DE2225501A1 - Steuerimpulsgenerator für Fernseh-Trickmischer - Google Patents

Description

RCA Corporation New York, N. Y., V. St. A.

Steuerimpulsgenerator für ITernseh-Trickmischer.

Beim Betrieb von Fernsehanlagen bedient man sich häufig bestimmter sogenannter Trickverfahren, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, welches z. B. ausgewählte Teile zweier von zwei Kameras aufgenommener Szenen enthält. Solche Trickbilder gewinnt man durch selektives Umschalten zwischen den die beiden Szenen verkörpernden Videosignalen, um in einem /usgangskreis ein gemischtes Videosignal zu erzeugen. Die Umschaltung erfolgt unter dem Einfluß von Steuerimpulsen, die zu bestimmten Zeitpunkten.während der Horizontal- und/oder Vertikal-AbtastIntervalle der Kameras erscheinen.

Die Form der Zusammensetzung des Trickbildes kann unterschiedlich sein, beispielsweise als sogenannter "Split-screen", wo-

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bei das Bildfeld in die beiden Szenen aufgespalten ist, oder als Einlagerung der einen Szene in die andere in Form eines Kreises, eines Quadrats oder einer Raute usw. nach Art einer Irisblende. Die Steuerimpulse werden mit der Horizontal- und/ oder Vertikal-Abtastfrequenz der Kamera abgeleitet, und die Zeitpunkte des Auftretens der Steuerimpulse innerhalb der¹ Abtastintervalle können von einer Bedienungsperson gesteuert werden. Hiermit läßt sich zur Erzielung der gewünschten Effekte das Größenverhältnis der beiden Teile eines Split-screen variieren bzw. die Größe und Lage der sogenannten "Einsätze" bei Ineinanderlagerungen verändern.

Die Steuerimpulse erhält man durch Erzeugung einer besonders geformten periodischen Steuerwelle und Kombination dieser Steuerwelle mit einem Gleichstromsignal. Jedesmal wenn die rteuerwelle den Betrag des Gleichstromsignals übersteigt, wird ein Steuerimpuls erzeugt, um einen Schalter von einem Videosignal A auf ein Videosignal B umzuschalten. Jedesmal wenn die Steuerwelle unter den Betrag des Gleichstromsignals absinkt, wird ein anderer Steuerimpuls erzeugt, der den Schalter vom Videosignal B auf das Videosignal A zurückschaltet. Durch Änderung des Betrags des Gleichstromsignals kann eine Bedienungsperson die Zeitpunkte der Steuerimpulse verändern und somit das Verhältnis der beiden Teilszenen inravhalb des von den kombinierten Videosignalen erzeugten Gesamtbildes ändern.

Bei den zur Zeit gebräuchlichen Trickmischern werden die periodischen Steuerwellen von Schaltungen erzeugt, die Multivibratoren und Sägezahngeneratoren mit sich aufladenden und entladenden Kondensatoren enthalten, ''/eil gewisse (mit Kondensatoren bestückte) Baueinheiten eines solchen Trickmischers Zeitkonstanten haben, treten bei Steuerung der Überblendung durch die Bedienungsperson häufig unerwünschte Effekte auf,

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die ein Betrachter des Trickbildes störend empfindet. Wenn man beispielsweise bei einer irisblendenartigen Ineinanderlagerung die Lage des Einsatzes verändert, kann dieser auch ungewollt seine Größe verändern und ausserdem im Hauptbild "umherspringen".

Der erfindungsgemässe Steuerimpulsgenerator bedient sich keiner Kondensatoren oder anderer Glieder mit Zeitkonstanten für die Bildung der periodischen Steuerwelle, von welcher die Impulse abgeleitet werden. Er enthält statt dessen digitale Einrichtungen zur Bildung der Steuerwelle und zur Erzeugung der erforderlichen Signale zur Lageeinstellung der Trickmuster im Trickbild.

Das die Steuerwelle erzeugende Gerät enthält einen Taktimpulsgeber, dessen Frequenz ein Vielfaches einer der Abtastfrequenzen der Kamera ist. Die Taktimpulse werden in einem oder mehreren digitalen Frequenzteilern heruntergeteilt. Ein Ausgang eines solchen Frequenzteilers kann mit den Synchronisierimpulsen der gewählten Abtastfrequenz verglichen werden, um ein Phasensignal zu erzeugen, welches den Taktimpulsgeber mit der ausgewählten Abtastfrequenz verriegelt.

Mehrere verschiedene Frequenzausgänge eines solchen digitalen Frequenzteilers werden selektiv einem Digital-Analog-Umsetzer zugeführt, um eine sägezahnförmige Welle der gewählten Abtastfrequenz oder eines Vielfachen bzw. Bruchteils dieser Frequenz zu erzeugen. Diese Welle wird mit einem Gleichstromsignal kombiniert, um die Schalt- oder Lageregelungsimpulse für den Trickmischer zu erzeugen. Der Digital-Analog-Umsetzer kann somit eine rampenförmige Sägezahnwelle mit einem Vielfachen der Abtastfrequenz erzeugen, und diese Welle wird mit einem veränd^rlichon Gleichstromsignal vereinigt, um Lageregelungsimpulse zur Kinnteilung des Ortes einer Trickeinlagerung in einem Bild zu orzougon.

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Durch die Digital-Analog-Umsetzung ausgewählter Teilungsfrequenzen aus einem mit dem Taktimpulsgeber verbundenen digitalen Frequenzteiler kann eine rampenförmige Sägezahnwelle der Abtastfrequenz erhalten werden, mit der Umschaltimpulse für die Herstellung eines Split-screen-Tricks erzeugt werden.

Eine aus Dreieck-Sägezähnen bestehende Steuerwelle kann erhalten werden durch Anlegen der Taktimpulse an die "Vorwärts"- und "Rückwärts"-Eingänge des als in beiden Richtungen zählender Zähler ausgebildeten digitalen Frequenzteilers, und Umwandlung ausgewählter Frequenzausgänge dieses Frequenzteilers in /nalogform. Eine solche Welle kann in Verbindung mit einem veränderlichen Gleichstromsignal zur Erzeugung von Umschaltimpulsen dienen, die eine rautenförmige Trickeinlagerung bewirken.

Eine Parabelwelle, die zur Erzeugung von Umsehaltimpulsen für die Bildung einer kreisförmigen Trickeinlagerung (Kreistrick) herangezogen wird, läßt sich durch elektronische Multiplikation einer auf digitale Weise erzeugten Dreieckwelle mit sich selbst erhalten.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend &n verschiedenen AisfÜhrungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Split-acreen-Tricks, bei dem Teile zweier Szenen nebeneinander dargestellt -werden;

Figur 2 veranschaulicht die Art der Umschaltung für die Darstellung zweier Szenenteile in einem gemeinsamen Bild;

Figur 3 veranschaulicht die Art und Weise, wie das Verhältnis der beiden Teile eines Split-screen verändert werden kann;

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Figur 4 zeigt die Einlagerung einer Szene in die andere mit kreisförmiger Schablone und die Art und Weise, wie die Größe der Schablone verändert werden kann;

Figur 5 zeigt die Einlagerung einer Szene in die andere mit rautenförmiger Schablone und die Art und tyeise, wie die Größe der Schablone verändert werden kann;

Figur 6 veranschaulicht, wie der Ort der Einlagerung einer Szene innerhalb einer anderen Szene verändert werden kann;

Figur 7 zeigt einige Grundformen von Steuerwellen, wie sie zur Erzeugung der Umschalt- und Lageregelungsimpulse für die in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigten Tricks herangezogen werden;

Figur 8 ist ein Funktionsdiagramm einer erfindungsgemäßen Einrichtung, mit der die Lageregelungsimpulse erzeugt werden und mit der der Trickmischer gegenüber Bezugssignalen wie z.B. den Abtast-Synchronisierimpulsen der Kamera phasenstarr gemacht wird;

Figur 9 zeigt Signalverläufe an charakteristischen Punkten der in Figur 8 gezeigten Einrichtung;

Figur 10 ist ein Teilschaltbild einer mit dem Taktimpulsgeber nach Figur 8 gekoppelten Einrichtung zur Erzeugung von Umschaltimpulsen mit einer ausgewählten Abtastfrequenz der Kamera zur Bildung eines Split-screen-Trickbildes wie in Figur 3;

Figur 11 zeigt Signalverläufe an charakteristischen Punkten der in Figur 10 gezeigten Einrichtung;

Figur 12 ist ein Funktionsdiagramm einer anderen erfindungs-. gemäßen Einrichtung, die mit dem in Figur 8 gezeigten Taktimpulsgeber gekoppelt werden kann und mit der Umschaltimpulse für die Bildung einer rautenförmigen Schablone wie in Figur 5 erzeugt werden;

Figur 13 zeigt Signalverläufe an charakteristischen Punkten der in Figur 12 gezeigten Einrichtung;

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Figur 14 zeigt eine einfache elektronische Schaltung,mit der ein rampenförmiges Sägezahnsignal gemäß der Erfindung in ein Parabelsignal umgeformt wird;

Figur 15 zeigt ausschnittsweise teilweise als Schaltbild und teilweise als Funktionsdiagramm eine mit dem Steuerwellengenerator nach Figur 8 gekoppelte Einrichtung, die in einer Ausführungsform der Erfindung eine Parabelwelle nach dem in Figur 14 veranschaulichten Prinzip erzeugt_?und von der Umschaltimpulse zur Bildung eines Kreistricks wie in Figur 4 abgeleitet werden^

Figur 16 zeigt Signalverläufe an charakteristischen Punkten der in Figur 15 gezeigten Einrichtung.

Eine allgemein gebräuchliche Form eines Trickbildes ist der sogenannte Split-screen gemäß Figur 1, bei dem ein Teil einer Szene A im linken Abschnitt des Bildes und ein Teil einer Szene B im fechten Abschnitt des Bildes erscheint. Dieser Trick wird ebenso wie andere Trickformen dadurch gebildet, daß man während des ersten Teils eines jeden Horizontalablenkintervalls die zur Szene A gehörenden Videosignale und während des zweiten Teils jedes Horizontalablenkintervalls die zur Szene B gehörenden Videosignale heranzieht.

Diese wechselweise Heranziehung der Videosignale erfolgt mittels eines entsprechend gesteuerten elektronischen Schalters, der durch den Schalter 21 in Figur 2 dargestellt ist. Die Videosignale, die von der die Szene A aufnehmenden Kamera (nicht gezeigt) abgeleitet werden, werden auf einen Eingang 22 des Schalters 21 gegeben. Entsprechend werden die Videosignale, die von der die Szene B aufnehmenden Kamera(nicht gezeigt) abgeleitet werden, auf den Eingang 23 des Schalters 21 gegeben. Wenn der Schalter 21 am Beginn des Horizontalablenkintervalls der die Szenen A und B aufnehmenden Kameras auf

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seinen Eingang 22 geschaltet wird und an irgendeinem Punkt während des Horizontalablenkintervalls auf seinen Eingang umgeschaltet wird, dann erscheint am Ausgang 24 des Schalters ein gemischtes Videosignal, welches den in Figur 1 gezeigten Split-screen erzeugt. Zur Bildung anderer Tricks erfolgt die Zeitsteuerung des Schalters 21 in anderer Weise, wie es noch erläutert wird.

Die durch den Schalter 21 versinnbildlichte elektronische Schaltanordnung wird durch Schaltimpulse gesteuert, die man durch Heranziehung der gleichen Signale gewinnt, die zur Steuerung der Abtastung in der Kamera dienen. Um die Beschreibung der Erfindung nicht komplizierter als notwendig zu machen, wird im folgenden nur auf die Vorgänge bei der Horizontalablenkung und auf die damit zusammenhängenden Tricks im einzelnen eingegangen. Es sei jedoch hervorgehoben, daß die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung genauso zur Bildung solcher Tricks dienen können, die entweder nur mit dem-Vertikalablenkbetrieb oder gleichzeitig mit dem Horizontal- und Vertikalablenkbetrieb zusammenhängen. Daher werden Ausdrücke wie "Kameraabtastfrequenz'¹ und dergleichen in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen stellvertretend für den Horizontal- und/oder Vertikal-Ablenkbetrieb der Kameras verwendet.

Figur 3 zeigt eine Split-screen-Darstellung, bei welcher ein "rollender Schnitt¹¹ (wipe) in Richtung des Pfeils 25 durchgeführt wird, um von der Szene B auf die Szene A überzublenden. Eine solche Tricküberblendung erhält man durch Änderung der UmschalteZeitpunkte des in Figur 2 gezeigten Schalters 21. Eine ähnliche Tricküberblendung kann man in der entgegengesetzten Richtung durchführen, um von der Szene A auf die Szene B überzugehen.

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Figur 4 zeigt die Einlagerung der Szene A in die Szene B. Die Schablone 26 der Einlagerung ist kreisförmig und. kann in ihrer Größe verändert werden, so daß sich die Szene A in Richtung der Pfeile 27 innerhalb der Szene B ausweiten läßt. Ebenso kann die Schablone 26 durch Veränderung in der entgegengesetzten Richtung der Pfeile verkleinert werden, wodurch die Szene A aus der Szene B schwindet.

Figur 5 Zeigt eine Trickeinlagerung eines Teils der Szene A in die Szene B mit einer rautenförmigen Schablone 28. Die Größe der Schablone kann durch einen Überblendvorgang verändert werden, indem sie beispielsweise in Richtung der Pfeile 29 aufgeblendet wird, wodurch sich die Szene A über die Szene B ausbreitet.

Figur 6 veranschaulicht mit dem Pfeil 30, wie die rautenförmige Einlagerung 28 der Szene A an einem beliebigen Ort innerhalb der Szene B verschoben werden oder in beliebiger Richtuiifc aus der Szene B herausgeschoben werden kann.

Die Trickschablonen lassen sich zusammen mit den beschriebenen Überblendvorgängen und Lageverschiebungen mit den herkömmlichen Trickmischern erreichen, jedoch sind solche Tricks mit der erfindungsgemässen Einrichtung besser durchführbar. Bei der Erzeugung der Schalt- und Lageregelungsimpulse zur Steuerung eines elektronischen Schalters wie des Schalters 21 aus Figur 2 wird eine Anzahl von Grundformen der Steuerwellen gebildet. Einige dieser Steuerwellen sind in Figur 7 gezeigt. Sie alle haben eine bestimmte zeitliche Beziehung zu einer Reihe von Bezugsimpulsen, beispielsweise den Synchronisierimpulsen 31 für die Abtastung. Eine rampenförmige Sägezahnwelle 32 der Frequenz der Synchronisierimpulse 31 dient zur Erzeugung von Schaltimpulsen zur Bildung des in Figur 3 gezeigten Split-screen. Wie später noch beschrieben wird, kann sie ausserdem für die

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Bildung einer Parabelv/elle 33 herangezogen werden. Die Parabelwelle dient zur Erzeugung der Schaltimpulse für die Bildung der in Figur 4 gezeigten kreisförmigen Schablone. Eine Dreieckwelle 34 der Frequenz der Synchronisierimpulse 31 dient zur Erzeugung der Schaltimpulse für die Bildung der in Figur 5 gezeigten rautenförmigen Trickschablone. Eine vervielfachte Dreieckwelle 35 dient zur Erzeugung von Schaltimpulsen, um eine Tricküberblendung von einer Szene auf die andere mit sägezahnförmigem Rand durchzuführen.

Die in Figur 8 gezeigte Einrichtung verriegelt die Phase aller erfindungsgemäßen Trickmischer mit einer ausgewählten Kameraabtastfrequenz. Sie erzeugt ausserdem die Lageregelungsimpulse, mit denen eine Trickschablone gemäß Figur 6 verschoben wird. Die Impulserzeugung und Phasenverriegelung nimmt ihren Ausgang bei einem Taktimpulsgeber 36, der mit einer Frequenz von etwa 4 MHz arbeitet und an seinem Ausgang 256 H eine Reihe von Impulsen erzeugt, deren Folgefrequenz 256 mal so groß ist wie die Horizontalablenkfrequenz der Kamera. Diese Impulse werden einem digitalen Frequenzteiler zugeführt, der aus drei Teilerstufen 37, 38, 39 besteht. Die erste Stufe hat vier Ausgänge 128 H, 64 H, 32 H und 16 H, deren letzter auf den Eingang des digitalen Frequenzteilers 38 gekoppelt ist. Dieser Frequenzteiler hat ebenfalls vier Ausgänge 8 H, 4 H, 2 H und H, deren letzter auf den Eingang der dritten Stufe gekoppelt ist, die nur einen einzigen Ausgang H/2 aufweist. Alle Ausgänge der Frequenzteiler 37, 38 und 39 sind mit Vielfachen oder Bruchteilen der Hörizontalablenkfrequenz H bezeichnet.

Die an der Klemme 42 erscheinenden Horizontalsynchronisierimpulse 41 werden auf einen vierten digitalen Frequenzteiler gegeben, an dessen Ausgang H/2 eine Rechteckwelle erhalten wird,

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deren Frequenz halb so groß wie die Horizontalablenkfrequenz ist. Die an den H/2 - Ausgängen der Frequenzteiler 39 und erscheinenden Rechteckwellen werden einem digitalen Vergleicher 44 zugeführt, an dessen Ausgang ein Gleichstromsignal erhalten wird, welches bezeichnend für die Phasenbeziehung zwischen dem 256 Η-Ausgang des Taktimpulsgebers 36 und den Horizontalsynchronisierimpulsen 41 ist. Dieses Gleichstromsignal wird in einem Gleichstromverstärker 45 verstärkt und auf den Synchronisiereingang des Taktimpulsgebers 36 gegeben, wodurch die Phase der 256 H-Ausgangsimpulse des Taktimpulsgebers fest mit den Horizontalsynchronisierimpulsen verriegelt wird. Die Impulse 41 werden ausserdem als Rücksetzimpulse auf die entsprechenden Rücksetzeingänge 47 und 48 der Frequenzteiler 37 und 38 gegeben, um deren Arbeitsweise sicherzustellen.

Die acht digitalen Bits, die von den Ausgängen 64 H, 32 H, 16 H, 8 H, 4 H, 2 H, H und H/2 der Frequenzteiler 37, 38 und 39 erhalten werden und die aus unterschiedlichen Frequenzbruchteilen der 256 H-Ausgangsfrequenz des Taktimpulsgebers bestehen, werden einem Digital-Analog-Umsetzer 49 zugeführt. Dieser Umsetzer besteht aus einem Präzisions-Lei ternetzwerk aus einer Vielzahl von Widerständen. Der Analogausgang des Umsetzers 49 ist im vorliegenden Fall eine sägezahnförmige Steuerwelle mit einzelnen Rampensignalen ähnlich der ''eile 32 aus Figur 7, jedoch mit einer Frequenz H/2, die gleich ist der halben Horizontalfrequenz₀ Die aus dem Umsetzer 49 gewonnene rampenförmige Signalwelle wird nach Behandlung in einem Funktionsverstärker 51 dem einen Eingang eines Vergleichers 52 zugeführt. Ein zweiter Eingang des Vergleichers ■ 52 empfängt über einen veränderlichen Widerstand 54 ein an der Klemme 53 liegendes Gleichstromsignal. Durch Verknüpfung der rampenförmigen Steuerwelle ind des Gleichstromsignals im

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Vergleicher 52 werden am Ausgang 55 des Vergleichers Lageregelungsimpulse erhalten. Diese Impulse dienen zur Steuerung des Schaltimpulsgenerators in der nachstehend beschriebenen Weise.

Die Erzeugung der Lageregelungsimpulse ist in Figur 9 graphisch dargestellt. Die rampenförmige Steuerwelle 56, die vom Verstärker 51 aus Figur 8 abgegeben wird, ist in ihrer zeitlichen Beziehung zu den Horizontalsynchronisierimpulsen 41 und zu dem von der Klemme 53 aus Figur 8 abgeleiteten Gleichstromsignal 57 dargestellt. Jedesmal wenn die Steuerwelle 56 in ihrer Amplitude das Gleichstromsignal 57 übersteigt, wird ein Impuls 58 erzeugt, und jedesmal wenn die Steuerwelle unter den Betrag des Gleichstromsignals absinkt, wird ein Impuls 59 erzeugt. Eine Verstellung des Widerstandes 54 aus Figur 8 im Sinne einer Vergrößerung des Betrags des Gleichstromsignals 57 in Richtung des Pfeils 61 bewirkt eine Zeitverschiebung des Impulses 58 in Richtung des Pfeils 62. Somit läßt sich durch Manipulation am veränderlichen Widerstand 54 aus Figur 8 der Impuls 58 auf jeden beliebigen Zeitpunkt innerhalb zweier aufeinanderfolgender Horizontalablenkintervalle legen. Eine Verarbeitungsmöglichkeit solcher Impulse wird im Zusammenhang mit den Figuren 12 und 13 und im Zusammenhang mit Figur 16 beschrieben werden.

Die in Figur 10 gezeigte Einrichtung erzeugt die Schaltimpulse, mit denen der in Figur 3 gezeigte Split-screen gebildet wird. Sie enthält einen digitalen Frequenzteiler 63, dessen Eingang den 256 Η-Ausgang des Taktimpulsgebers 36 aus Figur 8 empfängt und der vier Frequenzausgänge 128 H, 64 H, 32 H und 16 H aufweist. Der Ausgang des Frequenzteilers 63 für das 16 Η-Bit ist auf den Eingang eines weiteren digitalen Frequenzteilers 64 gekoppelt, der ebenfalls vier Frequenzausgänge 8 H, 4 H, 2 H und H aufweist. Die Phasen des Betriebs der Frequenzteiler 63

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und 64 werden synchronisiert, indem ihren jeweiligen Rücksetzeingängen 65 und 66 Bezugsimpulse wie z.B. die Horizontalsynchronisierimpulse aus Figur 8 zugeführt werden. Die acht digitalen Ausgangsbits der Frequenzteiler 63 und 64 werden auf einen Digital-Analog-Umsetzer 67 gegeben, der dem Umsetzer nach Figur 8 ähnlich ist und von dem eine Steuerwelle in Form eines rampenförmigen Sägezahnsignals erbalten wird, deren Frequenz H der Horizontalablenkfrequenz entspricht.

Diese rampenförmige Steuerwelle wird nach Behandlung in einem Verstärker 68 einem Eingang eines Vergleichers 69 aufgeprägt. Ein zweiter Eingang des Vergleichers 69 empfängt von der Klemme 70 ein Gleichstromsignal über einen veränderlichen Widerstand 71. Die rampenförmige Steuerwelle wird im Vergleicher mit dem Gleichstromsignal verknüpft, um am Ausgang 72 des Vergleichers die Schaltimpulse für die Bildung des in Figur 3 gezeigten Split-screens zu erhalten.

In Figur 11 ist die vom Verstärker 68 aus Figur 10 gelieferte sägezahnförmige Steuerwelle 73 in ihrer zeitlichen Beziehung zu Bezugsimpulsen 74 gezeigt. Für die Erzeugung der Schaltimpulse zur Bildung des in Figur 3 gezeigten Split-screens handelt es sich bei den Impulsen 74 um die Horizontalsynchronisierimpulse 41, die in diesem Fall zur Phasensynchronisierung der Frequenzteiler 63 und 64 aus Figur 10 herangezogen werden. Wenn die Amplitude der Steuerwelle 73 den Pegel des von der Klemme 70 aus Figur 10 erhaltenen Gleichstromsignals 75 übersteigt, wird an der Ausgangsklemme 72 des in Figur 10 gezeigten Vergleichers 69 ein Schaltimpuls 76 erhalten. Dieser Schaltimpuls bewirkt eine Umschaltung von den Videosignalen der Szene A auf die Videosignale der Szene B, wie in Figur 3 gezeigt. Ein Absinken der Amplitude der Steuerwelle 73 unter den Pegel des Gleichstromsignals 75 erzeugt einen Schaltimpuls 77, der eine Umschaltung von den Videosignalen der Szene B auf die

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Videosignale der Szene A bewirkt.

Eine Verstellung des veränderlichen Widerstands 71 aus Figur10 im Sinne einer Vergrößerung des Betrags des Gleichstromsignals 75 in Richtung des Pfeils 78 bewirkt eine Zeitverschiebung des Schaltimpulses 76 in Richtung des Pfeils 79. Dies bedeutet, daß die Umschaltung von der Szene A auf die Szene B zu einem späteren Zeitpunkt innerhalb des Horizontalablenkintervalls erfolgt. Durch geeignete Handhabung des Widerstands 71 aus Figur 10 kann das Größenverhältnis der beiden in Figur 3 veranschaulichten Szenenausschnitte verändert werden, v/omit sich eine Tricküberblendung von einer Szene auf die andere durchführen läßt. Die zeitliche Lage des Schaltimpulses 77 wird durch Verstellung des Widerstandes 71 aus Figur 10 ebenfalls verändert, da dieser Impuls jedoch immer während der Austastzeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilenhinläufen erscheint, stört er die beschriebene Überblendung nicht.

Die in Figur 12 gezeigte Einrichtung erzeugt die Schaltimpulse für die Bildung der rautenförmigen Schablone nach Figur 5. Die Einrichtung enthält einen in beiden Richtungen zählenden Digitalzähler, dessen Eingang U zur Vorwärtszählung und dessen Eingang D zur Rückwärtszählung abwechselnd an den 256 H-Ausgang des Taktimpulsgenerators 36 aus Figur 8 gelegt werden. Dieser Zähler ist ein vierstufiger Binärzähler (4-Bit-Zähler) oder Frequenzteiler 81 mit vier Frequenzausgängen 128 H, 64 H, 32 H und 16 II und ist umkehrbar mit einem weiteren vierstufigen Binärzähler oder Frequenzteiler 82 gekoppelt, der ebenfalls vier Frequenzausgänge 8 H, 4 H, 2 H und H aufweist. Das abwechselnde Anlegen der 256 H-Taktimpulse an den U- und den D-Eingang des in beiden Richtungen zählenden Zählers 81 geschieht durch Torschaltungen 83 und 84, die zwischen diesen Eingängen und dem 256 Η-Ausgang des Taktimpulsgebers 36 aus Figur 8 liegen. Die Torschaltungen 83 und 84 werden abwechselnd

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von jeweiligen Flipflops 85 und 86 erregt.

Unter dem Einfluß des Flipflops 85 wird die Torschaltung 83 am Beginn jeder Arbeitsperiode geöffnet, um die 256 H-Taktimpulse zum U-Eingang des Zählers 81 durchzulassen, wodurch die Zähler 81 und 82 vorwärts zählen. In der Mitte jeder Arbeitsperiode wird die Binärinformation, die vom 2 H-Ausgang des Zählers 82 mit der doppelten Horizontalablenkfrequenz erhalten wird, über eine Umkehrstufe 87 auf einen Eingang des Flipflops 86 gegeben. Hierdurch erscheint am Ausgang des Flipflops ein '■-teuer signal, welches die Torschaltung 84 öffnet und die 256 H-Taktimpulse an den D-Eingang des Zähler 81 durchläßt, wodurch die Zähler 81 und 82 rückwärts zählen. Das Steuersignal vom Ausgang des Flipflops 86 gelangt ausserdem auf einen Eingang des Flipflops 85, woraufhin dieses sein Steuersignal von der Torschaltung 83 fortnimmt, so daß diese für den Rest der Arbeitsperiode keine Taktimpulse mehr durchläßt.

Alle Teilungsfrequenzausgänge dar Zähler 81 und 82 werden auf ein UND-Glied 88 gegeben, welches am Ende ,jeder Arbeitsperiode an seinem Ausgang ein Signal abgibt, das dem Flipflop 85 zugeführt wird. Dieses Flipflop erzeugt daraufhin ein Steuersignal an seinem Ausgang, welches zur Torschaltung 83 gelangt, um diese wieder für die 356 H-Taktimpulse zu öffnen. Das Steuersignal gelangt auch zu einem Eingang des Flipflops 86, woraufhin dieses die Torschaltung 84 für die 246 Π-Taktimpulse schließt. Der beschriebene Arbeitszyklus wiederholt sich dann wieder, wobei die Zähler 81 und 82 zunächst vorwärts und dann rückwärts zählen.

Alle Teilungsfrequenzausgänge der Zähler 81 und 82 werden auch auf einen Digital-Analog-Umsetzer 89 gegeben, der den Umsetzern 49 und 67 aus den Figuren 8 und 10 ähnlich ist. Die

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vo^ri umsetzer 89 erzeugte aus Dreieck-Sägezähnen bestehende otpuerv/elle wird nach Behandlung in einem Verstärker 89 auf einen Eingang eines Vergleichers 92 gegeben, in welchem sie mit einem Gleichstromsignal verknüpft wird, welches einem anderen Eingang des Vergleichers von einem Anschluß 93 über ein^n veränderlichen Widerstand 9h zugeführt wird, worauf am Ausgang 95 des Vergleichers Schaltimpulse erhalten werden.

Tn Figur 13 ist die vom Digital-Analog-Umsetzer 89 aus Figur IT erzeugte ureieckwelle 96 in ihrer zeitlichen Beziehung zu Bezugsimpulsen 97 gezeigt, die den Rücksetzeingängen 98 und 99. der Zähler 81 und 82 der Figur 12 zugeführt werden. Diese Impulse können die Horizontalsynchronisierimpulse wie z.B. die Impulse 41 aus Figur 8 sein und ».wie gezeigt; mit Zeilenfrequenz erscheinen, oder es kann sich bei ihnen um die mit der halben Frequenz erscheinenden Lageregelungsimpulse 58 aus Figur 9 handeln. In beiden Fällen tritt die Steuerwelle mit Horizontal- oder Zeilenfrequenz auf, wobei die ansteigenden und abfallenden-Flanken jeweils gleich sind. Wenn die Welle 96 den Pegel des Gleichstromsignals 101 übersteigt, wird ein Schaltimpuls 102 erzeugt, und wenn die Welle unter besagtem Gleichstrompegel absinkt, wird ein Schaltimpuls 103 erzeugt. Eine Verstellung des Widerstands 94 aus Figur 12 im Sinne einer Erhöhung des Pegels des Gleichstromsignals hat zur Folge, daß sich die Schaltimpulse 102 und 103 einander nähern, wie es durch die Pfeile 105 und 106 angezeigt ist.

Durch additive Verknüpfung der auf die Horizontalablenkfrequenz abgestimmten Steuerwelle 96 mit einer ähnlichen in der gleichen Weise erzeugten jedoch auf die Vertikalablenkfrequenz abgestimmten Steuerwelle wird unter Steuerung durch die vom Vergleicher 92 erzeugten Impulse die rautenförmige

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Schablone 28 der ^Figur 5 gebildet. Eine solche Verknüpfung erhält man, indem man dem Vergleicher 92 aus Figur 12 eine vertikalfrequente Dreieckwelle zusätzlich zur beschriebenen horizontalfrequenten Dreieckwelle 96 aus Figur 13 zuführt. Die Größe der Schablone bzw. Einlagerung wird durch Handhabung veränderlicher Widerstände wie beispielsweise des Widerstands 94 aus Figur 12 verändert. Auch kann, wie in Figur 6 gezeigt, der Ort der Einlagerung 28 in horizontaler Richtung 30 verändert werden. Dies geschieht unter Heranziehung der Lageregelungsimpulse 58 aus Figur 9 durch Handhabung des veränderlichen Widerstands 54 aus Figur 8, womit die zeitliche Lage des Lageregelungsimpulses 58 in der beschriebenen Weise verändert wird. Wenn derartige Lageregelungsimpulse den Rücksetzeingängen 98 und 99 der in Figur 12 gezeigten Zähler zugeführt werden, haben sie die Wirkung wie die Bezugsimpulse 98 aus Figur 13, jedoch mit der halben Horizontalablenkfrequenz. Die Periode der Dreieckwelle 96 aus Figur 13 und somit die Zeitpunkte der Schaltimpulse 102 und 103 kann dann an jeder Stelle des Zeitintervalls für zwei Horizontalablenkungen liegen. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die die in Figur 6 gezeigte Einlagerung 28 der Szene A horizontal an jede Stelle der Szene B zu schieben, sondern die Einlagerung der Szene A kann auch vollständig aus der Szene B mit oder ohne Größenänderung herausgeschoben werden. Eine ähnliche Verschiebungseinrichtung kann dazu verwendet werden, die in Figur 6 gezeigte Einlagerung 28 in vertikaler Richtung innerhalb des Bildes und/oder völlig aus dem Bild herauszuschieben. Durch Kombination sowohl horizontalfrequenter als auch vertikalfrequenter Schalt-und Lagerungsimpulse kann die Einlagerungsschablone auch diagonal verschoben werden.

Die Schaltimpulse zur Bildung der kreisförmigen Schablone 26 nach Figur 4 werden von einer parabelförmigen Steuerwelle erzeugt. Eine solche Welle wird von der rampenförmigen Sägezahn-

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welle abgeleitet, jedoch nicht durch Integration der Rampensignale wie bei den bisher bekannten Einrichtungen, weil hierzu Schaltungen mit Zeitkonstanten verwendet werden müssen, die störende Effekte hervorrufen. Es läßt sich mathematisch nachweisen, daß man eine Parabelwelle auch durch Quadrierung einer aus Rampensignalen bestehenden Welle erhalten kann. Wie in Figur 14 gezeigt, wird daher gemäß der Erfindung eine durch den Ausdruck K«t beschriebene an einem Anschluß 108 erscheinende Rampenwelle auf beide Eingänge einer elektronischen Multiplizierschaltung 109 gegeben, in v/elcher die Welle mit sich selbst multipliziert (d.h. quadriert) wird, um am Ausgang 112 eine Parabelwelle 111 zu erzeugen, die

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durch den Ausdruck K * t beschrieben ist.

Die spezielle Einrichtung, die in einer Ausführungsform der Erfindung zur Erzeugung einer prarabelförmigen Steuerwelle und der Schaltimpulse für die Bildung der in Figur 4 gezeigten kreisförmigen Schablone 26 verwendet wird, ist in Figur 15 dargestellt. Die elektronische Multiplizierschaltung 113 ist ein integrierter Motorola-Baustein mit der Typenbezeichnung MC 1495L. Die rampenförmige Steuerwelle 73 aus Figur 11, die vom Verstärker 68 aus Figur 10 erhalten wird, gelangt zum Eingang 114 der in Figur 15 gezeigten Einrichtung, von wo sie beiden Eingängen der integrierten Schaltung 113 zugeführt wird. Am Ausgang der integrierten Schaltung, wo drei Transistoren 115, 116 und 117 vorgesehen sind, wird eine parabelförmige Steuerwelle erzeugt, die über einen Verstärker 118 einem Eingang eines digitalen Vergleichers 119 zugeführt wird. Der andere Ausgang des Vergleichers 119 erhält von einem Anschluß 121 ein Gleichstromsignal über einen veränderlichen Widerstand 122. Wie bei dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Impulserzeuger wird die Parabelwelle mit dem Gleichstromsignal verknüpft, so daß an einem Ausgang 123 Schaltimpulse erhalten werden.

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Die Erzeugung der Schaltimpulse ist graphisch in Figur 16 veranschaulicht. Die am Ausgang der Multiplizierschaltung 109 aus Figur 14 oder am Msgang des Verstärkers 118 aus Figur 15 erhaltene parabelförmige Steuerwelle 124 ist in ihrer Beziehung zu dem an den Vergleicher (119 in Figur 15) gelegten Gleichstromsignal 125 und zu Steuerimpulsen 126 gezeigt. Hierbei handelt es sich um die Impulse, die den Rücksetzeingängen 65 und 66 der Frequenzteiler der in Figur 10 gezeigten Einrichtung zugeführt werden, von welcher aus die rampenförmige Steuerwelle dem Eingang 114 der in Figur 15 gezeigten Einrichtung zugeführt wird. Diese Impulse können die Horizontalsynchronisierimpulse wie die Impulse aus Figur 8 sein,die mit der angezeigten Folgefrequenz auftreten, oder es kann sich bei ihnen um die Lageregelungsimpulse 58 aus Figur 9 handeln, die demgegenüber mit der halben Frequenz auftreten. Überschreitet die parabelförmige Steuerwelle 124 den Pegel des Gleichstromsignals 125, dann wird ein Schaltimpuls 127 erzeugt, während ein Absinken der Amplitude der parabelförmigen Steuerwelle unter den Gleichstrompegel einen Schaltimpuls 128 zur Folge hat. E₁-ne Verstellung des Widerstandes 122 aus Figur 15 und somit des Gleichstrompegels in Richtung des Pfeils 129 bewirkt, daß sich die Impulse 127 und 128 in Richtung der Pfeile 131 und 132 verschieben. Auf diese Weise läßt sich die Größe der in Figur-4 gezeigten Kreisschablone 26 ändern.

Ähnlich wie im Zusammenhang mit der Erzeugung der rautenförmigen Schablone 28 der Figur 5 beschrieben, wird die parabelförmige Steuerwelle 124 aus Figur 16 einer ähnlich ausgebildeten Steuerwelle überlagert, die mit Vertikalablenkfrequenz erzeugt wird, um die kreisförmige Schablone 26 der Figur 4 zu bilden. Diese Überlagerung erfolgt, wie in der Zeichnung angedeutet, durch Beaufschlagung des Vergleichers

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der Figur' 15 mit einer vertikalfrequenten parabelförraigen ,^!jteuei>;elle zusätzlich zu der beschriebenen horizontalfrequenten parabelförmigen Steuerwelle 124 aus Figur 16. Ausserclera können ähnlich wie bei der in Figur 5 gezeigten Schablone 2-J die Lageregelung sirapul se 53 aus Figur· 9 als Bezugs impulse 12.6 (Figur 16) dienen, indem sie den Rücksetzeingängen 65 und 66 der in Figur 10 gezeigten Frequenzteiler zugeführt werden, um die kreisförmige Einlagerung oder Schablone 26 aus Figur /■■■ innerhalb des Bildes zu verschieben und sie sogar .in beliebiger Richtung vollständig aus dem Bild herauszuschieben,

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt,.daß eine "vervielfachte" Dreieckwelle wie z.B. die Welle 35 aus Figur 7 durch eine Einrichtung ähnlich derjenigen nach Figur 12 erzeugt werden kann, wobei jedoch der Η-Ausgang des Zählers 82 nicht verwendet wird und der 4 Η-Ausgang dazu herangezogen wird, die Vorwärts/RUckwärts-Umschaltung der ZaMa? zu steuern.

Die beschriebenen Generatoren für die Schalt- und Lageregelungsimpulse können einerseits getrennt vorgesehen werden, andererseits können Trickmischer zur Bildung besonderer Trickschablonen auch eine Kombination einiger oder aller dieser Generatoren enthalten, wobei zumindest der Taktimpulsgeber gemeinsam benutzt wird. Man behält dadurch eine verbesserte Trickmischeranlage, bei welcher die Hauptnachteile der bisherigen im Analogbetrieb arbeitenden Anlagen vermieden werden. Weil bei der erfindungsgemässen Einrichtung keine Schaltungen mit Zeitkonstanten verwendet werden, sprechen die verschiedenen Steuerwellen, von denen die Impulse abgeleitet werden, sofort und in linearer Weise auf Gleichstromsteuersignale an.

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Einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung bringt die Verwendung des in Figur 8 gezeigten Regelkreises zur Phasenverriegelung als Grundlage für die Bildung aller Steuerwellen. Wenn der Taktimpulsgeber nämlich mit der jeweils richtigen Frequenz arbeitet, kann die Einrichtung ohne Änderungen oder Einstellungen der Schaltung in jedem der internationalen Ferneehsysteme eingesetzt werden, wie z.B.:

U.S.A. "NTSC" 525 Zeilen 60 Hz

Europa "PAL" 625 Zeilen 50 Hz Großbritannien "Monochrome"

405 Zeilen 50 Hz

Bei den herkömmlichen im Analogbetrieb arbeitenden Trickmischern sind viele Justierungen und/oder Modifizierungen der verwendeten Schaltungen nötig, um Amplitudenänderungen der Steuerwellen auszugleichen, die sich aus den verschiedenen lulegrationszeiten bedingt durch die unterschiedlichen Horizontal- und Vertikalfrequenzen bei den verschiedenen Systemen ergeben. Da bei dem erfindungsgemäßen digitalen Trickmischer eine automatische Phasenverriegelung mit den jeweiligen Horizontal- und Vertikalsyrichronlsierimpulsen eines beliebigen gerade verwendeten Ferneeheystems erfolgt, arbeiten die Digitalzähler gleichermaßen in jedem System. Auch gibt es bei den verschiedenen Ferneehsysteeen keine Amplitudenunterechlede der Steuerwellen, weil zur Erzeugung dieser Wellen Digital-Analog-Umsetzer verwendet werden.

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Claims (11)

1. Patentansprüche.

   M Λ Einrichtung zur Erzeugung von Video-Umschaltimpulsen unter dem Einfluß einer Steuerwelle In einem Fernseh-Trickmischer, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Steuerwelle mindestens eine Anordnung aus einem Taktimpulsgeber (36), der mit einem Vielfachen einer /btastfrequenz des verwendeten Fernsehsystems betrieben werden kann, und einem digitalen Frequenzteiler (37, 38, 39 oder 81, 82) vorgesehen ist, der die Taktimpulse empfängt und teilfrequente Ausgangsimpulse auf einen Digital-Analog-Umsetzer (49 oder 89) gibt, um daraus eine Steuerwelle (56 oder 96) zu erzeugen, deren Frequenz mit der besagten Abtastfrequenz (H) verknüpft ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Frequenzteilerausgängen auf den Analog-Digital-Umsetzer (49) gekoppelt ist, so daß dieser Impulse verschiedener Teilfrequenzen abhält, deren niedrigste gleich ist der halben Abtastfrequenz, um als Steuerwelle eine aus Rampensignalen bestehende Sägezahnwelle zu.erzeugen, deren Schwingungsperiode zwei Abtastintervallen entspricht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Frequenzteilerausgängen auf den Analog-Digital-Umsetzer gekoppelt 1st, so daß dieser Impulse verschiedener Teilfrequenzen erhält, deren niedrigste gleich ist der Abtastfrequenz, um als Steuerwelle eine aus Rampensignalen bestehende Sägezahnwelle zu erzeugen, deren Schwingungsperiode einem Abtastintervall entspricht.

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4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Multiplizierschaltung (109)»die an jedem von zwei multiplikanden-Eingängen (108) die aus Rampensignalen bestehende Sägezahnwelle (107) empfängt und als Ausgangssignal eine Parabelwelle (111) derselben Schwingungsperiode erzeugt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler ein umkehrbarer Vorwärts/RUckwärts-Zähler (81, 82) mit mehreren Ausgängen ist, die auf den Digital-Analog-Umsetzer (89) gekoppelt sind und Impulse verschiedener Teilfrequenzen liefern, deren niedrigste gleich der Abtastfrequenz (H) oder einem Vielfachen davon ist, und daß eine Schalteinrichtung (83 bis 86) vorgesehen ist, welche die Zählrichtung der Zähler periodisch mit einer Frequenz umkehrt, die doppelt so hoch wie die besagte niedrigste Frequenz ist, um als Steuerwelle eine Dreieckwelle (96) zu erzeugen, deren Schwingungsperiode der Abtastperiode oder einem Bruchteil davon entspricht.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärts-Zähleingang (U, D) des Zählers (81) und dem Taktimpulsgeber (36) jeweils eine Torschaltung (83, 84) angeordnet ist, und daß eine Torsteuereinrichtung (85, 86) vorgesehen ist, die vom Zähler Impulse erhält, deren Folgefrequenz doppelt so groß wie die besagte niedrigste Frequenz ist und daraufhin die Torschaltungen abwechselnd öffnet.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein erstes Flipflop (85), welches auf bei Koinzidenz der Zählerausgänge erscheinende Impulse anspricht, um am Beginn jeder Schwin-

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   gungsperiode der Dreieckwelle (96) eine der Torschaltungen (83) zu öffnen, und ein zweites Flipflop.(86), welches auf die mit der doppelten Frequenz der besagten niedrigsten Frequenz erscheinenden Impulse anspricht, um in der Mitte der Schwingungsperiode die andere Torschaltung (84) zu öffnen, und eine derartige kreuzweise Kopplung der Flipflops, das ein die zugehörige Torschaltung öffnendes Setzen des einen Flipflops das andere Flipflop gleichzeitig zur Sperrung der anderen Torschaltung zurücksetzt.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl solcher Anordnungen vorgesehen ist, deren jede entsprechend einem anderen der Ansprüche 2 bis 6 ausgebildet ist und die einen gemeinsamen Taktimpulsgeber (36) haben.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl solcher Anordnungen vorgesehen ist, deren eine nach Anspruch 2 ausgebildet iet, und von denen mindestens eine weitere nach einem der Ansprüche 3 bis 7 ausgebildet ist; und daß eine Einrichtung (52) vorgesehen ist, die auf die von der einen Anordnung erzeugte Rampenwelle (56) der doppelten Schwingungsperiöde anspricht, um zu einem auswählbaren Zeitpunkt innerhalb einer Periode von zwei Abtastintervallen einen Rücksetzimpuls abzugeben; und daß dieser Rücksetzimpuls de» Frequenzteiler einer anderen Anordnung zuführbar ist, um die Phase der von dieser anderen Anordnung erzeugten Steuerwelle bezüglich der Abtastfrequenz zu bestimmen.
10. 10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analog-Umsetzer (49 oder 89) aus einem Netzwerk gestufter Widerstände besteht,

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    die mit ausgev/ählten Digitalausgängen des zugehörigen Frequenzteilers.(37, 38, 39 oder 81, 82) verbunden sind.
11. 11.Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen digitalen Vergleicher (44), der die von einem ausgewählten Frequenzteilerausgang gelieferten Impulse und mit der Abtastfrequenz synchronisierte Impulse empfängt und daraus ein für die Phasenbeziehung zwischen diesen Impulsen charakteristisches Phasenregelungssignal für den Taktimpulsgeber (36) bildet, um die wteuerwelle in einer gegebenen Phasenbeziehung zur Abtastfrequenz zu halten.

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