DE2712024B2 - Schaltungsanordnung zur Regenerierung von Synchronsignalen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Regenerierung von SynchronsignalenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In Fernsehsystemen kommt es häufig vor, daß die Synchronsignalkomponenten des Videosignalgemischs
während der Signalverarbeitung verzerrt und durch Störungen beeinflußt werden, was zu Unregelmäßigkeiten
bei der Synchronisierung des Fernsehbildes führen kann. In solchen Fällen ist es üblich, die Synchronsignale
vom Fernsehsignalgemisch abzutrennen und ihre Originalversion durch ein regeneriertes Synchronsignal
zu ersetzen, um die Bildsynchronisierung insgesamt zu verbessern.
Aus der Druckschrift »Rundfunktechn. Mitteilungen«, Jahrgang 7, 1963, S. 23—24, ist eine Schaltungsanordnung
zur Regenerierung von Synchronsignalen bekannt, bei der mit Hilfe einer Begrenzerstufe in einem
Amplitudensieb immer eine schmale Scheibe aus der Mitte des angelieferten Synchronantciles eines zu
regenerierenden BAS-Signals herausgeschnitten wird. Der Ansprechwert dieses Amplitudensiebs wird automatisch
so eingestellt, daß er gleich der Hälfte der Differenz zwischen dem Schwarzwert und dem
Begrenzungswert ist. Das Amplitudensieb spricht daher an, wenn ein Synchronimpuls unabhängig von seiner
Größe die Hälfte seiner Amplitude erreicht hat Schaltungen dieser Art sind nützlich zur Verhinderung
einer falschen Triggerung des Amplitudensiebs durch das Videosignal für den Fall, daß der Synchronimpuls
komprimiert ist. Schaltungen dieser Art erzeugen aber keine Synchronimpulse mit konstanter Breite.
Andere bekannte Schaltungen zum Abtrennen und Regenerieren der Synchronkomponenten eines Fernsehsignalgemisches
enthalten im allgemeinen eine Pegelerfassungs- und -klemmschaltung, der ein monostabiler
Multivibrator nachgeschaltet ist. Im Betrieb erfassen diese Schaltungen gewöhnlich die Vorderflanke
des Synchronimpulses und triggern daraufhin den ι monostabilen Multivibrator, der einen Ersatzimpuls
geeigneter Dauer und Amplitude erzeugt. Diese bekannten Schaltungen bewirken jedoch häufig keine
zuverlässige und gleichmäßige Signalregenerierung, weil die Vorderflanke des Originalimpulses selbst
verzerrt und störungsbehaftet sein kann, wodurch die Erfassung und Zeitgabe und die Auslösung des
monostabilen Multivibrators verschoben werden mag. Weitere Schwierigkeiten hinsichtlich einer zuverlässigen
und gleichmäßigen Signalregenerierung ergeben sich bei den bekannten Schaltungsanordnungen insbesondere
dann, wenn sich der Amplitudenpegel der an die Synchronimpuls-Abtrennstufe gelegten Signale
wesentlich ändert, was gewöhnlich beim Umschalten zwischen verschiedenen Videosignalquellen eintritt.
Wegen der Natur der Synchronsignale, insbesondere des Horizontalsychronsignals, das gemäß der NTSC-Norm
eine eindeutig definierte Anstiegszeit hat, erschweren wesentliche Änderungen in der Signalamplitude
insbesondere die exakte Zeitgabe bei der Regeneration. Wesentliche Änderungen im Videosignalpegel
führen zu einer wesentlichen Änderung der mittleren Bildhelligkeit und dadurch zu einer Verschiebung
des Zeitpunktes, zu dem der Schwellenwert zur Aktivierung der Synchronsignal-Abtrennstufe erreicht
wird. Selbst wenn der Ausgang der Regenerationsschaltung für die Synchronsignale amplitiidengeregelt ist.
überträgt sich daher der Zeilfchler beim Auslösen der Synchronsignalregeneration auf das neu regenerierte
Signal. Dieser Zeitfehler ist besonders unangenehm, wenn ein oder mehrere Fernsehsignal in einer
sogenannten Genlock-Betriebsweise zusammengefaßt werden, d. h. wenn die Synchronkomponenten eines
untergeordneten Videosignals durch die Synchronkomponenten eines übergeordneten Signals ersetzt werden.
Solche Zeitfehler sind gleichermaßen unangenehm, wenn ein oder mehrere Videosignale im Trick vermischt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zum Regenerieren von Synchronsignalen,
die sich in ihrer Amplitude und Breite ändern, wobei die regenerierten Synchronsignale eine konstante
Breite aufweisen sollen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
Die angegebene Lösung sieht vor, daß die Triggeroder Ansprechschwelle der Schaltungsanordnung zum
Regenerieren so geregelt wird, daß die regenerierten Synchronsignale eine konstante Breite besitzen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen naher erläutert.
Fig. 1 ist das Schallbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, die Synchronsignale abtrennt und zu
Impulsen konstanter Amplitude und konstanter Breite
regeneriert,
F i g. 2a, 2b und 2c zeigen den zeitlichen Verlauf von Signalen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 wird ein Fernsehsignalgemisch über
einen Kondensator 8 auf den Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand 10 und einer Diode 12
gekoppelt, die in Reihe zueinander zwischen den einen Pol einer Spannungsquelle + Kund ein Bezugspoteutial
(Masse) geschaltet sind und eine Klemmschaltung bilden. Die Diode 12 ist so gepolt, daß sie die positiven
Ausschläge des angelegten Fernsehsignals begrenzt und die Synchronsignalspitzen auf einen Bezugswert von im
wesentlichen 0 Volt kiemmt, wie es die Signalformen 40 und 41 in den Fig.2a und 2b zeigen. Das geklemmte
Eingangssignal vom Punkt zwischen dem Widerstand 10 und der Diode 12 wird über einen Widerstand 14 auf den
»positiven« Eingang eines Vergleichers 16 gekoppelt. Der Ausgang des Vergleichers 16 ist mit dem
Anschlußpunkt einer ausgangsseitigen Klemm- und Detektorschaltung verbunden, bestehend aus einer
Reihenschaltung eines Widerstandes 38 und einer Diode 20, die zwischen eine Quelle des Potentials + V und ein
Deteklornetzwerk 22, 24 geschaltet ist. Das Detektornetzwerk besteht aus einer Parallelschaltung eines
Widerstands 22 mit einem Kondensator 24, die zwischen den» anderen Ende der Diode 20 und Masse
liegt. Das Ausgangssignal des Detektornetzwerks 22,24 wird dem »positiven« Eingang eines Operationsverstärkers
JO zugeführt. Der Ausgang des Vergleichers 16 ist außerdem an eine Ausgangsklemme angeschlossen, die
den Synchronsignal-Ausgang darstellt. Der »negative« Eingang des Vergleichers 16 empfängt eine Bezugsspannung, die vom Operationsverstärkers 30 mit Hilfe
einer aus einem Widerstand 32 und einem Kondensator 34 bestehenden Siebschaltung abgeleitet wird. Zwei in
Reihe zueinander zwischen das Potential + V und Masse geschaltete Widerstände 26 und 28 bilden einen
Spannungsteiler, dessen Abgriff (Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 26 und 28) mit dem
»negativen« Eingang des Verstärkers 30 verbunden ist, um dort ein Bezugspotential anzulegen. Zusätzlich führt
vom Ausgang des Verstärkers 30 ein Rückkopplungjwiderstand
36 zum Summierungspunkt am negativen Eingang des Verstärkers 30. In dieser Anordnung
arbeitet der Verstärke·- 30 als Operationsverstärker, um seine Ausgangsspannung in konstantem Verhältnis zu
der Bezugsspannung zu halten, die seinem negativen Eingang vom Spannungsteiler 26,28 angelegt wird. Eine
sich ändernde positive Spannung, die proportional der Breite des Ausgangssignals des Vergleichers 16 ist und
dem positiven Eingang des Verstärkers 30 vom Detektornetzwerk 22,24 zugeführt wird, vermehrt oder
vermindert die negative Bezugsspannung am Ausgang des Verstärkers 30, wie es weiter unten noch erläutert
werden wird.
Soweit beschrieben, arbeitet die dargestellte Schaltung folgendermaßen: wird ein Videosignal angelegt,
wie es mit 40 in der Fig. 2a dargestellt ist, dann überschreitet die dem positiven Eingang des Vergleichers
16 angelegte Spannung zu einem gewissen Zeitpunkt die am negativen Eingang des Vergleichers 16
liegende Bezugsspannung (c\ in Fig. 2a). Zu diesem Zeitpunkt ändert das Ausgangssignal am Ausgang des
Vergleichers 16 seinen Wert, um einen Impuls konstanter «Amplitude zu bilden. Dieser Impuls wird
mit Hilfe des an den Vergleichsausgang und an die Spannungsquelle + V angeschlossenen Widerstandes
18, der in Durchlaßrichtung gespannten Diode 20 und des Widerstands 22 auf einer Spannung nahe + V
gehalten, wie es der Signalverlauf 42 in Fi g. 2c für die Zeitspanne li — U zeigt. Wenn sich das dem Eingang de?
Vergleichers 16 zugeführte Videosignal wesentlich in seiner Amplitude ändert und den mit 41 in Fig. 2b
dargestellten Verlauf nimmt, ohne daß die Bezugsschwelle e, entsprechend geändert wird, dann wird der
Ausgangsimpuls des Vergleichers J6 schmaler, wie es die Fig. 2c mit der Signalform 43 in der Zeitspanne
h—ti zeigt; der gewählte Bezugswert ei führt nämlich
dazu, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 16 nun seinen Wert zu einem proportional verschobenen
Zeitpunkt innerhalb der definierten Anstiegszeit der Synchronkomponente das Fernsehsignalgemischs ändert.
Diese Änderung in der Dauer des regenerierten Synchronimpulses beeinflußt die zeitliche Abstimmung
der Synchronisierung und ist, wie oben erwähnt, für eine Genlock-Betriebsweise und/oder Trickmischung unerwünscht.
Diese Quelle für Zeitfehler wird praktisch eliminiert mit Hilfe der Diode 20, des Widerstands 22
und des Kondensators 24, die gemeinsam einen Impulsbreitendetektor bilden, der einen Gleichspannungsmitlelwert
in einer vom Ausgang des Vergleichers 16 zum positiven Eingang des Verstärkers 30 führenden
Rüekkopplimgsstrecke erzeugt.
Der am Kondensator 24 erscheinende ("ileichspannungsmitlelwert
wird dem positiven Eingang des Verstärkers 30 angelegt und in diesem Verstärker mit
der Bezugsspannung kombiniert, die von der Verstärkerausgangsspannung und dem Spannungsteiler 26,
28 bestimmt ist, um eine korrigierte Bezugsspannung am Ausgang des Verstärkers 30 zu erhalten. Diese
korrigierte Bezugsspannung wird über die Siebschaltung 32, 34 die zur weiteren Stabilisierung des
Bezugssignals am Eingang des Vergleichers 16 während jeder Fernsehzeile dient, an den negativen Eingang des
Vergleichers 16 gelegt, um durch Bildung eines neuen Schwellenwerts (ei in Fi g. 2b) den Abfragepunkt für das
ankommende Signal (41 in Fig. 2b) so zu korrigieren, daß am Ausgang des Vergleichers 16 die gewünschte
Impulsbreite ,V1 — u der Wellenform 42 in Fig. 2c)
aufrechterhalten bleibt. Das nunmehr mit konstanter Amplitude und konstanter Breite am Ausgang des
Vergleichen 16 erscheindende Signal wird auf die Synchronsignal-Ausgangsklemme gekoppelt und stellt
das gewünschte regenerierte Synchronsignal dar.
Die Diode 20 bildet mit ihrer niedrigen Durchlaßimpedanz für positiv gerichtete Teile des vom Vergleicher
16 kommenden Ausgangssignals einen niederohmigen Ladeweg zum Kondensator 24. Für die Entladung wirkt
die Diode 20 als hochisolierendes Trennelement, so daß der Entladeweg für den Kondensator 24 in erster Linie
über den Widerstand 22 geht. Der Kondensator 24 habe einen hohen Kapazitätswert, um sicherzustellen, daß die
Ladezeitkonstante der Detektorschaltung hinsichtich des Frequenzbereichs der Synchronsignale so bemessen
ist, daß die Detektorschaltung als Impulsbreitendetektor und nicht als Spitzendetektor wirkt, denn ein Betrieb
als Spitzendetektor würde nicht zum angestrebten Ergebnis führen. Außerdem trägt die mit der Diode 20
erreichte gute Entkopplung des Entladewegs dazu bei, daß am Kondensator 24 ein höherer Gleichspannungsmittelwert erhalten wird, so daß die Anforderungen an
die Verstärkung des Verstärkers 30 weniger hoch sind.
Die nachstehende Tabelle nennt Typenbezeichnungen bzw. Kennwerte für die in Fig. 1 dargestellten
Bauteile als DimensionierunesbeisDiel für eine Drakti-
sehe Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schal-
tung. | Vergleicher | 16 | National LM 219 |
Verstärker | 30 | Motorola 3503 | |
Diode | 12,20 | 1N914 | |
Widerstand | 10 | 47,5 Kilohm | |
Widerstand | 14 | 5110 0hm | |
Widerstand | 18 | 2940 Ohm | |
Widerstand | 22 | 88,7 Kilohm |
Widerstand | 26 | 3240 Ohm |
Widerstand | 28 | 9090 Ohm |
Widerstand | 36 | 20 Kilohm |
Widerstand | 32 | 1 Kilohm |
Kondensator | 24 | 22 |il; |
Kondensator | 34 | 0,1 μ Ι" |
Spannung | + V | 10 Volt |
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur Regenerierung von Synchronsignalen schwankender Amplitude und
Breite, mit einer Quelle für ein erstes Bezugspotential und mit einem Vergleicher, der die Synchronsignale
und das erste Bezugspotential empfängt und bei Überschreitung dieses Bezugspotentials ein
Ausgangssignal im wesentlichen konstanter Amplitude liefert, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Vergleicher (16) ein Impulsbreitendetektor (20, 22, 24) gekoppelt ist, der ein für die Breite des
besagten amplitudenkonstanten Ausgangssignals des Vergleichers charakteristisches Ausgangssignal
erzeugt, und daß eine Quelle für ein zweites Bezugspotential sowie eine Rückkopplungsschaltung
(30, 32, 34) vorgesehen ist, die mit der Quelle des zweiten Bezugspotentiais und mit dem Impulsbreitendetektor
gekoppelt ist und abhängig vom Ausgangssignal des /mpulsbreitendetektors das auf
den Vergleicher gegebene erste Bezugspotential im Sinne einer Konstanthaltung der Breite des Vergleicherausgangssignals
ändert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitendetektor
durch eine mit der Parallelschaltung eines Widerstands (22) und eines Kondensators (24) gekoppelten
Diode (20) gebildet ist, die in Durchlaßrichtung einen niederohmigen Ladeweg für den Kondensator
darstellt, und daß der Impulsbreitendetektor eine Lade-Entlade-Zeitkonstante hat, die eine Impulsbreiten-Demodulation
von mit Fernsehzeilenfrequenz auftretenden Impulsen gewährleistet.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung ein Filternetzwerk (32,34) enthält, um das
erste Bezugspotential am Vergleicher während jeder Fernsehzeile weiter zu stabilisieren.
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