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Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung für das NTSC-,
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PAL- oder SECAM-Modulationsverfahren Die Erfindung bezieht sich auf
eine Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung mit kombinierten, insbesondere in
integrierter Halbleitertechnik ausgeführten, Stufen, die am Ausgang infolge selbsttätiger
Systemumschaltung die drei Farbsignale (R, G, B) liefert, wenn ihrem Eingang alternativ
nach dem NTSC-, PAL- oder SECAM-Modulationsverfahren übertragene Farbartsignale
mit einem Farbreferenzsignal und gegebenenfalls das Helligkeitssignal zugeführt
werden.
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Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnungen, in denen eine Anzahl von
Stufen kombiniert sind und mit denen Signale von zwei verschiedenen Farbfernsehsystemen
empfangen werden konnten, wobei die Systemumschaltung (Normumschaltung) selbsttätig
erfolgte, sind bekannt. Dabei mußte jedoch der ersteller des Farbfernsehempfängers
mehrere Teilschaltungen, ggf. als integrierte Halbleiterschaltungen, verbinden,
um die gewünschte selbsttätige Umschaltung zu erhalten insbesondere dann, wenn die
Gesamtschaltung mindestens drei verschiedene Systeme selbsttätig erkennen und die
Signalbearbeitung darauf einstellen sollte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Schaltungsanordnung
zu schaffen, die, insbesondere als einheitliche integrierte Halbleiterschaltung
die ankommenden Farbfernsehsignale selbsttätig hinsichtlich des Modulationsverfahrens
bzw. der betreffenden Norm identifiziert und die erforderliche Signalbearbeitung
vornimmt, so daß unabhängig von der angewendeten Übertragungsnorm am Ausgang Signale
gleicher Art, z.B. die Farbdifferenzsignale (R-Y, G-Y und B-Y) bzw. die Farbsignale
R, G und B sowie gegebenenfalls das Helligkeitssignal Y zur Verfügung stehen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die nachstehend
genannten, an sich bekannten Teilschaltungen, insbesondere in integrierter Technik
auf einem Halbleiterkörper, kombiniert sind: a) eine Farbreferenzsignal-Entnahmestufe,
der das NTSC-Farbartsignal, das PAL-Farbartsignal oder das SECAM-Farbartsignal zugeführt
wird, b) eine Identifizierungsstufe, in der mittels des zugeführten Farbreferenzsignals
das verwendete Modulationsverfahren festgestellt wird und von der mittels eines
Identifizierungssignals zugeordnete Umschaltungen anderer Stufen gesteuert werden
und die ein Informationssignal über Frequenz, Phase und/oder Amplitude des Farbsynchronsignals
liefert, c) eine Farbartsignal-Amplitudenbearbeitungsstufe, in der das amplitudenmodulierte
Farbartsignal in der Amplitude geregelt oder das frequenzmodulierte Farbartsignal
auf einen konstanten Amplitudenwert begrenzt wird, d) eine die Signale für die Demodulation
liefernde Übertragungsstufe, in der das NTSC-Farbartsignal unverändert übertragen
wird oder in der das PAL-Farbartsignal einerseits unmittelbar und andererseits mittelbar,
nachdem es über eine Zeilenverzögerungsleitung geleitet wurde, einer Kombinationsstufe
zugeführt wird, an deren Ausgang die erste Farbartsignalkomponente und mit von Zeile
zu Zeile wechselndem Vorzeichen die zweite Farbartsignalkomponente auftreten; wobei
die zweite Farbartsignalkomponente einerseits direkt und andererseits über eine
Vorzeichenumkehrstufe einer Taktumschaltstufe zugeführt wird, mit der der Vorzeichenwechsel
aufgehoben wird, oder in der das SECAM-Farbartsignal einerseits unmittelbar und
andererseits über eine Zeilenverzögerungsleitung
mittelbar der Taktumschaltstufe
zugeführt wird, die abwechselnd die SECAM-Farbartsignale entweder direkt oder über
Kreuz weiterleitet, e) zwei an die Ubertragungsstufe angeschlossene Demodulationsstufen,
in denen entweder das NTSC-Farbartsignal mit Hilfe je einer zugesetzten Oszillatorschwingung
in zwei orthogonalen Richtungen demoduliert wird oder die beiden durch Kombination
erhaltenen PAL-Farbartsignale mit Hilfe je einer zugesetzten Oszillatorschwingung
demoduliert werden oder die am Ausgang des Taktumschalters auftretenden beiden SECAM-Farbartsignale,
vorzugsweise unter Ausnutzung außen angeschalteter Resonanzelemente, insbesondere
Spulen oder Schwingungskreise, in der Frequenz demoduliert werden, f) eine Oszillatorstufe,
in der eine von dem Farbreferenzsignal synchronisierte Schwingung erzeugt wird,
die beim Empfang von NTSC- oder PAL-Farbartsignalen Bezugsschwingungen, vorzugsweise
zwei gegeneinander um 90° phasenverschobene Schwingungen, an die Demodulationsstufen
liefert, g) eine Ausgangsstufe, in der aus den durch Demodulation erhaltenen beiden
Farbdifferenzsignalen und dem Helligkeitssignal in einer Matrixschaltung die drei
Farbdifferenzsignale bzw. die drei Farbwertsignale gebildet und, ggf.
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mit dem Helligkeitssignal, an Ausgangsklemmen zugeführt werden, h)
eine Farbartsignal-Prüfstufe, die bei Fehlen einer ausreichenden Farbartsignal-Amplitude
ein Farb-Abschaltsignal liefert, das der Ausgangsstufe zugeführt wird und in dieser
bewirkt, daß an den Ausgangsklemmen nur das Helligkeitssignal wirksam ist, und i)
eine vom Farbreferenzsignal synchronisierte Taktsteuerstufe, die die Taktumschaltstufe
steuert.
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Durch diese umfassende Konqbir,ltion wird erreicht, daß die damit
aufgebaute Empfän erschaltung für alle Systeme praktisch gleich ist; es brGlcht
lediglich die spezielle Lage des Systemumschalters noch vorgegeben zu werden, oder
es sind Umschaltmöglichkeiten vorzusehen. Es kann somit die gleiche kombinierte
Schaltung in der Grundausstattung für alle Empfänger benutzt werden; je nach dem
Vertriebsgebiet, in dem Farbfernsehsignale nach ein, zwei oder drei Normen empfangen
werden können, erhalten die betreffenden Geräte ggf. eine geringe zusätzliche Schaltungsänderung.
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Aus der DE-OS 18 09 414 ist eine Farbsignal-Trennschaltungsanordnung
für einen PAL-SECAM-Farbfernsehempfänger bekannt, bei der unter Verwendung einer
einzigen Verzögerungsleitung die Empfangsmöglichkeit für die eine oder die andere
Norm ausgewählt werden kann, wobei eine Taktumschaltstufe verwendet wird, die im
einen Fall die Vorzeichenumkehr des PAL-Signals oder beim SECAM-Signal die Übertragung
direkt oder über Kreuz ausführt.
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Aus der DE-OS 19 01 583 ist ein Farbfernsehempfänger bekannt, bei
dem mittels einer Identifizierungsstufe festgestellt wird, nach welchem Modulationsverfahren
die empfangenen Signale übertragen sind, wonach dann eine selbsttätige Umschaltung
zugehöriger Stufen im Empfänger veranlaßt wird.
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Aus der DE-OS 22 26 874 ist es schließlich bekannt, das verzögerte
und das unverzögerte amplitudenmodulierte oder frequenzmodulierte Farbsignal einem
linearen Verstärker oder einem Amplitudenbegrenzer zuzuführen und mit einer nachgeschalteten
Umschaltstufe die erforderlichen Signalbeeinflussungen mit halber Zeilenfrequenz
vorzunehmen und dann die Signale den Demodulatoren zuzuführen.
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Diese bekannten Schaltungen befassen sich jeweils nur mit Signalen
von zwei Normen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Schemas näher erläutert.
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Ein empfangenes Farbfernsehsignal wird in bekannter Weise, z.B. in
einem Hochfrequenz- und einem Zwischenfrequenz-Teil, verstärkt. Dabei werden auch
das Helligkeitssignal Y und das Farbartsignal getrennt, wobei für das amplitudenmodulierte
NTSC-Farbartsignal N bzw. das PAL-Farbartsignal P einerseits und das frequenzmodulierte
SECAM-Signal F andererseits unterschiedliche Filter und ggf. Verstärker bzw. Begrenzer
vorhanden sein können. Die beiden Signalarten werden über Eingangsklemmen 1 bzw.
2 einer Farbreferenzsignalentnahmestufe 3 zugeführt, die vorzugsweise auch von einer
Klemme 4 mit Tastimpulsen von Horizontal- und ggf. Vertikalfrequenz gesteuert wird.
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Abhängig davon, nach welchem Modulationsverfahren der empfangene Sender
arbeitet, tritt ein Farbartsignal an der Klemme 1 oder an der Klemme 2 auf. In der
Stufe 3 wird aus den Farbartsignalen beider Modulationsverfahren das Farbsynchronsignal
herausgetrennt und einer Identifizierunysstufe 5 zugeführt. In der Stufe 5 wird
das Farbsynchronsignal nach den üblichen Kriterien, insbesondere hinsichtlich der
Frequenz, geprüft, wobei durch die Verbindung über eine Klemme 6 ein äußeres Resonanzelement,
z.B. ein aus einer Spule und einem Kondensator bestehender Parallelresonanzkreis
8 gegen Erde mit wirksam sein kann.
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Die Stufe 5 liefert an ihrem Ausgang 7 ein Signal, das angibt, ob
Fernsehbilder nach dem NTSC-, PAL- oder SECAM-Modulationsverfahren empfangen werden
und mit dem andere Stufen in geeigneter Weise dafür umgeschaltet werden können.
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Die Stufe 5 liefert weiter an einem Ausgang 9 ein Farbreferenz-Informationssignal
B, mit dem die Synchronisation eines Oszillators, eine zeilenfrequente Umschaltung
usw.
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durchgeführt werden können. Gegebenenfalls können diese
Informationen
des Signals B elektrisch unterschiedlich dargestellt und/oder über getrennte Leitungen
den nachfolgenden Stufen zugeführt werden. Die Farbartsignale von den Klemmen 1
und 2, die hinsichtlich des Farbreferenzsignals in der Stufe 3 bearbeitet wurden,
werden, vorzugsweise über getrennte Leitungen, weiter einer Amplitudenbearbeitungsstufe
10 zugeführt. Diese enthält vorzugsweise einen einstellbaren Verstärker, mit dem
die amplitudenmodulierten Signale auf konstante Ausgangsamplitude geregelt werden
bzw. mit dem die frequenzmodulierten Signale auf einen konstanten Wert begrenzt
werden. Durch einen in der Stufe 10 schematisch dargestellten Umschalter 19, dessen
Zunge über eine gestrichelte Linie mit der Ausgangsklemme 7 der Identifikationsstufe
5 verbunden ist, wird angedeutet, daß die in der Stufe 10 erforderlichen Umschaltungen
durch das an der Klemme 7 auftretende Norm-Identifikationssignal gesteuert werden
können, die Teilschaltung 19 bildet also einen Modulationsartschalter für die Signalverarbeitung.
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Die bisher beschriebenen und noch weiter zu beschreibende Schaltungsteile
sind nach der Erfindung in integrierter Technik auf einem Halbleiterkörper kombiniert,
der durch die die Teilschaltungen umschließende gestrichelte Umrandungslinie 11
angedeutet ist. Die auf ihr dargestellten Klemmen stellen die Verbindungen nach
außen dar. Innerhalb dieses Halbleiterkörpers befindet sich eine Ubertragungsstufe
12, die ihrerseits durch eine etwas dünner gestrichelte Linie umrandet ist. Das
Ausgangssignal der Amplitudenbearbeitungsstufe 10 wird der internen Eingangsklemme
15 der Teilschaltung 12 zugeführt und gleichzeitig über eine äußere Klemme 16 einer
Verzögerungsleitung 17, deren Ausgangssignal an der Klemme 18 zugeleitet wird. In
der Obertragungsschaltung 12 ist der Modulationsartschalter 19 enthalten, der drei
Zungenkontakte auf je drei Raststellungen schaltet und der in der Realisierung natürlich
als elektronischer Schalter mit Transistoren und ggf. Dioden ausgebildet ist;
so
werden drei einzelne Umschalter 21, 22 und 23 gebildet, die gemeinsam betätigt werden.
Diese Schalter werden je nach dem von dem empfangenen Sender verwendeten Modulationsverfahren
von dem am Ausgang 7 der Identifikationsstufe 5 auftretenden Signal in die betreffende
Lage gebracht, wobei die obere Lage für NTSC-Signale, die mittlere Lage für PAL-Signale
und die untere Lage für SECAM-Signale vorgesehen ist.
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Die Übertragungsstufe 12 enthält weiter einen doppelten Umschalter
24, der aus den Umschaltern 25 und 26 besteht und der mit halber Zeilenfrequenz
betätigt wird. Die erforderliche Steuerung wird durch eine Taktsteuerstufe 28 vorgenommen,
die von der Identifikationsstufe 5, z.B. mittels des Farbreferenzsignals B, eine
Umschaltung von Zeile zu Zeile bewirkt.
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Bei PAL-Empfang werden das direkte Ausgangssignal der Stufe 10 von
der Klemme 15 und das verzögerte Signal von der Klemme 18 einer Kombinationsstufe
30 zugeführt, die an zwei Ausgängen die nach dem PAL-Verfahren durch Uberlagerung
des verzögerten und des unverzögerten Signals entstandenen Farbdifferenzsignale
liefert. Das (B-Y)-Farbartsignal wird dem mittleren Kontakt des Umschalters 21 und
das +(R-Y)-Farbartsignal wird dem mittleren Kontakt des Umschalters 22 und gleichzeitig
über eine Phasenumkehrstufe 31, also als +(R-Y)-Farbartsignal, dem mittleren Kontakt
des Umschalters 23 zugeführt. Die Zungenkontakte der Umschalter 22 und 23 sind weiter
mit den Endlagenkontakten des Umschalters 26 verbunden, dessen Zungenkontakt an
den Eingang der (R-Y)-Demodulationsstufe angeschlossen ist. Da der Umschalter 26
von der Taktsteuerstufe 28 in gleichem Rhythmus geschaltet wird wie der Vorzeichenwechsel
des (R-Y)-Signals, tritt dieses mit festem Vorzeichen in die Demodulatorstufe 33
ein. Die richtige Phasenlage der Taktsteuerstufe 28 kann dabei in bekannter Weise,
z.B. über die Identifikationsstufe 5 aus dem Farbsynchronsignal, sichergestellt
sein. Das (B-Y)-Signal
wird über den Umschalter 21 dem Eingang
des (B-Y)-Demodulators 34 direkt zugeführt.
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Am Ausgang der Demodulatoren 33 und 34 treten die demodulierten Farbdifferenzsignale
auf, die einer Ausgangsstufe 35 zugeführt werden. Diese erhält auch das Helligkeitssignal
Y von der Klemme 36; an den Ausgangsklemmen 41, 42, 43 und 44 der Ausgangsstufe
35 treten dann die Farbsignale R, G und B sowie ggf. das Helligkeitssignal Y auf.
Es ist auch möglich, in bekannter Weise die Matrix in der Ausgangsstufe 35 so auszubilden,
daß nur die drei Farbdifferenzsignale abgegeben werden.
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Der Identifikationsstufe 5 wird über den Ausgang 9 das Farbsynchronsignal
entnommen und dem Eingang eines Oszillators 46 zugeführt, der über eine Klemme 47
mit einem außen angeschalteten Resonanzelement 48, z.B. einem Schwingquarz, verbunden
sein kann. Der Oszillator 46 liefert an seinen Ausgängen 50 und 51 Farbhilfsträgerschwingungen
mit der für die Demodulation des roten bzw. des blauen Farbdifferenzsignals richtigen
Phase, die einen Unterschied von 900 aufweist, an die Demodulatoren 33 und 34.
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Für den Empfang von NTSC-Signalen werden durch die Identifikationsstufe
5 die Systemumschalter in den Stufen 10, 19 und 46 in die in der Zeichnung oben
dargestellte Lage gebracht. Dann wird das empfangene Ausgangs signal von der Klemme
15 über den Umschalter 21 direkt dem Blau-Demodulator 34 und über die Umschalter
22 und 23, unabhängig von der Lage des Umschalters 26, dem Rot-Demodulator 33 zugeführt.
Dazu gehört in der Regel eine andere Oszillatorfrequenz; durch den im Oszillator
46 enthaltenen Umschalter ist daher erforderlichenfalls der über die Klemme 52 angeschlossene
zweite Quarz 53 wirksam zu machen.
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Es ist auch möglich, beide Oszillatorfrequenzen aus dem gleichen
Quarz mittels geeigneter Teiler- bzw. Multiplikatorstufen abzuleiten und durch das
zugeführte Farbsynchronsignal auf die genaue Phase zu synchronisieren.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Oszillatorschwingung,
ggf. nach Frequenzteilung, über eine Phasenvergleichsstufe mit einer Bezugsfrequenz,
z.B.
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den Farbsynchronimpulsen oder den Zeilenimpulsen, verriegelt.
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Es ist dann ggf. möglich, auf zusätzliche äußere Resonanzelemente,
wie die Quarze 48 bzw. 53, ganz zu verzichten.
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Für den Empfang von SECAM-Signalen werden von der Identifikationsstufe
5 die Umschalter in den Stufen 10, 19 und 46 in die untere Stellung gebracht. Die
Stufe 10 arbeitet dann als Begrenzer. Ihr Ausgangssignal von der internen Klemme
15 wird dem unteren Kontakt des periodischen Umschalters 25 und über den Umschalter
22 dem oberen Kontakt des periodischen Umschalters 26 zugeführt. Das von der Klemme
15 über die Verzögerungsleitung 17 geführte Signal wird dem oberen Kontakt des periodischen
Umschalters 25 und über den Umschalter 23 dem unteren Kontakt des periodischen Umschalters
26 zugeführt. Die Zunge des Umschalters 25 ist über den unteren Kontakt des Umschalters
21 mit dem Blau-Demodulator 34 verbunden, während die Zunge des Umschalters 26 direkt
an den Rot-Demodulator 33 angeschlossen ist. Für die Frequenzdemodulation sind an
die Demodulatoren 33 und 34 über Klemmen 55 und 56 Resonanzelemente, z.B. Parallelresonanzkreise
57 und 58, angeschlossen.
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In der Zeichnung werden die frequenzmodulierten Signale den Demodulatoren
33 und 34 an den gleichen Eingängen zugeführt wie im NTSC- oder PAL-Fall die amplitudenmodulierten
Signale; die Auftrennung auf die unterschiedlichen Demodulatoren kann dabei in beliebiger
Weise, z.B. durch Filter, erfolgen. Es ist aber auch möglich, die unterschiedliche
Signalführung für
amplitudenmodulierte und frequenzmodulierte Signale
dadurch vorzunehmen, daß in den Demodulatoren 33 und 34 entsprechende, von der Klemme
7 her betätigte Umschaltkontakte vorhanden sind oder daß der Umschalter 19 und ggf.
24 entsprechend anders ausgebildet wird, so daß unterschiedliche Ausgänge für die
beiden Modulationsarten gebildet werden, die mit unterschiedlichen Eingängen an
den Demodulatoren 33 und 34 verbunden sind.
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Die Ausgangssignale der Demodulatoren 33 und 34 sind auch bei Frequenzmodulation
in gleicher Weise an die Ausgangs-Matrixschaltung 35 angeschlossen.
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Die Identifikationsschaltung 5 liefert an ihrem Ausgang 9, ggf. an
einem getrennten Ausgang, ein Signal, das angibt, ob die Amplitude des empfangenen
Farbartsignals für eine Farbbildwiedergabe ausreichender Qualität geeignet ist.
Ist dies nicht der Fall, wird durch dieses Signal ein schematisch dargestellter
Umschalter 60 betätigt, der ein Sperrsignal K an die Matrixschaltung liefert, durch
das bei unzureichendem Farbartsignal auf Schwarz-Weiß-Wiedergabe umgeschaltet wird.
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Der Klemme 7 kann ggf. auch ein Signal entnommen werden, das aus der
Halbleiterschaltung 11 hinausgeführt wird und dort andere Umschalter, z.B. im Hochfrequenz-
oder Zwischenfrequenz-Verstärker betätigt.
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Wenn vom Ausgang 9 der Identifizierungsstufe 5 das ausgetastete, im
übrigen nach Frequenz, Phase und Amplitude unveränderte Farbsynchronsignal B abgegeben
wird, können die erforderlichen weiteren Prüfungen in den Stufen 28, 46 und 60 ausgeführt
werden; z.B. können in der Taktsteuerstufe 28 der Phasenwechsel des PAL-Signals
P oder der Frequenzwechsel
des SECAM-Signals F, in der Oszillatorstufe
46 Phase und Frequenz des PAL- bzw. des NTSC-Signals und in der Sperrsignalstufe
60 die Amplitudengröße ausgewertet werden.
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Patentansprüche
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