DE69023800T2 - Empfänger mit Korrektur des Frequenzganges eines Kammfilters. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehempfänger, die Kammfilter verwenden, um eine Luminanz- und Chrominanzsignaltrennung vorzusehen, und insbesondere auf Empfänger, bei denen das Kammfilter eine ungleichmäßige Amplitudencharakteristik über der Frequenz aufweist, und bei denen eine Kompensationsschaltung zur Vermin-derung von Schwankungen der Amplitudencharakteristik vorgesehen ist.
• Die Vorteile der Verwendung eines Kammfilters, um eine Luminanz- und Chrominanzsignalabtrennung in einem Fernsehempfänger vorzusehen, sind bekannt. Ein übliches Kammfilter enthält eine Verzögerungsvorrichtung, um dem Video-Ausgangssignal eine Verzögerung von einer horizontalen Zeile (1-H) zu erteilen, eine Addierschaltung zum Addieren des verzögerten und des nicht-verzögerten Eingangssignals, um ein Luminanz-Ausgangssignal zu erzeugen, und eine Subtraktionsschaltung, um das verzögerte und das nicht-verzögerte Signal zu subtrahieren und ein Chrominanz-Ausgangssignal zu erzeugen.
• Das in einem Kammfilter verwendete Verzögerungselement hat eine sehr bemerkenswerte Wirkung auf die Frequenz-Ansprechcharakteristik des Kammfilters. Das ideale Verzögerungselement würde eine konstante Verzögerung unabhängig von der Frequenz haben, wodurch eine lineare Phasencharakteristik, und somit eine gleichmäßige Amplitudencharakteristik über dem gesamten zu filternden Video-Frequenzband vorgesehen würde. Das Verzögerungselement, das gegenwärtig diesem Ideal am nächsten kommt, ist die digitale Verzögerungsleitung, die binäre Speicherelemente ver wendet. Unglücklicherweise sind digitale Verzögerungsleitungen teuer und verhältnismäßig kompliziert, weil Videosignale üblicherweise in analoger Form empfangen werden und damit eine Umwandlung in digitale Form notwendig ist, um digitale Verzögerungsleitungen vom binären Speichertyp zu verwenden.
• Analoge Verzögerungselemente, z.B. Glasverzögerungsleitungen, werden üblicherweise in Kammfiltern als Mittel zur Verminderung der Kosten und der Kompliziertheit des Filters verwendet. Kammfilter mit Glasverzögerungselementen (oder anderen analogen Verzögerungselementen) sind jedoch Verzögerungsschwankungen mit der Frequenz unterworfen (d.h. nicht-lineare Phasencharaktenstik), und somit neigt die gesamte Amplitudencharakteristik solcher Kammfilter zu einer Änderung mit der Frequenz.
• Hersteller von Kammfiltern des Glasverzögerungsleitungstyps haben dieses Problem erkannt und Schritte unternommen, um die unerwünschten Amplitudenänderungen zu korrigieren, die in einem gewissen Ausmaß dieses Problem minimieren. Als Beispiel veranschaulicht die Amplitudencharakteristik 2 in Fig. 2 (Stand der Technik) die nicht-korrigierte Amplitudencharakteristik eines im Handel erhältlichen Kammfilters, das eine Glasverzögerungsleitung verwendet. Wie dargestellt, zeigt die unkorrigierte Amplitudencharakteristik ein ansteigendes Verhalten von etwa 2,5MHz bis 4,5MHz mit einer Spitze von etwa +6 dB. Der Hersteller dieses Filters hat eine Korrekturschaltung mit dem durch die Kurve 3 dargestellten Verlauf vorgesehen. Der resultierende korrigierte Verlauf ist durch die Kurve 4 veranschaulicht. Wie man sieht, hat das amplitudenkorrigierte kammgefilterte Signal (4) einen Abfall von etwa 2 dB bei einer Frequenz von etwa 2,5MHz, kehrt bei etwa 3 MHz auf Null dB zurück und nimmt anschließend ab. Wie dargestellt, ist die verhältnismäßig große 6 dB-Änderung des unkorrigierten Kammfilters durch vom Hersteller (TDK Incorporated, Model HCF0020C) vorgesehene interne Korrekturschaltungen auf nur 2 dB vermindert worden.
• Die vom Filterhersteller vorgesehene Kammfilterkorrektur (auf 2 dB) ist ganz gut, wenn man die verhältnismäßig großen (+6 dB)-Änderungen betrachtet, die bei nicht kompensierten Kammfiltern mit Glasverzögerungsleitungen üblich sind. Es wurde vom vorliegenden Erfinder jedoch erkannt, daß es erwünscht wäre, eine weitere Korrektur der Kammf iltercharakteristik vorzusehen, um die Luminanzsignaländerungen im Luminanzfrequenzbereich auf einige Zehntel eines Dezibel zu verringern. Insoweit hat der vorliegende Erfinder zuvor einen Empfänger entwickelt, der eine Hilfs-Luminanzamplituden-Korrekturschaltung enthielt, die dieses Ziel erreichte. Der Empfänger wurde hergestellt und unter dem Markennamen "RCA" verkauft, wobei für die Empfänger Chassis- Identjfikationsnummern CTC 148/149 verwendet wurden. Dieser Empfänger ist in Fig. 1 dargestellt (Stand der Technik). Ein Verständnis dieses bekannten Empfängers (10) ist hilfreich, um.die subtile Natur der vorliegenden Erfindung richtig einzuschätzen, und daher wird der Empfänger nachfolgend in Einzelheiten beschrieben.
• Der Empfänger 10 enthält einen Hochfrequenz-Prozessor 12 mit einem Antennen- oder Kabel-Eingangsanschluß 14 zum Empfang eines Hochfrequenz-Video-Eingangssignals 81. Der Prozessor 12 enthält übliche Elemente, z.B. einen Tuner zum Wählen von Kanälen, einen Zwischenfrequenzverstärker und eine Tonfalle und einen Video-Detektor zur Erzeugung eines demodulierten (Basisband) zusammengesetzten Video-Ausgangssignals S2 an seinem Ausgang. Ein Videoschalter 14 dient zur Auswahl des Signals S2 oder eines zusammengesetzten Hilfs-Video-Basisbandsignals S3, das einem Hilfs- Eingangsanschluß 16 zugeführt wird. Das von dem Videoschalter 14 gelieferte ausgewählte Signal S4 wird einem Kammfilter 18 zugeführt, das ein analoges Verzögerungselement (z.B. eine Glasverzögerungsleitung) verwendet. Das Filter 18 entfaltet nicht-kompensierte Amplitudenänderungen als Funktion der Frequenz und hat einen Luminanzsignalausgang 20, um ein Luminanzausgangssignal Y1 zu liefern, und es hat einen Chrominanzsignalausgang 22, um ein Chrominanzausgangssignal C1 zu liefern.
• Das Chrominanzsignal C1 wird einem ersten Eingang eines Luminanz-Chrominanz-(YC)-Prozessor 26 zugeführt. Das Luminanzsignal Y1 wird einem zweiten (Luminanz) Eingang 28 des Prozessors 26 mittels einer Kaskadenverbindung zugeführt, die aus der folgenden Reihenfolge besteht: eine Kontrastregelung 30, eine Luminanz/Chrominanz-Verzögerungs-Korrekturschaltung 32 mit Quellenwiderstand (R1) und Abschlußwiderstand (R2), und eine Kammfilter-Korrekturschaltung 34 (gestrichelt umrandet).
• Die Funktion der Kontrastregelung 30 ist die Regelung der Spitze-zu-Spitze-Amplitude des kamingefilterten Luminanzsignals. Bei dem bekannten Empfänger wird dies Regelung durch ein 300 Ohm-Potentiometer bewirkt, das in Reihe mit einem 430 Ohm-Widerstand geschaltet ist, der als Minimum-Grenze des Potentiometer- Ausgangs dient. Die Funktion der Luma-Verzögerung 32 ist die Verzögerung des kammgefilterten Luminanzsignals um etwa 300 Nano-Sekunden. Dies kompensiert den Unterschied der Luminanz- und Chrominanz-Signalverzögerung in dem Empfänger aufgrund ihrer unterschiedlichen Bandbreiten und sorgt daher für die richtige Deckung der Luminanz- und Chrominanzsignale für die Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 36. Die Funktion der Kammfilter-Korrekturschaltung 34 ist die Korrektur nicht-kompensierter Fehler in der Amplitudencharakteristik des Kammfilters 18. Diese Korrektur ist in Fig. 2 durch die Kurve gezeigt, die eine +2 dB-Spitze bei der Frequenz von etwa 2,5 MHz hat. Als Folge wird der nichtkorrigierte Kammf ilterausgang (Kurve 4) auf die Kurve 6 abgeflacht, die im wesentlichen konstant bis hinauf zu einer Frequenz von etwa 4,2 MHz ist, dem vollen Ausmaß des Luma-Bandes in der NTSC-Norm. Der Prozessor 26 enthält übliche Schaltungen zur Ausübung von Funktionen wie Chroma-Demodulation, Farbton- und Sättigungsregelung, und Matrixbildung zur Erzeugung eines geeigneten regionalen Ausgangs (z.B. RGB) zur Anzeige auf der Anzeigeeinheit 36.
• Die Korrekturschaltung 34 (gestrichelt umrandet) enthält einen Eingang 40, der mit dem Ausgang 38 der Luma-Verzögerungseinheit 32 (z.B. 300 Nano-Sekunden) verbunden ist, und sie enthält einen Ausgang 42, der mit dem Eingang 28 des Prozessors 26 verbunden ist. Intern enthält die Einheit 34 eine Parallel-Resonanzschaltung, die aus einer Induktivität L1 und einem Kondensator C1 besteht, die gemeinsam mit Anschlüssen 40 und 42 an einem Ende und am anderen Ende mit Masse über einen Widerstand R3 verbunden sind. Repräsentative Werte für L1, Cl und R3 sind 100 Mikro-Henry, 39 Pico-Farad und 8200 Ohm. Die Schaltung liefert die in Fig. 2 dargestellte Luma-Signalanhebung von etwa 2 dB als Kurve 5, die die Gesamtkurve 6 auf weniger als 1 dB über dem gesamten Luma-Band wie dargestellt abflacht.
• Es wird hier erkannt, daß die vom vorliegenden Erfinder vorgesehenen wesentlichen Verbesserungen der Funktion des Kammfilters bei dem bekannten Empfänger von Fig. 1 auf einen noch höheren Funktionsstandard verbessert werden können. Insbesondere wurde entdeckt, daß bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Beispiel eine leichte Bildunschärfe auftreten kann.
• Die vorliegende Erfindung besteht in: (1) Entdeckung des Vorhandenseins des Problems der Bildverzerrung bei dem bekannten Empfänger, (2) Entdeckung des Grundes des Problems und (3) Entdeckung von Lösungen, die sowohl technisch wirksam als auch kostenmäßig wirksam sind.
• Es wurde gemäß der Erfindung gefunden, daß der Grund dieses Problems auf den spezifischen Punkt in dem bekannten Empfänger 10 bezogen ist, wo die Luminanzsignal-Amplitudenkorrekturschaltung 34 angeschlossen ist. Insbesondere wurde gefunden, daß der Anschluß der Schaltung 34 Reflexionen in der Verzögerungsleitung 32 bewirkt. Der sichtbare Effekt dieser Reflexionen oder "Bildverdoppelung" ist die Bildung von Doppelbildern oder Geisterbildem mit sehr geringem Versatz relativ zum Hauptbild, die somit sichtbar als Unschärfe in Erscheinung treten.
• Es gibt zwei technische Gründe, daß die Verzögerungsleitung 32 eine Bildverdoppelung bewirkt. Genauer gesagt zeigt die Verzögerungskorrekturschaltung 34 eine frequenzabhängige Impedanz änderung, da sich die Impedanz der Elemente L1 und Cl mit der Frequenz ändert. Die Luminanz-Verzögerungsschaltung 32 ist jedoch eine übliche analoge Verzögerungsleitung und damit empfindlich für Änderungen der Impedanz ihrer Quelle und Lastelemente. Wenn die Schaltung 34 unmittelbar mit dem Lastwiderstand R2 der Verzögerungsleitung 32 verbunden wird, ändern sich somit die wirksame Lastimpedanz mit der Frequenz, wodurch frequenzabhängige Laständerungen für die Verzögerungsleitung 32 bewirkt werden.
• Eine Lösung zur Vermeidung des oben erwähnten Problems der Verzögerungsleitungs-Reflexion ist die Verwendung eines Isolationsverstärkers als Puffer zwischen der Verzögerungsleitung und der frequenzabhängigen Impedanz der Korrekturschaltung. US-Patent US-A-4,158,852 zeigt ein Beispiel für die isolierende Einfügung eines Verstärkers zwischen einer Verzögerungsleitung und einem Korrektur-Netzwerk mit einer frequenzabhängigen Impedanz.
• Gemäß den Prinzipien der Erfindung werden die Reflexionen unter Verwendung vorhandener Empfängerkomponenten ohne die Notwendigkeit für einen Isolationsverstärker verhindert.
• Gemäß der Erfindung ist ein Fernsehempfänger vorgesehen, umfassend: eine Quelle mit einem Ausgang, der ein anzuzeigendes Videosignal liefert; eine Anzeigevorrichtung mit einem Eingang zum Empfang des Videosignals; einen Schaltungsweg mit einem Kammfilter und einer Verzögerungsleitung, die in der angegebenen Reihenfolge zwischen dem Ausgang der Quelle und dem Eingang der Anzeigevorrichtung liegen; und eine Kammfilter-Korrekturschaltung in dem Weg, um Amplitudenänderungen des Kammfilters zu korrigieren; wobei die Korrekturschaltung frequenzabhängige Impedanzänderungen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsweg erste Verbindungsmittel, die die Korrekturschaltung zwischen den Ausgang der Quelle und einen Eingang des Kammfilters schalten und zweite Verbindungsmittel, die einen Ausgang der Verzögerungleitung mit dem Eingang der Anzeige verbinden, enthält, um die Impedanz änderungen der Kammfilter-Korrektur schaltung daran zu hindern, Reflexionen in der Verzögerungsleitung zu verursachen.
• Die Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In den Zeichnungen stellen dar:
• Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines bekannten Empfängers mit Korrektur der Charakteristik eines Kammfilters, das ein Glasverzögerungsleitungselement verwendet;
• Fig. 2 ein Diagramm der Charakteristik eines bekannten Kammfilters, das ein Glasverzögerungselement verwendet,- wobei von einem Filterhersteller und einem Empfängerhersteller verwendete Korrekturkurven zur Korrektur von Amplitudenfehlern des Kammfilters veranschaulicht sind:
• Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines die Erfindung verkörpernden Fernsehempfängers.
• Die den Stand der Technik wiedergebenden Fig. 1 und 2 sind oben in Einhelheiten erläutert-worden.
• Der Empfänger 600 in Fig. 3 ist eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform der Erfindung verwendet vorhandene Empfängerschaltungen zur Lösung des neu entdeckten Problems, ohne daß die Verwendung eines Isolationsverstärkers erforderlich ist.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist die Kammfilter-Korrekturschaltung in Einzelheiten wiedergegeben. Insbesondere wurden in dem Empfänger 10 von-Fig-.1 die folgenden Änderungen vorgenommen, um den Empfänger 600 von Fig. 3 auszuführen:
• (1) der Ausgang 38 der Luma-Verzögerungsleitung 32 wurde unmittelbar (mittels der Verbindung 602) mit dem Eingang des Y-C-Prozessors 26 verbunden; und
• (2) die Kammfilter-Korrekturschaltung 34 wurde zwischen den Ausgang 20 des Video-Schalters 14 und den Eingang des Kammfilters 18 gelegt.
• Genauer gesagt ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Ausgang 20 des Videoschalters 14 mit dem Eingang 40 der Kammfilter-Korrekturschaltung 34 verbunden, deren Ausgang 42 mit dem Eingang des Kammfilters 18 verbunden ist. Durch diese Verbindung werden die Quellen- und Abschluß-Impedanzen der Luminanzsignal-Verzögerungsleitung 32 nicht durch Impedanzänderungen mit der Frequenz der Kammfilter-Korrekturschaltung 34 beeinflußt, und somit wird das Bildunschärfeproblem mit den oben genannten technischen und wirtschaftlichen Vorteilen gelöst. Bei dieser neuen Anordnung der Schaltung 34 sind typische Werte der Elemente L1, Cl und R3 47 Mikro-Henry, 82 Pico-Farad und 1500 Ohm. Es wurde auch ein Reihen-Eingangswiderstand R5 (z.B. 390 Ohm) hinzugefügt, und die L-C-Elemente L1, C1 sind mit einem Versorgungsanschluß 13 und nicht mit Masse verbunden. Der so geschaffene Gleichstromweg (L1, R3, R5) liefert vorteilhafterweise die Gleich-Vorspannung zum Eingang des Kammfilters 18, das einen Eingangsverstärker verwendet, der durch die Videosignal-Gleichstrom-Eingangskomponente vorgespannt wird. Vorteilhafterweise beseitigt die von der Korrekturschaltung 34 zugeführte Gleich- Vorspannung die Notwendigkeit für ein getrenntes Vorspannungs- Netzwerk und einen Block-Kondensatur für das Kammfilter 18.

Claims (3)

1.) Femsehempfänger, umfassend:

eine Quelle (14, 20) mit einem Ausgang, der ein anzuzeigendes Videosignal liefert;

eine Anzeigevorrichtung (36, 26) mit einem Eingang (28) zum Empfang des Videosignals;

einen Schaltungsweg mit einem Kammfilter (18) und einer Verzögerungsleitung (32), die in der angegebenen Reihenfolge zwischen dem Ausgang der Quelle und dem Eingang der Anzeigevorrichtung liegen, und

eine Kammfilter-Korrekturschaltung in dem Weg, um Amplitudenänderungen des Kammfilters zu korrigieren, wobei die Korrekturschaltung frequenzabhängige Impedanzänderungen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß

der Schaltungsweg erste Verbindungsmittel, die die Korrekturschaltung (34) zwischen den Ausgang der Quelle und einen Eingang des Kammfilters (18) schalten, und zweite Verbindungsmittel (602), die einen Ausgang (38) der Verzögerungsleitung mit dem Eingang (28) der Anzeigevorrichtung verbinden, enthält, um die Impedanzänderungen der Kammfilter-Korrekturschaltung daran zu hindern, Reflexionen in der Verzögerungsleitung zu verursachen.

2.) Femsehempfänger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: einen Versorgungsanschluß (43) und Mittel, die den Versorgungsanschluß mit der Korrekturschaltung (34) verbinden, um dem Eingang des Kammf ilters eine Gleichstrom-Vorspannung (über L1, R3) zuzuführen.

3.) Fernsehempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung einen ersten Widerstand (R3) enthält, der in Reihe mit einer Induktivität (L1) zwischen dem Versorgungsanschluß (43) und dem Eingang des Kammfilters geschaltet ist;

daß ein Kondensator (C1) parallel zu der Induktivität geschaltet ist; und

daß ein zweiter Widerstand (R5) zwischen dem Ausgang der Quelle und dem Eingang des Kammfilters liegt.