DE4007450C2 - Verfahren zur Erzeugung eines Synchronsignals für ein Farbfernsehübertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erzeugung eines Synchronsignals für ein Farbfernseh-Übertragungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 0 220 059 A2 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden zunächst digitale Werte der Amplitudenspitzen im zu erzeugenden Synchronsignal abgeleitet. Weiterhin werden digitale Verstärkungssteuerwerte abgeleitet, die die Flankensteilheit im Synchronsignal synchron zu Beginn und Ende eines jeden Synchronintervalls darstellen. Die abgeleiteten Amplitudenspitzen- und Verstärkungssteuer-Werte werden zur Erzeugung von digitalen Werten eines standardmäßigen Synchronsignals miteinander multipliziert.

Das bekannte Verfahren erfordert einen echtzeitfähigen Multiplizierer, der eingangsseitig mindestens 9 Bit breite Datenworte verarbeiten muß, um Datenwerte eines Synchronsignals für ein NTSC-Farbfernsehübertragungssystem zu erzeugen.

Beim NTSC-Farbfernsehübertragungssystem ist bekanntlich die Farbträgerfrequenz F_NTSC mit der Zeilenfrequenz f_H gemäß der Beziehung

F_NTSC = (n - ½) f_H

verkoppelt, wobei n = 284 ist. Gegenüber dem Halbzeilenoffset beim NTSC-Farbfernsehübertragungssystem wurde beim PAL-Farbfernsehübertragungssystem ein Viertelzeilenoffset mit 25-Hz-Versatz gewählt. Für die Verkopplung eines PAL-Farbträgers F_PAL gilt die Gleichung

F_PAL = (n-¼) · f_H + 26 Hz oder
F_PAL = (1135/4 + 1/625) · f_H.

Auf eine Zeilenperiode von 64 µsec entfallen somit 283,7516 Schwingungen des PAL-Farbträgers F_PAL. Eine exakte Wiederholung der PAL-Farbträgerphasenlage tritt nur alle vier Vollbilder (8 Halbbilder) auf.

Um in entsprechender Weise nach dem bekannten Verfahren ein Synchronsignal für ein PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem zu erzeugen, ist die Auflösung und damit die Wortbreite der dem Multiplizierer zugeführten digitalen Werte um 2 Bit auf 11 Bit pro Wort zu erhöhen. Die Vergrößerung der Wortbreite bedingt jedoch eine größere Signalverarbeitungsgeschwindigkeit des Multiplizierers, um weiterhin in Echtzeit die erforderlichen digitalen Werte des Synchronsignals zu berechnen. Derart schnelle Multiplizierer sind jedoch zur Zeit nicht verfügbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei dessen Anwendung ein Synchronsignal mit gegenüber dem Stand der Technik größerer Phasengenauigkeit echtzeitfähig erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß nunmehr ein aus Fernsehsynchronimpulssignal und Farbsynchronsignal bestehendes Black-Burst-Signal für ein PAL-Farbfernsehübertragungssystem mit gängigen Bauteilen und geringem Schaltungsaufwand erzeugt werden kann. Dabei können Phasengenauigkeiten von < 1 ns erzielt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nicht Abtastwerte gespeichert werden, sondern nur Werte der zeitlichen Abstände, der Flankenrichtung, der Phasenlage und der Art von Ereignissen im Verlauf des zu erzeugenden Synchronsignals. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine deutliche Verringerung der Speicherkapazität der eingesetzten Speicher. Außerdem kann auf Multiplizierer verzichtet werden, da die Umwandlung linearer Flankenverläufe in nichtlineare Flankenverläufe über eine Tabelle in einem Nur-Lesespeicher vorliegt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß in einfacher Weise ein Black-Burst-Signal für ein PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem erzeugt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Spannungszeitdiagramme der PAL-8V-Sequenz,

Fig. 2 Spannungszeitdiagramme zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Fig. 1 ist die eingangs erwähnte Verkopplung des PAL-Farbträgers mit der Zeilenfrequenz in einer Folge von 8 Halbbildern dargestellt. Die angegebenen Spannungszeitdiagramme zeigen den Verlauf des Fernsehsynchronsignals im Bereich der vertikalen Austastlücken der 8 Halbbilder sowie die zugehörige Verkopplung der Phasenlage des Farbträgers bei einem PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem mit 625 Zeilen und 25 Vollbildern pro Sekunde.

Eine einzelne Zeile der sogenannten PAL-8V-Sequenz ist als Black-Burst-Signal in der Fig. 2a dargestellt. Die Periodendauer dieser Zeile beträgt 64 µsec, das Austastintervall ist 12 µsec breit, die Breite des Horizontalsynchronimpulses beträgt 4,7 µsec, der Abstand von der Rückflanke des Horizontalsynchronimpulses zum Beginn des aus etwa 10 Schwingungen bestehenden Farbsynchronsignals beträgt 5,6 µsec und die Dauer des Schwingungspaketes (Burst) beträgt 2,25 µsec. Der Pegel des Horizontalsynchronimpulses und des Farbsynchronsignals beträgt jeweils 0,3 V_SS.

In einem Vorschlag zur magnetischen Aufzeichnung eines geschlossen codierten PAL-Farbfernsehsignals ist festgelegt, ein analoges PAL-Farbfernsehsignal mit dem 4-fachen der PAL-Farbträgerfrequenz abzutasten und in 8 Bit breite Datenworte umzuwandeln. Ferner sind in diesem Vorschlag die Abtastwerte der Signale in den Austastintervallen der 8 Halbbilder festgelegt. Insbesondere sind die Flanken der Synchronimpulse und des Burstes definiert, um den im PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem angegebenen Filterverlauf einzuhalten. Im vorliegenden Fall ist dieser Filterverlauf als eine sin²-Funktion über eine Periode von 8 Abtastwerten beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nunmehr anhand des in der Fig. 3 dargestellten Blockschaltbildes am Beispiel der Erzeugung eines PAL-Black-Burst-Signals näher erläutert. Mit 1 ist ein Zähler zur Ableitung eines Adreß-Signals für einen Speicher 2 bezeichnet. Der Zähler 1 wird im Rhythmus von 8 Halbbildern durch ein 8-V-Signal zurückgesetzt. Die Taktung des Zählers 1 erfolgt durch ein mit dem 4-fachen der PAL-Farbträgerfrequenz verkoppeltes Taktsignal 4f_sc. Sowohl das 8-V-Signal als auch das Taktsignal 4f_sc werden in einem Referenz-Synchronsignalgenerator 3 erzeugt. Der Referenz-Synchronsignalgenerator 3 stellt darüber hinaus ein PAL-Kennimpulssignal zu 2H zur Verfügung.

In dem als EPROM ausgebildeten Speicher 2 sind Daten über die zeitlichen Abstände, die Flankenrichtung, die Phasenlage und die Art von Ereignissen im Verlauf des PAL-Black-Burstsignals gespeichert. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff "Ereignis" die positive und negative Flanke des Synchronimpulssignals sowie die Flanken der Hüllkurve des Farbsychronsignals zu verstehen. Abhängig von 14 Bit breiten Adreß-Worten des zugeführten Adreß-Signals werden aus dem Speicher 2 10 Bit breite Datenworte dem Dateneingang eines Vorwahl-Zählers 4 zugeführt, der mit dem Taktsignal 4f_sc getaktet wird. Der jeweilige Wert des 10 Bit breiten Datenwortes bestimmt die Anzahl der Taktschritte und damit den Abstand zum nächsten Ereignis.

Bei Erreichen des anliegenden Datenwertes gibt der Vorwahl-Zähler 4 ein Ausgangssignal zum Start eines nachgeschalteten Vor/Rückwärts-Zählers 5 ab. Das Ausgangssignal wird ferner dem Zähler 1 zur Adreß-Inkrementierung und dem Vorwahl-Zähler 4 zum Laden der anliegenden Abstands-Daten zugeführt. Die Zählrichtung des Vor/Rückwärts-Zählers 5 wird durch den logischen Pegel eines parallel mit den Abstands-Daten aus dem Speicher gelesenen Signal bestimmt. Der in einer Wortbreite von 3 Bit am Ausgang des Vor/Rückwärts-Zählers 5 vorliegende Zählerstand gibt den jeweiligen Abtastwert der positiven oder negativen Flanke in Form einer Geraden an. Die Lage der Abtastwerte ist hierbei nur durch die Phasenlage des taktenden Taktsignals 4f_sc definiert. Die durch den 25-Hz-Versatz bedingte Phasenverschiebung der Abtastzeitpunkte werden durch 4 Bit breite Datenworte berücksichtigt, die ebenfalls parallel mit den Abstands-Daten aus dem Speicher 2 gelesen werden.

In einem Addierer 6 werden die in Form von sog. Nachkommastellen vorliegenden 4 Bit breiten Datenworte dem von dem Vor/Rückwärts-Zähler 5 abgegebenen 3 Bit breiten Datenwort zur Bildung eines 7 Bit breiten Datenworts zugesetzt. Dieses 7 Bit breite Datenwort ist Teil der Adresse eines weiteren Adreß-Signals, das dem Adreß-Eingang eines als PROM ausgestalteten Speichers 7 zugeführt wird.

In dem Speicher 7 wird die entsprechend der Fig. 2b linear verlaufende Flanke über eine Tabelle entsprechend der Fig. 2c in eine nichtlineare Kurve abgebildet, die die gewünschte Filtercharakteristik darstellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist diese Filtercharakteristik eine sin²-Funktion auf.

Ist das aus dem Speicher 2 gelesene Ereignis ein Burst, so stellt die bis jetzt abgeleitete Kurve die Hüllkurve der Flanke und damit die Amplitudenwerte der Farbträgerschwingung dar. Zur Erzeugung eines PAL-Black-Burst-Signals enthält der Speicher 2 eine Tabelle der 4 Farbträgerphasenwerte bei 45°, 135°, 225° und 315° mit dem in der Fig. 2d angegebenen Hüllkurvenverlauf. Die Umschaltung der für die Burst-Hüllkurve und der sin²-Funktion der Synchronimpulsflanken in dem Speicher 7 abgelegten Tabellen erfolgt abhängig von dem logischen Pegel eines Steuersignals, welches ebenfalls parallel mit den aus dem Speicher 2 gelesenen Abstandsdaten als Adreßwert dem Speicher 7 zugeführt wird.

Die PAL-Schaltphase des Farbträgers wird durch ein 2 Bit breites Datenwort am Adreß-Eingang des Speichers 7 bestimmt. Das Datenwort wird von dem Ausgangssignal eines 4-Teilers 8 abgeleitet, der 8-V-frequent zurückgesetzt und mit dem Taktsignal 4f_sc getaktet wird. Zu den Ausgangsdaten des 4-Teilers 8 werden in einem Addierer 9 Daten eines PAL-Kennimpulssignals 2H addiert, um die gewünschte 0/90°-Phasenumschaltung des Farbsynchronsignals zu sichern.

Nach Abschluß der Signalverarbeitung des Ereignisses bleibt der Vor/Rückwärts-Zähler 5 stehen. Der letzte Amplitudenwert wird auf diese Weise bis zum Beginn des nächsten Ereignisses festgehalten. Das sind bei einer Flanke des Synchronimpulssignals entweder der Schwarzwert oder der sogenannte Synchronboden und bei einem Burst entweder die volle Farbträgeramplitude oder der Schwarzwert.

Die Phasenlage des am Ausgang (Klemme 10) des Speichers 7 abnehmbaren PAL-Black-Burst-Signals kann durch bestimmte Signaloperationen verändert werden. So kann beispielsweise die Phasendifferenz je Abtastschritt dadurch verändert werden, daß die am Ausgang des Vor/Rückwärts-Zählers 5 erhaltenen Datenworte mit einem bestimmten Wert multipliziert werden. Außerdem kann die Lage des Farbträgers zur Lage des Horizontalsynchronimpulses dadurch beeinflußt werden, daß in die Zuleitung des 4 Bit breiten Datenwortes zu dem Addierer 6 ein weiterer Addierer geschaltet wird, der den Wert der sogenannten Nachkommastellen des 4 Bit breiten Datenwortes um einen bestimmten Betrag verändert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Synchronsignals für ein Farbfernseh-Übertragungssystem, wobei von einem mit der Frequenz eines Farbträgers verkoppelten Taktsignal ein Adreß-Signal zur Adressierung eines Speichers abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in dem Speicher (2) Daten zeitlicher Abstände, der Flankenrichtung, der Phasenlage und der Art von Ereignissen im Verlauf des Synchronsignals gespeichert werden,
• - daß abhängig von Adressen des Adreß-Signals Datenwerte der gespeicherten Abstands-Daten aus dem Speicher (2) gelesen und dem Dateneingang eines mit dem Taktsignal (4f_sc) getakteten Vorwahl-Zählers (4) zugeführt werden,
• - daß der Vorwahl-Zähler (4) bei Erreichen des anliegenden Abstand-Datenwertes ein Ausgangssignal zum Start eines mit dem Taktsignal (4f_sc) getakteten Vor-/Rückwärts-Zählers (5) abgibt, dessen Zählrichtung durch einen parallel mit den Abstands-Daten aus dem Speicher (2) gelesenen Datenwert über die bei dem Ereignis vorliegende Flankenrichtung bestimmt wird,
• - daß Datenwerte am Ausgang des Vor-/Rückwärts-Zählers (5) mit parallel mit den Abstands-Daten aus dem Speicher (2) gelesenen Datenwerten über die bei dem Ereignis vorliegende Phasenlage addiert und als ein Teil der Adresse eines weiteren Adreß-Signals dem Adreßeingang eines weiteren Speichers (7) zur Ausgabe -von Datenworten des erzeugten Synchronsignals zugeführt werden, in welchem mindestens eine Tabelle zur Umwandlung linearer Flankenverläufe in nichtlineare Flankenverläufe abgelegt ist, und
• - daß ein anderer Teil der Adresse des weiteren Adreß-Signals durch einen ebenfalls parallel mit den Abstands-Daten aus dem Speicher (2) gelesenen Datenwert über die bei dem Ereignis vorliegende Art sowie einen Datenwert des Taktsignals (4f_sc) abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adreß-Signal zur Adressierung des Speichers (2) mit einem mit dem Taktsignal getakteten Zähler (1) erzeugt wird, welcher periodisch im Abstand eines Vielfachen einer Halbbildperiode zurückgesetzt und durch das vom Vorwahlzähler (4) abgegebene Ausgangssignal freigegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Dateneingang des Vorwahl-Zählers (4) liegende Datenwerte abhängig von dem vom Vorwahlzähler (4) abgegebenen Ausgangssignal übernommen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem weiteren Speicher (7) abgelegten Tabellen zur Umwandlung der Flankenverläufe durch den Datenwert über die Art des vorliegenden Ereignisses im Signalverlauf des Synchronsignals anwählbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung eines Black-Burst-Signals bezüglich der Art von Ereignissen zwischen einem Synchronsignalimpuls (Sync) und einem Farbsynchronsignal (Burst) unterschieden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Black-Burst-Signals für ein PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem ein mit einem 8-V-frequenten Signal zurücksetzbarer 4-Teiler (8) vorgesehen ist, mit dem das mit dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz verkoppelte Taktsignal (4f_sc) frequenzgeteilt wird und daß Ausgangsdaten des 4-Teilers (8) zu Daten eines PAL-Kennimpulssignals (2H) addiert und als Teil der Adresse des weiteren Adreß-Signals dem weiteren Speicher (7) zurückgeführt werden.

7. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Synchronsignals für ein Farbfernseh-Übertragungssystem, enthaltend:

einen Speicher (2), in welchem Daten über zeitliche Abstände, der Flankenrichtung, der Phasenlage und der Art von Ereignissen im Verlauf des Synchronsignals gespeichert sind,
einen Vorwahl-Zähler (4), dessen Dateneingang aus dem Speicher (2) gelesene Daten über zeitliche Abstände zugeführt sind und welcher durch ein mit der Frequenz eines Farbträgers verkoppeltes Taktsignal taktbar ist,
einen Vor/Rückwärts-Zähler (5), welcher durch ein Ausgangssignal des Vorwahl-Zählers (4) startbar und durch aus dem Speicher (2) gelesene Daten, die die Flankenrichtung des Synchronsignals bestimmen, in der Zählrichtung beeinflußbar ist,
einen Addierer (6) zur Addition von Datenwerten am Ausgang des Vor/Rückwärts-Zählers (5) und aus dem Speicher (2) gelesenen Datenwerten über eine vorliegende Phasenlage des Synchronsignals und
einen weiteren Speicher (7), in welchem mindestens eine Tabelle zur Umwandlung linearer Flankenverläufe in nichtlineare Flankenverläufe abgelegt ist, dessen Adreßeingang als eine erste Teiladresse Ausgangsdaten des Addierers (6) und als eine zweite Teiladresse aus dem Speicher (2) gelesene Daten über die Art von Ereignissen sowie Daten über die Frequenz eines farbträgerverkoppelten Taktsignals zugeleitet ist und an dessen Datenausgang das Synchronsignal abnehmbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mit der Frequenz des Farbträgers getakteten Zähler (1) zur Erzeugung eines Adreßsignals zur Adressierung des Speichers (2), welcher Zähler (2) periodisch im Abstand eines Vielfachen einer Halbbildperiode zurücksetzbar und durch das Ausgangssignal des Vorwahlzählers (4) freigebbar ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Black-Burst-Signals für ein PAL-Farbfernseh-Übertragungssystem ein mit einem 8- V-frequenten Signal zurücksetzbarer 4-Teiler (8) zur Frequenzteilung eines mit dem Vierfachen der PAL- Farbträgerfrequenz verkoppelten Taktsignals (4f_sc) vorgesehen ist und daß ein weiterer Addierer (9) Ausgangsdaten des 4- Teilers (8) zu Daten eines PAL-Kennimpulssignals (2H) addiert und einen aufgrund der Addition erhaltenen Datenwert als Teil der zweiten Teiladresse dem Adreßeingang des weiteren Speichers (7) zuführt.