DE2937715A1 - Mehrfrequenz-burstsignalgenerator mit veraenderlichem start - Google Patents

Description

sssiZZT Dr. Hans-Herbert Stoffregen Hanau ÄTÄST" äTä⁴¹"

18. September 1979 11 863

TEKTRONIX, Inc. ?Q^77T5

IA 150 S.W. Karl Braun Drive £30

Beaverton, Oregon 97 077 U.S.A.

Mehrfrequenz-Burstsignalgenerator mit veränderlichem Start

Es besteht ein Bedarf an Qualitätskontrolle im Bereich von Fernsehübertragungen, um zu gewährleisten, daß das zusammengesetzte Videosignal ohne Verzerrung im gesamten Videosystem aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck sind verschiedene Testsignale entwickelt worden, um die Qualität des Videosystems zu testen. Eines der in breiterem Umfang benutzten Testsignale ist das Mehrfrequenz-Burstsignal, im folgenden auch Mehrfachburst genannt.

Das Mehrfrequenz-Testsignal wird durch einen Mehrfachburstgenerator erzeugt. Dieser Generator erzeugt eine Reihe von Burstsignalen oder Bündeln von Sinuswellen gleicher Amplitude von 0.5 MHz bis 4.2 MHz (NTSC-Fernsehsystem) oder von 0.5 MHz bis 5.8 MHz (PAL-Fernsehsystem) und weiße und schwarze Bezugspegel. Das Ausgangssignal enthält quch ein zusammengesetztes Synchronisationssignal, so daß das vollständige Signal in der üblichen Art und Weise verschieden Fernsehgeräte und -schaltungen durchläuft. Das Mehrfachburst wird allgemein für eine schnelle Kontrolle der Verstärkung in Abhängigkeit vom Frequenzverhalten verwendet. Das Signal durchläuft die Videoeinrichtung und wird auf einem Oszilloskop überwacht. Das Ansprechverhalten der Vldeoeln-

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richtung auf die verschiedenen Mehrfachbürste ist an ihren jeweiligen Amplituden ersichtlich.

Dieses Mehrfrequenz-Burst-Signal wird gewöhnlich durch kurzzeitiges Einschalten eines Funktionsgenerators oder einer Reihe von Oszillatoren erzeugt. Allerdings rufen die Anordnungen zum Schalten mit hoher Geschwindigkeit unerwünschte harmonische Frequenzen oder Seitenbänder hervor, die auf andere Videogeräte störend einwirken können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Einsatz der Mehrfrequenz-Burst-Signale, die an den Ausgangsschalter des Mehrfrequenz-Burst-Generators abgegeben werden, nach und nach geändert, und zwar im Verhältnis zu einer Rampe, die mit der Halbbildgeschwindigkeit (59.94 Hz im NTSC-System) auftritt. Das Ergebnis ist, daß auf einem Oszilloskop, das mit der Fernsehzeilenfrequenz (15,734.26 Hz im NTSC-System) getriggert wird, die Mehrfachbündel mit eng zueinander benachbarten Spuren der Burstfrequenz gefüllt werden. Zusätzlich wird die Gestalt der Burstbündel durch Schalten der Burstsignale mit einem Signal, dessen Anstiegszeit geregelt ist, im Takt der Zeilenfrequenz verändert.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Mehrfrequenz-Burstsignal mit kontrollierbar geformten Impulsbündeln zu liefern, das unerwünschte Seitenbandsignale ausschaltet. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrfrequenz-Burstsignal zu schaffen, das eine genauere Anzeige der Burstamplitude ermöglicht.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird aber auch in der folgenden Beschreibung eingehend erläutert. Die Erfindung läßt sich sowohl hinsichtlich

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ihrer Aufgabe als auch hinsichtlich ihrer Betriebsweise sowie weiterer V/orteile und Aufgabenstellungen am besten unter Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit der dazugehörogen Zeichnung verstehen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen weder erschöpfend noch beschränkend sein, sondern zur Veranschaulichung dienen, damit Fachleute die Erfindung und ihre Grundsätze und die Art ihrer Anwendung voll verstehen können, so daß sie sie in verschiedenen Formen abwandeln können, je nach den besonderen Bedingungen des Einsatzes.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deshalb aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Erzeugung eines Mehrfrequenz-Burst-Signals,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild der in Fig. 1 dargestellten Schaltung für die Veränderung des Starts,

Fig. 3 eine Kombination eines schematischen Schaltbilds und eines Blockschaltbilds der Schaltung für die Kontrolle der Anstiegszeit und der Ausgangsschaltanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Schema einer Ausführungsform einer Ausgangs- Schaltanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine Darstellung einer OsziIloskopanzeige des Ausgangs des in Fig. 1 dargestellten Funktionsgenerators für den Fall, daß die veränderliche Startschaltung nicht wirksam ist,

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich wie die von Fig. 5, wenn die veränderliche Startschaltung wirksam ist,

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Fig. 7 die verschiedenen Signale aus der veränderlichen Startschaltung von Fig. 2,

Fig. 8 eine Darstellung des Ansprechverhaltens des Analogmultiplizieres von Fig. 3 bei einem Schaltimpuls am Eingang

und

Fig. 9 eine Darstellung der ungefähren Sinuswel lenhül !kurve, die durch den Analogmul tipi izierer von Fig. 3 hervorgerufen wird.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung enthält eine veränderliche Startschaltung (12), die durch eine negativ verlaufende Rampe 20 mit der Fernsehhalbbildfrequenz gesteuert wird. Die veränderliche Startschaltung 12 erhält von einer Start/Stopkontrol !anordnung 10 auch ein Start- oder Betriebssignal 22. Die Schaltung gemäß Fig. 1 enthält auch einen Funktionsgenerator IA, um die Ausgangsschal tanordnung 16 mit den Bursts von Sinuswellen-Signalen zu versorgen. Eine Anstiegszeit-Kontrollschaltung 18 verändert den Zei lenfrequenzimpuls 28, um einen Schaltimpuls 30 zu erzeugen.

Die Start-/Stopkontrol!anordnung 10 gemäß Fig. 1 ist so beschaffen, daß sie ein rechtwinkliges Betriebssignal, wie z.B. das Signal 22, mit der Fernsehzeilenfrequenz erzeugt. Das Betriebssignal 22 ist üblicherweise direkt an den Fu tionsgenerator 14 angelegt, der die üblichen Bündel von sechs Frequenzen erzeugt, aus denen sich das Mehrfrequenz- Burstsignal zusammensetzt. Während einer Zeilenabtastperiode wird ein Burst aus jeder der sechs Frequenzen entwickelt. Die Signale haben normalerweise dieselbe Amplitude. Eine Möglichkeit, den Funktionsgenerator aufzubauen, besteht darin, nacheinander sechs Oszillatoren durch eine Kette von Multivibratorgattern zu steuern. Verschiedene andere Schaltungen, einschließlich eines programmierbaren Funktionsgenerators, können verwendet werden.

Wie oben erwähnt, ist das von der Start-/Stopkontrol !anordnung

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10 erzeugte Betriebssignal normalerweise direkt an den Funktionsgenerator 14 gelegt. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch wird das Betriebssignal 22 zunächst durch die veränderliche Startschaltung 12 modifiziert. Die Spannungsrampe 20 wird an die veränderliche Startschaltung 12 mit der Fernsehhalbbildfrequenz angelegt. Während jeder Rampe wird der Startpunkt des Betriebssignals nach und nach verschoben, so daß eine mit der Fernsehzeilenfrequenz getriggerte Oszil loskopanzeige als Signal 26 in Fig. 1 erscheinen wird.

Fehlt eine solch veränderliche Startschaltung 12, so würde das Mehrfrequenz-Burstsignal am Ausgang des Funktionsgenera tors 14 auf einem Oszil loskopschirm als Signal 27 wie in Fig. 5 gezeigt, erscheinen. Veränderungen in der Amplitude der einzelnen Sinuswellen innerhalb der Burst-Bündel können auftreten, sie können aber unbemerkt bleiben, wenn beispielsweise die Anzeige zur näheren Untersuchung horizontal gedehnt wird. Jegliche Veränderungen der Amplitude können leicht auf der Oszil loskopanzeige von Fig. 6 bemerkt werden, die sich aus der allmählichen Verschiebung des Startpunktes des Funktionsgenearator-Betriebssignal ergeben.

Eine Schaltung zur fortschreitenden Verzögerung des Funktionsgenerator-Betriebssignals ist in Fig. 2 gezeigt. Die Eingänge zu dieser Schaltung sind die Betriebssignale 22 und die Rampe 20 mit der Halbbildfrequenz. Das Betriebsignal 22 ist an den Triggereingang eines monostabilen Multivibrators 100 gelegt. Ein dritter Eingang für die Schaltung der Fig. 3 ist das Zeilenfrequenzsignal 22 zum NAND-Gatter 100. Das Zeilenfrequenzsignal 28 und der Ausgangsimpuls 29 des monostabilen Multivibrators 100 sind die beiden Eingangssignale zum NAND-Gatter 100. Das abgeänderte Betriebssignal 24 ist der Ausgang des NAND-Gatters 110.

Die Breite des Ausgangsimpulses 29 wird durch die Ladezeit eines RC-Netzes aus dem Widerstand 130 und dem Kondensator 140 bestimmt, die an den Zeitsteuereingang des monostabilen Multi-

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vibrators 100 angeschlossen sind. In dieser Schaltung wird die Breite des Ausgangsimpulses 29 nach und nach durch allmähliche Erhöhung der Aufladezeit des RC-Netzes ausgedehnt. Die Ladezeit wird während eines jeden Fernsehhalbbildes durch die Verringerung des Ladestroms erhöht, der in das RC-Netz 130-140 eingespeist wird. Die allmählich abnehmende Rampe 20 mit der Halbbildfrequenz sorgt für den allmählich abnehmenden Ladestrom, wobei die Breite des Ausgangsimpulses 29 proportional erhöht wird. Der Ausgangsimpuls 29 wird mit dem Zeilenfrequenzimpuls 28 im NAND-Gatter 110 vereinigt, um ein Ergebnis zu erzielen, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In Fig. 7 werden repräsentative Oszi I loskopspuren der Signale der veränderlichen Startschaltung 12 gezeigt. Die Spur A stellt die abnehmende Rampe 20 mit der Halbbildfrequenz und die Spur C den Ausgangsimpuls 29 des monostabilen Multivibrators 100 dar, wenn die Rampe 20 mit der Halbbildfrequenz ihren höchsten Punkt am Anfang des Halbbilds fast erreicht hat. Der Ausgangsimpuls 29 und der Zei lenfrequenzimpuls 28 sind logisch im NAND-Gatter 110 miteinander vereinigt, um das veränderte Betriebssignal 24, das in der Spur D gezeigt wird, hervorzurufen. Die Spur E beschreibt dem Ausgangsimpuls 29 später im Halbbild (wenn die Rampe mit der Halbbildfrequenz nach unten verlaufen ist), und die Spur F stellt das veränderte Betriebssignal 24 zum selben Zeitpunkt dar. Die Spur G veranschaulicht das veränderte Betriebssignal, so wie es auf einem Oszilloskop erscheinen würde, das mit der Fernsehzeilenfrequenz getriggert wird. Wie bereits oben erwähnt, resultiert das allmähliche Verzögern des Betriebsignals, wie es oben erläutert wurde, in einem Signal des Funktionsgenerators 14, das die in Fig. 6 gezeigte Gatter hat.

Die vollbesetzten Burstbündel 26 aus dem Funktionsgenerator 14 würden normalerweise direkt mit einem Ausgangsanschluß 40 verbunden sein. Die vorliegende Erfindung formt diese Burstbündel so um, daß die Seitenbandsignale, die durch die schnellen Schaltgeschwindigkeiten des Funktionsgenerators 14 erzeugt werden, beseitigt werden. Die Formung wird mit dem Durchlauf der Burstbündel durch eine Schaltanordnung erzielt, die durch eine

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Scha It we 11 en form, die geregelte Anstiegs- und Abfallzeiten hat, kontrolliert wird.

Die F.ig. 3 zeigt eine geeignete Schaltung zur Formung der Burstbündel. Die Schaltung enthält die AusgangsschaItanoi dnung 16 und die Anstiegszeitkontrolle 18. Die Eingangssignale zu der Schaltung sind natürlich die Burstbündel 26 und der Zeilenfrequenzimpuls 28. Die Ausgangsschaltanordnung 16 ist ein analog abgeglichener Multiplizierer und kann eine auf dem Markt erhältliche Vorrichtung wie z.B. ein MC 1595 sein. Die Anstiegszeitsteuerung 18 enthält einen Transistor 200 und Dioden 210 und 220.

Durch die Betätigung wird der Zei lenfrequenzimpuls 28 an die Basis eines PNP Transistors 200 angelegt, wo er in einen Schaltimpuls 30 geformt wird. Ist der Zei lenfrequenzimpuls positiv, so erhöht sich die Wellenform am Kollektor des Transistors 200 allmählich bis sie die von der Diode 200 gesetzte Schwelle erreicht. Die Ausgangswellenform bleibt auf diesem Pegel bis der Zei lenfrequenzimpuls 28 nach unten geht. An dieser Stelle fällt der Ausgangsimpuls allmählich bis er die untere Schwelle erreicht, die von der Diode 220 bestimmt wird. Das Ergebnis ist der Schaltimpuls 30, wie er in Fig. 3 zu sehen ist. Dieser Schaltimpuls wird zusammen mit den Burstbündeln an den analog abgeglichenen Multiplizierer 16 angelegt.

Eine abgeglichene Doppel weg-Multipl ikation findet sich im Multiplizierer 16 zwischen den Burstbündeln 26 und dem Schaltimpuls 30 statt. Der Multiplizierer 16 verändert die Impulsbündel weiterhin, dadurch daß die Schaltfunktion in eine ungefähre Sinuswelle umgeformt wird. Dies wird durch den Betrieb des Verstärkers in seinem nicht-linearen Schaltbereich erreicht. Die Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines typischen Multiplizierers auf eine Eingangsschaltspannung hin.

Diese Ansprechkurve ist auf die wohl bekannten, nicht linearen Eigenschaften der Transistorgrenzschichten zurückzuführen. Deshalb muß der Schaltimpuls normaler auf den Bereich zwischen

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den Punkten A und B in der graphischen Darstellung beschränkt sein, um ein lineares Schalten hervorzurufen.

In der vorliegenden Erfindung aber treibt der Schaltimpuls den Multiplizierer in seinen nicht-linearen Arbeitsbereich, um die ungefähre Sinushülle zu erhalten, die das in Fig. 9 gezeigte Burstbündel umgibt. Das Ergebnis der Formung der Burstbündel ist die Beseitigung der Seitenbandsignale, die normalerweise von Mehrfrequenzburst-Signa I generatoren erzeugt werden.

Fig. A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Multiplizierers 16. In diesem Fall ist der Multiplizierer so konstruiert, daß er diskrete Transistoren oder eine monolithische Transistoranordnung verwendet. Die Eingänge zum Verstärker sind die Schaltimpulse 30 und Burstbündel 26. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist im wesentlichen die gleiche wie die Arbeitsweise des Multiplizierers in Fig. 3. Transistorenpaare 300-310 und 320-330 arbeiten jeweils als einpolige Umschaltkontakte. Sie schalten zwischen den Burstbündeln und dem Gleichstrom um, der von der Stromquelle 360 gemäß dem Schaltimpuls 20 geliefert wird. Da diese Schalter stromgesteuerte Gatter mit über Kreuz gekoppelten Kollektoren sind, ergibt sich eine abgeglichene VoI I Wegmultiplikation zwischen den Burstbündeln und dem Schaltimpuls. Die oben beschriebene annähernde Sinuswellenhülle wird ebenfalls von dieser Schaltung auf dieselbe Weise erzeugt.

Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschreiben wurde, ist es für Fachleute klar, daß viele Änderungen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne daß von der Erfindung in ihren weiteren Aspekten abgewichen werden muß. Deshalb schließen die vorangestellten Ansprüche all diese Änderungen und Abänderungen, die in den Gedanken und Umfang dieser Erfindung fallen, ein.

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Leerseite

Claims (8)

1. Mehrfrequenz-Burscsignalgenerator mit veränderlichem Start

   AMSPRUCHE

   Ein Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator zum Testen von Fernsehvideoeinrichtungen, gekennzeichnet durch einen Sinuswel len-Signalgenerator (IA), der durch ein Betriebssignal mit der Fernsehzeilenfrequenz getriggert wird und der einzelne Bündel von Sinuswellen mit voreinstellbaren Frequenzen erzeugt, weiterhin gekennzeichnet durch eine Verzögerungsschaltung (12), die auf dieses Betriebssignal und auf ein Rampensignal mit der Fernsehhalbbildfrequenz entspricht, um allmählich den Startpu punkt der Sinuswellen, die von dem Sinuswel lensignalgenerator (IA) hervorgerufen werden, zu verschieben .
2. 2. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sinuswellen- Signnlgenerator (IA) zur Erzeugung von Bursts von Sinuswellensignalen bei einer Vielzahl von vorbestimmten Frequenzen, durch eine Ausgangsschaltanordnung (16), um diese Bursts von Sinuswellen-Signalen an die getesteten Fernsehvideoeinrichtungen anzulegen und durch eine Steuerschaltung (18), die auf ein Schaltsignal (28) mit der Fernsehzellenfrequenz zum kontrollierbaren Schalten dieser Bursts von Sinuswellen an diese" Ausgangsschaltanordnung (16) reagiert.

   ORIGINAL INSPECTED
3. 3. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator zum Testen von Fernsehvideoeinrichtungen, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sinuswellen-Signalgenerator (14), der durch ein Betriebssignal mit der Fernsehzeilenfrequenz getriggert wird und einzelne Bündel von Sinuswelen mit voreingestellten Frequenzen erzeugt, durch eine Verzögerungsschaltung (12), die auf dieses Betriebssignal und auf ein Rampensignal (20) mit der Fernsehhalbbildfrequenz zur allmählichen Verschiebung des Ausgangspunktes der Sinuswellen anspricht, die von diesem Sinuswellen-Signalgenerator (14) erzeugt werden, durch eine Ausgangsschaltanordnung (16), um diese Bündel von Sinuswellen an die zu testende Fernsehvideoeinrichtung anzulegen, und durch eine Steuerschaltung (18), die auf ein Schaltsignal (28) mit der Fernsehzeilenfrequenz zum kontrollierbaren Schalten dieser Bündel von Sinuswellen ,an der Ausgangsschaltordnung (16) reagiert.
4. 4. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Start-/Stop-Steuerung (10), die auf einen Impuls mit der Fernsehzeilenfrequenz anspricht und ein Betriebssignal (22) erzeugt.
5. 5. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (12) ein Verzögerungselement (100, 130, 140) enthält, dessen Verzögerungsbetrag in direkteem Verhältnis zum angelegten Strom abnimmt.
6. 6. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator nach Anspruch 5, d a durch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement einen monostabilen Multivibrator (100) mit veränderbarer Impulsdauer enthält.
7. 7. Mehrfrequenz-Burst-TestsignaIgenerator nach Anspruch 2 oder 3,

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   ORIGINAL INSPECTED

   dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schaltung (18) zur Formung des Schaltsignals umfaßt, um so dessen Anstiegszeit zu ändern und störende Seitenbandsignale auszuschalten.
8. 8. Mehrfrequenz-Burst-Testsignalgenerator nach Anspruch 2 oder einem der folgenden,

   dadurch gekennzeichnet, daß diese Schaltung (18) einen analog abgeglichenen Multiplizierer (16) enthält.

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   ORIGINAL INSPECTED