DE2515148C3 - Anordnung zum Synchronisieren von Fernsehanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Synchronisieren von Fernsehanlagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist in der DT-AS !0 75 148 beschrieben.

Aus der DT-AS 11 70 458 ist es bekannt, eine Fernsehanlage von einer Synchronisiereinrichtung auf eine andere umzuschalten, wobei die beiden Synchronisiereinrichtungen Synchronisiersignale derselben Frequenz jedoch beliebiger Phasenlage abgeben. Zum störungsfreien Umschalten wird die Phasendifferenz der beiden Synchronisiersignale in einem Phasendiskriminator ermittelt und die Phase des einen Synchronisiersignals mit Hilfe eines Phasenschiebers nachgeregelt, bis die Phasendifferenz Null ist und damit störungsfrei umgeschaltet werden kann.

In der in der DT-AS 10 75 148 beschriebenen Anordnung wird die Frequenz der Zeilensynchronimpulse in einem Frequenzvervielfacher verdoppelt, aus dessen Ausgangssignalen in einem Frequenzteiler mit einem Teilerverhältnis von 625 :1 die Bildsynchronimpulse gewonnen werden. Als Zeilensynchronimpulse werden normalerweise von außen zugeführte Fremdiinpulse verwendet, die über einen Umschalter dem Frequenzvervielfacher zugeführt werden. Fallen die Fremdimpulse aus, wird der Umschalter betätigt und es gelangen intern erzeugte Quarz- oder netzsynchrone Impulse als Zeilenablenkimpulse auf den Frequenzvervielfacher. Die Phasenverschiebung zwischen den Fremdsynchronimpulsen und den intern erzeigten Impulsen kann bis zu einer halben Periode betragen, so daß beim Umschalten ein entsprechender Phasensprung des Synchronisiersignals auftreten und damit eine entsprechende Störung auf dem Bildschirm erscheinen kann.

Werden in einer solchen Anordnung die extern zugeführten Synchronisierimpulse unmittelbar zum Synchronisieren verwendet, während aus den Ausgangsimpulsen des Frequenzvervielfachers die übrigen zum Betrieb der Fernsehanlage notwendigen Impulse gebildet werden, so können bei Frequenzschwankungen des Synchronisiersignals infolge der Regelzeitkonstante des Frequenzvervielfachers Schwankungen der Zeitdifferenz zwischen den Synchronisiersignalen und den aus diesen durch Frequenzvervielfachung und Teilung abgeleiteten Signalen auftreten, die Störungen auf dem Bildschirm verursachen können.

Dies ist insbesondere in solchen Anlagen der Fall, die Impulsgeber enthalten, die aus Taktimpulsen sämtliche für den Betrieb von Fersehanlagen erforderlichen Impiulse erzeugen. Eine solche Anlage ist z. B. in der DTAS 19 51366 beschrieben. Anlagen dieser Art enthalten einen Binärteiler, an den ein Decoder angeschlossen ist, von dem die für den Betrieb der Fernsehanlage erforderlichen Impulse abgenommen werden können. Die Taktimpulse werden im allgemeinen von einem frequenzkonstanten Quarzoszillator gewonnen. Zur Synchronisation wird der Binärteiler von den extern zugeführten Synchronisierimpulsen zurückgesetzt. Bei Ausfall von Synchronisierimpulsen kann er sich auch nach Aufsummieren einer entsprechenden Zahl von Taktimpulsen, im Falle des Binärteilers für die Vertikalablenkschaltung nach Erreichen der Zeilenzahl, selbst zurücksetzen. Bei der Synchronisation von solchen Fernsehanlagen können Schwierigkeiten auftreten, wenn die Frequenz der Synchronisierimpulse nicht konstant, z. B. wenn sie von einem Videorecorder geliefert wird, da dann in die Periodendauer der Synchronisierimpulse eine unterschiedliche Anzahl von Taktimpulsen fallen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Synchronisieren von Fernsehanlagen zu schaffen, bei deren Einsatz Schwankungen der Frequenz und Phasenlage der Synchronisierimpulse keine oder zumindest nur geringe Synchronisationsstörungen verursachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Impulsgeber die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers als Horizontalsynchronsignale zugeführt sind.

Der Frequenzvervielfacher erzeugt die für den Betrieb des Impulsgebers erforderlichen Taktimpulse und bewirkt, daß die Frequenz der Taktimpulse für den Impulsgeber sich entsprechend der Frequenz der Synchronisierimpulse ändert. Damit treten auch die

vom Binärteiler des Impulsgebers erzeugten, für den Betrieb der Fernsehanlage erforderlichen Impulse im richtigen zeitlichen Verhältnis zu den Synchronisierimpulsen auf, unabhängig davon, ob sich die Frequenz des Synchronisiersignals gerade plötzlich geändert hat und diese Frequenzänderung wegen der Trägheit des Regelkreises noch nicht ausgeregelt ist.

Die bei Videorecordern üblichen Frequenzschwankungen der Synchronisierimpulse bewirken daher keine merkbaren Störungen bei der Bildwiedergabe. Fallen die Synchroniiierimpulse aus, so wird auf einen Oszillator konstanter Frequenz umgeschaltet, der die während der Störungszeit ausfallenden Impulse ersetzt. Da diese Zeit im allgemeinen kurz ist, allenfalls einige zehn Perioden der Synchronisierimpulse für die Horizontalablenkung, ist bei Wiederauftreten der Synchronisierimpulse noch kein merklicher Fehler in der Synchronisation aufgelaufen. Auch liegt der Einschwingvorgang auf die externe Freqi-?nz noch innerhalb der Dunkeltastung beim Bildwechselvorgang und ist daher auf dem Sichtgerät nicht zu bemerken.

Bei Videorecordern, insbesondere Kassettenrecordern und anderen sogenannten Einkopfmaschinen, tritt bei jedem Halbbildwechsel eine längere Störzeit von ca. 15 Zeilenperioden auf. Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden während dieser Zeit die Horizontalsynchronisierimpulse ausgeblendet, und zwar mittels der im Impulsgeber erzeugten Impulse für die Vertikalablenkung, so daß während dieser Zeit der interne frequenzkonstante Oszillator den Impulsgeber alleine steuert.

Als Frequenzvervielfacher ist eine sogenannte PLL-(Phase Looked Loop)-Schaltung verwendet, bestehend aus einem Phasenkomparator, einem an diesen angeschlossenen Tiefpaß und einem auf diesen folgenden spannungsgesteuerten Oszillator. Dessen Ausgangsimpulse, deren Frequenz etwa gleich der erforderlichen Eingangstaktfrequenz des Impulsgebers ist, wird dem Impulsgeber zugeführt. Ferner wird die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators auf die Frequenz der Synchronisierimpulse für die Horizontalablenkung herabgesetzt. Im Phasenkomparator werden die Phasen der so erzeugten Impulse und der Synchronisierimpulse miteinander verglichen und daraus ein Steuersignal für den spannungsabhängig gesteuerten Oszillator gebildet, derart, daß seine Frequenz im Sinne einer Konstanthaltung der Phasendifferenz nachgeregelt wird.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel im Prinzipschaltbild gezeigt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Einem Amplitudensieb AS werden von einem externen Gerät Synchronisiersignale H/2, VR oder ein sogenanntes BAS-Signal, ein Impulsgemisch aus Bild-, Austast- und Synchronsignalen, zugeführt. Das Amplitudensieb AS trennt daraus die Synchronisiersignale für die Vertikalablenkung SV oder VR und die für die Horizontalablenkung S(H) oder H ab. Letztere werden einer Torschaltung T 4 zugeführt, welche in noch zu beschreibender Weise im Falle des Auftretens von Störungen dei Synchronisiersignale austastet. i;i Normalfalle schaltet sie die Synchronisiersignale auf den Eingang eines Frequenzvervielfachers PLL, dessen Baueinheiten gestrichelt umrandet sind. In diesem gelangen Hie Synchronisiersignale auf den einen Eingang eines Phasenkomparators PK, an den über einen Tiefpaß TP ein spannungssteuerbarer Oszillator VCO angeschlossen ist. Dessen Ausgangsfrequenz ist so gewählt, daß mit seinen Ausgangsimpulsen ein digitaler Impulsgeber IG gesteuert werden kann. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Kette von Binärteilern, an die ein Decoder angeschlossen ist, der bei bestimmten Schaltzustandskombinationen der Binärteilerstufen die für den Betrieb einer Fernsehanlage erforderlichen Impulse, das sind die Austast-, Synchron- und Ablenkimpulse für die Horizontal- und Vertikalablenkung, abgibt.

ίο Die Ausgangsimpuise des spannungsgesteuerten Oszillators VCO werden ferner in einem Frequenzteiler FTauf die Frequenz der Horizontalsynchronisiersignale heruntergeteilt und auf den zweiten Eingang des Phasenkomparators PK gegeben. Dieser gibt nach Phasen- oder Frequenzdifferenz der beiden zugeführten Signale eine Spannung ab, die im Tiefpaß TP geglättet wird und im Oszillator VCO eine bestimmte Frequenz bewirkt. Wird z. B. die Frequenz der Synchronisiersignale größer, so ändert sich auch ihre Phasenlage bezüglich des Ausgangssignals des Frequenzteilers TP. Der Phasenkomparator PK erzeuge eine größere Spannung, auf die der Oszillator VCO mit einer höheren Frequenz reagiert, so daß auch die Ausgangsfrequenz des Teilers FT vergrößert und die ursprüngliche Phasenlage zu den Synchronisiersignalen in etwa wieder hergestellt wird. Der Impulsgeber IG wird in der Weise synchronisiert, daß mit den Synchronisierimpulsen die Binärteiler zurückgesetzt werden. Es wäre also möglich, mit den Ausgangsimpulsen der Torschaltung T4 den für die Erzeugung der Horizontalimpulse verantwortlichen Binärteiler zurückzusetzen. Im Ausführungsbeispiel wird dieser Binärteiler von den Ausgangsimpulsen des Frequenzteilers FT rückgesetzt. Dies hat den Vorteil, daß die dem Impulsgeber zugeführten Taktimpulse und die Rücksetzimpulse eine konstante Phasenlage zueinander haben, unabhängig davon, ob sich die Frequenz des Synchronisiersignals gerade plötzlich geändert hat und diese Frequenzänderung wegen der Trägheit des Regelkreises noch nicht ausgeregelt ist.

Der Tiefpaß TP hat die Aufgabe, die Spannung am Eingang des Oszillators VCO zumindest während einer Zeilenperiode konstant zu halten. Die Zeitkonstante darf aber nicht zu groß sein, damit bei Frequenzänderungen des Synchronisiersignals der Oszillator VCO den Frequenzänderungen folgt und daß nicht bei plötzlichen Eingangsfrequenzänderungen die Steuerspannung für den Oszillator VCO überschwingt. Die Regelzeitkonstante sollte also möglichst klein sein. Andererseits wird gefordert, daß im Falle eines Ausfalls der Synchronisiersignale die Störungszeit überbrückt wird, was mit einer großen Zeitkonstante des Tiefpasses TP erreicht werden könnte. Diese beiden gegensätzlichen Forderungen sind im Ausführungsbeispiel durch folgende Maßnahmen verwirklicht: Der Tiefpaß TP hat eine solche Zeitkonstante, daß er nur während einer oder allenfalls zwei Zeilenperioden die Eingangsspannung am Oszillator VCO aufrechterhält. Fallen Synchronisierimpulse aus, wird der Frequenzvervielfaeher PLL abgeschaltet und an den Eingang des Impulsgebers ein Oszillator OS, dessen Ausgangsfrequenz konstant ist, angeschlossen. Zu diesem Zweck steuern die Ausgangsimpulse der Torschaltung T4, das sind die Synchronisierimpulse, eine monostabile Kippstufe MK und halten diese im stabilen Zustand. In diesem sind Torschaltungen 72 und T3 geöffnet, so daß die Ausgangsimpulse des Oszillators VCO und des Teilers FT zum Impulsgeber IG gelangen können.

Fallen Synchronisierimpulse aus, kippt die monostabile Kippstufe MK in den stabilen Zustand zurück, die Tore Tl und TZ sperren und ein Tor 7*1 geöffnet, so daß nunmehr die Impulse des Oszillators OS auf den Impulsgeber IG gelangen. Treten die Synchronisierimpulse wieder auf, wird die Kippstufe MK wieder in den astabilen Zustand gebracht, das Tor Ti sperrt und die Tore Tl und Γ3 sind für die Ausgangsimpulse des Frequenzvervielfachers PLL geöffnet.

Die verwendete Frequenzvervielfacherschaltung, die eine Nachlaufsynchronisierschaltung ist, hat den Vorteil, daß sie impulsförmige Frequenzänderungen und additive Störungen ausgleicht, dennoch aber genügend schnell den Änderungen folgt.

Bei Videorecordern, insbesondere Kassettenrecordern, tritt bei jedem Halbbildwechsel eine längere Störzone auf. Mit dem Impulsgeber IG wird ein Impuls gebildet, welcher der sogenannte V-lmpuls sein kann, der während dieser Störzeit auftritt. Mit diesem Impuls wird das Tor T4 gesperrt. Während der Dauer des Impulses ist daher der Frcquenzvervielfacher PLL abgeschaltet und der Impulsgeber IG erhält die Taktimpu'se vom Oszillator OS.

Im Ausführungsbeispiel werden, wie beschrieben,

längere Störzeiten mit Hilfe eines Quarzoszillators OS überbrückt. Statt dessen ist es auch möglich, bei Ausfall von Synchronisierimpulsen die Zeitkonstante des Tiefpasses TPzu verlängern, z. B. dadurch, daß zu einem frequenzbestimmenden Widerstand ein Feldeffekttran-

sistor in Reihe geschaltet ist, der bei vorhandenen Synchronisiersignalen durchschaltet ist und gesperrt ist, wenn die Synchronisiersignale ausfallen. Der spannungsabhängige Oszillator VCO wird dann während der Störperioden mit konstanter Spannung angesteuert und

gibt während dieser Zeit die Frequenz ab, auf die er von den zuletzt aufgetretenen Synchronisierimpulsen eingestellt wurde. Anstelle eines umschaltbaren Tiefpasses kann auch ein Analogspeicher verwendet werden, der bei Ausfall des Synchronisiersignals auf den Oszillator VCO geschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Synchronisieren von Fernsehanlagen mit Synchronisierimpulsen schwankender Frequenz mit einem Impulsgeber, der aus Taktimpulsen die für den Betrieb einer Fernsehanlage erforderlichen Impulse erzeugt, mit einem Frequenzvervielfacher, der einen spannungssteuerbaren Oszillator enthält, dessen Ausgangssignal mit zur Ansteuerung des Impulsgebers geeigneter Frequenz einerseits dem Eingang des Impulsgebers für die Taktimpulse, andererseits einem Frequenzteiler zugeführt ist und der von einem Phasenkomparator angesteuert ist, der die Phase der Synchronisierimpulse für die Horizontalablenkung bezüglich des Ausgaicgssignals des Frequenzteilers vergleicht und eine Steuerspannung an den spannungssteuerbaren Oszillator abgibt, welche dessen Ausgangsfrequenz im Sinne einer Konstanthaltung der Phasendifferenz beeinflußt, und mit einem Umschalter, der bei Ausfall der Synchronisierimpulse für die Zeilenablenkung den Eingang des Impulsgebers an einen Oszillator mit konstanter, für die Ansteuerung des Impulsgebers geeigneter Frequenz anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulsgeber (IG) die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers (FT)als Horizontalsynchronsignale zugeführt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse (S(H); H) für die Horizontalablenkung über eine Austastschaltung (Γ4) geführt sind, welche von den im Impulsgeber erzeugten Vertikalimpulsen gesteuert ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Frequenzvervielfacher (PLL) zugeführten Synchronisierimpulse (S(H); H) für die Horizontalablenkung eine monostabile Kippstufe (MK) ansteuern, deren ZeUkonstante zwischen einer und mehreren Zeilenperioden, z. B. zwei, beträgt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (IG) aus einer Kette von Binärteilern besteht, an die ein Decoder angeschlossen ist, der bei bestimmten Schaltzustandskombinationen der Binärteilerstufen die für den Betrieb der Fernsehanlage erforderlichen Impulse abgibt.