DE2327060A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen eines steuersignals fuer die vertikalablenkung in einem fernsehempfaenger - Google Patents

Description

PHN.6350.

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Anmelder: N. V. Philips' OioeUarnpcinfabrlekeb

Akte No. PM- 6550
Anmeldung vomt 25· Mai 1973

Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Steuersignals für die Vertikal-Ablenkung in einem Fernsehempfänger.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Steuersignals für die Vertikal-Ablenkung in einem Fernsehempfänger, welche Schaltungsanordnung zum Empfang von Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulsen geeignet ist, wobei ein Bild aus einer Aijzahl Teilbilder besteht, und welche Schaltungsanordnung mit einem Generator zum Erzeugen eines Signals mit der doppelten Horizontal-Frequenz, mit einer Frequenzteilerschaltung und mit Mitteln zum Zuführen von empfangenen Vertikal-Synchronimpulsen zu einer Vergleichsstufe zum Vergleichen der Phase dieser Impulse mit der der durch die Frequenzteilerschaltung erzeugten Impulse versehen ist, wobei die Vergleichsstufe einem Tor ein Signal

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liefern kann, das vom Phasenunterschied zwischen den verglichenen Impulsen abhängig ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist in der niederländischen Patentanmeldung 7 101 89^ beschrieben worden. Feil in dieser bekannten Schaltungsanordnung das Steuersignal für die Vertikal-Ablenkung durch Frequenzteilung vom Horizontal-Synchronsignal hergeleitet wird, ist die Frequenz dieses Steuersignals richtig, sobald die Horizontal-Svnchronschaltung in Frequenz eingefangen ist, was meistens ziemlich schnell erfolgt. Für die richtige Phase des erhaltenen Vertikal-Steuersignals gegenüber den vom Sender herrührenden und vom Fernsehempfänger empfangenen Vertikal—Synchronimpulsen sorgen die Vergleichsstufe, die als Koinzidenzstufe ausgebildet sein kann, und ein Integrator· Im Ausserphasenzustand liefert die Vergleichsstufe während des Auftritts eines Impulses, der von der Frequenzteilerschaltung herrührt, einen Impuls, Wenn der Integrator, der ein Zähler sein kann, eine bestimmte Anzahl dieser Impulse zugeführt bekommen hat, liefert er seinerseits ein Signal, das das Tor öffnet. Die Frequenzteilerschaltung, die aus einer Anzahl bistabiler Elemente besteht, wird dann dadurch rückgestellt, dass einer der empfangenen Vertikal-Synchronimpulse vom Tor durchgelassen wird. Die Phase ist nun richtig, die Vergleichsstufe liefert keinen Impuls mehr und die empfangenen Synchronimpulse können im Grunde die Teilerschaltung nicht mehr erreichen, wenigstens nicht solange das von der Schaltung erzeugte Signal dieselbe Frequenz und dieselbe Phase behält wie , die empfangenen Impulse,

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Die bekannte Schaltungsanordnung weist die nachfolgenden Nachteile auf. Erstens, im Zeitpunkt, in dem die Frequenzteilerschaltung ruckgestellt wird, hört die Vertikal-Ablenkung auf und fängt dann wieder aufs neue an, was bedeutet, dass eine vertikal gerichtete Ablenkung kürzer dauert als die übrigen. Wenn diese Ablenkung sehr kurz ist, oder, im Gegenteil fast ebenso lang ist wie eine normale Ablenkung, bei einem Fernsehsystem mit 50 Teilbildern/Sekunde ist dies 20 ms, bedeutet das keinen gleich grossen Nachteil. Wenn jedoch die kürzere Ablenkung beispielsweise 10 ms dauert, verschiebt sich der mittlere Pegel des durch die Vertikal-Ablenkspule fliessenden sägezahnförmigen Stromes wesentlich, was dazu führen kann, dass die Transistoren der Vertikal-Endstufe, die den genannten Strom liefern, eine gewisse Zeit gesperrt werden. Am Wiedergabeschirm des Empfängers erscheint dann eine hell-leuchtende horizontale Linie, was für den Zuschauer störend wirkt und den Schirm beschädigen kann.

Zweitens, in dem Fall, wo das empfangene Signal schwach ist, bekommt die Koinzidenzstufe nicht nur die nützlichen vom Sender herrührenden Vertikal-Synchronimpulse zugeführt, sondern auch Rausch- und Störsignale. Es kann dann passieren, dass die Koinzidenzstufe zu wenig Information erhält beim Auftreten der Synchronimpulse, was als Ausserphasenzustand betrachtet werden kann. Das Tor kann daher in jedem beliebigen Augenblick geöffnet werden, wodurch Störungen die Frequenzteilerschaltung unmittelbar beeinflussen können und eine falsche Phase herbeiführen. Auch kann die Teilerschaltung zufälligerweise rückgestellt werden, wodurch die Vertikal- ·

"i CJ ίί Ö 8*3 / 0 9 3 7"

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Ablenkung in jedem Augenblick anfangen.und enden kann.

Die Höhe des wiedergegebenen Bildes ändert sich dann ständig und kann sehr klein sein, wenn die Störungen einander schnell folgen. Dies hat denselben störenden Effekt wie obenstehend beschrieben.

Die Erfindung bezweckt nun, die genannten Nachteile zu vermeiden und die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Frequenzteilerschaltung unter Ansteuerung eines Speicherelementes zwischen zwei Zuständen mit unterschiedlichen Divisoren, abhängig vom Ausgangssignal des Tores, umschaltbar ist, wobei im ersten. Zustand der Frequenzteilerschaltung der Divisor der Anzahl Bildzeilen entspricht und im zweiten Zustand der Divisor von dieser Anzahl abweicht, und wobei das Speicherelement die Frequenzteilerschaltung in den ersten Zustand bringt und festhält, wenn die verglichenen Impulse mindestens teilweise zusammenfallen und in den zweiten Zustand, wenn die verglichenen Impulse während einer bestimmten Zeit nicht zusammengefallen sind*

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die genannten Nachteile der bekannten Schaltungsanordnung dadurch verursacht werden, dass die empfangenen Vertikal-Synchronimpulse unmittelbar der Frequenzteilerschaltung zugeführt werden können. Nach der Erfindung kann kein empfangenes Signal und daher auch keine Störung die Teilerschaltung unmittelbar erreichen. Dies lässt sich mit den bekannten Schaltungsanordnungen vergleichen, bei denen keine Teilerschaltung (oder ein Zähler) sondern ein synchronisierbarer

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Vertikal-Oszillator verwendet wird. Darin bekommt der Oszillator zunächst die empfangenen Vertikal-Synchronimpulse zugeführt (unmittelbare Synchronisation) bis die Frequenz und die Phase des erzeugten Signals richtig sind. Dann wird die unmittelbare Strecke völlig oder teilweise gesperrt, während die Frequenz und die Phase ständig nachgeregelt werden (mittelbare Synchronisation) es sei denn, dass der Aussenphasenzuatand aus irgendeinem Grund wieder auftritt. In der aus der erwähnten niederländischen Patentanmeldung bekannten Schaltungsanordnung wird nur zum Rückstellen ein einziges Mal eine unmittelbare Synchronisation angewandt, und zwar in dem Fall, wo der Ausserphasenzustand ( = nicht-Koinzidenz) länger gedauert hat als eine bestimmte Zeit, wonach die als Vertikal-Generator wirksame Frequenzteilerschältung nichts mehr empfängt, es sei denn, wie erklärt, dass das empfangene Signal schwach ist. In der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, * die auch mit einer Frequenzteilerschaltung versehen ist, wird diese durch ein äusseres Signal nicht eingestellt» Dies ist wieder eine mittelbare Synchronisation, jedoch eine, die nur beim Ausserphasenzustand und danach nicht mehr wirksam ist. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung weist daher den Vorteil der Schaltungsanordnungen mit mittelbarer Synchronisation auf, d.h. die grÖssere Störungsunempfindliehkeit sowie den Vorteil der Erzeugung der Vertikal-Frequenz durch Frequenzteilung d.h., dass die genaue Frequenz des der Vertikal-Endstufe zugeführten Steuersignals fast sofort erhalten wird. - -

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Weil ausserdem die Frequenzteilerschaltung in der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zwei Zustände mit unterschiedlichen Divisoren hat, die von der Ausgangs spannung des Tores abhängig sind, d.h. abhängig von der Tatsache ob die empfangenen und die erzeugten vertikal-frequenten Signale wohl oder nicht in Phase sind, (= koinzidieren), können die obenstehend erwähnten störenden Erscheinungen nicht auftreten. Es dürfte nämlich einleuchten, dass der zweite Divisor in der Praxis nahe genug bei dem ersten gewählt werden wird, damit das Umschalten vom einen auf den anderen kein Bild mit geringer Höhe und starker Leuchtdichte herbeiführen kann.

Eine weitere Erkenntnis der Erfindung ist, dass die betreffende Schaltungsanordnung auch zum Empfang von "nioht-Normsignalen", d.h. von Signalen, bei denen die Zeilenzahl pro Bild von der im betreffenden Fernsehsystem vorgeschriebenen Anzahl abweicht, geeignet ist. Derartige Signale werden von manchen Prtifmustergeneratoren erzeugt oder können bei Verwendung von Bildbandgeräten entstehen. Eine Ausftihrungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ermöglicht das Synchronisieren auch in einem derartigen Fall, wobei die unmittelbare Synchronisation jetzt angewandt wird. Dazu weist die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung das Kennzeichen auf, dass das Speicherelement ein bistabiles Element enthält, das Rückstellimpulse erhält, wenn die verglichenen Impulse wenigstens teilweise zusammenfallen und das Stellimpulse erhält, wenn die verglichenen Impulse während einer bestimmten Zeit nicht zusammengefallen sind und dass der

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Divisor im zweiten Zustand grosser ist als der im ersten Zustand, wobei Mittel vorhanden sind, durch die das bistabile Element im Speicherelement keine Rückstellimpulse erhalten kann und dass die Frequenzteilerschaltung durch empfangene Vertikal-Synchronimpulse einstellbar ist,

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigern

Fig. 1 eine blockschematische Darstellung eines Fernsehempfängers mit einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 eine Darstellung eines Teils der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,

Fig. 3, ^, 5, 6 und 7 Wellenformen, die in der erfindungs-. gemässen Schaltungsanordnung auftreten,

Fig. 8 eine Darstellung eines anderen Teils der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,

Fig. 9 eine Darstellung eines Teils einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist 1 eine Antenne, mit der ein Fernsehsignal empfangen werden kann. Dieses Signal wird einem Hochfrequenz- und Demodulationsteil 2 zugeführt. Das demodulierte Signal erreicht danach einerseits den Tonteil 3 des Fernsehempfängers und andererseits einen Videoverstärker h, an dessen Ausgang ein vollständiges Viedeosignal mit - bei Farbfernsehen - einem Farbartsignal verfügbar ist. Dieses Signal wird einem Teil 5» in dem es verarbeitet wird, wonach eine Bildwiedergaberöhre 6 gesteuert wird, sowie einem

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Amplitudensieb 7 zugeführt. Die Ausgangsspannung dieses Siebes enthält Hörizontal-Synchronimpulse, die einem Phasendetektor 8 zugeführt werden, dessen Ausgangsspannung über ein Schwungradfilter 9 und eine Reaktanzschaltung 10 einen Oszillator 11 beeinflussen kann. Der Oszillator 11 erzeugt eine Spannung mit der doppelten Horizontalfrequenz 2f„, d.h. 31250 Hz bei Empfang von Signalen nach dem 625-Zeilen-Fernsehsystem mit zwei Zeilensprung-Halbbildern und 50 Teilbildern/Sekunde. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Oszillator 11 eine Spannung mit der Horizontal-Frequenz f„

Xl

erzeugt, welche Frequenz danach verdoppelt wird. Die Spannung mit der Frequenz 2f„ steuert eine Frequenzteilerschaltung 12,

Xl

in der die Frequenz halbiert wird und das auf diese Weise erhaltene Signal wird über einen Impulsformer 13 der Horizpntal-Ausgangsstufe 14 zugeführt, die der (nicht dargestellten) Ablenkspule für die Horizontal-Ablenkung des Elektronenstrahlers bzw. der Elektronenstrahlen in der Röhre 6 den Horizontal-Ablenkstrom liefert.

Die am Ausgang des Oszillators 11 verfügbare Spannung steuert auch eine Frequenzteilerschaltung 15» in der die Frequenz in einem ersten Zustand durch den Divisor 625 und in einem zweiten Zustand durch einen anderen Divisor geteilt wird. Hat der Oszillator 11 die richtige Frequenz, d.h. nach dem in Frequenz Einfangen des Kreises 8, 9, 10, für die mittelbare Horizontal-Synchronisation, so ist die Frequenz des von der Teilerschaltung 15 erzeugten Signals auch richtig, d.h. entsprechend der Vertikal-Frequenz, beim genannten System 50 Hz, wenn sich die Teilerschaltung im

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ersten Zustand befindet. Ein Einstelltor 16 sorgt dafür, dass der Divisor den richtigen Wert hat. Ein Impulsformer bekommt das von der Teilerschaltung 15 erzeugte Signal zugeführt und steuert die Vertikal-Ausgangsstufe 18, die der (nicht dargestellten) Ablenkspule für die Vertikal-Ablenkung des Elektronenstrahles, bzw. der Elektronenstrahlen in der Röhre 6 den Vertikal-Ablenkstrom liefert, Durch die beiden Impulsformer 13 und 17 erhalten das Horizontal- sowie das Vertikal-Steuersignal die für die Stufe 1^ bzw. 18 erforderliche Form.

Die Ausgangsspannung des Amplitudensiebes 7 enthält auch Vertikal-Synchronimpulse, die mittels eines Vertikal-Amplitudensiebes 19 gesondert erhalten werden, wonach sie einem Eingang einer Koinzidensztufe 20; zugeführt werden. An einem zweiten Eingang dieser Stufe sind die Teilerimpulse vorhanden, die vom Ausgang des Impulsformers 17 herrühren. Im Inphasezustand, d.h. in dem Falle, wo ein vom Sieb 19 herrührender empfangener Vertikal-Synchronimpuls und ein Teilerimpuls mindestens teilweise zusammenfallen, liefert die Stufe 20 kein Signal, Im Ausserphasezustand liefert diese Stufe ein Signal und zwar den Teilerimpuls zu einem Integrator 21, dem ein Pegeldetektor 22 folgt. Dauert dieser Zustand mindestens etwa 0,4 s, was etwa 20 Impulsen entspricht, so Überschreitet der detektierte Pegel einen bestimmten Schwellenwert, wodurch ein als gesteuerter _j Schalter ausgebildetes Tor 23 leitend wird. Die Vertikal-Synchronimpulse am Ausgang des Siebes 19 werden auch einer Kippschaltung 2k zugeführt, die, beispielsweise durch

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Differentiation, Impulse erzeugt, deren Vorderflanken mit denen der Synchronimpulse zusammenfallen. Wenn der Schalter leitend ist, werden einige dieser Impulse durchgelassen und sie erreichen nach der Erfindung ein Speicherelement 25» Das Speicherelement 25 beeinflusst das Einstelltor 16 über ein Tor 26 auf eine Art und Weise, die noch näher erläutert wird, mit der Folge, dass der Inphasezustand auftritt. Die Koinzidenzstufe 20 liefert dann keinen Impuls mehr, so dass der Schalter 23 gesperrt wird. Das Element 25 beeinflusst auch den Impulsformer 17» wie noch näher erläutert wird,

Fig. 2 zeigt in Einzelheiten die Teile 15, 16, 25 und 26 der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, In diesem Beispiel besteht die Frequenzteilerschaltung 15 aus zehn bistabilen Elementen, in diesem Fall Flip-Flopschaltungen 15i» 15p» ··· ^5₁₀r die auf bekannte Weise ausgebildet·sind, und je halbieren. Damit die Teilerschaltung 15 nach der 625 Periode des Signals mit der Frequenz 2.t in die Ausgangs-

±1

lage, d,h, die Lage am Anfang der ersten Periode, rückgestellt wird, sind die Ausgänge des Oszillators 11 und der Flip-Flopschaltungen 15e» 15zff 15₇ und 15₁₀ mit fünf Eingängen des als NICHT-UND-Tor ausgebildeten Einstelltores 16 verbunden, wahrend das Tor 26 mit einem sechsten Eingang 27 davon verbunden ist,

Fig» 3 erläutert die Wirkungsweise der Teilerschaltung und des Einstelltores 16, wobei der Eingang 27 zunächst ausser Betracht gelassen wird. In Fig. 3 sind das Ausgangssignal -S11 des Oszillators 11 sowie die Aus gangs Signale Q15-, t Q15₂ ··· Q¹S₁₀ der Flip-Flopschaltungen 15^» 15₂ ··· ¹5₁₀

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lind' das Signal S28 an der Rückstelleitung 28 der Flip-Flopschaltungen, welche Leitung die Rückstellklemmen (S„) aller Flip—Flopschaltungen der Teilerschaltung 15 verbindet und mit dem Ausgang des Tores 16 verbunden ist, dargestellt. Die Zahlen T₁, T₂, ... T^₂₃, T₆₂^, TV₂₅ deuten auf die Perioden des Signals S11, während H₁.-, H₂, ... H^₁₁, H-.. „, die entsprechende Zeilenperioden andeuten. Für das nach der Periode T^₂- anfangende Teilbild gelten die Bezeichnungen T'.., T'₂ .... bzw. H' . Jede Flip-Flopschaltung kippt, wenn im Ausgangssignal der vorhergehenden Flip-Flopschaltung bzw. des Signales S11 eine steigende Flanke auftritt.

Am Anfang der Periode T.. sind die Signale S11, Q15-, Q15₂» ··· Q¹5₁₀ "^hocl1" f ^wa-s durch die binäre Zahl 0 angedeutet werden, kann. Am Anfang der Periode T„ kippt die Flip-Flopschaltung 151 um» das Signal Q15-t wird "niedrig", was der Zahl 1 entspricht. Aus Fig. 3 geht hervor, dass für die ersten sechs Perioden die Flip-Flopschaltungen folgendes bezeichnen:

T₁J 0000000000 T₂: 0000000001 To» 0000000010 T^i 0000000011

T₅: 0000000100 und T₆: 0000000101,

wobei die Signale Q15-J» Q^5₂i ··· Q^₁₀ von rechts nach links geschrieben sind. Dies sind die Zahlen 0, 1, 2, 3» ^ und im Dezimalsystem, d.h., die Nummer der entsprechenden Periode um 1 verringert. Für die Perioden T^₂₃, T^₂„, Tg₂^ und

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bezeichnen die Flip-Flopschaltungen folgendes: ο O O "T rt £■ fö

4Lo JL /UoU

1001101101

1001101110

und T₆₂₅J 1001110000.
Dies sind die Zahlen 621, 622, 623 und 624.

Es ist ersichtlich, dass das Tor 16 bis zur ersten Hälfte der Periode T^₂,- mindestens eine 0 an einem der Eingänge zugeführt bekommen hat. Aus Fig. 3 geht hervor, dass während der zweiten Hälfte der Periode T₆₂- die Signale S11, Q15e> Q¹5g! Q-¹5₇ und Q15₁₀ gleichzeitig 1 sind, wodurch das Signal S28 gleich 0 wird. Der auf diese Weise erzeugte Impuls wird als Rückstellimpuls über die Leitung 28 allen Flip-Flopschaltungen der Teilerschaltung 15 zugeführt. Die Flip-Flopschaltungen, die sich nicht im "hohen" Zustand befanden, und zwar die Flip-Flopschaltungen 15c» ¹5/ς» ¹5₇ und 15_1O» werden in diesen Zustand gebracht, während die anderen Flip-Flopschaltungen ihren Zustand nicht ändern. Am Anfang der nachfolgenden Periode, Periode T¹-» haben alle Flip-Flopschaltungen 0 und ein neues Teilbild fängt an.

Das Speicherelement 25 enthält eine Flip-Flopschaltung 29, von der ein Ausgang 3° mit einem Eingang des Tores 26 verbunden ist, während ein anderer Eingang des Tores 26 mit dem Ausgang der Flip-Flopschaltung 15/, verbunden ist. Der Ausgang eines ODER-Tores 32 bzw. eines ODER-Tores 33 ist mit der Stell- (S₁) bzw. der Rückstellklemme (S₃) der Flip-Flopschaltung 29 verbunden. Am Ausgang 3° ist das Ausgangssignal Q der Flip-Flopschaltung 29 und am anderen Ausgang ist das andere Ausgangssignal Q vorhanden. Dem Tor 33 sind

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die Ausgangssignalβ des Schalters 23 void des Impulsformers zugeführt, während dem Tor 32 die Ausgangssignale des Schalters 23 und einer Umkehrstufe 3^ zugeführt sind, welche Stufe 3^ das Ausgangssignal des Impulsformers 17 in seiner Polarität umkehrt.

Im Ausserphasezustand werden empfangene Impulse vom Schalter 23 durchgelassen (Pig. ha), die mit den vom Impulsformer 17 herrührenden Teilerimpulsen (Fig, 4b) nicht zusammenfallen. Das Tor 33 liefert daher kein Signal (Fig. 4d). Das Tor 32 "bekommt jedoch die Impulse aus Fig. hh und die gegenüber diesen umgekehrten Impulse aus Fig. kc zugeführt, wodurch dieses Tor geöffnet wird. Der erste der Ausgangsimpulse des Tores 32 (Fig. ke) stellt die Flip-Flopschaltung 29, deren Ausgangssignale folglich Q = 1 und;Q=O werden. Befand sich die Flip-Flopschaltung 29 bereits in diesem Zustand, so wird dieser Zustand nicht geändert.

Wenn der Inphasezustand nach einiger Zeit erreicht ist, fallen ein Impuls aus dem Schalter 23 (Fig. 5a) und ein Teilerimpuls (Fig, 5b) wenigstens teilweise zusammen. Das Tor 33 wird geöffnet (Fig, 5d) während das Tor 32, das den Impuls in Fig. 5a und den Impuls in Fig. 5c, der gegenüber dem in Fig. 5b umgekehrt ist, zugeführt bekommt, kein Signal liefert (Fig. 5e). Die Flip-Flopschaltung 29 wird vom Impuls aus Fig. 5d rückgestellt, d.h. an der Klemme 30 bzw. 31 ist das Signal Q=O, bzw. Q =* 1 vorhanden. Das Tor 26 ist ein gesteuerter Schalter und ist unter diesen Umständen nicht leitend. Die Wirkungsweise der Teilerschaltung 15 bleibt daher wie obenstehend eingehend beschrieben

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wurde. Sollten wegen der Trägheit des Integrators 29 andere Impulse vom Schalter 23 durchgelassen werden, so ändert der Zustand nicht.

In dem Ausserphasezustand wofür gilt Q = 1, ist das Tor 26 leitend, so dass das Ausgangssignal Q15/, der Flip-Flopschaltung 152t ^am Eingang 27 vorhanden ist. Avls Fig. 3 geht hervor, dass Q152, = 0 während der Periode T^₂- ist. Das Signal S28 bleibt daher gleich 1 und die Teilerschaltung wird nicht rückgestellt. Fig. 6 zeigt den weiteren Verlauf. Daraus geht hervor, dass erst während der zweiten Hälfte der Periode Τ,-οοι d.h. 8 Perioden später als im Inphasezustand, die dem Tor 16 zugeführten Signale S11, 0.15^, Q15*, Q¹^₆, Q15_? und Q"i5_1o alle gleich 1 sind, wodurch ein Rückstellimpuls S28 = 0 erzeugt wird. Die nachfolgende Periode ist daher die erste Periode T¹- eines neuen Teilbildes.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, dass der Speicher dafür sorgt, dass, abhängig von der Tatsache, ob der Inphase- bzw, Ausserphasezustand aufgetreten ist, die, Frequenzteilerschaltung die Frequenz 2f„ des Signals S11 durch den Divisor 625 bzw. 633 teilt. Die folgenden Fälle können auftreten»

1, Inphasezustand mit Q = Oj der vorhergehende Divisor ist 625 gewesen, Q bleibt 0, der Inphasezustand wird beibehalten und weder der Speicher noch die Teilerschaltung werden beeinflusst;

2. Inphasezustand mit Q = 1t der vorhergehende Divisor ist 633 gewesen, Q wird 0 und der Divisor wird 625, dies ist nun der Fall bei 1.\

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3. ' Ausserphasezustand (länger als etwa O_tk s) mit Q = O; der vorhergehende Divisor ist 625 gewesen, Q wird gleich 1, wodurch der Divisor 633 wird; die Impulse aus Fig. 5& und 5b haben unterschiedliche Wiederholungsfrequenzen und verschieben sich gegenüber einander; nach einer gewissen Einfangszeit wird der Inphasezustand erreicht, das ist nun der Pail bei 2,} A. . Ausserphasezustand (länger als etwa 0,4 s) mit Q = 1t der vorhergehende Divisor ist 633 gewesen und bleibt es, da Q gleich 1 bleibt, dies ist nun der Fall bei 3.

Der Fall bei 1 ist also immer der Endzustand, wobei kein empfangenes Signal und auch kein Rausch- oder Störsignal die Teilerschaltung erreichen kann. Venn die empfangenen Vertikal- Synchronimpulse fortfallen, nachdem dieser Zustand erreicht ist, teilt durch die ¥irkung des Speichers die Teilerschaltung nach wie vor durch 625» so dass das am Wiedergabeschirm der Bildröhre 6 wiedergegebene Bild am Platz bleibt. Dies ist auch der Fall mit der bekannten Schaltungsanordnung, die ja keinen anderen Divisor als 625 hat, der jedoch rausch- und Störungeempfindlicher ist, wie bereits erwähnt, mit den dazu gehörenden genannten Nachteilen. Ist das empfangene Signal so schwach, dass zwischen Störungen und Vertikal-Synchronimpulsen kaum Unterschied gemacht werden kann, oder fallen diese Impulse ab bevor der Inphasezustand erreicht ist, so wird durch den Divisor 633 geteilt. Das Bild "läuft" in vertikaler Richtung, was für den Zuschauer weniger störend und für den Schirm weniger schädlich ist als die he11-leuchtenden schmalen Bilder, die mit der bekannten Schaltungsanordnung wiedergegeben werden können.

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In Fig. 7 wird dargestellt, wie der Einfangvorgang ' erfolgt, d.h. wenn- Q = 1, Fig. 7^a zeigt die Ausgangsimpulse des Impulsformers 17 und Fig. Tb die von der Kippschaltung herrührenden Impulse. Weil die Frequenz dieser letzteren

2f_H 2f_H

Impulse (= ) höher ist als die der er st genannt en (= ) schieben diese den anderen gegnüber nach links, bis eine Koinzidenz in den Toren 32 und 33 stattfindet: Q wird O; Koinzidenz erfolgt auch in der Koinzidenzstufe 20 und der Schalter 23 wird geöffnet. Für jede Periode der Frequenzteilerschaltung ist der relative Zeitunterschied Λ t zwischen zwei empfangenen Impulsen 1 und 2 gleich dem achtfachen einer Periode des Signals S11, d.h. etwa 8 χ 32 /us = 256/us. Eine Periode der Frequenzteilerschaltung entspricht = 79 x ^t. Im ungünstigsten Fall, wobei der Vorgang mit dem Impuls in der Lage 3 in Fig. 7b anfängt, wird dieser Vorgang daher etwa 75 Teilbildperioden, d.h. 1,5 s dauern. In diesem äussersten Fall, der sehr unwahrscheinlich ist, dauert es also 0,4 + 1,5 = 1,9 s bevor das wiedergegebene Bild stillsteht.

Es kann passieren, dass gerade vor dem Ende des Einfangvorgangs der Impuls in Fig. 7h eine derartige Lage, durch 4 bezeichnet, einnimmt, dass bei der nachfolgenden Lage 5 nach einer Zeitspanne Λ t die Vorderflanke des Impulses gerade vor der Rückflanke des Impulses aus Fig. 7a auftritt. Dadurch wird die Teilerschaltung in den Zustand mit dem Divisor 625 gebracht. Weil die Koinzidenzzeit dann sehr kurz ist, dürfte es jedoch einleuchten, dass diese Situation besonders störungsempfindlieh ist.,Dieser Nachteil

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wird nach einer Erkenntnis der Erfindung dadurch vermieden, dass die Dauer des Impulses in Pig, 7^a im Zeitpunkt, wo der 625-Zustand auftritt, langer gemacht wird. Eine Information dazu kann aus dem Speicher 25 erhalten werden, der dadurch
eine zweite Aufgabe erfüllt, welche Information dem Impulsformer 17 zugeführt wird.

Fig. 8 zeigt den Impulsformer 17 in Einzelheiten. Der Ausgang der Flip-Flopschaltung 15 l bzw. 15:'- ist mit dem
Eingang eines gesteuerten Schalters 35 bzw. 36 verbunden.
Der Schalter 35 bzw. 36 wird durch das Signal am Ausgang 30 bzw. 31 des Speichers 25 gesteuert. Die Ausgänge des Schalters 35 und 36 sind mit zwei Eingängen einer Addierstufe 37 verbunden. Das Ausgangssignal davon wird einem getasteten
Tor 38 zugeführt, das durch das Ausgangssignal Q15_1O der
Flip-Flopschaltung 15₁₀ getastet wird.

Ein Impulsformer ist jedenfalls notwendig. Das Ausgangs-

signal 0,15-,_n der Frequenzteilerschaltung hat nämlich eine

2f

Eingangsfrequenz gleich ■ , was einer Eigenperiode von

₂iu

etwa 33 ms entspricht. Die Teilerschaltung 15 wird etwa 20 ms

33
nach dem Anfang der Periode, d.h. 20 - —^ & 3,5 ms nach dem Umkippen in der Mitte der eigenen Periode rückgestellt,.
Das Signal Q15_1O hat daher eine Rücklaufzeit von etwa 3,5 ms, und ist folglich als Steuersignal für die Vertikal-Ablenkung nicht verwendbar. Nach der Erfindung hat auch der Impulsformer zwei Zustände. Im Zustand mit dem Divisor 633 der
Teilerschaltung, wozu Q = 1 und Q* = 0 ist, ist der Schalter leitend, während der Schalter. 36 gesperrt ist. Das Ausgangs» signal QI 5^.der Flip-Flopschaltung 15/, deren eigene Periode

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**** 512/us entspricht, wird dem Tor 38 zugeführt. Dieses .H '
Tor ist derart getastet, dass nur die erste positive Halbeperiode des Signals Q152i durchgelassen wird, d.h. sein Ausgangssignal dauert bis zur ersten abfallenden Flanke. Dies kann auf bekannte Weise mit Hilfe bistabiler Elemente erhalten werden. Dies ist der Impuls in Fig. 7a» der dauert etwa 256/us vom Rückstellzeitpunkt der Teilerschaltung 15» Da At »256 /Us ist, ist dies gerade die Dauer, die mindestens erforderlich ist. Sobald der Zustand mit dem Divisor 625 erreicht ist, gilt, dass Q=O und Q = 1 ist. Nun ist der Schalter 36 leitend, während der Schalter 35 gesperrt ist, so dass das Ausgangssignal des Tores 38 die erste positive Halbperiode des Signals Q15er ist« Dies ist der Impuls aus Fig. 7c, er dauert etwa 512 /us vom Rückstellzeitpunkt der Teilerschaltung Dadurch wird gewährleistet, dass der Impuls in Fig. 7b jedenfalls vollständig damit zusammenfällt, während das Ausgangssignal des Tores 38, also des Impulsformers 17» zum Steuern der Vertikal-Ausgangsstufe 18 immer geeignet ist. Die Rücklaufzeit dieses Signals ist ja kürzer als etwa 1 ms.

Aus Fig. 7b geht hervor, dass der grösstmögliche Zeitunterschied zwischen den Vorderflanken der Impulse etwas

kurzer ist als etwa 256/us, d.h. QpI ,3$ einer Teilbildperiode. Diese geringfügige Abweichung wird beibehalten, solange der auftretende Inphasezustand dauert und ergibt eine Abweichung in der vertikalen Lage des Bildes. Es lässt sich bemerken, dass dieser Wert ebenso wie die maximale Dauer des Einfangvorganges aus dem Unterschied zwischen den zwei Divisoren 633 und 625, d.h. 8 = 2 hervorgeht. Ein

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anderer Wert als 633 für den Divisor in Ausserphasezustand kaiin jedoch gewählt werden. Statt das Signal QT 5j, dem Einstelltor 16 zuzuführen, kann man beispielsweise die Zufuhr des Signals Q15e ²^. diesem Tor unterbrechen, wodurch

k
der Divisor 625 - 2 = 609 erhalten wird. In diesem Fall dauert der Zeitunterschied Δ t in Fig. 7b etwa 16 x 32 /us = 512 /us, so dass die Einfangzeit auf die Hälfte verringert ist gegenüber dem beschriebenen Fall mit einem Divisor 633, während die minimale Dauer des Impulses in Fig. 7a auch 5Ί2/us sein muss. Der verlängerte Impuls aus Fig. 7° dauert dann mindestens etwa 700/us, was als Vertikal-Steuersignal noch gerade verwendbar ist. Die grösstmögliche Abweichung ist nun jedoch verdoppelt.

Andere Divisoren als 633 und 609 können dadurch erhalten werden, dass ein oder mehrere Ausgangssignale der Flip-Flopschaltungen der Teilerschaltung 15 wohl oder nicht einem Einstelltor 16 zugeführt werden. Für 633 ist der Unterschied

3 mit dem nominellen Divisor 625 gleich + 2 und für 609 ist

k k Z

er - 2 . Der Divisor 613 beispielsweise entspricht -2 + 2 = -12 und kann dadurch verwirklicht werden, dass für Q = 1 der Ausgang der Flip-Flopschaltung 15~ mit einem Eingang des Tores 16 verbunden und die Verbindung zwischen dem Ausgang der Flip-Flopschaltung 15k vücid. dem betreffenden Eingang des Tores 16 unterbrochen wird. Andere Divisoren als 625 werden dadurch erhalten, dass die Verbindung zwischen mindestens einer der Flip-Flopschaltungen 15e» 15z;» 15₇» 15₁₀ mit dem Tor 16 unterbrochen wird, und/oder dadurch, dass mindestens eine der übrigen Flip-Flopschaltungen mit dem Tor 16

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- 20 - FUN.6350.

verbunden wird. Die Betrachtungen in bezug auf den Divisor haben jedoch dargelegt, dass die Wahl des zweiten Divisors in der Praxis nicht unbeschränkt sein kann, während der zweite Divisor in der Praxis nicht allzuviel vom nominellen Divisor 625 abweichen muss. Ausserdem sind die Divisoren und 609 am einfachsten verwirklichbar.

Es sei bemerkt, dass es passieren kann, dass Koinzidenz in der Stufe 20 auftritt, nicht jedoch im Speicherelement und zwar wegen der kürzeren Dauer des von der Kippschaltung 2h erzeugten Impulses. In einem derartigen Fall weicht jedoch der Divisor vom Wert 625 ab, so dass der an Hand der Fig. beschriebene Vorgang stattfindet,

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, wobei für den Divisor im Ausserphasezustand ein höherer Wert als der Nennwert 625 und zwar 633 gewählt worden ist. Dieser Ausführungsform liegt die nachfolgende Erkenntnis zugrunde. Es gibt Prüfmustergeneratoren, bei denen die Bildzeilenzahl nicht sondern z.B. 62k ist, wodurch das wiedergegebene Bild kein Zeilensprungverfahren aufweist. Diese Generatoren werden beispielsweise zum Einstellen der Konvergenz bei Farbfernsehempfängern verwendet. Auch tut sich beim Gebrauoh von Bildbandgeräten die Möglichkeit dar, dass beispielsweise beim Wiedergeben eines stillstehenden Bildes, die Anzahl Horizontal-Synchronimpulse pro Bild etwas von 625 abweicht. Vertikal-Synchronisation mit der bekannten Schaltungsanordnung ist bei Empfang von derartigen "nicht-Normsignalen" eine Unmöglichkeit. Mit der Ausführungsform nach Fig. 9 wird

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- 21 - PHisr.6350.

beabsichtigt, die Synchronisation in einem derartigen Fall durchzuführen, und dazu wird die unmittelbare Synchronisation angewandt, während die Frequenzteilerschaltung in den Zustand mit dem Divisor 633 gebracht wird. Da dieser Zustand einer niedrigeren Frequenz als der Netζfrequenz entspricht, ist ja das unmittelbare Synchronisieren möglich, während die erwähnten Nachteile häufig nicht gelten, da das empfangene Signal meistens wenig Rausch- und Störungs&nteile enthält.

Die Ausfuhrungsform aus Fig. 9 enthält Teile, die auch in den vorhergehenden Figuren vorhanden und mit denselben Bezugszeichen angedeutet sind. In Fig. 9 ist 39 ©in Schalter, der beispielsweise von Hand betätigt werden kann und beim Empfang der obengenannten nicht-Normsignale geschlossen wird. Dadurch wird die durch den Integrator 21 herbeigeführte Verzögerung verringert, beispielsweise dadurch, dass eine zu diesem Integrator gehörende Zeitkonstante kürzer gemacht wird, oder dadurch, dass der Integrator 21 völlig ausgeschaltet wird. Die Koiiizidenz stufe 20 hat daher keinen Einfluss mehr. Zugleich wird durch Schliessung des Schalters die Eingangsspannung eines Verstärkers kO "hoch" gemacht, wodurch seine Ausgangsspannung auch "hoch" (=θ) wird. Unter diesen Umständen wird ein gesteuerter Schalter 41 leitend, der mit dem Ausgang der Kippschaltung 2k verbunden ist, wodurch die von der Kippschaltung herrührenden Impulse durchgelassen werden und einen Eingang eines UND-Tores k2 erreichen. Ein anderer Eingang dieses Tores ist mit dem Ausgang des Tores 16 und der Ausgang dieses letzteren Tores ist mit der Rückstelleitung 28 der zehn Flip-Flopschaltungen

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- 22 - PHN.6350.

der Teilerschaltung 15 verbunden. Die Aus gangs spannung des Verstärkers 40 wird -auch einer Umkehrstufe 43 zugeführt, deren Ausgangsspannung bei geschlossenem Schalter 39 "niedrig" (= 1 ) ist, und die-einem Eingang eines ODER-Tores 44 zugeführt wird. Ein anderer Eingang des Tores 44 ist mit dem Ausgang des Integrators 21 und dessen Ausgang ist mit dem Eingang des Pegeldetektors 22 verbunden. Weiter ist der Ausgang der Umkehrstufe 43 auch mit einem zusätzlichen Eingang des ODER-Tores 33 verbunden.

Unter den beschriebenen Umständen liefern die Tore und 33 kein Signal (= 1),Das Ausgangssignal des Pegeldetektors 22 wird O, wodurch der gesteuerte Schalter 23 leitend ist. Die von der Kippschaltung 24 herrührenden Synchronimpulse werden dem ODER-Tor 32 zugeführt. Die Ausgangssignale der Flip-Flopschaltung 29 werden daher Q=I und Q=O, falls sie es noch nicht waren. Dies ist der Zustand, wie dieser an Hand der Fig. 6 beschrieben wurde, wozu die Frequenzteilerschaltung 15 nach der 633» Periode des Oszillators rtickgestellt werden würde. Denn, das Ausgangssignal des Tores 16 ist dann 0, so dass das Signal S28 auch 0 ist. Vor der 633. Periode ist jedoch ein empfangener Vertikal-Synchronimpuls über den Schalter 41 am betreffenden Eingang des Tores 42 vorhanden ( = 0), so dass S28 = 0 ist. Die Teilerschaltung 15 wird dadurch rückgestellt,

Bei Empfang von Normsignalen (d.h. mit 625 Bildzeilen) wird der Schalter 39 geöffnet, wodurch der Integrator 21 die ursprüngliche Zeitkonstante hat, während der Schalter gesperrt ist. Die empfangenen Vertikal-Syrichronimpulse können

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- 23 - ■■' . PEN.6350.

■ 232706Θ

das Tor 42 nicht mehr erreichen, Das Ausgangssignal der Umkehrstufe 43 ist 0, so dass das des ODER-Töres 44 bzw. nur von dem des Integrators 21 bzw, des Schalters 23 abhängig ist. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 9 funktioniert nun wie die aus Fig. 1 und 2, Es sei bemerkt, dass die Verlängerung der Dauer des Teilerimpulses nach dem Auftreten des Inphasezustandes beim Empfang von nicht-Normsignalen mit der Ausführungsform nach Fig. 9 nicht erfolgt, da das Signal Q gleich 1 bleibt» Dies ist kein Nachteil, da wenig Rausch- und Störungsanteile empfangen werden.

Im Obenstehenden wurde die sogenannte negative Logik angewandt. Es dürfte einleuchten, dass diese Wahl für die Erfindung nicht wesentlich ist. Unter Anwendung der positiven Logik brauchte nur die Bezeichnung der in der Figur darge-* stellten logischen Tore auf bekannte Weise geändert zu werden,

Die Elemente 10 bis einschliesslich 13, 15 bis einschliesslich 17, 20 bis einschliesslich 26 und 39 bis einschliesslich 44 der beschriebenen Schaltungsanordnungen, mit Ausnahme eines eventuell zum Integrator 21 gehörenden Kondensators, können mit Vorteil in einem Halbleiterkörper integriert sein. Mit Rücksicht auf die Vielzahl von Bauelementen dürfte es einleuchten, dass eine nicht integrierte Ausführung nicht wirtschaftlich wäre. Es sei bemerkt, dass die beschriebene Frequenzteilerschaltung sowie das Speicherelement aus binären Elementen bestehen. Ausführungsformen auf Grund desselben Gedankenganges wie in der vorliegenden Patentanmeldung, sind jedoch möglich, wobei andersartige Kiemente verwendet werden können.

3Ü9 883/Ü937 ■

- Zk - PHN.6350.

232706Q

Im Obenstehenden ist als Beispiel ein 625-Zeilen-Fernsehsystem mit zwei Zeilensprung-Halbbildern und 50 Teilbild ern/Sekunde gewählt worden. Es dürfte einleuchten, dass Abwandlungen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ohne wesentlichen Unterschied zum Empfang von Fernsehsignalen nach einem anderen System möglich sind.

3 U ü 8 8 3 / Ü ΰ 3 7

Claims (10)

1. - 25 - PHN.6350.

   PATENTANSPRÜCHE:

   Vf7\ Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Steuersignals für die Vertikal-Ablenkung in einem Fernsehempfänger, welche Schaltungsanordnung zum Empfang von Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulsen geeignet ist, wobei ein Bild aus einer
   Anzahl Teilbilder besteht, welche Schaltungsanordnung mit
   einem Generator zum Erzeugen eines Signals mit der doppelten Horizontal—Frequenz, mit einer Frequenzteilerschaltung und
   mit Mitteln zum Zuführen von empfangenen Vertikal-Synchronimpulsen zu einer Vergleichsstufe zum Vergleichen der Phase dieser Impulse mit der der durch die Frequenzteilerschaltung erzeugten Impulse versehen ist, wobei die Vergleichsstufe
   einem Tor ein Signal liefern kann/ das vom Phasenunterschied zwischen den verglichenen Impulsen abhängig ist, dadurch
   gekennzeichnet, dass die Frequenzteilerschaltung unter
   Ansteuerung eines Speicherelementes zwischen zwei Zuständen mit unterschiedlichen Divisoren, abhängig vom Ausgangssignal des Tores, umschaltbar ist, wobei im ersten Zustand der
   Frequenzteilerschaltung der Divisor der Anzahl Bildzeilen
   entspricht und im zweiten Zustand der Divisor von dieser
   Anzahl abweicht, und wobei das Speicherelement die Frequenzteilerschaltung in den ersten Zustand bringt und festhält,
   wenn die verglichenen Impulse mindestens teilweise zusammenfallen und in den zweiten Zustand, wenn die verglichenen
   Inipulse während einer bestimmten Zeit nicht zusammengefallen sind.

   309883/09 3-7

   - 26 - PKN.6350.
2. 2. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 1, mit einem Einstelltor zur jeweiligen Einstellung der Frequenzteilerschaltung am Anfang jedes Teilbildes, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstelltor einen Eingang zum Steuern der Frequenzteilerschaltung durch das Speicherelement hat.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement ein bistabiles Element enthält, das Ruckstellimpulse erhält, wenn die verglichenen Impulse wenigstens teilweise zusammenfallen und Stellimpulse erhält, wenn die verglichenen Impulse während einer bestimmten Zeit nicht zusammengefallen sind.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Divisor im zweiten Zustand grosser ist als der im ersten Zustand, dass Mittel vorhanden sind, durch die das bistabile Element im Speicherelement keine Rückstellimpulse erhalten kann und dass die Frequenzteilerschaltung durch empfangene Vertikal-Synchronimpulse einstellbar ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Impulsformer enthält, dessen impulsförmiges Ausgangssignal der Vergleichsstufe zugeführt ist, wobei das Speicherelement den Impulsformer in einen ersten Zustand bringt wenn es die Frequenzteilerschaltung in ihren ersten Zustand bringt, und wobei die Dauer des Ausgangsimpulses des Impulsformers im ersten Zustand länger ist als im zweiten Zustand, in den das Speicherelement den Impulsformer bringt, wenn es die Frequenzteilerschaltung in ihren zweiten Zustand bringt.

   3Ü9883/0937

   - 27 - ' PHN.6350.

   - ■ 232706Q
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» wobei die Frequenzteilerschaltung aus bistabilen Elementen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsformer ein getastetes Tor enthält, das im ersten Zustand das Ausgangssignal eines bistabilen Elementes und im zweiten Zustand das Ausgangssignal eines anderen bistabilen Elementes zugeführt bekommt, wobei die Periode des erstgenannten Ausgangssignals länger ist als die Periode des zweiten und wobei das Ausgangssignal des getasteten Tores die erste halbe Periode des betreffenden Ausgangssignals nach dem Rückstellzeitpunkt der Frequenzteilerschaltung ist.
7. 7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Frequenzteilerschaltung aus bistabilen Elementen besteht und wobei die Ausgänge einer Anzahl der bistabilen Elemente mit Eingängen eines Einstelltores zur jeweiligen Einstellung der Frequenzteilerschaltung am Anfang jedes Teilbildes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein steuerbarer Schalter in mindestens eine der auf diese ¥eise gebildeten Verbindungen aufgenommen ist, welcher Schalter durch das Speicherelement gesteuert werden kann,
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruches dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen den beiden Divisoren eine Kombination von Zweierpotenzen ist.
9. ⁽J. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Frequenzteilerschaltung, das Einstelltor, das Speicherelement und der Impulsformer in einem Halbleiterkörper integriert sind.
10. 10. Fernsehempfänger mit einer Vertikal-Steuerschaltung nach einem dor vorstehenden Ansprüche.

    3-09883/0937

    atf

    Leerseite