DE2264802B2 - Schaltungsanordnung zum ausgleich von phasenfehlern in pal-farbfernsehempfaengern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Phasenfehlern in PAL-Farbfernsehempfängern, für die von zwei Farbartsignalkomponenten des phasenmodulierten Farbartsignals eine eine für aufeinanderfolgende Zeilen alternierend invertierte Phase aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Demodulator zur Demodulation der ersten bzw. der zweiten Farbartsignalkomponente jeweils in bezug zu einem Bezugsträger, dessen Phase von der mittleren Phase eines Farbbezugssignals abgeleitet ist, mit eier zeilenalternierenden Phaseninversion im Zug de/ Demodulation der phasenalternierenden Farbartsignalkomponente mit einer Phasenregelung der Bezugsträger auf Grund einer Phasenfehlerfeststellung, die sich auf die bei korrekter Phase sich zu Null addierende und bei fehlerhafter Phase hiervon abweichende, noch nicht der zeilenalternierenden Phaseninversion unterworfene phasenalternierende Komponente des Farbartsignals für aufeinanderfolgende Zeilen stützt.

Es ist bekannt, beim PAL-System im Übertragungsweg entstandene Phasenfehler dadurch auszugleichen, daß in aufeinanderfolgenden Zeilen eine der Farbartsignalkomponenten alternierend eine invertierte Phase aufweist und daß das in aufeinanderfolgenden Zeilen in seinem Verlauf im wesentlicher gleiche Farbartsignal, das den Übertragungsfehler nur als Phasenfehler in jeweils entgegengesetztem Sinn

enthält, nach Verzögerung einer der Zeilen miteinander verquickt werden, wodurch ein resultierender vom Phasenfehler befreiter Farbartsignalverlauf entsteht. Bei erheblichem Phasenfehler ergibt sich jedoch durch die derartige Mittelwertbildung zwischen aufeinan-

derfolgenden Zeilen ein Amplitudenfehler, der sich

als Farbsättigungsfehler auswirkt. Außerdem erweist

sich die Anordnung mit einer Verzögerungsstrecke

über eine Zeilendauer als verhältnismäßig aufwendig.

Es ist deshalb bereits bekannt geworden (DT-OS

1 814952), im Sinne des eingangs genannten Farbfernsehempfängers die Phase des Farbbezugsträgers entsprechend einem festgestellten Phasenfehler zu korrigieren, so daß auch ohne Verzögerungsleitung und Kombination der Signale benachbarter Zeilen

eine korrekte Farbartinformation außerdem eine korrekte Sättigungsinformation erhalten werden. Als Kriterium für das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Phasenfehlers dient hierbei die Ausgewogenheit des Signals in aufeinanderfolgenden Zei-

len, das in diesen aufeinanderfolgenden Zeilen um die (B-V)-Achse alterniert und dessen (Λ-Υ>Κοηιρο-nente, von der in aufeinanderfolgenden Zeilen im wesentlichen gleiche integrierte Absolutwerte angenommen werden können, sich über aufeinanderfolgende

Zeilen integriert zu Null addiert, wenn keine Phasenfehler vorhanden ist, wenn sie also genau symmetrisch zur (B-Y)-Achse alterniert. Im Rahmen der bekannten Phasenregelung wird das Farbartsignal in bezug zu vier verschiedenen von der Bezugsträgerphase ab-

geleiteten Phasen demoduliert, und aus den Ergebnissen wird nach einer zeitlichen Mittelwertbildung durch wechselseitige Multiplikation und Addition eine resultierende Spannung erzeugt, die als Fehlersignal für die Phasenregelung dient. Die hierfür erforderliche

Schaltung ist freilich verhältnismäßig kompliziert und gibt durch ihre zahlreichen Einzelschaltungen und gegenseitigen Abhängigkeiten Anlaß zu weiteren Fehlern und Störungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

zugrunde, für einen PAL-Farbfcrnsehempfänger eine erheblich vereinfachte Phasenregelschaltungsanordnung der Bezugsträger zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal für die

Phasenregelung aus der Zusammenfassung zweier jeweils durch die Demodulation einer der Farbartsignalkomponenten entstandener Gleichspannungssignale stammt, die jeweils durch zeitliche Mittelwertbildung eines der beiden bei der Demodulation

entstandenen Signale, nachdem diese in Abhängigkeit von der Polarität des anderen der beiden Demodulationssignale zeitweise polaritätsinvertiert sind, erzeugt werden.

Anspruch 2 gibt eine günstige Weiterbildung der

Erfindung an, wobei die verwendete Verzögerungsleitung keine nennenswerten Probleme aufwirft, da sie nur der Phasenänderung des Farbsynchronsignals oder des Bezugsträgers dient und nur innerhalb der Schwingungsperiode dieser Signale, also im Bereich

von einigen zehn ns verzögern können muß.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Blockschaltplan eines die erf indungs-,emäße Schaltungsanordnung enthaltenden Farbfernsehempfängers,

Fig. 2 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der fhasenbeziehung zwischen dem farbsynchronsignal _ind dem Bezugsträger,

■ Fig. 3 Spannungsverläufe an verschiedenen Stellen äer Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 4 «in Vektordiagramm zur Erläuterung der Phasenbeziehung zwischen dem Farbartsignal und einer Phasenregelungs-Fehlerspannung,

Fig. 5 einen Blockschaltplan eines in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung enthaltenen phasenfehlerdetektors,

Fig. 6 an verschiedenen Stellen in der Schaltung ,«eh Fig. 5 auftretende Spannungsverläufe,

Fig. 7 eine teilweise in Blockform dargestellte Schaltungsanordnung zur Phasenkon ektur.

Zu einem die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthaltenden Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1 gehören ein Tuner 1, ein Videozwischenfrequenzverstärker 2, eine Videodetektorschaltung 3, ein erster Videoverstärker 4, eine Verzögerungsleitung 5 und ein zweiter Videoverstärker 6. Eine Tonwiedergabeschaltung besteht aus einem Tonfrequenzdetektor 7, einem Tonzwischenfrequenzverstärker 8, einem Frequenzmodulationsdetektor 9, einem Tonfrequenzverstärker 10 und einem Lautsprecher 34. Eine Synchronisations- und Ablenkschaltung umfaßt eine Synchronsignal-Separatorschaltung 11, eine Vertikalablenkschaltung 12, eine Horizontalablenkschaltung 13, Ablenkspulen 14, eine Konvergenzschaltung IS und einen Hochspannungsgleichrichter 16. Ein Farbsynchronsignal-Tor 17 wird im Ansprechen auf einsn von einem Rücklauftransformator erzeugten Impuls zum Herauslösen des Farbsynchronsignals aus dem Farbartsignal geöffnet. Ein Phaseninverter 18 ist mit dem Farbsynchronsignal-Tor 17 verbunden, worauf ein Phasendiskriminator 19 und ein Bezugsträgergenerator 20 folgen. Einer der Ausgänge des Generators 20 wird zum Phasendiskriminator 19 zurückgeleitet und seine Frequenz und Phase werden dort durch das Farbsynchronsignal geregelt, das in seiner Phase umgekehrt worden ist, so daß ein in der Phase mit der (B- Y)-Zeitbasis synchronisiertes Ausgangssignal erzeugt wird. Der Bezugsträger aus dem Generator 20 wird einem Synchrondemodulator 21 zugeführt, dem additiv zum Demodulieren des Farbartsignals (B- Y) (Farbdifferenzsignal Blau minus Leuchtdichte) auch das aus einem Baiidverstärker 24 herrührende Farbbildsignal zugeleitet wird. Ein zweites Ausgangssignal des Generators 20 wird einem 90°-Phasenschieber 22 zugeführt. Einem Synchrondemodulator 23 werden zum Demodulieren des Farbartsignals (R-Y) (Farbdifferenzsignal Rot minus Leuchtdichte) additiv das Ausgangssignal des Phasenschiebers 22 und das Farbbildsignal zugeführt. Ein Flip-Flop 25 wird durch das Farbsynchronsignal gesteuert. Eine Addierstufe 26, ein Vollweggleichrichter 27 und ein Subtraktor 28 bilden eine Polaritätsumkehrschaltung, die die Phase des Ausgangssignals des Synchrondemodulators 23 von Zeile zu Zeile umkehrt, wobei die Addierstufe 26 die Ausgangssignale des Synchrondemodulators 23 und des Flip-Flops 25 addiert und der Subtraktor 28 eine spezifische Gleichstromkomponente eliminiert.

Ein Detektor 29 dient zum Feststellen einer Farbverfälschung, und eine spannungsgesteuerte Verzögerungsleitung 30 ändert die Phase des dem Farbsynchronsignal-Tor 17 zugeführten Signals im Sinne einer Kompensation der Farbverfälschung des Signals. Das phaseninvertierende Farbsynchronsignal, der Be-

zugsträger und die Vertikalsynchronimpulse werden zum Synchronisieren der Polarität des Ausgangssignals des Flip-Flops 25 diesem über einen Synchronisationsstabilisator 31 zugeleitet. Das (Ä-Y)-Signal und das (B-Y)-Signal werden einer Matrixschaltung

ίο 32 zugeleitet, die ein Farbbildsignal liefert, das einer Farbbildröhre zugeführt wird.

Ein von einer Antenne zu empfangenes Farbfernsehsignal wird zunächst mittels des Tuners 1 einer Kanalwahl unterworfen und dann durch den Videozwischenfrequenzverstärker 2, den Videodetektor 3, den ersten Videoverstärker 4, die Verzögerungsleitung 5 und den zweiten Videoverstärker 6 verarbeitet, so daß man ein Leuchtdichtesignal erhält, das der Farbbildröhre 33 zugeführt wird.

Ein weiteres Ausgangssignal des Videozwischenfrequenzverstärkers 2 wird durch den Tonfrequenzdetektor 7 abgenommen und über den Tonzwischenfrequenzverstärker 8, den Frequenzmodulationsdetektor 9 und den Tonfrequenzverstärker 10 dem

as Lautsprecher 34 zugeleitet.

Das Farbartsignal wird in der nachstehend beschriebenen Weise verarbeitet. Hierzu sei zunächst die Phasenbeziehung zwischen dem Farbsynchronsignal und dem Demodulations-Bezugsträger erörtert. Die

Phasen des mittels des Farbsynchronsignaltors 17 in zwei benachbarten Zeilen herausgelösten Farbsynchronsignals sind um 90° unterschiedlich; das Farbsynchronsignal wird durch den Phaseninverter 18 in seiner Phase umgekehrt und hierauf dem Phasendis-

kriminator 19 zugeleitet. Der Phasendiskriminator 19 vergleicht die Phasen des phaseninvertierten Farbsynchronsignals und des Ausgangssignals des Bezugsträgergenerators 20 und bewirkt, daß die Phase des Bezugsträgers dem aus der Phase des phaseninvertierten

Farbsynchronsignals für eine Zeile und aus seiner Phase für die nächste Zeile zusammengesetzten Phase nmittel synchron ist. Wie nämlich aus Fig. 2 zu entnehmen ist, werden die Phasen B₁ und B₂ des Farbsynchronsignals für die beiden benachbarten Zeilen

in die entsprechenden Phasen B₃ und B₄ invertiert, deren Mittel die Phase A_x ergibt, die von dem Generator 20 als Bezugsphase für die Demodulation des (B-Y)-Signals erzeugt werden soll. Der Bezugsträger der Phase A₁ wird ferner dem 90° -Phasenschieber 22

zur Umwandlung in einen Bezugsträger der Phase A₁ für die Demodulation des (K-Y)-Signals zugeleitet. Der Bezugsträger erfährt durch den 90° -Phasenschieber 22 eine Phasenverschiebung um 90° und wird hierauf dem Synchrondemodulator 23 zum Demodu-

lieren des Λ-Υ-Signals zugeleitet. Beim PAL-Farbfernsehverfahren kehrt sich die Phase des Farbträgers für das (/?- Y)-Signal in aufeinanderfolgenden Zeiler um, so daß auch die Polarität des Ausgangssignals de; Synchrondemodulators 23 in aufeinanderfolgender

Zeilen umgekehrt wird. Die aus der Addierstufe 26 dem Vollweggleichrichter 27 und dem Subtraktor 21 bestehende Polaritätsumkehrschaltung arbeitet in Sinne der Umwandlung des Ausgangssignals des Syn chrondemodulators 23 in das normale (K-Y)-Signal Hierzu wird der Flip-Flop 25 synchroni mit dem ii Fig. 3 bei (a) dargestellten Synchronimpuls betätigt dessen Wiederholungsfrequenz gleich der Horizon tal-Frequenz ist, so daß eine in Fig. 3 bei (c) darge

stellte Rechteckwelle erzeugt wird, die zwischen + A und — A Volt alterniert. Diese Rechteckwelle wird in der Addierstufe 26 mit dem in Fig. 3 bei (b) dargestellten Ausgangssignal des Synchrondemodulators 23 addiert, so daß man das in Fig. 3 bei (d) dargestellte Signal erhält, wobei also ein Gleichstromsignal mit einem Pegel von abwechselnd ± A Volt der entsprechenden Farbartsignalkomponente überlagert ist. Der Wert für A ist größer gewählt als die Amplitude des Ausgangssignals des Synchrondemodulators. Das Ausgangssignal der Addierstufe 26 wird dem Vollweggleichrichter 27 zugeleitet, so daß man das in Fig. 3 bei (e) dargestellte Signal erhält, bei dem der phaseninvertierte Teil der (R-Y)-Komponente wiederum invertiert auftritt, was ein Signal der normalen Phase liefert. Dieses normalphasige Signal wird dem Subtraktor 28 zum Eliminieren der Gleichstromkomponente A zugeleitet. Man erhält demzufolge das in Fig. 3 bei (f) dargestellte Signal, das die normale (Z?- Y)-Komponente darstellt.

Es soll nun das Prinzip der Korrektur von Phasenfehlern unter Verwendung der Ausgangssignale der Synchrondemodulatoren 21 und 23 erläutert werden. Die Phase des Farbsynchronsignals eilt entsprechend der Richtung und der Höhe des Phasenfehlers vor oder nach. Der Farbverfälschungsdetektor 29 gibt eine der Höhe des Phasenfehlers entsprechende Spannung zu dessen Korrektur ab, die der spannungsgesteuerten Verzögerungsleitung 30 eingespeist wird, welche mit dem Eingangsanschluß des Farbsynchronsignal-Tors 17 verbunden ist. Die Verzögerungsleitung 30 braucht nur einen Änderungsbereich der Verzögerungszeit in der Größenordnung von einigen zehn Nanosekunden zu haben, da sie nur zur Steuerung der Phase des Farbsynchronsignals dient.

Fig. 4 zeigt ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Korrektur des Phasenfehlers. Ein Vektor Z, ist das Mittel der Vektoren, die die in den Quadranten I und IV in Fig. 4 während einer Zeile vorhandenen Farbartsignalkomponenten darstellen, und ein Vektor Z₂ ist das Mittel der Farbartsignalkomponenten-Vektoren in den Quadranten II und HI während der gleichen Zeile. Entsprechend ist ein Vektor Z₃ das Mittel der Farbartsignalkomponenten-Vektoren in den Quadranten I und FV für die nächste Zeile und ein Vektor Z₄ das Mittel der gleichen Vektoren in den Quadranten II und III für diese Zeile. Tritt in den Phasen der Farbartsignale bei der Übertragung ein Fehler σ auf, so resultieren Vektoren Z₂', Z₂', Z₃' und Z₄', die gegenüber den Vektoren Z₁, I₂, I₃ bzw. Z₄ jeweils um einen Winkel α verschoben sind. Wird der Farbartsignalträger mit fester Phase demoduliert, so ist die Komponente des Vektors /,' entlang der (Z?- Y)-Achse Z," und ihr Sinn ist positiv, während die Komponente des Vektors I₃ entlang der(Z?-Y)-Achse Z₃" und negativ gerichtet ist. Ein aus den Vektoren Z," und Z₃" zusammengesetzter Vektor Z₅ ist also das Mittel der die (Ä-Y)-Komponenten des Synchrondemodulators darstellenden und in den Quadranten I und rV für aufeinanderfolgende Zeilen liegenden Vektoren.

Ein resultierender Vektor Z₆ ist die vektorielle Summe der Komponenten I₂" und Z₄" der Vektoren Z₂' und Z₄' entlang der (Z?-Y)-Achse. Erhöht sich der Winkel des Phasenfehlers, so wird der Vektor Z₆ negativ größer. Man kehrt die Richtung des Vektors Z₆ daher um und erhält einen Vektor Z₇, der zu dem Vektor Z₅ addiert wird, woraus ein Vektor Z₈ resultiert.

Die Komponente des Vektors /₈ entlang der (R-Y)-Achse hat demgemäß eine positive Polarität, falls a>0, und eine negative Polarität, falls or<0. Vergrößert sich der Winkel α der Phasenverzer-

rung, so wird auch die Amplitude oder die Länge des Vektors /₈ dementsprechend größer, so daß die Größe des Vektors Z₈ als Fehlersignal zur Korrektor des Phasenfehlers genutzt werden kann.

Die Komponente des Vektors /₈ entlang der (R-

Y)-Achse kann leicht durch Umkehrung oder Belassung der Polarität der (Z?-Y)-Farbartsignalkomponente aus dem Synchrondemodulator 23 in Abhängigkeit von der Polarität der (B-Y)-Farbartsignalkomponente aus dem Synchrondemodulator 21 und

durch Mittelwertbildung rus diesem Signal erhalten werden.

Bei der beschriebenen Feststellung des Phasenfehlers an Hand der Komponente entlang der (Λ-Υ)-Achse verringert sich der Absolutwert des Vektors

/₈, wenn sich - bei gleichem Phasenfehler - die Vektoren Z₁, Z₂, "j und Z₄ sämtlich der (Z?-Y)-Achse annähern. Es ν ird dann also schwierig, den Phasenfehler festzustellen. Dieser Mangel wird dadurch ausgegli chen, daß auch die entsprechenden Komponenten as entlang der (B- Y)-Achse berücksichtigt werden, wobei der dazugehörige Phasenfehler in ähnlicher Weise festgestellt wird. Die durch den Phasenfehler bewirkte Farbverfälschung kann folglich wirksam korrigiert werden, indem man die Fehlersignalspannungen, die als Komponenten entlang der (B-Y)- bzw. der (Z?- Y)-Achse erhalten werden, parallel kombiniert.

Nach Fig. 1 werden die Ausgangssignale des Synchrondemodulators 21 für das (ß-Y)-Signal und des Synchrondemodulators 23 für das (Z?-Y)-Signal jeweils dem Farbverfälschungsdetektor 29 zugeleitet, der ein von der Höhe des festgestellten Fehlers abhängiges Ausgangssignal liefert, das der spannungsgesteuerten Verzögerungsleitung 30 zugeleitet wird und zum Verschieben der Phase des Farbsynchronsignals im Sinne einer Korrektur des Fehlers dient. Der Farbverfälschungsdetektor 29 ist im einzelnen in Fig. 5 dargestellt. Bei der Anordnung der Fig. 5 werden Analogschalter 51 und 52, die das (B-Y)-Signal bzw. das (Z?-Y)-Signal weiterleiten, im Ansprechen auf die Polarität des (Z?-Y)-Signals bzw. (B-Y)-Signals automatisch umgeschaltet; die Schalter nehmen die in dieser Figur gezeigten Stellungen ein, wenn die Polaritäten dieser Signale, also der Ausgangssignale dei Demodulatoren 21 und 23, positiv sind, wohingeger sie bei jeweils negativer Polarität des anderen dei Ausgangssignale, als sie durchleiten, umgeschalte werden. Vergleicher 53 und 54 gewährleisten ein« einwandfreie Betätigungsweise der Analogschalter 51 und 52. Die Schalter 51,52 schalten die Signale direk oder über Polaritätsumkehrschaltungen 55 bzw. 5< zu Integratoren 57 bzw. 58 zum Beseitigen voi Wechselstromkomponenten der zugeführten Ein gangssignale.

Liefern die Synchrondemodulatoren 23 und 21 fü die Signale (R-Y) und (B-Y) in Fig. 6 mit (α) bzw (b) bezeichnete Signal, wobei also die Polarität de (Z?-Y)-Signals in aufeinanderfolgenden Zeilen altei niert, so erscheinen an den Eingänge· der Integrate ren 57 und 58 die in Fig. 6 mit (d) bzw. mit (c) be zeichneten Signale. Die die positive Polarität aufwe sende Komponente eines jeden der Signale (c) un (d) nimmt zu, wenn sich der Phasenfehler positiv ei höht, wohingegen sie abnimmt, wenn sich der FehU

negativ erhöht. Die entsprechende, die negative Polarität aufweisende Komponente ändert sich entgegengesetzt. Das Spannungsmittel der Signale (c) und (d) über zwei aufeinanderfolgende Zeilen hinweg zeigt den Phasenfehler an. Die Integratoren 57 und 58 liefern die in Fig. 6 bei (e) und (f) dargestellten Signale und diese beiden Signale werden miteinander kombiniert, so daß man die in Fig. 6 bei (g) gezeigte Spannung zur Korrektur des Phasenfehlers erhält.

In F i g. 7 ist der Aufbau der spannungsgesteuerten Verzögerungsleitung 30 dargestellt. Eine Stromquelle 61 erzeugt eine feste Vorspannung für kapazitätsvariable Dioden 62, 63 und 64. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ändert sich die Kapazität einer jeden der Dioden entsprechend dem Glsichspannungs-Ausgangspegel des Detektors 29, so daß sich also der Betriebszustand der Verzögerungsleitung ändert.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Phasenfehlern in PAL-Farbfernsehempfängern, für die von zwei Farbartsignalkomponenten des phasenmodulierten Farbartsignals eine eine für aufeinanderfolgende Zeilen alternierend invertierte Phase aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Demodulator zur Demodulation der ersten bzw. der zweiten FarbartsigniJkomponente jeweils in bezug zu einem Bezugsträger, dessen Phase von der mittleren Phase eines Farbbezugssignals abgeleitet ist, mit einer zeilenalternierenden Phaseninversion im Zug der Demodulation der phasenalternierenden Farbartsignalkomponente und mit einer Phasenregelung der Bezugsträger auf Grund einer Phasenfehlerfeststellung, die sich auf die bei korrekter Phase sich zu Null addierende und bei fehlerhafter Phase hiervon abweichende, noch nicht der zeilenalternierenden Phaseninversion unterworfene phasenalternierende Komponente des Farbartsignals für aufeinanderfolgende Zeilen stützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal für die Phasenregelung aus der Zusammenfassung zweier jeweils durch die Demodulation einer der Farbartsignalkomponenten entstandener Gleichspannungssignale stammt, die jeweils durch zeitliche Mittelwertbildung eines der beiden bei der Demodulation entstandenen Signale, nachdem diese in Abhängigkeit von der Polarität des anderen der beiden Demodulationssignale zeitweise polaritätsinvertieit sind, erzeugt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal als Steuersignal einer spannungsgesteuerten Verzögerungsleitung (30) einspeisbar ist, durch die das Farbsynchronsignal läuft.