DE2350407A1 - Automatischer horizontal-frequenzregler - Google Patents

Description

Patentanwälte

I-In₃, K. LAMP₁ ¹JSCHt
Dr.-4n₃. R, BEE T Z Jr.

J.

«β»· b · η 22, Steinadorfetr. 1· . 2350407

8l-"2i.5O6f 8. 10. 1973

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Automatischer Horizontal-Frequenzregler

Die Erfindung bezieht sich auf einen automatischen Frequenzregler und insbesondere auf. einen automatischen Horizontal-Frequenzregler zur Verwendungen einem Wiedergabe- oder Abtastgerät , mit dem ein Stehbild erhalten werden kann, indem ein Halbbildsignal von einem Fernsehsignal abgeleitet wird, das durch eine Zeilensprung-Abtastung eines Bildes erhalten wird, indem das Halbbildsignäl gespeichert und dieses gespeicherte Signal wiederholt wiedergegeben wird»

Die Figuren 1, 2 a und 2 b zeigen Signalformen vereinfachter

₄ 31 89l)-Ko-r (7)

4Ö9S18/D8Ü

Fernsehsignale, die aufweisen ungerade Halbbild-Fernsehsignalteile I, gerade Halbbild-Fernsehsignalteile II und senkrechte Synchronisiersignalteile III. In den Fig. 1, 2a und 2b sind vorgesehen Bildsignalteile 1 - 16, Horizontal-Synchronisierimpulse A-W und Horizontal-Ablenkströme 17-21.

Aus der Fig. 1 geht hervor, daß bei dem gegenwärtig verwendeten Fernsehübertragungssystem die Länge eines Halbbildes so ausgewählt ist, daß sie einen Wert hat, der ein ungerades Vielfaches der Horizontal-Periode H eines Fernsehsignales ist, das durch Zeilensprung-Abtastung eines Bildes erhalten wird, so daß Horizontal-Synchronisierimpulse in Intervallen der Horizontal-Periode H auftreten. Deshalb ist in einem Fernsehempfänger, der ein Fernsehsignal aus geordnet übertragenen ungeraden Halbbildern I und geraden Halbbildern II empfängt, ein automatischer Horizontal-Frequenzregler (im folgenden als Horizontal-AFC-Regler bezeichnet) mit einem phasenempfindlichen Detektor zum Vergleich der .Phase der Horizontal-Synchronisierimpulse mit der Phase der Rücklaufimpulse und mit einem Horizontal-Oszillator vorgesehen, der durch das Ausgangssignal des phasenempfindlichen Detektors gesteuert ist, um einen Horizontal-Ablenkstrom 17 zu erzeugen, der synchron zu dem beim Fernsehempfänger ankommenden Fernsehsignal ist. Da weiterhin die Veränderungen in der Horizontal-Wiederholfrequenz des oben beschriebenen Fernsehsignales sehr klein sind, kann die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung des Horizontal-Α FC-Reglers im Fernsehempfänger angemessen klein gewählt werden. Deshalb kann die Rauschbandbreite ausreichend verringert und die Rauschunterdrückungskenn-

409818/0811

linie im Horizontal-Α FC-Regler im Fernsehempfänger verbessert werden.

Jedoch ist ein gewöhnlich in Fernsehempfängern verwendeter Horizontal-Α FC-Regler nicht für ein Halbbild-Speicher-Wiedergabegerät geeignet, bei dem ein Stehbild erhalten werden kann, indem ein Halbbild-Bildsignal von einem Fernsehsignal herausgegriffen, das Halbbild-Bildsignal gespeichert und dieses gespeicherte Signal wiederholt wiedergegeben wird. Die Gründe hierfür werden im folgenden näher anhand der Figuren 2ä und 2b erläutert.

Wie oben erläutert wurde, wird das eine Halbbild eines Fernsehsignales für eine Zeilensprung-Abtastung so ausgewählt, daß es einen Wert aufweist, der ein ungerades Vielfaches der Horizontal-Wiederholperiode ist. Daher ist in jedem Fall, in dem das ungerade Halbbild I oder das gerade Halbbild II aus dem Fernsehsignal herausgegriffen wird, die Länge des einen Bildsignales gleich zu mH + l/2H, wobei m eine ganze Zahl bedeutet. Wenn deshalb lediglich das ungerade Halbbild I herausgegriffen, gespeichert und wiederholt wiedergegeben wird, ist das Intervall zwischen den Horizontal-Synchronisierimpulsen P und E im angrenzenden Bereich der wiederholten Bildsignale gleich zu 1/2 H, wie dies aus Fig. 2a hervorgeht. Wenn andererseits lediglich das gerade Halbbild II herausgegriffen, gespeichert, und wiederholt wiedergegeben wird, ist das Intervall zwischen den Horizontal-Synchronisierimpulsen D und Q im angrenzenden Bereich der wiederholten Bildsignale gleich zu 3/2 H, wie dies aus Fig. 2b hervorgeht. Wenn deshalb die Horizontal-Synchronisierimpulse E bis P in Fig. 2 a

4098 18/0811

-A-

oder die Horizontal-Synchronisierimpulse A bis D und Q bis W in Fig. 2b verwendet werden, um einen Horizontal-Ablenkstrom, gesteuert durch den herkömmlichen Horizontal-Α FC-Regler, der gewöhnlich in Fernsehempfängern verwendet wird, zu erhalten, hat der so erhaltene Horizontal-Ablenkstrom Signalformen, wie diese mit 18, 19, 20 oder 21 in den Fig. 2a und 2b bezeichnet sind. Es ist offensichtlich, daß diese Stromsignalform nicht schnell auf die Phasenverschiebung von 1/2 H oder 3/2 H ansprechen kann, und ihre Frequenz nimmt schrittweise zu oder ab, bis die Stromsignal-form synchron mit dem Horizontal-Synchronisiersignal im zusammengesetzten Fernsehsignal nach einer Zeitdauer ist, die einigen Horizontalperioden entspricht.

Ein derartiger Zustand ist bildlich in den Fig .3a und 3 b dargestellt. Der obere Teil des wiedergegebenen Bildes ist nach rechts gebogen, wie dies in Fig. 3 a gezeigt ist, wenn die Frequenz des Horizontal-Ablenkstromes niedrig ist, während der obere Teil des wiedergegebenen Bildes nach links gebogen ist, wie dies in Fig. 3b dargestellt ist, wenn die Frequenz des Horizontal-Ablenkstromes hoch ist.

Dieser Mangel kann überwunden werden, indem die Wechselstrom-Rückkopplung sschleifen-Verstärkung des Horizontal-AFC-Reglers im Halbbild-Speicher-Wiedergabegerät auf einen sehr großen Wert vergrößert wird, wodurch die Nachführgeschwindigkeit der automatischen Frequenzregelung , anwächst, so daß der AFC-Regler schnell auf die Phasenverschiebung von 1/2 H oder 3/2 H ansprechen kann.

4098 18/081 1

Jedoch gilt in gewöhnlich häufig verwendeten Horizontal-AFC-Reglern mit einem Tiefpaßfilter einschließlich eines Durchlaßbandes (Einpol-Einnullstellen-Tiefpaßfilter) die folgenden Beziehung zwischen der Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung m · f und der Rauschbandbreite f :

mit m = aA> mit a = Winkelfrequenz am Eck- bzw. Grenzpunkt des Tiefpaßfilters und b = Winkelfrequenz am Nullpunkt des Tiefpaßfilters, und

mit f = Gleichstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung des Horio ·

zohtal-A FC-Reglers.

Wie aus der Gleichung (l) hervorgeht, bewirkt ein Anwachsen der Weehselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung m · f ein Anwachsen in der Rauschbandbreite f,™» und die angestrebte Rauschunterdrückung skennlinie kann nicht erhalten werden. Ein derartiger Horizontal-AFC-Regler ist mangelhaft, da Zacken in den wiedergegebenen Bildern oder instabile Bilder auftreten, die aufgrund des Rauschens für eine praktische Wiedergabe ungeeignet sind.

Zur Überwindung der oben aufgezeigten Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatischen Horizontal-Frequenzregler anzugeben, indem Einrichtungen so vorgesehen sind, daß die Phase des Horizontal-Schwingkreises schnell auf die Phase des Hörizontal-Synchronisiersignäles ansprechen kann, das auf das vertikale

409818/0811

-6- ' 2350A07

Synchronisiersignal folgt, und daß die Rauschbandbreite während der vertikalen Abtastperiode zur Verbesserung der Rauschunterdrückungskennlinie verringerbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem automatischen Horizontal-Frequenzregler, bei dem Horizontal-Synchronisierimpulse, die durch eine Synchronisiersignal-Trennstufe abtrennbar sind, in einem Phasendetektor mit Phasenvergleichsimpulsen vergleichbar, die von einer Horizontal-Ablenkschaltung abgeleitet sind, um ein Stellsignal zuferhalten, das die Phasendifferenz dazwischen angibt, und bei dem dieses Stellsignal über ein Tiefpaßfilter in einen Horizontal-Schwingkreis eingespeist wird, um die Phase des Horizontal-Schwingkreises zu steuern, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schalteinrichtung mit dem zwischen dem Phasendetektor und dem Horizontal-Schwingkreis liegenden Tiefpaßfilter verbunden ist und synchron mit den Vertikal-Synchronisierimpulsen zum teilweisen oder vollständigen Abschalten des Tiefpaßfilters vom Phasendetektor für eine vorbestimmte begrenzte Zeitdauer nach dem Vertikal-Synchronisiersignal betreibbar ist, so daß die Phase des Horizontal-Schwingkreises schnell auf eine Phasenverschiebung des Horizontal-Synchronisiersignales ansprechbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2a und 2b Signalformen eines vereinfachten Fernsehsi-^ gnales und eines Horizontal-Ablenkstromes,

409818/0811

Fig .3a und 3 b Stehbilder, die durch Speicherung eines Halbbildteiles des Fernsehsignales und eine wiederholte Wiedergabe eines derartigen Signalteiles erhalten werden, während die Horizontal-Synchronisierung mit dem oben beschriebenen Horizontal-AFC-Regler durchgeführt wird,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Horizontal-AFC-Reglers, und

Fig. 5 ein praktisches Ausführungsbeispiel des in der Fig. 4 gezeigten Horizontal-Α FC-Reglers.

. In der Fig. 4 weist ein erfindungsgemäßer Horizontal-AFC-Regler auf einen Synchronisiersignaleingang 31, einen Phasendetektor 32, ein Tiefpaßfilter 33, eine Horizontal-Schwing- und Ablenkstufe 34, einen Impulserzeuger 35, der Schaltimpulse erzeugt, die eine besondere Dauer aufweisen und synchron zu vertikalen Synchronisierimpulsen sind, und einen Schalter 36, der abhängig von der Einspeisung des Schaltimpulses vom Impulsgenerator 35 geöffnet und während der übrigen Zeitdauer kurzgeschlossen gehalten ist.

Bei der in der Fig. 4 gezeigten Schaltung speist der Impulserzeuger 35 den Schaltimpuls in den Schalter 36, um diesen in seine geöffnete Stellung zu bringen, und hält den Schalter 36 in einer derartigen Stellung für eine besondere Zeitdauer, die dem Vertikal-Synchronisiersignalintervall folgt, wodurch das Tiefpaßfilter 33 vom AFC-Regler getrennt wird, um die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-

409818/0811

Verstärkung während dieser Zeitdauer zu vergrößern. Vorzugsweise ist diese Zeitdauer so ausgewählt, daß sie der Vertikal-Austast-Periode vor der Ankunft des dem nächsten Halbbild entsprechenden Bildsignales entspricht. Nach dieser Zeitdauer ist der Schalter 36 geschlossen, um das Tiefpaßfilter 33 wieder mit dem AFC-Regler zu verbinden, wodurch die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung verringert und die Rauschunterdrückungskennlinie verbessert wird.

In der Fig. 5, die ein praktisches Ausführungsbeispiel des in der Fig. 4 dargestellten Schaltbildes zeigt, umfaßt der Hörizontal-AFC-Regler einen Stromversorgungsanschluß 41, einen Synchronisiersignaleingang 42, der das Horizontal-Synchronisiersignal und das Vertikal-Synchronisiersignal empfängt, beispielsweise einen Phasen-Vergleicher-Impulseingang, einen Rücklaufimpulseingang 43, einen AFC-Spannungsausgang 44, einen Phasendetektor 46, ein Tiefpaßfilter 47 mit einem normalerweise geerdeten Anschluß 45, einen Transistor 48 zur Verstärkung der Synchronisierimpulse, die durch Integration des Vertikal-Synchronisiersignales erhalten werden, zwei Transistoren 49 und 50, die ein Monoflop bilden, eine Ansteuerimpuls-Durchlaßdiode 51, zwei Dioden 52 und 53, die zusammen mit den Transistoren 49 und 50 eine Schalteinrichtung bilden, einen Widerstand 54 und einen Kondensator 55 zur Bestimmung der Schaltdauer der Schalteinrichtung, einen Kondensator 56, der die Dioden 52 und 53 während der Schaltdauer abschaltet, einen Entladewiderstand 57 für den Kondensator 56 und einen Widerstand 58.

4098 18/0811

Bei der in der Fig. 5 gezeigten Schaltung sind die Transistoren 49 und 50, die das Monoflop bilden, jeweils normalerweise leitend und nichtleitend. Deshalb sind die Dioden 52 und 53 über die Widerstände 57 und 58 in Durchlaßrichtung vorgespannt, und der Anschluß 45 des Tiefpaßfilters 47 ist über die Diode 52 und den Transistor 59 geerdet. Abhängig von der Einspeisung eines Vertikal-Synchronisierimpulses positiver Polarität in die Basis des Transistors 48 tritt ein Impuls negativer Polarität am Kollektor des Transistors 48 auf, um in die Basis des Transistors 49 über die Diode 51 eingespeist zu werden. In diesem Zeitpunkt ist der Transistor 49 abgeschaltet, und der Transistor 50 leitet, so daß die Dioden 52 und 53 durch die KoI-Iektorspanming des Transistors 49 und die am Kondensator 56 anliegende Spannung in Sperrichtung vorgespannt sind. Deshalb ist der Anschluß 45 des Tiefpaßfilters 47 vollständig elektrisch vom Erdpotential isoliert.

Daraus geht hervor, daß bei der vorliegenden Erfindung das Tiefpaßfilter 47 während der Vertikal-Austast-Periode vom Horizontal-AFG-Regler getrennt ist. Deshalb nimmt die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung des Horizontal-Α FC-Reglers bis auf einen Pegel zu, der im wesentlichen gleich ist zum Pegel der Gleichstrom—RückkopplungsscMeifen-Verstärkung, so daß der Horizontal-AFC-Regler Veränderungen in der Phase des Horizontal-Synchronisiersignales im Bereich zwischen den angrenzenden Bildsignalen folgen kann. .' _r ' ■

Die Zeitdauer, während der die Wechseistram-Rückköpplungs-

4 0 9 818/0811

schleifen-Verstärkung zunimmt, ist durch den Widerstandswert des Widerstandes 54 und die Kapazität des dem Monoflop zugeordneten Kondensators 55 bestimmt. Genauer ausgedrückt, abhängig von der Leitung des Transistors 50 ist die positive Elektrode des Kondensators 55 geerdet, und eine negative Spannung liegt ander Basis des Transistors 49, um diesen abzuschalten. Der Transistor 49 leitet wieder, wenn die im Kondensator 55 gespeicherte Ladung über den Widerstand 54 entladen wird, bis die Basisspannung des Transistors 49 ungefähr ¹¹O" ist. Deshalb ist die zunehmende Zeitdauer der Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung durch den Widerstandswert des Widerstandes 54 und die Kapazität des Kondensators 55 bestimmt. Wenn die im Kondensator 55 gespeicherte Ladung entladen wird, bis die Basisspannung des Transistors 49 ungefähr "0" ist, leitet der Transistor 49, und der Transistor 50 ist wieder abgeschaltet, um das Tiefpaßfilter 47 mit dem AFC-Regler zu verbinden, so daß die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung des Horizontal-AFC-Reglers wieder verringert und die Rauschbandbreite ebenfalls verringert ist. Ein ähnlicher Vorgang wird immer wiederholt, wenn ein Vertikal-Synchronisierimpuls in die Basis des Transistors 48 eingespeist wird, und daher kann das Ansprechen des Horizontal-AFC-Reglers ohne Verschlechterung der Rauschunterdrückung skennlinie des AFC-Reglers während der Vertikal-Abtastperiode verbessert werden.

Die vorliegende Erfindung weist insbesondere die folgenden Vorteile auf:

409818/0811

1. Der Horizontal-Α FC ^Regler kann schnell auf eine Phasenverschiebung ansprechen, die nach dem Vertikal-Synchronisiersignal " auftritt, ohne Verschlechterung der Rauschunterdrückungskeniilinie des Horizontal-AFC-Reglers während der Vertikal-Abtastperiode, dank der Tatsache, daß die Wechselstrom-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung des Horizontal-AFC-Reglers während der Zeitdauer (Vertikal-Abtastperiode), während der das Bildsignal auftritt, von der Zeitdauer (Vertikal-Austastperiode) mittels der Anordnung der Schalteinrichtung verändert ist, während der das Bildsignal nicht vorliegt»

ff

2. Die Ansprechzeit des Horizontal-AFC-Reglers kann geeignet eingestellt werden, da die Schaltdauer frei wählbar ist.

409818/0811

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Ö.

   Automatischer Horizontal-Frequenzregler, bei dem Horizontal-Synchronisierimpulse, die durch eine Synchronisiersignal-Trennstufe abtrennbar sind, in einem Phasendetektor mit Phasenvergleichsimpulsen vergleichbar, die von einer Horizontal-Ablenkschaltung abgeleitet sind, um ein Stellsignal zu erhalten, das die Phasendifferenz dazwischen angibt, und bei dem dieses Stellsignal über ■ ein Tiefpaßfilter in einen Horizontal-Schwingkreis eingespeist wird, um die Phase des Horizontal-Schwingkreises zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung (36) mit dem zwischen dem Phasendetektor (32) und dem Horizontal-Schwingkreis (34) liegenden Tiefpaßfilter (33) verbunden ist und synchron mit den Vertikal-Synchronisierimpulsen zum teilweisen oder vollständigen Abschalten des Tiefpaßfilters (33) vom Phasendetektor (32) für eine vorbestimmte begrenzte Zeitdauer nach dem Vertikal-Synchronisiersignal'betreibbar ist, so daß die Phase des Horizontal-Schwingkreises (34) schnell auf eine Phasenverschiebung des Horizontal-Synchronisiersignales ansprechbar ist.
2. 2. Automatischer Horizontal-Frequenzregler für ein Gerät zur Erzeugung eines Stehbildes, indem ein Halbbild-Bildsignal aus einem Fernsehsignal herausgesiebt, das Halbbild-Bildsignal gespeichert und dieses gespeicherte Signal wiederholt wiedergegeben wird, bei dem Hörizontal-Synchronisierimpulse, die durch eine Synchronisiersignal-

   409818/0811

   Trennstüfe getrennt sind, in einem Phasendetektor mit Phasenvergleichsimpulsen verglichen werden, die von einem Horizontal-Ablenkglied abgeleitet sind, um ein Stellsignal zu erhalten, das die Phasendifferenz dazwischen darstellt, und bei dem dieses Stellsignal über ein Tiefpaßfilter in einen Horizontal-Schwingkreis einspeisbar ist, um die Phase des Horizontal-Schwingkreises zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Horizontal-Frequenzregler aufweist einen Impulserzeuger zur Erzeugung von Impulsen synchron mit den Vertikal-Synchronisierimpulsen und eine Schalteinrichtung einschließlich eines Monoflops, das durch den Impuls ansteuerbar ist und in einem derartigen Zustand für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten wird, und einschließlich mindestens zweier Dioden, die in Reihe zwischen den Ausgangsanschlüssen des Monoflops liegen, wobei das Tiefpaßfilter an einen von dessen Ausgängen zum Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden in der Schalteinrichtung verbunden ist, und wobei die Schalteinrichtung für eine vorbestimmte begrenzte Zeitdauer abhängig von der Einspeisung des Impulses vom Impulserzeuger angesteuert ist, um dadurch das Tiefpaßfilter vom Phasendetektor während einer derartigen Zeitdauer zu trennen, so daß die Phase des Horizontal-Schwingkreises schnell auf eine Phasenverschiebung des Horizontal-Synchronisiersignales ansprechen kann, die in jedem Halbbild auftritt.

   40981-8/081 1

   Leerseite