer amplitudenveränderlichen Leuchtdichtekomponente und einer phasen- und amplitudenmodulierten Farbträger-Farbartkomponente bestehen, wobei sowohl die Leuchtdichteais auch die Farbartkomponente Kombinationen mehrerer Primär-Farbsignale enthalten; und daß mindestens eine der Verzögerungsleitungen (56, 62) des Filters eine Verzögerung hat, die im wesentlichen gleich der der doppelten Frequenz des Farbträgers entsprechenden Periode ist.
9. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das bestimmte Videosignal die Leuchtdichtekomponente ist und daß sämtliche Verzögerungsleitungen (56, 62) des Filters Verzögerungen haben, die der doppelten Periode des Farbträgers entsprechen.
10. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das bestimmte Videosignal eines der Primär-Farbsignale ist und daß sämtliche Verzögerungsleitungen (56, 62) des Filters Verzögerungen haben, die der doppel. ten Periode des Farbträgera entsprechen.
11. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Videosignal das Farbfernseh-Signalgemisch ist und daß mindestens eine weitere der

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Verzögerungsleitungen (19, 21) des Filters eine Verzögerung gleich ungefähr der Dauer einer Horizontalzeile hat.
12. StörbegrenzerSchaltung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet , daß das bestimmte Videosignal ein Farbfernseh-Signalgemisch mit einer amplitudenveränderlichen Leuchtdichtekomponente und einer phasen- und amplitudenmodulierten Farbträger-Farbartkomponente istj daß die Filteranordnung ein erstes Kammfilter (53) mit mehreren Verzögerungsleitungen mit je einer Verzögerung gleich im wesentlichen der Dauer einer Horizontalzeile zum Erzeugen einer niederfrequenten Helligkeitskomponente, die sämtliche Helligkeitsinformation des Aufnahmegegenstands enthält, und einer hochfrequenten Farbkomponente, die sämtliche Farbinformation des Aufnahmegegenstands enthält, ein zweites Kammfilter (56) mit mehreren Verzögerungsleitungen mit je einer Verzögerung gleich im wesentlichen der doppelten Periode der Frequenz des Farbträgers zum Erzeugen von nieder- und hochfrequenten Teilen der Helligkeitskomponente und ein drittes Kammfilter (62) mit mehreren Verzögerungsleitungen mit je einer Verzögerung gleich im wesentlichen der doppelten Periode der Frequenz des Farbträgers zum Erzeugen von nieder- und hochfrequenten Teilen der Farbkomponente enthältj daß die Glättungsanordnung einen ersten Amplitudenglätter (59) zum Entfernen niederamplitudiger Ausschwingungen von relativ niederfrequenten Anteilen der hochfrequenten Teile der Helligkeits komponente und einen zweiten Amplitudenglätter (65) zum Entfernen von niederamplitudigen Ausschwingungen von verhältnismäßig niederfrequenten Anteilen der niederfrequenten Teile der Farbkomponente enthält; und daß die Addieranordnung (6l) die geglätteten hoch- und niederfrequenten Teile der Helligkeits- und der Farbkomponente mit den nieder- bzw. hochfrequenten Teilen der Helligkeits- und der Farbkomponente vereinigt.
13. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Videosignal ein Farbfiernseh-Signalgemisch mit einer amplitudenveränderlichen Leuchtykomponente und einer phasen- und amplitudenmodulieiten Farbträger-Farbartkomponente ist und daß die Filteranordnung ein Kamm-

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filter mit einer ersten und einer zweiten Verzögerungsleitung (19, 21) mit je einer Verzögerung gleich im wesentlichen der Dauer einer Horizontalzeile und einer dritten Verzögerungsleitung (68) mit einer Verzögerung gleich im wesentlichen der doppelten Periode der Frequenz desFarbträgers zum Erzeugen eines niederfrequenten Signalbestandteils, der die gesamte Helligkeits- und Farbinformation des Aufnahmegegenstands enthält, und eines hochfrequen ten Signalbestandteils, der lediglich Information über Übergänge zwischen hellen und dunklen Bereichen des Aufnahmegegenstands enthält, aufweist.
14. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung eine Verzögerungsleitung (78), die an ihrem Eingangsende in ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen und an ihrem Ausgangsende nicht abgeschlojs sen ist, einen Signalübertragungstransistor (8l), der zur Addieranordnung einen ersten, in der Amplitude und zeitlich unveränderten Bestandteil des bestimmten Videosignals und einen zweiten, in der Amplitude unveränderten, jedoch um die zweifache Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung verzögerten Anteil des bestimmten Videosignals, der durch Reflexion vom nicht abgeschlossenen Ende derVerzögerungsleitung erzeugt wird, überträgt, einen Signalverstärkertransistor (83), der zur Addieranordnung einen dritten, in der Amplitude verdoppelten und um die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung verzögerten Anteil des bestimmten Videosignals überträgt, und einen an den Signalübertragungstransistor (81) und den Signal Verstärkertransistor (83) angekoppelten Dif f erenzverstäa? kertransistor (85), der zur Addieranordnung einen vierten, in der Amplitude verdoppelten und um die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung verzögerten Anteil des bestimmten Videosignals überträgt, enthält.
15. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Videosignal eines der Farbsignale in einem Fernsehsystem, bei dem ein Farbträger mit Kombinationen der Farbsignale moduliert wird, ist und daß die Verzögerungsleitung (78) der Filteranordnung eine Verzöge-

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rung hat, die im wesentlichen gleich der Periode der Frequenz des Farbträgers ist.
16. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsanordnung (88 3 Figur 9) zwischen den Differenz Verstärkertransistor und die Addier^ anordnung (98) gekoppelt ist.
17. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 16, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Koppelanordnung zwischen der Glättungsanordnung und dem Differenzverstärkertransistor ein rückgekoppeltes Paar von Signalverstärkertransistoren (86, 87) enthält.
18. Störbegrenzerschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der niederfrequente undder hochfrequente Bestandteil des bestimmten Videosignals jeweils drei Einheiten aufweisen und daß die Addieranordnung einen ersten Widerstand, der den ersten und den zweiten Anteil des bestimmten Videosignals, empfängt und die ersten und zweiten Einheiten des niederfrequenten unddes hochfrequenten Signalbestandteils erzeugt, einen zweiten Widerstand, der den dritten Anteil des bestimmten Videosignals empfängt und die dritte Einheit des niederfrequenten Signalbestandteils erzeugt, und einen dritten Widerstand, der den vierten Anteil des bestimmten Videosignals empfängt und die dritte Einheit des hochfrequenten Signalbestandteils erzeugt, enthält.

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