DE3431946C2 - Synchronisiergerät zum Synchronisieren einer ersten Quelle computergesteuerter Videosignale mit einer zweiten Videosignalquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Synchronisiergerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Derartige Geräte werden z. B. in Fernsehstudios verwendet, um verschiedene Videosignalquellen (z. B. Kameras, Videobandgeräte usw.) mit einem gemeinsamen Normalzeitgeber des Studios zu synchronisieren (sogenannte "Haus-Synchronisierung"). Handelsübliche, für Sendequalität ausgelegte Synchronisiereinrichtungen (z. B. Vollbildspeicher) sind in der Praxis zu teuer, als daß sie von Konsumenten eingesetzt werden könnten, um Videogeräte wie z. B. Plattenspieler oder Bandgeräte mit anderen Quellen wie z. B. Heimcomputern oder computergesteuerten Videospielen zu synchronisieren. Bekanntlich entsprechen die von solchen Videoquellen gelieferten Signale in ihren Toleranzen hinsichtlich der Zeilen- und Farbträgerfrequenz im allgemeinen nicht den offiziellen Fernsehnormen (z. B. NTSC oder PAL).

Eine Methode zur Lösung des Problems, "Konsumenten"-Videogeräte zu synchronisieren, ist in der US-PS 4 346 407 beschrieben. Bei dieser Methode, die ohne relativ teure Vollbild- oder Zeilenspeicher auskommt, werden zur Synchronisierung einer Quelle computergesteuerter Videosignale (z. B. eines Heimcomputers oder eines Videospiels) mit einer anderen Videosignalquelle (z. B. einem Plattenspieler oder Bandgerät) Taktimpulse für die Quelle computergesteuerterr Videosignale mit irgendeinem Vielfachen der Horizontalsynchronfrequenz der anderen Videoquelle erzeugt, um Frequenzkohärenz zu erhalten. Wird eine Phasen-Inkohärenz zwischen den Signalen der beiden Quellen festgestellt, dann werden die Taktimpulse für eine vorbestimmte Dauer unterbrochen, damit die Quelle computergesteuerter Videosignale ihre Synchronisation verschieben kann, um Phasenkohärenz herzustellen.

Auch aus der EP 0 016 922 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die mehrere Videogeräte synchronisiert, so daß eine überlagerte Darstellung der Bilder auf dem Bildschirm eines Wiedergabegeräts möglich ist.

Bei diesen Methoden wird das Ziel, computergesteuerte Videosignale mit der Quelle extern erzeugter Videosignale zu synchronisieren, ohne Verwendung der sonst üblichen Vollbild- oder Zahlenspeicher zwar grundsätzlich erreicht, jedoch muß man gewisse Nachteile in Kauf nehmen. So wird in der erwähnten US-Patentschrift eingeräumt, daß eine der Komponenten im Phasenregelkreis der beschriebenen Ausführungsform bis zu 910 Teilbilder braucht, um Phasensynchronisierung herzustellen. Dies entspricht einer Synchronisierzeit von etwa 15 Sekunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Synchronisiergerät zu schaffen, bei welchem die Synchronisierzeit wesentlich geringer als 910 Teilbilder (15 Sekunden) ist. Außerdem soll sich das Synchronisiergerät durch einfache Konstruktion auszeichnen, damit es wirtschaftlicher und auch zuverlässiger ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgemäßes Fernseh-Synchronisiergerät zur Synchronisierung einer ersten Quelle computergesteuerter Videosignale mit dem Videosignal einer zweiten Quelle enthält eine Eingangseinrichtung zum Anschluß an die Videoquellen, um die Videosignale zu empfangen, und eine Ausgangseinrichtung zum Anschluß an die erste Videoquelle, um ihr Taktimpulse zuzuführen. Mit der Eingangseinrichtung ist ein Phasendetektor gekoppelt, um Horizontalkomponenten der Videosignale zu empfangen und ein Fehlersignal zu entwickeln. Mit der Ausgangseinrichtung ist ein gesteuerter Oszillator gekoppelt, der Taktimpulse an diese Einrichtung liefert und auf das Fehlersignal anspricht, um die Taktimpulsfrequenz im Sinne einer Synchronisierung der Horizontalkomponenten der Videosignale zu ändern. Mit der Eingangseinrichtung ist ein Reihenfolge-Detektor gekoppelt, der dann, wenn die Vertikalkomponente der ersten Videoquelle gegenüber der Vertikalkomponente der zweiten Videoquelle voreilt, ein Steuersignal erzeugt, dessen Dauer im wesentlichen gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Dauer einer Horizontalzeile ist. Eine Takt-Torschaltung spricht auf dieses Steuersignal an, um die Taktimpulse für eine vorbestimmte Anzahl von Perioden zu unterbrechen. Die Anzahl der ausgelassenen Taktimpulse ist im wesentlichen unabhängig von dem ganzzahligen Vielfachen, und die Summe der Dauer der ausgelassenen Taktperioden ist im wesentlichen gleich einer Horizontalzeile. Die erwähnte Unterbrechung der Taktimpulse führt zur Synchronisierung der Vertikalkomponente der ersten Videoquelle mit der Vertikalkomponente der zweiten Quelle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Vorhandensein des Steuersignals von jeweils N Taktimpulsen einer ausgelassen, wobei N das erwähnte ganzzahlige Vielfache ist.

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

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines computergesteuerten Bildplattenspielers mit einem erfindungsgemäßen Synchronisiergerät,

Fig. 2 und 3 sind Logikschaltbilder von Vertikalreihenfolge-Detektoren, die sich zur Verwendung in erfindungsgemäßen Synchronisiergeräten eignen;

Fig. 4 und 5 sind Logikschaltbilder von Impuls-Auslassungsschaltungen, die sich zur Verwendung in erfindungsgemäßen Synchronisiergeräten eignen;

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Farbartmodulators, der im Fernseh-Synchronisiergerät nach Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 7 ist ein Logikschaltbild einer im Synchronisiergerät nach Fig. 1 verwendbaren Einrichtung zum Kombinieren von Videosignalen;

Fig. 8 zeigt gewisse Abwandlungen der in Fig. 1 dargestellten Anordnung;

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer Farbartsignal-Verschiebungsschaltung zur Verwendung in der Einrichtung nach Fig. 8;

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer im Synchronisiergerät nach Fig. 8 verwendbaren Einrichtung zum Kombinieren von Videosignalen.

In der Anordnung nach Fig. 1 ist ein Bildplattenspieler 10 für Dialogbetrieb mit einem Computer 12 gekoppelt, und zwar überr eine Vielfach- oder Sammelleitung 14. Die Sammelleitung 14 leitet Zustands- und Programmdaten zum Computer 12 und überträgt Steuerdaten zum Plattenspieler 10, um die verschiedenen Betriebsarten des Plattenspielers zu steuern (z. B. Suchlauf, Schnellabtastung, Abspielen, Pause, usw.). Der Computer 12 kann ein Allzweckgerät wie z. B. ein Heim- oder "Personal"-Computer sein oder aber ein computergesteuertes "Spiel" und enthält einen taktgesteuerten Bildgenerator 16 zur Lieferung alphanumerischer Zeichen oder graphischer Figuren.

Beim hier beschriebenen Beispiel hat das vom Bildgenerator 16 im Computer 12 erzeugte Videosignal eine "Komponentenform", die sich zusammensetzt aus einem Leuchtdichtesignal L und zwei Farbdifferenzsignalen R-Y und B-Y. Der Bildplattenspieler 10 kann z. B. mit optischer oder kapazitiver Abtastung arbeiten und liefert ein Videoausgangssignal in "Gemischform", worin die Farbartkomponenten in Phasenquadratur und Amplitudenmodulation einem Farbhilfsträgersignal der NTSC-Standardfrequenz (etwa 3,58 MHz) aufgeprägt sind und der modulierte Träger mit dem Leuchtdichtesignal addiert ist.

Aufgabe ist es, die vom Computer und Plattenspieler gelieferten Signale zu kombinieren, um daraus ein einziges Videosignal zur Bilddarstellung auf einem herkömmlichen Fernsehempfänger zu bilden. Das Problem ist, daß der Plattenspieler seine eigene autonome Zeitbasis hat und ohne tiefgreifende Maßnahmen wie etwa die Verwendung eines Vollbildspeichers nicht mit externen Signalen synchronisiert werden kann. Die Mischung oder Überlagerung von Videosignalen erfordert aber eine exakte Synchronisation. Videosignale erzeugende Computer oder Computerspiele liefern im allgemeinen kein Standard-Fernsehsignal. Typischerweise entspricht die Anzahl von 3,58-MHz-Perioden in einer Zeile nicht dem NTSC-Wert des 455/2-fachen der Horizontalzeilenfrequenz, und die Anzahl von Abtastzeilen in einem Vollbild ist nicht gleich 525.

In der Anordnung nach Fig. 1 sorgt das innerhalb der gestrichelten Umrahmung dargestellte Fernseh-Synchronisiergerät 20 für die Synchronisierung des vom Computer erzeugten Videosignals (Y, R-Y, B-Y) mit dem Videosignal PV des Plattenspielers. Das Synchronisiergerät 20 enthält eine Eingangseinrichtung in Form von Anschlüssen oder Klemmen 32, 34, 36 und 38, an denen (in der angegebenen Reihenfolge) die Signale L, B-Y, R-Y und PV empfangen werden. Eine Ausgangseinrichtung in Form einer Klemme 39 liefert Taktimpulse an den Takteingang 13 des Bildgenerators 16 im Computer 12.

Ein Phasendetektor 40 (z. B. die integrierte Schaltung CD 4046 der RCA Solid State Division in Somerville, New Jersey, USA) ist mit den Eingangsklemmen 32 und 38 gekoppelt, um Horizontalkomponenten der vom Computer 12 und vom Plattenspieler 10 gelieferten Videosignale zu empfangen und ein Fehlersignal S1 zu erzeugen, das repräsentativ für Horizontalphasenfehler ist. Ein solcher Phasendetektor enthält einen Synchronisierungsdetektor, der ein Signal liefert, welches anzeigt, ob Phasensynchronisation besteht oder nicht. Die Kopplung des Phasendetektors mit den erwähnten Eingangsklemmen 32 und 38 erfolgt über jeweils einen Synchronimpuls-Abstreifer (Amplitudensieb) 42 bzw. 44. Der Abstreifer 42 empfängt das Leuchtdichtesignal L vom Bildgenerator 16 und liefert ein Computer-Horizontalsynchronsignal (CH) und ein Computer-Vertikalsynchronsignal (CV). Der Abstreifer 44 empfängt das Videosignal PV vom Plattenspieler und liefert ein Plattenspieler-Horizontalsynchronsignal (PH) und ein Plattenspieler-Vertikalsynchronsignal (PV). Das Signal PH wird direkt auf einen Eingang des Detektors 40 gegeben, und das Signal CH wird über einen Umschalter 46 auf den anderen Eingang des Detektors 40 gegeben. Der Umschalter 46 befindet sich normalerweise, wenn die Vertikalsynchronisierung erzielt ist, in der dargestellten Stellung. Wie noch erläutert wird, wechselt der Umschalter jedoch während der Erreichung der Vertikalsynchronisierung seine Stellung, um die Eingänge des Detektors 40 kurzzuschließen und dadurch Einschwingstörungen des Fehlersignals S1 zu verhindern.

Das Fehlersignal S1 wird in einem Schleifenfilter 48 geglättet, das eine genügend große Bandbreite hat (z. B. einige 100 Hertz), damit die Schleife Änderungen in der Zeitbasis folgen kann, die sich infolge von Plattendefekten wie z. B. Exzentrizitäten ergeben können. Nach der Glättung wird das Fehlersignal S1 an einen spannungsgesteuerten Oszillator 50 gelegt, der Taktimpulse CP an die Ausgangseinrichtung (Klemme 39) liefert, um die Horizontalzeilenfrequenz (CH) des Bildgenerators 16 mit der Horizontalzeilenfrequenz (PH) des Plattenspielers 10 zu synchronisieren.

Die Vertikalsynchronisierung geschieht mittels eines Reihenfolge-Detektors 60, der über die Synchronimpuls-Abstreifer 42 und 44 mit der Eingangseinrichtung gekoppelt ist. Der Detektor 60 empfängt im einzelnen das Computer-Vertikalsynchronsignal (CV), das Plattenspieler-Vertikalsynchronsignal (PV) und das Plattenspieler-Horizontalsynchronsignal (PH) und liefert, wenn die Vertikalkomponente CV des Computers gegenüber der Vertikalkomponente CP des Plattenspielers voreilt, ein Steuersignal S2 mit einer Dauer, die im wesentlichen gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer Horizontalzeilenperiode ist.

Im Ausgangskreis des spannungsgesteuerten Oszillators 50 befindet sich eine Takt-Torschaltung 62, die durch das Signal S2 gesteuert wird, um bei Vorhandensein dieses Signals eine vorbestimmte Anzahl von Perioden der Taktimpulse zu sperren und dadurch für die Synchronisierung der Komponente CV mit der Komponene PV zu sorgen. Das Signal S2 schließt außerdem mittels des Schalters 46 die Eingänge des Phasendetektors 40 kurz.

Nachstehend sei an zwei Beispielen beschrieben, wie eine erfindungsgemäße Anordnung arbeiten kann, um eine recht schnelle Vertikalsynchronisierung zu erreichen (z. B. innerhalb von zwei Sekunden, was relativ kurz im Vergleich zur Synchronisierungszeit von 15 Sekunden bei dem weiter oben beschriebenen System ist).

Als erstes Beispiel sei angenommen, daß das Signal S2 eine Zeitdauer von 1H (eine Horizontalzeilenperiode) hat. Die Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 50 ist auf 3,591 MHz eingestellt, wenn der Schalter 46 durch das Signal S2 aktiviert ist, um die Eingänge des Detektors 40 kurzzuschließen. Diese Frequenz ist etwas höher als die NTSC-Standardfrequenz von 3,58 MHz. Infolgedessen arbeitet der Bildgenerator 16 des Computers mit Vertikal- und Horizontalfrequenzen, die etwas höher sind als normal. Die spezielle Wahl der Taktfrequenz von 3,591 MHz ist für den angenommenen Fall getroffen, daß der Plattenspieler 10 mit einer Teilbildfrequenz von 60 Hz, mit 228 Taktperioden pro Horizontalzeile und mit 15 750 Zeilen pro Sekunde arbeitet.

Die Vertikalsynchronisierung erfolgt bei diesem Beispiel dadurch, daß bei jedem Teilbild, für welches das Computer-Vertikalsynchronsignal vor dem Plattenspieler-Vertikalsynchronsignal erscheint, 228 Taktperioden (entspricht dem Zeitwert einer Zeile) fortgelassen werden. Für den angenommenen Fall, daß das Signal S2 eine Dauer von 1H hat, handelt es sich bei den fortgelassenen Taktperioden um 228 direkt aufeinanderfolgende Perioden.

Als zweites Beispiel sei beschrieben, wie sich der gleiche Gesamteffekt erzielen läßt, indem man dem Signal S2 die Dauer 2H gibt. In diesem Fall werden abwechselnde Taktimpulse über zwei Zeilen erfaßt, jedoch bleibt die Gesamtanzahl der fortgelassenen Impulse die gleiche (nämlich 228). Ganz allgemein heißt die erfindungsgemäße "zeilenwertige Weglassung" der Taktimpulse (die zur schnellen Vertikalsynchronisierung führt), daß die Anzahl der weggelassenen Taktimpulse im wesentlichen unabhängig von der (ganzen) Anzahl von Zeilen innerhalb der Erscheinungszeit des Signals S2 ist und daß die Summe der weggelassenen Taktperioden im wesentlichen gleich einer Horizontalzeilenperiode ist. Wenn S2 beispielsweise gleich N Zeilen ist, dann wird während des Vorhandenseins des Signals S2 immer einer von jeweils N Taktimpulsen fortgelassen. Ist N = 1, dann werden 228 aufeinanderfolgende Impulse in einer Zeile fortgelassen. Ist N = 2, dann wird über die Dauer von zwei Zeilen jeder zweite Impuls fortgelassen, was ebenfalls eine Summe von 228 Impulsen ergibt.

Ein bevorzugter Wert von N ist 2 oder mehr, und zwar aus folgendem Grund. Wenn nämlich beispielsweise N = 2 ist, dann vermindert sich die effektive Taktfrequenz auf nur die Hälfte ihres normalen Wertes. Dies ist vorteilhaft im Falle, daß der Generator 16 dynamische Register enthält, die spezielle Mindest-Taktfrequenzen haben und Daten verlieren könnten, wenn man das Auftreten einer Taktimpulslücke von 1H erlauben würde. Natürlich existiert dieses Problem nicht, wenn der Generator 16 voll statisch ist.

Die Schnelligkeit, mit welcher die Vertikalsynchronisierung erreicht wird, hängt von der Teilbildfrequenz und von der Zeilenzahl im Teilbild ab. Der Bildgenerator kann um höchstens ein halbes Teilbild von der Vertikalphase des Plattenspielers abweichen. Enthält ein Teilbild rund 262 Zeilen, dann entspricht diese größtmögliche Abweichung 131 Zeilen. Die Korrektur findet mit einer Geschwindigkeit von einer Zeile pro Teilbild statt, was 60 Zeilen pro Sekunde entspricht. Die Synchronisierungszeit beträgt also höchstens 131/60 = 2,18 Sekunden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele für Reihenfolge-Detektoren, die als Detektor 60 im Synchronisiergerät 20 verwendet werden können, um das Signal S2 mit der Dauer 1H bzw. mit der Dauer 2H zu erzeugen. Im Falle der Fig. 2 empfängt ein Flipflop die Computer-Vertikalsynchronsignale CV an seinem Dateneingang und die Plattenspieler-Vertikalsynchronsignale PV an seinem Takteingang und wird daher immer dann gesetzt, wenn das Signal CV dem Signal PV voreilt (Positivlogik vorausgesetzt). Im gesetzten Zustand aktiviert das Flipflop 200 den Dateneingang (D) des Flipflops 202, das infolgedessen beim Erscheinen des seinem Takteingang angelegten zeilenfrequenten Signals PH gesetzt wird. Dies bewirkt den Beginn des Signals S2, wodurch das Flipflop 200 zurückgesetzt wird. Bei Beginn der nächsten Zeile ist der Dateneingang D des Flipflops 202 niedrig, so daß das Flipflop 202 nach genau der Zeitspanne 1H zurückgesetzt wird. Wenn das Signal PV dem Signal CV voreilt, ändert keines der Flipflops seinem Zustand, weil alle D-Eingänge niedrig sind.

Die Schaltung nach Fig. 3 ist ähnlich wie die in Fig. 2 dargestellte Schaltung, sie liefert jedoch ein Signal S2 der Dauer 2H, wenn das Signal CV dem Signal PV voreilt. Die längere Dauer 2H wird mittels eines Flipflops 204 erreicht, das so angeschlossen ist, daß es eine Frequenzteilung des zeilenfrequenten Signals PH durch 2 bewirkt, bevor dieses Signal an den Takteingang des Flipflops 202 gelegt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Takt-Torschaltungen, die im Synchronisiergerät nach Fig. 1 in Verbindung mit den Reihenfolge-Detektoren nach Fig. 2 bzw. Fig. 3 verwendet werden können. Die Torschaltung nach Fig. 4 sperrt 228 aufeinanderfolgende Impulse während einer Zeile (1H). Ein Flipflop 402 wird bei der Rückflanke der Taktimpulse über einen Inverter 404 taktgesteuert, so daß das Signal S1 mit dem Ende jedes Taktimpulses synchronisiert wird. Das inverse Q-Ausgangssignal des Flipflops und die Taktimpulse werden auf ein UND-Glied 406 gegeben. Mit dieser Synchronisation sind die Ausgangs-Taktimpulse vom UND-Glied 406 stets "ganze" Impulse, d. h. die durchgelassenen Impulse werden durch das Signale S1 nicht abgeschnitten. Auf diese Weise gelangen keine Nadelimpulse oder Teilimpulse zum Generator 16, so daß ein zuverlässiger Betrieb und das Fehlen von Rauschspitzen sichergestellt ist.

Die Takt-Torschaltung nach Fig. 5 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 6 und ist zur Verwendung mit einem Signal S2 der Dauer 2H gedacht. Die Elemente 402, 404 und 406 arbeiten in der gleichen Weise wie eben, nur daß das Eingangs-Taktsignal zum UND-Glied 406 mittels eines Flipflops 500 einer Frequenzteilung durch 2 unterworfen wird. Das Ausgangssignal des Gliedes 406 wird durch einen Inverter 502 invertiert und gemeinsam mit den vom spannungsgesteuerten Oszillator 50 kommenden Taktimpulsen auf ein UND-Glied 504 gegeben, so daß jeder zweite Taktimpuls unterdrückt wird, wenn das Signal S2 vorhanden ist.

Die Farbartinformation wird im Synchronisiergerät nach Fig. 1 in einem Farbart-Phasenregelkreis (phasensynchronisierte Schleife oder PLL) 70 verarbeitet, die ein Farbburst-Tastsignal (BG) vom Synchronsignal-Abstreifer 44 und das Plattenspieler-Videosignal PV von der Klemme 38 empfängt. Während das Signal BG vorhanden ist, wird der im Phasenregelkreis 70 enthaltene spannungsgesteuerte Oszillator mit dem Farbträger-Bezugssignal des Plattenspielers synchronisiert, um ein 3,58-MHz-Bezugssignal an den Farbart-Modulator 72 zu legen, der außerdem die Basisband-Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y empfängt und ein Farbart-Ausgangssignal CC liefert, das mit der Farbartkomponente des vom Plattenspieler kommenden Videosignalgemischs synchronisiert ist.

Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung zur Synchronisierung der vom Computer gelieferten Farbartkomponente mit der Farbart-Bezugsfrequenz des Plattenspielers. Die Signale R-Y und B-Y werden jeweils einem Modulator 600 bzw. 602 angelegt. Der Modulator 600 empfängt das 3,58-MHz-Farbartbezugssignal, das außerdem über einen 90°-Phasenschieber 604 an den Modulator 602 gelegt wird. Die Ausgangssignale der beiden Modulatoren werden in einer Addierschaltung 606 summiert, um ein in Phasenquadratur amplitudenmoduliertes Computer-Farbartsignal CC mit der Frequenz und Phase des Plattenspieler-Farbhilfsträgers zu liefern.

Das endgültige, vollständige synchronisierte Videoausgangssignal von Computer und Plattenspieler wird in einer Video-Kombinierschaltung 80 (Fig. 7) gebildet, die ein das Fehlen des synchronisierten Zustandes anzeigendes Signal KS ("kein Synchronismus") von einer entsprechenden Fühlschaltung 82 empfängt, die mit dem Phasendetektor 40 gekoppelt ist. Die Kombinierschaltung 80 empfängt ferner das Computer-Leuchtdichtesignal CL, das Computer-Farbartsignal CC und das Plattenspieler-Videosignalgemisch PV. Diese Signale werden alle in der Kombinierschaltung 80 verarbeitet, um ein Basisbandsignal S3 zu erzeugen, das einem Fernsehmodulator 84 angelegt wird, der an der Ausgangsklemme ein HF-Ausgangssignal auf einem ausgewählten Fernsehsignal liefert, um das kombinierte Bild auf einem herkömmlichen Fernsehempfänger (nicht dargestellt) wiederzugeben.

Die Kombinierschaltung 80 erfüllt eine Anzahl von Funktionen und ist speziell zur Vermeidung von Synchronsignalverzerrungen ausgelegt, um die Farbtreue zu bewahren (insbesondere Verfälschungen des Fleischtons zu vermeiden). Die Schaltung benutzt außerdem das den fehlenden Synchronismus anzeigende Signal KS, um automatisch nur das Computer-Ausgangssignal wiederzugeben, wenn der Plattenspieler in einem Schnellsuchlauf oder im Pausebetrieb arbeitet und das Plattenspieler-Videosignalgemisch nicht verfügbar ist. Die Kombinierschaltung sorgt außerdem dafür, daß die Computer-Videosignale für die Plattenspieler-Videosignale wirklich "undurchsichtig" sind.

In der Kombinierschaltung 80 werden das Farbartsignal CC und das Leuchtdichtesignal CL des Computers in einer Addierschaltung 700 summiert, um ein Computer-Videosignalgemisch zu erzeugen, das über ein Torglied 702 auf den Fernsehmodulator gekoppelt wird, wenn dieses Glied 702 aktiviert ist. Das Plattenspieler-Videosignalgemisch PV wird über ein anderes Torglied 704 auf den Fernsehmodulator gekoppelt. Die Torglieder 702 und 704 werden durch ein Steuersignal S4 gesteuert, das dem Torglied 704 direkt und dem Torglied 702 über einen Inverter in invertierter Form angelegt wird. Infolgedessen können die beiden Glieder 702 und 704 niemals gleichzeitig durchgeschaltet sein, so daß ihre Ausgänge direkt zusammengeschaltet werden können. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, die Ausgangssignale in einer eigens vorgesehenen Summierschaltung zu addieren, und außerdem wird sichergestellt, daß die dem Fernsehmodulator angelegten Videosignale zueinander "undurchsichtig" sind, d. h. das vom Computer erzeugte Bild "scheint" nicht durch das vom Plattenspieler erzeugte Bild "hindurch" und umgekehrt.

Die Auswahl, ob das Computer-Videosignal oder das Plattenspieler-Videosignal wiedergegeben wird, trifft ein Schwarzpegeldetektor 708, der ein UND-Glied 710 durchschaltet, wenn das Computer-Leuchtdichtesignal auf einem Schwarzpegel ist und das Computer-Videosignal mit dem Plattenspieler-Videosignal synchronisiert ist. Diese letztere Bedingung wird von einem Inverter 712 geliefert, der das UND-Glied 710 aktiviert, wenn die den fehlenden Synchronzustand fühlende Schaltung 82 (Fig. 1) den Synchronismus des Computer-Videosignals anzeigt (Signal KS auf hohem Pegel), und der das Glied 710 sperrt, wenn kein Synchronismus vorliegt (KS niedrig). Da die hier beschriebene Kombinierschaltung entweder nur das Plattenspieler-Videosignal oder nur das Computer-Videosignal an ihrem Ausgang liefert, gibt es keinerlei Addition oder Konflikt zwischen den Farb- oder Synchronsignalen, so daß Farbverschiebungen oder abnorm hohe Synchronsignalpegel verhindert werden. Das heißt, daß am Ende gelieferte Videosignal liegt stets innerhalb seines Normalbereichs von -40 bis +100 IRE-Einheiten.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 u. a. dadurch, daß das 3,58-MHz-Farbbezugsfrequenzsignal des Plattenspielers direkt von den Verarbeitungsschaltungen des Bildplattenspielers abgenommen und dem Fernseh-Synchronisiergerät 20′ an einer zusätzlichen Eingangsklemme 41 zugeführt wird. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, den Farbart-Phasenregelkreis 70 (Fig. 1) vorzusehen, der in der Ausführungsform nach Fig. 8 fehlt.

Die Eingangsklemme 41 ist mit einem Eingang einer Farbart-Verschiebungsschaltung 800 gekoppelt, die außerdem das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten 3,59-MHz-Oszillators und das Computer-Farbartsignal CC von der Klemme 34 empfängt.

Einzelheiten der Farbartsignal-Verschiebungsschaltungen sind in Fig. 6 dargestellt. Der Zweck dieser Schaltung besteht darin, eine Frequenzumsetzung des Computer-Farbartsignals (3,59 MHz beim hier beschriebenen Beispiel) auf die Frequenz und Phase des Plattenspieler-Farbartsignals zu bewirken. Ein Bandfilter 900 entfernt Oberwellen aus dem 3,59-MHz-Oszillatorsignal, das im Computer-Farbartsignal enthalten ist. Ein doppelseitig symmetrischer Mischer 902 mischt den Plattenspieler-Hilfsträger (3,58 MHz) mit dem gefilterten Computer-Hilfsträger (3,59 MHz). Die resultierende Summenfrequenz läßt sich ausdrücken durch die Summe 3,58 MHz + 3,59 MHz + Δ, wobei Δ das Maß darstellt, um welches das Computer-Farbartsignal fehlerhaft ist und verschoben werden muß.

Ein weiteres Bandfilter 904, das auf die Summenfrequenz (7,17 MHz) abgestimmt ist, eliminiert die Differenzfrequenz und eventuelle Unsymmetrie vom Ausgang des ersten Mischers 902. Das zu verschiebende Computer-Farbartsignal CC wird einem 3,58-MHz-Bandfilter zugeführt, das die Oberwellen entfernt, die in dem digital erzeugten Signal vorhanden sind. Dieses Signal kann man sich vorstellen als einen Träger der Frequenz 3,58 MHz + Δ und zugehörigen Seitenbändern.

Ein zweiter doppelseitig symmetrischer Mischer 908 kombiniert das bandbegrenzte Farbartsignal vom Filter 906 mit dem Summenfrequenzsignal vom Filter 904. Auch hier werden wieder Summen- und Differenzfrequenzsignale erzeugt. Weiterverwendet wird die Differenzfrequenz. Diese Frequenz ist gleich 3,58 MHz plus 3,58 MHz plus Δ minus 3,58 MHz minus Δ, also gleich der gewünschten NTSC-Standardfrequenz von 3,58 MHz. Ein Bandfilter 909 unterdrückt das Summenfrequenzsignal, um das gewünschte verschobene Computer-Farbartsignal zu erzeugen.

Die Anordnung nach Fig. 8 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 1, sie ist jedoch speziell zur Verwendung mit einem Computer 12 ausgelegt, der einen Bildgenerator 16′ enthält, der neben einem zusammengesetzten Videosignalgemisch auch Leuchtdichte- und Farbartsignale gesondert liefert. Außerdem hat die in der Anordnung nach Fig. 8 verwendete Video-Kombinierschaltung einige zusätzliche Merkmale, und die Verarbeitung der Farbartsignale erfolgt auf andere Weise. Im einzelnen werden bei der Anordnung nach Fig. 8 das Computer-Videosignalgemisch CV an die Klemme 32 und das Plattenspieler-Videosignal PV an die Klemme 38 gelegt, und das an der Klemme 39 erscheinende Taktsignal wird dem Bildgenerator zugeführt. Die Vertikal- und Horizontalsynchronisierung geschieht mit Hilfe der gleichen Elemente (42 bis 60) wie im Falle der Fig. 1, so daß sich eine nochmalige Beschreibung dieser Elemente und deren Arbeitsweise erübrigen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 bietet zusätzlich die Möglichkeit, zwischen Undurchsichtigkeit und Durchsichtigkeit in der Bilddarstellung zu wählen, was durch den Computer 12 (oder durch einen geeigneten Schalter) geschieht. Diese Wahlmöglichkeit bedeutet, daß die Video-Kombinierschaltung 80′ entweder wie die Kombinierschaltung 80 in einer Betriebsart für "undurchsichtige" Bilddarstellung arbeiten kann, falls dies gewünscht ist, oder in einer neuen Betriebsart, bei welcher die vom Plattenspieler und vom Computer gelieferten Videosignale "transparent" sind, d. h. beide gleichzeitig auf dem Fernsehempfänger wiedergegeben werden. Der Effekt ist besonders interessant, wenn Farben vorkommen, weil durch den Additionsvorgang neue Farben geschaffen werden. Bei der Realisierung dieses Vorgangs, der mehr als eine einfache Addition darstellt, ist es sehr wichtig, daß die Synchronsignale nicht addiert werden, damit die Standard-Synchronsignalpegel erhalten werden.

Die Kombinierschaltung 80′, die ausführlich in Fig. 10 dargestellt ist, gleicht der Schaltung nach Fig. 7, abgesehen vom Vorhandensein zweier zusätzlicher Elemente, nämlich eines ODER-Gliedes 1000 und einer Addierschaltung 1002. Wenn ein Steuersignal, das die Betriebsart "undurchsichtig" oder "durchsichtig" vorgibt und an der Klemme 31 in Fig. 8 zugeführt wird, niedrigen Pegel hat, dann kann das Glied 1000 ignoriert werden, und der Betrieb läuft genauso wie es weiter oben in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben wurde. Wenn jedoch das Steuersignal hohen Pegel hat, sorgt das ODER-Glied 1000 dafür, daß das Torglied 704 ständig eingeschaltet ist. Da in diesem Fall beide Torglieder 704 und 702 gleichzeitig durchlässig sein können, ist eine Addierschaltung 1002 vorgesehen, die einen Kurzschluß verhindert und ein hinsichtlich der Bildbestandteile vermischtes Videosignal an den Fernsehmodulator liefert. Während die Bildbestandteile des Videosignals ("aktives Videosignal") vermischt werden, sperrt der Schwarzpegel-Detektor 708 das Glied 710 während der Synchronsignalintervalle des Computer-Videosignals. Daher werden bei dieser Betriebsart die Synchronsignale nur vom Plattenspieler geliefert, während die "aktiven Videosignale" aus beiden Quellen summiert werden. Somit kann kein Fall eintreten, in welchem die Synchronsignale gemischt werden. Eine solche Mischung von Synchronsignalen könnte zur unregelmäßigen Triggerung der Synchronisierschaltungen des Fernsehempfängers und damit zur Verzerrung der wiedergegebenen Bilder führen.

Claims (14)

1. Synchronisiergerät zum Synchronisieren einer ersten Quelle computergesteuerter Videosignale mit einer zweiten Videosignalquelle, mit einer Eingangsschaltung für die von den beiden Quellen gelieferten Videosignale und mit einer Ausgangsschaltung zur Lieferung von Taktimpulsen an die erste Videosignalquelle, gekennzeichnet durch
einen Phasendetektor (40), der mit der Eingangsschaltung (42, 44) gekoppelt ist und aus von dieser zugeführten Horizontalkomponenten der Videosignale ein Fehlersignal ableitet,
einen steuerbaren Oszillator (50), der Taktimpulse an die Ausgangsschaltung liefert und in Abhängigkeit von dem Fehlersignal die Taktimpulsfrequenz im Sinne einer Synchronisierung der Horizontalkomponenten der Videosignale ändert,
einen mit der Eingangsschaltung (42, 44) gekoppelten Reihenfolge-Detektor (60), der dann, wenn die Vertikalkomponente der ersten Videosignalquelle gegenüber der Vertikalkomponente der zweiten Videosignalquelle voreilt, ein Steuersignal (S2) erzeugt, dessen Dauer im wesentlichen gleich der Dauer eines ganzzahligen Vielfachen einer Horizontalzeilenperiode ist, und
eine in Abhängkeit von dem Steuersignal arbeitende, zur Ausgangsschaltung gehörige Taktimpuls-Torschaltung (62), die bei Vorhandensein des Steuersignals eine vorbestimmte Anzahl von Perioden der Taktimpulse unterdrückt, um die Vertikalkomponente der ersten Videosignalquelle mit derjenigen der zweiten Videosignalquelle zu synchronisieren, wobei die Anzahl der unterdrückten Taktimpulse unabhängig von dem erwähnten ganzzahligen Vielfachen ist und die Summe der Zeitintervalle der unterdrückten Taktimpulsperioden im wesentlichen gleich der Dauer einer Horizontalzeilenperiode ist.

2. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ganzzahlige Vielfache eine Zahl N ist und das während des Vorhandenseins des Steuersignals jeweils einer von N vom Oszillator (50) erzeugten Taktimpulsen unterdrückt wird.

3. Synchronisiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß N gleich 1 ist, so daß aufeinanderfolgende Taktimpulse für die Dauer einer Horizontalzeile unterdrückt werden.

4. Synchronisiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß N gleich 2 ist, so daß jeder zweite Taktimpuls für die Dauer zweier Horizontalzeilenperioden unterdrückt wird.

5. Synchronisiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Steuersignals (S2) im wesentlichen gleich dem ganzzahligen Vielfachen einer Horizontalzeilenperiode der zweiten Videosignalquelle ist.

6. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Steuersignal (S2) ansprechende und den Phasendetektor (40) während dessen Dauer abzuschaltende Sperrschaltung (Schalter 46).

7. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpuls-Torschaltung (62) eine Impuls-Synchronisierschaltung enthält, die eine Verkürzung der Impulse verhindert, so daß keine Teilimpulse durch die Taktimpuls-Torschaltung laufen.

8. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Eingangsschaltung eine Farbsynchronisierschaltung (72, 800) gekoppelt ist, welche eine Farbkomponente der ersten Videosignalquelle (12) mit einer Farbkomponente der zweiten Videosignalquelle (10) synchronisiert.

9. Synchronisiergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbsynchronisierschaltung (800) mehrere Mischer (902, 908) zur Frequenz- und Phasenverschiebung der Farbkomponente der ersten Videosignalquelle (12) enthält.

10. Synchronisiergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkomponente der ersten Videosignalquelle (12) mindestens zwei Basisband-Komponenten (B-Y, R-Y) aufweist und daß die Farbsynchronisierschaltung (72) mehrere Modulatoren (600, 602) enthält, welche die Basisband-Komponenten in eine in Phasenquadratur amplitudenmodulierte Farbkomponente auf eine Farbträgerfrequenz umsetzen, die gleich der Farbträgerfrequenz der Farbkomponente der zweiten Videosignalquelle (10) ist.

11. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Ausgangsschaltung (80), die dann, wenn der Leuchtdichtepegel des Videosignals der ersten Quelle (12) einen Schwarzwert hat, ein für das Videosignal der zweiten Quelle (10) repräsentatives Videoausgangssignal bildet und an eine Ausgangsklemme liefert.

12. Synchronisiergerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen mit dem Phasendetektor (40) und der weiteren Ausgangsschaltung (80) gekoppelten Synchronisationsverlustdetektor (82) zur automatischen Kopplung eines für das Videosignal der ersten Quelle repräsentatives Videoausgangssignal an die Ausgangsklemme.

13. Synchronisiergerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Überlagerungs-Steuerschaltung (710), die im aktivierten Zustand dafür sorgt, daß während des aktiven Teils einer Fernsehzeile gleichzeitig beide Videoausgangssignale und der Synchronsignalteil nur eines ausgewählten der Videoausgangssignale an die Ausgangsklemme geliefert werden.

14. Synchronisiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (702, 704, 710, 1002), die im aktivierten Zustand gleichzeitig das Videosignal der zweiten Quelle (10) und ein für das Videosignal der ersten Quelle (12) repräsentatives Videosignal auf eine Ausgangsklemme koppelt, wenn der Leuchtdichtewert des Videosignals der ersten Quelle auf einem Schwarzpegel ist.