DE2918976C2

DE2918976C2 - Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals auf ein Trägersignal und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2918976C2
Application number: DE2918976A
Authority: DE
Inventors: Eeltje de Eindhoven Boer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1985-08-01
Also published as: DK194479A; IT7922623A0; US4213144A; CH643976A5; JPS54150031A; AU523500B2; DD143690A5; IT1113959B; CA1130446A; FR2426380A1; AT378304B; MX144664A; ES480541A1; SE436818B; ZA791930B; DE2918976A1; BE876239A; AU4700579A; BR7902935A; SE7904180L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf e>n Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengesetzten Farbfernsehsignal, das ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal mit einer festen Farbhilfsträgcrfrequcnz enthält, auf eine Trägerwelle, bei dem das Leuchtdichtcsignal als Frequenzmodulation dem Trägersignal zugesetzt und das Farbartsignal derart dem Trägersignal aufmoduliert wird, daß durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann. Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der US-PS 39 69 756 bekannt.

Die Erfindung ist insbesondere für Systeme von Bedeutung, bei denen ein Farbfernsehsignal auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Dabei geht das Bestreben einerseits dahin, eine derartige Kodierung zu verwenden, daß die von dem Aufzeichnungsträger auferlegte beschränkte Bandbreite möglichst effektiv ausgenutzt wird, während andererseits eine Kodierung angestrebt wird, die es ermöglicht, beim Auslesen dieses Aufzeichnungsträgers auf einfache Weise das ursprüngliehe Farbfernsehsignal wiederzugewinnen.

Ein Modulationsverfahren der eingangs genannten Art, eins dem y.ulet/t gciniiinlL-n liest rebcu eiilp^mkoniiiil. besteht darin, dall das Trägirsijiiiiil von dem zusaiiiniengesel/ien Farbfernsehsignal in der Frequenz

b^r> moduliert wird. Wird ein auf derartige Weise moduliertes Trägcrsignal auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet, so kann bei der Wiedergabe das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal durch eine cinfa-

ehe Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals wiedergewonnen werden, was naturgemäß der Einfachheit der Wiedergabevorrichtung zugute kommt.

Bei einer derartigen Frequenzmodulation des Trägersignals durch das zusammengesetzte Farbfernsehsignal 5 entstehen Seitenbandkomponenten, die durch das Farbartsignal herbeigeführt werden und in Frequenzabständen gleich der Farbhilfsträgerfrequenz von der Frequenz des Trägersignals liegen.

Wenn wegen .ier beschränkten Bandbreite des Auf-Zeichnungsträgers für das Trägersignal eine verhältnismäßig niedrige Frequenz gewählt wird, können diese genannten Seitenbandkomponenten zu erheblichen Störungen führen. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn sich die untere Seitenbandkomponente zweiter Ordnung bis in den negativen Frequenzbereich erstreckt und demzufolge als sogenannte »umgefaltete« Scitcnbandkomponente in dem positiven Frequenzbereich innerhalb des von dem frequenzmodulierten Trägersignal eingenommenen Frequenzbandes zum Ausdruck kommt. In dem wiedergegebenen Bild führt diese »umgeiaitete« ünterseitenbandkomponente dann zu einer Interferenzstörung, die auch als Moire-St&i ung bezeichnet wird.

Um diese Interferenzstörung zu vermeiden, wird im allgemeinen die Frequenz des Trägersignals derart hoch gewählt, daß die genannte untere Seitenbandkomponente zweiter Ordnung außerhalb des von dem frequenzmodulierten Trägersignal, insbesondere den Seitenbändern erster Ordnung, eingenommenen Frequenzbandes liegt.

Die Erfindung bezweckt, ein Modulationsverfahren zu schaffen, das unter Beibehaltung der Möglichkeit, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation das Farbfernsehsignal wiederzugewinnen, erheblich weniger empfindlich für die genannte Interferenzstörung ist.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, daß das Farbartsignal zu einem Hilfsträgersignal transponiert wird, das eine Frequenz aufweist, die in einem Frequenzabstand gleich der Färbhilfsträgerfrequenz unter der Frequenz des von dem Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignals liegt und daß dieses in der Frequenz modulierte Trägersignal von dem Hilfsträgersignal in der Impulsbreite moduliert wird.

Aus der US-PS 38 93 163 ist es zwar bereits bekannt, das Farbartsignal zu einem Hilfsträgersignal zu transponieren und das mit der Leuchtdichte frequenzmoduliertc Trägersignal mit dem Hillsträgersignal in der Impulsbreiie zu modulieren. Jedoch wird dort nicht erreicht, daß durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses Triigcrsignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Impulsbreitenmodulation des Trägersignals durch das Hilfsträgersignal ein Signal erhalten wird, dessen Frequenzspektrum, was die Frequenzlage der unterschiedlichen wichtigen Spektralkomponenten anbelangt, völlig mit dem Frequenzspektrum eines Signals übereinstimmt, das durch Frequenzmodulation des Trä- t>o gersignuls durch das zusammengesetzte Farbfernsehsignal erhalten ist. Dies bedeutet, daß das durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Signal sich dazu eignet, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation wieder das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernschsignal zu liefern, ti hat sich aber herausgestellt, daß dank der besonderen Modulationsweise bei dem Verführen nach der Erfindung der Einfluß der eingangs erwähnten spektralen Störkomponenten erheblich geringer ist, was nachstehend verdeutlicht werden wird.

Das Transponieren des Farbartsignals zu dem Hilfsträgersignal mit der gewünschten Frequenz kaum auf verschiedene Weise stattfinden. Nach einer ersten Ausführungsform wird dieses Farbartsignal dadurch transponiert, daß dieses Farbartsignal mit dem von dem Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierter. Trägersignal gemischt wird. Die Impulsbreitenmodulation kann bei dieser Ausführungsform auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß von einem modulierten Trägersignal mit endlich steilen Flanken ausgegangen wird, zu dem das Hilfsträgersignal addiert wird, wonach das Summensignal symmetrisch begrenzt wird.

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Farbartsignal dadurch transponiert wird, daß das Trägersignal mit diesem Farbartsignal in der Frequenz moduliert wird, und daß die Impulsbreitenmodulation dadurch erhalten wird, daß die Bandbreite des modulierten Trägersignals beschränkt und dieses S^:.<; ;ial symmetrisch begrenzt wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Frequenzspektrum eines Standard-Farbfernsehsignals nach der PAL-Norm,

F i g. 2 das Frequenzspektrum eines von diesem Farbfernsehsignal in der Frequenz modulierten Trägersignals,

Fig.3 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig.4 das Frequenzspektrum des mit Hilfe dieser Vorrichtung erhaltenen Signals,

Fig.5 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig.6 und 7 die Frequenzspektren der dabei auftretenden Signale.

Im Frequenzspektrum eines Standard-PAL-Farbfernsehsignals nach Fig. 1 nimmt das Leuchtdichtesignal /eine Bandbreite von etwa 5 MHz ein. Innerhalb der Bandbreite dieses Leuchtdichtesignals Y ist ein Farbartsignal C mit einer Frequenz 4=4,43 TVHz aufgenommen, dem zwei Farbartsignale in Quadratur aufmoduliert sind.

Zur Illustrierung zeigt Fig. 2 das Frequenzspektrum eines Signals, das dadurch entstanden ist, daß ein Trägersignal mit einem derartigen Standard-PAL-Farbfernsehsignal in der Frequenz moduliert wird. Dabei ist angenommen, daß bei der Frequenzmodulation ein Frequenzhub von 5,5 bis 6,5 MHz (schraffiertes Gebiet) verwendet ist, wobei z. B. 5.5 MHz auf dem Synchronisations,',egel und 6,5 MHz auf dem Weißspitzenpegel des Leuchtdichtesignals auftritt. Die Seitenbänder erster Ordnung des fre^uenzmodulierten Signals erstrekken sich dann zwischen den Frequenzen 0 und 12 MHz, wie in den Figuren durch das Frequenzband £,· dargestellt ist.

Um auf einfache Weise die Frequenzlage der unteren Seiienbandkomponemen, die durch das Farbartsignal C herbeigeführt sind, angeben zu können, ist in der Figur von einer Trägerwelle 1 mit einer augenblicklichen Frequenz /"„ = 6 MHz ausgegangen. Die Seitenbandkomponenten erster Ordnung, die durch dieses Farbartsignal C herbeigeführt werden, liefern dann eine Frequenzkomponente 2 bei einer Frequenz f_t, — f_c und eine Frequenzkomponente 2' bei einer Frequenz f„+f^ Diese beiden

Komponenten 2 und 2' weisen eine gleich große Amplitude, jedoch eine entgegengesetzte Polarität auf und stellen daher eine reine Frequenzmodulation der Trägerwelle 1 dar.

Bei der Frequenzmodulation entstehen auch Seitenbandkomponenten zweiter und höherer Ordnungen, auf das Farbartsignal C bezogen. Wenn angenommen wird, daß der Modulationsindex derart klein gewählt ist, da nur die Seitenbandkomponenten zweiter Ordnung eine wichtige Rolle spielen, kommt innerhalb des in Fig. 2 angegebenen Frequenzbandes nur das Unterseitenband zweiter Ordnung zum Ausdruck. Diese Unterseitcnbandkomponente zweiter Ordnung liegt in einem Frequenzabstand 2/i von der Trägerwelle f„ und würde dann in dem negativen Frequenzbereich zu liegen kornmen. Diese Komponente kommt dadurch »gespiegelt« in dem positiven Frequenzbereich zum Ausdruck, was eine Komponente 3 bei einer Frequenz 2 /",·- /"„ ergibt.

Wenn von einem symmetrischen rechteckförmigen frequenzmodulierten Signal ausgegangen wird, enthält das Frequenzspektrum auch ungerade Harmonische des Trägersignals und Seitenbandkomponenten um diese Harmonischen. Die meisten dieser Komponenten spielen wegen ihrer Größe und Frequenzlage keine wichtige Rolle. Innerhalb des Frequenzbandes £, tritt jedoch wohl die untere Seitenbandkomponente zweiter Ordnung auf. die zu der dritten Harmonischen des Trägersignals 1 gehört. Diese Komponente 4 weist eine Frequenz 3f„ — 2f_c auf. Ein Vergleich der Frequenzkomponenten 3 und 4 zeigt, daß beide einen Frequenzabstand jo 2f„—2f_c von der irägerwelle f_o aufweisen und weiter, daß sie entgegengesetzte Polaritäten haben. Dies bedeutet, daß diese zwei Komponenten 3 und 4 gleichsam eine Frequenzmodulation der Trägerwelle 1 darstellen, wenigstens was ihre gemeinsame Amplitude anbelangt. Dies bedeutet aber auch, Jaß bei Frequenzdemodulation des frequenzmodulierten Signals diese beiden Komponenten 3 und 4 im demoduiierten Signal eine Komponente mit einer Frequenz 2/1,-2/", ergeben, die als Störsignal im wiedergegebenen Bild zum Ausdruck kommt.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und F i g. 4 das Frequenzspektrum des dabei erhaltenen Signals. Wieder wird von einem Standard-PAL-Farbfernsehsignal Y+ C ausgegangen, das einer Eingangsklemme 11 zugeführt wird. In einem Trennfilter 12 werden das Leuchtdichtesignal Y und das Farbartsignal C voneinander getrennt. Dies kann mit Hilfe eines Tiefpasses mit einer Bandbreite von z. B. 4 MHz zur Abtrennung des Leuchtdichtesignals und eines Bandpaßfilters mit einem Durchlaßband um die Frequenz des Farbartsignals C zur Abtrennung dieses Farbartsignals C erfolgen. Am Ausgang 12a des Trennfilters erscheint dabei ein auf eine Bandbreite von 4 MHz beschränktes Leuchtdichtesignai Y'. Dieses Leuchtdichtesignal Y' wird einem Frequenzmodulator 13 zugeführt, in dem dieses Leuchtdichtesignal einem Trägersignal aufmoduliert wird. Wenn angenommen wird, daß bei dieser Frequenzmodulation ein Frequenzhub von 5,5 MHz bis ω 6,5 MHz verwendet wird, entsteht bei dieser Frequenzmodulation ein Spektrum, dessen Seitenbänder erster Ordnung sich zwischen etwa 1,5 und 10,5 MHz erstrekken, wie in F i g. 3 mit E/ angegeben ist.

Dieses frequenzmodulierte Trägersigp.al wird einer Mischschaitung 14 zugeführt, der außerdem das Farbartsignal C zugeführt wird. Von den durch Mischung erhaltenen Mischfrequenzen wird mit Hilfe eines Tiefpasses 15 die Differenzfrequenz abgetrennt. Am Ausgang dieses Tiefpasses !5 sieh! demzufolge ein 1 iiifsträgersignal C zur Verfügung, das eine Frequenz f,.-l\ aufweist und dem die Farbartinformation aufmoduliert ist, wobei wieder angenommen ist, daß f„ die augenblickliche Frequenz des frequenzmodulierten Trägersignals ist. Dies bedeutet, daß diese Hilfsträgerwelle stets dieselbe Frequenz wie die im Frequenzspektrum nach F i g. 2 angegebene Komponente 2 aufweist.

Das frequenzmodulierte Signal am Ausgang des FM-Modulators 13 und die modulierte Hilfsträgerwelle am Ausgang des Tiefpasses 15 werden nun einem Impulsbreitenmodulator 16 zugeführt. In diesem Impulsbreitenmodulator werden die ansteigenden und abfallenden Flanken des frequenzmodulierten Signals in entgegengesetzter Richtung in Abhängigkeit von dor modulierten Hilfsträgerwelle verschoben. Zum Durchführen dieser Impulsbreitenmodulation sind eine Anzahl von Möglichkeiten bekannt, die nachstehend noch näher erörtert werden.

In der dargestellten Ausführung enthält der Impulsbreitenmodulator 16 eine Addierschaltung 17, der die beiden genannten Signale zugeführt werden. Dabei wird davon ausgegangen, daß das frequenzmoduliert Signal endlich steile Flanken besitzt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Frequenzmodulator 13 passend gewählt wird. Ebenso kann z. B. von einem Frequenzmodulator ausgegangen werden, der ein rechteckförmigw Signal liefert, wobei ein Tiefpaß mit einem Durchlaßband hinzugefügt wird, das auf die Seitenbänder erster Ordnung des frequenzmodulierten Signals beschränkt wird und z. B. eine Grenzfrequenz von 12 MHz aufweist.

Das Summensignal am Ausgang der Addierschallung 17 wird einer Begrenzerschaltung 18 zugeführt, die dieses Signal symmetrisch begrenzt und dadurch an der Ausgangsklemme 19 ein rechteckförmiges Signal liefert, dessen aufeinanderfolgende Flanken in bezug auf die des frequenzmodulierten Signals auf die erwünschte Weise verschoben sind. Dieses einfache Verfahren zum Erhalten von Impulsbreitenmodulation ist ausführlich in der US- PS 38 93 163 beschrieben.

Das Frequenzspektrum des Signals an der Ausgangsklemme 19 enthält zunächst die Frequenzkomponenten des frequenzmodulierten Signals, das mit E, bezeichnet ist. Durch die Impulsbreitenmodulation mit dem modulierten Hilfsträgersignal C entsteht obendrein zunächst eine Frequenzkomponente mit einer Frequenz gleich der der Hilfsträgerwelle. also f„— F₁- Diese Frequenzkomponente entspricht in bezug auf ihre Frequenzlage völlig der Komponente 2 im Frequenzspektrurr nach F i g. 2; daher ist diese Frequenzkomponente in F i g. 4 mit 2 bezeichnet.

Wenn die Impulsbreitenmodulation auf symmetrische Weise stattfindet, entstehen um das Trägersignal 1 nur Seitenbandkomponenten gerader Ordnung, d.h. Frcquerizkomponenten in Frequenzabständen 2n(f„—Q. mit η einer ganzen Zahl, von dem Trägersignal 1. Die für das angegebene Frequenzband wichtigen Seitenbandkomponenten sind demzufolge eine Komponente 5 bei einer Frequenz f_o—2(f„— /_t.) und eine Komponente 5' bei einer Frequenz f„+2 (f,,—Q.

Weiter treten um die zweite Harmonische des Trägersignals 1, die selbst nicht vorhanden ist, nur ungerade Seitenbandkomponenten auf. Dies hat zur Folge, daß innerhalb des wesentlichen Frequenzbandes außerdem eine Komponente 6 auftritt, die die Seitenbandkomponente erster Ordnung dieser zweiten Harmonischen des

Triigersignals ist und bei einer Frequenz

liegt. Wenn der Modulutionsindcx bei der Impulsbreitenmodulation nicht /u groß ist, dürfen Seitcnbandkomponenten höherer Ordnungen vernachlässigt werden, wodurch das in F i g. 4 dargestellte Frequenzspektrum dann alle wesentlichen Komponenten innerhalb des betreffenden Frequenzbandes angibt.

Bisher wurde nur die Frequenzlage der unterschiedlichen Frequenzkomponenten betrachtet. Wenn außerdem die gegenseitige Polarität der unterschiedlichen l'rcqucnzkomponenten betrachtet wird, ergibt sich, wie in der Figur mit der Richtung der Vektoren angegeben ist. daß die Frequenzkomponenten 2 und 6 entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, während die Frequenzkomponenten 5 und 5' eine gleiche Polarität besitzen. Weiter stellt sich heraus, daß die beiden Frequenzkomponenten 2 und 6 dieselbe Amplitude aufweisen, was auch für die Komponenten 5 und 5' zutrifft.

Wenn nun das Frcqucnzspektruni nach Fig.4 mit dem nach F i g. 2 verglichen wird, zeigt sich, daß die gegenseitige Lage und Polarität der Frequenzkomponenteti 2 und 6 nach Fig.4 in bezug auf das Trägersignal 1 völlig denen der Frequenzkomponenten 2 und 2' nach F i g. 2 entsprechen. Dies bedeutet, daß bei Frequenzdemodulation des Signals mit einem Frequenzspektrum nach F i g. 4 neben dem in der Bandbreite beschränkten Lcuchtdichtesignal Y'auch wieder ein Farbartsign."¹ C mit der festen Farbhilfsträgerfrequenz /",-erhalten wird. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Frequenzspektren besteht darin, daß im Gegensatz zu den Komponenten 3 und 4 im Frequenzspektrum nach Fig.2 die Komponenten 5 und 5' im Frequenzspektrum nach Fig.4 eine gleiche Polarität aufweisen. Dies bedeutet, daß diese beiden Komponenten 5 und 5' zusammen eine reine Amplitudenmodulation des Trägcrsignals darstellen. Dies bedeutet aber, daß bei Frequenzdemodulation des Signals mit einem Frequenzspektrum nach F i g. 4 diese beiden Komponenten 5 und 5' keine Interferenzstörung veranlassen können.

Durch das anhand der Vorrichtung nach F i g. 3 beschriebene Modulationsverfahren ist demzufolge erreicht, daß unter Beibehaltung der Möglichkeil, mit Hilfe einer einfachen Frequenzdemodulation das zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiederzugewinnen, die normalerweise auftretenden Interferenzstörungen effektiv vermieden werden.

Der einzige Unterschied gegenüber einem einfachen FM-Modulalionssystcm ist der, daß durch Anwendung des Tiefpasses zur gegenseitigen Trennung des Leuchidichtcsignals und des Farbartsignals im Trennfilter 12 nach F i g. 3 die Bandbreite des Leuchtdichtesignais etwas beschränkt ist. Für viele Anwendungen wird dies kaum bedenklich sein. Wenn dies dennoch als bedenklich betrachtet wird, können naturgemäß im Trennfilter 12 auf bekannte Weise Kammfilter zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichiesignals und des Farbartsignals verwendet werden, wodurch kaum eine Beschränkung der Bandbreite auftritt.

Wie bereits erwähnt wurde, sind zum Bewirken von Impulsbreitenmodulation bereits eine Anzahl von Möglichkeiten bekannt. In F i g. 5 der bereits genannten US-l'atentschrifl 38 93 163 ist z. B. ein Verfahren angegeben, bei dem zwei veränderliche Verzögerungsvorrichtungen benutzt werden, deren Verzögerungszeit in entgegengesetztem Sinne von dem Modulationssignal gesteuert wird. Das zu modulierende Signal wird in zwei Teilsignalc gespaltet, die die ansteigenden bzw. abfüllenden Flunken dieses Signals darstellen, wobei diese beiden Teilsigmile gesunden einer der beiden Verzüge ^r> rungsvorrichuingcn zugeführt weiden. Das in der Impulsbreite modulierte Signal wird dann dadurch erhalten, daß die beiden Ausgangssignale der Verzögerungsleitungen wieder zu einem einzigen Signal zusammengefügt werden, wobei aufeinanderfolgende Flanken dieses Signals abwechselnd durch diese beiden Ausgangssignale bestimmt werden.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, daß eine Begrenzerschaltung mit veränderlichem Begrenzungspegel verwendet wird. Wenn das zu modulierende Signal

is einer derartigen Begretmingsschaltung zugeführt wird und wenn dafür gesorgt wird, daß die beiden Begrenzungspegel, in Abhängigkeit von dem Modulationssignal, gleichphasig geändert werden, wird ebenfalls die gewünschte Impulsbreitenmodulation erhalten.

In bezug auf die Amplituden der unterschiedlichen Frequenzkomponenten im Frequenzspektrum nach Fig.4 sei folgendes bemerkt: Diese Amplituden sind von dem Modulalionsindex bei der Impulsbreitenmodulation abhängig, der durch das gegenseitige Amplitudenverhältnis des Trägersignals 1 und des Farbartsignals C bestimmt wird. Dies bedeutet, daß die Amplituden der genannten Frequenzkomponenten, insbesondere der Komponenten 2 und 6, durch Anpassung dieses genannten Amplitudenverhältnisses auf einen ge-

jo wünschten Wert gebracht werden können. In der Vorrichtung nach F i g. 3 kann dies z. B. dadurch erzielt werden, daß ein Verstärker mit einem bestimmten Verstärkungsfaktor dem Tiefpaß 15 oder dem Frequenzmodulator 13 nachgeordnet wird. Wenn verlangt wird, daß die Amplituden der Frequenzkomponenten 2 und 6 im Frequenzspektrum nach F i g. 4 gleich groß wie die der Frequenzkomponenten 2 und 2' im Frequenzspektrum nach F i g. 2 sind, sieiit sich heraus, daß das Ampiituuenverhältnis zwischen dem Farbartsignal C und dem Trägersignal vor der Impulsbreitenmodulation um einen Faktor etwa gleich 2 vergrößert werden muß.

F i g. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, während Fig. 6 und 7 die Frequenzspektren der dabei auftretenden Signale darstellen.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 enthält eine Eingangsklemme 21. der das zusammengesetzte Farbfernsehsignal y+C (Fig. 1) zugeführt wird. Diese Eingangsklemme 21 ist mit einem Filter 22 verbunden, das dazu dient, die Amplitude des Farbartsignals C zu verkleinern. Dazu kann dieses Filter 22 ein Tiefpaßfilter mit einer Kippfrequenz unterhalb der Farbhilfsträgerfrequenz /[sein und im Zusammenhang mit dieser Kippfrequenz eine derartige Neigung aufweisen, daß bei der Farbhilfsträgerfrequenz f_c die gewünschte Dämpfung auftritt. Ebenso kann dieses Filter aus einem Bandsperrfilter bestehen, wobei das Sperrband um die Farbhilfsträgerfrequenz f_c liegt, und der Dämpfungspegel dieses Sperrbandes den gewünschten Wert aufweist

Das auf diese Weise modifizierte zusammengesetzte Farbfernsehsignal wird dann einem Frequenzmodulator 23 zugeführt. Wenn angenommen wird, daß die gleiche Trägerfrequenz und der gleiche Frequenzhub wie bei der Betrachtung der Frequenzmodulation im Zusammenhang mit Fig.2 gewählt werden, ergibt sich aus dieser Frequenzmoduiaiion ein Signa! mit einem Spektrum nach F i g. 6. Die Lage der unterschiedlichen Spektralkomponenten entspricht naturgemäß völlig dem

Frequenzspektrum nach F i g. 2; daher sind diese Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Der Unterschied mit dem Frequenzspektrum nach Fig. 2 liegt in den Amplituden der unterschiedlichen Komponenten. Dadurch, daß die Amplitude des Farbartsignals mit Hilfe des Filters 22 verkleinert ist, wird die Amplitude der Seitenbanukomponente erster Ordnung 2 und 2' auf proportionale Weise kleiner sein, während die Amplituden der Seiu'.nbandkomponenten zweiter Ordnung 3 und 4 quadratisch verkleinert sind. Die Amplituden der Seitenbandkomponenten erster Ordnung eines frequenzmodulierten Signals sind ja dem Modulationsindex proportional, während die Amplituden der Seitenbandkomponenten zweiter Ordnung dem Quadrat dieses Modulationsindexes proportional sind, der seinerseits wieder der Amplitude des Modulationssignals, in diesem Falle des Farbartsignals C, proportional ist.
Dies bedeutet, daß im frcquen/modiilienen Signal am y:.\U}\ des I Ye<|iien/iiioiliil;ilois 2 ! u. ;i. ι l.is Aiiiplilii i'iiaiinK /wischen ilen komponenten 2 und i in aiii die Situation im .Spektrum nach I· ig. 2 vergrößert ist. Dieses frequenzmocluliertc Signal wird einem Tiefpaß 24 zugeführt, der eine Amplitude-Frequenz-Kennlinie mit einer Grenzfrequenz unterhalb der Trägerfrequenz aufweist, z. B. eine Kennlinie, wie sie in F i g. 6 mit LPangegeben ist. Durch diesen Tiefpaß wird einerseits erreicht, daß an seinem Ausgang ein Signal erhalten wird, das im wesentlichen die Summe von drei Signalkomponenten, und zwar Komponenten I₁2 und 3, ist. Außerdem wird durch diesen Tiefpaß erreicht, daß das Amplitudenverhältnis zwischen der Komponente 2 und dem Trägersignal 1 wieder vergrößert wird. Dies ist von Bedeutung für die Bearbeitung, der das Ausgangssignal dieses Tiefpasses unterworfen wird. Dieses Ausgangssignal wird nämlich einer Begrenzerschaltung 25 zugeführt, die dieses Signal symmetrisch begrenzt. Diese Bearbeitung entspricht einer lmpulsbreitenmodula-

ponenten2und3.

Analog dem Frequenzspektrum nach F i g. 4 wird dadurch an der Ausgangsklemme 26 ein Signal mit einem Frequenzspektrum nach F i g. 7 erhalten. Die wichtigsten Komponenten in diesem Spektrum können aus der Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 abgeleitet werden (F i g. 6). Diese Impulsbreitenmodulation ergibt ein Frequenzspektrum, das, was die Frequenzlagc und die Polarität der Komponenten anbelangt, völlig dem Frequenzspektrum nach F i g. 4 entspricht. Eine geringe Abweichung in bezug auf das Frequenzspektrum nach Fig.4 ist auf die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals I durch die Frequenzkomponente 3 zurückzuführen (Fig. 6). Da die Amplitude dieser Komponente 3 erheblich kleiner als die der Komponente 2 ist, ist der endgültige Beitrag infolge der Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch diese Komponente 3 an dem Gesamtfrequenzspektrutti gering. Als Komponenten erster Ordnung ergibt diese Impulsbreitenmodulation eine Komponente bei der Frequenz 2 f_c— f„ der Komponente 3 selber und eine Komponente bei einer Frequenz

2[,.-\f„-2(f_t.-r,)\.

wobei diese Komponenten eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Wie sich einfach erkennen läßt, fallen diese Komponenten, was ihre Frequenzlage anbelangt, mit zwei Komponenten zusammen, die durch die Impulsbreitenmodulation des Trägersignals 1 durch das Hilfsträgersignal 2 herbeigeführt werden, und sie ergeben zusammen demzufolge die beiden Komponenten 5 und 5' im Frequenzspektrum nach F i g. 7. Im Gegensatz zu dem Frequenzspektrum nach F i g. 4 sind diese beiden Komponenten 5 und 5' nun nicht genau gleich groß, sondern weisen eine kleine gegenseitige Amplitudenabweichung auf.

Dies bedeutet, daß diese beiden Komponenten 5 und 5' zuammen noch einen kleinen Beitrag zu der Frequenzmodulation des Trägersignals 1 liefern. Diese zwei Komponenten 5 und 5' können nun ja als aus zwei Komponenten mit gleicher Amplitude und gleicher Polarität, die zusammen eine reine Amplitudenmodulation des Trägersignals darstellen, und aus zwei Komponenten mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität, die zusammen eine reine Frequenzmodulation des Trägersignals I darstellen, aufgebaut gedacht werden. Dn ilie Amplitude der lei/leren komponenten »Itinli ilen nut 1'1'1'Hi)¹CiI I liilcisi hictl /wim-Iu-m tlrn ki>iii|»>

.•ο Meuten '> 11 nil V in'Miiiiiiil wnil. heileiilcl ilics. il.ill «|fi HinfluU dieser komponenten auf das Signal, das n.icli Frequenzdemodulation erhallen wird, sehr gering ist. so daß auch bei dem System nach Fi g. 5 eine starke Herabsetzung der bei reiner Frequenzmodulation störenden Komponente erreicht wird.

Die Amplitude der unterschiedlichen Frequenzkomponenten im Frequenzspektrum nach F i g. 7 wird durch den Modulationsindex bei der Impulsbreitenmodulation bestimmt, der seinerseits durch das Amplitudenverhältnis zwischen dem Modulationssignal, also insbesondere dem Hilfsträgersignal 2, und dem Trägersignal 1 bestimmt wird. Dadurch, daß mit Hilfe des Tiefpasses 24 dieses Amplitudenverhältnis um einen gewünschten Faktor vergrößert werden kann, kann somit erreicht werden, daß die Amplituden der wesentlichen Komponenten 2 und 6 im Frequenzspektrum nach F i g. 7 den gewünschten Wert aufweisen. Insbesondere kann da-

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aufgetretene Herabsetzung der Amplituden dieser Komponenten wieder völlig oder teilweise beseitigt werden.

Statt eines Tiefpasses 24 kann selbstverständlich auch wieder ein Bandsperrfilter mit einem Sperrband um die Trägerfrequenz f„ und einem gewünschten Pegel dieses Sperrbandes verwendet werden.

Es ist einleuchtend, daß das Frequenzspektrum des Signals, wie es durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung erhalten wird, möglichst unverändert aufrechterhalten werden soll. Dies ist von besonderem Interesse, wenn der Übertragungskanal, z. B. ein Aufzeichnungsträger, eine beschränkte Bandbreite aufweist. Das aus diesem Übertragungskanal erhaltene Signal wird dann ja nicht mehr rechteckförmig sein, sondern endlich steile Flanken aufweisen. In diesem Falle ist es wichtig, daß die Frequenzmodulation stattfindet, ohne daß das modulierte Signal einer Begrenzung unterworfen wird. Eine Begrenzung würde ja wieder eine Impulsbreitenmodulation durch die unterschiedlichen in deim modulierten Signal vorhandenen Komponenten zur Folge haben, wodurch zusätzliche Komponenten gebildet werden würden.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufmodulieren eines zusammengesetzten Farbfernsehsignal, das ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal mit einer festen Farbhilfsträgerfrequenz enthält, auf eine Trägerwelle, bei dem das Leuchtdichtesignal als Frequenzmodulation dem Trägersignal zugesetzt und das Farbartsignal auf derartige Weise dem Trägersignal aufmoduliert wird, daß durch eine einfache Frequenzdemodulation dieses modulierten Trägersignals das ursprüngliche zusammengesetzte Farbfernsehsignal wiedergewonnen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbartsignal (C) zu einem Hilfsträgersignal (2) transponiert wird, das eine Frequenz (f»—r_c) aufweist, die in einem Frequenzabstand gleich der Farbhilfsträgerfrequenz (f_c) unterhalb der Frequenz (f_o) des vom Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignals (E_y) Hegt, und daß dies« frequenzmodulierte Trägersignal (E_y) von dem Hiifsträgersignai (2) in der impulsbreite moduliert wird (F i g. 2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbartsignal fQdadurch transponiert wird, daß dieses Farbartsignal (C) mit dem vom Leuchtdichtesignal in der Frequenz modulierten Trägersignal (E_y) gemischt wird (Fig. 2).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreitenmodulation dadurch erzielt wird, daß von einem modulierten Trägersignal (Ey) mit endlich steilen Flanken ausgegangen wird, zu dem das Hilfs>rägers.':*5ial (2) addiert wird, wonach das Summensignal symmetrisch begrenzt wird (F ig. 2+ 3).

4. Verfahren nach Anspruch .3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Addition das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal (2) und dem modulierten Trägersignal (E_y) geändert wird (F ig. 3).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbartsignal dadurch transponiert wird, daß das Trägersignal mit diesem Farbartsignal in der Frequenz moduliert wird, und daß die Impulsbreitenmodulation dadurch erzielt wird, daß das modulierte Trägcrsignal in der Bandbreite beschränkt und symmetrisch begrenzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß vor der Frequenzmodulation die Amplitude des Farbartsignals verkleinert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im frequenzmodulierten Trägersignal vor der Begrenzung das Amplitudenverhältnis zwischen dem Hilfsträgersignal und dem Trägersignal vergrößert wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Trennfilter (12) zur gegenseitigen Trennung des Leuchtdichtesignals (Y) und des Farbartsignals (C). einem Frequenzmodulator (13) /.um Frequenzmodulieren eines Trägcrsignal.s(i) mit dem l.euchldichtesignal, einer Misehschalliing (14). die einerseits mit clem l^;rcqiicn/modiilau>r (13) /um !'Impfungen des modulierten Tragersignals und andererseits mit dem Trcnnfiller (12) /um Empfangen des Farbartsignals (C) gekoppelt ist. einem mit dem Ausgang der Mischschaltung (14) gekoppelten Filter (15) zum Abtrennen des Hilfsträgcrsignals (C) und

einem Impulsbreitenmodulator (16) versehen ist. der mit diesem Filter (15) und mit dem Ausgang des Frequenzmodulators (13) gekoppelt ist, um das modulierte Trägersignal (E₁) in Abhängigkeit von dem Hilfsträgersignal (C) in der Impulsbreite zu modulieren (F ig. 3).

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenmodulator (16) eine Addicrschaltung (17) mit einem ersten Eingang zum Empfangen des modulierten Trägersignals (E₁). einem zweiten Kingang zum Empfangen des Hilfsträgersignals (C^ und einem mit einer Begrenzerschaltung (18) verbundenen Ausgang enthäk(F i g. 3).

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Frequenzmodulator (23) zum Frequenzmodulieren des Trägersignals (1) mit dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal (Y+ C), einem Filter (24) zum Beschränken in der Bandbreite des modulierten Trägersignals und einer Begrenzerschaitung (25) zum symmetrischen Begrenzen dieses modulierten Trigersignals versehen ist (F i g. 5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Farbfernsehsignal (Y+ C) dem Frequenzmodulator (23) über ein Filter (22) zur Verkleinerung der Amplitude des Farbartsignals fQzugeführt wird (F i g. 5).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Frequenzmodulator (23) und der Begrenzerschaltung (25) ein Filter (24) zur Vergrößerung des Amplitudenverhältnisses zwischen dem Hilfsträgersignal (C) und dem Trägersignal angeordnet ist (F i g. 5).