DE3536211A1 - Regelsystem zur ueberlastungskontrolle des farbbandsignals - Google Patents
Regelsystem zur ueberlastungskontrolle des farbbandsignalsInfo
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Description
ECA 80 490 Ks/Ri
U.S. Serial No. 659,4-52
Filed: October 10, 1984·
RCA Corporation 201 Washington Road, Princeton, N.J. (US)
Regelsystem ZUr
1
Überlastungskontrolle des
Farbartsignals
Die Erfindung betrifft ein in einem Farbfernsehempfänger zu verwendendes Regelsystem zur Reduzierung von Überlastungen,
die zu befürchten sind, wenn die Ausgangssignale des Farbartkanals übermäßig stark sind.
Die Farbartkomponente (Chrominanzkomponente) der üblichen, über Rundfunk gesendeten Videosignale enthält in
sequentieller Weise ein als Burst (Schwingimpuls) er-,scheinendes Farbsynchronsignal gefolgt von der Farb-Bildinformation.
Die Amplitude des Farbbursts und das Verhältnis dieser Amplitude zur Amplitude der Bildinformation
sind im allgemeinen durch Übereinkunft festgelegt. Nicht selten jedoch weicht der Betrag des Farbbursts (und der
Bildinformation) des empfangenen Signals von dem gewünschten Wert ab, z.B. infolge fehlerhafter Sendeanlagen oder
gewisser Eigenarten des Übertragungsmediums, usw.. Um diese Abweichungen zu kompensieren und das Farbartsignal
wieder auf die nominellen Werte zu bringen, enthalten herkömmliche Empfänger Schaltungen zur automatischen Chrominanzregelung
(ACR). Die ACR-Schaltungen fühlen unerwünschte
Schwankungen im Betrag des Farbbursts, um eine Steuerinformation abzuleiten, aufgrund derer die Verstärkung des
: -■-■-■:■ 35362Ί1
Farbartsignals derart beeinflußt wird, daß die Amplitude des Burstsignals konstant auf einem gewünschten Wert
bleibt.
Trotz des Vorhandenseins geeigneter ACR-Schaltungen können
gewisse widrige Umstände dazu führen, daß Signale im Farbartkanal des Empfängers übermäßig hohe Beträge bekommen,
mit der Folge, daß die Farbbildröhre übersteuert wird, was zu sogenannten "Überstrahlungs"-Erscheinungen führt,
welche die Bildauflösung verschlechtern können. Wie es z.B. in der US-Patentschrift 3 74-0 462 diskutiert ist,
bestimmt das ACR-System, das die Burstamplitude typischerweise
mit relativ rauschfesten Erfassungsraethoden fühlt, bei Empfang rauschbehafteter Signale eine Verstärkungseinstellung,
die für die Verarbeitung des wahren Farbartsignals angemessen ist, ohne Rücksichtnahme auf
die begleitenden Rauschkomponenten. Nun können sich aber das in der Verstärkung justierte Farbartsignal und die
begleitenden starken Rauschkomponenten, wenn sie eine gegenseitig verstärkende Phasenbeziehung zueinander haben,
derart kombinieren, daß das resultierende Signal am Ausgang des Farbartkanals einen übermäßig hohen Betrag bekommt,
wodurch sich die erwähnten unerwünschten "Überstrahlungs"-Effekte in Bereichen des wiedergegebenen BiI-des
ergeben können. Eine andere Ursache solcher übermäßigen Beträge kann die Verwendung eines unkonventionellen
Verhältnisses zwischen Burst- und Farbartamplitude durch die Sendeanstalt sein.
Zur Lösung der vorstehenden' Probleme regt die oben genannte US-Patentschrift an, das AGR-System des Empfängers durch
einen zusätzlichen Farbart-Übersteuerungsschutz zu ergänzen. Diese Ergänzung besteht im einzelnen darin, daß das
Signal des Farbartkanals nach der ACR-Behandlung einem zusätzlichen,
in seiner Verstärkung steuerbaren Verstärker zugeführt wird. Die Einstellung dieses Verstärkers wird
durch das gefilterte Ausgangssignal eines Spitzendetektors
— 7 —
bestimmt, der auf solche Ausschläge am Ausgang des zusätzlichen
Verstärkers anspricht, die einen geeigneten voreingestellten Schwellenwert überschreiten.
Ein Regelsystem gegen Farbart-Überlastung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält eine Erfassungseinrichtung, die auf das Ausgangssignal einer das Farbartsignal
verarbeitenden Einrichtung anspricht, um einen Überlastungs-Erfassungswert zu erzeugen, der dem mittleren
Wert derjenigen Beträge des Ausgangssignals entspricht, welche über eine Zeitspanne vorgewählter Dauer einen vorbestimmten
Betrag ständig überschreiten. Eine zusätzliche, auf die Ausgangsgröße der Erfassungseinrichtung ansprechende
Einrichtung entwickelt ein Überlastungs-Steuersignal, das im wesentlichen repräsentativ für den Mittelwert
derjenigen der oben erwähnten Erfassungswerte ist, die von der Erfassungseinrichtung über eine verlängerte Zeitspanne
von bestimmter Dauer erzeugt werden (z.B. für die Dauer eines Teilbild- oder Vollbildintervalls).
Bei dieser Anordnung muß also ein Zeit-Schwellenwert überwunden werden, bevor eine Betragsüberschreitung einen Beitrag
zur Bestimmung des Überlastungs-Erfassungswertes liefern darf. Dieses Erfordernis stellt z.B. sicher, daß das
Vorhandensein isolierter vorübergehender Überlastungen unerheblicher Dauer, die nur relativ wenig störend sind,
nicht eine unerwünschte Verminderung der Sättigung in einem Farbbild erzwingt., das ansonsten zufriedenstellend
wiedergegeben wird. Es dürfte aber wünschenswert sein, die erwähnte Zeitschwelle für die Überlastungsdauer steuerbar
zu machen, und zwar in Abhängigkeit vom festgestellten Rauschpegel, der das wahre Farbartsignal am Ausgang der
Farbart-Verarbeitungsanordnung begleitet. Bei schwachem Rauschen ist es im wesentlichen nur das Farbartsignal
selbst, das zu Überlastungszuständen beiträgt. Beim Vorhandensein hoher Rauschpegel jedoch ist das Ausgangssignal
der Verarbeitungseinrichtung die Resultierende der
Kombination des wahren Farbartsignals mit Rauschkomponenten hoher Amplitude. Wegen der Unregelmäßigkeit der Parameter
von Rauschkomponenten wird der starke Rauschbeitrag den Betrag der Resultierenden in unregelmäßiger Weise vermindern
(sowie auch in unregelmäßiger Weise erhöhen). Um sicherzustellen, daß ernsthafte Uberlastungszustände nicht
übersehen werden, wo der Rauschbeitrag zum resultierenden Betrag relativ groß ist, ist es vernünftig, die zur Identifizierung
einer Überlastung geforderte Breite des Intervalls andauernder Betragsüberschreitung zu vermindern,
wenn der Pegel des begleitenden Rauschens höher wird. Dementsprechend enthält ein Regelsystem gegen Farbart-Überlastungen
erfindungsgemäß zweckmäßigerweise eine zusätzliche Einrichtung, die auf das Ausgangssignal der
Farbart-Verarbeitungseinrichtung anspricht, um den Rauschenergiegehalt
in diesem Signal zu bestimmen und abhängig davon ein Rausch-Steuersignal zu erzeugen, das die Breite
des zur Bestimmung des Überlastungs-Erfassungswertes benutzten Intervalls beeinflußt.
Das Überlastungs-Steuersignal, das im wesentlichen repräsentativ für den Mittelwert der Überlastungs-Erfassungswerte
über die vorbestimmte verlängerte Zeitspanne ist, kann gewünschtenfalls als die alleinige bestimmende Größe
für die Verstärkungseinstellung im Überlastungs-Regelsystem dienen. In diesem Fall ist die Verstärkungsverminderung des
Farbartsignals für ein gegebenes Betragsübermaß unabhängig vom "Tastverhältnis" der Überlastungsbedingung. In einer
bevorzugten Ausführungsform jedoch erfolgt eine Bemessung des Überlastungs-Steuersignals entsprechend einem Maß für
die relative Dichte der Überlastungen. Diese Überlastungsdichte kann z.B. dadurch bestimmt werden, daß man fühlt,
wie oft innerhalb der verlängerten Zeitspanne ein Überlastungs-Erfassungswert von der oben erwähnten Erfassungseinrichtung
erzeugt wird. Die genannte Bemessung kann z.B. so sein, daß im Falle einer hohen Dichte von Überlastungen
die Verstärkungsverminderung für ein gegebenes Amplituden-
~ 7 —
Übermaß größer ist als im Falle einer geringen Dichte von Überlastungen. Dies steht im Einklang mit der subjektiven
Empfindung, daß es beim Auftreten einer Überbelastung in einem isolierten begrenzten Bildbereich besser ist, wenn
die Überbelastung durch die allumfassende Verminderung der Sättigung nicht voll abgeschwächt wird, sondern weniger.
Eine im wesentlichen volle Abschwächung der Überbelastung ist jedoch erwünscht, wenn die Überlastungsfälle einen
großen Bereich des Bildes einnehmen. 10
Die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Anordnung sind im Patentanspruch 1 zusammengefaßt. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild einen Teil eines digitalen
Fernsehempfängers, der eine Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Farbart-Überbelastungen
enthält;
Fig. 2a zeigt als Blockschaltbild einen erfindungsgemäßen Farbart-Überlastungsdetektor zur Verwendung im Empfänger
nach Fig. 1;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des das Steuersignal erzeugenden Teils der
Schaltung nach Fig. 2a;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer den Mittelwert von
Signalen bildenden Schaltung zur Verwendung in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2a;
35
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Zeitkonstanten-Generators
zur Verwendung in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2a. _ ^0
-ιοί Me Pig. 1 zeigt eine Anordnung zur Reduzierung von Farbartsignal-Überlastungen
bei Anwendung in einem digitalen Fernsehempfänger. Gemäß der Fig. 4 wird ein binärcodiertes
digitales Basisband-Videosignalgemisch auf eine Schiene 10 gegeben, z.B. von einem Analog/Digital-Wandler. Die digitalen
Abfragewerte oder "Proben" des Signalgemischs gelangen zu einer Farbart/Leuchtdichte-Trennstufe 11, worin
die Leuchtdichtekomponente Y und die Farbartkomponente C
aus dem Videosignalgemisch abgetrennt werden. Die Leuchtdichtekomponente wird in einem zugehörigen Prozessor 12
in geeigneter Weise verarbeitet. Das verarbeitete Leuchtdichtesignal wird auf eine Matrixschaltung 17 gegeben,
worin es mit einem in geeigneter Weise verarbeiteten Farbartsignal kombiniert wird, um die Primärfarbsignale R, G
und B zur Ansteuerung einer Wiedergaberöhre (nicht dargestellt) zu erzeugen.
Das Farbartsignal aus der Stufe 11 erfährt eine Bandpaßfilterung
in einer Schaltung 13, um diejenigen Signalbestandteile zu entfernen, die außerhalb des Frequenzbandes
der Farbartsignalkomponente liegen. Das bandpaßgefilterte Farbartsignal wird auf einen Farbart-Prozessor 14 gegeben.
Die Verarbeitung innerhalb des Prozessors 14- kann z.B. eine herkömmliche automatische Chrominanzregelung (ACR)
enthalten. Das verarbeitete Farbartsignal vom Prozessor 14 wird einem System zur Reduzierung von Farbartüberlastungen
zugeführt, das einen Überlastungsdetektor 16 und eine Signaldämpfungs- oder Verstärkerschaltung 15 enthält. Das
vom Überlastungs-Reduziersystem kommende Signal wird auf eine weitere Farbart-Verarbeitungsschaltung 14' und dann
auf die Matrixschaltung 17 gegeben.
Die Fig. 2a zeigt Einzelheiten des Farbart-Überlastungsdetektors 17 im Reduziersystem nach Fig. 1 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das z.B. vom Prozessor 14 kommende Farbartsignal wird über eine Schiene
20 auf einen Betragsdetektor 22 gegeben. Das Signal auf
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der Schiene 20 kann z.B. eine Folge von Abfragewerten oder
Proben der Farbdifferenzsignale (R-I)und (B-Y) sein oder eine Folge von Proben des I- und des Q-Signals. Die Amplituden
dieser Signale hängen von der Abfragephase ab. Der Detektor 22 gewinnt den Signalbetrag aus den Proben in
einer an sich bekannten Weise. Wenn z.B. die Proben mit dem Vierfachen der Hilfsträgerfrequenz erscheinen, dann
läßt sich der Betrag des Signals errechnen aus der Quadratwurzel der Summe der Quadrate von Paaren aufeinanderfolgender
Proben. Abhängig von der Architektur des jeweiligen Fernsehempfängers kann es auch sein, daß die Betragswerte direkt am Farbart-Prozessor 14 zur Verfügung stehen,
so daß ein gesonderter Detektor 22 nicht notwendig ist.
Die Betrags- oder Absolutwerte werden in einem Element 26
zwischengespeichert. Die Informationsbandbreite des Farbartsignals ist höchstens 1,5 MHz. Um das Nyquist-Abtastkriterium
zu erfüllen, muß das Signal mit einer Frequenz abgefragt werden, die mindestens gleich dem Doppelten der
Informationsbandbreite ist. Die Farbhilfsträgerfrequenz
f beträgt 3 »58 MHz. Bei einer als Überlastungsdetektor
SO
dienenden Schaltung jedoch ist es nicht nötig, alle Signalinformation
zu bewahren, und daher kann das Element 26 so taktgesteuert werden, daß es z.B. nur einen von vier
oder nur einen von acht Probenwerten aus dem Betragsdetektor 22 zwischenspeichert.
Die Betragswerte vom Element 26 werden auf den Subtrahendeneingang
einer Subtrahierschaltung 28 und auf den Signaleingang einer Torschaltung 32 gegeben. An den Minuendeneingang
der Subtrahierschaltung 28 wird ein Referenzwert gelegt, der dem höchsten noch erwünschten Betrag des
Farbartsignals entspricht und von einer Referenzquelle 30 geliefert wird.
Der das Polaritäts- oder Vorzeichenbit liefernde Ausgang der Subtrahierschaltung 28 ist mit dem Steuereingang der
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Torschaltung 32 verbunden. Eine logische "1" am Vorzeichenausgang bringt die Torschaltung 32 dazu, den an ihrem
Signaleingang anstehenden Betragswert durchzulassen. Eine logische 1 erscheint am Vorzeichenausgang für alle diejenigen
Betragswerte aus dem Element 26, die den Referenzwert aus der Quelle 30 übersteigen. Somit läßt die Torschaltung
32 nur solche Betragswerte des Farbartsignals durch, die einen Überlastungszustand bedeuten.
Ί0 Diese Überlast-Signalproben von der Torschaltung 32 werden
auf eine Mittelwertschaltung 34 gegeben, welche die Mittelwerte
von Gruppen jeweils N aufeinanderfolgender Signalproben erzeugt. Die Anzahl N von Signalproben in jeder Gruppe
wird durch ein von einem Festwertspeicher (ROM) 52 kommendes
Signal eingestellt, das in Relation zum Rauschen steht, welches während des vorangegangenen Teil- oder Vollbildes
im Farbartkanal vorhanden war.
Von der Mittelwertschaltung 34 gelieferte Werte werden
auf den Überlastungs-Steuersignalgenerator 35 gekoppelt,
der einen Zeitkonstanten-Generator 36» einen Zähler 38
und einen Festwertspeicher (ROM) 42 aufweist. Der Zeitkonstanten-Generator
36 wirkt im Sinne einer Integration der Mittelwerte von der Schaltung 34 uncL wird weiter unten
ausführlicher in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Für den Augenblick genüge die Feststellung, daß der Zeitkonstanten-Generator
36 eine Anstiegszeitkonstante hat, die kleiner (schneller) als seine Abklingzeitkonstante ist.
Alle Fälle des Auftretens einer Überlastungsbedingung werden im Zähler 38 über die Dauer eines Teil- oder Vollbildes
gezählt, und der betreffende Zählwert wird in einem Zwischenspeicher (Latch-Schaltung) 40 gespeichert, um während
der nachfolgenden Teil- oder Vollbildperiode benutzt zu werden.
Der vom Zähler 38 entwickelte Zählwert oder ein Teil des-
selben, z.B. die drei oder vier höchstwertigen Bits der Binärzahl am Ausgang des Zählers 38, werden mit den vom
Element 36 kommenden Werten zu einem Adressen-Codewort für den Festwertspeicher 42 kombiniert. Dabei können die
Bits vom Zwischenspeicher 40 die höchstwertigen Bits des Adressen-Codewortes bilden, während die Signalbits vom
Element 36 als die niedrigstwertigen Bits des Codewortes eingesetzt werden.
Der Festwertspeicher 42 ist so programmiert, daß er das passende Überlastungs-Steuersignal für den sich zur Zeit
ergebenden Überlastungszustand des Farbartsignals liefert. Der gespeicherte Zählwert vom Zähler 38 bewirkt, als Bestandteil
des Adressen-Codewortes, eine Bemessung des Überlastungs-Steuersignals abhängig von der Anzahl der
Überlastungsfälle, zu den weiter oben beschriebenen Zwecken. Als Folge der Bemessung wird die Verstärkungsverminderung, die das Ausgangssignal des Festwertspeichers
42 aufgrund eines gegebenen Ausgangswertes des Elementes
36 bewirkt, im Falle eines vom Zwischenspeicher 40 abgegebenen hohen Überlastungs-Zählwertes ausgeprägter als im
Falle eines niedrigen Zählwertes.
In der Anordnung nach Fig. 2a werden der Zähler 38, der
Zwischenspeicher 40 und der Festwertspeicher 42 durch einen Rückstelltakt abtastet. Der Eückstelltakt, dessen
zeitliche Lage koinzident mit dem Vertikalsynchronimpuls gelegt sein kann, bewirkt, daß der Zwischenspeicher 40
den am Ende eines Teilbildintervalls im Zähler 38 vorhandenen Zählwert hält und daß der Zähler 38 auf Null zurückgestellt
wird. Der Rückstellimpuls wird vor seinem Anlegen an den Festwertspeicher 42 verzögert, damit noch Zeit
für die Einstellung des neuen Adressenwertes aus dem Zwischenspeicher 40 ist, und anschließend veranlaßt der Rück-Stellimpuls
den Festwertspeicher 42, den neu adressierten Überlastungs-Steuerwert auszugeben.
Die Fig. 2b zeigt einen alternativen Überlastungs-Steuersignalgenerator
351, der auf die Farbartüberlastungs-Mittelwerte vom Element 34 anspricht. In der Anordnung
nach Fig. 2b erfüllen Elemente, die mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 2a bezeichnet sind, die gleichen
Funktionen wie dort. Die vom Element 34 gelieferten Mittelwerte werden auf einen Eingang eines Addierers 60 gegeben.
Der zweite Eingang des Addierers 60 ist mit dem Ausgang eines Zwischenspeichers 61 verbunden, der den vorher vom
Addierer 60 gelieferten Summenwert speichert. Jeder vom Element 34· kommende Wert wird mit der Summe der vorangegangenen
Ausgangswerte dieses Elementes addiert. Die Gesamtanzahl der im Addierer 60 summierten Werte ist die
Anzahl der zwischen aufeinanderfolgenden Rückstellimpulsen auftretenden Überlastungsfälle.
Die Endsumme wird unter Steuerung durch den Rückstellimpuls in einem Zwischenspeicher 62 gespeichert. Die Endsumme
wird dann als Dividend auf eine Dividierschaltung
63 gegeben.
Die Mittelwertschaltung 34- liefert über eine Verbindung 37
bei jedem Auftreten eines Überlastungswertes einen Impuls. Die Anzahl der summierten Überlastungswerte wird in einem
Zähler 38 gezählt, und diese Zahl wird auf die Dividierschaltung
63 gegeben, um die vorstehend erwähnte Endsumme zu teilen und dadurch einen Mittelwert der Überlastungs-Mittelwerte
vom Element 34 zu erhalten. Die Ausgangsgröße
der Dividierschaltung 63 wird mit dem Zählwert des Zählers
38 (über einen Zwischenspeicher 40) kombiniert, um Adressen-Codewörter
für den Festwertspeicher 42' zu bilden, der das Überlastungs-Steuersignal abgibt.
Es sei nun wieder die Fig. 2a betrachtet, wo zu sehen ist, daß die Werte vom Betragsdetektor 22 auch auf den Signaleingang
einer Torschaltung 48 gegeben werden. Eine Schaltung 46, die z.B. auf den Vertikalaustastimpuls und den
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Horizontalsynchronimpuls anspricht, erzeugt ein Torsteuersignal während des Vertikalaustastintervalls. Dieses Torsteuersignal
versetzt die Torschaltung 48 für eine Dauer von z.B. einer Horizontalzeilenperiode in einen die Betragswerte
durchlassenden Zustand. Das Torsteuersignal erscheint während eines oder mehrerer Zeilenintervalle, in
denen keine Bildinformation, kein VIR-Signal usw.vorhanden
ist. Die Beträge der von der Torschaltung 48 durchgelassenen Werte zeigen somit die Rauschamplitude an.
Die einzelnen Rausch-Probenwerte werden in einem Element 50 integriert, das eine Schaltungsanordnung ähnlich den
Elementen 60, 61 und 62 in Pig. 2b enthalten kann. Der Gesamtwert des Rauschens über die Rauschintegrationsperiode
ist ein Maß für die relative Rauschenergie im Farbartsignal. Es sei erwähnt, daß die vom Element 50 erzeugte Zahl
sehr groß sein kann und zu ihrer Darstellung eine große Anzahl von Bits erfordert. Um den Hardware-Aufwand zu
mindern, den große, das Gesamtrauschen anzeigende Zahlen dem System abverlangen, kann es zweckmäßig sein, nur die
höherwertigen Bits der Rausch-Probenwerte bei der Integration zu verwenden oder, alternativ, nur die höherwertigen
Bits der laufenden Summe der Rauschwerte zu benutzen.
Es ist nicht praktisch, die Rausch-Steuersignale für die
Oberlastungs-Mittelwertschaltung 34 mit hoher Auflösung
zu erzeugen. Das Rausch-Steuersignal sollte vielmehr für
Bereiche der Rauschenergie anzeigend sein, um eine relativ grobe Einstellung der Mittelwertschaltung 34- vorzusehen.
So reicht es aus, wenn das Rausch-Steuersignal beispielsweise nur 16 verschiedene Werte annehmen kann, die 16
Rauschenergiebereiche repräsentieren. Ein Festwertspeicher 52, der einen mit dem Ausgang des Rauschintegrators 50
gekoppelten Adresseneingang hat, ist so programmiert, daß er die integrierten Rauschwerte in Steuersignale überführt,
die für den jeweiligen Rauschenergiebereich repräsentativ sind und die auf die Überlastungs-Mittelwertschaltung 34
gegeben werden. Im einzelnen kann die Programmierung des Festwertspeichers so sein, daß er einen Steuersignalwert
von N = 8 für den höchsten Bereich der integrierten Rauschwerte und einen Wert von N = 32 für den niedrigsten Bereich
der integrierten Rauschwerte liefert, während die Werte zwischen 8 und 32 für die dazwischenliegenden Bereiche gelten
(es sei bemerkt, daß der Integrator 50 am Beginn des
Vertikalaustastintervalls zurückgestellt wird).
Die Pig. 3 zeigt eine beispielgebende Schaltung, die als
Element 34 in Fig. 2a verwendet werden kann. Diese Ausführungsform
des Elementes 34 liefert am Ausgang einen Überlastungs-Erfassungswert für N aufeinanderfolgende, jeweils
eine Überlastungsbedingung erfüllende Signalproben.
Der ausgangsseitige Wert ist der Mittelwert von N ausschließlich aufeinanderfolgenden Werten. Die Anzahl N wird
durch das Steuersignal von den das Rauschen messenden Elementen 50 und 52 bestimmt.
In der Anordnung nach Fig. 3 sind ein Zwischenspeicher (Latch-Schaltung) 71 und ein UND-Glied 72 vorgesehen, um
anzuzeigen, wann aufeinanderfolgende Werte einen Überlastungszustand einnehmen. Der Zwischenspeicher 71 bewirkt
eine Verzögerung um eine Abfrageperiode. Das Vorzeichenbit-Signal von der Subtrahierschaltung 28 wird auf
den Zwischenspeicher 71 und auf einen Eingang des UND-Gliedes
72 gegeben. Die um eine Abfrageperiode im Zwischenspeicher 71 verzögerten Vorzeichenbits werden an einen
zweiten Eingang des UND-Gliedes 72 gelegt. Wenn aufeinanderfolgende Abfragewerte die Überlastungsbedingung erfüllen,
sind beide Eingänge des UND-Gliedes 72 auf hohem Logikpegel, so daß dieses Glied am Ausgang einen hohen Pegel
liefert.
Der Ausgang des UND-Gliedes 72 ist über einen Zwischenspeicher 81 mit einem Programm/Zählung-Umschalteingang P/Z
eines programmierbaren Zählers 79 und mit dem Rücksetz-.
— ΑΠ —
Ί eingang eines Zwischenspeicher 75 verbunden. Wenn das Ausgangssignal
des UND-Gliedes 72 (und des Zwischenspeichers 81) niedrig ist, wird der Zwischenspeicher 75 im zurückgesetzten
Zustand gehalten, und der Zähler 79 ist auf den "Programmbetrieb" gestellt, das heißt, der Zählbetrieb ist
angehalten und der Zähler ist so konditioniert, daß er Programmwerte vom Festwertspeicher 52 aufnimmt. Wenn das
Ausgangssignal vom UND-Glied 72 (und vom Zwischenspeicher 81) hohen Logikpegel hat, wird der Zwischenspeicher 75 so
konditioniert, daß er im taktgesteuerten Betrieb arbeitet, und der Zähler 79 ist aktiviert, um Taktimpulse zu zählen
(der Takt ist synchron und gleich mit der Abfragefrequenz
der vom Zwischenspeicher 26 gelieferten Abfragewerte). Der
Zwischenspeicher 81 ist zwischen das UND-Glied 72 und die Elemente 75 und 79 eingefügt, um ein ungewolltes Rückstellen
dieser Elemente zu verhindern, wenn die Werte durch das System getaktet werden, d.h. während derjenigen Zeiten,
in denen der Logikzustand des Vorzeichenbits bestimmt
wird.
Der Zähler 79 liefert einen Ausgangsimpuls· für N Taktimpulse, wenn er für mindestens N Taktperioden im Zählbetrieb
ist. Wenn N aufeinanderfolgende Abfragewerte keine Überlastung darstellen, bewirkt das UND-Glied 72, daß der
Zähler 79 neu programmiert wird und neu mit dem Zählen beginnt, wenn weitere aufeinanderfolgende Abfragewerte Überlastungshöhe
haben. Wenn N aufeinanderfolgende Werte die Überlastungsbedingung erfüllen, so daß der Zähler 79 einen
Ausgangsimpuls liefert, stellt dieser Ausgangsimpuls über ein ODER-Glied 80 den Zwischenspeicher 75 zurück und
wird außerdem zum Zwischenspeicher 77 gegeben, um die Ausgangsgröße eines Addierers 74- in diesen Speicher einzugeben.
Der Addierer 74-, der einen Eingang 73 zum Empfang der Betragswerte
vom Glied 32 (Pig. 2) hat, und der Zwischenspeicher 75, dessen Eingang mit dem Ausgang des Addierers
74· und dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang des
Addierers gekoppelt ist, "bilden einen digitalen Integrator. Die zum Zwischenspeicher 75 gegebenen Rückstellsignale
verhindern, daß der Addierer die Summe von mehr als N Überlastwerten bildet. Nur wenn die Summe von N Überlastwerten
erzeugt wird, wird der Summenwert im Zwischenspeicher 77 gespeichert. Der Inhalt des Zwischenspeichers
77 wird als Dividend an eine Dividierschaltung 78 gelegt,
die durch Werte vom Zwischenspeicher 52 so konditioniert
wird, daß sie den Inhalt des Zwischenspeichers 77 durch den Wert N teilt und somit den über N Abfragen gebildeten
Mittelwert der Überlastwerte liefert. Für den Fachmann auf dem Gebiet digitaler Schaltungstechnik wird es einleuchtend
sein, daß der Wert, der notwendig ist, um den Zähler 79 für die Zählung von N Taktimpulsen zu programmieren,
in Wirklichkeit nicht der Wert N sein muß. In ähnlicher Weise kann, wenn die Dividierschaltung 78 z.B. eine mit
Stellenverschiebung und Addition arbeitende Bemessungsschaltung ist (sogenannte "Shift-and-Add"-Schaltung) der
vom Festwertspeicher 52 auf die Dividierschaltung 78 gegebene
Wert auch anders als der Wert N sein.
Zusammenfassend gesagt erzeugt die Schaltung nach Fig. 3 Mittelwerte von Überlastbeträgen nur dann, wenn N aufeinanderfolgende
Abfragewerte die Überlastungsbedingung
erfüllen, und der Zähler 79 erzeugt einen Ausgangsimpuls jedesmal dann, wenn ein neuer Überlastungs-Mittelwert geliefert
wird.
Die Fig. 4- zeigt eine beispielgebende Ausführungsform des
in Fig. 2 enthaltenen Zeitkonstanten-Generators 36. Die Ausgangsgröße des Zeitkonstanten-Generators ist der von
einem umkehrbaren Zähler 105 erzeugte Zählwert, der am Ende einer Teil- oder Vollbildperiode in einem Zwischenspeicher
106 gespeichert wird, z.B. unter dem Einfluß des Vertikalsynchronsignals. Die Ausgangsgröße des Zählers
105 wird außerdem an einen Eingang einer Subtrahierschal-
- 19 -
tung 100 gelegt. Die Überlastungs-Mittelwerte vom Element 34· werden auf den anderen Eingang der Subtrahierschaltung
100 gegeben. Falls der Überlastungs-Mittelwert den Zählwert im Zähler 105 übersteigt, stellt das Vorzeichenbit von der
Subtrahierschaltung 100 den Zähler so ein, daß er vorwärts zählt. Wenn andererseits der Überlastungs-Mittelwert kleiner
ist als der Zählwert im Zähler IO5, stellt das Vorzeichenbit
von der Subtrahierschaltung 100 den Zähler 105 auf Rückwärtszählung. Ungeachtet dessen, ob der Zähler gerade
vorwärts oder rückwärts zählt, wird er immer dann, wenn sein Zählwert gleich dem augenblicklichen Überlastungswert wird, so eingestellt, daß er in Bückwärtsrichtung zumindest
so lange zählt, bis der nächste Überlastungswert an die Subtrahierschaltung 100 gelegt wird.
Die Vorwärts-Zählgeschwindigkeit (z.B. f^/164-) ist schnei-
se
ler als die Rückwärts-Zählgeschwindigkeit (z.B. f ^/24-60),
wodurch die Anstiegszeit des Zählers kürzer wird als die Abnahmezeit.
20
20
Mit der Zeit ist der vom Zähler IO5 gelieferte Zählwert
proportional dem Mittelwert der vom Element 34- gelieferten
Überlastungs-Erfassungswerte.
Der Betrieb des umkehrbaren Zählers I05 wird wie folgt
gesteuert. Ein Vorwärts-Taktsignal und ein Rückwärts-Taktsignal
werden an einen jeweils zugeordneten Signaleingang eines Multiplexers 104· gelegt. Der Ausgang des Multiplexers
104- ist mit dem Takteingang des Zählers IO5 verbunden. Der
Vorwärts/Rückwärts-Steuereingang (V/R) des Zählers und der Steuereingang des Multiplexers sind mit dem Ausgang eines
UND-Gliedes 110 verbunden. Das UND-Glied 110 ist normalerweise so konditioniert, daß es das Vorzeichenbit von der
Subtrahier schal tung 100 zum Multiplexer 104- und zum Zähler
105 durchläßt. Eine logische "1" vom Ausgang des UND-Gliedes
110 stellt den Zähler 105 auf Vorwärtszählung und konditioniert den Multiplexer 104- so, daß er das Aufwärts-
taktsignal auf den Zähler 105 koppelt. Umgekehrt stellt
eine logische "0" vom Ausgang des UND-Gliedes 110 den Zähler 105 auf Rückwärtszählung und konditioniert den
Multiplexer 104 so, daß er das Rückwärts-Taktsignal an den Zähler 105 legt.
Die Schaltungsanordnung 102, abgesehen vom UND-Glied 110, fühlt Änderungen in den Werten des von der Subtrahierschaltung
100 gelieferten Vorzeichenbits. Wenn sich das Vorzeichenbit von einer logischen 0 in eine logische 1 ändert
oder umgekehrt, schaltet ein D-Flipflop 111 das UND-Glied 110 aus, so daß es an seinem Ausgang eine logische
0 liefert. Das Flipflop 111 macht neben der Ausschaltung des UND-Gliedes 110 auch die Schaltung 102 unempfindlich
für aufeinanderfolgende Änderungen des Vorzeichenbits, bis das Flipflop 111 durch einen Impuls auf einer Leitung
37 zurückgesetzt wird, der dann erscheint, wenn ein neuer Überlastungs-Mittelwert vom Element 34 erscheint. Zu diesem
Zeitpunkt wird das UND-Glied 110 wieder aktiviert, um das Vorzeichenbit von der Subtrahierschaltung 100 durchzulassen,
damit es den Zähler 105 in die passende Zählbetriebsart versetz
t.
Wenn es sich bei den auf die Eingangsschiene 20 gegebenen Farbartsignalproben um mit Vorzeichen versehene 8-Bit-Werte
handelt, dann sind die vom Element 3^ gelieferten Beträge 7-Bit-Werte. Der Zähler 105 ist daher so ausgewählt,
daß er am Ausgang einen 7-Bit-Zählwert liefert. Der vom Zähler 105 gelieferte Zählwert kann den maximalen Über
lastungs-Mittelwert vom Element 34 nicht übersteigen. Wenn
jedoch das UND-Glied 110 ausgeschaltet und der Zähler 105 auf Rückwärtszählung eingestellt ist, besteht die Möglichkeit,
daß der Zähler bis zu dem Mindestwert zählt, den er einnehmen kann, und noch weiter. Das heißt, der Ausgangs-Zählwert
schlägt um auf den Maximalwert und nimmt von dort aus wieder weiter ab. Um diese Erscheinung zu vermeiden,
wird der Zählwert vom Ausgang des Zählers 105 auf ei-
— ολ —
nen Decoder 107 gegeben, der das Auftreten des Zählwert-Minimums
fühlt. Das Ausgangssignal des Decoders 107 steuert ein UND-Glied 108, welches das Rückwärts-Taktsignal
zum Multiplexer 104 überträgt. Wenn das Zählwert-Minimum gefühlt wird, wird das UND-Glied 108 ausgeschaltet, so
daß das Rückwärts-Taktsignal vom Zähler abgekoppelt und
dadurch das erwähnte Umschlagen des Zählwertes verhindert
wird.
In der Anordnung nach Pig. 2a wird, wie oben beschrieben, Jeder der über die Leitung 37 identifizierten Überlastungsfälle im Zähler 38 für die Dauer einer Teil- oder Vollbildperiode
gezählt, und der Zählwert wird im Zwischenspeicher 40 gespeichert, um während der nachfolgenden Q?eil-
oder Vollbildperiode verwendet zu werden. In einer alternativen Zähleinrichtung kann der Zähler 38 so beschaffen
und angeordnet werden, daß er seinen Zählwert nur dann erhöht, wenn auf der Leitung 37 R aufeinanderfolgende Impulse
erscheinen, was Blöcke eines ständig überlasteten Signals anzeigt. Um Schritte von jeweils R aufeinanderfolgenden
Impulsen zu zählen, kann der Zähler 38 zwei in Kaskade geschaltete Zähler aufweisen. Der erste Zähler kann
z.B. ähnlich wie die in Verbindung mit Pig. 3 beschriebenen Elemente 71» 72, 81 und 79 angeordnet sein, um auf der
Leitung 37 einen Impuls nur beim Auftreten von R aufeinanderfolgenden Impulsen zu erzeugen. Der zweite Zähler wäre
so anzuordnen, daß er die von diesem ersten Zähler gelieferten Impulse zählt.
- Leerseite -
Claims (8)
- Paten tan sprächeRegelsystem zur Überlastungskontrolle des Farbartsignals in einem Farbfernsehempfänger, der eine Einrichtung zur Verarbeitung der Farbartkomponente eines Videosignalgemischs enthält, gekennzeichnet durch:eine Rausch-Messeinrichtung (46, 48, 50), die auf das Ausgangssignal der Farbart-Verarbeitungseinrichtung anspricht, um den Rauschenergiegehalt dieses Signals zu bestimmen und abhängig davon ein Rausch-Meßsignal zu erzeugen;eine Erfassungseinrichtung (26-34, 52), die auf das Ausgangssignal der Farbart-Verarbeitungseinrichtung anspricht, um einen Überlastungs-Erfassungswert zu erzeugen, der dem Mittelwert solcher Beträge des erwähnten Ausgangssignals entspricht, die für die Dauer— 2 —eines durch das Rausch-Meßsignal gesteuerten Zeitintervalls ununterbrochen einen vorbestimmten Betragswert überschreiten;einen Steuersignalgeber (35), der auf die Ausgangsgröße der Erfassungseinrichtung anspricht, um ein Überlastungs-Steuersignal zu erzeugen, das im wesentlichen repräsentativ für den Mittelwert der während einer Zeitdauer vorbestimmter Länge erzeugten Überlastungs-Erfassungswerte ist.
10 - 2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der erwähnten Dauer durch das Rausch-Meßsignal in derartigem Sinne erfolgt, daß das erwähnte Zeitintervall bei ansteigendem Rauschenergiegehalt kürzer wird.
- 3. Regelsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:eine Ermittlungseinrichtung (38) zur Ermittlung der Anzahl,wie viele getrennte Male innerhalb der erwähnten Zeitperiode ein Uberlastungs-Erfassungswert von der Erfassungseinrichtung (26-34, 52) erzeugt wird; eine Bemessungseinrichtung (42), die auf die Ausgangsgröße der Ermittlungseinrichtung (38) anspricht, um das am Ausgang des Steuersignalgebers (35) gelieferte Überlastungs-Steuersignal zu bemessen.
- 4. Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbartkomponente in Form abgefragter Probenwerte vorliegt und daß die Erfassungseinrichtung (26- 34, 52) folgendes aufweist:einen Vergleicher (28), der auf das Ausgangssignalder Verarbeitungseinrichtung und auf den vorbestimmten Betragswert anspricht, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn der Betrag des erwähnten Ausgangssignals den vorbestimmten Betragswert überschreitet;eine Einrichtung (79 in Fig. 3), die auf das besagte Steuersignal und auf das Rausch-Meßsignal anspricht,um das Erscheinen von N aufeinanderfolgenden, den vorbestimmten Betragswert überschreitenden Proben des Ausgangssignals zu identifizieren, wobei Ή eine durch das Rausch-Meßsignal bestimmte ganze Zahl ist; eine auf das Rausch-Meßsignal und auf das Ausgangssignal der identifizierenden Einrichtung (79) ansprechende Einrichtung (78) zur Erzeugung des Mittelwertes der N aufeinanderfolgenden Proben.
- 5· Regelsystem nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung eine Einrichtung (38) enthält, die auf die Ausgangsgröße der identifizierenden Einrichtung (79) anspricht, um eine Anzeige dafür zu liefern, wie oft während der erwähnten Zeitperiode eine Identifizierung erfolgt.
- 6. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß der Steuersignalerzeuger (Fig. 2O folgendes aufweist: einen umkehrbaren Zähler (105), der die an einen Takteingang (C) angelegten Impulse zählt und einen Zählausgang hat, an dem der laufende Zählwert verfügbar ist;einen Vergleicher (100), der einen ersten Eingang zum Empfang der Ausgangsgröße der mittelwerterzeugenden Einrichtung (78 oder 34-) und einen zweiten Eingang zum Empfang des Zählwertes vom Ausgang des Zählers (105) hat, um ein zweiwertiges Steuersignal zu erzeugen, das einen ersten Zustand hat, wenn der Signalbetrag am ersten Vergleichereingang höher ist als der Signalbetrag am zweiten Vergleichereingang, und das einen zweiten Zustand hat, wenn der Signalbetrag am zweiten Vergleichereingang höher ist als der Signalbetrag am ersten Vergleichereingang;eine Quelle für erste Taktsignale (Vorwärts-Takt) einer ersten Wiederholfrequenz und eine Quelle zweiter Taktsignale (Rückwärts-Takt) einer zweiten Wiederholfrequenz, die niedriger ist als die erste Wiederholf r e quen ζ ;eine auf die Taktsignale und auf das zweiwertigeSteuersignal ansprechende Einrichtung (110, 104), die den umkehrbaren Zähler (105) im Falle des ersten Zustandes des zweiwertigen Steuersignals so einstellt, daß er das erste Taktsignal in einer den Zählwert erhöhenden Richtung zählt, und die im lalle des zweiten Zustandes des zweiwertigen Steuersignals den umkehrbaren Zähler so einstellt, daß er die zweiten Taktsignale im Sinne einer Abnahme des Zählwertes zählt. 10
- 7. Regelsystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalerzeuger (35' in Fig. 2b) folgendes aufweist:eine Einrichtung (60, 61) zum Akkumulieren der Summe der während der genannten Zeitperiode erzeugten Überlastungs-Erfassungswerte;eine Einrichtung (63) zum Dividieren der von der akkumulierenden Einrichtung akkumulierten Summe durch die Ausgangsgröße der die erwähnte Anzeige liefernden Einrichtung (38).
- 8. Regelsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Videosignalgemisch Synchronkomponenten enthält und die Parbartkomponente Intervalle enthält, in denen keine Bildinformation vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rausch-Meßeinrichtung (4-6, 48, 50) folgendes aufweist:eine auf die Synchronkomponenten ansprechende Torschaltung (48), um das Ausgangssignal der Farbart-Verarbeitungseinrichtung während Intervallen, in denen keine Bildinformation vorhanden ist, an einen Ausgang dieser Torschaltung durchzulassen;einen mit dem Ausgang der Torschaltung gekoppelten Signalintegrator (50).
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