DE2749810A1

DE2749810A1 - Farbfernseh-umsetzergeraet

Info

Publication number: DE2749810A1
Application number: DE19772749810
Authority: DE
Inventors: Denis William Heightman; Sidney Charles Jones; Henry Rudolph Lindsay
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5361222A; FR2371109A1; SE7712658L; BE860645A; IE45747L; SE421576B; LU78480A1; US4213143A; FI773387A; GB1589968A; IE45747B1; NL7712408A; DK499677A

Description

THORN ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London, England

Farbfernseh-Umsetzergerät

Die Erfindung befaßt sich mit dem Farbfernsehen und ist insbesondere auf ein Gerät gerichtet, das es ermöglicht, Farbfernsehaufzeichnungen mit einem Farbfernseh-Heimempfanger wiederzugeben.

Im Zusammenhang mit der Aufzeichnung von Farbfernsehprogrammen für den Hausgebrauch wurde bereits zur Entwicklung und Konstruktion eines Gerätes zur Wiedergabe von derart aufgezeichneten Farbfernsehsignalen und zur Darstellung dieser Signale in einer Form, die zur Zufuhr zu einem Farbfernseh-Heimempfanger geeignet ist, ein beachtlicher Arbeitsaufwand getrieben, und zwar insbesondere von der Phillips Company in den Niederlanden und der Radio Corporation of America (RCA).

Es gibt aber zwei Umstände, die die uneingeschränkte Anwendung solcher Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte verbieten. Als erstes besteht ein Unterschied in den Normen zwischen Ländern wie den USA und Japan auf der einen Seite und den europäischen Ländern auf der anderen Seite. In den USA und Japan werden Fernsehabtastgeschwindigkeiten von 60 Teilbildern/s und 525 Zeilen/Bild benutzt. In Europa betragen die entsprechenden Abtastgeschwindigkeiten 50 Teilbilder/s und 625 Zeilen/Bild. Zweitens ist es aufgrund dieses Unterschieds in den Abtastnormen bis Jetzt nicht möglich gewesen, eine internationale Norm zu erstellen, die auf alle Farbfernsehaufzeichnungen für den Hausgebrauch anwendbar ist.

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Aufgabe der Erfindung 1st die Schaffung eines Gerätes, mit dessen Hilfe man Aufzeichnungen von Farbfernsehprogrammen, die in Übereinstimmung mit den Abtastgeschwindigkeiten der USA-Norm erstellt worden sind, von Farbfernseh-Heimempfängern wiedergegeben werden können, die zur Wiedergabe von Bildern von PAL- oder SECAM-Farbfernsehsignalen entsprechend den europäischen genormten Abtastgeschwindigkeiten konstruiert sind. Diese Aufgabe beinhaltet gleichzeitig die Schaffung eines Gerätes, das die Erstellung einer internationalen Norm für Farbfernsehaufzeichnungen für den Hausgebrauch erleichtert.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es bei der Schaffung eines Heimgerätes zur Wiedergabe von aufgezeichneten Farbfernsehsignalen nicht zweckmäßig ist, einen Mechanismus zu konstruieren, der eine Aufzeichnungsplatte oder ein Aufzeichnungsband mit einer Geschwindigkeit bewegt, die genau mit der Geschwindigkeit tibereinstimmt, die zur Wiedergabe von Farbfernsehsignalen erforderlich ist, die genau in Übereinstimmung mit den Abtastnormen in den USA oder in Europa aufgezeichnet worden sind, und daß die prozentuale Abweichung In dieser Geschwindigkeit größer als die prozentuale Differenz In dem amerikanischen und europäischen System ist. Ein wichtiger Umstand, der die Bewegungsgeschwindigkeit in bestehenden Farbfernsehwi edergabegeräten für den Hausgebrauch beherrscht, liegt in der Verwendung von Synchronmotoren, die vom Netz gespeist werden, in dem Abweichungen bis zu 2# nicht unüblich sind. Der prozentuale Unterschied zwischen der Zeilenabtastzeit nach den Normen in den USA und in Europa (63,5 bzw. 64 ,us) beträgt im Gegensatz dazu lediglich 0,8#. Dieser Wert liegt gut innerhalb der erwähnten Geschwindigkeits- oder Drehzahlabweichung von 2%.

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Weiterhin können bestehende Bildablenkschaltungen, die in Übereinstimmung mit der europäischen Norm von 50 Hz konstruiert sind, durch Synchronimpulse von 60 Hz mit der USA-Norm synchron verriegelt werden. Selbst wenn eine zukünftige Bildablenkverriegelung so konstruiert sein sollte, daß zum Zählen der Zeilenabtastungen und zum Triggern des Bildablenksignals ein Zähler verwendet wird, wäre es eine einfache Sache, in Heimempfänger einen zusätzlichen Zähler einzubauen, der wahlweise eingeschaltet werden kann, wenn eine Bildabienktriggerung mit einer Geschwindigkeit von 60 Hz erforderlich ist.

Weiterhin ist es in der Praxis derzeit üblich, für den Hausgebrauch weder ein genormtes NTSC-, PAL- oder SECAM-Signal aufzuzeichnen. Im RCA-System ist die Bandbreite des Leuchtdichtesignals auf etwa 3 MHz beschränkt, und der für die Farbdifferenzsignale verwendete Hilfsträger hat eine Frequenz von etwa 1,5 MHz. In dem Phillips-System wird das NTSC- "Crossband System" benutzt, bei dem die Bandbreite des Leuchtdichtesignals ebenfalls beschränkt ist und der für die Farbdifferenzsignale verwendete Hilfsträger außerhalb des Bandes des Leuchtdichtesignals liegt. Die Farbdifferenzsignale selbst mögen nicht in einer Form sein, die zur direkten Verwendung in einem NTSC-, PAL- oder SECAM-Empfanger geeignet ist. In existierenden Farbfernsehsignal-Heimwiedergabegeräten sind daher Decodiereinrichtungen vorgesehen, die die Farbdifferenzsignale von dem wiedergegebenen Leuchtdichtesignal trennen, und es sind Codiereinrichtungen vorgesehen, die die Farbdifferenzsignale auf dem Leuchtdichtesignal erneut codieren, und zwar bei Aufzeichnungen in den USA nach der NTSC-Norm und bei Aufzeichnungen in Europa nach der PAL- oder SECAM-Norm.

Der Betrieb eines Farbfernsehempfängers, der gemäß der europäischen PAL- oder SECAM-Norm konstruiert ist, ist nach der Erfindung mit einer nach den USA-Abtastnormen erstellten Farbfernseh-Heimaufzeichnung möglich, wenn (1) der

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Mechanismus zum Bewegen der Aufzeichnung geeignet ist, die Aufzeichnung an der Abnehmer- oder Abtasteinrichtung mit einer Geschwindigkeit vorbeilaufenzulassen, die zur Wiedergabe der Farbfernsehsignalegeeignet ist, die im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Teilbild- und Zeilen-Norm in den USA aufgezeichnet sind, (2) eine Decodiereinrichtung vorhanden ist, die die Farbdifferenzsignale wiedergewinnt, und (3) eine Codiereinrichtung vorhanden ist, die die Farbdifferenzsignale auf dem Leuchtdichtesignal in Übereinstimmung mit der europäischen PAL- oder SECAM-Norm, wie es erforderlich ist, erneut codiert· Dabei wird ein Hybridsignal erzeugt, in dem die Teilbild- und Zeilengeschwindigkeit im wesentlichen mit der USA-Nora übereinstimmt und die Farbdifferenzsignale in Übereinstimmung mit der europäischen PAL- oder SECAM-Norm codiert sind· Das Hybridsignal kann zu dem PAL- oder SECAM-Empf anger dadurch übertragen werden, daß mit ihm zunächst eine Träger schwingung moduliert wird, die dann der Antennenbuchse des Empfängers zugeführt wird. Das Hybridsignal kann man aber auch direkt an die Videoschaltungen des Empfängers legen· Das das Videosignal begleitende Tonsignal kann, man ebenfalls von der Aufzeichnung abtasten und in eine Fora bringen, die zur gleichzeitigen übertragung zum PAL- oder SECAM-Empfanger geeignet ist.

Ein Farbfernseh-Umsetzergerät nach der Erfindung enthält daher einen Mechanismus, der eine Farbfemsehaufzeichnung an einer Abnehmer- oder Abtasteinrichtung mit einer Geschwindigkeit vorbeibewegt, die zur Wiedergabe von Farbfernsehsignalen geeignet ist, die im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Teilbild* und Zeilen-Norm in den USA von 60 Teilbildabtastungen/s und 525 Zeilenabtastungen/Bild aufgezeichnet sind, eine Decodiereinrichtung, die die Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale wiedergewinnt, und eine Codiereinrichtung, die die Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale in Übereinstimmung mit der europäischen PAL- oder SECAM-Norm erneut codiert, um ein Hybridsignal

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zu erzeugen, das geeignet ist, um in einem europäischen PAL- oder SECAM-Empfänger die aufgezeichneten Bilder wiederzugeben, jedoch mit der Teilbild- und Zeilengeschwindigkeit nach der USA-Norm.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer nach der Erfindung ausgebildeten Anordnung,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Form eines Farbfernsehsignal, das in Übereinstimmung mit den BiId- und Zeilen-Normen in den USA aufgezeichnet werden soll,

Fig. 3 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Art und Weise, wie das in der Fig. 2 dargestellte Signal aufgezeichnet wird, und

Fig. 4 ein drittes Diagramm zur Erläuterung der Art und Weise, wie das aus einer Aufzeichnung nach der Fig. 3 wiedergewonnene Signal nach der Fig. 2 in eine Form codiert wird, die zur übertragung zu einem PAL-Farbfernsehempfänger für Hauszwecke in Großbritannien und zur Wiedergabe durch einen solchen Empfänger geeignet ist.

Die Anordnung nach der Fig. 1 enthält zur Wiedergabe von Farbfemsehauf zeichnungen ein Heimgerät 10, das nach dem RCA-System konstruiert ist und Farbfernsehsignale wiedergeben kann, die in einer solchen Form aufgezeichnet sind, wie es gegenwärtig von der RCA vorgeschlagen wird. Das in der Fig. 2 dargestellte, zur Erläuterung dienende Diagramm zeigt die Video-Form dieses Signals, wie es für die Aufzeichnung ursprünglich prepariert ist. Die Bandbreite des Leuchtdichtesignals ist auf 3 MHz beschränkt, wie es durch eine Kurve 11 angedeutet ist. Der Hilfsträger für die Farbdiffe-

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renzsignale hat den Nicht-Norm-Wert von 1,53 MHz, wie es an der Stelle 12 angedeutet ist. Die Farbdifferenzsignale liegen in Form von (E^ - Ep und (Eg - Ey) vor und modulieren die Hilfsträger in Phasenquadratur bei der 1,53-MHz-Frequenz. Die Bandbreite dieses Chroma- oder Sättigungssignals beträgt etwa 1 MHz und ist zentriert um die 1,53-MHz-Hilfsträgerfrequenz, wie es durch eine Kurve 13 angedeutet ist. Aus dem zur Erläuterung dienenden Diagramm nach der Fig. 3 geht hervor, daß das Signal nach der Fig. 2 auf der RCA-Aufzeichnungsplatte als ein FM (Frequenzmodulations)-Signal aufgezeichnet ist, das etwa ein Band von 7,5 MHz einnimmt, das von 2 MHz bis etwa 9,5 MHz reicht, wie es durch eine Kurve 14 angedeutet ist. Der Begleitton ist unter Verwendung eines weiteren Hilfsträgers bei etwa 0,85 MHz aufgezeichnet, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist. Das Signal nach der Fig. 2 wird in Übereinstimmung mit den Bild- und Zeilen-USA-Normen von 60 Teilbildern/s und 525 Zeilen/Bild erzeugt, wobei Jede Vollbildabtastung aus einer Halbbildabtastung und zugehörigen Zeilensprung-Halbbildabtastung besteht.

Von dem in der Anordnung nach der Fig. 1 enthaltenen Wiedergabegerät 10 wird das in der Fig. 3 gezeigte Signal von der Aufzeichnung wiedergegeben, und dieses Signal erscheint an einer Ausgangsleitung 15, die mit zwei Filtern 16 und 17 verbunden ist. Das Filter 16 ist derart konstruiert, daß es das in der Fig. 3 durch die Kurve 14 gekennzeichnete Signal weiterleitet und das Tonsignal zurückweist. Das Filter 17 ist derart konstruiert, daß es das Tonsignal durchläßt und das durch die Kurve 14 gekennzeichnete Signal zurückweist.

Das Signal nach der Kurve 14 passiert somit das Filter 16 und gelangt zur Demodulation zu einem Demodulator An den Ausgang des Demodulators 18 sind zwei Kammfilter 19 und 20 angeschlossen. Das Kammfilter 19 läßt das Leuchtdich-

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tesignal ΕΛ passieren und weist das Chroma- oder Sättigungssignal zurück. Das Filter 20 läßt das Chromasignal passieren und weist das Leuchtdichtesignal ΕΛ zurück. Ein Demodulator 21, der vom Filter 20 gespeist wird, dient zur Wiedergewinnung der Signale (E_R - ΕΛ) und (E„ - ΕΛ) aus dem Hilfsträger, und alle drei Signale - E^, (E_R - E^) und (Eg - ΕΛ) - werden einem Coder 22 zugeführt.

Der Coder 22 ist ein PAL-Coder, in dem die PAL-Farbdifferenzsignale Ey und Ey abgeleitet werden und zur Modulation von Standard-PAL-Hilfsträgern in Phasenquadratur mit Phasenumkehr des E_v-Hilfsträgers mit Halbzeilenfrequenz herangezogen werden. Die Hilfsträgerfrequenz hat den in Großbritannien üblichen Normwert von 4,43361875 MHz. Das auf diese Weise erzeugte Chroma- oder Sättigungssignal wird dem Leuchtdichtesignal ΕΛ hinzuaddiert, um an einer Ausgangsleitung ein Hybridsignal zu liefern, das die in der Fig. 4 gezeigte Form hat. In diesem Signal nimmt die Leuchtdicht ekomponente in Übereinstimmung mit den Bild- und Zeilenabtast-USA-Normen (in Abhängigkeit vom Genauigkeitsgrad des Mechanismus des Wiedergabegeräts 10) ein Band von 0 bis 3 MHz ein, wie es durch eine Kurve 23 angedeutet ist. Das Chroma- oder Sättigungssignal nimmt in Übereinstimmung mit den PAL-Normen in Großbritannien ein Band von etwa 1 MHz ein, das um die Hilfsträgerfrequenz von 4,43361875 MHz zentriert ist, wie es durch eine Kurve 24 in der Fig. 4 angedeutet ist.

Aus der Anordnung nach der Fig. 1 geht hervor, daß das auf seinem Hilfsträger befindliche Tonsignal vom Filter 17 aus einem Demodulator 25 zugeführt wird, und das demodulierte Tonsignal gelangt zu einem Modulator 26, wo es einen 6-MHz-Hilfsträger moduliert, dessen Frequenz somit der Hilfsträgerfrequenz entspricht, die in Großbritannien in PAL-Empfänger benutzt wird.

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Die Ausgangssignale des Coders 22 und des Modulators 26 werden vereint und dann einem weiteren Modulator 27 zugeführt, um einen UHF-Träger von einer Frequenz zu modulieren, die das Signal in einen gewünschten Frequenzkanal der gegenwärtig von der BBC und der IBA für Heimfunkübertragung benutzten Fernsehkanäle umsetzt.

Das Ausgangssignal des Modulators 27 wird über ein Koaxialkabel 28 der Antennenanschlußfassung 29 eines in Großbritannien üblichen PAL-Farbfernseh-Heimempfängers 30 zugeführt.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die BiId- und Zeilensynchronisierimpulse der USA-Norm das Leuchtdichtesignal begleiten und daß der PAL-Coder 22 auch die alternierenden Standard-PAL-Farbsynchronsignale liefert.

Der Empfänger 30 wird somit von den Bild- und Zeilensynchronisierimpulsen so angesteuert, daß er in Übereinstimmung mit den Bild- und Zeilen-USA-Normen arbeitet. Die Chroma-, Separator-Demodulator- und Matrixschaltungen des PAL-Empfängers liefern die Signale Eg, Eg und Eq für die Wiedergabe der Bilder.

Es ist bei Heimempfängern üblich, in den Y-Kanal ein Kerbfilter einzuschalten, das das Chroma- oder Sättigungssignal stark dämpft, so daß die Punktmusterung nicht unterschiedlich von derjenigen ist, die derzeit auftritt. Jedes Bild wird anstatt aus 625 nunmehr aus 525 Zeilen aufgebaut. Diese Herabsetzung der Vertikalauflösung ist lediglich eine Verminderung auf die USA-Norm, die aber in den USA annehmbar ist und folglich auch in Europa akzeptabel sein sollte.

Obwohl bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels auf einen PAL-Empfanger Bezug genommen wurde, kann man den Coder 22 auch so konstruieren, daß er eine Codierung in

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Übereinstimmung mit den SECAM-Normen vornimmt. Weiterhin ist zu bemerken, daß man, sofern es erwünscht ist, das durch Addition aus den Ausgangssignalen des Coders 22 und des Modulators 26 gebildete zusammengesetzte Signal auch direkt der Videoschaltung des Empfängers zuführen kann. In diesem Fall entfällt der Modulator 27.

Bei der Auslegung des Mechanismus zum Vorbeibewegen der Aufzeichnung an der Abnehmer- oder Abtastvorrichtung in dem Aufzeichnungswiedergabegerät 10 ist es notwendig, eine solche Drehzahl bereitzustellen, daß die aufgezeichneten Signale in Übereinstimmung mit der USA-Norm von 60 Teilbildern/s wiedergegeben werden. Um die Wiedergabe von Aufzeichnungen zu ermöglichen, die gemäß der europäischen Norm von 50 Teilbildern/s und 625 Zeilen/Bild aufgezeichnet worden sind, ist es notwendig, ein Zahnradwechselgetriebe vorzusehen, mit dem man eine entsprechende Drehzahländerung bewirken kann.

Die Erfindung erleichtert allerdings die Erstellung einer internationalen Norm, die auf der Teilbildfrequenz von 60 Teilbildern/s und 525 Zeilen/Bild entsprechend der USA-Norm beruht. In einem solchen Falle würde ein Zahnradwechselgetriebe entfallen.

Bei den Anordnungen, die derzeit von der Philips Company vorgeschlagen werden, ist die Bandbreite des Leuchtdichtesignals ebenfalls auf 3 MHz beschränkt. Das Chroma- oder Sättigungssignal befindet sich allerdings außerhalb des Bandes des Leuchtdichtesignals, so daß die Filter 19 und 20 entsprechend ausgelegt werden mußten.

Wenn allerdings aufgrund der Erfindung eine internationale Norm erreicht wird, würde dies eine Vereinfachung und Vereinheitlichung der Geräte mit sich bringen.

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Venn in dem Heimempfänger eine Bildablenkschaltung mit Rückführung vorgesehen ißt, und zwar derart, daß die Bildamplitude unabhängig davon» ob die zugeführten Signale den Normen in den USA oder in Europa entsprechen, stets die gleiche ist, braucht man zur Aufrechterhaltung einer konstanten Bildgeometrie eine Modifikation des Empfängers nicht vorzunehmen. Falls die obige Voraussetzung nicht gegeben ist, muß man Maßnahmen vorsehen, die die Bildablenkschaltung so schalten, daß die korrekte Geometrie erhalten bleibt, wenn man Signale nach den USA-Normen verwendet.

Zur Umschaltung der Drehzahl des Aufzeichnungsmittels zwecks Anpassung an die Normen in den USA und in Großbritannien kann man anstelle der erwähnten mechanischen Anordnung auch eine Drehzahländerungseinrichtung benutzen, die elektrisch arbeitet. Durch Verwendung eines Ho'chfrequenzoszlllators in Verbindung mit einem Zahler, der als Frequenzteiler arbeitet, kann man für einen Synchronmotor eine Antriebsspannung von beispielsweise 50 Hz und 60 Hz zur Verfügung stellen. Der Zähler kann so umgeschaltet werden, daß er ein Ausgangssignal von 50 Hz oder 60 Hz liefert» Der Zähler steuert «inen Leistungsverstärker an, der dann den Motor speist·

Obwohl die Erfindung anhand einer Aufzeichnungsplatte erläutert wurde, ist sie gleichermaßen auch auf lineare Aufzeichnungsmittel anwendbar, beispielsweise auf Magnetbänder·

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THORN ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London, England

Patentansprüche

/1J Farbfernseh-Umsetzergerät mit einer Farbfernsehsignal-Hfiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe von Farbfernsehsignalen von einer Videoaufzeichnung, die gemäß der USA-Norm von 60 Teilbildern/s und 525 Zeilen/Bild erstellt ist,

gekennzeichnet durch einen Decoder (16, 18, 19₉ 20, 21), der aus den von der Wiedergabeeinrichtung (10) wiedergegebenen Signalen die Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale wiedergewinnt, und durch einen Coder (22), der aus den wiedergewonnenen Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignalen ein codiertes Hybridsignal erzeugt, in dem die Teilbild- und Zeilenabtastgeschwindigkelten den USA-Normen entsprechen und die Farbdifferenzsignale mit dem Leuchtdichtesignal in Übereinstimmung mit der europäischen PAL- oder SECAH-Norm codiert sind·

2· Umsetzergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Decoder Mittel (17» 25) enthält, die aus den wiedergegebenen Signalen die Tonsignale wiedergewinnen, und daß der Coder Mittel (26) enthält, die die Tonsignale in Übereinstimmung mit der europäischen PAL- oder SECAM-Norm auf einen Hilfsträger modulieren·

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