DE3035647A1

DE3035647A1 - Schaltungsanordnung zum trennen der komponenten eines pal-farbfernsehsignals

Info

Publication number: DE3035647A1
Application number: DE19803035647
Authority: DE
Inventors: Leo Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Warmuth
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1980-09-20
Filing date: 1980-09-20
Publication date: 1982-05-06
Also published as: US4409612A; GB2085259B; AU542826B2; FR2490911B1; ES8206946A1; FR2490911A1; IT1139430B; GB2085259A; AU7546781A; BE890417A; ES505591A0; JPS5783988A; IT8124009A0

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH η PHD 80-102

Schaltungsanordnung zum Trennen der Komponenten eines PAL-Farbfernsehsignals

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Trennen der Farbsignal-Komponenten eines PAL-Farbfernsehsignals, bei der das zusammengesetzte Farbartsignal einerseits direkt und andererseits über eine Verzögerungseinrichtung jeweils den Eingängen einer Kombinationsstufe, insbesondere einer Addier- bzw. Subtrahier-Stufe, zugeführt wird, deren Ausgängen die getrennten Signale entnommen werden.

Ein derartiges Fernsehsignal ist infolge der Zeilenstruktur des Fernsehbildes im wesentlichen aus Komponenten im Abstand der Zeilenfrequenz f~ von z.B. 15.625 Hz aufgebaut. Das Helligkeitssignal besteht aus solchen Komponenten, die bei Null beginnen und bis zur Auflösungsgrenze bei etwa 5 MHz reichen können. Die beiden _f dem blauen und dem roten Farbdifferenzsignal entsprechenden Komponenten u und ν des Farbdifferenzsignals liegen mit Zeilenfrequenzabstand oberhalb und unterhalb der Farbartsignal-Trägerfrequenz f . Die u-Komponenten liegen beiderseits des Farbartsignal-Trägers im Abstand f^; die v-Komponenten sind demgegenüber um die halbe Zeilenfrequenz f. versetzt.

Es ist bekannt, die u- und die v-Komponente mit einer kammfilterartigen Ausgleichsanordnung voneinander zu trennen.

Dazu wird das, zumindest die Farbartsignalkomponenten enthaltende, zusammengesetzte Signal einmal direkt und einmal über eine Verzögerungseinrichtung einer Kombinationsstufe zugeführt. So kann z.B., wenn in der Verzögerungseinrichtung die Farbartsignale verzögert werden um eine Zeit, die 283,5 Perioden des Farbartsignalträgers f. ■ entspricht, in einer subtrahierenden Kombinationsstufe das u-Farbartsignal

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?_λ

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erhalten werden und in einer addierenden Kombinationsstufe das v-Farbartsignal. Bei einer um 283,5 Perioden verzögernden Einrichtung ergibt sich eine Gesamtverzögerung von 63,9433 /us. Man kann auch eine über 284 Farbartsignalträgerschwingungen und damit um 63,056 /us verzögernde Einrichtung benutzen; man erhält dann die erwähnten Signale an der jeweils anderen Kombinationsstufe, d.h. das u-Signal an der Additionsstufe und das v-Signal an der Subtraktionsstufe .

Bei einem normgemäßen PAL-Farbferasehsignal ist die Trägerfrequenz nicht ein Vielfaches der Zeilenfrequenz, sondern es gilt nach der europäischen Norm:

f_o = 233,75 f_h + f_v (1).

Wenn die vertikale Ablenkfrequenz f 25 Hz beträgt, ergibt sich

f₀ = 283,7516 f_h = 4,43361875 MHz (2).

Die durch die Kammfiltereigenschaften gebildeten Maxima und Minima der in Fig. 1 dargestellten Übertragungskurve 1 entsprechen in Abhängigkeit von der Frequenz f der Formel

sin

Die Maxima liegen dort, wo das Argument des Sinus gleich (k + ^)IT beträgt;

die Minima findet man bei kiT , wobei k eine ganze Zahl ist.

Die Frequenz f , bei der das Maximum der Übertragungskurve auftritt, und die Frequenz f_n, bei der das Minimum der Übertragungskurve auftritt, findet man mit den vorstehend angegebenen Werten für den Farbartsignalträger f und der

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30-102 Verzögerung um 283,5 Farbträgerperioden bei

»7516

233,5 h

Daraus ist ersichtlich, daß die Periode der Extrema der Übertragungskurve 1 nicht exakt einem Vielfachen der Zeilenfrequenz £ entspricht. Wewi also entsprechend der oben angegebenen üblichen Dimensionierung dafür gesorgt wird, daß die Extrema der Übertragungskurve 1 in der Machbarschaft des Farbartsignalträgers praktisch genau mit den Komponenten der Farbdifferenzsignale u und ν übereinstimmen, ergibt sich in größerem Frequenzabstand eine Abweichung. Soweit es sich um die Maxima handelt, wirkt sich dies kaum aus, da die Sinus-Kuppen ihren Wert bei kleinen Verschiebungen nur wenig ändern. Bei den Minima, die den steilen Flanken der Sinus-Kuppen entsprechen, ergeben sich stärkere Änderungen, die man jedoch in Kauf nehmen kann.

In Fig. 1 sind Teile der Übertragungskurve über einer-in Vielfache der Frequenz f, geteilt durch die Zeilenfrequenz £^> unterteilten Abszisse abschnittsweise dargestellt. Die ausgezogene· Kurve 1 wurde mit einer um 283,5 Perioden des Farbträgers f verzögernden Einrichtung erhalten, deren Ausgangssignale mit dem unverzögerten Signal in einer Subtraktionsstufe kombiniert wurden. Über dieser Kurve sind an einer waagerechten Linie durch kurze nach oben gerichtete Striche die u-Frequenzkomponenten des Farbartsignals aufgetragen, während nach unten gerichtet die v-Frequenzkomponenten dargestellt sind. Diese Komponenten haben untereinander einen Frequenzabstand, der gleich ist der Zeilenfrequenz.

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Wenn das vorstehend erwähnte verzögerte und das unverzögerte Signal einer Additionsstufe zugeführt werden, erhält man eine Übertragungskurve 2 mit der Formel

A~ I cos 283,5-f/fJ,

die den in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Verlauf aufweist. Es ist erkennbar, daß in der Umgebung des Farbträgers f die u-Komponenten bei den Maxima der ausgezogenen Kurven 1 und die v-Komponenten bei den Maxima der gestrichelten Kurve 2 liegen. Für Komponenten, die vom Farbträger weiter ab liegen, z.B. bei 211 f/A, entsprechend einer Modulationsfrequenz von 1,14 MHz₁ zeigen sich kleine Verschiebungen gegenüber dem zugeordneten Maximum, die sich auf die Ausfilterung der erwähnten Modulationskomponenten aber nicht auswirken.

Die jeweils andere Modulationskomponente fällt bei diesen Kammfilter-Übertragungskurven 1 und 2 in der Nähe des Farbträgers £ in den Bereich der Spitzen mit minimaler Übertragung, so daß diese Komponenten weitgehend ausgefiltert werden. Bei weiter ab liegenden Frequenzen, z.B. bei dem Abszissenwert 211 entsprechend 1,14 MHz, zeigt sich eine gewisse Verschiebung der Spitzen nach links, also zu niedrigeren Frequenzwerten, so daß dann die Unterdrückung der jeweils anderen Frequenzkomponente nicht vollkommen ist. Dies wird jedoch in Kauf genommen.

Die Komponenten des Helligkeitssignals entsprechen den in Fig. 1 angegebenen Abszissenwerten. Diese liegen auf den Flanken der Sinus- bzw. Cosinus-Kuppen der Übertragungskurven 1 und 2 derart, daß sie etwas gedämpft werden. Da die Komponenten höherer Frequenz des Helligkeitssignals nur einen geringeren Energieanteil aufweisen und da sie vielfach durch eine ZF-Absenkung in der Nähe des Farbträgers zusätzlich vermindert sind, können die dadurch bedingten Störungen in Kauf genommen werden.

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Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, haben jedoch gezeigt, daß bei der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung, die Ausgangssignale entsprechend den Übertragungskurven 1 und 2 liefert, bei der Kurve 2 die Minima bei niedrigeren Frequenzen von d.en Helligkeits-Komponenten weg und entsprechend die Maxiina zu den Helligkeits-Komponenten hin rücken. Das heißt, daß in dem abgetrennten v-Farbärtsignal die Helligkeitskomponentsn von z.B. 3,5 MHz und niedriger stärker durchkommen als die Helligkeitskomponenten im Bereich des Farbträgers f von 4,43 MHz. Da außerdem die Helligkeitskomponenten mit niedrigerer Frequenz auch einen höheren Energieinhalt aufweisen, können dadurch deutlich erkennbare Störungen im Farbsignal hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß in den beiden ausgefilterten Farbartsignalkomponenten die Helligkeitssignal-Anteile niedrigerer Frequenz besser unterdrückt werden als im Bereich des Farbartsignalträgers.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das der ersten Kombinationsstufe zugeführte verzögerte Signal und das der zweiten Kombinationsstufe zugeführte verzögerte Signal unterschiedlich verzögert sind.

Vorzugsweise werden die den Kombinationsstufen zugeführten Signale um ein ungerades Vielfaches einer halben Farbträgerperiode unterschiedlich verzögert.

Man kann mit einer einzigen Kombinationsstufe auskommen, wobei das Ausgangssignal in Zeitmultiplexform weiter übertragen wird, wenn das verzögerte Signal mittels eines im Takte eines Vielfachen, z.B. des Zweifachen, der Färbträgerfrequenz periodisch betätigten Umschalters vom Eingang oder vom Ausgang der zweiten Verzögerungsleitung abge-

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nommen und der Kombinationsstufe zugeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die

in den Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsbeispiele zeigt.

Wenn nach der Erfindung der zweiten, dann subtrahierend arbeitenden Kombinationsstufe das verzögerte Signal über eine, ggf. weitere Verzögerungseinrichtung zugeführt wird derart, daß das Signal um eine halbe Periodendauer langer, also bei dem vorstehend erwähnten Beispiel um 284 Farbträgerperioden, verzögert wird, erhält man eine Übertragung skurve mit der Formel

A- I sin 284 · f/f_Q

deren Halbwellen gegenüber den in Fig. 1 gestrichelten Halbwellen eine etwas kürzere Periode aufweisen und daher in Richtung auf den Farbträger f verschoben erscheinen. In der Umgebung des Farbträgers f ist diese Verschiebung unmerklich. In Fig. 1 sind beim Abszissenwert 211 und 70 Teile 3 bzw. 4 dieser geänderten Übertragungskurve punktiert dargestellt. Es zeigt sich, daß auf dieser Übertragungskurve 3 die Spektrumkomponente 211 des Helligkeitssignals nunmehr bei einem niedrigeren Ordinatenwert liegt und also stärker gedämpft wird als nach der gestrichelt dargestellten Kurve 2. Noch deutlicher zeigt sich dies bei dem Abszissenwert 70, der auf der dort punktiert eingezeichneten Kurve 4 einen besonders niedrigen Wert annimmt. So werden also nach der Erfindung in beiden Farbartsignalen u und ν die Komponenten des Helligkeitssignals gut ausgefiltert, wobei die Trennung der Farbartsignale praktisch nicht versohleentert ist.

Frequenzmäßig oberhalb des Farbträgers f , z.B. beim

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, 8· PHD SO-102

Abszissenwert 320 entsprechend 5 MHz, ist bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung die punktierte Kurve 5 so verschoben, daß die Helligkeitskomponente vrcnige: gedämpft wird. Dieser Bereich ist aber praktisch ohne 3edeutung, da hier der mittlere Energieinhalt der HeIIi^- keitskomponenten vernachlässigbar klein ist, insbesondere nach einer üblichen Absenkung in der ZF-Stufe eines Fernsehempfängers, so daß keine Störungen in den Farbartsignalen hervorgerufen werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Das Farbartsignal F, das in Orthogonalmodulation die Komponente u und die Komponente v, deren Vorzeichen von Zeile zu Zeile wechselt, enthält, wird einerseits über eine erste Verzögerungseinrichtung 2.1 einer ersten Subtraktionsstufe 23 und andererseits über eine zweite Verzögerungseinrichtung 22 einer zweiten. Sub trakt ions stufe und außerdem den beiden Sübtraktionsstufeη 23 und 24 direkt zugeführt. Die erste Verzögerungseinrichtung, z.B. eine bekannte Glasverzögerungsleitung, bewirkt eine Verzögerung um 283,5 Farbträgerperioden, und die zweite Verzögerungseinrichtung 22 bewirkt eine Verzögerung um 284 Farbträgerperioden. Am Ausgang der Subtraktionsstufe 23 erhält man dann ein Signal, das der übertragungscharakteristik gemäß der ausgezogenen Kurve 1 von Fig. 1 unterliegt und damit die von den v-Anteilen befreite u-Komponente. In entsprechender Weise erhält man an der Ausgangsklemme 26 ein Signal,das der Übertragungskurve entsprechend den in Fig. punktiert dargestellten Teilen 3, 4 und 5 unterliegt und damit die v-Komponente.

Es ist nicht erforderlich, zwei um die volle Länge verzögernde Einrichtungen 21 und 22 zu verwenden. Yie Fig. 3 zeigt, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, kann die längere Verzögerung auch dadurch erreicht werden, daß das Signal, das die Verzögerungsein-

ORlGlMAL--lNSPECJE0

QrZ. 9~ PHD 80-102

richtung 21 durchlaufen hat, vor der Subtraktionsstufe noch über eine weitere Verzögerungseinrichtung 31.geführt wird, die um eine halbe Farbträgerperiode verzögert, so daß vor der Stufe 24 wieder die erwünschte Verzögerung um 284 Farbträgerperioden erreicht wird.

Insbesondere, wenn die Signale in digitaler Form vorliegen, kann eine Verarbeitung in Zeitmultiplex vorgenommen werden derart, daß am Ausgang die u- und die v-Komponente im gleichen Kanal zu abwechselnden Zeitpunkten übertragen werden. Dazu wird nach Fig. 4 das zusammengesetzte Farbartsignal F von der Eingangsklemiae 20 einer ersten Verzögerungsleitung 32 zugeführt, die von einem Taktgenerator mit der vierfachen Farbträgerfrequenz angesteuert wird und so die Signale einer Zeile in 1134 Takten um 63,943 /US verzögert. Der Taktgenerator 33 wird von einer Klemme t mit einer Schwingung geeigneter Frequenz, vorzugsweise der vierfachen Farbträgerfrequenz, angesteuert.

Das so erhaltene verzögerte Signal wird vom Ausgang 34 der ersten Verzögerungsleitung 32 einem ersten Eingang eines Signalauswahlschalters 35 zugeführt und außerdem einer zweiten Verzögerungsleitung 36, die mit der gleichen Taktfrequenz um 2 Takte von insgesamt 0,113 /US verzögert, so daß am Ausgang ein um insgesamt 64,056 /us verzögertes Signal zur Verfügung steht, das dem zweiten Eingang des Signalauswahlschalters 35 zugeführt wird. Der Signalauswahlschalter 35 wird vom Taktgenerator 35 mit der doppelten Farbträgerfrequenz betätigt derart, daß während der Zeit,

3Q in der die Farbträgerschwingung cos(f_Q'2 Tf «t) ihre Extremwerte annimmt, das um 63,943 /us verzögerte Signal zur Subtraktionsstufe 37 übertragen wird, und während der Zeit, in der die Farbträgerschwingung cos(2iTf_o*t) ihre Nulldurchgänge auiwexst, das um 64,056 /us verzögerte Signal zur Subtraktionsstufe 37 übertragen wird, der auch das Eingangs-

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• ·

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signal F von der Klemme 20 zugeführt wird. An der mit dem Ausgang der Subtraktionsstufe 37 verbundenen Ausgangsklemme 38 stehen dann in Takte der doppelten Farbträgerfrequenz abwechselnd die abgetrennte u- bzw. v-Komponente des zusammengesetzten Farbartsignals F zur Verfügung.

Wenn die Taktfrequenz, mit der der Signalauswahlschalter betätigt wird, gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz ist, können die Abtastimpulse in Korrelation mit dem jeweiligen Farbträger an den vier Zeitpunkten liegen, an denen die Signale +u, +v, -u und -v bzw. +u, -v, -u und +v auftreten. Man kann dann den durch die Modulation auf die Halbwellen des Farbträgers bedingten Vorzeichenwechsel beseitigen und das demodulierte Signal (U, V) erhalten, wenn das Vorzeichen des vom Signalauswahlschalter 35 erhaltenen Zeitmultiplexsignals mit einer Häufigkeit entsprechend der doppelten Farbträgerfrequenz, also mit der halben, den Schalter 35 betätigenden Frequenz, periodisch umgeschaltet wird, so daß sich eine Signalfolge +u, +v, +u, +v bzw. +u, -v, +u, -v ergibt. Mittels einer weiteren halbzeilenfrequenten Umschaltung, z.B. der Stufe 37, kann in an sich bekannter Weise das negative Vorzeichen der v-Komponente aufgehoben werden. Dies ist in Fig. 5, die im wesentlichen Fig. 4 entspricht, durch eine gestrichelt eingezeichnete Kreuzschalter-Stufe 39 angedeutet, die -der Subtrahierstufe 37 vorgeschaltet ist. Man erhält dann am Ausgang 38 der Stufe 37 abwechselnd die demodulierten Signale U und V im Zeitmultiplex.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Schaltungsanordnung zum Trennen der Komponenten eines PAL-Farbfernsehsignals, bei der das zusammengesetzte Farbartsignal einerseits direkt und andererseits über eine Verzögerungseinrichtung jeweils den Eingängen einer Kombinationsstufe, insbesondere einer Addier- bzw. Subtrahier-. Stufe, zugeführt wird, deren Ausgang das abgetrennte Signal entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Kombinationsstufe zugeführte verzögerte Signal und das der zweiten Kombinationsstufe zugeführte verzögerte Signal unterschiedlich lange verzögert sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kombinationsstufen zugeführten Signale um ein ungerades Vielfaches einer halben Farbträgerperiode unterschiedlich verzögert sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der ersten Kombinationsstufe über eine erste, z.B. 233,5 Farbträgerperioden verzögernds, Verzögerungseinrichtung zugeführt wird, und daß das der zweiten Kombinationsstufe zugeführte Signal zusätzlich über eine zweite, z.B. 0,5 Farbträgerperioden verzögernde, Verzögerungseinrichtung zugeführt wird.

k. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der das Ausgangssignal in Zeitmultiplexform weiter übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer einzigen Kombinationsstufe das direkte und das verzögerte Signal zugeführt werden, v/s 1 ehes verzögerte Signal mittels eines im Takte eines Vielfachen, z.B. des Zweifachen, der Farbträgerfrequenz periodisch betätigten Umschalters vom Eingang oder vom Ausgang der zweiten Verzögerungsleitung abgenommen und der Kombinationsstufe zugeführt wird.

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