DE3855057T2

DE3855057T2 - Zeitbasiskorrigiereinrichtung

Info

Publication number: DE3855057T2
Application number: DE3855057T
Authority: DE
Inventors: Tokikazu Matsumota; Haruo Ohta
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2008-07-06
Also published as: EP0300633A3; DE3855057D1; JPS6424686A; EP0300633B1; EP0300633A2; JP2548210B2; KR890003191A; KR920001003B1; US4905101A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zeitbasisausgleicher, der einen Zeitbasisfehler oder eine Zeitbasis-Instabilität eines Signals, z.B. eines von einem Magnetband wiedergegebenen Videosignals, korrigiert.
Bei Videobandgeräten, die für Funkübertragungszwecke verwendet werden, sind Zeitbasisausgleicher in großem Umfang benutzt worden, um Zeitbasisfehler von wiedergegebenen Videosignalen zu korrigieren.
US-A-3 931 638 offenbart einen Zeitbasisausgleicher, der Analog-Schieberegister verwendet, wobei in ein Register Abtastungen von einem Videozellensignal mit einer Geschwindigkeit, die seiner Zeitbasis-Instabilität entspricht, eingetaktet werden, und aus dem anderen Register Analogsignale der vorangehenden Zeile mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit ausgetaktet werden und umgekehrt. Ein andere Art von Zeitbasisausgleicher, die variable Verzögerungsleitungen benutzt, wird in einem Artikel "Overview of Time-Base Correction Techniques and Their Applications" von K. Sadashige, SMPTE Journal Band 85 Okt. 1976, Seiten 787-191, offenbart. Diese Zeitbasisausgleicher besitzten allgemein bekannte Nachteile, die auf die Verwendung von analogen Elementen, z.B. analoge Schieberegister und variable Verzögerungsleltungen, zurückzuführen sind.
Der obige Artikel von Sadashige offenbart auf den Seiten 189-190 ferner einen Zeitbasisausgleicher, der einen digitalen Speicher verwendet. Ein ähnlicher digitaler Zeitbasisausgleicher wird in US-A-4 120 000 offenbart. Dies herkömmlichen digitalen Zeitbasisausgleicher sind im Grunde wie folgt aufgebaut.
Ein wiedergegebenes analoges Videosignal mit einem Zeitbasisfehler wird durch einen Analog/Digital- (AD) Umsetzer, der auf ein mit dem ankommenden, wiedergegebenen analogen Viedosignal verriegeltes Taktsignal anspricht, abgetastet und in ein digitales Signal umgewandelt. Das Digitalsignal wird in einem Speicher gespeichert. Das vorübergehend gespeicherte Digitalsignal wird als Reaktion auf ein anderes Tatksignal, das eine feste Zeitbasis besitzt, ausgelesen. Das ausgelesene Digitalsignal wird durch einen Digital/Analog- (DA) Umsetzer in ein Analogsignal umgewandelt. Das von dem DA-Umsetzer ausgegebene analoge Videosignal weist keinen Zeitbasisfehler auf.
Ein solcher herkömmlicher digitaler Zeitbasisausgleicher weist jedoch einige Probleme auf. Ein Problem ist, daß er mit analogen Komponenten in dem Takterzeuger versehen sein muß, der das Taktsignal erzeugt, das mit dem ankommenden, wiedergegebenen analogen Videosignal verriegelt wird. Leistungschwankungen und Temperatureigenschaften der Analogkomponenten werden unerwünschte Veränderungen des erzeugten Taktsignals hervorrufen, die die Leistung des Zeitbasisausgleichers ernstlich beeinflussen. Da die Analogkomponenten, die Kondensatoren und Spulen enthalten, nicht in einer integrierten Schaltung montiert werden können, ist es außerdem schwierig, die Kosten des Zeitbasisausgleichers zu verringern.
Ein anderes Problem ist, daß, weil die Specherschreib- und -lesevorgänge durch die jeweils zwei verschiedenen Taktsignale gesteuert werden, der Aufbau der Speicher und Speichersteuerungen kompliziert Ist.
Da außerdem der AD-Umsetzer mit dem in der Zeitbasis schwankenden Taktsignal getrieben wird, kann der Ausgang des AD-Umsetzers in der Regel in anderen digitalen Verarbeitungssystemen nicht benutzt werden.
Eine Aufgabe von Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist, einen neuartigen Zeitbasisausgleicher zur Verfügung zu stellen, dessen Funktion genau und stabil ist.
Eine weitere Aufgabe von Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist, einen neuartigen Zeitbasisausgleicher zur Verfügung zu stellen, der leicht in eine integrierte Schaltung integriert werden kann, um billig zu sein.
Noch eine weitere Aufgabe von Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist, einen neuartigen Zeitbasisausgleicher zur Verfügung zu stellen, der kein solches Taktsignal benutzt, das eine Zeitbasisschwankung aufweist, sondern nur ein Taktsignal verwendet, dessen Periode fest ist.
Erfindungsgemäß wird ein Zeitbasisausgleicher zum Korrigieren eines Zeitbasisfehlers eines eingegebenen Analogsignals zur Verfügung gestellt, der umfaßt:
eine Takterzeugungseinrichtung, die ein Taktsignal mit einer festen Periode erzeugt;
eine Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung, die auf das Taktsignal anspricht und Amplitudenwerte des eingegebenen Analogsignals an jeweillgen durch das Taktsignal gegebenen Abtastpunkten abtastet, um dadurch ein digitalisiertes Signal zu erhalten;
eine Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung, die den Zeitbasisfehler von einer Zeitbasis eines ihr eingegebenen Signals und als eine Bezugszeitbasis eine Zeitbasis des Taktsignals erfaßt und von dem erfaßten Zeitbasisfehler ein Neuabtastpositionssignal erzeugt, das eine Position eines Neuabtastpunktes in bezug auf einen entsprechenden der Abtastpunkte anzeigt, wobei ein Neuabtastpunkt ein Punkt ist, bei dem ein Amplitudenwert des eingegebenen Analogsignals, der in Abwesenheit eines Zeitbasisfehlers abgetastet würde, vorhanden ist,
eine Zeitbasisfehler-Korrektureinrichtung, die den Zeitbasisfehler des Ausgangssignals der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung auf der Basis des Neuabtastpositionssignals korrigiert, um ein zeitfehlerkorrigiertes Digitalsignal zu erhalten, und
eine Digital/Analog-Umwandlungseinrichtung, die auf das Taktsignal anspricht und das zeitfehlerkorrigierte Digitalsignal in ein zeitfehlerkorrigiertes Analogsignal umwandelt,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung als auch die Digital/Analog-Umwandlungseinrichtung auf das Taktsignal mit der festen Periode ansprechen, und
daß die Zeitbasisfehler-Korrektureinrichtung eine Interpolationseinrichtung umfaßt, die einen Amplitudenwert an einem durch das Neuabtastpositionssignal bezeichneten Neuabtastpunkt mittels Filterung des Ausgangssignals der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung in Abhängigkelt von dem Neuabtastpositionssignal adaptiv interpoliert und den Interpolierten Amplitudenwert bei dem durch das Taktsignal gegebenen Abtastzeitpunkt ausgibt,
wobei das Signal, das in die Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung eingegeben wird, entweder der Ausgang der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung oder der Ausgang der Zeitbasisfehler-Korrektureinrichtung ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher, die nur der Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht einschränken.
Inhalt der Zeichnungen:
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm zur Veranschaulichung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das einen Frequenzverlauf der erfindungsgemäßen Interpolationsfunktion zeigt.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels des in der vorliegenden Erfindung verwendeten adaptiven Interpolationsfilters.
Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion des in Fig. 4 gezeigten adaptiven Interpolationsfilters.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung in der ersten Ausführung der Erfindung.
Fig. 7 und 8 sind Wellenformdiagramme zur Veranschaulichung der Funktion der in Fig. 6 gezeigten Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das einen anderen Frequenzverlauf der erfindungsgemäßen Interpolationsfunktion zeigt.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung in der zweiten Ausführung.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines anderen Beispiels der Neuabtastpositlonsslgnal-Erzeugungsschaltung in der zweiten Ausführung.
Fig. 1 ist ein Blockschaltblld der ersten bevorzugten Ausführung der Erfindung zum Korrigieren von Zeitbasisfehlern eines Videosignals 200, das von einem Aufnahmemedium (nicht gezeigt) wiedergegeben wird. Ein Takterzeuger 107, der einen Quarzoszillator umfaßt, erzeugt ein Taktsignal 201 mit einer konstanten Periode T. Die Taktperiode T ist 1/L einer gewünschten horizontalen Abtastperiode des Videosignals. Das über einen Eingangsanschluß 10 eingegebene analoge Videosignal 200 ist im Frequenzband innerhalb einer Hälfte der Taktfrequenz fs (=1/T) begrenzt. Ein Analog/Digital-Umsetzer (AD) 103 tastet die Amplitudenwerte des Videosignals 200 als Reaktion auf das Taktsignal 201 ab, um ein digitales Videosignal 202 zu erzeugen. Eine Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung (RPSP) 102 ermittelt den Zeitbasisfehler des digitalislerten Viedosignals 202 von einem Luminanz-Synchronsignal des digitalisierten Viedosignals 202 und erzeugt ein Neuabtastpositionssignal 203, das eine Position eines Neuabtastpunktes in bezug auf einen Abtastpunkt des AD-Umsetzers darstellt, wobei an diesem Neuabtastpunkt ein Amplitudenwert, der an dem Abtastpunkt abgetastet werden würde, wenn es keinen Zeitbasisfehler gäbe, vorhanden ist. Ein adaptives Interpolationsfilter 104 erzeugt ein Digitalsignal 204, das Amplitudenwerte des Videosignals 200 bei jeweiligen durch das Neuabtastpositionssignal 203 bezeichneten Neuabtastpunkten darstellt, mit Hilfe von Interpolationsarithmetik, die das Digitalsignal 202 und das Neuabtastpositionssignal 203 benutzt. Ein Digital/Analog-Umsetzer (DA) 106 wandelt das Digitalsignal 204 in eine analoges Videosignal 205 um, das am Ausgangsanschluß 18 ausgegeben wird. Das ausgegebene Videosignal 205 besitzt keinen Zeitbasisfehler und seine horizontale Abtastperiode ist L mal die Periode des Taktsignals 201.
Fig. 2 zeigt das Prinzip der Zeitbasisfehlerkorrektur in dieser Ausführung. Fig. 2(a) zeigt eine Wellenform eines Originalsignals (vor der Aufzeichnung) ohne Zeitbasisfehler, und (d) zeigt das Taktsignal 201, dessen Periode T ist. Fig. 2(b) ist eine Wellenform des wiedergegebenen Signals 200 mit einem Zeibasisfehler. Der AD-Umsetzer 103 In Fig. 1 tastet Amplitudenwerte des Elngangssignals 200 bei den Abtastpunkten 301-305 ab, die in Fig. 2(b) durch schwarze Punkte bezeichnet sind. Das adaptive Interpolationsfilter 104 in Fig. 1 berechnet Neuabtastpunkte 311-315, die in Fig. 2(b) mit einem quadratischen Symbol bezeichnet sind und mit der Zeitbasis des Eingangssignals 200 verriegelt sind, und gibt die neu abgetasteten Daten bei den durch das Taktsignal 201 gegebenen Zeitpunkten aus, wie in Fig. 2(c) gezeigt. Das in Fig. 2(c) gezeigte Signal ist das zeitbasisfehlerkorrigierte Signal, das dem in Fig. 2(a) gezeigten Originalsignal entspricht.
Das Prinzip der Interpolation in dem adaptiven Interpolationsfilter 104 in Fig. 1 wird beschrieben. Wenn das Eingangssignal 200 in Fig. 1 als v(t) ausgedrückt wird, kann das abgetastete Digitalsignal 202 als v(kt) dargestellt werden, wo k eine Ganzzahl ist. Da das Eingangssignal v(t) innerhalb einer Hälfte der Taktfrequenz fs = 1/T bandbegrenzt ist, wird ein Amplitudenwert v(τ) bei einer Zeit τ unter Verwendung der abgetasteten Daten durch die folgende Gleichung (1) erhalten:
wo s(t) eine Interpolationsfunktion ist. Die Interpolationsfunktion s(t) ist eine Impulsantwort eines Filters, dessen Frequenzgang S(f) die folgende Gleichung (2) erfüllt:
wo fm die Maximalfrequequenz des eingegebenen Videosignals v(t) ist und fs (=1/T) die Abtastfrequenz ist. Wenn S(f) ein Frequenzgang eines idealen Tiefpaßfilters ist, wie in Fig. 3 gezeigt, wird s(t) z.B. durch die folgende Gleichung (3) erhalten:
Gemäß Gl. (1) wird eine unendliche Zahl von abgetasteten Werten v(kt) (k=-∞ ∞ ) benötigt, um v(τ) zu erzeugen. Wenn jedoch der Fehler in der Berechnung klein genug ist (z.B. kleiner als 1/2 des LSB der digitalen Daten), gibt es für die praktische Verwendung kein Problem. Die vorliegende Erfindung benutzt also die folgende Gleichung (4):
wo N und M Ganzzahlen sind, die so bestimt werden, daß der Fehler bei der Berechnung gemäß Gl. (4) klein genug ist.
In Fig. 1 das stellt Neuabtastpunktsignal 203 die Neuabtastzeit τ dar, die mit der Zeitbasis des eingegebenen Videosignals 200 verriegelt ist. Das adaptive Interpolationsfilter 104 erzeugt v(τ) gemäß GL. (4).
Nächstens wird ein Beispsiel des adaptiven Interpolationsfilters 104 mit Verweis auf Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des adaptiven Interpolationsfilters 104, das mit Hilfe von vier abgetasteten Werten einen interpolierten Amplitudenwert erzeugt (mit anderen Worten, N und M in Gl. (4) erfüllen N=M+1=4). In Fig. 4 stellen die Leitungen außer den Leitungen des Taktsignals 201 digitale Signalleitungen mit je einer Mehrzahl von parallelen Bits dar. Das an einem Eingang 111 des adaptiven Interpolationsfilters empfangene Digitalsignal 202 wird in ein Schieberegister 112 geführt, das eine Mehrzahl von seriell verbundenen Verzögerungsschaltungen umfaßt, die je durch eine Mehrzahl von parallelen D-Flipflops gebildet werden. In dem Schieberegister 112 verzögert jede Verzögerungsschaltung ein eingegebenes Datum um eine Zeit, die einer Periode des Taktsignals 201 entspricht. Von dem parallelen Ausgang des Schieberegisters 112 werden sequentiell verschobene Sätze von vier aufeinanderfolgenden abgetasteten Werten 113 bis 118, von denen jeder gegenüber dem vorherigen Satz um einen Takt verschoben ist, an die Auswahlschaltung 119 geführt. Die Auswahlschaltung 119 wählt einen der Sätze 113 bis 118 gemäß einem Auswahlsignal 134 (das später beschrieben wird) aus und gibt den ausgewählten Satz als einen Datensatz 120 aus.
Andererseits wird das Neuabtastpositionssignal 203 durch eine Tellungsschaltung 133 empfangen. Die Teilungsschaltung 133 erzeugt das Auswahlsignal 134 und ein Zeitangabesignal 132. Das Auswahlsignal 134 und das Zeitangabesignal 132 werden unten mit Verweis auf Fig. 5 beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Wellenform eines Teils des eingegebenen Videosignals 202. Die durch schwarze Punkte bezeichneten Punkte 140 bis 148 sind Abtastpunkte, die der AD-Umsetzer 103 in Fig. 1 als Reaktion auf das Taktsignal 201 abtastet. Die mit quadratischen Symbolen 5 bezeichneten Punkte 240 bis 241 sind Neuabtastpunkte, die abgetastet werden würden, wenn es keinen Zeitbasisfehler gäbe, und die durch das adaptive Interpolationsfilter 104 in Fig. 1 zu interpolieren sind. Die interpolierten, oder neu abgetasteten, Daten werden zu Zeitpunkten ausgegeben, die mit dem Taktsignal 201 synchronisiert sind, wie durch weiße Kreise o in Fig. 5 angedeutet. Nimmt man als ein Beispiel den Neuabtastpunkt 243 an, der zwischen den Abtastpunkten 143 und 144 liegt und um Delta t von dem Abtastpunkt 143 verschoben ist, wird der Datensatz von vier aufeinanderfolgenden abgetasteten Werten an den Abtastpunkten 142 bis 145 von der Auswahlschaltung 118 gemäß dem Auswahlsignal 134 für den Datensatz 120 in Fig. 4 ausgewählt. Das Zeitangabesignal 132 in Fig. 4 stellt die Zeitverschiebung Delta t innerhalb einer Periode des Taktsignals 201 dar, wie in Fig. 5 gezeigt. Vorbestimmte obere Bits des Neuabtastpositionssignals 203 werden als das Auswahlsignal 134 benutzt, und die übrigen unteren Bits werden als das Zeitangabesignal 132 benutzt. Im allgemeinen kann der Zeitbasisfehler als nT + Delta t ausgedrückt werden, wenn n eine Ganzzahl (entweder positiv oder negativ) einschließlich 0 ist, T die Periode des Taktsignals 201 ist und Delta t eine Zeitverschlebung innerhalb einer Periode des Taktsignals 201 ist. Die oberen Bits des Neuabtastpositionssignals stellen nT dar, und die unteren Bits stellen Delta t dar.
Wieder auf Fig. 4 verweisend werden die vier abgetasteten Werte des Datensatzes 120 den Multiplizierern 121 bis 124 zugeführt. Andererseits wird das Zeitangabesignal 132 als eine Adresse einem Festspeicher (ROM) 131 zugeführt, so daß Koeffizientendaten 121 bis 130 aus dem ROM 131 gelesen und den Multiplizierern 121 bis 124 zugeführt werden. Die Koeffizientendaten 127 bis 130 stellen s(τ-MT), s(τ-(M+1)T), s(τ-(M+2)T) und s(τ-(M+3)T) (=s(τ-MT) in Gl. (4) dar. Die Multiplizierer 121-124 multiplizieren die vier abgetasteten Werte des Datensatzes 120 mit den jeweiligen Koeffizientendaten 121-130. Ein Addierer 125 addiert die Ausgänge der Multiplizierer 121 bis 124, um das Signal 204 zu erhalten, das v(τ) in Gl. (4) darstellt und das das zeitbasisfehlerkorrigierte Signal ist. Das Signal 204 wird an einem Ausgangsanschluß 126 ausgegeben.
Die obige Beschreibung des adaptiven Interpolationsfilters 104 erfolgte unter der Bedingung von N-M+1=4, um die Erklärung zu vereinfachen. Tatsächlich sollten N und M so bestimmt werden, daß der Fehler in der Berechnung gemäß Gl. (4) klein genug ist. Die Zahl der Stufen des Schieberegisters 112 sollte nach Maßgabe des benötigten Bereichs der Zeitbasiskorrektur bestimmt werden.
Als nächtes wird mit Verweis auf Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben, wie das Neuabtastpositionssignal 203 zu erlangen ist. Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung 102, Fig. 7 zeigt Wellenformen an einigen Punkten in der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung in Fig. 6, und Fig. 8 ist ein vergrößertes Detail während der Periode A in Fig. 7.
In Fig. 6 teilt ein Frequenzteiler 411 die Frequenz des Taktsignals 201 durch L, um ein geteiltes Taktsignal 210 zu erzeugen, dessen Frequenz 1/L mal der Frequenz des Taktsignals 210 ist. Die Periode des geteilten Taktsignals 210 ist somit gleich der gewünschten horizontalen Abtastperiode. Die Beziehung zwischen dem Taktsignal 201, dem geteilten Taktsignal 210 und dem eingegebenen Videosignal 200 zeigt Fig. 7. In Fig. 7 zeigt (a) das Taktsignal 201, (b) zeigt das geteilte Taktsignal 210, und (c) zeigt das eingegebene Videosignal 200 mit einem Bezugspegel, der durch ein Bezugssignal 212 in Fig. 6 dargestellt wird. Die Vorderflanke jedes Impulses des geteilten Taktsignals 210 erscheint während der Übergangsperiode jedes Horizontal- Synchronsignals des eingegebenen Videosignals.
In Fig. 6 speichert ein Latchkreis 410 das digitalisierte Videosignal 202 als Reaktion auf das geteilte Taktsignal 210, um ein gespeichertes Signal 211 zu erhalten. Gemäß Fig. 8 wird der Amplitudenwert an einem Abtastpunkt 154 unter den Werten an den Abtastpunkten 151 bis 156 gespeichert. Ein Subtrahierer 412 in Fig. 6 erzeugt eine Amplitudendifferenz, als ein Signal 213, zwischen dem gespeicherten Signal 211 und dem Bezugssignal 212, das von einer Bezugsquelle 412a erzeugt wird. Auf Fig. 8 verweisend zeigt der Bezugspegel an, daß ein Punkt 160 ein gewünschter Abtastpunkt ist, der durch das in Fig. 8(b) gezeigte geteilte Taktsignal 210 abgetastet werden sollte. Das Signal 213 in Fig. 6 stellt eine als 161 in Fig. 8(c) gezeigte Amplitudendifferenz dar. Gemäß Fig. 8(c) ist eine Zeitdifferenz 162 zwischen dem gespeicherten Punkt 154 und dem gewünschten Punkt 160 fast proportional der Amplitudendifferenz 161. Das Signal 213 in Fig. 6 kann daher als ein Signal betrachtet werden, das die Zeitdifferenz 162 darstellt. Das Signal 213 wird in einem Multiplizierer 413 mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert, um das Neuabtastpositionssignal 203 zu werden.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführung in Fig. 1 Zeitbasisfehler durch die Anwendung digitaler Signalverarbeitung ohne analoge Signalverarbeitung korrigieren. Sie wird deshalb durch Veränderungen von physikalischen Größen und Temperatureigenschaften von Analogkomponenten nicht beeinflußt. Da die Ausführung keinerlei Analogkomponenten verwendet, ist es außerdem möglich, die ganze Schaltung in einer integrierten Schaltung herzustellen, um dadurch die Kosten zu reduzieren. Da außerdem die Ausführung kein Taktsignal mit Zeitbasisschwankungen benutzt, ist es leicht, den Zeitbasisausgleicher mit anderen digitalen Signalverarbeitungssystemen zu verbinden. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Ausführung ist, daß die Zeitbasisfehler mit Hilfe der Optimalwertsteuerung korrigiert werden, die schnelle Zeitbasisschwanungen korrigieren kann.
In der obigen Beschreibung wird übrigens die Interpolationsfunktion s(t) auf der Basis von Gl. (3) erhalten, die die Impulsantwort eines idealen Tiefpaßfilters ist. Es kann aber möglich sein, als s(t) eine Impulsantwort eines Filters mit Kosinusdämpfung zu verwenden, dessen Frequenzgang Fig. 9 zeigt. In einem solchen Fall wird die Funktion s(t) durch die folgende Gleichung (5) erhalten:
Benutzt man dieses s(t), kann die Zahl der abgetasteten Werte zum Erzeugen von v(t) Interpoliert mit einem angemessen kleinen Fehler (nämlich, N-M+1 in Gl. (4)) drastisch vermindert werden. Das adaptive Interpolationsfilter kann deshalb in einer Schaltung kleineren Umfangs aufgebaut werden.
Obwohl das obige Beispiel des adaptiven Interpolationsfilters das Schieberegister zum Verzögern des Eingangssignals und die Auswahlschaltung zum Auswählen des Datensatzes verwendet, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann das adaptive Interpolationsfilter Direktzugriffsspeicher (RAMs) zum Verzögern des Eingangssignals und eine Adressensteuerschaltung zum Auswählen des Datensatzes verwenden.
Als nächstes wird mit Verweis auf Fig. 10 eine zweite bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der zweiten bevorzugten Ausführung der Erfindung. In Fig. 10 sind die Blöcke, deren Funktionen denen der ersten Ausführung in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Verweiszeichen versehen. Bei dieser Ausführung erfaßt eine Neuabtastpositionssignal- Erzeugungsschaltung (RPSP) 109 den Zeitbasisfehler des Digitalsignals 204 von dem Luminanz-Synchronsignal des Digitalsignals 204 und führt das Neuabtastpositionssignal 203 an das adaptive Interpolationsfilter 104 zurück.
Beispiele der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung 109 werden im Folgenden mit Verweis auf Fig. 11 und 12 beschrieben.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines ersten Beispiels der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung 109. In Fig. 11 sind die Blöcke, deren Funktion denen in Fig. 6 entspricht, mit denselben Verweiszelchen versehen. Das Eingangssignal der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung ist das Signal 204, das der Zeitbasisfehlerkorrektur unterzogen wurde. Somit wird das an das adaptive Interpolationsfilter 104 zurückzuführende Neuabtastpositionssignal 203 durch Integrieren des Ausgangssignals des Multiplizierers 413 in einer Integrationsschaltung 415 erzeugt, um die vorangehende Neuabtastposition zu bewahren und ihr einen momentanen Zeitbasisfehler hinzuzufügen.
Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführung wird der Zeitbasisfehler durch eine Rückkopplungssteuerung korrigiert. Sie wird deshalb kaum durch Rauschen beeinflußt. Und es erübrigt sich zu sagen, daß diese Ausführung, mit Ausnahme der Optimalwertsteuerung, dieselben Merkmale aufweist wie die erste Ausführung von Fig. 1.
Ein zweites Beispiel der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung 109 für die in Fig. 10 gezeigte zweite Ausführung der Erfindung wird im Folgenden mit Verweis auf 12 beschrieben.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild des zweiten Beispiels der Neuabtastpositionssignal-Erzeugungsschaltung 109. In Fig. 12 sind die Blöcke, deren Funktion denen in Fig. 11 entspricht, mit denselben Verweiszeichen versehen. Bei dieser Schaltung ist ein Tiefpaßfilter 416 zwischen den Konstantenmultiplizierer 413 und die Integrationsschaltung 415 eingefügt, um Rauschen mit gewöhnlich hohen Frequenzen zu beseitigen. Da das Tiefpaßfilter in die Rückkopplungsschleife eingefügt ist, werden die Einflüsse von Rauschen weiter verringert, so daß die Leistung zum Korrigieren von Zeitfehlern noch verbessert wird.

Claims

1. Zeitbasisausgleicher zum Korrigieren eines Zeitbasisfehlers in einem eingegebenen Analogsignal, der umfaßt:

eine Takterzeugungseinrichtung (101), die ein Taktsignal mit einer festen Periode erzeugt;

eine Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung (103), die auf das Taktsignal anspricht und Amplitudenwerte des eingegebenen Analogsignals an jeweiligen durch das Taktsignal gegebenen Abtastpunkten abtastet, um dadurch ein digitalisiertes Signal zu erhalten;

eine Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (102,109), die den Zeitbasisfehler von einer Zeitbasis eines ihr eingegebenen Signals und als eine Bezugszeitbasis eine Zeitbasis des Taktsignals erfaßt und von dem erfaßten Zeitbasisfehler ein Neuabtastpositionssignal erzeugt, das eine Position eines Neuabtastpunktes in bezug auf einen entsprechenden der Abtastpunkte anzeigt, wobei ein Neuabtastpunkt ein Punkt ist, bei dem ein Amplitudenwert des eingegebenen Analogsignals, der in Abwesenheit eines Zeitbasisfehlers abgetastet würde, vorhanden ist,

eine Zeitbasisfehler-Korrektureinrichtung (104), die den Zeitbasisfehler des Ausgangssignals der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung auf der Basis des Neuabtastpositionssignals korrigiert, um ein zeitbasisfehlerkorrigiertes Digtalsignal zu erhalten, und

eine Digital/Analog-Umwandlungseinrichtung (106), die auf das Taktsignal anspricht und das zeitbasisfehlerkorrigierte Digtalsignal in ein zeitbasisfehlerkorrigiertes Analogsignal umwandelt,

dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung (103) als auch die Digital/Analog-Umwandlungseinrichtung (106) auf das Taktsignal mit der festen Periode ansprechen, und

daß die Zeitbasisfehler-Korrektureinrichtung (104) eine Interpolationseinrichtung (104) umfaßt, die einen Amplitudenwert an einem durch das Neuabtastpositionssignal bezeichneten Neuabtastpunkt mittels Filterung des Ausgangssignals der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Neuabtastpositionssignal adaptiv interpoliert und den interpolierten Amplitudenwert bei dem durch das Taktsignal gegebenen Abtastzeitpunkt ausgibt,

wobei das Signal, das in die Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (102) eingegeben wird, entweder der Ausgang der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung (103) oder der Ausgang der Zeitbasisfehler- Korrektureinrichtung (104) Ist.

2. Zeitbasisausgleicher nach Anspruch 1, bei dem die Interpolationseinrichtung (104) umfaßt:

eine Verschiebungseinrichtung (112), die abgetastete Amplitudenwerte von der Analog/Digital-Umwandlungseinrichtung (103) um je eine Periode des Taktsignals sequentiell verschiebt, um dadurch als parallele Ausgangsdaten davon eine Mehrzahl von sequentiell verschobenen abgetasteten Amplitudenwerten zu erhalten,

eine Auswahleinrichtung (119), die von den parallelen Ausgangsdaten der Verschiebungseinrichtung eine spezifizierte Anzahl von aufeinanderfolgenden abgetasteten Amplitudenwerten nach Maßgabe des Neuabtastpositionssignals auswählt, so daß die Neuabtastposition innerhalb der aufeinanderfolgenden abgetasteten Punkte liegt,

eine Koeffizienten-Erzeugungseinrichtung (131), die als Reaktion auf das Neuabtastpositionssignal vorbestimmte Koeffizienten erzeugt,

eine Multiplikationseinrichtung (121-124), die die durch die Auswahleinrichtung ausgewählten abgetasteten Amplitudenwerte jeweils mit den vorbestimmten Koeffizienten multipliziert, und

eine Additionseinrichtung (125), die multiplizierte Ergebnisse der Multiplikationseinrichtung addiert, um dadurch einen interpolierten Amplitudenwert zu erhalten.

3. Zeitbasisausgleicher nach Anspruch 1, bei dem die Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (109) als ihr Eingangssignal den Ausgang der Interpolationseinrichtung (104) empfängt und eine Integrationseinrichtung (415) enthält, die erfaßte Zeitbasisfehler integriert, um das Neuabtastpositionssignal zu erzeugen.

4. Zeitbasisausgleicher nach Anspruch 3, bei dem die Neuabtastpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (109) des weiteren eine vor der Integrationseinrichtung (415) angeordnete Filtereinrichtung (416) umfaßt, die hochfrequentes Rauschen vermindert.