DE3825730C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Impulsabtrennschaltung für Videosi­ gnale mit einem Gleichrichter und einem Komparator.

Aus der Videotechnik sind zahlreiche Impulsabtrennschaltungen bekannt, die zur Heraussiebung der Synchronimpulse dienen. Die abgetrennten Impulse werden beispielsweise zur Synchronisierung des Zeilenoszillators benötigt. Daher sollen sie möglichst frei von Jitter sein.

Die Impulsabtrennschaltungen arbeiten in der Regel mit Klemm­ schaltungen zusammen, die es ermöglichen, daß ein nachfolgender Komparator stets bei der selben Schaltschwelle die Impulsab­ trennung vornimmt. Eine solche Impulsabtrennschaltung ist in der Patentschrift DE 34 44 764 C2 beschrieben. Diese enthält eine aktive Klemmschaltung, deren Ausgang auf einen ersten Eingang eines Komparators geführt ist, dessen zweiter Eingang an einem festen Vergleichpotential angeschlossen ist. Die Schaltschwelle des Komparators bleibt daher bezogen auf das Bezugspotential stets gleich.

Um Störungen durch höherfrequente Signale, zum Beispiel durch den Farbburst zu unterbinden, ist es aus NTZ, 1963, Heft 2, Sei­ ten 83 bis 86 und der Offenlegungsschrift DE 33 04 245 A1 be­ kannt, Filter zur Bedämpfung von Störspannungen zu verwenden.

Die Synchronimpulse weisen eine nahezu trapezförmige Form auf. Treten bei konstanter Schaltschwelle des Komparators Schwankun­ gen der Videosignalamplitude auf, so werden sie daher bei unter­ schiedlichen relativen Impulshöhen und damit bei unterschiedli­ chen Impulsbreiten abgetastet. Auch hierdurch wird zusätzlicher Synchronjitter erzeugt.

In der US-Patentschrift 47 07 740 ist eine Impulsabtrennschaltung beschrieben, der das Videosignal über einen Tiefpaß zugeführt wird. Diese Schaltung enthält eine getaktete Klemmschaltung und eine Abtast- und Halteschaltung zur Abtastung der Synchronimpulse. Über einen Spannungsteiler wird aus den abgetasteten Synchronimpulsen eine Vergleichsspannung gewonnen, die die Abtastschwelle der Synchronimpulse bestimmt. Üblicherweise wird eine Vergleichsspannung erzeugt, die die Hälfte der Höhe eines Synchronimpulses beträgt, bei der vorliegenden Schaltung jedoch in Abhängigkeit von Störspannungen zusätzlich gesteuert wird. Diese Schaltung stellt funktionsmäßig den nächstliegenden Stand der Technik dar. Die Art der verwendeten Klemmschaltung kann prinzipiell beliebig sein.

Eine weniger aufwendige Impulsabtrennschaltung ist in "Electronic Engineering", 1984, Seite 36 in einem Beitrag von Malham, D. E. beschrieben, bei der die Vergleichsspannung durch eine mit einer Diode realisierten Spitzenwert-Gleichrichtung und einen Spannungsteiler gewonnen wird. An sich ist auch die Verwendung von aktiven Spitzenwert-Gleichrichterschaltungen be­ kannt.

Nachteilig bei den bekannten Schaltungen ist, daß die aktuelle Vergleichsspannung zu Beginn eines Synchronimpulses noch nicht vorliegt und hierdurch die Vorderflanke des abgetrennten Synchronimpulses bei Amplitudenschwankungen jittert. Auch sonst weisen die Schaltungen häufig Mängel bei der Spitzenwert-Gleichrichtung und der Siebung der Vergleichsspannung auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Impulsabtrennschaltung anzu­ geben, die Synchronimpulse von gleichbleibender Breite und Pha­ senlage auch bei einer schwankenden Amplitude des Videosignals erzeugt.

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

Vorteilhaft ist, daß sowohl Störfrequenzen herausgefiltert werden, als auch eine amplitudenunabhängige Synchronimpuls- Gewinnung stattfindet. Die höherfrequenten Störspannungen werden durch einen Tiefpaß herausgefiltert. Die niederfre­ quenten Störspannungen können nach dem in der Zeitschrift NTZ angegebenen Verfahren in einer vorgeschalteten Klemmschal­ tung eliminiert werden. Da das Synchronsignal über ein Lauf­ zeitglied, dies kann ein Allpaß sein, dem Komparator zuge­ führt wird, reagiert die Impulsabtastschaltung durch die bereits vorher erfolgte Spitzenwertgleichrichtung des Syn­ chronimpulses unmittelbar auf jede Amplitudenänderung. Die Schaltschwelle wird durch einen Spannungsteiler in der Mitte der Synchronimpulse festgelegt, so daß sich eine minimale Ver­ zerrung und ein optimaler Störabstand ergibt.

Um Verzerrungen des Synchronimpulses in Form von Überschwin­ gern zu vermeiden, wird ein Tiefpaß mit flacher Gruppenlauf­ zeitcharakteristik gewählt. Im allgemeinen ist es vorteil­ haft, die Spitzenwert-Gleichrichterschaltung und gegebenen­ falls den Schaltungseingang über Trennverstärker zu entkoppeln.

Das Prinzip und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden anhand von Figuren näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung und

Fig. 3 ein Zeitdiagramm.

Die Impulsabtrennschaltung nach Fig. 1 enthält einen Tiefpaß 2, dessen Eingang 1 das Videosignal VS zugeführt wird. Der Ausgang des Tiefpasses ist mit einem ersten Eingang eines Komparators 7 verbunden und außerdem über eine Spitzenwert-Gleichrichterschal­ tung 3, 4 und einen aus zwei Widerständen 5, 6 bestehenden Span­ nungsteiler mit einem zweiten Eingang des Komparators verbunden. Am Ausgang 8 des Komparators werden die abgetrennten Synchronim­ pulse SY abgegeben.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zu diesem Prinzipschalt­ bild angegeben. Das Videosignal VS wird zur Entkopplung und um eine niederohmige Ansteuerung des Tiefpasses zu ermöglichen, über einen ersten Trennverstärker 10 mit einem nachgeschalteten Anpassungswiderstand 11 dem Tiefpaß zugeführt. Dieser besteht aus zwei in Reihe geschalteten Induktivitäten 13 und 14, sowie aus den Kondensatoren 12, 15 und 17, die jeweils vom Eingang, dem Verbindungspunkt der Induktivitäten und dem Ausgang des Fil­ ters gegen einen Bezugspunkt, hier Masse, geschaltet sind. Au­ ßerdem enthält das Filter einen weiteren Kondensator 16, der pa­ rallel zur Induktivität 14 liegt. Dieses Filter weist neben ei­ ner hohen Steilheit eine flache Gruppenlaufzeitcharakteristik auf, so daß die im Videosignal enthaltenen Synchronimpulse nicht in Form von Überschwingern verzerrt werden, aber Signale ober­ halb von 3,5 MHz jedoch stark bedämpft werden. Farbträger aller Farbfernsehgrundnormen haben daher keine Auswirkungen auf die Synchronabtrennung mehr. Die Spitzenwert-Gleichrichterschaltung ist durch einen über eine Diode 20 rückgekoppelten Operations­ verstärker 19 realisiert. Ein Ladekondensator 4, der auch unmit­ telbar an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschaltet sein kann, ist über den Spannungsteiler 5, 6 und über einen zweiten Trennverstärker 21 auf den zweiten Eingang des Kompara­ tors 7 geführt. Der Ausgang des Filters ist dagegen direkt mit dem ersten Eingang des Komparators verbunden. Ein Anpassungswi­ derstand 18 ist an den Ausgang des Filters angeschaltet.

Die Entstehung des Synchronjitters soll anhand der Fig. 3 erläu­ tert werden. Der ideale Synchronimpuls SY ist beispielsweise von einer hochfrequenten Störspannung ST überlagert. Durch die Stör­ spannung wird die Breite (Dauer) des Synchronimpulses in Höhe der Schaltschwelle SS verändert. Die Differenzen der Synchronim­ pulsbreite werden als Jitter-Amplitude Aj bezeichnet. Je nach Lage der Störspannung zum Synchronimpuls kann hierdurch die Dau­ er des abgetrennten Impulses wie dargestellt verlängert oder auch verkürzt werden.

Schwankt das empfangene Videosignal in seiner Amplitude, dann ändert sich auch die Höhe des Synchronimpulses SY*. Auch hier­ durch ergeben sich Schwankungen der Impulsdauer beim abgetrenn­ ten Synchronimpuls.

Die vorteilhafte Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Impulsab­ trennschaltung wird anhand von Fig. 1 näher erläutert. Durch den Tiefpaß 2 wird das Videosignal von hochfrequenten Signalanteilen befreit, die für einen Teil des Jitters verantwortlich sind. Die Spitzenwert-Gleichrichterschaltung 3, 4 lädt den Ladekondensator 4 stets auf den Extremwert (Impulsboden) des Synchronimpulses auf. Über den Spannungsteiler 5, 6 wird die Vergleichsspannung gewonnen, die die Schaltschwelle des Komparators festlegt. Der Spannungsteiler kann natürlich mit Induktivitäten oder Kapazitä­ ten realisiert werden, beispielsweise als Teil des Tiefpasses und vor der Spitzenwert-Gleichrichterschaltung angeordnet sein. Die Schaltschwelle beträgt beispielsweise die Hälfte der Syn­ chronimpulsamplitude. Da dem ersten Eingang des Komparators die Synchronimpulse direkt zugeführt werden, erfolgt jetzt eine Im­ pulsabtrennung stets bei deren Mitte, das heißt unabhängig von deren Amplitude.

Im allgemeinen erfolgen die Amplitudenschwankungen relativ lang­ sam. Für den Fall, daß rasche Amplitudenschwankungen auftreten, ist dem ersten Eingang des Komparators ein Laufzeitglied 9 vor­ geschaltet. Bei raschen Pegelerhöhungen wird dann zuerst von jedem Synchronimpuls eine neue Vergleichsspannung geliefert, bevor der Synchronimpuls über das Laufzeitglied 9 den Komparator erreicht und abgetrennt wird. Zwischen den Synchronimpulsen wird der Ladekondensator etwas entladen, so daß auch Amplitudenver­ ringerungen des Videosignals nicht zu Verzerrungen des abge­ trennten Synchronimpulses führen.

Die in Fig. 2 vorgesehenen Trennverstärker dienen der Signalent­ kopplung und der widerstandsmäßigen Anpassung. Der erste Trenn­ verstärker 10 kann hierbei gleichzeitig als aktiver Tiefpaß aus­ geführt werden. Ein Entstörkondensator 22 am Ausgang des Span­ nungsteilers 5, 6 verhindert hochfrequente Einkopplungen.

Claims (7)

1. Impulsabtrennschaltung für Videosignale mit einem Tiefpaß (2) und mit einem Komparator (7), dessen erstem Eingang über den Tiefpaß (2) ein Videosignal (VS) zugeführt wird, und mit einer an den Ausgang des Tiefpasses (2) angeschalteten Spitzenwert-Gleichrichterschaltung (3, 4) und einem Spannungs­ teiler (5, 6) zur Erzeugung einer Vergleichsspannung durch die Synchronimpulse, die dem zweiten Eingang des Komparators zu­ geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Videosignal ohne galvanische Trennung an den ersten Eingang des Komparators (7) und der Spitzenwert-Gleichrichter­ schaltung (3, 4) geführt ist,
daß eine mit einem Operationsverstärker (19) aufgebaute aktive Spitzenwert-Gleichrichterschaltung (3, 4) vorgesehen ist und
daß zwischen dem Tiefpaß (2) und dem ersten Eingang des Kom­ parators (7) ein Laufzeitglied (9) geschaltet ist.

2. Impulsabtrennschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (5, 6) zwischen dem Tiefpaß (2) und dem zweiten Eingang des Komparators (7) eingeschaltet ist.

3. Impulsabtrennschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (2) eine flache Gruppenlaufzeitcharakteristik aufweist.

4. Impulsabtrennschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (2) zwei in Serie geschaltete Induktivitäten (13, 14) enthält,
daß jeweils ein Kondensator (12, 15, 17) vom Filtereingang, vom Verbindungspunkt beider Induktivitäten und vom Filterausgang auf ein Bezugspotential geschaltet ist, und
daß ein weiterer Kondensator (16) parallel zur zweiten In­ duktivität (14) liegt.

5. Impulsabtrennschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (2) Signale, deren Frequenz oberhalb 3,5 MHz liegen, um mindestens 45 dB bedämpft.

6. Impulsabtrennschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tiefpaß (2) ein erster Trennverstärker (10) vorge­ schaltet ist, der als zusätzlicher Tiefpaß ausgebildet ist.

7. Impulsabtrennschaltung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ladekondensator (4) und dem zweiten Ein­ gang des Komparators (7) ein zweiter Trennverstärker (21) ein­ geschaltet ist.