DE3638868C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignals für eine Farbfernsehkamera und insbesondere auf einen Synchronisiersignalgenerator für das PAL-System.

Im Phasenwechselzeilen- bzw. PAL-System, das eines mehrerer Farbfernsehsysteme ist, sind die Farbträgerhilfsfrequenz f′SC, die Horizontalsynchronisierfrequenz bzw. Zeilenfrequenz f′H und die Vertikalsynchronisierfrequenz bzw. Halbbildfrequenz f′V folgendermaßen genormt:

f′H = (625/2) f′V (1)
f′SC = (1135/4) f′H + (1/2) f′V. (2)

Es ist jedoch äußerst schwierig, durch Teilen der Frequenz ein und desselben Bezugssignalgenerators Frequenzwerte f′SC, f′H und f′V zum vollkommenen Erfüllen dieser Gleichungen (1) und (2) zu erhalten, da das kleinste gemeinsame Vielfache der Frequenzwerte f′H und f′SC ungefähr 11 GHz beträgt. Die Frequenzwerte f′SC, f′H und f′V sind aus folgenden Gründen in der genannten Weise genormt: Im PAL-System wird der Farbhilfsträger für eine der Farbdifferenz- Modulationsachsen in jeder Horizontalabtastperiode einmal invertiert, um Farbfehler auf ein Minimum zu reduzieren, die sich aus der Phasen- bzw. Laufzeitverzerrung eines Übertragungssystems ergeben. Im Falle einer 1/2-Verschachtelung wird daher die Phase des Farbhilfsträgers der invertierten Achse in jeder Horizontalabtastperiode gleichförmig. Infolgedessen werden bei der Wiedergabe mit einem Sichtgerät Punkte vertikal ausgefluchtet, so daß auffallende Linien in Erscheinung treten, die als "Punktestörung" bezeichnet werden. Zur Lösung dieses Problems wird die 1/2 Verschachtelung in eine 1/4-Verschachtelungsanordnung geändert, um die Punkte in einem Schachbrettmuster anzuordnen. Zusätzlich hierzu wird die Punktelage für ein jedes Halbbild durch Phaseninversion invertiert, die zwischen einem Halbbild und dem nächsten Halbbild durch eine f′V/2-Versetzung herbeigeführt wird.

Zum Erzeugen der Frequenzwerte f′SC und f′H sind verschiedene Verfahren bekannt, zu denen u. a. ein Verfahren, bei dem eine Frequenzrechenanordnung benutzt wird, sowie ein Verfahren zählen, bei dem ein Phasenregelkreis und eine Impulsunterdrückungsschaltung benutzt werden, mit der aus jeder Horizontal- und Vertikalperiode Impulse herausziehbar sind, wie es in der JP-OS 60-27 469 beschrieben ist. Zu einem einfacheren bekannten Verfahren für diesen Zweck zählt ein Verfahren zur Synchronisiersteuerung mit einem Phasenregelkreis an 1/161 einer Bezugsfrequenz, die das 282n-fache der Horizontalsynchronisier- bzw. Zeilenfrequenz, und an 1/162 einer Frequenz, die das n-fache der Frequenz f′SC beträgt, wie es in der JP-OS 59-12 224 beschrieben ist.

Diese herkömmlichen Verfahren haben verschiedene Mängel. Bei dem Verfahren mit einer Frequenzrecheneinrichtung sind eine komplizierte Anordnung und komplizierte Einstellvorgänge erforderlich. Bei dem Verfahren mit dem Phasenregelkreis und der Impulsunterdrückungsschaltung für das Herausziehen von Impulsen aus jeder Horizontal- und Vertikalperiode ist gleichfalls eine komplizierte Anordnung erforderlich. Das Verfahren mit dem Phasenregelkreis zur Synchronisiersteuerung an 1/161 einer Bezugsfrequenz, die das 282n-fache der Horizontalsynchronisier- bzw. Zeilenfrequenz, und an 1/162 einer Frequenz, die das n-fache der Frequenz f′SC beträgt, ist hingegen nur dann einsetzbar, wenn die Bezugsfrequenz zum Erhalten der Horizontalfrequenz um ein ganzzahliges Vielfaches höher ist als 282 f′H = 4,406250 MHz.

Aus der EP 00 78 045 A1 ist ein Synchronisiersignalge­ nerator zur Erzeugung von dem PAL-System entsprechenden Synchronisiersignalen für einen Festkörperbildsensor, d. h. zur Erzeugung eines vertikalen und horizontalen Synchronsignales, eines Farbhilfträgersignales und ei­ nes Grundtaktsignales, das das eigentliche Auslesesi­ gnal des Bildsensors darstellt, bekannt. Der bekannte Generator weist einen ersten Schwingkreis zur Erzeugung eines ersten Taktsignales der Frequenz 17,625 MHz und einen zweiten Schwingkreis zur Erzeugung eines zweiten Taktsignales auf, dessen Frequenz des 2-m-fache einer Farbhilfträgerfrequenz beträgt. Diese beiden Taktsi­ gnale werden mittels eines PLL-Kreises gekoppelt, der aus einem ersten Frequenzteiler, welcher aus dem ersten Taktsignal ein um den Teilungsfaktor 1/644 herabgesetz­ tes erstes Bezugssignal erzeugt, einem zweiten Fre­ quenzteiler, der aus dem zweiten Taktsignal ein um den Teilungsfaktor 1/648 herabgesetztes zweites Bezugssi­ gnal erzeugt sowie aus einem die beiden Bezugssignale vergleichenden Phasenkomparator gebildet ist, so daß mittels einer Rückkopplungsschleife entweder der zweite oder der erste Schwingkreis phasenstarr nachgeregelt wird.

Bei dem bekannten Signalgenerator ist ferner ein drit­ ter Schwingkreis vorgesehen, der von dem über einen weiteren Frequenzteiler erzeugten horizontalen Syn­ chronsignal angesteuert wird und das Grundtaktsignal des Bildsensors erzeugt. Daher werden zur Erzeugung al­ ler erforderlichen Betriebssignale insgesamt drei Schwingkreise benötigt. Da derartige Schwingkreise je­ doch relativ kompliziert aufgebaut sind und da der dritte Schwingkreis wegen eines Rücksetzeinganges einen zusätzlich erhöhten Schaltungsaufwand erfordert, ist die Gesamtschaltung des bekannten Signalgenerators ins­ gesamt ziemlich aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Syn­ chronisiersignalgenerator für das PAL-System zu schaf­ fen, der bei zumindest gleichbleibender Signalqualität einen geringeren schaltungstechnischen Aufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ange­ gebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 in einem Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 in einem Blockschaltbild ein drittes Ausführungsbeispiel.

Bei Verwendung eines Festkörper-Bildsensors ist zur Erzeugung der für diesen benötigten Ansteuerimpulse eine Bezugsschwingfrequenz erforderlich, die von der üblichen Bezugsschwingfrequenz abweicht. Unter der Annahme, daß ein Dreifarben-Streifenfilter verwendet wird und das von dem Festkörper-Bildsensor gelieferte Videosignal eine 4-MHz Leuchtdichtezone bzw. -bandbreite enthält, wird eine Horizontalschiebefrequenz f′HS zu:

f′HS = (4 + α) × 3,

bzw. mit α = 0,5 MHz zu:

f′HS = 13,5 MHz.

Um mittels einer Synchron-Schwinganordnung ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Horizontalsynchronisierfrequenz f′H und der Farbhilfsträgerfrequenz f′SC zu erhalten, muß gemäß der Norm des PAL-Systems die folgende Beziehung gelten:

709379 f′H = 2500 f′SC.

Diese Beziehung kann indes mit einem Frequenzteilungsvorgang nicht leicht realisiert werden. Es ist daher äußerst schwierig, mit einem gewöhnlich herleitbaren Frequenzteilungsverhältnis die Frequenzwerte f′H und f′SC in genauer Übereinstimmung mit der Norm zu erhalten. Aufgrund dessen wird die genannte Beziehung erfindungsgemäß wie folgt modifiziert:

451 × 4 f′SC = 598 f′HS,
f′HS = 13,375 (MHz) = 856 f′H.

Der Wert von f′HS ist dabei so gewählt, daß er äußerst nahe bei der genannten Horizontalschiebefrequenz des Festkörper- Bildsensors liegt und auch passend ist. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt somit darin, daß die Beziehung zwischen der Horizontalsynchronisierfrequenz und der Farbhilfsträgerfrequenz mittels eines Phasenregelkreises synchron erzeugbar ist, da die betreffende Beziehung in enger Näherung in eine relativ einfache Beziehung geändert ist. Nachfolgend wird nun auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung näher eingegangen.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Schwingkreis 1, einem 1/856-Frequenzteiler 2, einem 1/451-Frequenzteiler 3, einem Schwinkreis 4, einem 1/4-Frequenzteiler 5, einem 1/598-Frequenzteiler 6, einem Phasenkomparator 7, einer Ansteuerschaltung 8 zur Ansteuerung eines Festkörper-Bildsensors, einem Frequenzteiler 9, mit dem die Frequenz f′HS um den Faktor (2/856 × 1/625) teilbar ist, sowie mit einem Tiefpaßfilter 10, mit dem die hochfrequenten Komponenten des Ausgangssignals des Phasenkomparators 7 abgeschnitten bzw. ausgefiltert werden. Der Schwingkreis 1 schwingt mit der Frequenz f′HS von 13,375 MHz und sein Ausgangssignal wird von dem Frequenzteiler 2 in die Frequenz f′H frequenzgeteilt. Die Frequenz f′HS wird gleichfalls dem 1/451-Frequenzteiler 3 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Phasenkomparator 7 zugeführt wird.

Der Schwingkreis 4 erzeugt eine Frequenz 4f′SC, welche viermal so hoch wie die Frequenz f′SC ist und von dem 1/4-Frequenzteiler 5 in die Frequenz f′SC geteilt wird. Die Frequenz 4f′SC wird gleichfalls von dem 1/598-Frequenzteiler 6 geteilt, dessen Ausgangssignal dem Phasenkomparator 7 zugeführt wird, der die Phase des Ausgangssignals des 1/598-Frequenzteilers 6 mit der des Ausgangssignals des 1/451-Frequenzteilers 3 vergleicht. Das Ausgangssignal des Phasenkomparators 7 wird durch das Tiefpaßfilter 10 geleitet und dient daraufhin zur Steuerung der Frequenz des Schwingkreises 4.

Der Schwingkreis 4, der 1/598-Frequenzteiler 6 und der Phasenkomparator 7 bilden zusammen einen Phasenregelkreis (PLL), der bewirkt, daß die beiden Schwingkreise 1 und 4 synchron schwingen.

Die auf diese Weise erhaltene Frequenz f′SC läßt sich wie folgt ausdrücken:

4f′SC
= 598/451 f′HS
	= 598/451 × 13,375 MHz
	= 17,734479 MHz.

Hieraus ergibt sich ein Fehler von 4 Hz bezüglich des von den Normen des PAL-Systems geforderten Werts 4f′SC = 17,734475 MHz. Dies ist jedoch ein vernachlässigbarer Fehler, der noch gut innerhalb des erlaubten Bereichs liegt, so daß sich für die praktische Anwendung keine Probleme ergeben.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Phasenregelung nicht für den die Frequenz f′HS zur Ansteuerung des Festkörper- Bildsensors erzeugenden Schwingkreis 1, sondern für den anderen Schwingkreis 4 eingesetzt, der die Frequenz 4f′HS erzeugt. Diese Schaltungsanordnung stellt sicher, daß die Frequenz f′HS mit hoher Stabilität beibehalten wird. Der Festkörper-Bildsensor kann daher stabil angesteuert werden, worin ein großer Vorteil zu sehen ist.

Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Schwingkreis 4 ersetzt werden, indem der Schwingkreis 1 in Form eines spannungsgesteuerten Schwingkreises bzw. VCO ausgeführt und das Ausgangssignal des Phasenkomparators 7 dem Schwingkreis 1 über das Tiefpaßfilter 10 zugeführt wird. Ein derart abgeändertes Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 gezeigt.

Obgleich die Frequenz des Schwingkreises 1 im Ausführungsbeispiel auf 13,375 MHz und die des anderen Schwingkreises 4 auf 4f′SC eingestellt ist, kann jeder dieser Werte gleichwohl durch einen anderen Wert ersetzt werden, der um ein ganzzahliges Vielfaches höher als der eingestellte Wert ist. Im Falle einer derartigen Abänderung wird das Frequenzteilungsverhältnis der beiden Frequenzteiler 3 und 6 in Abhängigkeit von den Schwingkreisen ebenfalls mit einem geeigneten ganzzahligen Vielfachen multipliziert. Die gleiche vorteilhafte Wirkung ist ebenfalls erzielbar, wenn die Schwingfrequenz des Schwingkreises 4 auf 2f′SC, das Frequenzteilungsverhältnis des Frequenzteilers 6 auf 299 und das des Frequenzteilers 6 auf 2 geändert wird, wie dies in Fig. 3 anhand eines Schwingkreises 4′, eines Frequenzteilers 6′ und eines weiteren Frequenzteilers 5′ gezeigt ist. Diese Modifikation erlaubt einen vereinfachten Aufbau des Schwingkreises 4′.

Gemäß vorstehender Beschreibung kann der Frequenzversatz des Farbhilfsträgers des PAL-Systems erfindungsgemäß mit Leichtigkeit erreicht werden, wobei gleichzeitig der Schaltungsaufwand für den Synchronisiersignalgenerator des PAL-Systems vereinfacht wird. Darüber hinaus ist die von dem erfindungsgemäßen Schwingkreis 1 erzeugte Frequenz von 13,375 MHz in höchstem Maße geeignet zur Verwendung als Bezugsfrequenz bei der Ansteuerung eines Festkörper-Bildsensors.

Claims (7)

1. Synchronisiersignalgenerator für das PAL-System mit

• a) einem ersten Schwingkreis (1) zur Erzeugung eines Signals mit einer Bezugsfrequenz von (13,375 × n) MHz, wobei n eine ganze Zahl ist, in unmittelbarer Nähe der geforderten Horizontalschiebefrequenz eines PAL-Bild­ sensors für n=1,
• b) einem zweiten Schwingkreis (4; 4′) zur Erzeugung ei­ nes Signals mit einer Frequenz, die 2m-mal so hoch wie eine Farbhilfsträgerfrequenz ist, wobei m eine ganze Zahl ist,
• c) einem ersten Frequenzteiler (3) zur Frequenzteilung des Ausgangssignals des ersten Schwingkreises (1) durch den Faktor 1/(451 × n),
• d) einem zweiten Frequenzteiler (6; 6) zur Frequenztei­ lung des Ausgangssignals des zweiten Schwingkreises (4; 4′) durch den Faktor 1/(299 × m),
• e) einem Phasenkomparator (7) zum gegenseitigen Ver­ gleich der Phasen der Ausgangssignale der beiden Fre­ quenzteiler (3, 6; 6′),
• f) einer Steuereinrichtung (10) zur Steuerung der Schwingfrequenz eines der beiden Schwingkreise in Ab­ hängigkeit von dem Ergebnis des von dem Phasenkompara­ tor (7) durchgeführten Phasenvergleichs und
• g) einer Bildsensoransteuereinrichtung (8) zum Ansteu­ ern des PAL-Bildsensors mit der Bezugsfrequenz unter Verwendung des Signals von dem ersten Schwingkreis (1).

2. Synchronisiersignalgenerator nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Schwingkreis ein spannungsgesteuerter Schwingkreis (1) ist, dessen Schwingfrequenz von der Steuereinrichtung (10) gesteu­ ert wird.

3. Synchronisiersignalgenerator nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der zweite Schwingkreis ein spannungsgesteuerter Schwingkreis (4; 4′) ist, dessen Schwingfrequenz von der Steuereinrichtung (10) gesteu­ ert wird.

4. Synchronisiersignalgenerator nach einem der vorange­ henden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dritten Frequenzteiler (2) zur Frequenzteilung der Schwingfre­ quenz des ersten Schwingkreises (1) durch den Faktor 1/856.

5. Synchronisiersignalgenerator nach einem der vorange­ henden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen vierten Frequenzteiler (9) zur Frequenzteilung der Schwingfre­ quenz des ersten Schwingkreises (1) durch den Faktor (2/856 × 1/625).

6. Synchronisiersignalgenerator nach einem der vorange­ henden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen fünften Frequenzteiler (2) zur Frequenzteilung der Schwingfre­ quenz des zweiten Schwingkreises (4; 4′) durch den Fak­ tor 1/2m, dessen Ausgangssignal die Farbhilfsträgerfre­ quenz ist.

7. Signalerzeugungseinrichtung nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Tiefpaßfillter (10) zum Abschnei­ den der Hochfrequenz-Bandanteile des Ausgangssignals des Phasenkomparators und eine Einrichtung zum Anlegen des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters an einen der beiden Schwingkreise aufweist.