DE2323974B2 - Anordnung zur umsetzung von simultanen farbbildsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umsetzung von simultanen Farbbiidsignalen, mit einer Einrichtung zur Bereitstellung eines Eingangs-Signalgemisches mit einem die Farbartinformation eines Farbbildes enthaltenden Farbartsignal, welches nur ein gegebenes Frequenzband belegt, und einem die Leuchtdichteinformation des Farbbildes enthaltenden Leuchtdichtesignal, welches einen das gegebene Frequenzband belegenden ersten Teil und weitere, außerhalb dieses Frequenzbandes liegende Teile hat, wobei der erste Teil des Leuchtdichtesignals Komponenten enthält die normalerweise nur eine erste Vielzahl von regelmäßig beabstandeten Stellen im gegebenen Frequenzband beanspruchen, während das Farbartsignal Komponenten enthält, die normalerweise nur die zwischen der ersten Vielzahl verschachtelt liegenden Stellen des Frequenzbandes beanspruchen, und wobei die Einrichtung zur Bereitstellung des Eingangs-Signalgemisches Störungen unterwoifen ist, die zu ungewollten Schwankungen der Frequenzen des Signalgemisches bezüglich der normalerweise von ihnen eingenommenen Stellen des Spektrums führen, ferner mit einer Schwingungsquelle, einem Kammfilter und einer mit dem Kammfilter verbundenen Farbartsignale verarbeitenden Einrichtung.

Die Erzeugung eines Signals der allgemeinen Natur des vorstehend beschriebenen Eingangs-Signalgemisches ist in der deutschen Offenlegungsschrift 23 19 768 beschrieben, und zwar wird bei dieser Art der Farbcodierung das Farbartsignal als modulierter Hilfsträger in der Bandmittel eines breiterbandigen Leuchtdichtesignals eingeschachelt. Durch vorherige Kammfilterung der Bandmitte des Leuchtdichtesignals ergeben sich Zwischenräume oder Freouenzlücken im Frequenzspek'rum des Leuchtdichtesignals. Durch eine hierzu komplementäre Kammfilterung ist das Farbartsignal auf Komponenten beschränkt worden, die in die leeren Frequenzlücken des Frequenzspektrums des Leuchtdichtesignals fallen. Diese Codierungsart kann beispielsweise für Femsehaufzeichnungtn auf Platte dienen. In der deutschen Offenlegungsschrift 22 13 920 ist ein mit Kapazitätsschwankungen arbeitendes Videoaufzeichnungssystem beschrieben, wo die Codierungsart mit »verstecktem« Bezugsfarbträger mit Vorteil angewendet werden kann.

Ein Abspielgerät für eine Videoplatte enthält nicht immer Einrichtungen zur Bildwiedergabe, sondern dient vielmehr als eine Art Zubehör oder Zusatzgerät eines gesonderten Farbfernsehempfängers, wobei die Bildwiedergabeeinrichtungen dieses Empfängers zur Wiedergabe der aufgezeichneten Farbbildinformation dienen. Ein solches Abspielgerät sollte an seinem Ausgang ein Signalgernisch in derjenigen Form bereitstellen (z. B. ein NTSC-Signal), die der verwendete Farbfernsehempfänger verarbeiten kann. Abspielgeräte für Plattenaufzeichnungen, die den eingeschachtelten Bezugsfarbträger verwenden, sollten daher eine Einrichtung enthalten, die ein mit eingeschachteltem Farbbezugsträger aufgebautes Signalgemisch in ein andersartig codiertes Signalgemisch umwandelt welches mit der Wiedergabeapparatur des Farbfernsehempfängers kompatibel ist Ein solcher Zweck soll mit der Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung erreicht werden.

Natürlich kann man eine solche Anordnung zur Codeumsetzung auch bei anderen Formen von Videoplattenspielern verwenden, beispielsweise bei einer kombinierten Anlage, die sowohl eine Abspieleinrichtung für Farbbildplatten als auch eine Empfangseinrichtung für Farbfernsehrundfunk in einer einzigen Einheit enthalten. Die besagte Codeumsetzung des von der Platte kommenden Signals ist hierbei wünschenswert, weil man dann für die Farbdecodierung sowohl der Plattensignale als auch der über Rundfunk gesendeten Signale ein und denselben Decoder verwenden kann. In jedem Fall ist es erforderlich, bei einem Signalgemisch mit eingeschachteltem Farbbezugsträger die im Leuchtdichteband eingeschachtelten Farbartkomponenten durch Frequenzurnsetzung in einen anderen Frequenzbereich zu verlegen, für den der Decoder des

*5 Farbfernsehempfängers ausgelegt ist Hierzu ist unter anderem eine Trennung der im Eingangs-Signalgemisch vereinigten Farbart- und Leuchtdichtekomponenten notwendig. Es ist an sich bekannt, eine solche Trennung mit Hilfe von Kammfiltern durchzuführen (vgl. deutsche Auslegeschrift 19 41848 und einen Aufsatz von G. 111 e t s c h k ο und H. Schönfelder: »Ein Kammfilter für das PAL-Verfahren«, erschienen im Sonderdruck der Fernseh GmbH vom April !969). Die Erfindung geht ebenfalls aus von der Verwendung eines Kammfilters.

Eine Kammfilterung stößt jedoch auf Schwieri3keiten, wenn das umzusetzende Eingangs-Signalgemisch wie eingangs beschrieben Störungen unterworfen ist, die zu ungewollten Schwankungen der Frequenzen des Signalgemisches bezüglich der normalerweise von innen eingenommenen Stellen des Spektrums führen. Solche Frequenzschwankungen ergeben sich insbesondere beim Abspielen von Videoplatten infolge unerwünschter Schwankungen in der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Abtaster und der Aufzeichnungsrille, wie es in der obengenannten deutschen Offenlegungsschrift 22 13 920 erwähnt ist So können beispielsweise die Seitenbandfrequenzen des Farbbezugsträgers in einem wiedergewonnenen Signalgemisch mit eingeschachteltem Farbbezugsträger bezüglich ihrer normalerweise zu erwartenden Stellen im Frequenzspektrum schwanken, d. h. zittern, wobei die Stellen des Frequenzspektrums, an denen die Komponenten des begleitenden Leuchtdichtesignals liegen, einem ähnlichen Zittern unterworfen sind. Dieses Zittern kann bei der Kammfilterung die erforderliche Genauigkeit der Trennung zwischen Leuchtdichte- und Farbartkomponenten gefährden. Um diese Trennung in einem Abspielgerät für Videoplatten weniger empfindlich gegenüber dem Zittern der von der Platte wiederge-

wonnenen Signalfrequenzen zu machen, wird in der genannten deutschen Offenlegungsschrift 23 19 768 vorgeschlagen, ein besonders ausgestaltetes Kammfilter mit zwei sogenannten 1 Η-Verzögerungsleitungen einzusetzen. Solche Kammfilter haben eine Kammfilterkennlinie mit breiteren Sperrbereichen (Einschnitten) als sie bei Kammfiltern mit einer einzigen 1 H-Verzögerungsleitung erreichbar sind. Die weiteren Sperrbereiche führen jedoch auch zu zusätzlichen Signalverlusten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Umsetzanordnung für ein Farbbildsignalgemisch der eingangs beschriebenen Natur so auszugestalten, daß ein stabiles und sauberes Farbartsignal für das Ausgangs-Signalgemisch erhalten wird.

Ausgehend von einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art, die den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildet, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch Merkmale gelöst, die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführt sind.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, mindestens den vom Leuchtdichtesignal und vom Farbartsignal gemeinsam belegten Teil des Frequenzbandes vor der Kammfilterung in ein anderes Frequenzband zu verschieben und die Schwingungs- is quelle für die dazu verwendete Überlagerungseinrichtung ebenfalls einem Frequenzzittern zu unterwerfen, und zwar derart, daß der Einfluß des Zitterns des Eingangs-Signalgemisches im Ausgangssignal der Überlagerungseinrichtung kompensiert wird. Der frequenz- to verschobene Teil des Eingangs-Signalgemisches ist somit zitterfrei, und die in ihm enthaltenen Leuchtdichte- und Farbartkomponenten lassen sich in dem nachgeschalteten Kammfilter einwandfrei voneinander trennen. An einem Ausgang des Kammfilters erscheint somit ein von Leuchtdichtekomponenten befreites Farbartsignal, welches nicht nur zitterfrei ist, sondern auch bereits in einem anderen Frequenzband als beim Eingangs-Signalgemisch liegt, wie es die Umsetzung erfordert.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bringt neben der Lösung der gestellten Aufgabe noch den Vorteil mit sich, daß die Kompensation des Zitterns in einem Zuge mit der Frequenzumsetzung des Farbartsignals erfolgt, d. h, die bei einer Frequenzumsetzung in jedem Fall erforderliche Schwingungsquelle erfüllt durch ihre Steuerbarkeit gleichzeitig den Zweck der Zitterkompensation.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zur Kammfilterung des Leuchtdichtesignals ein subtraktives Verfahren angewendet, um die im gemeinsan.en Band liegenden Farbkomponenten auszusondern. Bei dem subtraktiven Verfahren wird der Ausgang eines Kammfilters, welches Farbsignalkomponenten liefert und Leuchtdichtekomponenten ausschließt, von dem nichtkammgefilterten Signalgemisch subtrahiert, um ein von Farbkomponenten freies Leuchtdichtesignal bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das subtraktive Verfahren mit einem nichtkammgefilterten Signalgemisch und einem davon zu subtrahierenden Ausgangssignal des Kammfilters durchgeführt, die beide eine durch die obengenannte Überlagerung herbeigeführte Frequenzverschiebung haben. Nach der Eliminierung der Farbsignalkomponenten durch das Subtraktionsverfahren erfolgt bei dieser Ausführungsform die Rückumsetzung der Komponenten des Leuchtdichtesignals in ein Basisband mittels eines Hüllkurvendetektors und eines ausgangsseitigen Tiefpaßfilters. Gemäß einer anderen Lösung wird der subtraktive Prozeß bei Frequenzen im Basisband durchgeführt, wobei eine nichtkammgefilterte Version des eingangsseitigen Signalgemisches, unter Umgehung der obenerwähnten Überlagerungseinrichtung, verwendet wird und der Kammfilterausgang vor der Subtraktion durch eine zweite Überlagerung mit den lokalen Schwingungen zurück in das mittlere Band verschoben wird.

Die Art der bei den oben beschriebenen Ausführungs

form verwendeten Schaltungsanordnuingen erlaubt den Einsatz von Bandfiltern, um die Bandbreite des der Bandfilterung unterworfenen Signalanteils auf die Bandbreite des gemeinsamen Bandes zu begrenzen, d. h. auf die Bandbreite des aufgezeichneten Farbsignals, die typischerweise bei etwa 1 MHz liegt. Somit ist bei der Erfindung in der Praxis nur eine 1 H-Verzögerungsleitung für das Kammfilter des Codewandlers erforderlich, und diese 1 Η-Verzögerungsleitung braucht nur eine verhältnismäßig schmale Bandbreite zu verarbeiten, die zu beiden Seiten der für das ausgangsseitige Signalgemisch gewünschten Bezugsfarbträgerfrequenz liegt, z. B. die Farbhilfsträgerfrequenz von etwa 3,58 MHz des NTSC-Signals. Im Handel sind relativ preiswerte 1 Η-Verzögerungsleitungen, z. B. Amperex Type DL 45, erhältlich, die einen entsprechenden Durchlaßbereich zur Folge haben, z. B. 3,58 MHz ± 500 kHz.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in der die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert wird.

F i g. 1 zeigt als Blockschaltbild einen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeitenden Codewandler, der bei einem Videoplattenspieler verwendet werden kann, um Signale mit eingeschachteltem Bezugsfarbträger in die allgemeine Form eines NTSC-Signals umzueodieren;

Fig.2 zeigt in Blockform eine Abwandlung des in F i g. 1 gezeigten Codewandlers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 3 ist ein Detailschaltbild des in F i g. 2 allgemein gezeigten Ausführungsbeispiels des Codewandlers.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung liegt am Eingangsanschluß Ti ein mit angeschachteltem Farbbezugsträger aufgebautes Signalgemisch. Aus Gründen der Anschaulichkeit werden hinsichtlich der Form des Eingangssignals verschiedene Zahlenangaben gemacht, die als Beispiel zu wer.cn sind und sich insbesondere im Zusammenhang mit Videoplatten als geeignet erwiesen haben:

1. Die Farbhilfsträgerfrequenz /"/ betrage 195/2 /"«bzw. etwa 1,53 MHz, wenn die Zeilenfrequenz (fa) der US-Norm für Farbfernsehrundfunk entspricht;

2. das Farbsignal sei die Summe zweier um 90° zueinander verschobener Phasen des Farbhilfsträgers, deren eine mit dem Rot-Farbdifferenzsignal (R- y^und deren andere mit dem Blau-Farbdifferenzsignal (B-Y) von jeweils 0-50OkHz Bandbreite amplitudenmoduliert ist, wobei die Bandbreiten dei oberen und unteren Seitenbänder jeweils gleich (500 kHz) sind und der Träger unterdrückt ist;

3. das Leuchtdichtesignal (Y) habe die Bandbreite 0-3 MHz;

4. die Farbsynchronisierinformation bestehe aus einen Schwingungsimpuls der Frequenz f/ des einge schachtelten Farbbezugsträgers mit Bezugsphas« und Bezugsamplitude, der während der hinterei Schwarzschulter des Horizontalaustastimpulses er scheint und somit abgesehen von der Frequenz ii allem der NTSC-Farbsvnchronisierinformation ent spricht

Das eingangsseitige Signalgemisch enthält also eil unteres Band (0—1 MHz) und ein oberes Barn (2—3MHz), die nur von den Komponenten de Leuchtdichtesignals besetzt werden, und einen mittlere] Spektralbereich, d. h. ein mittleres Band (1—2 MHz), i: welches sich Komponenten des Leuchtdichtesignals um des Farbsignals teilen. Wenn zur Bildung des genannte Farbbezugsträgersignals eine geeignete Kammfilterun

Q>

vorgenommen wird, wie sie ausführlicher in der vorgenannten britischen Patentanmeldung beschrieben ist, dann erscheinen die jeweiligen Komponenten des Leuchtdichte- und des Farbsignals im gemeinsamen mittleren Ban] in Frequenzverkämmung praktisch ohne gegenseitige Überlappung.

Das am Eingangsanschluß 7/ ankommende Signalgemisch gelangt zu einem Bandfilter 10, dessen Durchlaßbereich seine Mitte bei der versteckten Hilfsträgerfrequenz /"$' hat und eine derartige Bandbreite, z. B. /_s'±500kHz aufweist, daß das gemeinsam benutzte mittlere Band des eingangsseitigen Signalgemisches selektiv durchgelassen wird, um das ausschließlich vom Leuchtdichtesignal besetzte obere und untere Band auszuschließen. Der Ausgang des Bandfilters 10 wird auf einen Modulator 20 gegeben, vorzugsweise ein Ringmodulator, um ihn mit Schwingungen zu überlagern, die von einem spannungsgesteuerten Oszillator 49 kommen. Der Nennwert der Ausgangsfrequenz des Oszillators 49 entspricht der Summe der Frequenz des genannten Farbbezugsträgers (f_s') und der Frequenz des gewünschten ausgangsseitigen Hilfsträger (Q. Es sei für das hier beschriebene Beispiel angenommen, daß die gewünschte Farbbezugsträgerfrequenz am Ausgang die NTSC-Farbbezugsträgerfrequenz von 455/2 fo oder etwa 3,58 MHz ist, d. h., die Summenfrequenz beträgt etwa 5,11 MHz. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators schwankt jedoch um den Nennwert von 5,11 MHz, um das vorerwähnte Zittern zu stabilisieren. Die Art und Weise, in der diese Schwankungen herbeigeführt werden, wird weiter unten beschrieben.

Die als Modulationsprodukt am Ausgang des Modulators 20 erscheinende Differenzfrequenz wird durch ein Bandfilter 30 selektiert, dessen Durchlaßbereich seine Mitte bei der gewünschten Ausgangs-Farbbezugsträgerfrequenz f_s hat und eine Bandbreite, z. B. ±500 kHz, aufweist, die das Band umfaßt, welches nun von einer frequenzverschobenen Version des eingangsseitigen Farbsignals belegt wird. Der Ausgang des Filters 30 enthält somit die Farbinformation in einem Frequenzband, z. B. 3—4 MHz, die als Modulation eines Frrbbezugsträgers erscheint, dessen Frequenz, z. B. 3,58 MHz, für die Apparatur eines NTSC-Farbfernsehempfängers geeignet ist.

Im Ausgangssignal des Bandfilters 30 befinden sich jedoch auch die Leuchtdichtekomponenten aus dem mittleren Band, die durch die Überlagerungswirkung des Modulators 20 in ihrer Frequenz nach oben verschoben sind und verkämmt mit den frequenzverschobenen Farbsignal dasselbe Band (3—4 MHz) besetzen.

Das Ausgangssignal des Bandfilters 20 wird auf ein Kammfilter 50 gegeben. Dieses Kammfilter 50 hat eine Vielzahl von Durchlaßbereichen, deren Mitten bei den ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz (fa) liegen, sowie dazwischen befindliche Sperrbereiche bei Frequenzen, die den geradzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz entsprechen. Das Kammfilter 50 besteht beispielsweise aus einer einzigen 1 H-VerzÖgerungsleitung 51 des vorgenannten Typs DL 45, die beim Empfang des Ausgangssignals des Bandfilters 30 ein um Mfη verzögertes Signal auf die Stufe 53 gibt, wo dieses Signal mit dem Eingangssignal der Verzögerungsleitung subtraktiv kombiniert wird. Die Aufgabe des Kammfilters 50 besteht darin, die aus dem mittleren Band kommenden und frequenzverschobenen Komponenten des Leuchtdichtesignals zu entfernen und das frequenzverschobene Farbsignal durchzulassen. Diese Funktion kann ein Kammfilter des gezeigten Typs gut erfüllen, wenn die Frequenzen der Komponenten des am Eingangsanschluß T₁ zugeführten Signalgemisches tatsächlich die durch Wahl der Parameter des Systems mit dem genannten Farbbezugsträger festgelegten Sollfrequenzen sind.

Wenn jedoch das eingangsseitige Signalgemisch beispielsweise von einem Videoplattenspieler kommt, können bestimmte Umstände beim Abspielen wie z. B.

ίο ungleichmäßige Drehzahl des Plattentellers, Exzentrizität der Platte, Platten mit Verwerfungen usw. dazu führen, daß Frequenzen der Komponenten des Signalgemisches bezüglich ihrer normalerweise zu erwartenden Orte im Frequenzspektrum zittern. Wenn dieses

■ 5 Zittern noch in dem an das Kammfilter 50 gelegten frequenzverschobenen Teil des Signalgemisches vorhanden ist, wird die gewünschte Trennwirkung des Filters verschlechtert. Dies kann z. B. bedeuten, daß zurückzuweisende Frequenzen des Leuchtdichtesignals nicht genau in die Sperrbereiche des Kammfilters 50 fallen, so daß sie über die steilen Flanken der Sperrbereiche oder Nullstellen in der Kennlinie dieses aus einer einzigen lH-Verzögerungsleitung bestehenden Kammfilters hinauslaufen. Um solche nachteiligen Wirkungen des Zittern des Eingangssignals zu mindern, wird das Ausgangssignal des Oszillators 49 mit einem phasenstarren Regelkreis geregelt, der nachstehend beschrieben wird.

Der Ausgang des Bandfilters 30 wird auf einen Farbsynchronsignal-Separator 41, im nachfolgenden Burst-Separator genannt, gegeben, der mit vom eingangsseitigen Signalgemisch abgeleiteten zeilenfrequenten Impulsen (Η-Impulse) so getastet wird, daß er selektiv nur denjenigen Teil des Ausgangssignals des Filters 30 durchläßt, der während der hinteren Schwarzschulter erscheint, wo sich das Farbsynchronsignal befindet. Das Ausgangssignal des Separatorb 41 besteht aus periodisch wiederkehrenden Schwingungsimpulsen, die im Normalfall bei der Frequenz des Ausgangs-Bezugsfarbträgers NTSC-Hilfsträger sind.

Auf diese Frequenz, z. B. 3,58 MHz, sind nämlich die

Eingangs-Farbsynchronsignale durch das Überlagern im Modulator 20 verschoben worden.

Der Ausgang des Burst-Separators 41 wird auf einen Phasendetektor 43 zum Zwecke des Phasenvergleichs mit dem Ausgangssignal eines Bezugsoszillators 45 gegeben. Der Oszillator 45 ist ein hochstabiler Oszillator, beispielsweise ein kristallgesteuerter Oszillator, der mit der gewünschten Ausgangs-Bezugsfarbträgerfrequenz f_s schwingt. Am Ausgang des Phasendetektors 43 erscheint eine Steuerspannung, die dazu herangezogen wird, die Betriebsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 49 in Richtung einer Korrektur zu verstellen. Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Regelkreis, der das Farbsynchronsignal im Ausgangssignal des Bandfilters 30 bezüglich seiner Frequenz und seiner Phase mit dem hochstabilen Ausgang des Bezugsoszillators 45 synchronisiert Wenn das Eingangs-Signalgemisch in der oben beschriebenen Weise zittert und eine Abweichung dieses Synchronlaufs herbeifahrt, dann bewirkt die Steuerspannung am Ausgang des Phasendetektors 43 eine Korrektur des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators 49 im Sinne einer Kompensation dieser Abweichung. Da das Zittern der Farbsynchronsignale im Eingangs-Signalgemisch (beispielsweise infolge der erwähnten Umstände beim Abspielen) dem Zittern der begleitenden Färb- und Leuchtdichtekomponenten entspricht,

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eliminiert die beschriebene Steuerung des Oszillators 49 auch das Zittern dieser Komponenten. Wenn man die Kenngrößen des Phasenregelkreises mit Rücksicht auf das zu erwartende Ausmaß des Zitterns wählt, dann ist der Ausgang des Bandfilters 30 praktisch zitterfrei, so daß man das in F i g. 1 gezeigte Kammfilter ohne Gefahr mit nur einer einzigen 1 Η-Verzögerungsleitung ausbilden kann.

Der Ausgang des Kammfilters 50 besteht aus einem Farbsignal, welches praktisch frei von Leuchtdichtekomponenten ist und die geeignete Form zur Bildung eines Ausgangs-Signalgemisches hat. Zusätzlich zu einer diesem Zweck entsprechenden Verarbeitung (die in einer später noch zu beschreibenden Schaltungsanordnung erfolgt) wird der Ausgang des Kammfilters 50 noch dazu herangezogen, um ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal durch einen subtraktiven Prozeß zu erhalten. Hierzu wird der Ausgang des Kammfilters 50 auf einen Modulator 61 gegeben, um ihn mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 49 zu überlagern. Die als Modulationsprodukt am Ausgang des Modulators 61 (der vorzugsweise ein Ringmodulator ist) erscheinende Differenzfrequenz wird von einem Tiefpaßfilter 63 selektiv durchgelassen.

Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 43 besteht aus einem kammgefilterten Farbsignal, welches durch die Überlagerungswirkung des Modulators 61 in seine ursprüngliche Frequenzlage im mittleren Band zurückverschoben ist. Das kammgefilterte Farbsignal vom Ausgang des Tiefpaßfilters 63 wird auf eine Stufe 70 gegeben, wo es subtraktiv mit einer nichtkammgefilterten Version des Eingangs-Signalgemisches kombiniert wird, um die im mittleren Band liegenden Farbkomponenten des Signalgemisches zu entfernen. Das nichtkammgefilterte Signalgemisch wird der Stufe 70 vom Eingangsanschluß T₁ aus über eine Verzögerungseinrichtung 65 zugeführt. Die Verzögerungseinrichtung 65 hat den Zweck, dem Signalgemisch eine Verzögerung mitzuteilen, die im wesentlichen der Verzögerung entspricht, die die eliminierenden Farbkomponenten beim Durchgang durch die Filter 10,30 und 63 erfahren haben. Die Verzögerungseinrichtung 65 kann verstell bar ausgebildet sein, wie es mit dem Pfeil in der Zeichnung symbolisiert ist, um die für optimale Eliminierung der Farbkomponenten notwendige Verzögerungsanpassung zu ermöglichen. Die Stufe 70 kann auch eine Einrichtung zur Beeinflussung der Amplitude eines oder beider Eingänge enthalten, um die für optimale Eliminierung der Farbkomponenten Amplitudenanpass· mg zu ermöglichen.

Nach richtiger Anpassung der Verzögerung und Amplituden führt der Ausgang der Stufe 70 ein breitbandiges Leuchtdichtesignal, welches praktisch frei von Komponenten des Farbsignals ist, wobei die Komponenten der Seitenbänder des genannten Farbbezugsträgers durch auslöschende Wirkung der Stufe 70 aus dem mittleren Band herausgekämmt sind. Es sei hier erwähnt, daß die gewünschte auslöschende Wirkung in der Stufe 70 auch erreicht werden kann, wenn das Eingangs-Signalgemisch zittert, da die zweite Überlagerung mit dem Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators im Modulator 61 das kammgefilterte Farbsignal in einen zitternden Zustand versetzt, mit dem die Auslöschung erreicht werden kann.

Das Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Stufe 70 wird einer Stufe 80 zugeführt, um es mit dem kammgefilterten Farbsignal vom Ausgang des Kammfilters 50 zu addieren und so das gewünschte Ausgangs-Signalgemisch zu bilden. Das Ausgangssignal des Kammfilters wird der Stufe 80 über eine weitere Verzögerungseinrichtung 81 zugeführt, die so eingestellt ist, daß das Ausgangssignal des Kammfilters im Einklang mit dem Leuchtdichtesignal vom Ausgang der Stufe 70 ist. Diese erforderliche zusätzliche Verzögerung entspricht im wesentlichen der Verzögerung, die beim Durchgang durch das Tiefpaßfilter 63 mitgeteilt wurde.

ίο Das von der Stufe 80 gelieferte Ausgangs-Signalgemisch hat die allgemeine Form eines NTSC-Signals und enthält ein breitbandiges Leuchtdichtesignal und ein im oberen Band liegendes Farbsignal in Form von Seitenbändern eines Bezugsträgers der NTSC-Farbträgerfrequenz. Dieses Signalgemisch ist zur Verarbeitung in der Apparatur eines gewöhnlichen NTSC-Farbfernsehempfängers geeignet. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält das Ausgangs Signalgemisch ein Leuchtdichtesignal, welches etwa den Frequenzbereich von 0—3 MHz umfaßt, und ein Farbsignal, welches etwa den Frequenzbereich von 3—4 MHz umfaßt. Ein solches Signalgemisch liefert zwar weniger Informationen als ein gemäß den US-Rundfunknormen gesendetes Farbfernseh-Signalgemisch, jedoch ist das Fehlen von Leuchtdichteinformationen oberhalb 3 MHz und von Farbseitenbandfrequenzen im Bereich von 2—3 MHz bei der Wiedergabe von Videoplatten zu verkraften, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß die typischen handelsüblichen

US-Farbfernsehempfänger nur wenig oder überhaupt keinen Gebrauch von diesen Komponenten der Sendesignale machen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bedient man sich einer Subtraktion, um die gewünschte Kammfilte-

rung des Leuchtdichtesignals zu erreichen. Dabei wird die Subtraktion mit Frequenzen im Bu^isband durchgeführt, wozu das kammgefilterte Farbsignal vor seiner Zuführung zur Subtraktionseinrichtung in einen tieferen Frequenzbereich verschoben werden muß. F i g. 2 zeigt

eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, wo die gewünschte Kammfilterung des Leuchtdichtesignals wiederum durch Subtraktion erfolgt, wobei jedoch diese Subtraktion in demjenigen Frequenzband erfolgt, den das kammgefilterte Farbsignal

selbst belegt Es ist also hier keine Frequenzverschiebung des kammgefilterten Farbsignals vor dem Subtraktionsvorgang notwendig.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 2 wird das Eingangs-Signalgemisch vom Anschluß Γ, voll

auf den Modulator 20' gegeben, der außerdem ein Trägersignal (Nennfrequenz /j' + f_s) vom spannungsgesteuerten Oszillator 49 empfängt. Der Modulator 20' ist ein einfacher Gegentaktmodulator, der auf das Eingangs-Signalgemisch und nicht auf den vom Oszillator

49 kommenden Träger (f_s+f₅) Symmetrien ist. Ein mit dem Ausgang des Modulators 20' gekoppeltes Restscitenbandfilter 21 läßt den unsymmetrischen Träger und sein unteres Seitenband durch. Im oberen Seitenband welches die Differenzfrequenz-Modulationsprodukte

«o enthält, liegt der Farbhilfsträger bei der Frequenz & wie es für das Ausgangs-Signalgemisch gewünscht ist Durch die Bandfilterung des Filters 21 wird der Träger (fs + fs) auf die Mitte der oberen Ranke gelegt, so daß ein kleiner Teil des oberen Seitenbandes ebenfalls

durchgelassen wird. Der Modulationsgrad des Trägen (fs' + fs) im Modulator 20' wird durch geeignete Relation der Eingangspegel verhältnismäßig niedrig (z. B. 20%] gehalten.

ti

Ein mit dem Ausgang des Filters 21 gekoppeltes Bandfilter hat wie im Falle der F i g. 1 die Aufgabe, den Eingang des Kammfilters 50 auf das gemeinsame Band um fs zu begrenzen. Der vom Ausgang des Bandfilters 30 beaufschlagte Burst-Separator 41 liefert synchronisierende Schwingungsimpulse (Bursts) zum Eingang des Phasendetektors 43 zum Zwecke des Phasenvergleichs mit dem Ausgangssignal f_s des Bezugsoszillators 45 wie im Falle der Fig. 1. Das Ausgangssignal des Phasendetektors steuert die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 49 im Sinne einer Stabilisierung der Seitenbandfrequenzen des Modulator-Ausgangssignals gegen »Zittern«, wie es an früherer Stelle beschrieben wurde.

Am Ausgang des Kammfilters 50 erscheint das frequenzversetzte Farbsignal, aus welchem die im gemeinsamen Band liegenden Komponenten des Leuchtdichtesignals, die in die verschiedenen Sperrbereiche des Kammfilters fallen, herausgekämmt sind. Das kammgefilterte Signal gelangt zu einer Stufe 70', wo es mit dem Ausgang des Restseitenbandfilters 21 subtraktiv kombiniert wird. Das letztgenannte Signal wird der Stufe 70' über eine Verzögerungseinrichtung 65' zugeführt, deren Verzögerung im wesentlichen derjenigen Verzögerung entspricht, welche die Signale beim Durchlaufen des Filters 30 erfahren haben. Nach richtiger Anpassung der Verzögerung, und der Amplitude der Farbkomponenten der beiden Eingangssignale der Stufe 70' enthält das Ausgangssignal dieser Stufe Leuchtdichteinformationen, aus denen die Komponenten des Farbsignals herausgekämmt sind. Das kammgefilterte Leuchtdichtesignal erscheint jedoch als Seitenband des modulierten Trägers (f,' + f_s) und muß in das Basisband zurückverschoben werden. Dies erfolgt durch Eingeben des Ausgangssignals der Stufe 70' in einen Hüllkurvendetektor 72 und durch Selektierung der Basisband-Komponenten des Detektorausgangssignals mittels eines Tiefpaßfilters 74.

Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 74 enthält ein im Basisband liegendes Leuchtdichtesignal, welches frei von Farbkomponenten des genannten Farbbezugsträgers ist. Dieses Signal wird einer Stufe 80 zugeführt, wo es mit dem kammgefilterten Farbsignal vom Ausgang des Kammfilters 50 addiert wird. Das letztgenannte Signal wird der Stufe 80 über eine Verzögerungseinrichtung 81 zugeführt, deren Verzögerung im wesentlichen der beim Durchlaufen des Tiefpaßfilters 74 mitgeteilten Verzögerung entspricht, um die Leuchtdichte- und die Farbkomponenten des von der Stufe 80 gelieferten Ausgangs-Signalgemisches miteinander in Einklang /u bringen.

F i g. 3 zeigt Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches der allgemeinen Anordnung nach F i g. 2 entspricht.

Der Modulator 20' in Fi g. 3 enthält zwei N PN-Transistoren 100 und 101 als aktive Elemente. Diesen emittergekoppelten Transistoren 100 und 101 wird das Eingangs-Videosignalgemisch vom EingangsanschluB Ti über einen Signalweg zugeführt, der einen veränderlichen Widerstand 102 zum Einstellen des Video-Eingangspegels enthält. Am Trägereingang Th liegen 5,11-MHz-Schwingungen (vom spannungsgesteuerten Oszillator 49 in F i g. 2), die zur Basis des Transistors 100 gelangen. Die Basis des Transistors 101 ist über einen Widerstand an Masse gelegt. Zwei eng gekoppelte Spulen 103 und 104, die beispielsweise bifilar um einen Toruskern gewickelt sind, bilden die Kollektorlast der Transistoren 100 und 101. Die bifilaren Wicklungen sind so miteinander verbunden, daß das Modulator-Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 101 gegenüber dem Videoeingang symmetrisch ist, jedoch gegenüber dem Trägereingang unsymmetrisch ist.
Das Modulator-Ausgangssignal gelangt über einen Emitterfolger 110 zum Restseitenbandfilter 21, welches in bekannter Weise aus reaktiven Elementen geeigneten Werts gebildet ist. Der Ausgang des Filters 21 wird auf den Eingang eines Verstärkers 120 gegeben, der eine

ίο Eingangsstufe mit festgelegtem Emitter und eine Ausgangsstufe mit festgelegtem Kollektor enthält. Die Ausgangsstufe bildet eine niederohmige Signalquelle für einen Verzögerungsteil 65', der beispielsweise aus einer koaxialen Verzögerungsleitung geeigneter Länge be-

is steht und Abschlußwiderstände geeigneter Größe zur Wellenwiderstandsanpassung hat. Der Ausgang des Verzögerungsteils 65' liefert ein breitbandiges Eingangssignal für die Kombinierstufe 70', die einen Transistor 130 mit festgelegtem Kollektor enthält, der den mit festgelegter Basis angeordneten Transistor 131 steuert. Zusätzlich zum breitbandigen Eingangssignal, welches der Basis des Transistors 130 zugeführt wird, empfängt die Stufe 70' am Emitter des Transistors 131 ein kammgefiltertes Farbsignal von einer noch zu beschreibenden Schaltung.

Der Ausgang der Stufe 70' wird auf eine Transformator-Primärwicklung 132 im Kollektorkreis des Transistors 131 gegeben und über die Transformator-Sekundärwicklung 133, mit an Masse liegender Mittelanzapfung, an ein Diodenpaar 134,135 gelegt, welches, im Hüllkurvendetektor 72, so geschaltet ist, daß eine Vollweggleichrichtung des modulierten Trägers erfolgt. Das an einem Lastkondensator erscheinende Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors wird einem Tiefpaßfilter 74 zugeführt, welches Serienresonanzkreise als F?Ilen enthält, um die Grundwelle und die zweite Ha^rtnonische des Trägers im Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors stark zu dämpfen.

Das Ausgangssignal des Filters 74 wird einem Verstärkertransistor 140 zugeführt, der einen Kollektorlastwiderstand 141 aufweist, an den ein veränderliches kapazitives Netzwerk 142 wahlweise angeschaltet werden kann. Wenn beim Codieren der Videosignale eine Vorverzerrung stattgefunden hat, z. B. bei der Plattenaufnahme, bietet das Netzwerk 142 eine Möglichkeit zur kompensierenden Nachentzerrung des Leuchtdichtesignals.

Der Kollektorausgang des Transistors 141 ist mit der Basis des Transistors 150 verbunden, der mit dem Transistor 151 ein emittergekoppeltes Transistorpaar in der Kombinierstufe 80 bildet. Der andere Eingang der Stufe 80 empfängt kammgefilterte Farbsignale, die von einer noch zu beschreibenden Schaltung geliefert werden, an der Basis des Transistors 151. Das Ausgangs-Signalgemisch wird der Stufe 80 am Kollektor des Transistors 150 entnommen und der Basis eines Ausgangstransistors, PNP-Transistor 153, zugeführt, dessen Ausgangskreis sein Kollektorkreis ist, mit dem die Ausgangsklemme 7J verbunden ist.

Um die Beschreibung der in F i g. 3 gezeigten Anordnung zu vervollständigen, sei nun noch auf die Schaltungen zur Verarbeitung des Farbsignals eingegangen. Der Ausgang des Verstärkers 120 beaufschlagt neben der vorgenannten Verzögerungsleitung 65 über ein Bandfilter 30 bekannter Bauart einen Verstärker 160, der eine Eingangsstufe mit festgelegtem Emitter und eine Ausgangsstufe mit festgelegtem Kollektor aufweist. Die Ausgangsstufe liefert Signale an den

Burst-Separator 41 (Fig.2) zum Zwecke der Phasensteuerung und außerdem an den Eingang des Kammfilters 50.

Das Kammfilter 50 enthält eine 1H-Verzögerungsleitung des vorgenannten Typs DL 45, die Eingangssignale am Anschluß 2 erhält und invertierte Ausgangssignale an der Klemme 4 bereitstellt. Querinduktivitäten 171 und 173 an den jeweiligen Klemmen ermöglichen eine Feinjustierung der Kennlinie der Verzögerungsleitung. Die an der Eingangs- und der Ausgangsklemme liegenden Signale werden mittels einer ohmschen Addierschaltung am Anschluß T_c kombiniert Das kammgefilterte Farbsignal am Anschluß T_c wird auf einen Verstärker 170 gegeben, der eine Eingangsstufe

Kapazität 195 und einem veränderlichen Widerstand 196 bestehende Reihenschaltung liegt zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 190. Der Phasenspalter mit der beschriebenen einstellbaren

Schaltung bietet die Möglichkeit einer Feinabstimmung der Verzögerung, um die optimale Auslöschung der Farbkomponente in der Kombinierstufe 70' einstellen zu können. Wenn die Resonanzfrequenz des aus der Induktivität 194 und der Kapazität 195 gebildeten

ίο Serienresonanzkreises höher als die höchste eingangsseitige Teilfrequenz gewählt wird und wenn die Größe des Widerstands so gewählt wird, daß die Güte Q des Resonanzkreises etwa 1 beträgt, dann bewirkt die Schaltung eine phasenlineare, konstante Gruppenlauf-

mit festgelegtem Emitter und eine Ausgangsstufe mit 15 zeit über den Bereich der eingangsseitigen Teilfrequenfestgelegtem Kollektor aufweist Die Ausgangsstufe bildet eine niederohmige Signalquelle für den Verzögerungsteil 81, ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verzögerungsteil 65', jedoch ist hier noch ein Potentiometer 181 in Reihe mit dem Abschlußwiderstand der koaxialen Verzögerungsleitung 180 vorgesehen, um eine Möglichkeit zur Pegeleinstellung des Ausgangs-Farbsignals zu bieten. Der verstellbare Abgriff des Potentiometers 181 ist mit der Basis des Transistors 151

zen. Durch Verstellung des veränderlichen Kondensators 195 kann die Laufzeit verändert werden. Eine gleichzeitige Verstellung des veränderlichen Widerstands 196 ist vorteilhaft, um den gewünschten Q-Wert einzuhalten.

Die Ausgangssignale der beschriebenen Trimmschaltung werden am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensate r 195 und dem Widerstand 196 abgenommen und einem Emitterfolger 191 zugeführt. Der

verbunden, um das Farbsignal auf die Kombinierstufe 80 25 Emitter des diesen Emitterfolger bildenden Transistors

zu geben.

Das kammgefilterte Farbsignal am Ausgang des Verstärkers 70 wird außerdem der Basis eines Phasenspalter-Transistors 190 zugeführt, der einen 191 ist über einen veränderlichen Widerstand 197 mit dem Emitter des Transistors 130 verbunden, um der Kombinierstufe 70' das kammgefilterte Farbsignal zuzuführen. Der veränderliche Widerstand 197 bietet

Kollektorlastwiderstand und einen Emitterlastwider- 30 die Möglichkeit, den Pegel dieses Signals auf denjenigen stand 192 und 193 hat, die beide gleich groß sind. Eine Wert einzustellen, der für eine optimale Auslöschung aus einer Induktivität 194, einer veränderlichen des Farbsignals in der Stufe 70' erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Umsetzung von simultanen Farbbildsignalen, mit einer Einrichtung zur Bereit- S stellung eines Eingangs-Signalgemisches mit einem die Farbartinformation eines Farbbildes enthaltenden Farbartsignal, welches nur ein gegebenes Frequenzband belegt, und einem die Leuchtdichteinformation des Farbbildes enthaltenden Leuchtdich- tesignaL welches einen das gegebene Frequenzband belegenden ersten Teil und weitere, außerhalb dieses Frequenzbandes liegende Teile hat, wobei der erste Teil des Leuchtdichtesignals Komponenten enthält, die normalerweise nur eine erste Vielzahl von regelmäßig beabstandeten Stellen im gegebenen Frequenzband beanspruchen, während das Farbartsignal Komponenten enthält, die normalerweise nur die zwischen der ersten Vielzahl verschachtelt liegenden Stellen des Frequenzbandes beanspruchen, und wobei die Einrichtung zur Bereitstellung des Eingangs-Signalgemisches Störungen unterworfen ist, die zu ungewollten Schwankungen der Frequenzen des Signalgemisches bezüglich der normalerweise von ihnen eingenommenen Stellen des Spektrums führen, ferner mit einer Schwingungsquelle, einem Kammfilter und einer mit dem Kammfilter verbundenen Farbartsignale verarbeitenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Frequenz der Schwingungsquelle (49) steuerbar ist und daß eine Überlagerungseinrichtung (20) zu Überlagern der von der Schwingungsquelle erzeugten Schwingungen mit mindestens den im besagten gegebenen Frequenzband liegenden Teilen des Signalgemisches vorgesehen ist;

b) daß ferner eine Einrichtung (30) vorgesehen ist, die von der Überlagerungseinrichtung (20) ein Ausgangssignal ableitet, welches ein frequenzverschobenes Farbartsignal in einem anderen als dem gegebenen Frequenzband sowie einen dem besagten ersten Teil des Leuchtdichtesignals entsprechenden frequenzverschobenen Leuchtdichtesignalteil enthält, der dieses andere Frequenzband mitbelegt;

c) daß eine Steuereinrichtung (41,43) vorgesehen ist, die unter Vergleich einer Komponente des Ausgangssignals der Überlagerungseinrichtung (20) mit einem Bezugssignal (aus 45) ein Steuersignal für die Schwingungsquelle (49) liefert, um deren Frequenz um einen Nennwert herum im Sinne einer Ausregelung der in das Ausgangssignal der Überlagerungseinrichtung übertragenen ungewollten Frequenzschwankungen schwanken läßt;

d) daß das Kammfilter (50) das von der Überlagerungseinrichtung (20) abgeleitete Signal empfängt und das frequenzverschobene Farbartsignal im wesentlichen unter Ausschluß des frequenzverschobenen Leuchtdichtesignalteils an die farbartsignalverarbeitende Einrichtung durchläßt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Signalverarbeitungsschaltung (61,63,65, ⁶S 70), welche die vom Kammfilter (50) durchgelassenen Signale dazu heranzieht, um aus dem Signalgemisch ein Ausgangssignal abzuleiten, welches das Leuchtdichtesignal unter Ausschluß des Farbartsignals enthält

3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kombinierstufe (80), die das Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung (61, 63, 65, 70) mit den vom Kammfilter (50) durchgelassenen Signalen zu einem Ausgangs-Signalgemisch zusammensetzt, welches das Farbartsignal im besagten anderen Frequenzband enthält

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter (50) eine Verzögerungsleitung (51) enthält deren Durchlaßbereich das besagte andere Frequenzband umfaßt und schmaler ist als die Bandbreite des Leuchtdichtesignals.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Frequenzgang des Kammfilters (50) eine Vielzahl von Nullstellen an regelmäßig beabstandeten Stellen im besagten anderen Frequenzband hat die von der besagten ersten Vielzahl der Stellen im ersten Frequenzband um die Nennfrequenz der Schwingungsquelle (49) entfernt liegen.

6. Anordnung nach Anspruch 1 zur Umsetzung von simultanen Farbbildsignalen für den Fall eines bereitgestellten Eingangs-Signalgemisches, welches ein ein breites Frequenzband belegendes Leuchtdichtesigna! und ein nur einen mittleren Teil dieses breiten Bandes belegendes Farbartsignal enthält, gekennzeichnet durch:

a) einen spannungsgesteuerten Oszillator (49), dessen Ausgangsfrequenz durch eine eingangs zugeführte Steuerspannung bestimmt ist;

b) einen das Ausgangssignal des Oszillators (49) mit dem Eingangs-Signalgemisch modulierenden Modulator (20'), der am Ausgang ein moduliertes Trägersignal liefert welches in einem mittleren Teil eines Seitenbandes das Farbartsignal enthält;

c) ein Kammfilter (50) mit einer einzigen 1 H-Verzögerungsleitung (51) und einer Subtraktionsschaltung (53), welche das Eingangsund das Ausgangssignai der Verzögerungsleitung subtraktiv kombiniert wobei der Durchlaßbereich der Verzögerungsleitung nur einen den besagten mittleren Teil enthaltenden Teil des Seitenbandes umfaßt;

d) eine das modulierte Trägersignal auf den Eingang des Kammfilters (50) koppelnde Schaltung (30) mit einem Durchlaßbereich, der den besagten mittleren Teil des Seitenbandes unter Ausschluß des übrigen Teils des Seitenbandes umfaßt;

e) eine vom Ausgang des Kammfilters beaufschlagte und das Farbartsignal verarbeitende Schaltungsanordnung (70', 72) und

f) eine Steuerschaltung (41, 43, 45), welche die Steuerspannung für den Oszillator (49) abhängig von ungewollten Änderungen der Frequenzen des Eingangs-Signalgemisches macht.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Farbartsignal verarbeitende Schaltungsanordnung (70', 72) eine Subtraktionsstufe (70') enthält die das Ausgangssignal des Kammfilters (50) vom modulierten Trägersignal subtrahiert um eine kammgefilterte Form des Seitenbandes bereitzustellen, sowie eine vom Ausgang der Subtraktionsstufe beaufschlagte Detektoranordnung (72), die aus dem kammgefilterten

Seitenband ein Ausgangssignal ableitet, welches das Leuchtdichtesignal unter Ausschluß des Farbartsignals enthält

8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Kombinierstufe (80), welche das Ausgangssignal des Kammfiiters (50) mit dem Ausgangssignal der Detektoranordnung (72) zu einem Ausgangs-Signalgemisch kombiniert