DE3405018A1

DE3405018A1 - Fernsehschaltungsanordnung zum ermitteln zwei vertikal-perioden umfassender bildperioden bei einem viedeosignal

Info

Publication number: DE3405018A1
Application number: DE19843405018
Authority: DE
Inventors: Leendert Johan van de Eindhoven Polder
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-02-17
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1984-08-23
Also published as: JPS59181786A; GB2135849B; FR2541547A1; DE3405018C2; GB2135849A; FR2541547B1; JPH0380392B2; US4567520A; NL8300592A; GB8403716D0; CA1220852A

Description

PHN 10.596 X 14-10-1983

- α-

"Fernsehsclialtungsanordnurif; zum Ermitteln zwei Vertikal-Perioden umfassender Bildperioden bei einem Videosignal".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehschal tungs anordnung zum Ermitteln zwei Vertikal-Perioden umfassender Bildperioden bei einem Videosignal, welches ein Bildsignal umfassende Videosignal an einer Eingangsklemme vorhanden ist und von einer Signalquelle zum Liefern eines sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden wiederholenden und möglicherweise zwischen denselben sich schrittweise ändernden Bildsignals herrührt.

Eine derartige Fernsehschaltungsanordnung kann bei einer in der US-Patentschrift 3*886.589 beschriebenen Signalquelle, die beispielsweise als sogenannte "field skip"-Signalspeicher- und wiedergabeanordnung oder als Film-Fernsehwandler ausgebildet ist, verwendet werden.

Bei der Verwendung einer derartigen Speicher- und wiedergabeanordnung werden die Bildsignale nur alle zwei Vertikal-Perioden gespeichert. B_ei der Wiedergabe des gespeicherten Signals durch die Anordnung wird dann die gespeicherte Information einmal in der nachfolgenden Vertikal-Periode wiederholt. Auf diese Weise entsteht ein sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden wiederholendes und möglicherweise zwischen denselben sich schrittweise änderndes Fernsehbildsignal.

Im Falle des Film-Fernsehwandlers als Signalquelle gelangt die zu nur einem Filmbild gehörende Information nicht in nur eine Vertikal-Periode des Bildsignals, sondern tritt wiederholt in der nachfolgenden Vertikal-Periode auf. Weiterhin treten durch Filmmontage einzeln aufgenommener Szenen oft jähe Änderungen zwischen den Filmbildern auf. Auch hier ist das Ergebnis, dass die Signalquelle das sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden wiederholende und möglicherweise zwischen denselben sich schrittweise ändernde Fernsehbild-

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„ V
signal liefert.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Fernsehschal tungsanordnung zu schaffen, mit der auf einfache, automatische Art und Weise in der Folge von Vertikal-Perioden beim schrittweise sich ändernden Bildsignal ermittelt werden kann, welcLe Vertikal-Perioden zusammen den Zyklen bilden. Eine derartige Ermittlung des Zyklus, der dann als einer Fernsehbildperiode entsprechend vorausgesetzt wird, ist bei bestimmten Bildsignalbearbeitimgen, wie zum Erhalten einer Flimmerverringerung bei Bildwiedergabe oder zum Erhalten einer Bildqualitätsvergrösserung durch Vertikal- oder Horizontal-Frequenzverdopplung, von Bedeutung. Eine erfindungsgemässe Fernsehschaltungsanordnung weist das Kennzeichen auf, dass diese Schaltungsan-Ordnung mit einem Schaltkreis, einer ersten und einer zweiten Signalintegrationsschaltung und einer nachgeschalteten Signalvergleichsschaltung ausgebildet ist, über welchen Schaltkreis die erste und die zweite Signalintegrationsschaltung wechselweise alle zwei Vertikal-Perioden, während wenigstens eines Vertikal-Periodenteils, nach einer Rückstellung auf einen Bezugswert, mit der Signalquelle gekoppelt sind und weiterhin bevor eine der genannten Rückstellungen erfolgt, die Signalvergleichsschaltung zum Abgeben einer von dem Vergleich der zwei Signalintegrationen abhängigen Spannung an einer Ausgangsklemme der Fernsehschaltungsanordnung wirksam ist.

Eine Ausführungsform einer Fernsehschaltungsanordnung nach der Erfindung, wobei eine optimale Signalintegration durchgeführt wird, weist das Kennzeichen auf, dass die Fernsehschaltungsanordnung mit einem der ersten und der zweiten Signalintegrationsschaltung vorgeschalteten Spannung-Stromwandler ausgebildet ist.

Eine andere Ausführungsform mit einem optimalen Signalvergleich weist das Kennzeichen auf, dass die Signalvergleichsschaltung mit einem Differenzverstärker und einem iiachgeschalteten, einen Teil des genannten Schaltkreises bildenden, mit der Ausgangsklemme verbundenen Schalter ausgebildet ist.

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. ν.

Es sei bemerkt dass in der Zeitschrift "Journal of the SMPTE", Heft 82, Nr. 1, Januar 1973, Seiten 17-21 ein Bewegungsdetektor beschrieben ist, der mit u.a. nur einer rückstellbaren Signalintegrationsschaltung, mit zwei nachgeschalteten Abtast- und Ilalteschaltungen und mit einer nachgeschalteten Signalvergleichsschaltung aufgebaut ist. Dabei wird die Signalintegrationsschaltung jede Bildperiode, die zwei Teilbildperioden umfasst, rückgestellt, wobei alle Bildperioden jeweils eine der zwei Abtastschaltungen wirksam ist. Eine Aenderung in der integrierten Information führt zu einer Detektion von Beilegung. Abgesehen von der Tatsache des unterschiedlichen Anwendungsbereiches der Bewegungsdetektion bietet die Bildperiodenbestimmung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Hilfe zweier rückstellbarer Signalintegrationsschaltungen für die Vertikal-Periode den Vorteil, dass keine einzelnen Abtast- und Halteschaltungen vorhanden sind. Die zwei Signalintegrationsschaltungen sind je unmittelbar mit einem Eingang der Signalvergleichsschaltung verbunden, was ohne die einzelne Signalabtast- und -festhaltung als zusätzliches Signalverarbeitung eine genauere Bestimmung der Bildperiode bedeutet.

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-S-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgeniässen Fernsehschaltungsanordnung,

Fig. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 Zeitdiagramme der anzuwendenden Schaltsignale.

In der F erna ehs chaltungs anordnung nach Fig. 1 ist durch VSS eine Signalquelle bezeichnet. Die Signalquelle VSS dient zur Lieferung eines Videosignals VS, das aus einem Bildsignal und Horizontal- und Vertikal-Austast- und Synchronsignalen aufgebaut ist. Von dem Videosignal VS sind in Fig. 1 einige in Vertikal-Perioden TV auftretende Informationen durch VS ,VS ' , VS und VS ' bezeichnet. Die Akzentnotierung ist benutzt worden um anzugeben, dass es sich um eine wiederholte Information handelt. Vorausgesetzt wird, dass die Signalquelle VSS zum Liefern eines sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden TV wiederholenden (informationen VS und VS ') und sich zwischen denselben schrittweise ändernden Bildsignals (zwischen den Informationen VS ' und VS ) dient. Als Beispiele werden genannten die Ausführungsform der Signalquelle VSS als "field skip"-Signalspeicher- und wiedergabeanordnung und als Film-Fernsehwandler. In beiden Fällen treten in dem Videosignal VS in einer Folge von Vertikal-Perioden TV die (Bild)informationen in der Reihenfolge VS_n-1, VS_n^, VS_n, VS_n-, VS_n+1, VS_n+1 auf. Bei Fig.

sind für eine bestimmte Zeitdauer entsprechend drei Vertikal-Perioden TV zwei mögliche Bildinformationsfolgen durch

VS j VS ' j VS _Λ und VS ' »' VS . j VS ' bezeichnet. η ' η ' n+1 η n+1 ' n+1

Bei bestimmten Signalbearbeitungen kann es von Bedeutung sein, über eine Anzeige zu verfügen, welche Informationen in der Folge der Vertikal-Perioden TV zusammengehSren und diese daraufhin zu betrachten als in zwei Vertikal-Perioden umfassenden Bildperioden auftretend, wie diese bei Fernsehsystemen mit Zeilensprungverfahren auftreten. Eine derartige Anzeige kann beim Erzielen einer

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- fr.

Flimmerverriiigerung bei Bildwiedergabe, wie in der deutschen Patentanmeldung P 34 "02 230.9 mit demselben Prioritätsdatum, beschrieben. Eine andere Verwendung kann sein beim Erzielen einer Bildqualitätsvergrösserung durch Vertikal- und Horizontal-Frequenzverdopplung, wie in einem Artikel in der Zeitschrift "Rundfunktechnische Mitteilungen", Jahrgang 25 (198I), Nr. 6, auf Seiten 264 bis 269 beschrieben. Die Bildqualitätvergrösserung wird dadurch erreicht, dass die zu einer (genormten) Vertikal-Periode gehörende Information zwei-mal während jeweils einer halben Vertikal-Periode wiedergegeben wird. Dabei können die Informationen, die zu zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden gehören (1 und 2), in der Teilbildwiederholungsfolge 1-1/2-2 oder 1-2/1-2 je (genormte) Bildperiode wiedergegeben werden. Wenn die Teilbildwiederholungsfolge 1-2/1-2 gewählt wird, ist es für die Bildqualität günstig, den genannten Zyklus mit den Bildinformationen VS , VS ' für die Vertikal-Perioden 1 und 2 zu benutzen, und ungünstig wäre es, dafür die aufeinanderfolgenden Bildinformationen VS ', VS ₁ zu benutzen.

Zum bei dem Videosignal VS Ermitteln einer zwei Vertikal-Perioden TV (TV1 und TV2) umfassenden Bildperiode (TP = 2TV) ist die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung gegeben. Die Signalquelle VSS liegt zwischen zwei Eingangskiem.Tien IT1 und IT2 der Fernsehschaltungsanordnung, wobei die Klemme IT2 an Masse liegt. Die Pernsehschaltungsanordnung nach Fig. 1 kann in einem Fernsehempfänger, einem Fernsehmonitor oder in einem Fernsehstudio vorhanden sein. Die Signalquelle VSS kann sich bei der Fernsehschal-

3Q tungsanordnung oder in einem Abstand davon befinden. Von Bedeutung ist nur, dass die Eingangsklemme IT1 das Videosignal VS erhält mit dem sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden TV wiederholenden (^vs _n> VS ') und zwischen denselben sich schrittweise ändernden

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(VS ',VS ) Bildsignal. In der Fernsehschaltungsanordnung sind die Eingangsklemme IT1 und IT2 mit einem Spannung-Stroiiiwandler CON verbunden. Auf die Ausführungsform des Wandlers CON für die lineare Umwandlung (v/l) einer

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zugeführten Spannung V in einem zugeordneten Strom I \vird nicht detailliert eingegangen. Bekannte Spannung-Stromwandler lassen sich dazu verwenden. Ein Ausgang des Wandlers CON ist mit drei Schaltern S1, S2 und S3 verbunden und ein anderer Ausgang liegt an Masse. Die Schalter S1, S2 und S3 bilden mit drei weiteren Schaltern S4, S5 und S6 einen Schaltkreis (S1-S6). Die Schalter S1 bis S6 sind einfachheitshalber als mechanische Schalter dargestellt, werden jedoch in der Praxis als elektronische Schalter ausgebildet sein. Dabei werden den Schaltern S1 bis S6 aus Fig. 1 Schaltsignale zugeführt, die mit denselben Bezeichnungen in Fig. 2 als Funktion der Zeit t dargestellt sind. Die Schaltsignale S1 bis S6 aus Fig. 2 sind als Zeitdiagramme zwischen logischen Werten 1 und 0, die den geschlossenen bzw. geöffneten Zustand des betreffenden Schalters aus Fig. 1 entsprechen, wie bei dem Schaltsignal S1 aus Fig. 2 angegeben ist, aufgetragen. Weiterhin ist in Fig. 2 ein Zeitdiagramm einer Spannung VV aufgetragen, welche Spannung W an einer Ausgangsklemme 0T1 der Fernsehschaltungsanordnung nach Fig. 1 vorhanden ist, die weiterhin eine mit Masse verbundene Ausgangsklemme 0T2 hat. Für die Spannung VV gilt, dass diese während bestimmter Zeitdauern mehr oder weniger gleich OV oder ungleich OV ist (in Fig. 2: φ OV). Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wichtige Zeitpunkte sind in Fig. 2 durch ti, t2, t3 bis t13 bezeichnet. Je Vertikal-Perioden TV einander entsprechende Zeitpunkte sind die Zeitpunkte ti, t5, t9 und t13» die Zeitpunkte t2, t6 und t1O, die Zeitpunkte t3> t7 und t11 und die Zeitpunkte tk, t8 und ti2.

In Fig. 1 ist dargestellt, dass parallel zu dem Schalter Sh ein Kondensator C1 vorgesehen ist, wobei die Parallelschaltung in Reihe mit dem Schalter S1 zwischen den Ausgängen des Wandlers CON angeordnet ist. Die Schalter S1 und S4 und der Kondensator C1 bilden zusammen eine Signalintegrationsanordnung (C1, S1, Sk). Auf gleiche Weise bildet ein Kondensator C2 mit den Schaltern S5 und S2 eine Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5). Der Schalter S3

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ist als Kurzschlussschalter zwischen den Ausgängen des Wandlers CON vorhanden. Die Verwendung des den Signalintegrationsschaltungen (C1, S1, S4) und (C2, S2, S5) vorgeschalteten linearen Spannung-Stromwandlers CQN führt -zu einer optimalen Signalintegration.

Der Verbindungspunkt des Kondensators C1 und des Schalters S1 liegt an einem (+)-Eingang eines Differenzverstärkers AMP. Ein (-)-Eingang des Differenzverstärkers AMP ist mit dem Verbindungspunkt des Kondensators C2 und des Schalters S2 verbunden. Ein Ausgang des Differenzverstärkers AMP liegt über den Schalter S6 an der Ausgangsklemme OT1. Der Differenzverstärker AMP und der Schalter S6 bilden zusammen eine Signalvergleichsschaltung (AMP, S6).

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist durch die Zeitpunkte ti, t5> t9, t13i ... angegeben, dass dazu die dargestellten Schalterstellungen passen, wie auch aus den Zeitdiagrammen nach Fig. 2 hervorgeht, mit den Schaltern S3 und S6 geschlossen (leitend) und den Schaltern S1, S2, Sk und S5 geöffnet (unterbrochen).

In Fig. 2 sind drei ganze aufeinanderfolgende Vertikal-Perioden TV mit TV1, TV2 und TV1 bezeichnet. Dabei wird für Fig. 2 vorausgesetzt, dass die Bildinformationen VS , VS · und VS _Λ aufeinanderfolgend an der Einn η η+ ι

gangsklemme IT1 aus Fig. 1 vorhanden sind. In bezug auf die Signalintegrationsschaltungen (Cl, S1, Sk) und (C2, S2, S5) gilt, dass diese, bevor eine Signalintegration stattfindet, unter Ansteuerung der Schaltsignale S4 und S 5 rückgestellt werden. Bei dieser Rückstellung von den Zeitpunkten t2 und t1O bzw. von dem Zeitpunkt t6 an wird der Kondensator CI bzw. C2 völlig entladen, so dass dabei das Massepotential als Bezugswert vorhanden ist. Aus dem Schaltsignal S1 aus Fig. 2 folgt, dass in der ersten Vertikal-Periode TV1 eine Signalintegration stattfindet in der Zeitdauer t3 bis tk. Dabei nimmt nach der Rückstellung bei dem Zeitpunkt t2 (Signal Sk) die Signalintegrationsschaltung (C1, S1, Sk) einen Teil der (Bild)lnformation VS_n auf. Aus dem Schaltsignal S2 aus Fig. 2 geht hervor, dass nach

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der Rückstellung bei dem Zeitpunkt t7 (Signal S5) die Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5) während der Vertikal-Per^oden TV2, zwischen den Zeitpunkten t7 und t8 einen Teil der (Bild)lnformation VS ' aufnimmt. Die

^x ' η

gleichen Zeitdauern t3 bis tk und tj bis t8 können beispielsweise etwa zweihundert Zeilenperioden umfassen, wobei das Videosignal VS die Vertikal- und Horizontal-Synchroninformation umfasst. Aus dem Schaltsignal S3 geht hervor, dass in der zwischenliegenden Zeitdauer tk bis fj die Ausgänge des Spannung-Stromwandlers CON kurzgeschlossen sind. Aus dem Schaltsignal S6 nach Fig. 2 folgt, dass von dem Zeitpunkt t9 an der Schalter S6 aus Fig. 1 während kurzer Zeit geschlossen ist. Da vorausgesetzt ist, dass in den Signalintegrationsschaltüngen (C1, S2, Sk) und (C2, S2, S5) die Bildinformationen VS^ und VS_n' aufgenommen sind, ist das Resultat, dass die Signalvergleichsschaltung (AMP, S6) eine Spannung VV nahezu gleich Null Volt (VV = OV) an der Ausgangsklemme 0T1 abgibt. Bei dem vorher erfolgenden Schliessen des Schalters S6 von dem Zeitpunkt t5 an ist in der Fig. 2 angegeben, dass für die Spannung W gilt: VV φ OV. Dabei war in der Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5) die Bildinformation VS ' vorhanden, wie bei dem Schaltsignal S2 aus Fig. 2 abgeleitet werden kann, während in der Signalintegrationsschaltung (C1, S1, Sk) die folglich andere Bildinformation VS vorhanden war. Aus der Spannung W mit W = OV zu dem Zeitpunkt t9 und W φ OV zu dem Zeitpunkt t5 geht hervor, dass die Bildinformationen, die zu den vorhergehenden Vertikal-Perioden TV gehören, einander entsprechen, wie dies auch vorausgesetzt ist. Zu diesem Resultat gehört die in Fig. 2 bezeichnete Bildperiode TP = 2TV.

Aus der in Fig. 2 gegebenen Spannung VV mit W φ OV zu dem Zeitpunkt ti3 folgt, dass im Durchschnitt über nur eine Vertikal-Periode die Bildinformation VS '

der Bildinformation VS . nicht entspricht, welche Informationen bei den Signalen S2 und S1 angegeben sind.

In dem Fall, dass es keinen Unterschied oder nur einen geringen Unterschied zwischen den Bildinformationen,

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die zu mehreren aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden TV gehören, gibt, wird für die Spannung VV immer gelten: VV = OV. Dabei kann die Bildperiode TP nicht eindeutig bestimmt werden, aber dies ist auch nicht notwendig, da die aufeinanderfolgenden Bildinformationen mehr oder weniger gleich sind. Eine Bildinformationsänderung, die dazu führt, dass VV φ OV wird, reicht dann um zu folgern, dass die vorhergehende und die nachfolgende Vertikal—Periode TV eine Bildperiode TP bilden, an die sich die folgenden Bildperioden TP anschliessen.

Nach einer jähen Bildinformationsänderung wird mit Hilfe der Spannung VV aus Fig. 2 mit nach einander VV φ OV und VV = OV die dann vorhandene Bildperiode TP = 2TV bestimmt werden können. Bei dem Signalvergleich mit Hilfe des Differenzverstärkers AMP kann dabei eine Signalschwelle vorhanden sein, damit nicht untergeordnete zu vernachlässigende Bildinformationsänderungen zu einer Bildperiodenänderung führen. Eine derartige immer vorhande ne Schwelle bei Differenzverbtärkern führt zu einem optimalen Signalvergleich.

Im Falle einer Filru-Fernsehumwandlung müssen im Grunde 24 Filmbilder/Sekunde zu 25 oder 30 Fernsehbildern bei einer Vertikal-Frequenz von 50 bzw. 60 Hz umgewandelt werden. Bei der 50 Hz-Vertikal-Frequeaiz wird der Film mit 25 Filmbildern/Sekunde abgespielt und sie werden einmal wiederholt in 50 Vertikal-Perioden. In der US Patentschrift 3.886.589 ist für die 60 Hz-Vertikal-Frequenz angegeben, dass beim Abspielen mit 24 Filmbildern/Sekunde abwechselnd 12 Filmbilder einmal und zweimal wiederholt in 2x12+3x12 = 60 Vertikal-Perioden gelangen. Ausgehend von einer Anzahl aufeinanderfolgender jäher Bildinformationsänderungen und von einer Bildinfonnationsfolge VS^, vs_n., VS_n", Vs_n+1, VS_n+1S Vs_n+2, VS_n+2-, Vs_n+2", V

_n, _n

usw. folgt auf die bei Fig. 2 beschriebene Art und Weise für die Spannung VV die Reihenfolge : 0, 5^0, 0, 0, ^O, 0, 5^0, 0, 0, ^O usw. Auch aus dieser Reihenfolge ist die Fernsehbildfolge ersichtlich.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Fernsehschaltungsanordnung zum Ermitteln zwei Vertikal-Perioden umfassender Bildperioden bei einem Videosignal, welches ein Bildsignal umfassende Videosignal an einer Eingangsklemme vorhanden ist und von einer Signalquelle zum Liefern eines sich in Zyklen von zwei aufeinanderfolgenden Vertikal-Perioden wiederholenden und möglicherweise zwischen denselben sich schrittweise ändernden Bildsignals, herrührt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsehschaltungsanordnung mit einem Schaltkreis (S1, S6), einer ersten (Cl, S1, S4) und einer zweiten Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5) und einer nachgeschalteten Signalvergleichsschaltung (AMP, So) ausgebildet ist, über welchen Schaltkreis (S1, S6) die erste (Cl , S1 , S4) und zweite Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5) wechselweise alle zwei Vertikal-Perioden während wenigstens eines Vertikal-Periodenteils, nach einer Rückstellung auf einen Bezugswert, mit der Signalquelle (VSS) gekoppelt sind und weiterhin bevor eine der genannten Rückstellungen erfolgt, die Signalvergleichsschaltung (AMP, S6) zum Abgeben einer von dem Vergleich der zwei Signalintegrationen abhängigen Spannung (w) an einer Ausgangsklemme (ΟΤΙ) der Fernsehschaltungsanordnung wirksam ist.
2. Fernsehschaltungsanordnung nach Anspruch 1 ,. dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsehschaltungsanordnung mit einem der ersten (C1, S1, S4) und der zweiten Signalintegrationsschaltung (C2, S2, S5) vorgeschalteten Spannung-Stromwandler (CON) ausgebildet ist.
3. Fernsehschaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvergleichsschaltung (AMP, S6) mit einem Differenzverstärker (AMP) und einem nachgeschalteten, einen Teil des genannten Schaltkreises (S1-S6) bildenden, mit der Aus/jangsklemme (ΟΤΙ ) verbundenen Schalter (S6) ausgebildet ist.