DE3114198A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung von phasenfehlern von pal-burstsignalen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Ε-^ε-ι-οκμ-ανν,' Dii>i_-Pjiys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

dr.ing.h.liska ■ 3114198

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Ampex Corporation

Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Phasenfehlern

von PAL-Burstsignalen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Aufspürung und zur Korrektur von Phasenfehlern zwischen alternierenden PAL-HiIfsträger-Farbreferenz-Burstsignalen, welche nicht von einem Video-Aufnahmegerät (Video-Recorder) herrühren. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerkorrektur, wobei aufeinanderfolgende Zeitbasis- oder Geschwindigkeits-Fehlersignale in einer geschlossenen Schleife (insbesondere Regelkreis) einem Phasenfehlerdetektor zugeführt werden, dessen Ausgangssignale bewirken, daß aufeinanderfolgende Farb-Burstsignale zur Beseitigung der genannten Phasenfehler abgeglichene Phasen aufweisen.

Periodische oder in aufeinanderfolgenden Zeilen aufgeteilte Informationssignale haben in der Regel periodisch auftretende Synchronisierintervalle, welche im allgemeinen keine Informationsdaten enthalten. Allgemein bekannte Beispiele für derartige in aufeinanderfolgenden Zeilen aufgeteilte Informationssignale sind Farbfernseh-Videosignale. Jede Horizontal-Linie (d. h. Zeile) in einem Fernseh-Videosignal tritt mit einer Frequenz 15,6 kHz auf, wobei ein Zeilen-Synchronisier-

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Impuls am Zeilenbeginn auftritt. Ein Sinus-Burstsignal mit einer Länge von etwa 10 Perioden und einer Frequenz, die der Trägerfrequenz des Färb- oder Chrominanz-Signals entspricht, ist für das Farbfernsehen dem Videosignal hinzugefügt (als Teil des Zeilen-Synchronisier-Impulses), um hierdurch eine Referenz, insbesondere eine Referenzfrequenz, sowie eine exakte Zeitbasis für die nachfolgende Demodulation der Farbinformation zu erhalten, welche im Videosignal während der Dauer der betreffenden Videozeile zusätzlieh auftritt.

Im Normalbetrieb muß der Empfänger eines derartigen Videosignals einen internen Oszillator aufweisen, der nicht nur bei der gleichen Frequenz {im allgemeinen 4,43 MHz) wie der Farbträger arbeitet, sondern darüber hinaus mit diesem in Phase. Der Empfänger greift die 10 Trägerfrequenz-Referenz-Burstsignalperioden heraus und vergleicht deren Phase mit der Phase des internen Oszil-lators. Jede Phasendifferenz resultiert in einem Ausgangssignal eines Phasenvergleichers, welches einem Reaktanztransistor (Hubtransistor) oder einer Diode mit variabler Kapazität (Varaktor) zugeführt werden, welche wiederum die Frequenz des internen Oszillators steuern. Auf diese Weise wird der interne Oszillator an die Hauptphase des Träger-Burstsignals phasenrichtig angeglichen, was die ordnungsgemäße Farb-Demodulation ermöglicht. Bei der hauptsächlich in Europa verwendeten PAL-Fernsehnorm wird das Träger-Referenz-Burstsignal der betreffenden Zeile mit einer 90°-Phasenverschiebung gegenüber den anderen Zeilen erzeugt.

Bei der Aufzeichnung und nachfolgenden Wiedergabe von Informationen in einem System mit sich relativ zueinander bewegendem Speichermittel und Übertragern, treten in der wiedergegebenen Information häufig Zeitbasis-Fehler auf.

Bei Video-Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtungen beispielsweise mit rotierenden Bandübertrager-Köpfen, die im

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Quadruplex-Verfahren (insbesondere Querspur-Verfahren) oder in anderer Weise arbeiten, wird die Information auf voneinander getrennten Spuren entlang des Speichermittels aufgenommen und von diesen wiedergegeben, wobei im Falle der Verwendung mehrerer übertragerköpfe ümschaltungen zwischen den übertragerköpfen stattfinden, wenn aufeinanderfolgende Spuren abgefahren werden. Bei derartigen Einrichtungen hat man Zeitbasis-Fehler festgestellt, die beim Informationsübergang Kopf-Band auftreten. Es wurden Vorrichtungen zur Kompensation dieser Fehler entwickelt.

Bei Magnetband-Fernsehaufnahme- und Wiedergabegeräten fahren eine Anzahl von Köpfen, in der Regel vier, ein sich bewegendes Magnetband ab und zwar in Querrichtung entlang einer schraubenförmigen oder gebogenen Bahn, um eine Reihe nicht-durchlaufender Aufnahmespuren zu erzeugen. Bei der Wiedergabe bewegen sich die Köpfe in ähnlicher Weise. Bei ihrem jeweiligen Weg entlang des Bandes werden die einzelnen Köpfe in den elektronischen Signalverarbeitungskanal zugeschaltet und von diesem wieder abgetrennt. Quadruplex-Aufnahme- und Wiedergabevorrichtungen nehmen die Information in quer über ein bandförmiges Aufnahmemittel verlaufenden Spuren auf, wobei jede der Spuren mehrere Video-Zeilen an Information enthalten. Jede dieser Zeilen umfaßt Synchronisier-Information, welcher, wie vorstehend beschrieben, die Daten-Information folgt. Zeitablauf bzw. Zeitbasisfehler, welche durch den Aufnahme- und Wiedergabevorgang in dem Video-Aufnahmegerät verursacht sind, werden üblicherweise zu Beginn jeder Horizontal-Linie des Fernsehsignals korrigiert.

Derartige Zeitbasis-Korrekturen sorgen jedoch nicht für eine Kompensation der Auswirkungen zunehmender, während der Dauer einer Zeile auftretender Zeitbasisfehler. Bei der Wiedergabe von Farbsignalen zeigt sich dieser ansteigende Zeitbasisfehler in einer Änderung des Farbtons entlang einer Fernsehzeile.

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Da derartige Fehler von kleinen Änderungen in der Relativgeschwindigkeit zwischen übertrager und Speichermittel herrühren, werden diese im allgemeinen als Geschwindigkeitsfehler bezeichnet.

Im allgemeinen wird der Geschwindigkeitsfehlerausgleich bei der Wiedergabe gespeicherter Farbfernseh-Videosignale von Zeile zu Zeile durchgeführt und zwar dadurch, daß die Phase des Farb-Burstsignals, welches der zu korrigierenden Zeile vorausgeht, mit der Phase des Farb-Burstsignals der unmittelbar nachfolgenden Zeile verglichen und anschließend die Zeitbasis der zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Farb-Burstsignalen angeglichen, entsprechend der Differenz zwischen den verglichenen Phasen.

Ein derartiger Phasenabgleich ist bei nach der. PAL-Norm arbeitenden (hauptsächlich in Europa verwendeten) Geräten mit Schwierigkeiten verbunden, da das Farbreferenz-Burstsignal einer bestimmten Zeile mit 90°-PhasenverSchiebung gegenüber der nächstfolgenden Zeile erzeugt wird. Sofern diese 90° stets genau eingehalten werden, braucht man lediglich diese Phasenverschiebung aufeinanderfolgender Burstsignale zu eliminieren, bevor man die Geschwindigkeitsfehler-Kompensation durchführt. Fehler in der Phasenbeziehung aufeinanderfolgender Farben-Burstsignale, welche vor der Eingabe dieser Signale in einem Video-Aufnahmegerät erzeugt worden sind, erzeugen Fehler in einem Geschwindigkeits-Kompensator, der in dem Video-Aufnahmegerät zur genauen Wiedergabe der Farb-Burstsignale und der Video-Daten eingesetzt wird. Derartige Fehler können ihre Ursache beispielsweise in ungenauen Phasenumschaltwinkeln der in der die Videosignale liefernden Kamera erzeugten Burstsignale haben oder durch andere Mangel des Videosignals verursacht sein, die bereits bestehen, bevor das Videosignal in das Video-Aufnahmegerät eingegeben wird. Derartige PAL-ümschaltwinkelfehler können von dem Geschwindigkeits-Kompensator nicht von Geschwindigkeitsfehlern unterschieden werden.

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Dieser zusätzliche (Umschalt-)Fehler in ansonsten ordnungsgemäß Zeitbasis-korrigierten Burstsignalen, ist normalerweise auf einem Fernsehschirm nicht erkennbar/ da das hierfür geschaffene PAL-System die Auswirkungen derartiger Fehler minimiert.

Der Fehler alterniert nämlich mit den Zeilen (Vorzeichenwechsel mit den Zeilen); die Farbtöne aufeinanderfolgender Zeilen werden im PAL-System a'usgemittelt. 10

Bei Video-Aufnahmegeräten mit Mehrfachkopf-Übertragern sind jedoch bei der Wiedergabe während des ümschaltens von einem Kopf auf den anderen, die PAL-Phasenwinkelfehler deutlich erkennbar.
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Der Geschwindigkeitsfehler-Kompensator geht davon aus, daß der Fehler der letzten Zeile eines bestimmten Übertragers der gleiche ist wie der der letzten Zeile nächstfolgenden Zeile/ wie auch der der vorletzten Zeile und wiederholt daher das bei dieser vorletzten Zeile festgestellte Fehlersignal. Unter "letzter Zeile" oder "letzter Periode" wird die letzte Periode des vom übertrager wiedergegebenen Signals vor Beendigung der Signalabgabe durch diesen Übertrager und der Umschaltung des Aufnahmegeräts zum nächsten Übertrager verstanden. Die Schwierigkeit bei diesem Verfahren zur Korrektur des Fehlers der letzten Zeile liegt darin, daß jeglicher Fehler im PAL-Burstsignal, welcher nicht vom Video-Aufnahmegerät erzeugt wird, einen leicht erkennbaren Fehler auf dem Bild erzeugt, da jeder Phasenwinkel-Umschaltfehler im Bereich der im PAL-System zwischen zwei Zeilen um 90° phasenverschobenen Burstsignale auf diese Weise addiert und nicht ausgemittelt wird. Dieser Fehler zeigt sich in einem über dem Bildschirm laufenden Band abweichenden Farbtones. Bereits ein Phasenfehler von 2° kann vom unbewaffnetem Auge

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unterschieden werden. Da die Übertragerköpfe etwa zwanzig Mal während eines gegebenen Videobildes zwanzig Mal umgeschaltet werden, sind zwanzig derartige Fehlerfarbtonbänder klar erkennbar.

Ein PAL-Phasenfehlerkompensator zur Beseitigung dieser beim Umschalten der Übertrager auftretenden Bänder ist bekannt. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß sie nicht die vom Aufnahmegerät abgegebenen Phasenfehler beseitigt noch unterscheiden kann zwischen während eines vorgegebenen Zeitintervalls zwischen den Umschaltungen der Übertrager durchgeführten Geschwindigkeitsfehlermessungen mit besserem insbesondere genauerem Ergebnis und schlechterem Ergebnis. Während dieser als Kopf-Vorbeilaufzeit (head pass period) oder Abtastzeit bezeichneten Zeitintervalls werden normalerweise 16 oder 17 Zeilen aufgenommen bzw. wiedergegeben.

Erfindungsgemäß wird nun in der folgenden Weise vorgegangen. Zeitbasis-Fehler in einem PAL-Trägerfrequenz-Referenz-Burstsignal, welche zum Teil auf den Einsatz eines Video-Aufnahmegeräts zurückzuführen sind, werden vom Aufnahmegerät ermittelt und zur Ermittlung der bereits vor der Aufnahme des Videosignals vorhandenen Phasenverschiebungsfehleis in der PAL-Phasenwinkelumschaltung zwischen den Burstsignalen aufeinanderfolgender Videosignalzeilen verwendet. Die vom Video-Aufnahmegerät herrührenden Zeitfehler der PAL-Burstsignale werden erst dann festgestellt, wenn der ^"-Phasenwinkel zwischen aufeinanderfolgenden PAL-BurstSignalen eliminiert worden ist. Zwei Abtast- und Haltekreise (sample and hold units) werden abwechselnd aktiviert (strobed) und zwar jeweils zu einem Zeitpunkt während der Vorbeilaufzeit eines Bandaufnahmekopfes, in welchem das Fehlersignal im allgemeinen am genauesten ist, wobei der Zeitfehler eines ersten Burstsignals in einem der beiden Kreise festgehalten und der Zeitfehler eines darauffolgenden Burstsignals in

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anderem Kreis festgehalten ist. Die Ausgangssignale dieser beiden Abtast- und Haltekreise werden gefiltert und in einem Integrator zusammengeführt zur Erzeugung eines Steuerspannungssignals, dessen Amplitude in Abhängigkeit vom bereits vorher existierenden Burstsignal-Verschiebungsfehler variiert. Diese Steuerspannung wird einem Phasenschieber zugeführt, welcher in Abhängigkeit von der Steuerspannung die Phasen aufeinanderfolgender Hinterband-Farbreferenz-Burstsignale abändert, bevor die Fehlerermittlung, insbesondere die Geschwindigkeitsfehlerermittlung an diesen aufeinanderfolgenden Burstsignalen durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird ein PAL-Phasenwinkel-Umschaltfehler-Kompensator zur Beseitigung von Burstsignal-Phasenverschiebungsfehlern zwischen aufeinanderfolgenden Burstsignalen bereitgestellt. Von Vorteil ist, daß erfindungsgemäß die PAL-Phasenverschiebungsfehlerkorrektur vor der vom Aufnahmegerät' durchgeführten Messung und Kompensation von .Geschwindigkeitsfehlern durchgeführt wird, wodurch man die Bandbildung (banding) bei der Geschwindigkeitsfehlerkorrektur in der letzten Zeile verhindert. Weiterhin ist von Vorteil, daß erfindungsgemäß die Geschwindigkeitsfehler von Zeilen zur Erzeugung einer PAL-Phasenkorrektur abgetastet werden und zwar vorzugsweise im mittleren Bereich eines vorgegebenen Aufnahme- bzw. Wiedergabekopf-Vorbeilauf -Zeit Intervalls, da dann derartige Fehler am genauesten gemessen werden können. Weiterhin kann auch der Geschwindigkeitsfehler einer vorgegebenen Zeile durch Abtastung ermittelt werden und zwar im Zeitpunkt des Auftretens des mittleren Bereichs dieser Zeile, also zu einem Zeitpunkt, an dem mit größter Wahrscheinlichkeit der gemessene Fehler genau dem der Zeile entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Korrektureinrichtung für PAL-Burstsignal-Phasenverschiebungsfehler;

Fig. 2 eine teilweise schaltschemaartige und teilweise

blockdiagrammartige Darstellung eines erfindungsgemäßen Fehlerdetektor für 7*8 kHz Phasenfehler; 10

Fig. 3 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Phasenschiebers;

Fig. 4 eine Darstellung von PAL-Referenz-Burstsignalen mit und ohne Phasenfehler; und

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Korrektureinrichtung für 7,8 kHz Phasenfehler gemäß Fig. 1.

Die Erfindung ist allgemein gerichtet auf eine Einrichtung sowie ein Verfahren zur Beseitigung von Phasenfehlern zwischen alternierenden PAL-Trägerfrequenz-Referenz-Burst-Signalen in einem zeitabhängigen Videosignal, welches von einem Speichermittel über eine Vielzahl von Übertragern wiedergegeben wird. Gemäß der Erfindung wird zuerst der in alternierenden Trägerfrequenz-Burstsignalen aufeinanderfolgender Video-Zeilen erzeugte PAL-Norm-Phasenwinkel (PAL standard phase angle) eliminiert und anschließend der Zeilen-Geschwindigkeitsfehler in diesen phasenverschobenen BurstSignalen für jede einzelne Zeile gemessen. Ein erster Abtast- und Haltekreis (sample and hold unit) dient dem Festhalten der in ersten, wechselnden Zeilen auftretenden Geschwindigkeitsfehler; ein zweiter Abtast- und Haltekreis dient dem Festhalten der in anderen, wechselnden Zeilen

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auftretenden Geschwindigkeitsfehler. Die Ausgangssignale dieser beiden Abtast- und Haltekreise laufen durch Filter zu einem Integrierverstärker, der ein Signal erzeugt, dessen Pegel eine Funktion des zwischen wechselnden Zeilen, ggf. gemessenen PAL-Phasenwinkel-ümschaltfehlers ist. Dieses Fehlersignal wird schließlich zur Anpassung der Phasenverschiebung dieser PAL-Norm-Phasenwinkel aufeinanderfolgender Videosignal-Zeilen verwendet, um hierdurch die Phasenwinkel-Umschaltfehler dieser aufeinanderfolgender Trägerfrequenz-Burstsignale zu eliminieren.

Ein Beispiel für ein Video-Aufnahme- und Wiedergabegerät mit mehreren Übertragern und der Möglichkeit der Kompensation von Geschwindigkeitsfehlern und von "letzte Zeile"-Fehlern (last line error) ist in der US-PS 3 994 013 (Lemoine, et al.), erteilt am 23. November 1976 und im Besitze der Anmelderin/ beschrieben. Die relevanten Teile der Offenbarung dieses Patentes bilden ebenfalls Teil der Offenbarung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Zeitbasis-Kompensators oder Ausgleichers (time base compensator) für Farb-Trägerfrequenz-Referenz-Burstsignale (color subcarrier reference bursts), im folgenden kurz mit BurstSignalen bezeichnet, bei einem Video-Aufnahme- und Wiedergabegerät, umfassend eine erfindungsgemäße Korrektureinrichtung für Fehler in der Phasenverschiebung bzw. Phasendrehung der PAL-Burstsignale. Wie Fig. 1 zeigt, wird das Burstsignal einer taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 zugeleitet, die neben weiterenFunktionen im Normalfall die 90"-Phasendrehung zwischen aufeinanderfolgenden Burstsignalen des PAL-Videosignals eliminiert. Um eine phasenrichtige Erzeugung eines Taktes sicherzustellen, wird der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 ein 4,43 MHz Referenzsignal einer frequensstabilen genau eingestellten Referenzsignalquelle zum Vergleich mit Frequenz und Phase des Burstsignals zugeführt. Hierdurch erreicht man, daß der Haltekreis für die Taktphase (clock

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phase lock loop) oder eine diesem entsprechende Schaltung bei dieser Frequenz gehalten wird. Weiterhin wird der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 auch ein 7,8 kHz Band-Signal zugeführt, um den Beginn jeder zweiten Informationszeile im Videosignal anzuzeigen, da jede Zeile im Normalfall halb so lang ist wie die 7,8 kHz-Periode dieses Band-Signals. Jede Zeile hat nämlich im Normalfall eine Länge (bzw. eine Zeitdauer) von 63,5 μεβσ entsprechend einer Frequenz von angenähert 15,6 kHz. Die Auftretensfrequenz zweier Zeilen ist deswegen von Bedeutung, weil, wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird, sich die Phasendre.hwinkelfehler der PAL-Bur st signale sich mit dieser Frequenz wiederholen.

Das Ausgangssignal der tatkgebenden Phasensteuereinrichtung 12 wird einem Geschwindigkeits-Kompensator oder Geschwindigkeitsfehler-Abgleicher 14 zugeführt, der auf einer Zeile-zu-Zeile-Basis (line by line basis) ggf. individuell für jede einzelne Zeile Geschwindigkeitsfehler-Korrekturen für einen Zeilen-Demodulator (line demodulator) des Aufnahme- und Wiedergabegeräts bereitstellt.

Der Geschwindigkeits-Kompensator 14 vergleicht die Phase des von der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 abgegebenen 4,43 MHz Band-Signals mit der Phase des 4,43 MHz Referenz-Signals und erzeugt daraufhin einen Spannungspegel, welcher den Phasenverschiebungsfehler zwischen diesen beiden Signalen anzeigt. Dieser Fehler entspricht dem Geschwindigkeitsfehler des vom Band kommenden Signals bezogen auf das Referenz-Signal. Der Geschwindkeits-Kompensator 14 erzeugt unter Verwendung dieses Spannungspegels ein Sägezahnsignal (ramp), welches zur langsamen Veränderung bzw. Abstimmung des vom Videoband-Aufnahme- und Wiedergabegeräts zur Demodulation der Daten der betreffenden Zeile eingesetzten Taktgebers verwendet wird. Bei der letzten Zeile eines Vorbeilaufs eines Magnetkopf-Übertra-

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gers (entlang des Speichermittels, z.B. quer über das Magnetband) auch "head pass" genannt, ist, wie bereits vorstehend erwähnt, ein besonderer Geschwindigkeitsfehler-Abgleich erforderlich.
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Der Geschwindigkeitsfehlerpegel wird daneben als Ausgangssignal des Geschwindigkeitsfehler-Kompensators 14 einem erfindungsgemäßen 7,8 kHz Fehlerdetektor (Fehlernachweisschaltung) 16 zugeführt, welcher dafür vorgesehen ist, jegliche periodisch mit einer Frequenz von 7,8 kHz auftretenden Phasenverschiebungen zwischen aufeinanderfolgenden Burstsignalen zu ermitteln, die außerhalb des Video-Aufnahme- und Wiedergabegeräts erzeugte Burstsignal-Phasenfehler anzeigen.

Dem Fehlerdetektor 16 wird als weiteres Eingangssignal ein Signal zugeführt, weiches jeweils dann auftritt, wenn eine Umschaltung zwischen übertragerköpfen stattgefunden hat, so daß dieses Signal den Beginn eines neuen Vorbeilaufs (head pass) anzeigt. Dieses Signal wird, wie im folgenden noch erläutert werden wird, in einer Logikschaltung des Fehlerdetektors 16 verarbeitet um sicherzustellen, daß die Messung des Geschwindigkeitsfehlerpegels durch den Fehlerdetektor 16, d.h. die Messung der 7,8 kHz Fehlerkomponente nur während des Zeitintervalls mit der größten Meßgenauigkeit während eines vorgegebenen Vorbeilaufs durchgeführt wird.

Das Ausgangssignal dieses 7,8 kHz Fehlerdetektors 16 wird einem spannungsgesteuerten Phasenschieber 18 zugeführt, der einen vom Detektor 16 erzeugten, der Fehlerkomponente entsprechenden Spannungspegel aufnimmt und ein Ausgangssignal abgibt, welches die Phase aufeinanderfolgender, von der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 abgegebener Burstsignale ändert. Auf diese Weise wird der 7,8 kHz Phasenfehler zwischen diesen Burstsignalen auf 0° reduziert.

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Wie Fig. 1 deutlich zeigt, bildet diese 7,8 kHz Fehlerkorrektureinrichtung eine geschlossene Regelschleife, die in der Lage ist derartige Phasenfehler relativ schnell zu eliminieren. Vorzugsweise wird eine derartige Fehlerkorrektur ■ nach einem bis drei Fernsehbildern (d.h. nach Ablauf eines Millisekunden betragenden Zeitintervalls) durchgeführt. Erfindungsgemäß können Fehler bis ^u +_ 15° bezogen auf die 90° PAL-Norm-Phasenverschiebung korrigiert werden.

Fig. 4 stellt eine Vielzahl exemplarischer Burstsignale dar, wobei sowohl Burstsignale mit Phasenfehlern im PAL-Drehwinkel als auch Burstsignale ohne Phasenfehler dargestellt sind. Zur Verdeutlichung ist jede Welle bzw. jedes Burstsignal sowohl als Sinus-Welle als auch als hierzu äquivalenter Vektor dargestellt. Zur Vereinfachung ist in den Teilfiguren die Darstellung von Geschwindigkeitsphasenfehlern (true velocity phase errors) weggelassen.

In der Teilfig. 4A sind zwei Burstsignale mit durchgezogenen Linienbei A und A¹ gezeigt, welche ordnungsgemäß einen Winkel von 90° einschließen. Die unterbrochenen Linien B und B¹ stehen für Burstsignale, welche jeweils um einen geringen Drehwinkel von einem Burstsignal A und A¹ abliegen. Wie vorstehend ausgeführt, sind derartige Phasenfehler das Ergebnis schlecht eingestellter PAL-Encodierer usw.

Wie insbesondere dem Vektordiagramm der Fig. 4A zu entnehmen ist, sind die Vektoren A und A¹ um die Ü-Chrominanzachse richtigerweise genau um 90 ^phasenverschoben. Die U-Chrominanzachse bleibt im PAL-System in ihrer Phase unverändert. Die unterbrochenen B und B¹ Vektoren jedoch bilden zwischen sich einen Phasendrehwinkel, welcher geringer ist als die vorgeschriebenen 90°. Dieser Phasenwinkelfehler ist es, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung festgestellt und eliminiert wird.

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Fig. 4B zeigt das normalerweise auftretende Ausgangssignal der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12 sowie das Ausgangssignal der Einrichtung 12 mit einem 7,8 kHz Fehlerbeitrag, wie bereits bekannt. Wie Fig. 4B entnehmbar ist, liegen die A- und A¹-Burstsignale genau in Phase. Die B- und B¹-Burstsignale jedoch, welche ursprünglich einen fehlerhaften PAL-Ümschaltwinkel aufweisen, sind außer Phase, wenn von der Steuereinrichtung 12 versucht worden ist, deren 90°-Umschaltwinkel zu eliminieren. Das Vektordiagramm der Fig. 4B zeigt daher auch, daß dieser Phasenfehler weiterhin zwischen den Burstsignalen B und B' vorhanden ist.

Fig. 4C veranschaulicht die A-, A¹- und B-, B¹-Burstsignale nachdem der 7,8 kHz Phasenfehler zwischen den B- und B¹-Burstsignalen erfindungsgemäß korrigiert worden ist. Nunmehr fallen alle Vektoren A, A¹, B und B¹ zusammen.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der 7,8 kHz Fehlerdetektor 16 aus zwei Teilen, nämlich aus ggf. abwechselnd betriebenen Abtast- und Haltekreisen mit zugeordneter Schaltung und einer Logikschaltung zur Festlegung der Abtastzeit jeder dieser Abtast- und Haltekreise.

Da das Geschwindigkeitsfehlersignal in der (Zeit-) Mitte eines vorgegebenen Übertragerkopf-Vorbeilaufs besonders genau ist, erzeugt die Logikschaltung im Detektor 16 Abtastimpulse lediglich während 12 von 16 oder 17 Zeilen wobei diese 12 Zeilen nächst dem Mittelpunkt des vorgegebenen Vorbeilaufs liegen. Die Logikschaltung umfaßt zwei 8-Bit-Schieberegister 20 und 22, welchen Paralleldaten in der dargestellten Anordnung zugeführt werden, und weiche eine serielle Bit-Folge (serial bit string) von 12 Impulsen bei 16 Takten erzeugt (siehe Fig. 2). Die Schieberegister 20 und 22 werden bei jeder Übertragerkopf-Umschaltung zurückgesetzt und diese parallelen Worte in die Register eingegeben.

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Hierdurch wird der Anfang eines neuen Übertragerkopf-Vorbeilaufs angezeigt. Die seriellen Daten beider Schieberegister 20 und 22 werden auf Taktimpuls hin an zwei UND-Gatter 24 und 26 abgegeben. Diese Taktimpulse werden aufgrund des 7/8 kHz Band-Signals erzeugt. Wie vorstehend erwähnt, wird das 7,8 kHz Band-Signal von einem intern erzeugten konstanten Signal gebildet, dessen Frequenz der Auftretenszeit (bzw. der Auftretensfrequenz) zweier Datenzeilen entspricht. Ein getriggerter Impulsgenerator (trigger extractor) 28 erzeugt schmale Taktimpulse und zwar jeweils dann, wenn der Impulsgenerator 28 eine ansteigende oder abfallende Signalflanke des 7,8 kHz-Band-Signals feststellt. Der getriggerte Impulsgenerator 28 erzeugt daher jeweils einen kurzen Taktimpuls in dem jeweils dem Anfang einer Zeile eines Videosignals entsprechenden Zeitpunkt; der Impulsgenerator 28 arbeitet also mit der Zeilenfrequenz (H rate). Die schmalen Taktimpulse werden eingesetzt um die Schieberegister 20 und 22 zu takten.

Die Taktimpulse des Impulsgenerators 28 werden daneben auch einem Einzelimpuls-Geber 30 (one shot) zugeführt, der zur Abgabe eines herkömmlichen Impulses mit einer Pulsdauer von 20 usec eingestellt" ist. Nach Beendigung einer derartigen 20 \isec Periode schaltet der Einzelimpulsgeber 30 ab, woraufhin ein weiterer Einzelimpulsgeber 32 in Gang kommt.

Der gemäß Fig. 2 dem Einzelimpulsgeber 30 nachgeschaltete Einzelimpulsgeber 32 ist auf eine Impulsdauer von 35 μεεσ eingestellt. Die Zeiteinstellung der beiden Einzelimpulsgeber 30 und 32 ist derart festgelegt, daß an nachgeschalteten UND-Gattern 24 und 26 während eines Zeitintervalls etwa in der Mitte einer vorgegebenen Zeile ein Freigabesignal anliegt. Die Dauer einer Zeile beträgt im Normalfall 63,5 μΞθο. Die Abtastung, d.h. die Messung des Geschwindigkeits-Abgleichsfehlers durch den Fehlerdetektor 16 wird daher während des das genaue Meßergebnis liefernden Zeit-Intervalls während der Zeitdauer einer Zeile durchgeführt.

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Ferner wird dem UND-Gatter 24 das 7,8 kHz-Band-Signal unmittelbar zugeführt sowie dem UND-Gatter 26 über den Invertierer 25 (invertor gate) das invertierte 7,8 kHz Band-Signal. Die beiden UND-Gatter 24 und 26 werden daher wechselweise mit Freigabesignalen belegt, wobei das UND-Gatter 24 während der Zeitdauer einer bestimmten Zeile freigeschaltet ist und das UND-Gatter 26 dementsprechend während der Zeitdauer der nächstfolgenden Zeile freigeschaltet ist.

Hieraus ergibt sich, daß die logische Schaltung abwechselnd über die UND-Gatter 24 und 26 einen Ausgangsimpuls abgibt und zwar während der mittleren 12 Zeilen der 16 oder 17 Zeilen eines gegebenen Übertragerkopf-Vorbeilaufs, wobei jeder dieser Impulse eine Pulsdauer von etwa 35 \isec aufweist und angenähert im mittleren Zeitintervall während des Zeitablaufs einer vorgegebenen Zeile auftritt.

Die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 24 werden einem herkömmlichen Abtast- und Haltekreis 34 zugeführt, der als Abtast- und Haltekreis A bezeichnet ist. Die Ausgangs impulse des UND-Gatters 26 werden dementsprechend einem herkömmlichen, mit B bezeichneten Abtast- und Haltekreis 36 zugeführt. Diese Impulse werden jeweils zum abwechselnden Ingangsetzen (strobe) der Abtast- und Haltekreise und 36 verwendet, so daß ein an den Eingängen beider Kreise 34 und 36 erscheinendes Signal von dem gerade in Gang gesetzten Abtast- und Haltekreis abgetastet, d.h. gemessen und beibehalten wird, bis der nächste Ingangsetzungsimpuls erzeugt wird.

Wie Fig. 2 zeigt, wird der Geschwindigkeitsfehler-Spannungspegel als Ausgangssignal des Geschwindigkeitsfehler-Kompensators14 d©ⁿ beiden Abtast- und Haltekreisen A und B zugeführt. Jeder Abtast- und Haltekreis mißt daher diesen Geschwindigkeits-Abgleichsfehler und behält diesen bei zu einem von den Impulsen der UND-Gatter 24 und 26 gesteuerten

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Zeitpunkt.

Die Ausgangssignale beider Abtast- und Haltekreise 34 und 36 werden durch jeweils zugeordnete Tiefpassfilter 38 und 40 (siehe Fig. 2) geführt um diese Ausgangssignale zu glätten. Die Ausgangssignale beider Filter 38 und 40 werden einem Differenzenverstärker 42 mit hohem Verstärkungsfaktor eingegeben, welcher aufgrund eines in den Gegenkoppelkreis des Verstärkers 42 eingeschalteten Kondensators 44 als Integrator dieser beiden an ihm anliegenden Signale wirkt.

Da der Abtast- und Haltekreis 34 stets nur die Geschwindigkeitsfehler einer ersten Reihe von Zeilen aufnimmt und der Abtast- und Haltekreis 36 die Geschwindigkeitsfehler der jeweils nächstfolgenden Zeilen, sind die Ausgangsspannungen beider Kreise 34 und 36 in Amplitude und Phase gemäß einem im Geschwindigkeits-Abgleich-Fehlersignal ggf. vorhandenen 7,8 kHz Phasenfehlersignal verschieden. Die Filter 38 und 40 verarbeiten die Ausgangssignale der Abtast- und Haltekreise 34 bzw. 36 mit einer relativ großen Zeitkonstante; der Verstärker 42 integriert diese Ausgangssignale weiter und fügt sie zusammen unter Erzeugung einer Fehlerspannung, deren Pegel als Funktion der durch diesen Fehlerdetektor 16 festgestellten 7,8 kHz-Fehlerkomponente variiert. Es sei angemerkt, daß ein als Null-Steller dienender variabler Widerstand 46 am Differenzenverstärker 42 vorgesehen ist, mit Hilfe dessen der Fehlerspannungs-Ausgangspegel des Verstärkers 42 auf angenähert 0 Volt eingestellt werden kann, wenn aufeinanderfolgende Burstsignale frei von 7,8 kHz Phasenfehler sind.

Fig. 3 zeigt ein Schaltschema einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform des spannungsgesteuerten Phasen-Schiebers 18. Die vom 7,8 kHz Fehlerdetektor 16 (Fig. 2) abgegebene 7,8 kHz Fehlerspannung wird einem herkömmlichen

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Verstärker 50 zugeführt und anschließend einem Invertier -Verstärker 52 mit Verstärkungsfaktor 1 (unity gain inverting amplifier). Das Ausgangssignal des Verstärkers 50 wird dazu verwendet jeden Phasennachlauf eines ersten Burstsignals zu korrigieren, wohingegen das Ausgangssignal des Verstärkers 52 verwendet wird jeglichen Phasenvorlauf in der nächsten oder alternierenden Zeile zu eliminieren.

Was das Vorlauf-Netzwerk betrifft, so wird das Ausgangssignal des Verstärkers 50 einer Kapazitätsdiode'mit spannungsabhängiger Kapazität, d.h. einer Varaktordiode 54 sowie einem Kondensator 56 zugeführt und anschließend der taktgebenden Phasensteuereinrichtung 12. Auf diese Weise werden die entsprechenden PAL-Burstsignale mit vorlaufender Phase im Sinne eines Zurückdrehens der Phase korrigiert. Ein einstellbarer Widerstand 62 bietet die Möglichkeit der Einstellung der Chrominanz-Phase (U-Phase) relativ zur Burstsignal-Phase.

Die Wirkungsweise des 7,8 kHz-Phasenfehlerdetektors 16 gemäß Fig. 1 wird im folgenden anhand der Zeitdiagramme gemäß Fig. 5 erläutert. Hierbei wird exemplarisch ein Vorbeilauf A sowie der Beginn eines zweiten Vorbeilaufs B gezeigt. Der Vorbeilauf A steht für die Arbeitsperiode (Abtastperiode) eines ersten Übertragerkopfs, wohingegen der Vorbeilauf B für einen Teil der Abtastperiode des als nächstes eingeschalteten Übertragerkopfs steht. Jedes Mal wenn das Video-Aufnahme- und Wiedergabegerät von einem Übertrager zum anderen umschaltet, werden Kopfumsehaltimpulse erzeugt und dem 7,8 kHz-Fehlerdetektor 16 über die Kopfumschaltleitung zugeführt. Wie Fig. 5 zeigt, sind diese Signale im wesentlichen äußerst kurze Impulse (strobe pulses), welche jeweils zu Beginn eines Vorbeilaufs auftreten.

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In Fig. 5 ist auch das 7/8 kHz Band-Signal dargestellt, welches lediglich aus einem Recktecksignal einer Frequenz von 7,8 kHz besteht, wobei die Zeitdauer jeder Halbperiode dieses Signals der Zeitdauer einer gegebenen Zeile der Video-Information gleicht. Die Zeit des Auftretens einer Zeile, beispielsweise der Zeile 1 sowie der Zeile 2 während des Vorbeilaufs A ist in der Figur angegeben. Der Impulsgenerator 28 erzeugt ein Freigabeimpuls sowohl bei ansteigender wie auch abfallender Flanke des 7,8 kHz-Band-Signals. Dieser Impuls wird zur Ingangsetzung des Einzelimpulsgebers 30, wie vorstehend beschrieben, eingesetzt. Sobald der Einzelimpulsgenerator 30 abschaltet, setzt er den Einzelimpulsgenerator 32 in Gang. Da die Schieberegister 20 und 22 mit 12 Bits _aus 16 Bits belegt sind sobald ein Kopfumschaltimpuls erzeugt worden ist,hindern diese Schieberegister 20 und 22 beide UND-Gatter 24 und 26 daran ein Ausgangssignal abzugeben, ehe die vierte Zeile des Vorbeilaufs A begonnen hat, wie dies auch aus der Darstellung der Ausgangssignale der UND-Gatter 24 und 26 in Fig. 5 hervorgeht. Dementsprechend wird der am Ende des Vorbeilaufs A vom UND-Gatter 24 normalerweise erzeugte Impuls,unterdrückt, da dieser die letzte Zeile des Vorbeilaufs anzeigende Impuls aufgrund der Sperrung des UND-Gatters 24 durch die Schieberegister 20 und 22 nicht abgegeben werden kann.

Als Anschauungsbeispiel ist in Fig. 5 eine 7,8 kHz Fehlerkomponente dargestellt mit einem Phasenwinkel-Umschaltfehler von + 5° zwischen aufeinanderfolgenden Burstsignalen.

Als nächstes ist ein Geschwindigkeitsfehlersignal dargestellt, wobei die mit unterbrochener Linie dargestellten Pegel den Spannungspegel des Geschwindigkeitsfehlersignals ohne Hinzufügung der 7,8 kHz Fehlerkomponente anzeigen und die durchgezogenen Pegellinien die Spannungspegel des Geschwindigkeitsfehlersignals mit hinzuaddierter 7,8 kHz Fehlerkomponente darstellen. Schließlich ist in Fig. 5 noch

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die Wirkungsweise der beiden Abtast- und Haltekreise 34 und 36 veranschaulicht. Der Abtast- und Haltekreis 36 verändert seinen Ausgangspegel an einer Zeit T1, die der Zeit · bzw. dem Auftreten des ersten Ausgangsimpulses des UND-Gatters 26 entspricht. Der neue Spannungspegel des Abtast- und Haltekreises 36 anschließend an den Zeitpunkt T1 gibt den während dieses Zeitpunktes vorliegenden Pegels des Geschwindigkeitsfehlersignals wieder unter Einschluß der 7,8 kHz Fehlerkomponente. Dementsprechend ändert der Abtast- und Haltekreis 34 seinen Zustand, sobald zum Zeitpunkt T2 der erste Ausgangsimpuls des UND-Gatters 24 erzeugt wird. Auch hier entspricht der neue Zustand des Kreises 34 dem Pegel des Geschwindigkeitsfehlersignals an diesem Zeitpunkt. Dementsprechend ändern sich nachfolgend die Ausgangspegel der beiden Abtast- und Haltekreise 34 und 36 wie Fig. 5 zeigt.

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Claims (10)

1. Patentanwälte Dipl.-Ing. K^eickmann, Diir.?-P»YS. Dr. K. Fincke

   Dipl.-Ing. RA.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 3114198

   8000 MÜNCHEN 86, DEN ." 8, POSTFACH 860 820 PRA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

   Ampex Corporation

   Broadway

   Redwood City, Calif. 94063, V.St.A.

   Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Phasenfehlern

   von PAL-BurstSignalen

   Patentansprüche

   Verfahren zur Beseitigung von Phasenfehlern von alternierenden PAL-Burstsignalen in einem zeitabhängigen, von einem Speichermittel mittels mehrerer Übertrager wiedergegebener Videosignale, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   Beseitigen der 90°-Phasendrehung zwischen BurstSignalen aufeinanderfolgender Zeilen;

   Ermitteln des Zeilengeschwindigkeitsfehlers dieser phasenverschobenen Burstsignale für jede dieser Zeilen;

   Abtasten und Speichern von bei ersten, der einen Signalart der alternierenden PAL-Burstsignale zugeordneten Zeilen auftretenden Geschwindigkeitfehlern in einer ersten Einheit;

   Abtasten und Speichern von in zweiten, der anderen Signalart der alternierenden PAL-Burstsignale zugeordneten Zeilen auftretenden Geschwindigkeitsfehlem in einer zweiten Einheit;

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   Zusammenfassen der Ausgangssignale der ersten und zweiten Einheit und Erzeugen eines Phasensignals aus diesen AusgangsSignalen, welches von ggf. vorhandenen 7,8 kHz Phasendifferenzen zwischen diesen Zeilen abhängt; und

   Anpassen der bei der Beseitigung der 90°-Phasendrehung erfolgenden Phasenverschiebung aufeinanderfolgender Videosignal-Zeilen entsprechend dem Phasensignal.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten zumindest der letzten Zeile vor dem Umschalten von einem übertrager auf einen anderen festgestellt wird und daß der bei dieser Zeile auftretende Geschwindigkeitsfehler nicht abgetastet und gespeichert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsfehler ausschließlich bei einer Vielzahl von Zeilen im Mittelbereich eines Übertragerkopf-Durchlaufs abgetastet und gespeichert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Zeilen 12 Zeilen umfassen.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis. 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Einheit gefiltert und dann zusammen integriert werden und daß hieraus ein Spannungspegelsignal erzeugt wird, welches in Abhängigkeit der ggf. festgestellten 7,8 kHz Phasendifferenzen,variiert.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Phasenverschiebung bei der Beseitigung der 90°-Phasendrehung unter Verwendung des Phasensignals, die Kapazität eines einstellbaren Kapazitäts-

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   gliedes abgeändert wird.
7. 7. Vorrichtung zur zeilenweisen Wiedergabe von auf einem Speichermittel gespeicherten Videosignalen mittels einer Vielzahl von aufeinander umschaltbaren Übertragern, wobei die Signale Trägerfrequenz-Burstsignale aufweisen, welche bei abwechselnden Zeilen normalerweise um einen Standardwinkel außer Phase sind, und eine Geschwindigkeit's-Kompensation durchgeführt wird zur Beseitigung von Phasenfehlern, welche bei der Aufnahme oder bei der Wiedergabe dieser Videosignale entstehen und wobei eine Einrichtung zur Beseitigung von bereits vor der Aufnahme auftretenden Phasenfehlern der Burstsignale vorgesehen ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12) zur Einstellung der Phasen alternierender Burstsignale in der Weise, daß der PAL-Norm-Phasenwinkel in den Burstsignalen beseitigt ist; eine Einrichtung (14) zur Messung der Phasendifferenz zwischen aufeinanderfolgenden, phaseneingestellten Burstsignalen und zur Erzeugung eines Geschwindigkeitfehlersignals in Abhängigkeit von der Phasendifferenz; eine erste Einrichtung (34) zum Messen und Speichern der Geschwindigkeitsfehlersignale erster Video-Zeilen; eine zweite Einrichtung (36) zum Messen und Speichern der Geschwindigkeitsfehler in den ersten Zeilen nächstfolgenden zweiten Video-Zeilen;
   eine Einrichtung (42, 44, 46) zur Erzeugung eines in Abhängigkeit von den AusgangsSignalen der ersten und zweiten Einrichtung (34, 36) variierenden Steuersignals;

   einer Halteeinrichtung (25, 24, 26) mit einer der Zeitdauer zweier Video-Zeilen entsprechenden Halteperiode;

   V, und

   eine Einrichtung (18, 12) zur Abänderung der Phasen-

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   _4 —

   verschiebung aufeinanderfolgender Video-Zeilen in Abhängigkeit vom Steuersignal.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch

   eine Schieberegistereinrichtung (20/ 22), welche bei jeder Übertrager-Umschaltung eine Vielzahl von Impulsen aufnimmt;

   eine Einzelimpulsabgabeeinrichtung (30, 32) zur Erzeugung eines Einzelimpulses vorbestimmter Dauer während des Zeitablaufs jeder Video-Zeile; einen Impulsgenerator (28) zur Erzeugung eines Freigabeimpulses zu Beginn jeder Video-Zeile, auf welchen Freigabeimpuls hin die Einzelimpulsabgabeeinrichtung (30, 32) in Gang gesetzt wird und die Schieberegistereinrichtung (20, 22) in ihre nächstfolgende Einstellung übergeht und in der Folge einen Registerimpuls abgibt; und

   eine Gatter-Einrichtung (24, 26) zur Erzeugung eines an einer ersten Leitung anliegenden Ausgangsimpulses dann, wenn bei ersten Video-Zeilen gleichzeitig ein Einzelimpuls sowie ein Registerimpuls auftritt, und zur Erzeugung eines an einer zweiten Leitung anliegenden Ausgangssignals dann, wenn bei den ersten Video-Zeilen nächstfolgenden zweiten Video-Zeilen ein Einzelimpuls sowie ein Registerimpuls auftritt, wobei die erste Einrichtung (34) und die zweite Einrichtung zum Messen und Speichern der Geschwindigkeitsfehler signale von den an der ersten Leitung bzw. dem an der zweiten Leitung anliegenden Ausgangsimpuls gesteuert sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18, 12) zur Abänderung der Phasenverschiebung aufeinanderfolgender Video-Zeilen in Abhängigkeit vom Steuersignal ein einstellbares Kapazitätsglied (54) umfaßt, welches funktions-

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   mäßig derart mit der Einrichtung (12) zur Einstellung der Phase alternierender Burstsignale verkoppelt ist,

   daß eine durch das Steuersignal bewirkte Kapazitätsänderung des Kapazitätsglxedes (54)zu einer entsprechenden Phasenänderung führt.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Wiedergabe von PAL-Fernsehsignalen mittels Mehrfach-tibertrager, insbesondere mittels mehrerer übertragerköpfe ausgebildet ist und vorzugsweise einen zeilenweise diskrete Korrektursignale für anwachsende Zeitbasisfehler abgebenden Geschwindigkeitsfehler-Abgleicher (14)aufweist.

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