DE3002738A1

DE3002738A1 - Anordnung zum abtrennen eines fernseh-synchronsignals

Info

Publication number: DE3002738A1
Application number: DE19803002738
Authority: DE
Inventors: Birney David Dayton
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1980-08-07
Also published as: JPS55104172A; US4233629A; CA1126861A; NL8000401A; NL184141B; GB2042305A; FR2453564B1; JPS5857949B2; FR2453564A1; NL184141C; DE3002738C2; GB2042305B

Description

THE GRASS VALLEY GROUP, INC.

P.O. Box 1114

Bitney Springs Road

Grass Valley, California 95945

V.St.A.

Anordnung zum Abtrennen eines Fernseh-Synchronsignals

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 8, wie sie aus der US-Patentschrift Nr. 4 081 833 bekannt ist.

Ein Farbbildsignalgemisch setzt sich aus dem Farbbildsignal und dem Synchronsignal zusammen, wobei letzteres aus dem Horizontal-Synchronsignal und dem Vertikal-Synchronsignal besteht. Diese Synchronsignalkomponenten werden insgesamt als Synchronsignal bezeichnet. Zur Abtrennung des Synchronsignals vom Signalgemisch verwendet man ein Amplitudensieb, wobei die abgetrennten Synchronsignalkomponenten zur Synchronisierung der hori?ontalen und vertikalen Ablenkung bei der Wiedergabe des Fernsehsignals benutzt werden.

Das Synchronsignal ist gegenüber verschiedenen Arten von Rauschen und Störungen empfindlich. Zur Verminderung dieser Probleme sind verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt. Beispielsweise ist in der US-Patentschrift Nr. 4 081 833 ein Amplitudensieb zur Abtrennung des Synchronsignals beschrieben, das Schaltkreise zur Eliminierung von Brummen, Impulsstörungen und Änderungen der Schwarzabhebung enthält. Ein weiterer Störungs-

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einfluß, der in diesem Zusammenhang zu beachten ist, ist durch den Zeitbasisfehler gegeben, wie er durch Brumm- und Dachschrägeneinflüsse auf das Signalgemisch hervorgerufen werden kann. Ist dem Signalgemisch eine niederfrequente Brummspannung überlagert, so ändert sich die Vorderflanke des Synchronsignals von Zeile zu Zeile, so daß das Amplitudensieb zur Abtrennung des Synchronsignals nicht in der Lage ist, die Vorderflanke des Synchronsignals exakt aufzutasten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art den Zeitfehler bei der Abtrennung der Synchroninformation vom Fernsehsignal zu minimieren und damit eine genauere Auftastung der Vorderflanke des Synchronsignals zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des nebengeordneten Anspruchs 8 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach Anspruch 1 und 8 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird das Synchronsignal vom anliegenden Signalgemisch durch ein erstes Amplitudensieb getrennt. Diese Abtrennung braucht nicht sehr präzise zu sein. Das abgetrennte Synchronsignal wird als Abtastimpuls einem Abtast- und Haltekreis zugeführt. Der Abtast- und Haltekreis tastet das anliegende Videosigneil innerhalb der Dauer des Synchronsignals ab, hält den entsprechenden Spannungswert und führt diesen über eine Invertierstufe einer Summierstufe zu. Das am Eingang liegende Videosignal wird verzögert und ebenfalls der Summierstufe zugeführt. Die Verstärkungen im Zweig für das verzögerte Videosignal und im Zweig für den invertierten Abtastimpuls sind genau aneinander angeglichen, um während der Synchronimpulsdauer des anliegenden Videosignals am Summenpunkt die Spannung Null hervorzurufen. Da das Video-Eingangssignal auf dem

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Weg zum Summenpunkt verzögert wird, beginnt das Klemmpotential Null bereits während der vorderen Austastschulter des Synchronsignals und erlaubt somit, daß die Vorderflanke des Synchronsignals sehr genau von der Vergleicherstufe eines Amplitudensiebs aufgetastet wird. Brumm- und Dachschrägeneinflüsse werden etwa um den Faktor 60 zu 1 herabgesetzt, da sich solche Störeinflüsse nur über eine Mikrosekunde akkumulieren können gegenüber von ungefähr 60 Mikrosekunden, wenn der letzte der der Vorderflanke des Synchronsignals vorausgehende Abtastwert des Zeilenimpulses verwendet wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestel I ten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 2 Zeitdiagramme für den Signal verlauf an verschiedenen

Stellen innerhalb des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild eines in der Anordnung nach

Fig. 1 enthaltenen Amplitudensiebes;

Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild einer in der Anordnung nach Fig. 1 enthaltenen Abtast- und Haltekreises, und

Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild einer in der Anordnung nach Fig. 1 enthaltenen Summierstufe und Vergleicherstufe.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zur Abtrennung des Fernseh-Synchronsignals liegt das Signalgemsich an der Eingangsklemme 100 eines üblichen Amplitudensiebes 10 an. Das Amplitudensieb 10 ist mit der Verzögerungsstufe 20 verbunden, welche die Vorderflanke des Synchronimpulses verzögert. Dieser verzögerte Impuls wird dann dem Abtast- und Haltekreis 30 zugeführt,

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wo er als Steuerimpuls verwendet wird. Für das Eingangssignal des Abtast- und Haltekreises 30 wird das Signalgemisch an der Klemme 100 herangezogen, das zuvor eine Verzögerungsstufe 80 durchläuft. Das abgetastete Ausgangssignal des Abtast- und Haltekreises 30 wird einer Invertierstufe 40 zugeführt, deren Ausgang einen Eingang der Summierstufe 50 darstellt. Der zweiten Eingangsklemme der Summierstufe 50 wird das Signalgemisch an der Klemme 100 nach Durchlaufen einer Verzögerungsstufe 70 zugeführt. Der Ausgang der Summierstufe 50 führt zu einem ersten Eingang der Vergleicherstufe 60 dar, deren zweiter Eingang von einer Klemme 90 mit einer Referenzspannung beaufschlagt wird. Am Ausgang 110 der Vergleicherstufe 60 liegt dann das störungsfrei gewonnene Synchronsignal an.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist am besten anhand der Diagramme nach Fig. 2 verständlich, in der die verschiedenen Signalformen dargestellt sind, wie sie sich auf einem Oszillographenschirm ergeben würden. Von dem als Signalverlauf 200 in Fig. 2 dargestellten Signalgemisch ist lediglich die hier interessierende horizontale Austastlücke gezeigt. Der Signalverlauf 200 gemäß Fig. 2 liegt an der Eingangsklemme 100 der Anordnung nach Fig. 1 an und wird dem Amplitudensieb 10 zugeführt. Im Signal verlauf 200 stellt A den Videopegel an der rechten Fernsehbildseite dar; B die vordere Austastschulter der horizontalen Austastlücke; C die Vorderflanke des Synchronsignals; D den Synchronboden; E die Rückflanke des Synchronsignals; F das Farbsynchronsignal bei Farbfernsehsendungen; G die hintere Austastschulter der horizontalen Austastlücke und H den Videopegel an der linken Fernsehbildseite. Das erste Amplitudensieb ist, wie bereits erwähnt, von herkömmlicher Art, wie es von Gerald A. Eastman in "Television Waveform Processing Circuits", Copyright 1968, Tetronix, Inc. beschrieben wird. Das Amplitudensieb 10 trennt in herkömmlicher Weise die Synchronimpulse von der Bildinformation ab; anschließend wird die Vorderflanke der abgetrennten Synchronimpulse mittels der Verzögerungsstufe 20 um dreihundert Nanosekunden verzögert. Diese als Signalverlauf 210 in Fig. 2 dargestellten verzögerten Synchronimpulse

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werden als Steuerimpulse für den Abtast- und Haltekreis 30 verwendet. Als Abtast- und Haltekreis 30 können handelsübl icho Ausführungen verwendet werden, die über einen Signaleingang, einen Ausgang und einen Steuereingang verfügen. Ein solcher Abtast- und Haltekreis besitzt zwei stationäre Betriebszustände: Während des Betriebszustands "Abtasten" erhält er das Eingangssignal und folgt diesem bis zum Befehl "Halten"; ab diesem Zeitpunkt hält er den letzten Pegelwert des Eingangssignals zum Zeitpunkt der Auslösung des Zustandwechsels durch das Steuersignal aufrecht. Vorliegend stellt der verzögerte, abgetrennte Synchronimpuls gemäß Signal verlauf 210 das Steuersignal für den Abtast- und Haltekreis 30 dar. Als Eingangssignal für den Abtast- und Haltekreis 30 wird das Signalgemisch an der Eingangsklemme 100 herangezogen, das zuvor mittels der Verzögerungsstufe 80 um einhundertfünfzig Nanosekunden verzögert wird. Dieses verzögerte Signalgemisch wird mittels des Steuersignals 220 ausgetastet, wobei die Abtastwerte des verzögerten Siqnalgemisches während der Rückflanken des Steuersignals gewonnen wird. Da die Vorderflanke des abgetrennten und als Steuersignal verwendeten SynchronimpuIses 210 mittels der Verzögerungsstufe 20 um dreihundert Nanosekunden verzögert wurde, das vollständige, abzutastende Signalgemisch mittels der Verzögerungsstufe 80 jedoch nur einhundertfünfzig Nanosekunden verzögert wurde, wird der Abtastwert während des flachen Synchronbodens zum Zeitpunkt A des Signal Verlaufs 220 gewonnen. Das Abtasten nur während des flachen Synchronbodens vermindert Klemmverzerrungen, die dann entstehen können, wenn der Abtastimpuls während der Vorder- oder Rückflanke des Synchronsignals auftritt. Der Abtastwert wird solange gehalten, bis das Steuersignal nach positiven Spannungswerten geht. Anschließend wird der Abtastwert über eine Invertierstufe 40 geführt. Der invertierte Abtastwert ist in Fig. 2 als Signalverlauf 230 dargestellt. Dieser invertierte Abtastwert wird mit dem Videosignal 240 zusammengefaßt, das mittels der Verzögerungsstufe 70 um eine Mikrosekunde verzögert wurde. Da das Videosignal 240 um eine Mikrosekunde verzögert wurde, der Abtastwert von der Abtastschaltung aber nur um

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dreihundert Nanosekunden verzögert wurde, setzt der Klemmvorgang während der vorderen Austastschulter des verzögerten Videosignals 240 zum Zeitpunkt A des Signalverlaufs 2A0 ein. Daraus ergibt sich, daß die Vorderflanke des Synchronimpulses am Ausgang der Summierstufe unbeeinflußt ist, und zwar ungeachtet von Brummstörungen des Videoeingangssignals. Dies resultiert aus dem Umstand, daß sich der Klemmpegel nur während einer Zeitdauer von ungefähr einer Mikrosekunde ändern kann, wohingegen sich dieser Pegel bei den bisher gebräuchlichen Amplitudensieb-Anordnungen während etwa vierundsechzig Mikrosekunden bzw. während der horizontalen Zeilendauer ändern kann. Daraus ergibt sich, daß durch Brummstörungen verursachte Dachschräge des Synchronbodens nicht genügend Zeit haben, um sich nachteilig auf den Klemmvorgang auswirken zu können.

Das geklemmte Videosignal wird einer Vergleicherstufe 60 zugeführt, wo es mit einem an der Klemme '90 anstehenden Referenzsignal verglichen wird, das jedem Pegelwert des Synchronimpulses entsprechen kann. Normalerweise wird der 50%-Wert oder mittlere Amplitudenwert genommen. Das aus diesem Vergleich sich einstellende Ausgangssignal stellt dann das vom Videosignal abgetrennte Synchronsignal gemäß Signal verlauf 260 (Fig. 2) dar.

In Fig. 3 ist ein Schaltbild des ersten Amplitudensiebes 10 veranschaulicht, wie es in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet. Ebenso dargestellt ist in Fig. 3 die Verzögerungsstufe 20. Wie bereits erwähnt, ist das Amplitudensieb 10 in herkömmlicher Weise aufgebaut, so daß eine eingehende Beschreibung entbehrlich ist. Das Video-Eingangssignal wird dem Amplitudensieb 10 über eine Emitterfolge-Transistorstufe 200 zugeführt und zu einer Klemmdiode weitergeleitet, die aus einem als Diode geschalteten Transistor 220 und einem Rückkopplungstransistor 210 besteht. Die beiden Transistoren 210, 220 wirken als Klemmdiode mit extrem rechteckförmigem Kennlinienknick. Der Anfangsstrom für die Kapazität 205 wird über den Widerstand 292 von der Pegel umsetzerstufe 290 und der aus den Transistoren 270 und 280 bestehenden, stromgekoppelten Stromquel-

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Ie bereitgestellt. Das geklemmte Signal wird anschließend über eine Emitterfolge-Transistorstufe 230 ausgekoppelt. Das am Emitter des Transistors 230 liegende Signal wird auf Synchronboden geklemmt, wobei der Synchronboden sehr nahe an Nullpotential liegt. Der tatsächliche Gleichspannungspegel des Synchronbodens ist in einem begrenzten Bereich mittels des Potentiometers 272 einstellbar, um möglichen Offsetfehlern der Transistoren 240 und 250 begegnen zu können. Zu Beginn liegt die Gleichspannung an der Basis des Transistors 250 auf Nullpotential, wobei das Potentiometer 272 so eingestellt ist, daß die negative Spitze des Synchronsignals gerade den Transistor 240 öffnet. Auf diese Weise wird an den Kollektoren der Transistoren 240 und 260 das abgetrennte Synchronsignal erzeugt. Das Potentiometer 262 erlaubt die Einstellung der abfließenden Ladung des Transistors 260 und ruft damit eine Verzögerung der Vorderflanke des Synchron impulses hervor. Diese Einstellung wird normalerweise für eine Verzögerung von dreihundert Nanosekunden vorgenommen.

Anschließend wird das abgetrennte Synchronsignal dem Abtast- und Haltekreis 30 zugeführt, dessen Schaltung in Fig. 4 dargestellt ist. Das Videosignal wird dieser Schaltung an der Basis des Transistors 310 zugeleitet. Der als Diode geschaltete Transistor 320 und der Widerstand 323 stellen den Ladewiderstand für die das Synchronsignal abtrennenden Transistoren 240 und 250 der Fig. 3 dar. Der Transistor 330, dem das abgetrennte Synchronsignal zugeführt wird, stellt gleichsam einen Spiegel für den vom Amplitudensieb 10 ankommenden Strom dar. Während der Dauer des Synchronsignals wird über den Transistor 330 den Emittern der Differenzier-Transistorstufe 310/340 ein Strom von 1 mA zugeführt. Das Ausgangssignal der Differenzierstufe 310/340 wird den Transistoren 300 und 370 zugeführt, deren Ausgangssignal an eine integrierte Halteschaltung weitergeleitet wird, die aus einem mit zwei Steuerelektroden versehenen' Feldeffekt-Transistor 380, zwei Kapazitäten 382 und 384 und einem Widerstand 386 besteht. Das abgetastete Videosignal wird am Kollektor eines Trennstufen-Transistors 360 abgenommen.

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Das von dem Abtast- und Haltekreis 30 gemäß Fig. 4 abgetastete Videosignal wurde zuvor bereits mittels der Verzögerungsstufe 80 gemäß Fig. 1 um einhundertfünfzig Nanosekunden verzögert. Da die Vorderflanke des Synchronsignals mittels des Transistors 260 um dreihundert Nanosekunden verzögert wurde, das abgetastete vollständige Videosignal dagegen nur um einhundertfünfzig Nanosekunden, tritt der Abtastwert während des flachen Synchronbodens und nicht während der Vorder- oder Rückflanke des Synchronsignals auf.

Das abgetastete Videosignal wird der Summierstufe 50 zugeführt, wo es mit dem eingangsseitigen Videosignal zusammengefaßt wird. Das eingangsseitige Videosignal wird zuvor mittels der Verzögerunqsstufe 70 um eine Mikrosekunde verzögert. Ein Schaltbild der Summierstufe 50 und der Verzögerungsstufe 70 ist in Fig. 5 dargestellt. Am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 502 liegt das abgetastete Videosignal an, während am nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 502 das verzögerte Videosignal anliegt. Das Potentiometer 504 ist so eingestellt, daß beliebige Brummstörungen am Ausgang des Differenzverstärkers 502 genau auf Null kompensiert sind. Da die Video-Eingangsspannung des Differenzverstärkers 502 um eine Mikrosekunde verzögert ist, der Abtastwert des Abtast- und Haltekreises 30 dagegen nur um dreihundert Nanosekunden, beginnt das bei der Summenbildung der Eingangssignale der Summierstufe 50 entstehende Klemmpotential Null während der vorderen Austastschulter des Videosignals. Damit ist unabhängig von höher- oder tieferfrequenten Brummstörungen die Vorderflanke des Synchronsignals stets unbeeinflußt.

Das geklemmte Signal wird nun dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 602 der Vergleicherstufe 60 zugeführt. Am zweiten Eingang des Differenzverstärkers 602 liegt eine Gleichspannung, die denjenigen Pegelwert festlegt, bei dem das Synchronsignal aus dem geklemmten Videosignal aufgetastet wird. Als Gleichspannungswert wird üblicherweise der 50%-Wert der Amplitude des am Eingang der Vergleicherstufe 60 liegenden Synchronsig-

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nals gewählt. Eine Nachführung bei 50% Synchronsignalamplitude ist gängige Technik und soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt sein. Nachführung bei 50 % Synchronsignalamplitude kann durch eine Schaltung vorgenommen werden, die dem Austastpegel am Ausgang des Differenzverstärkers 502 folgt und über einen sehr genau eingestellten Spannungsteiler verfügt.

Das fehlerfrei abgetrennte und geklemmte Synchronsignal, welches von höher- oder tieferfrequenten Brummstörungen auf dem eingangsseitigen Videosignal befreit ist, wird über den als Trennstufe wirkenden Transistor 604 (Fig. 5) ausgekoppelt und steht an der Ausgangsklemme 110 der Anordnung gemäß Fig. 1 zur Verfügung.

Es versteht sich, daß sich die vorstehend beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vielfacher Weise modifizieren oder ergänzen läßt, ohne von dem geoffenbarten Erfindungsgedanken abzuweichen. So braucht z. B. die Invertierstufe 40 gemäß Fig. 1 nicht Bestandteil der Summierstufe 50 ?u sein. Vielmehr kann auch eine getrennte Invertierstufe 40 vorgesehen werden. Weiterhin braucht die Signalumkehrung nicht unbedingt im Signa I impu Iszweig vorgenommen werden; hierzu kann auch der Videosignalzweig verwendet werden. Die Signalumkehrung ist jedoch in einem dieser beiden Signalzweige notwendig.

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Claims

Anordnung zum Abtrennen eines Fernseh-Synchronsignals

Ansprüche :

Anordnung zum Abtrennen des Synchronsignals von einem eingangsseitigen Farbbi Idsignalgemisch,
gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:

a) eine erste Einrichtung (80) zum Verzögern des eingangsseitigen Signalgemisches (200);

b) ein Abtast- und Haltekreis (30), der mit einem Amplitudensieb (10) und der ersten Verzögerungseinrichtung (80) verbunden ist, wobei das Ausgangssignal des Abtast- und Haltekreises (30) einen Abtastwert des durch die erste Einrichtung (20, 80) verzögerten Signalqemisches (220) darstellt;

c) eine zweite Einrichtung (70) zum Verzögern des

seitigen Signalgemisches (200), die ausgangsseitig mit einer Summierstufe (50) verbunden ist;

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d) eine dem Abtast- und Haltekreis (30) oder der zweiten Verzögerungseinrichtung (70) nachgeschaltete Invertierstufe (4-0) zum Invertieren des Abtastwertes bzw. des verzögerten eingangsseitigen Signalgemisches;

e) eine am Ausgang der Summierstufe (50) angeschlossene Trennstufe (60).
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Summierstufe (50) und die Invertierstufe (40) einen Differenzverstärker (502) aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzögerungseinrichtung (80) eine Verzögerungsleitung von 150 ns enthält.
4. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzögerungseinrichtung (70) eine Verzögerungsleitung von 1 Mikrosekunde enthält.
5. Anordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine dritte Verzögerungseinrichtung (20), die zwischen dem Amplitudensieb (10) und dem Abtast- und Haltekreis (30) angeordnet ist, um die Vorderflanke des Ausgangssignals des Amplitudensiebs (10) zu verzögern.
6. Anordung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Verzögerungseinrichtung (20) eine Verzögerungsleitung von 300 ns enthält.

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7. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Trennstufe (60) eine Vergleicherstufe (602) zum Vergleichen des Signalpegels des Synchronimpulses mit einer externen Referenzspannung enthält.
8. Anordnung zum Abtrennen des Synchronsignals von einem eingangssei ti gen Farbbi ldsi gn a I gemisch,
gekennzeichnet durch

folgende Merkmale:

a) einem Abtast- und Haltekreis (30), der mit dem Ausgangssignal eines Amplitudensiebs (10) sowie mit dem ei ngangssei tigen Signalgemisch (200) beaufschlagt ist, wobei das Ausgangssignal des Abtast- und Hai tekreises (30) einen Abtastwert des eingangssei tigen Signalgemisches (200) darstellt;

b) eine Einrichtung (70) zum Verzögern des eingangsseitigen Signalgemisches (200);

c) eine dem Abtast- und Haltekreis (30) oder der Verzögerungseinrichtung (70) nachgeschaltete Invertierstufe (40) zum Invertieren des Abtastwertes;

d) eine Summierstufe (50), die mit dem Auscjang eier Invertierstufe (40) und dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung (70) verbunden ist, und

e) eine am Ausgang der Summierstufe (50) angeschlossene Trennstufe (60).

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9. Anordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Summierstufe (50) und die Invertierstufe (40) einen Differenzverstärker (502) enthalten.
10. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (70) eine Verzögerungsleitung von 1 Mikrosekunde enthält.
11. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe (60) eine Vergleicherstufe (602) zum Vergleichen des Signalwertes des Synchronimpulses mit einer externen Referenzspannung enthält.

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