DE2812548C2

DE2812548C2 - Schaltungsanordnung zur Regenerierung zeitweilig gestörter Signale

Info

Publication number: DE2812548C2
Application number: DE19782812548
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl.-Ing. 7801 Ehrenkirchen Zähringer
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1978-03-22
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE2812548A1

Description

55 wobei mit t_u die Dauer der Störungen bezeichnet ist. Die Haltezeit t_H der Abtast-Halte-Schaltung 14 ergibt sich somit zu

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur
Regenerierung von zeitweilig gestörten Signalen ent- _ 1

sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige 60 ^tH~~kf\,
Störungen treten beispielsweise bei den sogenannten ■ - ■■

Bild-im-Bild-Fernsehgeräten auf, die auf dem Bild- Das Ausgangssignal des Frequenzvervielfachers 17

schirm innerhalb des Bildes eines ersten Programms ei- wird dann der Impulsformerschaltung 16, beispielsweise nen Bildausschnitt oder ein verkleinertes Bild eines wei- einem monostabilen Multivibrator, zugeführt, der darteren Programms zeigen. Wird bei derartigen Fernseh- 65 aus bei fester Frequenz eine als Abtastsignal H der Abgeräten die Information für das zweite Programm da- tast-Halte-Schaltung 14 geeignete Impulsfolge macht, durch gewonnen, daß bei nur einem vorhandenen Tuner wie sie in F i g. 2c gezeigt ist. Während der kurzen nega- I vom ersten auf das zweite Programm periodisch umge- tiv gerichteten Impulse, deren Amplitude s in diesem j

3 4

Ausführungsbeispiel mit dem Potential des Schaltungs- abgetastet wird. Die Frequenz von dessen Abtastsignal

η ullpunkts identisch ist, wird abgetastet, vnd während H3 ist ebenfalls gleich 2kf_u; es ist jedoch gegenüber

der Impulszeiten mit dem positiven Amplitudenwerk h dem Abtast-Signal H2 zeitlich verzögert, was mittels

wird der abgetastete Wert gespeichert, also gehalten. des ersten Verzögerungsgliedes 20 erreicht wird.

Die Synchronisierung des Abtastsignals mit den Störun- 5 Das Ausgangssignal der zweiten Abtast-Halte-Schal-

gen ist also beim Ausführungsbeispiet der Fig. 1 durch tung 18 wird mittels des zweiten Verzögerungsgliedes

direktes Ableiten daraus realisiert 21 ebenfalls verzögert dessen Ausgang am Ruhekon-

Das Ausgangssignal NP der Abtast-Halte-Schaltung takteingang 231 des elektronischen Umschalters liegt 14 ist in F i g. 2b gezeigt in der auch das gestörte Signal An dessen Arbeitskontakt 232 liegt der Ausgang der NF*ebenso wie in Fig.2a gezeigt ist In Fig.2a sind io dritten Abtast-Halte-Schaltung 19, während an dessen auch Zahlenwerte eingetragen, die einer derartigen Tu- Ausgang 234 der Eingang des Zusatz-Tiefpaßfilters 24 nerumschaltung entsprechen, daß während jeder 4. Zei- angeschlossen ist Schließlich liegen am Steuereingang Ie eines Halbbildes auf das weitere Programm II umge- 233 die mittels des dritten Verzögerungsgliedes 22 verschaltet wird. Somit steht alle 256 us für mehr als 64 us zögerten Umschaltimpulse. Die Verzögerungszeit i,- der kein Tonsignal zur Verfügung. Die Tonstörungen beste- 15 drei Verzögerungsglieder 20,21,22 ist jeweils gleich der hen aus den ganzzahligen Vielfachen der Umschaltfre- Summe der Signalverzögerungszeiten in der ersten Abquenz 3,9 kHz und deren Mischprodukten <nit dem Au- tast-Halte-Schaltung 14 und dem Tiefpaßfilter 15. diosignaJ. Aus der obenerwähnten Bedingung für k er- In dem erwähnten Parallel-Zweig wird mit der dopgibt sich ein Wert Ar= 3, so daß fw=853... us ist pelten Abtastfrequenz f_H abgetastet Dabei wird von der

Das Ausgangssignal NF* der Abtast-Halte-Schaltung 20 zweiten Abtast-Halte-Schaltung 18 ein Abtastwert mit-

14 wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weiter über ten im gestörten Intervall entnommen. Dieser Abtast-

das Tiefpaßfilter 15 geleitet dessen obere Grenzfre- wert ist jedoch falsch und wird daher durch einen ent-

quenz gleich der Hälfte der Frequenz /« des Abtastsi- sprechenden Wert aus dem bandbegrenzten Ausgangs-

gnals H zu wählen ist Am Ausgang A tritt somit das signal des Tiefpaßfilters 15 ersetzt, wobei die Summe

bandbegrenzte Signal NF'auf. 25 der Signalverzögerungszeiten in der ersten Abtast-Hal-

Im erwähnten Fall der Umschaltfrequenz 3,9 kHz te-Schaltung 14 und dem Tiefpaßfilter 15 durch die Verliegt die obere Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 15 so- zögerungszeit t> der drei Verzögerungsglieder 20,21,22 mit bei 5,86 kHz. Das sowohl bei Sprach- als auch bei ausgeglichen wird. Jeder sechste Abtastwert ist somit Musikübertragungen die Signalanteile im Frequenzbe- ein bandbegrenzter. Da bei Sprach- und Musik-Überreich über 5 kHz gegenüber den zugehörigen Grund- 30 tragung, wie bereits erwähnt, die Signalanteile über schwingungen zumindest um 40 dB kleiner sind und die- 5 kHz zumindest um 40 dB kleiner sind als deren Grundse durch die Abtast-Halte-Schaltung weiter bedämpft schwingung, hat dieser sechste Abtastwert höchstens werden, kann auf eine zur Vermeidung von Intermodu- einen Amplitudenfehler von 1 %. lation an sich erforderliche, jedoch schwierig realisier- In F i g. 4 sind schließlich zur Erläuterung der Anordbare eingangsseitige Bandbegrenzung verzichtet wer- 35 nung nach F i g. 3 noch einige Kurvenformen gezeigt, den. Im übrigen führt die Bandbegrenzung auf 5,86 kHz wobei in F i g. 4 das Signal NF der Einfachheit halber lediglich zu einer geringen Qualitätsminderung des Au- sinusförmig gezeigt ist, das mit der Abtastfrequenz 2kf_u diosignals. abgetastet wird. Dabei sind die der Abtastfrequenz kf_u

Ist jedoch diese Qualitätsminderung nicht akzeptabel, entsprechenden Abtastwerte mit durchgezogenen Ordi-

so kann nach der Weiterbildung der F i g. 3 die nach dem 40 naten und die zusätzlichen Abtastwerte bei der doppel-

Abtast-Theorem an sich zwingend erscheinende Band- ten Frequenz punktiert gezeichnet. Zu den Zeitpunkten

begrenzung bei der Hälfte der Abtastfrequenz f_H auf ti, t₂, t₃, die in der Mitte eines gestörten Intervalls der

eine solche beim doppelten Wert gebracht werden, d. h. Dauer t_u liegen, kann jedoch kein Abtastwert des Si

mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 läßt sich die gnals NFverwendet werden.

durch das Abtast-Theorem an sich gegebene Begren- 45 F i g. 4b zeigt das bandbegrenzte Ausgangssignal NF'

zung um den Faktor 2 verbessern. Hierzu ist parallel des Tiefpaßfilters 15, das gegenüber dem Signal NF

zum Signalweg über die Abtast-Halte-Schaltung 14 und nach F i g. 4a um die Verzögerungszeit t_v verzögert ist.

das Tiefpaßfilter 15 nach F i g. 1 ein weiterer Signalweg Das Signal NF wird nun mittels der dritten Abtast-Hal-

vorgesehen, der die zweite Abtast-Halte-Schaltung 18, te-Schaltung, wie F i g. 4c zeigt, wiederum abgetastet, so

das Verzögerungsglied 21, den elektronischen Umschal- 50 daß nun zu den Zeitpunkten f| + f_V) t₂+t_n t₃ + t_v die

ter 23 und das Zusatz-Tiefpaßfilter 24 enthält strichpunktierten Abtastwerte vorhanden sind. Diese

Das Charakteristische dieses parallelen Signalweges werden dann mittels des Umschalters 23 dem im Paral-

besteht darin, daß die Frequenz fm des Abtastsignals lelzweig mit den Schaltungszeiten 18, 21 auftretenden

H 2 der zweiten Abtast-Halte-Schaltung 18 doppelt so Signal an den den Zeitpunkten fi, f₂, f₃ entsprechenden

groß ist wie die Frequenz fn=kf_u des Abtastsignals H 55 Stellen hinzugefügt.

der Abtast-Halte-Schaltung 14, es gilt also die Bezie- Die Anordnung nach Fig.3 ist generell zur Rekon-

hung struktion gestörter bandbegrenzter Signale geeignet,

wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: fm = 2kf_u.

Demzufolge ist anstatt des Frequenzvervielfachers 17 " ^a> ^die Störungsdauer Γ ist kurzer als -±- , wenn /_mä,

nach Fig. 1 der Doppel-Frequenzvervielfacher 17'vor- die im ungestörten Signal enthalten= höchste Si-

gesehen, d^r an seinen beiden Ausgängen die beiden gnalfrequenz ist (siehe F i g. 5a),

Frequenzen kf_u und 2kf_u erzeugt. b) die Wiederholfrequenz der Störung ist kleiner oder Bei der Weiterbildung nach F i g. 3 ist ferner die dritte 65 1 · u ' r t · u r· * \ Abtast-Halte-Schaltung 19 vorgesehen, mit der das gleichy ■/_mM(sieheHg.5a), Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 15, das hier ein sol- c) das ungestörte Signal hat ein solches Spektrum,

ches mit im Durchlaßbereich konstanter Laufzeit ist. daß die SiEnal-AmoIituden W bei der Frequenz

oberhalb y · fm™ gegenüber denen unterhalb

— ■ fm** abnehmen oder kleiner sind (siehe F ig. 5b).

Unter obigen Bedingungen kann also mit der Anordnung nach F i g. 3 die durch das Abtasttheorem an sich vorgegebene obere Grenzfrequenz um den Faktor 2 verbessert werden. ι ο

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 schaltet wird, so enthält das Audio-signal Lücken, die ais Patentansprüche: Störungen konstanter Dauer und gleichen Abstandes anzusehen sind.

1. Schaltungsanordnung zur Regenerierung zeit- Eine Schaltungsanordnung, die nach dem Abtastprinweilig gestörter Signale (NF*), unter Anwendung 5 zip zur Entstörung von elektrischen Leitungen dient, auf des Abtasttheorems, mit Schaltungsteilen, die sich denen niederfrequente Störungen vorliegen, ist aus der im Rhythmus einer Abtastfrequenz öffnen und DE-AS 22 36 741 bereits bekannt Sie enthält Schalter, schließen, und mit einem nachgeschalteten Filter- die sich im Rhythmus der Abtastfrequenz öffnen und netzwerk, das auf die Abtastfrequenz abgestimmt schließen, und eiin Filternetzwerk, das als ein auf die ist dadurch gekennzeichnet, 10 Abtastfrequenz abgestimmtes Bandfilter ausgebildet ist. daß die Schaltungsteile aus einer Abtast-Halte- Bei dieser Anordnung handelt es sich um ein Leistungs-Schaltung (14) und deren Steuerwerk (17,16) beste- filter, das für große Ströme und damit große Leistungen hen, die das Signal (NF*) mit einer Frequenz abta- geeignet ist

stet die ein solches ganzzahliges Vielfaches (k) der Eine weitere Schaltungsanordnung nach dem Abtast-

Wiederholungsfreqeunz (f_u) derStörungen ist, daß 15 prinzip ist aus der DE-OS 26 33 476 bekannt Diese

die Haltezeit (t_H) der Abtast-Halte-Schaltung (14) Schaltung dient am Messen von kleinen Signalen und

gerade noch langer als die Störungsdauer (T) bleibt zum Unterdrücken von mit den zu messenden Signalen

daß die Wiederholungsfrequenz (f_u) der Störungen verbundenen Ranschsignalen.

dem Steuerwerk (17,16) zugeführt ist Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Störun-

und daß das der Abtast-Halte-Schaltung (14) nach- 20 gen, welche die periodischen Lücken im Audiosignal

geschaltete Filternetzwerk ein Tiefpaßfilter (15) ist sind, die durch die Tunerumschaltung entstehen, und die

dessen obere Grenzfrequenz gleich der Hälfte der also in konstanten zeitlichen Abständen auftraten, in

Abtastsignal-Frequenz (f_H) ist. einer geeigneten Schaltung unter Anwendung des Ab-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- tasttheorems soweit wie möglich zu beseitigen und dadurch gekennzeichnet 25 durch das ungestörte Signal wiederzugewinnen. Dies daß das Tiefpaßfilter (15) ein solches mit im Durch- wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln erlaßbereich konstanter Laufzeit ist, reicht Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Anspruch daß das Signal (NF*) einer zweiten Abtast-Halte- 2 angegeben. Die Erfindung wird nun anhand der Figu-Schaltung (18) zugeführt ist deren Abtastsignal-Fre- ren der Zeichnung näher erläutert

quenz (^2) doppelt so groß ist wie die der ersten 30 Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungs-

Abtast-Halte-Schaltung (14), beispiels der Erfindung;

daß das Ausgangssignal des der ersten Abtast-Hal- F i g. 2 zeigt die beiden Kurvenformen NF* und NF*,

te-Schaltung (14) nachgeschalteten Tiefpaßfilters die bei der Anordnung nach F i g. 1 auftreten, und dazu

(15) einer dritten Abtast-Halte-Schaltung (19) züge- die ungestörte Kurvenform NF;

führt ist, dem über ein erstes Verzögerungsglied (20) 35 F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild einer Ausführungs-

das Abtastsignal (H 2) der zweiten Abtast-Halte- form einer Weiterbildung der Erfindung;

Schaltung (18) zugeführt ist, deren Ausgang über ein F i g. 4 zeigt die bei der Anordnung nach F i g. 3 auf-

zweites Verzögerungsglied (21) am Ruhekontaktein- tretenden Kurvenformen NF*, NF* sowie die ungestör-

gang (231) eines elektronischen Umschalters (23) te Kurvenform NF;

liegt, an dessen Arbeitskontakteingang (232) der 40 Fig. 5 zeigt Kurven zur allgemeinen Erläuterung der

Ausgang der dritten Abtast-Halte-Schaltung (19) Fig.3.

und an dessen Steuereingang (233) die Störimpulse !m Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird ein Signal über ein drittes Verzögerungsglied (22) liegen, NF*, beispielsweise ein Audiosignal, über den Eingang daß die Verzögerungszeit (t_v) des ersten, zweiten Eder Abtast-Halte-Schaltung 14 zugeführt. Ihr Abtast- und dritten Verzögerungsgliedes (20, 21, 22) gleich 45 signal H ist im Steuerwerk 17, 16 wie folgt mit den der Summe der Signalverzögerungszeiten in der (er- Störungen synchronisiert. Deren Wiederholungsfresten) Abtast-Halte-Schaltung (14) und dem Tiefpaß- quenz f_u wird dem Frequenzvervielfacher 17 zugeführt, filter (15) ist der sie um den ganzzahligen Faktor Jt vergrößert. Außer und daß am Ausgang (234) de? eiektronischen Um- der Ganzzahligkeitbedingung gilt für den Faktor k noch schalters (23) ein Zusatz-Tiefpaßfilter (24) liegt, des- 50 folgende zusätzliche Bedingung:
sen obere Grenzfrequenz doppelt so groß ist wie die
des Tiefpaßfilters (15) (F i g. 3). _k < 1 ^

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