DE3427669A1

DE3427669A1 - Schaltungsanordnung zur verbesserung von signaluebergaengen

Info

Publication number: DE3427669A1
Application number: DE19843427669
Authority: DE
Inventors: Eric Paul Cherry Hill N.J. Batterman
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1985-02-07
Anticipated expiration: 2004-07-27
Also published as: FI842926A0; JPH0693780B2; PT78978A; GB2144302A; CS553084A2; AU3119684A; ES534491A0; DE3427669C2; FI842926A; ATA245184A; FR2557410A1; AT404200B; IT8422043A0; FI76901B; KR850000864A; PT78978B; FI76901C; GB8419101D0; IT1176474B; CA1219338A

Description

:₁₀

RCA 79 338 Ks/Ri

U.S. Serial No. 517,833

Piled: July 27, 1983

ROA Corporation
New York, N.Y., V.St.v.A.

Schaltungsanordnung zur Verbesserung von Signalübergängen

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen zur Signalverarbeitung und betrifft insbesondere eine Anordnung zur Verbesserung der Anstiegs- und Abfallzeiten von Signalübergängen.

Wenn Signale durch Einrichtungen laufen, deren Bandbreite oder Reaktionsgeschwindigkeit begrenzt ist, dann werden die Anstiegs- und Abfallzeiten von Übergängen zwischen Signalpegeln entsprechend begrenzt. Das heißt, eine geringere Bandbreite führt zu langsameren Signalübergängen, in einem Fernsehsystem beispielsweise ist die Bandbreite der Farbartsignale durch die Norm des Ubertragungssystems begrenzt. Bei einem System der NTSC-Norm beispielsweise hat die I-Komponente (In-Phase-Komponente) des Farbartsignals eine Bandbreite von 1,5 MHz und die Q-Komponente (Quadraturkomponente) hat eine Bandbreite von 0,5 MHz. Nicht selten verarbeiten die Schaltungen eines Fernsehempfängers sowohl die I- als auch die Q-Farbartkomponente jedoch mit einer Bandbreite von 0,5 MHz.

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Für die meisten Bildbedingungen ist eine solche Verarbeitung des Farbartsignals ausreichend, wenn auch eine Verbesserung der Anstiegs- und Abfallzeiten der Signale wünschenswert wäre. Begrenzte Anstiegs- und Abfallzeiten im Farbartsignal lassen jedoch die Ränder von Objekten weniger scharf und in verschlechterter Farbtreue erscheinen. Diese unerwünschten Bildeffekte werden dann besonders merklich, wenn das Objekt selbst einen scharf definierten Rand hat, der sich zwar durch das mit hoher Bandbreite auftretende Leuchtdichtesignal (4,2 MHz),nicht aber durch die mit geringerer Bandbreite übertragenen Farbartsignale wiedergeben läßt. Die erwähnten Effekte äußern sich auch dann merklich, wenn sich die Farbe des Objekts wesentlich von der Farbe des Hintergrundes unterscheidet.

Es besteht daher Bedarf an Schaltungsanordnungen, die das Auftreten ganz bestimmter Signalübergänge erkennen können und in der Lage sind, die Anstiegs- bzw. Abfallzeiten solcher Übergänge zu verbessern (d.h. zu verkürzen). Herkömmliehe Versteilerungsschaltungen, welche die höherfrequenten Komponenten eines Signals gegenüber den niedrigerfrequenten Komponenten hervorheben, haben nämlich nur begrenzte Wirkung, wenn die höherfrequenten Komponenten infolge einer begrenzten Signalbandbreite stark gedämpft worden sind.

Die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, mit der die vorstehend genannte Aufgabe gelöst wird, ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen

/jO gekennzeichnet.

Eine erfindungsgemäße Signalverarbeitungsschaltung enthält eine Vielzahl kaskadengeschalteter Verzögerungseinrichtungen zur sukzessiven Verzögerung der Eingangssignale, eine Einrichtung zur Erfassung von Amplitudenübergängen der Eingangssignale sowie eine Koppeleinrichtung, die auf die erwähnte Erfassungseinrichtung anspricht, um selektiv die Eingänge

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ausgewählter Exemplare der Verzögerungseinrichtungen miteinander zu koppeln.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Blockform eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung;

Figuren 2a und 2b sind graphische Darstellungen von Signalen in der Anordnung nach Fig. 1;

Figuren 3 bis 7 sind Schaltbilder von Teilen der Anordnung nach Fig. 1 in modifizierten und alternativen Ausführungsformen.

Wenn die einzelnen Ausführungsformen nachstehend in Verbindung mit Digitalsignalen erläutert werden, dann ist dies nicht als Einschränkung sondern nur als Beispiel zu verstehen, Es ist festzuhalten, daß sich die Erfindung auch mit vielen anderen Typen von Signalen realisieren läßt, z.B. mit abgefragten Signalen in Analog- oder Digitalform oder mit Analogsignalen. In den Zeichnungen stellen breite Pfeile Signalwege für Digitalsignale mit mehreren Bits in Parallelform dar, während dünne Linien Wege für Digitalsignale aus einem einzigen oder aus seriellen Bits oder für Analogsignale darstellen.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, die zur Verbesserung von Signalübergängen dient und einen Übergangsdetektor enthält. Die Schaltungsanordnung ist zur Behandlung digitaler Farbartsignale in einem Fernsehempfänger ausgelegt, der mit digitaler Signalverarbeitung funktioniert. Der Empfänger erzeugt digitale Farbartsignale CS, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung weiterverarbeitet werden, um verbesserte digitale Farbartsignale CS¹ zu erzeugen.

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Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 enthalt eine Kombination von mehreren Verzögerungsstufen 10, 12, 14, 16 und 18 und Multiplexern 20 und 22, die zur Verbesserung der Anstiegs- und Abfallzeiten dient und deren Arbeitsweise zunächst beschrieben wird. Die Arbeitsweise eines in der Anordnung enthaltenen Übergangsdetektors 100 wird später beschrieben.

Zunächst sei angenommen, daß die Multiplexer (abgekürzt MUX) 20 und 22 die an den Stellen D und 0 erscheinenden Signale auf ihren jeweiligen Ausgang koppeln und daß die Eingangssignale CS durch die in Kaskade geschalteten Verzögerungsstufen 10, 12, 14, 16 und 18 sukzessiv verzögert werden, so daß die Ausgangssignale CS' einfach eine zeitlich verzögerte Version der Eingangssignale CS darstellen. Jede der Verzögerungsstufen 10, 12, 14, 16 und 18 ist z.B. ein Zwischenspeicher für 8 Parallelbits, der durch ein Taktsignal f gesteuert wird. Das Taktsignal f__ hat eine Wiederholfrequenz, die in Beziehung zur Parbhilfsträgerfrequenζ steht (etwa 3,85 MHz beim NTSC-Fernsehsystem). Das Signal CS¹ ist also gegenüber dem Signal CS um fünf Perioden der Taktsignalfrequenz f verzögert.

SC

Wenn im Signal CS Übergänge erscheinen, die vorbestimmte Kriterien hinsichtlich ihres Betrags und ihrer Anstiegsoder Abfallzeit erfüllen, dann erzeugt der Übergangsdetektor 100 ein Steuersignal MC und legt es an die Multiplexer 20 und 22, so daß diese Multiplexer selektiv die Eingänge bestimmter Exemplare der Verzögerungsstufen mit den Eingängen anderer Verzögerungsstufen koppeln. Im.einzelnen koppelt der Multiplexer 20 den Eingang der Verzögerungsstufe 12 mit dem Eingang der Verzögerungsstufe 14 und trennt den Ausgang der Stufe 12 vom Eingang der Stufe 14 ab. In ähnlicher Weise koppelt der Multiplexer 22 den Eingang der Verzögerungsstufe 18 mit dem Eingang der Verzögerungsstufe 16 und trennt den Ausgang der Stufe 14 vom Eingang der Stufe 16 ab.

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Als Beispiel sei der Fall betrachtet, daß die zeitliche Folge der Abfragewerte (Signalproben) A, B, C, D, E und F des Signals CS einen Übergang von einem niedrigeren Betrag zu einem höheren Betrag (positiv gerichteter Übergang) bildet, wie es die Fig. 2a zeigt. Es sei erwähnt, daß in einem mit abgefragten analogen oder digitalen Signalproben arbeitenden System das Signal den jeweils abgefragten Wert für die gesagte Dauer einer Abfrageperiode beibehält. Die in Fig. 2a eingezeichnete geradlinige Verbindung zwischen einzelnen Abfragewerten dient nur zur Erläuterung der hier zu beschreibenden Anordnung. Das in der Fig. 2a dargestellte Zeitintervall entspricht derjenigen Zeit, die verstreicht, bis die Folge von Proben des Signals CS durch die Verzögerungsstufen 10, 12, 14-, 16 und 18 übertragen worden sind.

Somit entspricht jeder der in Fig. 2a mit den Buchstaben A bis F bezeichneten Abfragewerte dem Wert der Signalprobe, die sich im Augenblick auf dem mit dem jeweils gleichen Buchstaben bezeichneten Signalweg in Fig. 1 befindet. Das heißt, das Signal CS hat im betrachteten Augenblick den mit dem Abfragewert F dargestellten Betrag und hatte vor einer Zeit gleich fünf Perioden des Taktsignals f_g den durch den Abfragewert A dargestellten Betrag. Die durchgezogene Linie 50 in Fig. 2a verbindet die Abfragewerte A bis F, um die Anstiegszeit des durch diese Abfragewerte dargestellten Übergangs aufzuzeigen.

Es sei ferner angenommen, daß zum betrachteten Zeitpunkt die dargestellte Folge von Signalproben derartige Beträge hat, daß der Detektor 100 das Steuersignal MC erzeugt, wo-

JO durch die Multiplexer 20 und 22 in der weiter oben beschriebenen Weise aktiviert werden. Der Multiplexer 20 ersetzt dann die Probe D durch den Wert der Probe E am Eingang der Verzögerungsstufe 14, und der Multiplexer 22 ersetzt den Wert der Probe C durch den Wert der Probe B am Eingang der Verzögerungsstufe 16. Diese Ersetzungsvorgänge sind in der Fig. 2a mit den Pfeilen 54- und 52 angedeutet, und die aus den Abfragewerten E und B gewonnenen und neu eingesetzten

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Abfragewerte sind mit D' und O¹ bezeichnet. Bei der nächsten Periode des Taktsignals f__ werden die Proben "B, C,

SO

D¹, E und F in den Verzögerungsstufen 18, 16, 14, 12 und 10 (in dieser Reihenfolge) gespeichert, und der Detektor 100 nimmt das Steuersignal MG weg, weil die Erfassungskriterien für den Übergang nicht mehr erfüllt sind. Bei den nächsten Perioden des Taktsignals f_„ erscheint das Sig-ηal GS' modifiziert als Folge der Abfragewerte A, B, 0', D', E, P (d.h. nacheinander mit den Beträgen A, B, B, E, E, P), worin ein Signalübergang mit verbesserter (d.h. kürzerer) Anstiegszeit stattfindet. Die gestrichelte Linie 56 in Fig. 2a verbindet die Abfragewerte der modifizierten Folge, um die Verkürzung der Anstiegszeit des Übergangs zu veranschaulichen.

Als weiteres Beispiel sei eine Folge von Proben des Signals CS betrachtet, die wie in Fig. 2b gezeigt einen Übergang von einem höheren Betrag auf einen niedrigeren Betrag (negativ gerichteter Übergang) bildet, wie es mit der Linie 60 dargestellt ist. Ähnlich wie bei der vorstehend in Verbindung mit Fig. 2a beschriebenen Betriebsweise bewirken die Multiplexer 20 und 22 aufgrund des Steuersignals MG zwei Ersetzungen 62 und 64 von Abfragewerten, so daß als Signal GS' die modifizierte Wertefolge A, B, B, E, E, F mit verkürzter Abfallzeit erscheint, wie es die gestrichelte Linie 66 veranschaulicht.

nachstehend sei der Übergangsdetektor 100 beschrieben sowie die vorbestimmten Kriterien, bei deren Erfüllung ein Übergang erfaßt wird. Ein "Übergang" eines Signals ist eine Änderung der Augenblicksamplitude von einem Amplitudenwert auf einen anderen Amplitudenwert und läßt sich beschreiben durch die Differenz zwischen den beiden Werten und durch die für die Änderung benötigte Zeit. Bei abgefragten Signalen, für die Digitalsignale ein Beispiel sind, läßt sich ein Übergang beschreiben durch die Beträge von Signalproben oder Probengruppen und durch die Anzahl der Proben, über welche sich die Betragsänderung hinzieht. - 16 -

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— 1c> —

Der Detektor 100 erfaßt einen Übergang dann, wenn die Beträge der Signalproben in jeder von zwei Gruppen jeweils unmittelbar aufeinanderfolgender Proben relativ nahe beieinanderliegen und wenn die Betragsdifferenz zwischen nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben beträchtlich ist. Das heißt, in einer Folge von sechs unmittelbar aufeinanderfolgenden Signalproben wird ein Übergang erfaßt, wenn 1) die erste und die zweite Probe (erste Gruppe direkt aufeinanderfolgender Proben) hinsichtlich ihres Betrags relativ nahe beieinanderliegen, 2) die fünfte und die sechste Probe (zweite Gruppe unmittelbar aufeinanderfolgender Proben) ebenfalls hinsichtlich des Betrags relativ nahe beieinanderliegen und 3) die Beträge der zweiten und fünften Probe (zwei nicht direkt aufeinanderfolgende Proben) sich wesentlich voneinander unterscheiden. Diese drei Kriterien bedeuten, daß die erste, die zweite, die fünfte und die sechste Probe nicht Teil eines Übergangs sind und daß zwischen den beiden erwähnten Gruppen von Proben ein wesentlicher Übergang stattfindet, wie es z.B. in den Figuren 2a und 2b gezeigt ist.

Der Übergangsdetektor 100 nach Fig. 1 enthält eine Subtrahierschaltung 30, die den Absolutwert der Differenz zwischen den Beträgen (Amplituden) direkt aufeinanderfolgender Proben E und F bildet und auf einen Vergleicher 32 gibt.

Der Vergleicher 32 liefert an einen Eingang eines UND-Gliedes 46 ein Ausgangssignal, das einen aktivierenden Pegel hat, wenn der Absolutwert der Differenz |E-F| niedriger ist als ein relativ kleiner Wert REF-1. In ähnlicher Weise bildet eine Subtrahierschaltung 34 den Absolutwert der Differenz zwischen den direkt aufeinanderfolgenden Abfragewerten A und B, und ein nachgeschalteter Vergleicher 36 legt an ■ einen zweiten Eingang des UND-Gliedes 36 einen aktivierenden Pegel, wenn die Differenz JA—B | geringer ist als ein relativ kleiner Wert REF-2. Außerdem bildet eine Subtrahierschaltung 40 aus den nicht direkt aufeinanderfolgenden Abfragewerten B und E den Absolutwert der Differenz |B-E | , der, wenn größer als ein beträchtlicher Minimalwert MlN,

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einen- Vergleicher 4-2 veranlaßt, einen aktivierenden Pegel an einen dritten Eingang des UND-Gliedes 4-6 zu legen. Unter der Voraussetzung, daß ein zusätzliches Aktivierungssignal EN vorhanden ist, bewirkt die Koinzidenz aktivierender Pegel an den Eingängen des UND-Gliedes 4-6 die Abgabe eines Steuersignals MG, welches die Multiplexer 20 und 22 veranlaßt, den Wert der Probe E an den Είηρ,-ang der Verzögerungsstufe 14- und den Wert der Probe B an den Eingang der Verzögerungsstufe 16 zu legen, wie es weiter oben bescbrieben wurde. Die Kriterien für die Erfassung eines Übergangs sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßt:

TABELLE I

Nr_5- Elemente Prüfkriterien am UND-Glied

1. _: 30, 32 lE-F I < REF-I

2. · 34-, 36 IA-B j < HEF-2

3. 4-0, 4-2 IB-EI 7 MIN 4-, 4-8 EN s 1

Das Aktivierungssignal EN, welches den Detektor 100 ein- und ausschaltet, wird von einer Steuereinrichtung 4-8 erzeugt. Die Steuereinrichtung 4-8 ist z.B. ein Übergangsdetektor, der das Aktivierungssignal EN aufgrund von übergängen im Leuchtdichtesignal YS erzeugt. Die Signale GS und YS stehen in zeitlicher Beziehung zueinander, weil sie Komponentensignale desselben Bildes sind. Die Steuereinrichtung 4-8 kann fortgelassen werden.

Element 47 ist ein Impulsgenerator oder digitaler Monopulser, der unter Steuerung durch das UND-Tor 4 6 und das Taktsignal fsc einen Impuls MC erzeugt, der z.B. eine Abtastperiode breit ist und innerhalb z.B. zweier Abtastperioden nur einmal erzeugt werden kann. Der Monopulser 47 verhindert ein kontinuierliches Umlaufen von Abtastwerten innerhalb der den Multiplexer 22 und die Verzögerungsstufe 16 enthaltenden Schleife, wie es auftreten könnte, wenn der Ubergangsdetektor sich mit der Versteilerungsschaltung überschritte. Wenn andererseits der Übergangsdetektor und die Versteilerungsschaltung getrennte, jedoch parallele Verzögerungsstufen benutzten, dann würde der Monopulser 47 nicht benötigt.

Der in Fig. 3 dargestellte Ubergangsdetektor 200 ist eine Abwandlung des Detektors 100, bei welcher zur Erzeugung des Steuersignals MC zusätzliche Erfassungskriterien erfüllt sein müssen. Die zusätzlichen Erfassungskriterien stellen sicher, daß der übergang nur dann verbessert wird, wenn es sich um einen relativ weichen und monotonen Signalübergang handelt. Hierdurch wird vermieden, daß gültige Abfrageinformationen höherer Frequenzen verlorengehen.

Hierzu werden als zusätzliche Erfassungskriterien die Bedingungen aufgestellt, daß im Signalübergang die Betragsdifferenz zwischen der zweiten und der fünften Probe nicht größer sein darf als ein Maximalwert und daß die Beträge der dritten und der vierten Probe zwischen dem Mittelwert der Beträge der zweiten und fünften Probe und dem Betrag der zweiten Probe bzw. dem Betrag der fünften Probe liegen.

Der Detektor 200 enthält Subtrahierschaltungen 30, 34 und und Vergleicher 32, 36 und 42, die den mit gleichen Bezugszahlen bezeichneten Elementen des weiter oben beschriebenen Detektors 100 entsprechen. Ein Vergleicher 44 legt einen aktivierenden Pegel an einen Eingang des UND-Gliedes 46', wenn der Absolutwert der von der Subtrahierschaltung 40 gebildeten Differenz IB-Ε| kleiner ist als ein Maximalwert MAX, der seinerseits größer ist als der Minimalwert MIN. Die Subtrahierschaltung 40 erzeugt außerdem ein Vorzeichenbit SB, das anzeigt, ob der Übergang positiv oder negativ gerichtet ist und das dazu verwendet wird, die Vergleicherstruktur zur Prüfung der zusätzlichen Erfassungskriterien einfacher zu machen.

Die Kriterien, welche anzeigen, daß ein Übergang glatt und monoton ist, werden mit Hilfe von Vergleichern 70, 74, 84 und 88 in der nachstehend beschriebenen Weise geprüft. Der Vergleicher 70 vergleicht die Signalproben B und C, und das Ergebnis dieses Vergleichs wird wahlweise, abhängig vom Vorzeichenbit SB, in einem steuerbaren Inverter 72 invertiert. Somit wxrd ein Eingang des UND-Gliedes 45' aktiviert, wenn das Kriterium B< C für positiv gerichtete Übergänge erfüllt ist und wenn das Kriterium B > C für negativ gerichtete Übergänge erfüllt ist. In ähnlioner Weise wird durch Wirkung des Vergleichers 74 und eines steuerbaren Inverters 76 ein Eingang des UND-Gliedes 46' aktiviert, wenn das Kriterium D<E für positiv gerichtete Übergänge und das Kriterium D > E für negativ gerichtete Übergänge erfüllt ist. Hiermit wird erkannt, daß die Beträge der Signalproben 0 und D zwischen

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den Beträgen der Proben B und E liegen, was ein erstes Indiz für Monotonie ist.

Eine Addier schaltung 80 und eine durch, "zwei" dividierende Schaltung 82 bilden den Mittelwert der Beträge der Proben B und E, der in den Figuren 2a und 2b jeweils durch die gestrichelte Linie 1/2 (B+E) angedeutet ist. Im Falle abgefragter Analogsignale sind die Schaltungen 80 und 82 ein ohmsch.es Netzwerk, und für Digitalsignale ist die Schaltung 80 ein Addierer und die Schaltung 82 eine durch Verdrahtung gebildete Anordnung zur Stellenverschiebung. Der Vergleicher 84 und ein gesteuerter Inverter 86 aktivieren einen Eingang des UND-Gliedes 4-6' , wenn im Falle positiv gerichteter Übergänge das Kriterium C <1/2(B+E) und im Falle negativ gerichteter Übergänge das Kriterium 0 >1/2(B+E) erfüllt ist. In ähnlicher Weise aktivieren der Vergleicher 88 und ein steuerbarer Inverter 90 einen Eingang des UND-Gliedes 4-6¹, wenn im Falle positiv gerichteter Übergänge das Kriterium D > 1/2(B+E) und im Falle negativ gerichteter Übergänge das Kriterium D<1/2(B+E) erfüllt ist. Hiermit wird versichert, daß der Betrag der Probe C zwischen dem Mittelwert von B und E und dem Betrag der Probe B liegt und daß der Betrag der Probe D zwischen dem erwähnten Mittelwert und dem Betrag der Probe E liegt. Dies bildet ein weiteres Indiz für Monotonie.

Das UND-Glied 46' erzeugt das Steuersignal MO bei Koinzidenz von Aktivierungssignalen an allen Eingängen dieses Gliedes. Die Erfassungskriterien der Ausführungsform nach Fig. 3 sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt:

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TABELLE II

1 Nr,

Elemente

5 ¹·	30,	32
2.	34-,	36
5.	40,	42
4.	40,	44
5.	70,	72
10 ⁶·	74·,	76
7.	80,-	82, 84, 86
8.	80,	82, 88, 90
9.	48 ■

Prüfkriterien am UND-Glied 4-6'

positiv gerich- negativ gerichteter Übergang teter Übergang

IE-F \|	<	REF-1	!(E-	\|E-FJ < REF-1
\|Α-Β\|	<	REF-2		IA-BI < REF-2
Ib-E I	>	MIN	fB)	IB-El > MIN
IB-EI	<	MX	/j	IB-E Γ C MAX
B	<	σ	B > C
D	<	E	D > E
G<1/2(E+B)	0 >1/2(Β+Ε)
D >ΐ/2	D<1/2(B+E)
EN	EN = 1

Für ein als 8-Bit-Digitalsignal codiertes Farbartsignal mit Werten, die dem Bereich der Dezimalzahlen von 0 bis 255 entsprechen, können nachstehende Nominalwerte bei den Vergleichsvorgängen verwendet werden: REF-"] = 8, REF-2 = 8, MIN = 48, MAX = 255-

Der restliche Teil der Fig. 5 zeigt die Steuerschaltung 48, die eine Einrichtung zur Erfassung von Übergängen im Leuchtdichtesignal aufweist. Die Leuchtdichtesignale YS werden in einzelnen Verzögerungsstufen 310, 312, 314, 316 und 318 sukzessiv verzögert und an den Übergangsdetektor 300 gelegt. Der Detektor 300 ist z.B. ähnlich aufgebaut wie der oben beschriebene Detektor 100 oder 200, nur daß das vom ihm gelieferte Steuersignal als Aktivierungssignal EN auf das UND-Glied 46' gegeben wird. Die Verzögerungsstufen 310 bis 318 können durch eine Verzögerungsleitung gebildet sein, die als Teil eines sogenannten "Filters mit endlicher Impulsansprache" (abgekürzt: FIR-Filter) oder eines Kammfilters innerhalb der Leuchtdichte-Verarbeitungsschaltung vorhanden ist.

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Die Figuren 4 und 5 zeigen Ausführungsformen von Einrichtungen, welche z.B. die Vergleicher 32, 36, 42 oder 44 in den Figuren 1 und 2 ersetzen können. Diese Ausführungsformen lassen sich verwenden, wenn die digitalen Abfragewerte in einer Form mit Vorzeichen und Betrag dargestellt sind. Bei der Einrichtung nach Fig. 4 schaltet ein mit invertierten Eingängen versehenes UND-Glied 32' durch, wenn eine ausgewählte Anzahl der oberen ^d.h. höherwertigen) Bits (aber nicht das Vorzeichenbit) des von der Subtrahierschaltung gebildeten Differenzwertes sämtlich den Wert "0" haben, um in diesem Fall einen aktivierenden Pegel an das UND-Glied 46 oder 46' zu legen. Bei der Einrichtung nach Fig. 5 spricht ein NOR-Glied an, wenn eine ausgewählte Anzahl der obersten Bits des Absolutwerts der von der Subtrahierschaltung 30 gebildeten Differenz sämtlich den Wert "0" haben, um einen aktivierenden Pegel an das UND-Glied 46 oder 46' zu legen.

Der Pegel des vom Glied 32' oder 32" gelieferten Referenzwertes REF-1 ist gegeben durch (2 -1), wobei N die Anzahl der nicht mit dem Glied verbundenen unteren Bits ist, wie es die nachstehende Tabelle III zeigt:

TABELLE III

UND-Glied 32' und NOR-Glied 32" Wert von REF-1

angeschlossene oberste Bits

nicht angeschlosse	0
ne unterste Bits	1
O	3
1	7
2	15
3	31
4	63
5	127
6
7

β 7 6 5 4 3 2 1

Die Fig. 6 zeigt die Ausführungsform einer Einrichtung, die z.B. als Ersatz für den Vergleicher 42 in Fig. 2 verwendet

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werden kann, wenn die digitalen Abfragewerte in einer Form mit Vorzeichen und Betrag dargestellt sind. Ein ODER-Glied 42' spricht an, wenn irgendeines der obersten Bits des Absolutwerts der von der Subtrahier schaltung 4-0 gebildeten Mfferenz gleich "1" ist, .um einen aktivierenden Pegel an das UND-Glied 46 oder 46' zu legen. Der Wert der Referenzgröße MIN ist gegeben durch (2 -1), wobei N die Anzahl der untersten Bits sind, die nicht an das ODER-Glied 42 angeschlossen sind.

Gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind auch Abwandlungen möglich. So können z.B. die Subtrahierschaltung 80, die Dividierschaltung 82, der Vergleicber 88 und der Inverter 90 in der Anordnung nach Fig. 2 fortgelassen und die Signalproben C und D direkt dem Vergleicher 84 zugeführt werden. In diesem Pail wird eine Monotonie angezeigt, wenn für positiv gerichtete Signalübergänge das Kriterium C<D erfüllt ist und wenn für negativ gerichtete Signalübergänge das Kriterium C>D erfüllt ist. Wie übrigens die Vergleicheranordnungen in den Figuren 4, 5 und 6 aufzeigen, wird der Absolutwert der Differenz für mit Vorzeichen und Betrag dargestellte Digitalzahlen dadurch erhalten, daß das Vorzeichenbit SB vom Vergleich ausgeschlossen wird.

Die Anzahl der verwendeten Verzögerungsstufen 10, 12, 14 ..., die Wiederholfrequenz des Taktsignals i"_sci die. Exemplare der den Detektoren 100 und 200 zugeführten sukzessiv verzögerten Proben des Signals CS und der Ort der Multiplexer 20 und 22 innerhalb der Kaskade der Verzögerungsstufen beeinflussen alle die Grenzen der Anstiegs- und Abfallzeiten für die Erfassung von Übergängen sowie das Maß, bis zu dem die Anstiegsund Abfallzeiten verkürzt werden. Um z.B. die Übergänge von Leuchtdichtesignalproben zu verbessern, die mit dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz erzeugt werden (d.h. mit 4f_sc«i4,32 MHz im Falle des NTSC-Sy st ems), ist eine größere Anzahl von Verzögerungsstufen erforderlich. Außerdem können die oben erwähnten Probengruppen mehr oder weniger als die besenriebenen zwei Proben (A, B und E, F) enthalten, und die Anzahl der Proben zwischen diesen Gruppen kann größer

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1 oder kleiner als die oben beschriebene Zahl 2 (Proben C und D) sein.

Übergänge, die schneller sind als die in den Figuren 2a und 2b dargestellten Übergänge können verbessert werden, solange mindestens eine Signalprobe innerhalb des Übergangs liegt, d.h. solange die beiden zur Erfassung eines Übergangs miteinander verglichenen Signalproben nicht unmittelbar aufeinanderfolgen. Beispielsweise kann die Schaltung nach Fig. 1 so modifiziert werden, daß die Signalproben E und 0 der Fig« 2 durch die Subtrahierschaltung 40 und den Vergleicher 4-2 zur Erfassung eines Übergangs verglichen werden. In diesem Fall sind die Verzögerungsstufen 12 und 14 und der Multiplexer 20 die wichtigsten Elemente, und es werden nur die Ersetzungen 54 und 64 nach den Figuren 2a und 2b durchgeführt. Der Multiplexer 22 kann dann fortgelassen werden und die Verzögerungsstufe 14 direkt mit der Verzögerungsstufe 16 verbunden werden.

In der vorstehenden Beschreibung handelt es sich bei der Verbesserung von Übergängen um die Verkürzung der Anstiegsund Abfallzeiten der Übergänge. Die Erfindung ist jedoch auch dazu geeignet, die Anstiegs- und Abfallzeiten zu verlängern. Bei einer diesbezüglichen Abwandlung ist der Multiplexer 20 vor die Verzögerungsstufe 12 eingefügt und empfängt an seinen Eingängen die Signalproben E und D, der Multiplexer 22 ist vor die Verzögerungsstufe 18 gesetzt und empfängt die Gignalproben G und B an seinen Eingängen, die Verzögerungsstufe 12 ist mit der Verzögerungsstufe 14 verbunden, und die Verzögerungsstufe 14 ist mit der Verzögerungsstufe 16 verbunden. Hierbei liefert der Detektor 100 ein Steuersignal MC, um zu bewirken, daß die Probe B durch die Probe 0 und die Probe E durch die Probe D ersetzt wird.

Beispielsweise ist es auch möglich, die steuerbaren Inverter 72, 76, 86 und 90 fortzulassen und zusätzliche Multiplexer vorzusehen, um die Eingangssignale für jeden der Verglei-

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eher 70, 74·, 84 und 88 umzukehren. Schließlich sei noch erwähnt, daß auch andere Digitalcodes von der erfindungsgemäßen Anordnung verarbeitet werden können, indem man an geeigneten Stellen innerhalb der Übergangsdetektoren 100 und 200 passende Konverter einfügt wie z.B. den in Fig. 7 dargestellten Konverter, der eine Umwandlung von der Zweierkomplement-Darstellung in die Binärdarstellung bewirkt.

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Verarbeitung von Signalen, mit einem Eingang zum Empfang von Ein gangs sign al en und einem Ausgang, wo Ausgangssignale als Antwort auf die Eingangssignale erzeugt werden, sowie mit einer Vielzahl von Verzögerungseinrichtungen, die in Kaskade zwischen den Eingang und den Ausgang geschaltet sind, um die Eingangssignale sukzessiv zu verzögern, gekennzeichnet durch:

eine Erfassungseinrichtung (100), die mit der Vielzahl der Verzogerungseinrichtungen gekoppelt ist und auf Exemplare der sukzessiv verzögerten Eingangssignale anspricht^ um einen Betragsübergang der Eingangssignale zu erfassen; eine mit der Vielzahl der Verzogerungseinrichtungen und mit der Erfassungseinrichtung verbundene Koppeleinrichtung (20; 22), die bei Erfassung eines Betragsübergangs anspricht, um selektiv einen Eingang einer der Verzögerungs- : - 2 -

einrichtungen (12; 18) mit einem Eingang einer anderen der Verzögerungseinrichtungen (14; 16) zu koppeln.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte eine Verzögerungseinrichtung (12) dem Eingang der Schaltungsanordnung näher ist als die andere der Verzögerungseinrichtungen (14).
I. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte eine der Verzögerungseinrichtungen (1P<) dem Ausgang der Schaltungsanordnung näher ist als die andere der Verzögerungseinrichtungen (16).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Koppeleinrichtung (22), die bei Erfassung eines Betragsübergangs anspricht, um selektiv einen Eingang einer zweiten der Verzögerungseinrichtungen (18) mit einem Eingang einer wiederum anderen der Verzögerungseinrichtungen (16) zu koppeln.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte eine Verzögerungseinrichtung (12) dem Eingang der Schaltungsanordnung näher ist als die besagte andere Verzögerungseinrichtung (14) und daß die besagte zweite Verzögerungseinrichtung (18) dem Ausgang der Schaltungsanordnung näher ist als die wiederum andere Verzögerungseinrichtung (16).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (100) eine Vergleichseinrichtung (42) enthält, um eine einen vorbestimmten V/ert (MlN) überschreitende Betragsdifferenz zwischen nicht direkt aufeinanderfolgenden Exemplaren (B, E) der sukzessiv verzögerten Eingangssignale zu erfassen.
7. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (100) ferner eine zwei-

te Vergleichseinrichtung (32; 36). enthält, um eine einen zweiten vorbestimmten Wert (REF-1; REF-2) unterschreitende Betragsdifferenz zwischen weiteren Exemplaren (E, F; A,B) der sukzessiv verzögerten Eingangssigna-Ie zu erfassen.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (4-8) zur Erzeugung eines Aktivierungssignals (EN) und eine Einrichtung (4-6) zum Anlegen des Aktivierungssignals an die Erfassungseinrichtung (100), um die Erfassung eines Betragsübergangs zu aktivieren.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4-8) das Aktivierungssigⁿal beim Auftreten eines Übergangs in einem zweiten Eingangssignal (YS) erzeugt, das in zeitlicher Beziehung zu den am Eingang der Schaltungsanordnung empfangenen Eingangssignalen steht.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale (CS) repräsentativ für die Farbartkomponenten von Fernsehsignalen sind und daß die zweiten Eingangssignale (YS) repräsentativ für die Leuehtdichtekomponente der Fernsehsignale sind.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Koppeleinrichtung (20; 22) eine Multiplexerschaltung (20) enthält, die einen mit dem Ausgang der erstgenannten Verzögerungseinrichtung (12) gekoppelten ersten Eingang und einen mit dem Eingang der zweiten Verzöge-

Ausgang sowie einen rungs einrichtung (14·) gekoppelten/zweiten Eingang hat und abhängig von einem Steuersignal (MC) wahlweise ihren ersten oder ihren zweiten Eingang mit ihrem Ausgang koppelt; daß eine Einrichtung (10) zum Anlegen der Eingangssignale an den Eingang der erstgenannten Verzögerungseinrichtung und an den zweiten Eingang der Multiplexerschaltung vorgesehen ist; ,

daß die Erfassungseinrichtung (100) das Steuersignal bei Erfüllung einer vorbestimmten Bedingung hinsichtlich der Beträge der Eingangssignale erzeugt und dieses Steuersignal an die Multiplexerschaltung legt.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch:

eine mit einem Eingang und einem Ausgang versehene dritte Verzögerungsein richtung (16) zum Verzögern der ihrem Eingang angelegten Signale;

eine zweite Multiplexerschaltung (22), die einen mit dem Ausgang der zweiten Verzögerungseinrichtung (14) gekoppelten ersten Eingang, einen mit dem Ausgang der dritten Verzögerungseinrichtung gekoppelten zweiten Eingang und einen mit dem Eingang der dritten Verzögerungseinrichtung gekoppelten Ausgang aufweist, um abhängig vom Steuersignal (MC) wahlweise ihren ersten oder ihren zweiten Eingang mit ihrem Ausgang zu koppeln.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (100) eine Vergleichseinrichtung (40) aufweist, die einen mit dem Eingang der erstgenannten (12) oder der zweiten (14) oder der dritten (16) Verzögerungseinrichtung gekoppelten ersten Eingang und einen mit dem Ausgang der erstgenannten oder der zweiten oder der dritten Verzögerungseinrichtung gekoppelten zweiten Eingang und einen Ausgang hat, und die an ihrem Ausgang das Steuersignal (MO) liefert, wenn sich die Beträge der Signale an ihrem ersten und ihrem zweiten Eingang um den vorbestimmten Wert (MIN) unterscheiden. 30
14·. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vielzahl der Verzögerungseinrichtungen (10, 12, 14·, 16, 18) eine Vielzahl von Signalproben (A, B, C, D, E, F) liefern, die sukzessiv zeitlich verzögert sind;

daß die Erfassungseinrichtung (100) eine erste Erfassungsschaltung (30, 32) enthält, die auf eine erste Grup-

pe (E, F) der Signalproben anspricht, um eine erste Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der Signalproben in dieser ersten Gruppe um weniger als ein erster vorbestimmter Wert (REF-1) voneinander unterscheiden; daß die Erfassungseinrichtung (100) eine zweite Erfassungsschaltung (40, 42) enthält, die auf zwei der Signalproben (B, E) anspricht, um eine zweite Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge dieser beiden Signalproben um mehr als ein zweiter vorbestimmter Wert (MIN) unterscheiden;

daß die Erfassungseinrichtung (100) ferner eine Anzeigeeinrichtung (46) aufweist, um als Antwort auf die erste und zweite Anzeige eine Erfassungsanzeige zu liefern.
15· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vielzahl der VerzÖgerungseinrichtungen (10, 12, 14, 16, 18) eine Vielzahl von Signalproben (A, B, C, D, E, F) liefert, die sukzessiv zeitlich verzögert sind; daß die Erfassungseinrichtung (200) eine erste Erfassungsschaltung (30, 32) enthält, die auf eine erste Gruppe (E, F) der Signalproben anspricht, um eine erste Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der Signalproben in der ersten Gruppe um weniger als ein vorbestimmter erster Wert (REF-1) voneinander unterscheiden;

daß die Erfassungseinrichtung (.100) eine zweite Erfassungsschaltung (34, 36) enthält, die auf eine zweite Gruppe (A, B) der Signalproben anspricht, um eine zweite Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der Signalproben in der zweiten Gruppe um weniger als ein zweiter vorbestimmter Wert (REF-2) voneinander unterscheiden;

daß die Erfassungseinrichtung (100) eine dritte Erfassungsschaltung (40, 42) enthält, die auf zwei Exemplare (B, E) der Signalproben anspricht, um eine dritte Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge dieser beiden Signalproben um mehr als ein dritter vorbestimmter Wert (MIN) voneinander unterscheiden;

daß die Erfassungseinrichtung (100) eine Anzeigeeinrichtung (46') enthält, um als Antwort auf die erste, die zweite und die dritte Anzeige eine Erfassungsanzeige (MO) zu liefern.
5
16· Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erfassungsschaltung (30, 32) folgendes aufweist:

eine Verknüpfungseinrichtung (30) zur Bildung einer Anzeige der Differenz zwischen den Beträgen der beiden Signalproben (E, F) der ersten Gruppe;

eine Vergleichseinrichtung (32), welche die erste Anzeige liefert, wenn der Betrag der angezeigten Differenz kleiner ist als der erste vorbestiimnte Wert (REF-1). 15
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Signalproben (E, F) Digitalsignale sind und daß die Verknüpfungseinrichtung (30) eine digitale Subtrahierschaltung ist.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (32) ein UND-Glied (32') enthält, um die Koinzidenz von Inversen einer vorbestimmten Anzahl der oberen Bits der von der digitalen Subtrahierschaltung gelieferten Differenzanzeige zu erfassen.
19· Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (32) ein NOR-Glied (32") enthält, das auf eine vorbestimmte Anzahl der oberen Bits der von der digitalen Subtrahierschaltung gelieferten Differenzanzeige anspricht.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Erfassungsschaltung (40, 42) folgendes aufweist:

eine Verknüpfungseinrichtung (40) zur Lieferung einer

Anzeige der Differenz zwischen den Betragen der beiden Signalproben (B, E);

eine Vergleichseinrichtung (42), welche die dritte

Anzeige liefert, wenn der Betrag der Differenzanzeige den dritten vorbestimmten Wert (MIN) übersteigt.
21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalproben Digitalsignale sind und daß die Verknüpfungseinrichtung (40) eine digitale Subtrahierschaltung ist.
22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (42) ein ODER-Glied (42') enthält, das auf eine vorbestimmte Anzahl der oberen Bits der von der digitalen Subtrahierschaltung gelieferten Differenzanzeige anspricht.
23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (46') ein UND-Glied enthält, das bei Koinzidenz der ersten, der zweiten und der dritten Anzeige die Erfassungsanzeige (MO) liefert.
24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe (E, F) mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Signalproben enthält und daß die zwei-

direkt

te Gruppe (A, B) mindestens zwei aufeinanderfolgende Signalproben enthält, die nicht zu der ersten Gruppe gehören.
25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalproben eine erste und eine zweite, nicht direkt aufeinanderfolgende Signalproben (B und

E) enthalten.
26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine fünfte Erfassungsschaltung (70, 72, 74, 76), die eine fünfte Anzeige liefert, wenn die zwischen der ersten (B) und der zweiten (E) der nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben befindlichen Signalproben (C, D) zwischen den

— ο-Ι Beträgen der ersten und zweiten nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben liegen, und daß die Anzeigeeinrichtung (46') auf die fünfte Anzeige anspricht, um die Erfassungsanzeige zu liefern.
27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der ersten (B) und der zweiten (E) der nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben mindestens zwei Signalproben (G, D) befinden und daß die /|0 fünfte Erfassungsschaltung eine fünfte Anzeige dafür liefert, daß die Folge der Beträge der ersten (B), der dazwischen auftretenden (0, D) und der zweiten (E) Signalproben monoton ist.

s\tj
28. Schaltungsanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Erfassungsschaltung (80, 82, 84, 86, 88, 90) folgendes aufweist:

eine Einrichtung (80, 82) zur Lieferung eines Betragswertes, der zwischen denjenigen der beiden nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben (B und E) liegt;

eine erste Vergleichseinrichtung (8A-, 86) zum Vergleichen des Betrags eines (0) der dazwischen auftretenden Signalproben mit dem Zwischen-Betragswert; eine zweite Vergleichseinrichtung (88, 90) zum Vergleichen des Betrags einer anderen (D) der dazwischen auftretenden Signalproben mit dem Zwischen-Betragswert,

daß die fünfte Anzeige Anzeigen enthält, die von der ersten und von der zweiten Vergleichseinrichtung geliefert werden.
30
29. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Verzögerungseinrichtungen (10, 12, 14-, 16, 18) eine Vielzahl von Signalproben (A, B, 0, D, E, F) liefert, die sukzessiv zeitlich verzögert sind und. daß die Erfassungseinrichtung (200) folgendes aufweist:

eine erste Erfassungsschaltung (30, 32), die auf eine erste Gruppe von Signalproben (E, F) anspricht, welche

mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Exemplare der Signalproben enthalt, um eine erste Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der Signalproben in der ersten Gruppe um weniger als ein erster vorbestimmter Wert (REF-I) voneinander unterscheiden;

eine zweite Erfassungsschaltung (34, 36), die auf eine zweite Gruppe (A, B) der Signalproben anspricht, um eine zweite Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der Signalproben in dieser zweiten Gruppe um weniger als ein zweiter vorbestimmter Wert voneinander unterscheiden, wobei die zweite Gruppe mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende und nicht zur ersten Gruppe gehörende Exemplare der Signalproben enthält;

eine dritte Erfassungsschaltung (40, 4-2), die auf eine erste (B) und eine zweite (E) zweier nicht direkt aufeinanderfolgender Signalproben anspricht, um eine dritte Anzeige zu liefern, wenn sich die Beträge der ersten und der zweiten Signalprobe um mehr als ein dritter vorbestimmter. Wert (MIN) voneinander unterscheiden, wobei mindestens eine Signalprobe (CD) zwischen der ersten und der zweiten Signalprobe auftritt;

eine vierte Erfassungsschaltung (80, 82, 84, 86, 88, 90) zur Lieferung einer vierten Anzeige dafür, daß die Folge der Beträge der ersten, der dazwischen auftretenden und der zweiten Signalprobe monoton ist;

eine Anzeigeeinrichtung (46*) zur Lieferung einer Erfassungsanzeige als Antwort auf die erste, die zweite, die dritte und die vierte Anzeige.
30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Erfassungsschaltung (80, 82, 84, 86, 88, 90) die vierte Anzeige liefert, wenn die Beträge der zwischen der ersten und der zweiten der nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben auftretenden Signalproben (0, D) zwischen den Beträgen der ersten (B) und der zweiten (E) der beiden nicht direkt aufeinanderfolgenden Signalproben liegen.

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