DE2340907B2 - Kompatibles stereoskopisches farbfernsehuebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft kompatible stereoskopische Farbfernsehübertragungssysteme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und kann fjr Fernsehrundfunksendunger., für Fernsehsendungen über oberirdische und kosmische Übertragungsstrecken sowie für spezielle (nichtöffentliche) Fernsehübertragungssysteme verwendet werden. Außer der hauptsächlichen Bestimmung für Stereosendungen kann dieses Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung von gewöhnlichen zweidimensionalen Bildern und von Videotelefon- und Bildtelegraphiesignalen sowie zur Übermittlung sonstiger Videoinformationen benutzt werden.

Bei bekannten Verfahren zur übertragung von zusätzlichen Informationen im Fernsehsignal wird in das Frequenzspektrum die Leuchtdichtenkomponente der Farbträgerspannung eingeführt, die mit einem Videosignal (im SECAM-System) oder mit zwei unabhängigen Videosignalen wie bei den Systemen NTSC, PAL, NUR oder beim Stereo-Farbfernsehübertragungssystem des Leningrader Instituts für elektrisches Nachrichtenwesen (LEIS) moduliert wird. Da zur Wiedergabe eines farbigen Stereobildes auf der Empfangsseite vier bis sechs unabhängige Videosignale (oder ihre linearen Kombinationen) gegenüber der maximalen Anzahl von drei unabhängigen Signalen des bekannten Verfahrens benötigt werden, wird die übertragung des vierten Videosignals (der Leuchtdichtenkomponente des zweiten Bildes vom Stereopaar) im Stereo-Farbfernsehübertragungssystem von LEIS durch Reduzierung der Ubertragungszeit für Farbsignale möglich.

Während der Dauer einer Abtastzeile wird dem Farbträger mittels der Quadraturmodulation ein

Farbsignal, beispielsweise das R— y-Signal, und ein zusätzliches Videosignal aufmoduliert; während der nächsten Zeile erfolgt die Modulation mit einem anderen Farbsignal (z. B. mit dem B— Y-Signal) und mit dem zusätzlichen Signal. Im Prinzip können die zusätzlichen Signale in benachbarten Zeilen inhaltlich sowohl gleich als auch verschieden sein, d. h„ es kann die Gesamtzahl der während der zwei Zeilen zu übertragenden unabhängigen Signale auf dem Farbträge: vier betragen. Das in dem LEIS-System benutzte Verfahren zur übertragung zusätzlicher Information durch Reduzierung der tJbertragungszeit für Farbsignale kanu z. B. dadurch modifiziert werden, daß in einer Zeile nach dem NTSC-System der mit Farbsignalen in Quadratur modulierte Farbträger und in der benachbarten Zeile der mit einem oder zwei zusätzlichen Signalen quadraturmodulierte Farbträger übertragen wird oder zum erwähnten Zweck nach dem PAL-System zwei Zeilenpaare benutzt werden. Indessen weist das Verfahren zur übertragung zusätzlicher Information durch teilweise erfolgende Einschränkung der Farbsignalübertragung seine Nachteile auf.

Im LEIS-System bleibt die hohe Empfindlichkeit gegenüber Phasenverzerrungen des modulierten Farbträgers erhalten, sinkt die vertikale Farbenschärfe und wird eine kompliziertere Decoderschaltung für Farbsignale in dem für den Empfang von farbigen Stereosendungen bestimmten Fernsehempfänge; erforderlich, in dem gleichzeitig die beiden über eine Zeile übertragenen Farbsignale der Bildröhre zugeführt werden müssen. Obwohl die Herabsetzung der vertikalen Farbenschärfe und der erhöhte technische Aufwand im Vergleich mit einem gewöhnlichen Farbfernsehempfänger offensichtlich nicht größer als im gewöhnlichen (monoskopischen) PAL-System sein wurden, wird dies wie im gewöhnlichen PAL-System nicht durch Vorteile der PAL-Signale, und zwar durch geringere Empfindlichkeit gegenüber den Verzerrungen des modulierten Farbträgers im Ubertragungskanal, ausgeglichen. Eine Kombination des Verfahrens zur übertragung zusätzlicher Information durch teilweise Einschränkung der Farbsignalübertragung und des Verfahrens mit zeilenweise erfolgender Phasendrehung (des PAL-Verfahrens) führt ebenfalls zur größeren Kompliziertheit des Faibfernsehempfängers und zur weiteren Verminderung der Farbenschärfe in der Vertikalen.

Das Verfahren zur übertragung zusätzlicher Information durch Verminderung der Farbinformation (Reduzierung der Ubertragungszeit für Farbsignale) weist auch andere Mangel auf, zu denen insbesondere eine schlechtere Störfestigkeit des Farbkanals und schlechtere Qualität von kompatiblen Bildern auf den Bildschirmen der Schwarzweiß-Fernsehempfänger gehören.

Es kann gezeigt werden, daß bei der sequentiellen, zeilenweise erfolgenden übertragung von Farbdifferenzsignalen und bei der Amplitudenmodulation (auch bei der Gegentaktmodulator des Farbträgers keine wesentliche Signalhubänderung bei dem z. B. mit den Signalen R—Y und B—Y modulierten Farbträger im Vergleich mit den Spitze-Spitze-Werten von Quadraturkomponenten des Farbträgers in den Systemen NTSC, PAL und NUR erfolgt (bei vorgegebener maximaler überhöhung des festgelegten Wertes von 1,33 »y« durch den Hub des vollständigen Farbfemsehsignais müssen die Kompressionskoeffizienten bis auf die zweite Dezimalstelle genau eingehalten werden).

Somit ergeben sich in jeder Zeile die gleichen Hübe der Farbdinerenzsignale und die Rauschleisiung von zwei Zeilen.

Zum Unterschied von den Farbdifferenzsignalen ergibt sich kein Nullwert von Signalen mit zusätzlicher Information (Videoinfonnation der Links- bzw. Rechtskomponente eines Stereopaares), wenn »Weiß«

ίο im Haupt-Leuchtdichtesignal übertragen wird. In der Zeile, in der die Modulation mit einem der Farbsignale und einem zusätzlichen Signal erfolgt, sowie in der Zeile, in welcher der Farbträger nur mit dem zusätzlichen (Stereo)-Signal moduliert wird, bleibt der Farbträger deswegen auch im Weiß des Grund-Leuchtdichtesignals anwesend. Wie die bei Farbfernsehsendungen gewonnenen Erfahrungen zeigen ist die Signalhubüberhöhung für das vollständige Signal bei Weiß nur unter ca. 10% zulässig (der ModuJationsgrad von Fernsehsendern ist bei Weißwertübertragung in der Größenordnung 87,5% gewählt). Somit darf der Hub des mit der »Stereo«-Komponente des vollständigen Signals modulierten Farbträgers nicht über 20% größer als der Leuchtdichtesignalhub (—14 db) sein. Wenn man berücksichtigt, daß der Hub des quadraturmodulierten Farbträgers in einer Zeile des NTSC-Systems bis zu 120% beträgt, läßt es sich erwarten, daß große Leuchtdichteunterschiede von Zeilen in Erscheinung treten werden.

Im Zusammenhang mit den dargelegten Erwägungen über die Verminderung der Störfestigkeit und der Qualität von kompatiblen Schwarzweiß-Bildern erscheint auch die Kombination des Verfahrens zur übertragung von zusätzlichen Signalen anstelle eines Teiles der Farbdifferenzsignale mit der im NIIR-System erfolgenden relativen Quadraturmodulation nicht erfolgversprechend. Tatsächlich kann man das Signal eines Stereosystems erhalten, wenn man im NIIR-System den Farbträger in einer der Nachbarzeilen (z. B. in der Zeile mit der »Referenzphase«) mit dem zusätzlichen Stereosignal in der Amplitude moduliert und dabei die Amplituden- und Phasenmodulation des Farbträgers in der benachbarten Zeile beibehält. In diesem Falle brauchen im Farbteil des gewöhnlichen Farbfernsehempfängers (also keines Stereoempfängers) keine zusätzlichen Elemente eingeführt zu werden, da die unterschiedlichen Amplituden des Farbträgers in der Variante des »linearen« NIIR-Systems zu keinerlei Verfälschungen von Farben führen. Dabei wird aber die Kompatibilität und zum Teil die Störanfälligkeit des Farbträgers schlechter (der maximale Farbträgerhub beträgt in der »Referenzzeile« ungefähr 20%) und sinkt die Unempfindlichkeit der Signale gegenüber den im Ubertragungsweg entstehenden Fehlern von der Art differentieller Phase, und zwar können die Phasenverschiebungen des Farbträgers wegen der unterschiedlichen Hübe des vollständigen Signals in benachbarten Zeilen unter Einwirkung von nichtlinearen Reaktanzen des Ubertragungsweges verschieden sein.

Es ist ferner bekannt (vgl. US-PS 36 74 921, insbesondere Fig. 2) ein kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem, bei dem die Signale des rechten bzw. ersten und linken bzw. zweiten Stereopaarbildes (oder irgendeine Linearkombination dieser Signale) zwei verschiedenen Trägern in einem Kanal eines Senders so aufgeprägt werden, daß das eine Bildsignal in üblicher Weise mit Restseitenband,

Unterdrückung des unteren Seitenbands übertragen wird, während das andere Bildsignal zur Erzielung der Stereodarstellung durch Modulation des zweiten Trägers übertragen wird, der im selben Kanal nur etwas unterhalb des ersten Bildsignals; liegt, und zwar so, daß die Spektren des unteren Seitenbands des ersten Bildsignals und des zweiten modulierten Trägers sich überlappen.

Ein erster Nachteil dieses Farbfernsehübertragungssystems besteht darin, daß ein einheitliches Videosignal mit der notwendigen Information über beide Stereopaarbilder im Kanal von 0----6 MHz fehlt.

Auf diese Weise wird die Kontrolle des Stereo-Farbbilds im Fernsehstudio am Monitor erschwert. Außerdem ist nicht ersichtlich, wie ein derartiges Signal auf Richtfunkstrecken übertragen werden kann, wo eine Frequenzmodulation verwendet wird, oder auch auf einem Videobandgerät aufgezeichnet werden kann. Obwohl es möglich sein dürfte, einen Doppelfrequenzmodulator zu bauen, um auf eine Richtfunkstrecke zwei FM-Signale zu geben, wie dort für die Amplitudenmodulation angegeben ist, erfordert jedoch eine derartige Addition zweier FM-Signale in einer Richtfunkstrecke eine sehr hohe Linearität der Amplituden-Kennlinie bei hoher oder mittlerer Frequenz der Richtfunkstrecke, was Für eine Richtfunkstrecke großer Länge mit vielen Zwischensendern praktisch unerreichbar ist.

Ein zweiter Nachteil dieses bekannten stereoskopischen Farbfernsehübertragungssystems besteht darin, daß unbedingt im Stereo-Farbfernsehempfänger ein Kanal und ein Zwischenfrequenzverstärkungs-Kanal vorhanden sein müssen, deren Frequenzgang innerhalb eines Intervalls von mindestens — 1 bis 1,25 MHz vom Träger des Fernsehsenders linear sein muß, und nicht 0,5 MHz (-6db) auf dem Träger, wie es gegenwärtig bei Fernsehempfängern üblich ist (vgl. auch Fig. 2 der US-PS 36 74921).

Auf diese Weise zeigt der EmpElnger des bekannten stereoskopischen Farbfernsehübertragungssystems nur einen schlechten Schutz gegen eine Störung durch den Begleitton, aber auch die Signale des Farbhilfsträgers im benachbarten Kanal.

Schließlich ist ein stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem auf der Grundlage des NTSC-Systems bekanntgeworden (vgl. »Rundfunktechnische Mitteilungen, Bd. 13, 1969, Heft 3, S. 128—130), bei dem das Signal eines ersten Stereopaarbildes ein Videosignal ist, das sich aus einem Leuchtdichtesignal im Band bis 24 MHz und einem quadraturmodulierten Farbträger von z. B. 1,9 MHz zusammensetzt (vgl. dort Bilder 6, 8). Das Signal des zweiten Stereopaarbildes wird auf einem Hilfsträger von ca. 24 MHz übertragen, der durch ein Videosignal moduliert ist, das aus dem Leuchtdichtesignal im Band von 24 MHz und einem quadraturmodulierten Farbhilfsträger yon ca. 1,9 MHz besteht.

Auf diese Weise sind zwei Farbträger vorgesehen: 1,9 MHz (moduliert durch die Signale der Farbinformation des ersten Buds) und 24 MHz (moduliert durch das volle NTSC-Farbsignal des zweiten Bilds). Ein dritter Farbträger, der sich zu +1,9 MHz von 2,5 MHz erstreckt und durch die Farbdifferenz des zweiten Bilds moduliert ist, kann im vorliegenden Fall nicht berücksichtigt werden, weil er das Produkt der Modulation der Farbträger 24 MHz ist.

Ein derartiges Farbfernsehübertragungssystem unterscheidet sich vöOig vom stereoskopischen Farbfernsehübertragungssystem der eingangs genannter Art, in dem nur ein Farbträger verwendet wird, dei gleichzeitig sowohl durch die Farbsignale des erster Stereopaarbilds als auch durch das volle Videosigna des zweiten Stereopaarbilds moduliert ist.

Nachteile der Systeme mit zwei Farbträgern sine allgemein bekannt, insbesondere ist ein derartige; Signal außerordentlich empfindlich gegenüber jedei Art von Nichtlinearität im Ubertragungskanal weger

ίο der Gefahr des Auftretens einer Interferenz bzw Schwebung zwischen den Farbträgern, deren Fre quenzen z. B. nur 0,5 bis 0,6 MHz auseinanderliegen Außerdem hat in einem derartigen System sowoh das erste als auch das zweite Bild eine Auflösung vor höchstens 250 Zeilen, d. h., ein derartiges Signal isl im Hinblick auf die Bildqualität nicht wirklich kompatibel.

Ein weiterer Nachteil ist folgendermaßen bedingt Jedes dieser Videosignale im Band von 0—2,5 MH2

und von 2,5 MHz stellt ein volles NTSC-Signal dar d. h. hat die 1,21 fache Amplitude eines Schwarzweiß-Fernsehsignals. Dabei enthält das Signal im Band von 2,5 bis 5 MHz Leuchtdichteinformation des zweiten Bilds (vgl. y_L in Bild 8 auf S. 129), d. h. ist nicht

gleich Null wie die Farbdifferenz-Signale R-Y und B~Y bei »Weiß«-übertragung. Auf diese Weise kann der Gesamthub der beiden Leuchtdichtesignale, von denen eines von 0—2,5 MHz und das andere auf dem Hilfsträger von 2,5 MHz bei »Weiß« Hegt,

nicht die doppelten Werte im Vergleich zum Schwarzweiß-Fernsehsignal erreichen, sondern bei der übertragung vollgesättigter Farben auf dem ersten Träger (1,9 MHz) und dem zweiten Träger (4,4 MHz) kann der resultierende Hub eines derartigen vollen Stereo-

Farbfernsehsignals einen Wert erreichen, der fast um das 15fache den Hub des Schwarzweiß-Signals überschreitet (oder um das 2fache den Hub des vollen Farbfernseh-Videosignals).

Daher muß jedes dieser Signale unbedingt entspre-

chend abgeschwächt werden, was beträchtlich die StörungsfestigSceit des auf der BFL-Methode beruhenden Systems vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertra-

gungssystem zu entwickeln, das im Frequenzband des Farbfernsehsignals die übertragung einer zusätzlichen Information (z. B. der Bildsignale der zweiten Komponente eines Stereopaares) ohne Frequenzband änderung ermöglicht, die Störunanfälligkeit dei

Leuchtdichte- und Farbsignale des ersten Stereo paarbildes in der Hauptsache beibehält, die Unemp findlichkeit der Farbträgersignale gegen Fehler diffe rentieller Phase ohne merkliche Verschlechteruni von kompatiblen Schwarzweiß- und Farbbildern nichi

beeinträchtigt, ohne dabei den Aufbau des Farbteil! eines gewöhnlichen Farbfernsehempfängers (füi kompatiblen Empfang von farbigen Stereoprogram men) komplizierter zu machen, d. h. ohne irgend weiche zusätzliche Stromkreise und Elemente zui

Unterdrückung des Übersprechens durch zusätzlich« Information zu erfordern.

Dies wird dadurch erreicht, daß im kompatibler stereoskopischen Farbfernsehübertragungssystem mi auf Phasendifferenz beruhender Quadraturmodula

tion des Farbträgers durch Farbsignale des erster Bildes vom Stereopaar und mit der Übertraguni yon Signalen des zweiten Stereopaarbildes auf den im Frequenzspektrum des Leuchtdichtesienais liegen

den Farbträger, der letztere erfindungsgemäß mit dem Leuchtdichtesignal des zweiten Stereopaarbildes zusätzlich so moduliert wird, daß die Farbträgeramplitude in einer Zeile der Summe von Amplituden des Modulationssignals und der Quadratwurzel aus der Amplitude des quadraturmodulierten Farbträgers gleich ist und in der benachbarten Zeile der Differenz dieser Amplituden entspricht, wobei die zusätzliche Modulation keine Änderung der Phasendifferenz von Farbträgern in benachbarten Zeilen hervorruft, und beim Empfang die Farbsignale des ersten Stereopaarbildes durch Multiplikation der verzögerten und der unverzögerten Farbträgerspannung unmittelbar für ein Signal und mit zusätzlicher Phasenverschiebung dieser Spannungen um 90^r für das andere Signal gewonnen werden, während die Signale des zweiten Bildes durch Demodulation der verzögerten und der unverzögerten Spannungen sowie durch Bildung der Differenz ihrer Umhüllenden herausgelöst werden.

Dadurch wird die Kompatibilität mit nichtstereoskopischen Schwarzweiß- und Farbfernsehübertragungssystemen sowie mit dem räumlichen Schwarzweiß-Fernsehen gewährleistet und ergibt sich die Möglichkeit, zusätzliche Information in demselben Frequenzband des vollständigen Signals zu übertragen, die Störunanfälligkeit von Leuchtdichte- und Farbsignalen des ersten Stereo paarbildes sowie die Unempfindlichkeit von Farbträgersignalen gegen Verzerrungen wegen differentieller Phase beizubehalten, das übersprechen von zusätzlichen Signalen (des zweiten Bildes) in den Farbkanal des ersten Stereopaarbildes gering zu halten und eine gute Qualität des kompatiblen Empfanges von farbigen Stereoprogrammen mit Farbfernsehempfängern zu gewährleisten, ohne ihre Decoderschaltung durch Einführung von zusätzlichen Elementen zur Unterdrückung der vom Stereosignal herrührenden Störungen komplizierter zu machen.

Zur Erhöhung der Störfestigkeit bei der übertragung der Leuchtdichtekomponente des zweiten Stereopaarbildes und bei unverändertem Störschutz von Farbsignalen des ersten Bildes gegen das übersprechen aus dem Kanal des zusätzlichen Signals kann es im vorgeschlagenen System zweckmäßig sein, die Leuchtdichtesignalspannung des zweiten Stereopaarbildes, bevor die Farbträgermodulation erfolgt, in eine bipolare Spannung umzuwandeln, indem in dieses Signal während der Zeilenaustastlücke zusätzliche Impulse mit einer dem halben Leuchtdichtesignalhub gleichen Amplitude eingeführt werden und das Videosignal an die Spitzen dieser Impulse geklemmt wird.

Um die übertragung der Farbinformation vom zweiten Stereopaarbild im angegebenen System zu ermöglichen, kann in das Frequenzspektrum des von diesem Bild entstehenden Leuchtdichtesignals ein Zusatzträger eingeführt werden, der mittels der Quadraturmodulation wie beim NTSC-System mit zwei Farbdifferenzsignalen moduliert wird, wobei die Spannung des modulierten Zusatzträgers beim Empfang aus enem Differenzsignal von Umhüllenden des Hauptfarbträgers mit Hilfe eines Bandfilters gewonnen wird und in zwei Synchrongleichrichtern demoduliert wird.

Zwecks Erhöhung der Unempfindlichkeit der dem Zusatzträger aufmodulierten Signale gegenüber der Einwirkung von Fehlern differentieller Phase und unerwünschter Abschwächung eines Seitenbandes der Modulationsfrequenzen ist im angegebenen Systeir die Quadraturmodulation des Zusatzträgers mit PoIa ritätsänderung eines der Farbdifferenzsignale vor Zeile zu Zeile wie beim PAL-System vorzuziehen unc die Farbdifferenzsignale des zweiten Stereopaarbilde! beim Empfang in entsprechender Weise wiederherzustellen.

Um die Wiederherstellung von Farbsignalen de; zweiten Stereopaarbildes zu vereinfachen, kann die ίο Zusatzträgerfrequenz gleich der halben Frequenz de; Hauptfarbträgers gewählt werden und das Referenzsignal für die Synchrongleichrichtung des modulierter Zusatzträgers durch Teilung der Frequenz des in der Zeilen mit der »Referenzphase« auftretenden modu lierten Hauptfarbträgers formiert werden.

Zwecks Vereinfachung der Empfangseinrichtung durch Ausschluß der Stromkreise und Schaltungsanordnungen zur Formierung der für die Synchrongleichrichtung benötigten Referenztragerspannung von der Farbteilplatte sowie zur Beseitigung des Einflusses von Verzerrungen differentieller Phase im Si gnal des zweiten Farbträgers auf die Qualität dei Farbwiedergabe im zweiten Stereopaarbild kann die Modulation des zusätzlichen Farbträgers zweckmäßigerweise wie im NIIR-System vorgenommen werden (relative Quadraturmodulation), und beim Empfang können die Farbdifferenzsignale des zweiter Stereopaarbildes wiederhergestellt werden.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens werden in der nachstehenden ausführlicher Beschreibung Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Systems unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angeführt. Hierbei zeigt

F i g. 1 Blockschaltbild der Einrichtung zur Signalerzeugung für das kompatible stereoskopische Farbfernsehübertragungssystem,

Fig. 2a und 2b Diagramme zur Erläuterung der Erzeugung einer bipolaren Spannung aus einerr unipolaren Leuchtdichtevideosignal des zweiter Stereopaarbildes (Kurven »α« und »fr«).

Fig. 3a bis 3d Diagramme der Farbträgerumhüllenden in den Fällen, wenn die Umhüllende des in Quadratur modulierten Farbträgers gleich 10°/₍ oder größer als 10% vom Maximum ist (Kurven »a< und »f>«, zwei Zeilen) und wenn die Umhüllende des in Quadratur modulierten Farbträgers kleiner al; 10% vom Maximum ist,

Fig. 4a bis 4e Signaloszillogramme, von dener die Kurve »α« die Umhüllende der in Quadratui modulierten Spannung nach Amplituden-Vorverzerrung und Demodulation darstellt, die Kurve »iw< die »Piedestal«-Spannung ist, die Kurve »c« dem zusätzlichen Signal entspricht und die Kurven »d« unc »e« die Umhüllenden des Farbträgers in benach 5S harten Zeilen veranschaulichen,

F i g. 5 ein vereinfachtes Blockschaltbild für dk Erzeugung der Leuchtdichtenkomponente des zu sätzlichen Signals,

F i g. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild für die Erzeugung des zusätzlichen Signals mit eingeführten' zweiten Farbträger, der wie im MTSC-System moduliert wird,

F i g. 7 ein Beispiel eines vereinfachten Blockschaltbildes für die Erzeugung des zusätzlichen Si gnats mit dem zweiten Farbträger, der wie im PAL-System moduliert wird,

F1 g. 8 ein Beispie! eines vereinfachten Blockschaltbildes für die Erzeugung des zusätzlichen Si-

gnals mit dem wie im NIIR-System modulierten tweiten Farbträger.

F i g. 9 eine annähernde Darstellung von Frequenzbändern des vollständigen Signals des stereo-•kopischen Farbfernsehübertragungssystems,

Fig. 10 ein Beispiel eines vereinfachten Block-•chaltbildes des Decoders, in dem aus dem vollständigen Signal nur Leuchtdichtenkomponenten der beiden Stereopaarbilder (im Schwarzweiß-Fernsehempfanger) herausgelöst werden,

Fig. 11 ein Beispiel einer vereinfachten Blockschaltung des Decoders eines stereoskopischen Farbfernsehempfängers für ein farbiges und ein Schwarzweiß-Stereopaarbild,

Fig. 12 ein Beispiel eines Blockschaltbildes zur Decodierung der Signale vom zweiten Stereopaarbild bei einem nach dem NTSC-System modulierten Zusalzträger,

Fig. 13 ein Beispiel eines vereinfachten Blockschaltbildes der Decoderplatte für die Decodierung der Signale vom zweiten Stereopaarbild mit einem nach dem PAL-System modulierten Zusatzlräger,

Fig. 14 ein Beispiel eines vereinfachten Blockschaltbildes der Decoderplatte für Signale des zweiten Stereopaarbildes mit nach dem NIIR-System moduliertem zweitem Farbträger.

Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem.

Im System mit der relativen (eine Phasendifferenz ergebenden) Quadraturmodulation des Farbträgers und mit der Vorkorrektur der Farbsignalamplitude werden die Farbdifferenz-Videosignale (R— Y) und (B V) oder »/« und »ß« auf der Empfangsseite durch Multiplikation der Farbträgersignale in benachbarten Zeilen herausgelöst.

2 [A sin (,..₀/ + </)- 2 [A sin <„_ot

= A COS <f — A COS (2 (O₀1 + q).

2 1.4 sin Ir-J₀/ + 7) ■ 2 iA cos n,_ot
= A sin r/ + A sin (2 m_nt + 7).
wobei

in der Empfangseinrichtung die Videofrequenzkon ponenten

40

45

<f = arctg ■--—· O)₀ = 2.-Γ I₀

ist.

Hierbei bedeuten £_K__r, £_s_ _Y Farbdifferenzsignale, /o Frequenzwerte des Farbträgers, und folglich ist J Ei

und

A cos ψ = E_B.y, /4 sin 7 = EJ,__r.

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Bei gleicher oder ungleicher Amplitudenänderung von modulierten Farbträgersignalen in benachbarten Zeilen Ml/), aber bei gleichbleibender Phasendifferenz zwischen den Farbträgern, z. B.

( i/4 - 1l/)sin«_of,

:rgibt die Multiplikation der Farbträger miteinander (A -A U²) cos,, =(l /4 cosy =M j-

(A- II/²) sin ν =(1 - ¹^ /4 sin 9 = ( 1 —

"5

d. h. ändert sich die gegenseitige Beziehung der Si gnale E'_R^_Y und E'_B__r nicht (die richtige Farbton wiedergabe bleibt erhalten), ihre Größe wird abei um das

/ I U²\

V - -r>^fache

kleiner (die Sättigung fällt).

Wird It/ ausreichend klein, beispielsweise -JU = 0,1 A_mux gewählt, so beträgt die Sättigungsverminderung 1% vom Maximum. Es ist leicht ersichtlich, daß auch in dem Falle, wenn . 1 U eine bipolare Spannung mit der Amplitude 0,1 A_max (also mit einem Hub von 0,2 A_max) darstellt, der Sättigungsfehler 1 % vom Maximum beträgt:

.15 und

(\A± 0,1) ( \'A T 0,1) cos (f. = (A - 0,01) cos q

( \A ± 0,1) ( [A τ 0,1) sin _? = (A -0,01)

sin

während die Differenz der Farbträgerumhüllenden in benachbarten Zeilen eine bipolare Spannung mit der Amplitude ±0,2™« (mit dem Hub von 0,4_mo._t) ergibt, die vierzigmal so groß wie die Sättigungsänderung ist.

Als Δ L'-Spannung l.ann ein Signal benutzt werden, das eine Information vom zusätzlichen Bild, z. B. vom zweiten Stereopaarbild trägt, und zwar: entweder das Leuchtdichtesignal E'_Y2 vom zweiten Stereopaarbild,

oder ein Differenzvideosignal von Leuchtdichtekomponenten des ersten und des zweiten Stereopaarbildes:

AEy = Ey₁ -Ey₂-,

oder ein zusammengesetztes aus dem Videosignal Ε'_ϊ2 oder AE'y bestehendes Signal, das durch zusätzliche Information von den Farben des zweiten Bildes {unter Ausnutzung des Zusatzträgers) ergänzt ist.

Zweckmäßigerweise wird die Wahl des als AU zu benutzenden Signals durch einige Bedingungen eingeschränkt:

Das Frequenzband des zusätzlichen Signals kann in der Grenzen von Null bis 0.5 /₀ liegen, wobei /₀ die dem Abtasttheorem von K ο t e 1 η i k ο w entsprechende Farbträgerfrequenz ist; die Amplitude des zusätzlichen Signals soll nicht über 10% (der Signalhub nicht über 20%) von der Maximalamplitude der Farbsignalumhüllenden

vom Leuchtdichtesignalhub vom Schwarzwert bis zum Weißwert liegen (die Bedingung der sogenannten »professionellen Verträglichkeit«, d. h. die Möglichkeit der Signalübertragung über bestehende Fernseh-Ubertragungsstrecken);

das zweite Bild muß mit den gleichen Abtastparametern (synchron und phasengleich) wie das erste Bild abgetastet werden, d. h., es müssen die Parameter der Ablenkeinrichtung, mit deren Hilfe die Hauptsignale (vom ersten Bild) und die zusätzlichen Signale (vom zweiten Bild) erhalten werden, gleich sein (die Bedingungen der minimalen Kreuzmodulation der Signale).

Die Erfüllung der letzten Bedingung ist nicht unbedingt notwendig, aber aus zweierlei Gründen zweckmäßig:

Bei gleichen Abtastparametern für beide Bilder ist es leichter, eine genauere Verschachtelung von Spektren der Hauptsignale und der zusätzlichen Signale zu erreichen und dadurch ihre Kreuzmodulation zu vermindern;

ganz allgemein ergibt sich die größte Korrelation (und somit der geringste Unterschied) zwischen den Bildelementen, die nebeneinander längs der Zeile sowie in der zu Abtastzeilen senkrechten Richtung liegen, d. h. zwischen den Elementen benachbarter Zeilen, die, vom Anfang jeder Zeile gerechnet, gleiche Nummern haben. Die Kreuzmodulation zwischen den Haupt- und den zusätzlichen Signalen wird durch Unterschiede zwischen den in der Vertikalrichtung benachbarten Elementen von jedem Signal bestimmt. Dies ist leicht zu bemerken, wenn man die Bezeichnungen £·.,, £*₍₂₎, ß_{1), \A_m, AU_a) und 1l/_(2| einführt. E_Y bedeutet das von den Ej,-Kqmponente im Farbsignalband entstehende Signal, \Ä die Amplitude des mit den Farbdifferenzsignalen modulierten Farbträgers, 1U das Signal vom zusätzlichen Bild. (1) und (2) Indizes, welche die Zuordnung des jeweiligen Parameters der ersten oder der zweiten benachbarten Zeile angeben.

Wenn man die Farbsignale beim Fehlen des zusätzlichen Signals Λ U herauslöst, wird die wahre Farbsättigu: g bei Vernachlässigung der Kreuzmodulation zwischen den Leuchtdichte- und Farbsignalen durch die Größe \A₍₁₎- A_(2i bestimmt.

Beim Vorhandensein von zusätzlichen Signalen wird die Sättigung dem Ausdruck

-J U

(11

IU,-

proportional sein, der die Form

* A + (ItZ₀₁ - IU₀₂₁) fa - 0,01 An

it, wenn man A₀. χ A_i2) * A setzt und die Größe des Produkts ,1U₀₁JU₁₂₁ in Beannimmt,
geringe

tracht zieht (JU₀₁ < 0,1 A^_x und JU,₂₁ < 0,1 A_n^. Da J U = 0,1 E(I) ist, wobei E(t) die Amplitude des vom zweiten BQd ernaltenen Signals bedeutet, werden die Amplituden der im Farbfernsehempfänger gebildeten Farbdifferenzsignale dem Ausdruck

Λ+0,1 AE(t) lv4-0,01 A^_x

proportional sein, wobei JE(I) = E_n,(r) - £₍₂,(i) die Amplitudendifferenz der Signale von den in der Vertikalrichtung benachbarten Elementen des zweiten Bildes ist.

Der Amplitudenbetrag des Signals vom zweiten Bild liegt in den Grenzen O < E(I) < A_max, entsprechend ist IJ£(t)| < Amax und £min(i) = O; wenn im zweiten Bild kein Hnrizontalsprung vorkommt und £₍₁₎(t) = £₍₂₎(t) sowie dE_max(t) = ± A_max ist, wird eines der Signale £_(U(t), £₍₂)(l) gleich Null, während der Absolutwert des zweiten Signals dem Wert A„_M. entspricht. Der maximale Amplitudenfehler der Farbdifferenzsignale (Sättigungsfehler) beträgt bei l£(f]

ίο=- A_max ungefähr A - 0,1 A_max{ ]/A + 0,1).

Wenn man berücksichtigt, daß im relativen Maßstab Amax und daß im Mittel |/J£(t)| < 0,5 Amax ist. kann man den Ausdruck für die Sättigung im allgemeinen Falle wie folgt schreiben:

•5 _

Ebenso wie das übersprechen des zusätzlicher Signals in den Farbkanal während des Horizontal Sprunges im zweiten Bild am größten ist, weist auch das übersprechen der Hauptsignale in den Kanal de; zweiten Bildes während des Horizontalsprunges irr ersten Bild die maximale Größe auf. Statt des richtiger Signals 0,2 E(t) ergibt sich das Videosignal

0.2E(£) + ( IAi. - M<2,+ <£?„,- Ef₁₂,) = 0.2 £(1) + 1 \A + IEJ.

Bei der Multiplikation der Farbträgersignale miteinander (d. h. bei der Herauslösung der Farbdiffe renzsignale im Empfänger) ist die Verzögerungszei τ' = T_{7Acilel0lrund)}, während die Differenz vom Ampli tudenwerten der Umhüllenden zur Erhaltung de< zusätzlichen Signals . 1U nach Ablauf der Zei ^T" = ^Tz(ciic>ziusa,z) ausgewertet werden muß. Somr ist das von dem zusätzlichen Signal im Farbkana hervorgerufene übersprechen wie folgt auszudrücken

E₁₁₁(D = EU₀), E₁₂₁(I) = E(I₀

und

l£(i) = E(I₀) - EU₀ + t_zg).

Entsprechend lautet der Ausdruck für die Störuns durch Hauptsignale im Kanal des zusätzlichen Si gnals (des zweiten Bildes):

1 \A =

und

1£? = Ef(I₀) -

Die größte Korrelation zwischen den Signalwertei (und entsprechend die kleinsten Werte von IEUi 1 Ef und 1 \Ä) erreicht man allgemein bei T₂₂ = t_zg Die Erzeugung des vollständigen Stereo-Färb signals kann im vorgeschlagenen System z. B. mi Hilfe eines Coders realisiert werden, dessen verein fachtes Blockschaltbild in F i g. 1 dargestellt ist.

Die von einem Stereobildgeber gelieferten Signale ζ B. Er₁. Eg,. Eg₁ (vom ersten Stereopaarbild) um Eg₂. E'_G2. E'_B2 (vom zweiten Stereopaarbild) sowii die erforderlichen (in F i g. 1 mit einem Pfeil ange gebenen) Impulse des Synchrogenerators gelanget zu den Eingängen der Matrixschaltungen 1 bzw. 2

in denen die Videosignale E^₁, E'_{K._Yn, Ε'_(Β__Υ)1 und Eiu-rju E(B- m formiert werden.

Vom Ausgang der Matrixschaltung 1 gelangt das Signal E'_n über eine Verzögerungsleitung 3 zu einem der Eingänge des Summators 4 für das vollständige Signal. Die Videosignale E'_{R__Yn und E[_a__Yn werden von den Ausgängen der Matrixschaltung 1 den Eingängen von Gegentaktmodulatoreu 5 und 6 zugeführt, an die auch die Farbträgerspannungen mit der Frequenz W₀ in entsprechender Phase .gelegt werden. Die in Gegentakt modulierten Ausgangsspannungen der Modulatoren 5 und 6 werden im Summator? summiert und bilden das quadraturmodulierte Farbträgersignal, dessen Amplitude nach dem Quadratwufzelgesetz in der Einheit 8 vorverzerrt wird. Von den Ausgängen der Vorverzenereinheit 8 gelangen die modulierten Farbträgersignale parallel zum Eingang des Umhüllungslinien-Detektors 9 und des Farbträgerzusatz-Schalters 10. Die Spannung der Videosignalumhüllenden wird vom Ausgang des Detektors dem Eingang des Summators Il zur Summierung mit der Spannung des zusätzlichen Signals sowie einer »Silhouetten«-Einheit zugeführt. In der »Silhouetten«-Einheit 12 werden aus dem eintreffenden Videosignal der Umhüllungslinie Rechteckimpulse formiert, deren Amplitude einem konstanten Wert entspricht, wenn die Umhüllungsspannung des in Quadratur modulierten Farbträgers von Null verschieden ist und während der übertragung der Graustufen zu Null wird (die Umhüllende ist gleich Null). Das von der »Silhouetten-Einheit gelieferte impulsartige Signal steuert den Betrieb des Trägerzusatz-Schalters 10. An einen Eingang des letzteren wird das modulierte Farbträgersignal vom Ausgang der Amplitudenvorverzerrer-Einheit 8 und an den anderen Eingang die Referenzträgerspannung angelegt. Vom Ausgang des Schalters 10 wird das Farbträgersignal mit Referenzträgerzusätzen (und zwar in den Zeitperioden, wenn der in Quadratur modulierte Farbträger gleich Null ist) an einen Begrenzer 13 geführt, in dem die Amplitudenmodulation des Farbträgers unterdrückt wird, über einen Umschalter 14, an dessen zweiten Eingang die Referenzträgerspannung erscheint, gelangt der Farbträger über eine Zeile zum Gegentaktmodulator 15. Während der zweiten Zeile wird dem Gegentaktmodulator 15 vom Umschalter 14 die Referenzträgerspannung zugefühi i. Im Gegentaktmodulator 15 wird der Farbträger mit einem aus dem umhüllenden Signal und dem Signal des zusätzlichen Bildes bestehenden Summensignal moduliert, das vom Ausgang des Summators 11 geliefert wird. Vom Ausgang des Modulators 15 werden die modulierten Farbträgersignale auf den Summator 4 zur Bildung des vollständigen Signals gegeben, von dessen Ausgang das Fernsehsignal dem Sender zugeführt wird. Beispielsweise gelangen die Videosignale E'_Y2, £j,._r|2 vom Ausgang der Matrixschaltung 2 zum Eingang einer Formierungsschaltung 16 für das zusätzliche Signal A U. Vom Ausgang der Formierungsschaltung 16 wird das zusätzliche Signal A U über einen Polaritätsumschalter 17 auf den Summator 11 gegeben, wo es mit dem umhüllenden Videosignal summiert wird. Es sind auch Varianten möglich, bei denen in der Matrixschaltung 2 nicht die Signale E'_r2, E₍'_R_ y₎₂, E[_B_ _Y)2, sondern andere Signale, z. B.

I C, — Cy₂ Ey,,

formiert werden.

Zu diesem Zweck müssen der Matrixschaltung 2 auch die Signale E'_R1, E'_G1, E'_B1 zugeführt werden, die in F i g. 1 mit Strichlinien angegeben sind.
Der Aufbau der Formierungsschaltung 16, die das

ίο zusätzliche Signal formiert, hängt im wesentlichen davon ab, welches Signal als zusätzliches gewählt wird. Hierbei sind verschiedene Varianten möglich, z.B.:
Die Leuchtdichtekomponente des zusätzlichen Si-

gnals dient als entsprechend bearbeitetes (in ein bipolares umgewandeltes) Videosignal It₁Ey₂;
als Leuchtdichtekomponente wird das Signal k₂ I £', = A₂(Ey₂ - E'_Yi) benutzt, wobei A₁, k₂ die Verkleinerungskoeffizienten des Leuchtdichtesignals sind:

die Farbsignale von der Art k₃E'_(R. _Yl2, ^₄EVm oder A-., IE₁Vy,, A₄ IE₁Vm ^mit *3· K ^als Kompressionskoeffizienten werden mittels eines zusätzlichen Trägers übertragen oder werden nicht übertragen (beim schwarzweißen zweiten Stereopaarbild).

Die übertragung von Delta-Signalen setzt die Störfestigkeit herab, da man bei der Matrizierung im Empfänger z. B. erhält

y₁ +0,2 'U_gerl

0,2

wobei U_11n., und U^, ₂ das Rauschen im Kanal E_Y1 bzw. im Kanal des zusätzlichen Signals bedeuten.
3$ I m Empfänger erhält man also das Signal

0,2

₉,,,/r7

₉„₂,

während bei der übertragung des bearbeiteten Signals Ey₂ im Empfänger ein zusätzliches Signal

0,4Ey₂₊U₉„₂

gebildet werden kann.

Daneben ist die übertragung des Signals i£_r im Sinne besserer Qualität von kompatiblen Schwarzweiß-Bildern von Vorteil, da an einer Reihe von größeren Bilddetails A E'_Y = 0 ist und der Farbträger an farblosen Stellen dieser Details nicht bemerkbar wird.

Das Signal k₂ 1 E'_Y ist bipolar und beträgt entsprechend den vorher gewählten Pegeln des zusätzlichen Signals AU k₂AE'_Y - 0,1 E'_y? - 0,1 Ey₁.

Eine bipolare Spannung mit gleichem Hub kann man aus dem Signal E'_Y1 erhalten, indem man z. B. in die Zeilenaustastlücke einen besonderen positiven Impuls mit einem Hub von 0,5 Ey_2miUteinführt, wie dies Fig. 2a zeigt, und das Klemmen an diesen Pegel nach Fig. 2b durchführt.

Die Benutzung einer bipolaren Spannung mit einem Hub von ±0,1 der Maximalamplitude als zusätzliches Signal ergibt einen Gewinn an Störfestigkeit von etwa 6 db im Vergleich mit unipolarem Signal mit einem Hub von 0,1, während die Ubersprechstörung im Farbkanal den Pegel von 0,01 der maximalen Sättigung beibehält. Daneben entstehen auch bestimmte Komplikationen. Solange "(A > O₁I A_n^_x ist (in relativen Einheiten ist A_max = 1

= fi^x), bleibt die Differenz ][Ä ± AU > 0, und die Form der Umhüllenden von Signalen des modu-

lierten Farbträgers entspricht den in F i g. 3 a und 3 b gezeigten Kurven »α« und »6«. Deswegen können diese Signale mit Hilfe eines Amplitudendetektors (eines »Umhüllungslinien-Disknminators«) demoduliert werden, und die Differenz der Umhüllungslinien ergibt das zusätzliche Videosignal ± 0,2 £(i) mit verschobener Gleichkomponente (Kurve »c« in F i g. 3c).

Im Falle aber, wo \A < 0,1 A^_x ist, kann die Differenz \A ± IU auch kleiner als Null werden. In diesem Falle entspricht die Farbträgerumhüllende (Kurven »d« in Fig. 3d) nicht der Signalform E(t) mit verschobener Gleichkomponente, sondern dem Betrag der bipolaren Modulationsspannung (Gegentaktmodulation). Infolgedessen braucht man für die Signaldemodulationim Fernsehempfänger einen Farbträgerzusatz (im vorliegenden Falle den Zusatz des phasenmodulierten Farbträgers in einer Zeile und des Farbträgers mit konstanter Phase in der anderen Zeile). Wenn \A ± 11/ > 0 ist. erfolgt dieser Zusatz also unmittelbar auf der Senderseite, da unabhängig vom Inhalt des Signals £(f) die Farbträgerphase nicht um 180 springt. Im Prinzip ist der Farbträgerzusatz ohne Phasendrehung um 180 auch auf der Empfangsseite möglich, indem z. B. die Farbträgerfrequenz zuerst verdoppelt und dann diese verdoppelte Frequenz halbiert wird, wie dies im PAL-Empfänger gemacht wird. Dieses Verfahren bringt aber einen merklich komplizierteren Aufbau der Decoderschaltung mit sich. Deswegen wäre es wohl zweckmäßiger, den Farbträger unmittelbar im Coder zugunsten der einfacheren Signaldecodierung im Empfänger zuzusetzen.

Da bei \A < 0,1 A_lnax kein Farbträgerzusatz erfolgt, so muß der Farbträger zugesetzt werden, oder, was dasselbe ist. muß bei \A < 0,1 A^_1x das Ausbleiben von negativen Halbwellen (die Drehung der Farbträgerphase um 180 ) im zusätzlichen Signal gesichert sein, mit dem der Farbträger moduliert wird. Zu diesem Zweck kann in der Zeit, wenn |/t ΐϋ ist (die Sättigung unter 1% liegt), z. B. ein besonderes »Piedestal« Ri r das 11-Signal derart eingeführt werden, daß die Piedestalspannung ρ ± I U > 0 ist. d. h. das umhüllende Signal auch bei Sättigungsnull dem Betrag nach niemals unter Null sinkt, sondern gleich oder größer als Null ist, bevor es zum dritten Gegentaktmodulator gelangt. Eine derartige Piedestalspannung kann mittels des in der Einheit 12 (Fig. 1) erzeugten »Silhouetten«- Signals erhalten werden. In F ι g. 4a entspricht die Kurve »a« der Umhüllenden des in Quadratur modulierten, vom Ausgang der Vorverzerrereinheit 8 gelieferten und mit dem Detektor 9 demodulierten Farbträgers. Die Kurve»/»« (Fig. 4b) entspricht der Piedestalspannung P=O bei \A > 0.\ A„,_ax und P - 0.1 A_max bei \A < 0,1 A„,_JX. Diese Spannung kann z. B. durch Subtraktion der »Silhouetten«- Impulse von einer Gleichspannung und durch Amplitudenbegrenzung des Diffcrenzsignals gebildet werden. Der Summenspannung von der Farbsignalumhüllenden, der Piedestalspannung und dem zusätzlichen Signal (in zwei benachbarten Zeilen) entsprechen die Kurven »c« und »d« (Fig. 4c und 4d). Die Kurve »«?« (Fi g. 4c) gibt das zusätzliche Signal wieder.

Die bei der übertragung von »unbunten Farben«, nämlich von Weiß, erfolgende Einführung der Piedestalspannung mit der Amplitude von 0,1 A_IMX in das zusätzliche Signal führt dazu, daß bei übertragung von weißen Bildpartien iji vollständigen Signal der volle Signalhub

ist, d. h. eventuelle um 20% über dem Nennpegel liegt, was unerwünscht sein kann.

Dies kann z. B. durch nichtlineare Vorkorrektur der Signale wie folgt vermieden werden:

ίο a) Das Haupt-Leuchtdichtesignal wird im Coder am Pegel 0,95 (anstelle des Pegels von 1,0} begrenzt. Insofern nicht das ganze Signal kleiner gemacht wird, sinkt die Störfestigkeit nur bei Weiß etwa um 0,5 db, was unwesentlich ist. Ebenfalls unwesentlich erweist sich die Leuchtdichtevermtnderung am Weißpegel beim kompatiblen Empfang, und zwar ß¹ = 0,95² = 90,25% B_n^_x, & h. weniger als 10% (l,5mal weniger, als von der Toleranz für »differentieife Verstärkung« auf den überlragungsstreckcn zugelassen wird).

bl Die Amplitude des mit dem zusätzlichen Signal modulierten Farbträgers wird während der übertragung von Weiß mit Hilfe einer schnellwirkenden Schallung /ur Verstärkungsregeluni; (AVTl) von 0·- A_n^_x bis auf 0.15 A^_x vermindert Die Steuerung der AVR-Schaltung im Coder und der mversen AVR-Schultung im Empfänger erfolgt durch das Haupt-Leuchtdichtesignal, wenn das letzteie einen vorgegebenen Wert überschreitet (Schwellenwertschaltung) In diesem Falle sinkt die Störunanfälligkcit des /usät/liehen Signals um 2.5 db nur während der WeiH-wcrlübcrtragung.

Die Formierung eines solchen die Information von I.euchtdichtebezichungen des /weiten Stereopaarbildes tragenden zusätzlichen Signals kann im vorgeschlagenen System /, B. mit Hilfe einer Formierungsschaltung 16 (Fig. 1) realisiert werden, deren Blockschallbild in Fig 5 dargestellt ist.

Von der Matrixschaltung 2 (Fig. 1) wird das Signal E₁₂ einer Pegelhalteeinrichtung 18 zugeführt.

auf die auch, wie mit dem Pfeil angegeben. Klemmimpulse gegeben werden. Darauf erfolgt in einer Mischstufe 19 die Summierung von E'_y2 mit einem Grauwertimpuls von O,5E'_t2nax (vom Hub des Signals E'_Y2 vom Schwarzwert bis zum Weißwert).

wobei der Grauwertimpuls während der Zeilenaustastlücke ankommt. Vom Ausgang der Mischstufe 19 durchläutt das Videosignal mit eingeblendeten Grauwertimpulsen eine gesteuerte Klemmschaltung 20, in der es die in F i g. 2 dargestellte Form an-

so nimmt, und gelangt zur Mischstufe 21 mitsamt der »Piedestal«-Spannung, die in einen Former 22 aus dem von der Einheit 12 (Fig. 1) gelieferten »Silhouetten«-Signal formiert wird. Vom Ausgang der Mischstufe 21 wird das Signal der gesteuerten Verstär-

S₅ kerstufe 23 zugeführt, deren relativer Übertragungsfaktor je nach der von einer Steuereinheit 24 gelieferten Steuerspannung in den Grenzen von »K« bis 0,75 »K« geändert wird. Wenn die Steuereinheit 24 keine Steuerspannung erzeugt, ist der Ubertragungs-

faktor des Verstärkers 23 gleich »X«, bei der Signalankunft von der Steuereinheit 24 beträgt der Ubertragungsfaktor des Verstärkers 23 0,75 »K«. Die Steuereinheit 24, auf die das Signal E'_n gegeben wird, funktioniert so, daß sie die Steuerspannung in dom Falle liefert, wenn das Signal E'_n an ihrem Eingang einem bestimmten vorgegebenen Schwellenwert, z. B. (0,9 ... 0,95) E_n ^_x übersteigt.

Damit beide Stereopaarbilder farbig sind, müssen

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fm vollständigen Signal auch die Komponenten E{r-y)2 und E(_B__m übertragen werden. Diese Farbdifferenzsignale kann man in das Band der zusätzlichen Spannung Δ U einfügen, wenn man die bekannten Verfahren zur Ausnutzung des Leuchtdichtefcignalbandes für die einem Farbträger aufmodulierte Farbinformation anwendet. Wenn man ein Verfahren fcur Übertragung von

κ- ro

und

mittels

eines zusätzlichen im Frequenzspektrum des Signals Ey₂ liegenden Farbträgers wählt, muß man z. B. berücksichtigen, daß die zusätzliche Information (das Signal vom zweiten Bild) auf der Empfangsseite als Summe

AU₁ -(AU₂) = AU₁ + AU₂

1 U_n = 0,2 E'y₂ + 0,2 E'_{R_y₎₂ cos u>₂t + 3,2 E₍'_B_y,₂ sin u>₂t. W_{n + 1} =0,2 Ε;, + 0.2 E'_lR ., ₎₂ cos c.,₂1
+ 0,2 E₁V

₍e-y(2

sin

+ 0.4 E[_R „ y_l2 cos (/I₂ 1 + 0,4 E[_B _ y,₂ sin <«>₂ f

15

ausgeschieden werden muß.

Deswegen müssen die auf dem Zusatzträger liegenden Signale so geformt werden, daß ein sich nach ihrer Summierung während der Dauer von zwei Zeilen ergebendes Signa] für die Formierung des zusatzliehen Farbträgers z. B. nach dem NTSC- oder nach dem PAL-Verfahren geeignet ist. Im ersten Fall (nach dem NTSC-Verfahren) müssen die Ausdrücke lür die zusätzlichen 1U-SignaIe in benachbarten Zeilen wie folgt aussehen:

wobei E(Vy₁₂ und E[_p-_Yt2 die gammakorrigierten Farbdifferenzsignale E_)R-y,₂ i'nd Ε_(Β__γ)2 mit erforderlichen Kompressionskoeffizienten sind, η und η + 1 die Nummern der Abtastzeilen bedeuten und u>₂ die zweite Farbträgerfrequenz ist.

In der Empfangseinrichtung wird sich dann nach der Subtraktion der Umhüllungsliniensignale ein Signal

Jl/.-(-.1IZ_{11 + 1}) = 0,4Ey₂

45

herauslösen, dessen Farbkomponenten ausgefiltert werden und wie im NTSC-Empfänger zu Synchrondetektoren gelangen.

Ein Mangel solcher Codierung von Farbsignalen der zweiten Stereopaarkomponente besteht in der dem NTSC-Verfahren eigenen Empfindlichkeit von Farbträgersignalen zu Verzerrungen »differentieller Phase« sowie zur unerwünschten Abschwächung eines Seitenbandes des modulierten Signals.

Um den störenden Einfluß solcher Verzerrungen des modulierten zusätzlichen Farbträgers zu vermindern, kann man die Modulation nach dem PAL-Verfahren benutzen.

In diesem Falle können die Ausdrücke für zusätzliche Signale in benachbarten Zeilen in allgemeiner Form wie folgt geschrieben werden (ohne die zeilenweise erfolgende Phasendrehung zu berücksichtigen und wenn m₂ keine harmonische Schwingung der Zeilenfrequenz ist):

65

1 U_4n = 0,2 Ey₂ + K_RE'_lR__Y)2 cos ω₂1
+ ^i)E('fl-)_l2 sin ft>₂t.

i U_4n+1 = 0,2 Ε'_γ2 + K_RE'_iR-y₎₂ cos o,₂1

-K_BE[_B-y₎₂ sin W₂ i,

A [Z₄₁₁₊₂ = 0,2 Ey₂ - K_RE'_lR-y₎₂ cos «>₂t

-X_BE;_B__msin«.₂t,

Δ U_An+i = 0,2 Ε'_ϊ2 - K_RE'_{R._Y>2 cos w₂t

+ KbEIb-w sin a>₂t.

Hierbei ist π = 0,1, 2 ... K_K und K_B sind Koeffizienten bei £{b_Y)₂ und EJb-ro-

Und im Falle, wenn ω₂ eme ungeradzahlige Oberwelle der Viertelzeilenfrequenz

4JK+ 1

1 U₂m = 0,2 Ey₂ + K₂A₂ sin ( — t„_zt - .

iU₂

A₂sin

₂ +K₂
92-90 )·

wobei

= 2.t/z

_?2 = arc tg -^'-^

sind und K₂ den Kompressionsfaktor für A₂ bedeutet. Einen sicheren Schutz gegen Beeinflussung des Farbträgers durch Verzerrungen von der Art »differentitller Phase« bietet die im NlIR-System benutzte phasendifferentielle Quadraturmodulation. Obwohl der Farbträger mit phasendifferentieller Modulation etwas empfindlicher gegen Begrenzung eines Seitenbandes der Modulationsfrequenzen als das PAL-Signal ist, besteht der Vorteil des NIIR-Systems bekanntlich in einem einfacheren Aufbau der Empfänger-Decoderschaltung, die für die Herauslösung des Farbsynchronisationssignals (»Burst«) keinen inneren Referenzträgergenerator braucht. Bei Benutzung der phasendifferentiellen Modulation Tür den zweiten Farbträger nehmen die Ausdrücke für Farbsignale die folgende Form an (wenn u>₂ einer Oberwelle der Viertelzeilenfrequenz gleich ist

in einer Zeile:

1 U₁ = 0,2 Ey₂ + K₂A₂ sin («,₂l + <?₂),

in der nächsten Zeile:

,1U₂ =- 0,2 E;₂ + K₂A₂ sin (<„₂t -90).

Dabei wird berücksichtigt, daß eine Änderung bei w" während einer Zeile um 90° und während zwei Zeilen um 180° erfolgt.

Die Formierung des Farbsignals vom zweiten Stereopaarbild nach dem NTSC-Verfahren kann im

Coder ζ. B. mit Hilfe einer Formierungsschaltung 16 F i g. 1) realisiert werden, deren vereinfachtes Blockschaltbild in F i g. 6 dargestellt ist.

Die Signale £[_e_ _m und E[_B_ _m gelangen zu Gegentaktmodulatoren 25 bzw. 26, an denen auch die Spannung des zusätzlichen Farbträgers mit der Frequenz w₂ liegt Außerdem kann dem Gegentaktmodulator 26 während der Zeüenaustasilücke ein in F i g. 6 mit Pfeil angedeuteter Impuls zur Formierung des Farbsynchronisierungssignals (»Burst«) zwecks der Synchrondemodulation auf der Frequenz O)₂ im Empfänger zugeführt werden.

Von den Ausgängen der Gegentaktmodulatoren 25 und 26 gelangen die Farbträgerspannungen zu einem Summator 27, in dem das in Quadratur modulierte Farbsignal vom zweiten Stereopaarbild formiert wird. In einer Mischstufe 28 wird dieses Signal mit dem Videosignal E'_Y2 summiert.

Die Verwendung des »Burst«-Signals für die Formierung des Referenzträgers im Empfänger ist nicht unbedingt notwendig, wenn man die Frequenz i»₂ z. B. gleich der halben Frequenz des ersten Farbträgers CJ₀ wählt, die mit konstanter Phase über einer Zeile im Empfänger erscheint. Da aber die im Dbertragungskanal wegen der Einwirkung von Fehlern »differentieller Phase« erfolgende Phasenverschiebung von »ι,, (* 4,43 MHz) nicht dem doppelten Phasenfehler bei der Frequenz ^ entsprechen kann, erscheint

dieses Verfahren in Kombination mit der Farbsignalformierung auf der Frequenz o>₂ nach dem NTSC-System nicht ganz begründet. Insofern das NTSC-Verfahren außerdem durch Empfindlichkeit zu Verzerrungen in der Art einer asymmetrischen Abschwächung eines Seitenbandes der Modulationsfrequenzen gekennzeichnet ist und das Frequenzspektrum des I L'-Signals bei

40 zur Bildung des in Quadratur modulierten Signals dienenden Summator 27 gelangt der Farbträger zu den Eingängen eines elektronischen Schalters 30 und eines Umhüllungsliniendetektors 31. Das »umhüllende« Videosignal wird vom Ausgang des Detektors 31 einem Gegentaktmodulator 32 zugeleitet und moduliert hier den Referenzträger u>₂, der zu diesem Modulator über ein Phasendrehglied mit Phasenverschiebung um 90° gelangt. Vom Ausgang des Gegentaktmodulators 32 wird der modulierte Farbträger dem zweiten Eingang des Schalters 30 zugeführt. Vom Ausgang dieses Schalters 30 wird der Farbträger von Zeile zu Zeile mit und ohne Phasenmodulation auf die Mischstufe 28 gegeben.

Nach der Formierung des vollständigen zusätzlichen Signals, nach seiner Summierung mit dem Umhüllungsliniensignal im Summator 11 der in F i g. 1 gezeigten Blockschaltung und nach der Modulation mit dem Farbträger-Summensignal im Gegentaktmodulator 15 erhält man das vollständige modulierte Farbträgersignal, das wie folgt dargestellt werden kann:

breiler als von 0 bis 0,5 /₀ wird, ist die übertragung dieses Spektrums mit dem Farbträger o>₀ gemäß dem Kotelnikow-Abtasttheorem mit Schwierigkeiten verbunden. Deswegen ist es zweckmäßiger, die Wahl der halben Frequenz <·ι_η für die Benutzung als <·,₂ mit der Formierung des Farbträgers für die übertragung des zweiten Bildes nach dem PAL-Verfahren zu kombinieren.

Ein derartiges Signal kann z. B. mit Hilfe einer Formierungsschaltung 16 (F i g. 11) gebildet werden, deren vereinfachtes Blockschaltbild in F i g. 7 angeführt ist, wobei die Bezeichnungen nach dem gleichen Prinzip wie in Fig. 5 und 6 benutzt werden. Der Unterschied des Blockschaltbildes von F i g. 7 von dem nach F i g. 6 besteht darin, daß es einen Umschalter 29 für den Farbträger enthält, der den Gegentaktmodulatoren 25 und 26 zugeführt wird. Der Eingang für das Signal zur Formierung von »Burst« ist in F i g. 7 außerdem mit Strichlinie angegeben, was andeuten soll, daß der »Burst« nicht

gebraucht wird, wenn u>₂ gleich y gewählt wird.

In F i g. 8 ist ein Beispiel eines vereinfachten Blockschaltbildes der Einrichtung zur Formierung des zweiten Farbträgers mit phasendifferentieller Quadraturmodulation angeführt. Das Blockschaltbild nach F i g. 8 hat gegenüber der in F i g. 6 gezeigten Blockschaltung folgende Unterschiede. Von dem cos O)₂1 - 0,2 E;_b _ _y,2 sin O)₂1]

sin I Iu₀1 + arc tg J;- ^L—^Lü- J
in einer Zeile, und

Ε««-™+£(B-v„ ± (0,1 EV + 0,2 E\_{K r})₂
cos U)₂1 + 0,2 E'_(B _ y,2 sin o^ i)] · sin (U₀1

in der nächsten Zeile.

In Fig. 9 sind annähernd die Frequenzbänder von Komponenten des für das stereoskopische Farbfernsehsystem gemäß der Erfindung formierten vollständigen Signals dargestellt. Das Frequenzband des Signals E'_n erstreckt sich von Null bis z. B. 6 MHz. Der mit Farbdifferenzsignalen £₍'_R._y„, £_(B-_lu modulierten Farbträgerfrequenz «>₀ ist ein Frequenzband von ungefähr ± 1,5 MHz vom Farbträger zugewiesen. Das Frequenzband des zusätzlichen Signals I U ist asymmetrisch, und zwar von - 2,2 MHz bis + 1.5MHz für das Signal E'_>2, bezogen auf den Farbträger <u₀. Im niederfrequenten Teil dieses Spektrums liegt das Frequenzband des mit den Videosignalen E₍'_r-y,2 und EJ₈-v,2 modulierten zusätzlichei, Farbträgers w₂, der seinerseits den Farbträger IH₀ moduliert.

Wenn die Haupt-Farbträgerfrequenz n>₀ gleich einer ungeradzahligen Oberwelle der Viertelzeilenfrequenz gewählt ist (Viertelzeilen-Olfset), konzentriert sich die Energie des Videosignals E'_V1 im Frequenzspektrum des vollständigen Stereo-Farbfernsehsignals ha'.'otsächlich um Zeilenfrequenz-Oberwellen. Um (ungeradzahlige) Harmonische der Viertelzeilenfrequenz sammelt sich in der Hauptsache die Energie der Farbsignale. Die Energie des Signals E'_V2 ist größtenteils um ungeradzahlige Harmonische der Drciviertclzeilenfrequenz zusammengefaßt. Um harmonische Schwingungen der Halbzeilenfrequenz konzentriert sich die Energie der zusätzlichen Farbsignale £|R~>>2 ^und E,'_B__n2, wenn die Frequenz v>₂ eine ungeradzahlige Oberwelle der Zeilenfrequenz ist. Die

angeführte Energieverteilung von Signalen im Frequenzspektrum ist nur ein Beispiel, da sie von der Art der Formierung von Farbsignalen auf dem zusätzlichen Träger (z. B. nach dem NTSC- oder PAL-Verfahren) abhängt. Bei einer genauen Spektrumberechnung für das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete vollständige Stereo-Farbfernsehsignal muß der von Zeile zu Zeile erfolgende Phasensprung (»9« und »0«) des Haupt-Farbträgers berücksichtigt werden, wobei das Endergebnis von der Wahl des Offsets abhängen wird.

Das mittels eines Coders nach den Blockschaltbildern von Fig. 1, 5, 6, 7, 8 erfindungsgemäß formierte vollständige Stereo-Farbfernsehsignal kann nach seiner Bearbeitung auf der Senderseite (z. B. nach Benutzung zum überblenden, Trickmischen Tür Videoaufzeichnung usw.) dem Modulator des Fernsehsenders oder den Eingangseinrichtungen oberirdischer und kosmischer Nachrichtenübermittlungs-Kanäle zugeführt werden.

In der Empfangseinrichtung wird das vollständige Signal vom Demodulator abgenommen (nachdem es wie üblich hochfrequenzmäßig verstärkt, mit dem Oszillatorsignal gemischt und in der Zwischenfrequenzlage wieder verstärkt wird). Die weitere Auswertung dieses Signals hängt von der Art des Fernsehempfängers ab (gewöhnlicher Schwarzweiß-Fernsehempfänger, Schwarzweiß-Stereofernsehempfänger, gewöhnlicher Farbfernsehempfänger, Stereo-Farbfernsehempfänger).

In einem gewöhnlichen Schwarzweiß-Fernsehempfänger wird das vollständige Signal nach videofrequenter Verstärkung auf die Steuerelektrode der Bildröhre für die Wiedergabe von kompatiblen unbunten Bildern gegeben. In einem gewöhnlichen d. h. für kompatiblen Farbempfang bestimmten Farbfernsehempfänger wird aus dem vollständigen Signal das modulierte Farbträgersignal herausgelöst, welches einer M^ec-Verzögerungsleitung und zwei Multiplizierern zugeführt wird, von deren Ausgängen Färbdifferenzsignale abgenommen werden. Das Blockschaltbild und alle Baugruppen des Farbteils dieses Empfängers sind bekannt und werden üblicherweise bei der Variante des NIIR-Farbfernsehempfäncers für Signale mit Quadraturmodulation verwendet. Außer den bekannten Elementen brauchen im Farbteil des gewöhnlichen Farbfernsehempfängers nach dem NIIR-System keine weiteren Elemente angewandt zu werden.

Nur die Decoderschaltungen der stereoskopischen Schwarzweiß- und Farbfernsehempfänger weisen gegenüber den üblichen Schaltungen Unterschiede auf. da sie Netzwerke für die Herauslösung der Information vom zweiten Stereopaarbild enthalten müssen.

Die Gewinnung der Leuchtdichtenkomponente des zweiten Stereopaarbildes aus dem nach dem vorgeschlagenen Verfahren formierten vollständigen Fernsehsignal kann in einem stereoskopischen Schwarzweiß-Fernsehempfänger beispielsweise mit Hilfe einer Decodereinrichtung realisiert werden, deren vereinfachtes Blockschaltbild in F i g. 10 angeführt ist.

Das vollständige videofrequentc Fernsehsignal gelangt vom Detektor über ein auf die Frequenz von «»,, abgestimmtes Absorptionsfilter 33 und eine Ausgleichs-Verzögerungsleitung 34 mit τ * I isec zum Videoverstärker 35 far das Signal vom ersten Stereopaarbild Außerdem wird das vollständige Signal zu einem Bandfilter 36 geführt, an dem sich das modulierte Farbträgersignal herauslöst. Die Farbträger spannung wird vom Filter 36 einer Verstärkungs stufe 37 zugeführt, von deren Ausgängen das Signa sich zum Eingang einer Verzögerungsleitung 38 fii τ * 64 [xsec und zu einem Schalter 39 verzweigt Vom Ausgang der Verzögerungsleitung 38 gelang das in einer Stufe 40 verstärkte Signal zum zweiter Eingang des Schalters 39. Somit liegen an den Ein gangen des Schalters 39 z. B. die Signale:

Am ersten Eingang
während einer Zeile

( IA - Ii/) COS(M₀/ + </)
während der nächsten Zeile

[A + IL') cos O₀/

Am zweiten Eingang
während einer Zeile

( \'A + l{7)cos (N₀/
während der nächsten Zeile

( \A + tU)cos(o_u/ + _v).

Der mittels einer Spannung mit der Frequenz j;'. gesteuerte Schalter 39 schließt die Eingänge abwcch selnd an die Ausgänge I und II an, so daß am Aus gang 1 z. B. immer ein Signal

( \^!Ä + IU)COS(H₀/
und am Ausgang II ein Signal

( 1,4 - IU) cos ((.,„/ + (/)

zur Verfügung stehen.

Von den Ausgängen des Schalters 39 werden dies Farbträgersignale den Eingängen der Umhüllungs liniendetektoren 41 bzw. 42 zugeleitet, von deren Aus gangen z. B. die Videosignale

( \A + W) (vom Detektor 41) um

-(M- IL')= IU- (A (vom Detektor 42)

abgenommen werden.

Diese Signale werden summiert und im Videover stärker 43 verstärkt, an dessen Ausgang das Video signal El₂ erscheint.

Im Blockschaltbild von Fig. 10 sind die Schal tungsanordnungen zur Steuerung des Schalters 3' nicht angegeben. Diese Schaltungsanordnungei (Triggerschaltung, Identifikationsschaltung) sind dei entsprechenden im NIIR-Empfanger benutzten Schal tungen vollkommen analog.

Ein stereoskopischer Farbfernsehempfänger kam auf der Grundlage von zwei Konzeptionen aufgebau werden. Pci einer Variante wird nur ein Stereopaar bild farbig, d^s andere aber monochromatisch wieder gegeben. Entsprechend weist auch die Decoderschal tung eines solchen stereoskopischen Farbfernsehemp fängers Unterschiede vom Decoder für stereomono chromatische Bildwiedergabe auf. dessen Blockschalt bild in F i g. 10 angeführt ist. Ein Beispiel eine vereinfachten Decode Blockschaltung eines stereo

skopischen Farbfernsehempfängers mit einem monochromatischen und einem farbigen Stereopaarbikl ist in F i g. 11 dargestellt. Für Baueinheiten des Blockschaltbildes nach Fig. 11. die denen von Fig. IO analog sind, werden die gleichen Bezeichnungen verwendet.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Schaltungstcile 33 ... 43 des Blockschaltbildes von Fig. 11 sind denen nach Fig. 10 ganz ähnlich Der Unterschied des in Fig. 11 dargestellten Blockschaltbildes besteht im Vorhandensein von Netzwerken zur Abtrennung der Farbdifferenzsignale E'_lR ,,, und E₁Vj₁₁. Die Signale der Farblräger werden von den Ausgängen des Schalters 39 neben ihrer Anlegung an Eingänge der Umhüllungslinicndetektoren 41 und 42 auch den Eingängen von zwei Multiplizierern (Synchrondemodulatoren) 44 und 45 zugeführt, wobei eins dieser Signale zum Multiplizierer 45 über ein Phasendrehglied 46 für Phasendrehung um 90 bei der Frequenz f>,„ gelangt. Nach der Multiplikation der verzögerten und der unverzögerten Farbträgerspannung in den Synchrondemodulatoren 44 und 45 sowie nach Unterdrückung von Komponenten der Frequenz 2 f,„ mit Hilfe von Filtern werden von den Ausgängen der Demodulatoren 44 und 45 die Farbdifferenzsignalc £,'„ _y „ und E[_H j „ abgenommen. Es ist unschwer zu bemerken, daß die Schaltung zur Abtrennung der Farbdifferenzsignalc und das Verfahren zu ihrer Abtrennung denen im Fernsehempfänger vom NlIR-System \ollig analog sind.

Wenn man in einem stereoskopischen Farbfernsehempfänger beide Stereopaarbilder farbig erhalten will, muß man in der Decodereinrichtung von dem vollständigen Signal sechs Signale abtrennen. Das Blockschaltbild der Decodereinrichtung wird entsprechend komplizierter, da sie Netzwerke für d;c HerauslöMing der Signale E,'_R_,_l2 und E'_{tH tl2} enthalten muß.

Das ausgangsseitige Signal, das eine Summe der von den Detektoren 41 und 42 (Fig. 10 und 11) gelieferten Spannungen darstellt, enthält sowohl das E; ₂-Signal als auch die Spannung der Farblrägerfrequenz »·,, (des zusätzlichen Farbträgers). Die Abtrennung der Signale £,V _Vl2 und E₁V > α sowie des Signals E,, muß in der Schaltungseinheit 43 (F i g. 10 und 11) erfolgen.

Die Schaltung der Einheit 43 hängt im wesentlichen von der Art der Formierung des modulierten zusätzlichen Farbträgers ^₂ <nach dem NTSC-. NUR-. PAL-Verfahren) sowie von der Wahl der Frequenz «>₂ ab. Falls m₂ nicht in einer einfachen Beziehung zur Frequenz o»₀ steht, müssen im Decoder ein quarzstabilisierter Farbträgergenerator mit der Frequenz W₂ sowie Anordnungen zu seiner Phasensynchronisierung mit dem »Burst« vorgesehen werden. Ist dagegen c.,₂ z. B. gleich der halben Frequenz «.„. so braucht man keinen »Burst«, und den quarzstabilisierten Generator kann man durch einen Frequenzteiler ei. etzen. Die Varianten von vereinfachten Blockschaltungen der Decodereinrichtungen sind in Fi g 12. 13. 14 gezeigt.

Eine vereinfachte Blockschaltung der Decodereinrichtung 43 (Fig. 10. 11) zur Decodierung von Signalen des nach dem NTSC-Verfahren modulierten zusätzlichen Farbträgers ist als Beispiel in Fig. 12 angeführt. Die am Eingang eintreffenden Signale werden nach Durchgang der Umhüllungslinien-Detektoren 41, 42 (Fig. 10, 11) einem Summator 47 zugeführt, von dessen Ausgang das aus 0,4 E₁₂ und 0,4 E_harh bestehende zusätzliche Signal 2 I U zu Filtern 48 und 49 gelangt. Nach dem auf die Frequenz s des zusätzlichen Farbträgers t„₂ abgestimmten Absorptionsfilter 48 durchläuft das Signal 0,4 E', ₂ eine Ausgleichs-Verzögerungsleitung 50 mit r =: 1 usec und erscheint am Eingang eines Videoverstärkers 51, von dessen Ausgang das Signal £'₁₂ abgenommen

ic wird. Das Filter 49 stellt ein Bandfilter mit der Mittenfrequenz (H₂ dar. Vom Ausgang des Filters 49 gelangt das modulierte zusätzliche Farbträgersignal zu Synchrondemodulatoren 52 und 53 sowie zum inneren Farbträgergenerator 54. Im letzteren wird aus dem ankommenden Signal ein »Burst« gebildet, der den quarzgeiiteuerten Referenzträgeroszillator mit der Frequenz v>₂ in der Phase synchronisiert. Der Referenzträger wird dem zweiten Eingang des Synchrondemodulator 52 und über ein 90 -Phasendrehglied 55 dem Synchrondetektor 53 zugeführt. Von den Ausgängen der Synchrondemodulatoren 52, 53 werden die Farbdifferenz-Videosignale E₁V₁₁₂ und E₍V I)₂ abgenommen.

Ein vereinfachtes Blockschaltbild für die Verarbei-

2s tung des zusätzlichen Signals in der Decodereinrichtung 43 ist in Fig. 13 für den Fall angeführt, wenr

der Farbträger Ui₂ - y nach dem PAL-Verfahrer moduliert wird. Die Wirkungsweise der Baugrupper 47. 48. 50, 51 und 49 dieses Blockschaltbildes"ist derr Betrieb der gleichen Baugruppen des Blockschall bildes nach Fig. 12 vollkommen analog. Da in dei Sendeeinrichtung die Modulation in diesem Fall< so vorgenommen wird, daß
35

1 U_4n = 0,2 E_r7 + K_RE_lR^y_l2 cos <·,,;
+ KgE_[B j,·, sin ο,f.
' ^_{4n + 1} = 0.2 E₁₂ + K_RE₍V j,, cos ,.,₂i
— /Cf₁E₁D_-V₁T sin π,-»t,

IU_4n._;, = 0.2 E₁₂ -*„£,'„ _ll2cos„₂r
— K₈EV₁I₂ ^s'ⁿ '"2^l-

1 U_{4n + 3} = 0.2 Ey₂ - K_RE,_R . _Vl2 cos „_>21

+ K_BE[_B _ j ,τ sin oi₂t

sind, erscheinen am Ausgang des Filters 49 ζ. Β. Signale:

in der (mj-ten Zeile = 2 K_RE_(Ji_y,2 cos <«₂r;

in der (m + IHZeile = -2 K_BE'_iB_ _l)2 sin m₂t;

in der (m-1-2)-Zeile = -2 K_RE'_lR__Y)2 cos t„₂t:

in der [m + 3)-Zeile = 2 K_BE'_{B__Y}2 sin «>₂t\

in der im +4J-ZeHe = 2 K_KE₍'j,__r)2 cos m₂f

usw.

Vom Filter 49 werden die Signale parallel auf de Eingang der Verzögerungsleitung 56 und auf eine der Eingänge eines Schalters 57 gegeben. Zum zwei ten Eingang des Schalters 57 gelangt das Signa] vor Ausgang der Verzögerungsleitung 56 mit τ % 64 pse An den Ausgängen des Schalters 57 ergeben sich z. I die Signale:

25 26

Erster Ausgang signale des modulierten Haupt-Farbträgers erscheint

2 /C_B£₍'_B_,₎₂ sin (i,₂t; ^{von Zeile zu Ze}üe ein Videosignal:

2 K_B£₍'fl-n2 sin ...₂t; 2IU_4n = 0,4 E'_Y2 + K₂A₂ ■ sin {,„₂i + ,,)

-2 /C_B£₍'_e-_n2 sin ,„₂i; 5 _{+ K}^ _sjn ^₁

-2K_flE;_B_,₎₂sin,,,₂r; ₂ ,^ ₌ ^ _£, ^ ₊ ^₂ sin (,.„r + 7^

2K_flE_(B_,₍₂s,n₍,₎₂f; -K₂^₂ sin,,,,,,
2 K_B£,'_B j,-, sin ,„-,t.

¹⁰ 2 I U_{4n + 2} = 0,4 F₁₂ - K₂/l₂ sin (i„_zt + 7)

Zweiter Ausgang ~ ^₂A₂ ^s'ⁿ "'2''

2 K_RE'_iRY)2 cos i,i₂t; 2 IU_4n+, = 0,4 E'_Y2 — K₁A₂ sin (<·ι₂ί + ,/)

-2 K_R£₍'_R.. ₎₎₂ cos <>,₂t; +/v₂/l₂ sin o<₂f

— 2 K_RE'_tR . _l)2 cos (-I₂ f; und so weiter.

"> KgE'g γ > cos tu, t ■ ^{Wenn diese} Signale im Frequenzband der »zweiten«

, „ ' Farbsignale (d.h. im Gebiet von ,,,₂) zusätzlich um

- Kfifc_(Ä-_ll2 cos o,₂1: eine Zeilendauer verzögert werden und die verzöucr-

-2 K_RE'_{(R Yl2} cos ,.ι, f -° ^len sowie die unverzögerten Signale des zweiten

modulierten Farbträgers auf zwei Summatoren ae-

und so weiter. Diese Signale werden den Eingängen SnSii',.*^ *" h"⁶™ ^Summa}^0T. ^{die Sign}.^;i'

der Synchrondemodulatoren 52 bzw. 53 zugeführt werden tlrU "" ^anderen..g^e?^enP^has _c ^{lg SUmm}'^ert

auf d^ren andere E.ngänge die Referenzträgefsign'at , Α^&™Α^ ^ ^™³'⁰™

angelegt werden, wobei zum Demodulator 52 das ^cibpaiinunten.
Signal über das 90 -Phasendrehglied 55 gelangt.

Nach Ausfilterung von Komponenten werden von ^{ter Sum}mator

den Demodulatoren 52 und 53 die Farbdifl'erenz- 2 K,A, sin (,„,r + ,,,)·

signale E'_iR. _U2 und E'_iB._Yr. abgenommen. ,0 ·> _v~ I ■ *

— - K₁Ai sin (u-,t:

Die Referenzträgerspannung ,U₂ = ^r ^w'^rd im Fre- ■, _v" .' ■ '

l —l Λ,/4, Sin (f/i₂f + _(/l);

quenzteiler 58 aus dem Signal ( \A Λ I U) sin ,,»_or ">/C 4 sin

(formiert, das vom Ausgang des Schalters 39 (Fi g. 11) ~ ²' ² '"-'

abgenommen wird. Beim Vorhandensein des zusatz- 35 2 K₂A₂ sin (,„₂f + _i/2)_;

liehen Signals ist das erwähnte Ausgangssignal des -2 K-,A-, sin ,>i t

Schalters 39 immer von Null verschieden. Deswegen " ²

ist das Haupt-Farbträgersignal am Eingang des Fre- 7_WP,, c

quenzteilers 58 automatisch vorhanden."wenn an den ^^ςηι-^Γ summator (Subtraktion)

Eingängen der Demodulatoren 53 und 52 der zusatz- 40 - K₂A₂ sin („₂t:

liehe Farbträger wirksam ist. Da der zusätzliche ir 1 ■ ,"

- λ.₂/ι₂ sin (αϊ-, t +7,):

Farbträger ,-, gleich ^ gewählt ist, erlolgt im Fre- - 2 K,.4, sin „„f

quenzteiler 58 z. B. die regenerative Halbierung der -2 K,A, sin (,„,? + „ «·

Frequenz,.,₀. Zweckmäßigerweise wird das Signal ₄₅ -, _K~~ . ²

mit der Frequenz W_n vor dem Frequenzteiler 58 durch ~ - - ^Sln "'2'·

ein relativ schmalbandiges Filter durchgelassen, um 2 K₂A₂ sin (,·,-, 1 + «,)
das Signal-Pausch-Verhältnis zu verbessern. Wenn

<"2 = y »st. kann in der Blockschaltung nach _ ^. ^^nvel^^lnfachtes Blockschaltbild der Decoderein-

<"2 y »st. kann in der Blockschaltung nach . fachtes Blockschall bild der Deco

F i g. 13 eine der Baugruppe 54 in F i g. 12 ährliche * SemwisOVerflifentTf T ^\^ά(*

Einrichtung benutzt werden, die aus Netzwerken Pur trägers ist als BriS¹ ^° 1 _xf »tzlichen

die Herauslösung des »>Burst«-Signals mit der Fre- wKielrii iß '" ^gi⁴ W

quenz <„₂ aus Kreisen zur Phasensynchronisation und Sr ISihah ^«f""*¹¹5' ⁴⁸C ⁵,⁰· ^5I-,

aus einem quarzgesteuerten Generator mit der Fre- ₅s SSu^ S* F?." Λν"*"* i^gl£

quenz _o,₂ besteht. Sienale ril !? ,^F' ^g" "³ vollkommen analog. Die

Die vom Frequenzteiler 58 gelieferte Referenz- aef Ton^A^neT"»™^" ^Far _Q ^bträg^er£.g^elan-

trägerspannung passiert vor Anlegung an die Syn- EiSiT ■, Bandfilters 49 zum E.ngang

chronmodulatoYen 5Z 53 einen Umfchaiter »/in IuZ ΐΐ£ΖΣ£?£Ρ ⁵J ¹^ ^ ^ΤΙ/ΐ

dem sie in gewünschter Weise in der Phase zwischen 60 einem Sfqf, , ^Summatoren «> ^{und 6I in}

0 d 180 hltt id bi di Piriä "^^ \" ^⁶" ^d

dem sie in gewünschter Weise in der Phase zwischen 60 einem Sfqf, ,

0 und 180 umgeschaltet wird, wobei diese Poiaritäts- und die "nver^^ \" ^⁶" ^{die verzö}?^erten hl d Vililf JSSSg? ^ T™IZ £

0 und 180 umgeschaltet wird, wobei diese Poiaritäts- und die nver^^ \" ^

un^chaltung nut der Viertelzeilenfrequenz gesteuert anderen JSSSg? D^auf TIZ £

Wenn die übertragung des zweiten Farbträgers ulTT X"^btl*e^eisP^ann>"'g«i mit Phasennodula-

mit phasendifferentieller Quadraturmodulation er- 6s (A sin ,1 Γ α 'i' ^{Und mit der} Referenzphase

folgt, werden im Empfanger der »Burst« und die 57 und von T ^" ^Ειη?^Ιη?^{εη des} Umschalters

Wiedergewmnung des Referenzträgers nicht benötigt. umschalter 59 ^_n" *^US^"^ge" ^übf^{r de}" ,^Polarität-^S:

Am Ausgang des Summators für Umhüllungslinien- und 53IzuLwim ^ ^S>^{nchrondemodulatoren 52}

^j Au^cicuei. wobei eines der Signale zum Demo-

/[φ

dulator 52 über ein Phasendrehglied 55 mit Phasenverschiebung um 90' bei der Frequenz w₂ gelangt.

Nach Ausfilterung von Komponenten mit der Frequenz 2 in-, werden von den Ausgängen der Demodulatoren 52, 53 die FarbdifTerenzsignale E₍'_R__1|2 und ^i'e-fi; abgenommen.

Bei "der Verwirklichung des vorgeschlagenen Verfahrens zur übertragung des vollständigen stereoskopischen Farbfernsehsignal wird es möglich, auf der Empfangsseite folgende Videosignale zur Verfugung /u haben:

das Leuchtdichtesignal £',-, vom ersten Stereopaarbild mit einer Bandbreite von etwa 6 MHz:
die Farbdifferenzsignale Ε,'κ-ni und E₁V₁₁, mit einem Frequenzband von ungefähr 1,5 MHz für jedes Signal;

das Leuchtdichtesignal Ey₂ vom zweiten Stereopaarbild mit einer Bandbreite von etwa 1,5 ... 2.0 MHz: die Farbsignale (FarbdifTerenzsignale) £,y ,·,, und £('/1 na ^Vüm zweiten Stereopaarbild in einem Frequenzband von ca. 0.5 MHz.

Somit weist das zweite Stereopaarbild eine ungefähr viermal so kleine Horizontalschärfe gegenüber dem eisten Bild auf. Daneben erweist sich im zweiten Bild eine ungleichmäßige Schärfe in Horizontal- und Vertikalrichtung. In der Horizontale wird die Schärfe der Leuchtdichteübergänge wegen der Bandbeschneidung beim Signal EJ₂ ungefähr um das Vierfache kleiner, während in der Vertikale die Schärfe etwa um das Zweifache kleiner ist (weil eine Zeile, z. B. die n-te Zeile, aus den Signalen ti/,,., und I L_n und die /i + l-Zeile aus den Signalen 1 U_n und IL^r„,j formiert werden). Deswegen können eventuell die bekannten Verfahren zum Ersatz der Vertikalschärfe durch Horizontalschärfe angewandt werden, um die letztere zu erhöhen. Insofern das Signal E'_Y2 im Empfänger als Summe von zwei I L'-Signalen (von Signalen zweier Zeilen) gebildet wird, müssen die bekannten Punktsprungverfahren für diesen Fall etwas geändert werden.

Für die Umschaltung paßt am besten eine Frequenz, die mit der Haupt-Farbirägerfrequenz in einer Beziehung (₍.,₀ * 2 η 4.43 MHz) steht. Tastet man das Signal Ei_: auf der Senderseite mit der Frequenz ^ ab. wobei man die Abtastimpulsdauer

gleich oder etwas kleiner als ein Drittel der Abtastperiode wählt und die Phase des Abtastimpulses (nach seiner Vorderflanke) in der ersten Zeile gleich Null, in der zweiten Zeile etwa gleich 120 , in der dritten Zeile ungefähr gleich 240°, in der vierten Zeile wieder etwa 120 , in der fünften Zeile gleich Null usw. setzt, so kann man auf der Empfangsseite diese Signalauftastung für die Erhöhung der Schärfe des zweiten Bildes benutzen.

Nach der Signalauftaslung auf der Senderseite ergibt sich eine Impulsfolge:

in der ersten Zeile Ml *; 7 = 0 J E\₂

in der zweiten Zeile M ( ■--; 7 = 120 J £'₁₂

is in der dritten Zeile M {—; <j - 240 λ E₁₂

in der vierten Zeile M ( '; 7 = 120 J £'y₂

in der fünften Zeile A/ (-$: 7 = SO J E_v,

Hierbei bedeutet M eine Impulsspannung mit der Frequenz 'y mit der Phase 7 und mit der Impulsdauer τ, <ζΞ-. Läßt man diese Impulsfolgen durch

Ul₀

ein Tiefpaßfilter mit der Durchlaßbandbreite von etwa 1,5 ... 2,0 MHz laufen, so kann man die Signale

E]₂ (7 = 0 ); E₁₂ (7 = 120 ); E\₂ (7 = 240 );
Ei₂ (7 = 120-); E'₁₂ (7 = 0 ): E₁₂I₇ = 120 )
³- usw.

erhalten.

Wenn man im Empfänger einen Impulsgenerator

für Sianale M \'ψ) und eine Laufzeitleitune mit Si-

- \ J /

gnalverzögerung um eine Zeilendauer benutzt, kann man die abgetrennten Signale

2IL= 0.2 E₁₂ (9 =■ 0 ) + 0.2 E'₁₂ (7 = 120 ):
2Il= 0.2 Ei₂ (7 = 120 ) + 0.2 £'₁₂ (7 = 240 )

in Impulsfolgen auftasten, die sich voneinander in der ersten und in der zweiten Summe unterscheiden, wobei die Formierung des Signals Ey₂ mit größerer Schärfe als sonst bei der Bandbreite von 1,5 MHz möglich wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem mit auf Phasendifferenz beruhender Quadraturmodulation des Farbträgers durch Farbsignale vom eisten Stereopaarbild und mit der übertragung von Signalen des zweiten Stereopaarbildes auf dem im Frequenzspektrum des Leuchtdichtesignals liegenden Farbträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger mit dem Leuchtdichtesignal vom zweiten Stereopaarbild zusätzlich so moduliert wird, daß die Farbträgeramplitude in einer Zeile der Siⁱmme von der Amplitude des Modulationssignals und der Quadratwurzel aus der Amplitude des in Quadratur modulierten Farbträgers gleich ist und in der benachbarten Zeile der Differenz dieser Amplituden entspricht, wobei die zusätzliche Modulation ohne Änderung der Farbträger-Phasendifferenz in benachbarten Zeilen erfolgt und beim Empfang die Farbsignale des ersten Stereopaarbildes durch Multiplikation der verzögerten und der unverzögerten Farbträgerspannung unmittelbar für ein Signal und mit zusätzlicher gegenseitiger Phasenverschiebung dieser Spannungen um 90 für das andere Signal gewonnen werden, während die Signale des zweiten Bildes durch Demodulation der verzögerten und der unverzögerten Spannungen sowie durch Bildung der Differenz ihrer Umhüllenden herausgelöst werden.

2. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herabsetzung des Pegels von Ubersprechstörungen durch das zusätzliche Signal die Leuchtdichtesignalspannung vom zweiten Stereopaarbild, bevor sie zur Farbträgermodulation verwendet wird, in eine bipolare Spannung umgewandelt wird, indem in dieses Signal während der Zeilenaustastlücke zusätzliche Impulse mit einer dem halben Leuchtdichtesignalhub gleichen Amplitude eingeführt werden und das Videosignal an die Spitzen dieser Impulse geklemmt wird.

3. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß zwecks übertragung der Farbinformation vom zweiten Stereopaarbild in das Frequenzspektrum des von diesem Bild entstehenden Leuchtdichtesignals ein zusätzlicher Farbträger eingeführt wird, der mittels der Quadraturmodulation wie beim NTSC-System mit zwei Farbdifferenzs.gnalen moduliert wird, wobei die Spannung des modulierten zusätzlichen harbträgers beim Empfang aus einem Differenzsignal von Umhüllenden des Hauptfarbträgers mit Hilfe eines Bandßlters gewonnen wird und in zwei Kanälen synchron demoduliert wird.

4. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem nach den Ansprüchen 1, 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Effektivität des Schutzes von Signalen des zusätzlichen Farbträgers vor Einwirkung der Fehler »differcntieller Phase« und vor unerwünschter Abschwächung eines Seitenbandes der Modulationsfrequenzen die Quadraturmodulation des zusätzlichen Farbträgers mit Polaritätsänderung eines

der Farbdifferenzsignale von Zeile zu Zeile wie beim PAL-System vorgenommen wird und die Farbdifferenzsignale vom zweiten Stereopaarbild beim Empfang in entsprechender Weise wiederhergestellt werden.

5. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem nach den Ansprüchen 1, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vereinfachung der Wiederherstellung von Farbdifferenzsignalen des zweiten Stereopaarbildes die Frequenz des zusätzlichen Farbträgers gleich der halben Frequenz des Hauptfarbträgers gewählt wird und das Referenzsignal für die Synchrondemodulation des modulierten zusätzlichen Farbträgers durch Teilung der Frequenz des in den Zeilen mit der »Referenzphase« auftretenden modulierten Hauptfarbträgers formiert wird.

6. Kompatibles stereoskopisches Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erhöhung der Unempfindlichkeit des Systems zu Verzerrungen der Signale des zusätzlichen Farbträgers von der Art »differentieller Phase« und zur Verbesserung der Qualität bei der Farbwiedergabe die Modulation des zusätzlichen Farbträgers wie im NIIR-System mit Hilfe der relativen Quadraturmodulation erfolgt und die Farbdifferenzsignale vom zweiten Stereopaarbild beim Empfang in entsprechender Weise wiederhergestellt werden.