DE2821774C3

DE2821774C3 - Synchronisationssignalgenerator

Info

Publication number: DE2821774C3
Application number: DE2821774A
Authority: DE
Inventors: Mitsushige Yokohama Kanagawa Tatami
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2821774B2; CH625377A5; ATA352378A; FR2391620B1; FR2391620A1; US4162508A; GB1600559A; NL7805386A; JPS6027469B2; NL191401B; JPS53142123A; AT371298B; DE2821774A1; NL191401C

Description

erfüllt, wobei fsc die Farbhilfsträgerfrequenz, Sh die Horizontal-Synchronisationsfrequenz und /V die Vertikal-Synchronisationsfrequenz für ein PAL-TV-Signal bedeuten und K, m, n, h und /2 jeweils ganze Zahlen sind und wobei

2K-WtI₁

1135

sowie

gilt, eine Impulssubtrahiervorrichtung, um /1 Impulse während jeder Horizontalperiode und h Impulse während jeder Vertikalperiode von der Impulsserie zu subtrahieren, eine Frequenzteilervorrichtung, die den Ausgang der Subtrahiervorrichtung empfängt und davon Impulse mit der Horizontal- und der Vertikal-Synchronisationsfre«uenz liefert, einen Oszillator mit variabler Frequenz, der eine Mittelfrequenz von P ■ hi aufweist, wobei P eine Zahl ist, einen Synchronisationssigtral-Nachformierungskreis, der durch den Oszillationsausgang des Oszillators mit variabler Frequenz gesteuert wird und der davon Synchronisationsausgangssignale für das PAL-TV-Signal liefert, und durch eine PLL-(phase-Iocked-loop-)Schaltungsanordnung zur Steuerung des Oszillators mit variabler Frequenz nach Maßgabe des Vergleichs der Impulse aus der Frequenzteilervorrichtung mit den Synchronisationsausgangssignalen des genannten Nachformierungskreises.

2. Synchronisationssignalgenerator nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die PLL-Schaltungsanordnung einen Phasenkomparator und eine Eingangsvorrichtung aufweist, mit der an diesem Komparator die genannten Impulse mit der Vertikalsynchronisationsfrequenz von der Teilervorrichtung und die Synchronisationsausgangssigiia-Ie mit der Venikalsynchronisalionsfrequenz von dem Nachformierungskreis angelegt werden.

3. Synchronisationssignalgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsvorrichtung eine wettere Frequenzteilervorrichtung aufweist, um die Frequenzen der genannten Impulse und die Synchronisationsausgangssignale mit der genannten Vertikalsynchronisationsfrequenz durch zwei zu teilen.

4. Synchronisationssignalgenerator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die PLL-Schaltungsanordnung einen Phasenkomparator und eine Eingangsvorrichtune aufweist, um an den Komparator eine vorgegebene Anzahl von Impulsen mit der Horizontalsynchronisationsfrequenz während jeder Venikalperiode und Synchronisationsausgangssignale mit der Horizontalsynchronisationsfrequenz von dem Nachformierungskreis anzulegen.

5. Synchrnnisanonssignalgeneraior nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsvorrichtung einen monostabilen Multivibrator aufweist, der durch jeden dieser Impulse mit der Vertikalsynchronisationsfrequenz getriggTt wird, um eine Ausgangssignal zu liefern, das eine der vorgegebenen Anzahl von Impulsen mit der Horizontalsynchronisationsfrequenz entsprechende Dauer besitzt, und ein UND-Gatter aufweist, dessen erster Eingang den Ausgang des Multivibrators empfängt und dessen zweiter Eingang die Impulse mit der Horizontalsynchronisationsfrequenz empfängt, um diese während des Ausgangssignals des Multivibrators zu dem Komparator zu leiten.

6. Synchronisationssignalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß /7 = 4 und m = 7 gewählt ist.

7. Synchronisationssignaigenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß K = 81, /1 = 1 und /2 = 2 gewählt ist

Die Erfindung betrifft einen Synchronisationssignaljo generator, wie er im Oberbegriff des Patentanspruches näher angegeben ist.

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf einen Synchronisationssignalgenerator und insbesondere auf einen Synchronisationssignalgenerator, der verschiedene Synchronisationssignale hervorbringt, die in einem PAL-TV-Signalverarbeitungssystem verwendet werden.

Bei dem Farbfernseh-(TV-)Signal des PAL-Systems

besteht folgende Beziehung zwischen der Frequenz f_x des Farbhilfsträgersignals, der Hvrizontalsynchronisationsfrequenz fa und der Vertikalsynchronisationsfrequenz /V (= ²/β/5/Ή):

/„ = (284- 1/4)/„ + -^f_n

oder

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Die obige Beziehung (I) wird zwischen den Frequenzen f_m found /Veingestellt, so daß dann, wenn die Komponente des Farbhilfsträgers in das Luminanzsignal gemischt wird und helle und dunkle Punkte auf dem Schirm der Bildröhre erzeugt werden, diese Punkte dem Betrachter nicht deutlich sichtbar sind.

Es soll angemerkt werden, daß Synchronisationssignale, die die obige gewünschte Beziehung erfüllen.

ho nicht erhalten werden können, wenn ein Referenzoszillator vorgesehen ist, der eine der Frequenz f_a des Farbhilfsträgers gleiche Oszillationsfrequenz besitzt, und dessen Oszillationsausgang frequenzgeteilt wird. Insbesondere ist es notwendig, daß ein Signal geliefert

h) wird, dessen Frequenz um Uif_v(= 25 Hz) tiefer ist als die Oszillalionsfrequen/ /,„ und sodann frequenzgeteilt wird. Ein solcher chaltkreis zur Bildung eines Synchronisationssignaii kann nicht nur aus digitalen

Schaltkreisen aufgebaut sein. Wenn jedoch als Referenzos/illatcr ein Oszillator verwendet wird, der eine Oszillationsfrequenz besitzt, weiche das kleinste gemeinsame Vielfache des Nenners der Formel (1) ist können sowohl der Farbhilfsträger wie auch die Horizontalsynchronisationssignale erzeugt werden, indem lediglich der Oszillationsausgang eines solchen Oszillators frequenzgeteili wird. In einem solchen Fall muß jedoch die Oszillationsfrequenz des Referenzoszillators zu 11 GHz gewählt werden, was sehr hoch ist und mit den gegenwärtigen Techniken nicht realisiert werden kann.

Ein Synchronisationssignalgenerator für PAL-Systeme ist aus der DE-AS 19 48 317 bekannt Bei der dort eingesetzten Schaltungsanordnung werden zur Impulsverzögerung Mulüfibratoren verwendet, deren Zeitkonstante durch Temperatur- und Versorgungsspannungsschwankungen beeinflußt und geändert werden kann; dieses wiederum wirkt sich auf die Zuverlässigkeit des Synchronisationssignalgenerators aus.

Ein weiterer Synchronisationssignalgenerator ist aus der DE-AS 22 48 105 bekannt Bei der dort beschriebenen Schaltungsanordnung wird aus einer Oj-dllatorfrequenz v^n 17,73475 MHz mit einem ein Viertel-Frequenzteiler ein Signal erzeugt dessen Frequenz um 25 Hz niedriger ist als die Hilfsträgerfrequenz. Dieses Signal sowie ein aus einem anderen Frequenzteiler erhaltenes 25-Hz-Signal werden einem Modulator zugeführt in dem das Hilfsträgersignal gewonnen wird. Die in dieser DE-AS beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet im wesentlichen mit digitalen Schaltelementen, sie ist jedoch sehr kompliziert aufgebaut Ein weiterer, der Schaltungsanordnung nach der DE-AS 22 48 105 entsprechender Synchronimpulsgenerator ist in der DE-OS 22 48 106 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen von Temperatur- und Versorgungsspannungsschwankungen weitgehend unabhängigen Synchronisationssignalgenerator anzugeben, der zudem einfach und klein aufgebaut ist, und bei dem leicht durch Pulsfrequenzuntersetzung des Ausganges eines Referenzoszillators die Frequenz des Farbhilfsträgers erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Synchronisationssignalgenerators gelöst, der erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unwransprüchen.

Der erfindungsgemäße Synchronisationssignalgenerator ist so ausgestaltet, daß er für ein Videosigna! bei Videobandrecordern bei einem Zeitfehlerkorrektor (TBC), bei· einer Fernsehkamera und anderen Einrichtungen verwendet werden kann.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Horizontalsynchronisationsfrequenz /»oder, wenn das Halbzeilenimpulsintervall in Betracht gezogen wird, ein gerades ganzzahliges Vielfaches der Frequenz f/i ist, auf der Basis der Farbhilfsträgerfrequenz f_x erzielt, so daß die lolgende, abgewandelte Form der Gleichung (2) erfüllt wird:

"
m

■ f

Wenn beide Seiten der Gleichung (2) beispielsweise mit *h multipliziert werden, erhält man die folgende Gleichung (4).

ίο

= 162/„ + y/„ + -=-/,·

wobei m.n, K. h und h jrweils ganze Zahlen sind.

Anhand der Gleichung (2) ist ersichtlich, daß das Signal mil der Frequenz F_R> das man durch Multiplizieren der Farbhilfsträgerfrequenz f_w mit -V? erhält, einen Offset von Ui bezüglich der Horizontalsynchronisationsfrequenz und ebenfalls ein Offset von ²Zi bezüglich der Vertikalsynchronisationsfrequenz aufweist Dieser ¹/7-Offset ist gerade ein Taktimpuls des Signals mit der Frequenz Af_x, und der -/7-Offset entspricht gerade zwei Taktimpulsen des gleichen Signals. Da das Signal mit der Frequenz F^ durch Untersetzen oder durch Teilen des Signals 44; durch 7 erhalten wird, wird ein Signal mit der Frequenz Af_x, das einem Zähler ils Frequenzteiler zurr. Erzeugen des Signals mit der Frequenz F_x zugeführt wird, um einen Taktimpuls für jede Horizontalpenode und um zwei Taktimpulse für jede Vertikalperiode verzögert, so daß das Signal mit der Frequenz F₅C, von dem die Offsets weggenommen sind, von dem Frequenzteiler erzielt wird.

Entsprechend einem Gesichtspunkt dieser Erfindung wird aus dem Signal der Frequenz F_xOaS Signal erzeugt, das eine Frequenz besitzt, die ein geradzahliges Vielfaches der Horizontalsynchronisationsfrequenz ist, und sodann wird das gewünschte Synchronisationssignal aus diesem so erzeugten Signal abgeleitet

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispieien und der Figuren beschrieben und näher erläutert

Die F i g. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das einen Synchronisationssignalgenerator nach einer Ausführungsform dieser Erfindung darstellt.

Die F i g. 2A bis 2G sind Zeitdiagramme, auf die bei der Erläuterung des Betriebes der Ausführungsform nsgh F i g. 1 Bezug genommen wird.

Die F i g. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild für eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und die

F i g. 4A bis 4F stellen Zeitdiagramme dar, auf die bei der Erläuterung des Betriebes der Ausführungsform nach F i g. 3 Bezug genommen wird.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 wird nun eine Ausführungsform für einen Synchronisationssignalgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Impulsoszillator dient als Referenzoszillator 1. Der Referenzoszillator 1 erzeugt einen Ausgangsimpuls SF, der die Frequenz Af_x, also das Vierfache der Frequenz des Farbhiltsträgers, besitzt, und der über impulseliminatoren oder Subtrahierer 2 und 3 einem •//-Frequenzteiler 4 zugeführt wird. Dieser '/r-Frequenzteiler 4 erzeugt ein Signal SA mit eintr Frequenz von F'sc = Vifso

Der '/7-Offset für die Horizontalsynchronisationsfrequenz entsprich* dem Ausgangsimpuls SP mit der Frequenz 4/«· und dementsprechend einem Taktimpuls des Signals, das dem Frequenzteiler 4 zugeführt wird, während der -'/7-Offset für die Vertikalsynchronisationsfrequenz zwei Taklimpulsen des gleichen Signals entspricht. Wenn also bei jeder Horizontalperiode von dem Ausganpsimi yls SP in dem Subtrahierer 2 ein Impuls weggenommen wird und wenn von dem Ausgangsimpuls SP in dem Subtrahiercr 3 bei jeder

Vertikalperiode zwei Impulse weggenommen werden, so sind die Offset-Komponenten ersichtlich von dem Signal mit der Frequenz F« entfernt. Zu diesem Zweck wird in der Ausführungsform nach Fig. I der Ausgang SA des Frequenzteilers 4 einem '/ei-Frequenzteiler 5 zugeführt, um untersetzt zu werden. Der Vsi-Frequenzteiler 5 erzeugt somit ein Ausgangssignal SB mit der Frequenz 2fn. das dann einem '/2-Frequenzteiler 6 zugeführt wird, indem das Ausgangssignal SA um '/ιei frequen/geteilt wird. Infolgedessen erzeugt der Frequenzteiler 6 ein Ausgangssignal mit der Horizontalsynchronisationsfrequenz in, das dem .Subtrahierer 2 zugeführt wird, um einen Impuls von dem Ausgangssignal SP des Referenzoszillators 1 wegzunehmen, beispielsweise nach Maßgabe der ansteigenden Flanke des Alisgangssignals des Frequenzteilers 6. Das Alisgangssignal SS des Frequenzteilers 5 wird ebenfalls

pitipm t/fci^-Frprmpn7ipijpr ~] /U£P?ühr*. d^pr Hann pin ;>!so 'lic Sub*r?.bi^prpr

Ausgangs-Taktimpuls SP so ausgewählt, daß er die Frequenz 4/^besitzt, wobei

4fe =7F« ■= ΙΙ35///+2Λ

ist, so daß der in Fig. 2A dargestellte Florizontal-Synchronisationsimpuls H nicht die Offset-Beziehung zu dem in Fig. 2B dargestellten Ausgangs-Taktimpuls SP besitzt, und ein Offset bei jedem zweiten Halbbild zwischen dem Vcr'.ikal-Synchronisationsimpuls V und dem Taktimpuls .^erscheint.

Wenn der in Fig. 2B dargestellte Taktimpuls 5/' frequenzgeteilt wird mittels der Frequenzteiler 4, 5, 6 und 7. so erhall man an den Frequenzteilern 6 und 7 die in den F i g. 2C bzw. 2D dargestellten Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulssignale .SY/ und SV. Diese Impulssignale SHund SVwerden an Subtrahierer 2 und 3 angelegt, um die Offsets wegzunehmen, so daß

Aiisgangssignal SV mit der Frequenz der Vertikalsynchronisationsfrequenz Λ erzeugt. Der Ausgang SV des Frequenzteilers 7 wird an einen Subtrahierer 3 angelegt, um zwei Impulse des Ausgangssignals SPdcs Referenz-Oszillators 1 wegzunehmen, beispielsweise nach Maßgabe der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals SV.

Obgleich erwartet werden kann, daß die Offset-Komponenten von dem Ausgang des Frequenzteilers 4 entfernt sind, gibt es alle zwei Vertikalperioden einen Zeitabschnitt, in dem die Impulswegnahme-Operation in den beiden Subtrahierern 2 und 3 simultan ausgeführt wird. Dementsprechend ist ein Signal SC. das die Frequenz t/ίΛ besitzt und das dadurch erzielt wird, daß der Ausgang SV der Frequenz Λ des Frequenzteilers 7 in einem '/^-Frequenzteiler 8 frequenzgeteilt wird, vollständig frei von dem Offset.

Das frequenzgeteilie Signal SCaus dem Frequenzteiler 8 wird zur Erzeugung eines Signals verwendet. dessen Frequenz das 162fache der Horizontalfrequenz fn ist. und das dann zur Erzeugung des Synchronisationssignals verwendet wird. Dazu ist in der Ausführungsform nach Fig. I ein Oszillator 10 mit variabler Frequenz vorgesehen, dessen Mittelfrequenz bei 162/)/ liegt. Der Ausgang des üsziiiaiors lO wird einem Synchronisationssignal-Nachformierungskreis 11 zugeführt, der Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale PH und PV erzeugt. Das Vertikal-Synchronisationssignal PVdes Kreises Il wird einem ^;/:-Frequenzteiler 12 zugeführt.um um '/: frequenzgeteilt zu werden. Der frequenzgeteilte Ausgang des TEilers 12 wird einem Komparator 9 zugeführt, an den ebenfalls das Offset-freie Signal SC des Frequenzteilers 8. dessen Frequenz '/σΛ-beträgt, angelegt wird. Der phasenverglichene Ausgang des Phasenkomparators 9 wird an den Oszillator 10. dessen Frequenz variabel ist. angelegt, um dessen Oszülationsfrequenz zu steuern. Somit erzeugt der Synchronisationssignal-Nachformierungskreis 11 Synchronisationssignale, die die obige Gleichung (2) erfüllen. In der Ausführungsform nach F i g. 1 bilden der Komparator 9, der Oszillator 10 mit variabler Frequenz, der Synchronisationssignal-Nachformien.'P.gskreis 11 und der Frequenzteiler 12 einen sog. PLL-(phase locked loopJSchaltkreis.

Die Zeitdiagramme der F i g. 2A bis 2G zeigen Wellenformen, die an verschiedenen Teilen der in Fig. I dargestellten Schaltung anfallen. Im einzelnen zeigt die F i g. 2A die Horizontal- und Vertikal-Syncl^onisationsimpulse Hund Vdes PAL-TV-Signals. Fig. 2B zeigt den Ausgangs-Taktimpuls SPdes Referenzoszillators I. Wie zuvor beschrieben worden ist. ist der Taklimpuls SCentsprechend F i g. 2E erzeugen.

Nachdem das Impulssignal .SVdes Frequenzteilers 7 mittels des Frequenzteilers 8 frequenzgeteilt ist. wird das sich daraus ergebende Signal SC und der Ausgang des Teilers 12 an den Komparator 9 angelegt, um den Oszillator 10 mit variabler Frequenz zu steuern, der das Signal mit der Frequenz 162/"// erzeugt. Dieses Signal wird dann von dem Oszillator 10 mit variabler Frequenz dem Syr~hronisationssignal-Nachformierungskreis Il zugeführt, der dann die gewünschten .Synchronisationssignale PVund PHerzeugt, die in den F ig. 2F bzw. 2G dargestellt sind. Da die Synchronisationsimpulse SHund SV dadurch erzeugt werden, daß der Taktimpuls SD frequenzgeteilt wird, haben sie im Unterschied zu den Ausgangssynchronisationsimpulsen PH bzw. PV voneinander keinen Normalabstand.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der sog. PLL-(phase locked loop-)Kreis so ausgestaltet ist. daß er schneller anspricht. Diejenigen Komponenten, die den unter Bezugnahme auf Fig. I beschriebenen Komponenten entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen; aus Gründen der Kürze wird ihre detaillierte Beschreibung im folgenden fungciasscii.

In der Ausführungsform nach F i g. 3 wird das Signal SV(vgl. F i g. 4D). das die Vertikal-Synchronisationsirequenz Λ besitzt und das an dem Frequenzteiler 7 anfällt, an einen monostabilen Multivibrator 13 angelegt, um diesen beispielsweise mit der ansteigenden Flanke des Signals SV zu triggem. Auf diese Weise getriggert erzeugt der monostabUe Multivibrator 13 ein Signal Sf. das beispielsweise für zehn Horizontalperioden (vgl. Fig.4C) gleich »1« ist. Dieses Signa! Sf und das Signal SW (vgl. F i g. 4A). die die Horizontal-Synehronisationsfrequenz fn besitzen, werden von dem Frequenzteiler 6 einem UND-Kreis 14 zugeführt, von dem die Signale FH von zehn Horizontalperioden als Ausgangssignal SF (vgl. Fig.4D) abgegeben werden. Dieses Ausgangssignal SF wird dem Phasenkomparator 9 zugeführt, dem ebenfalls das Horizontal-Synchronisationssignal PH (vgl. F i g. 4E) von dem Synchronisationssignal-Nachformierungskreis 11 zugeführt wird; der Komparator 9 führt den Phasenvergleich der beiden an ihn angelegten Signale durch. Der phasen verglichene Ausgang SG (vgl. Fig.4F) des Phasenkomparator 9 wird an den Oszillator 10. dessen Frequenz variabel ist. angelegt, um -· dessen Osz-ilationsfrequenz zu steuern.

In der Austührungsform nach Fig. 3 ^:st das Referenzsignal für den Phasenkomparator 9 das Signal SH des Frequenzteilers 6. Dieses Signal SH enthält in

seiner Phase einen Teil des -7;-Offsets für die Vertikal-Synchronisationsfreq'ienz. Da jedoch der Phasenvergleich in zehn Horizontalperioden ausgeführt wird, und da der '/7-Offset zwei Perioden der Frequenz Afse in einer Vertikal-Periode entspricht, kann die Offset-Komponente wie folgt ausgedrückt werden:

4/_s,

625

1.8 Il

Fin solcher Betrag des Offset stellt kein Problem dar. wenn die Werte des Schleifenfilters in dem PLL-Kreis. die Verstärkung des Phasenkomparators 9 usw. geeignet gewählt werden.

Weiterhin ist es möglich, daß verschiedene Synchronisationsimpulse wie ein Halbzeilenimpuls EQ. ein Vertikalaustastimpuls VPL. ein Horizontalaustastimpuls Bill. usw. von dem Synchronisations-Nachformierungskreis 11 zusätzlich zu den Impulsen PH und PV entwickelt werden, wie es in den Fig. 1 und 3 schcmntisch dargestellt ist.

lihitl /cii

Claims

Patentansprüche:

I. Synchronisationssignalgenerator für ein PAL-TV-Signalverarbeitungssystem, gekennzeichnet durch einen Impulsoszillator, der eine Impulsserie mit einer Frequenz η ■ f_K liefert, die die folgende Gleichung