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Gebiet der Technik
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Behandlung
von Video-Farbsignalen mit Chrominanz-Verzögerungszeilen.
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Stand der Technik
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Die
Demodulierung von Chrominanzsignalen der Fernerseh-Standards PAL oder
SECAM erfordert die Verwendung von Verzögerungsleitungen (64 μs) einer
Zeile. Bei PAL erfüllt
eine solche Verzögerungsleitung den
Zweck, die Phasenfehler zwischen den Chrominanzsignalen U und V
auszugleichen, und bei SECAM erfüllt
sie den Zweck, die Kontinuität
der Signale zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen wiederherzustellen.
Herkömmlicherweise
wird eine solche Verzögerungsleitung,
die dabei eine piezo-akustische Verzögerungsleitung sein kann, als
Unter-Trägerwelle
vor der Demodulierung eingefügt.
Hingegen funktioniert bei den integrierten Ausführungen diese Verzögerungsleitung
allgemein im Basisband und wird nach der Demodulierung eingefügt.
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Die 1,
die der 1 des Bezugsdokuments [1] am Ende der Beschreibung
entspricht, veranschaulicht schematisch einen Chrominanz-Demodulator
mit Verzögerungsleitung
im Basisband nach dem Stand der Technik. Dieses Dokument [1] beschreibt
eine Schaltung mit Verzögerungsleitung
im Basisband mit geschalteten Kapazitäten, die für Chrominanz-Decodierer verwendet
wird.
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Das
in 1 dargestellte System umfasst ein Tiefpaßfilter 10,
welches das Verbund-Videosignal CVBS ("Composite Video Broadcasting Signal") empfängt und
das CH-modulierte
Chrominanzsignal liefert. Ihm folgt der Chrominanz-Decodierer 11,
dessen beide Ausgänge
R-Y und B-Y mit zwei Verzögerungsleitungen 12 und 13 mit
einer Verzögerung
von 64 μs
oder der Dauer einer Zeile verbunden sind. Der Eingang und der Ausgang
jeder dieser Verzögerungsleitungen
ist mit zwei Eingängen
einer Addierschaltung 14 und 15 verbunden. Eine
Verzögerungsleitung,
die auf diese Weise einer Addierschaltung zugeordnet ist, bildet
ein sogenanntes Kammfilter (filtre en peigne). Die Maxima eines
solchen Filters sind ganzzahlige Vielfache der Leitungsfrequenz
und die Minima sind halbe Vielfache derselben.
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Diese
Schaltung mit Verzögerungsleitung,
die in 1 dargestellt ist und die die Rolle des Kammfilters und
des Leitungsspeichers für
die PAL- und SECAM-Standards spielt, kann auf integrierte Weise
hergestellt werden. Wie in Dokument [1] beschrieben ist, kann jede
Verzögerungsleitung
eine Verzögerungsleitung
mit geschalteten Kapazitäten
sein. Diese Leitung wird hierbei durch Mehrfach-Abtastung realisiert
und wird von einer auf Leitungsfrequenz geregelten Taktuhr zeitlich
geschaltet. Die Verwendung eines Abtastsystems erfordert hierbei
eine kontinuierliche Filterung vor (Vorfilterung) und nach der Abtastung.
Die Vorfilterung (oder Faltungsverhinderungsfilter) (filtre antirepliement)
ist in 1 nicht dargestellt. Bei dieser Schaltung wird
das zu verzögernde
Signal hierbei abgetastet und dann ungefähr um eine Zeilendauer in der
Verzögerungsleitung
verzögert.
Ein kontinuierliches Filter ermöglicht
anschließend
die Eliminierung von Taktuhr-Rückständen. Die
Hinzufügung
des um eine Zeilendauer verzögerten
Signals zu dem nicht abgetasteten Eingangssignal erzeugt die Kammfilter-Funktion.
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Die
Schaltung der 1 gestattet es, die folgenden
Vorteile zu erzielen:
- – bei PAL gestattet sie die
Reduktion der Interferenzen zwischen Farbunterschiedssignalen;
- – bei
SECAM ermöglicht
sie die Reduktion der Diaphotie (Interferenzen zwischen Signalen
von Chrominanz-Unterträgerwellen
bei nicht vorhandener Farbe, Ursachen von Moiréwirkung);
- – bei
NTSC gestattet sie die Zurückweisung
von Luminanz-Resten.
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Eine
solche Schaltung ist also mit allen Standards kompatibel.
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Das
Dokument [2] beschreibt einen automatischen und integrierten Mehrstandard-Chrominanzdecodierer,
der ein BICMOS-Verfahren einsetzt, welches bipolare Schaltungen
und CMOS kombiniert. Er beschreibt auch eine Chrominanz-Verzögerungsleitung
im Basisband mit einer Reihe von 192 Kondensatoren, die nacheinander
durch einen sequentiellen Impulsgenerator geschaltet werden. Diese
192 Kondensatoren werden sequentiell dank einem Schieberegister
mit 192 Stufen, einer Schreibleitung und anschließend 64 μsec später mit
einer Leseleitung geschaltet. Diese Leitungen sind durch eine phasenstarre
Schleife (PLL) mit 6 MHz, die auf die Leitungsfrequenz geschaltet
ist, synchronisiert.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist es also bekannt, ein analoges
Tiefpassfilter 20 der Größenordnung 2 nach 4 stromab
der in 1 dargestellten Verzögerungsleitung 12 anzuordnen.
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Die
von diesem Filter 20 eingebrachte Verzögerung muß hierbei bei der von der Verzögerungsleitung eingebrachten
Gesamtverzögerung
berücksichtigt
werden. Eine solche Ausführung
ist in Dokument [1] dargestellt.
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Da
die von der eigentlichen Verzögerungsleitung 12 eingebrachte
Verzögerung
mit der Taktuhrfrequenz verknüpft
ist, müssen
die Spezifikationen dieses Filters 20 gleichzeitig sequentiell
und temporal sein. Diese Zwänge
machen ihre Konzipierung schwierig und mit Kompromissen behaftet.
Der schwerwiegendste dieser Kompromisse betrifft die Differential-Impulsdauer:
Da der direkte Weg (ohne Verzögerungsleitung)
nicht die gleiche Filterung erfährt,
sind die Impulsdauern des direkten Weges und des verzögerten Weges
unterschiedlich. Da die Übergangszeiten
(Anstiegszeit und Abstiegszeit) des direkten Weges besser sind als
die des verzögerten
Weges, erfährt
das Bild eine Zeile für
Zeile sichtbare Verschlechterung, vor allem bei SECAM (rot-blaue Einkerbung,
die als "FL/2" (Zeilenfrequenz/2)
oder als "Mäusezähne" bezeichnet wird).
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen,
indem ein System vorgeschlagen wird, bei dem die Impulsdauer bzw.
das Ansprechverhalten der direkten und verzögerten Wege ausgeglichen ist.
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Abriss der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System gemäß Anspruch
1 zur Behandlung von Videosignalen, welche die Demodulierung von
PAL- oder SECAM-Fernsehsignalen mit Chrominanz-Verzögerungszeilen
gestattet, wobei dieses System eine erste und eine zweite Verzögerungsleitung
umfasst, die jeweils Ausgangssignale eines Chrominanz-Demodulators
empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der ersten und zweiten
Verzögerungsleitung
jeweils mit einem ersten Eingang einer ersten und einer zweiten
Additionsschaltung über
ein erstes Tiefpass-Glättungsfilter
verbunden sind, und die Eingänge
der ersten und der zweiten Verzögerungsleitung
jeweils mit einem zweiten Eingang der ersten und zweiten Additionsschaltung über ein
zweites Tiefpassfilter mit kontinuierlichem Ausgleich verbunden
sind. Dieses zweite Filter erfüllt
die Funktion des Ausgleichs der Impulsantwort bzw. des Impuls-Ansprechverhaltens.
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In
einer zweiten Ausführungsform
umfasst das System der Erfindung für jede Verzögerungsleitung ein drittes
Filter, das zwischen dem Ausgang der Verzögerungsleitung und dem ersten
Eingang der entsprechenden Additionsschaltung angeordnet ist, sowie
ein viertes Tiefpassfilter, das am Ausgang der Additionsschaltung
angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das dritte Filter ein Voll-
bzw. Hochpassfilter, das den Ausgleich der von dem ersten Filter
auf dem direkten Weg eingebrachten überschüssigen Verzögerung gestattet, ohne den Frequenzverlauf
zu modifizieren. Das vierte Filter bringt eine komplementäre Zurückweisung
der Abtastrückstände und
der Unterträgerwellen
ein.
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Die
Erfindung betrifft auch eine integrierte Schaltung zur Behandlung
von Fernsehsignalen, welche das oben definierte System umfasst.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 einen
Chrominanz-Demodulator mit Verzögerungsleitung
im Basisband nach dem Stand der Technik,
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2 eine
Ausführungsvariante
des Demodulators der 1,
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3 eine
erste Ausführungsform
des Systems der Erfindung, und
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4 eine
zweite Ausführungsform
des Systems der Erfindung.
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Darstellung von Ausführungsformen
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, umfasst das System der Erfindung einen
ersten Abtastweg, der mindestens ein kontinuierliches Tiefpassfilter 20 zur
Glättung
und zur Zurückweisung
von Taktuhr-Rückständen umfasst,
und einen zweiten, nicht-abgetasteten Weg, in den gemäß der Erfindung
ein kontinuierliches Tiefpassfilter 21 zum Ausgleich eingebracht
wird, so dass das Ansprechverhalten bzw. die Impulsdauer dieser
beiden Wege ausgeglichen wird.
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Die
Einführung
dieses Tiefpassfilters 21 führt jedoch zu einer zusätzlichen
Verzögerung.
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Eine
zweite Ausführungsform
des Systems der Erfindung gestattet den Ausgleich dieser Verzögerung auf
folgende Weise:
- •Dem verzögerten Weg wird eine Verzögerung hinzugefügt, da diese
die Verzögerungsdifferenz
zwischen den beiden Wegen ist, die präzis auf 64 μs eingestellt werden muß. Dieses
Resultat ist auch durch Anpassung der Parameter des Filters 20 des
verzögerten
Wegs erreichbar, jedoch besteht dabei das Risiko, dass dieser nicht
mehr den anfänglichen
Anforderungen genügt.
- • Die
Gesamtverzögerung
des direkten Weges wird minimiert, da sie ungünstige Konsequenzen für die Konzipierung
der Luminanzschaltungen des Fernsehapparats hat.
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Diese
zweite Ausführungsform,
die in 4 dargestellt ist, setzt vier Filter 20, 21, 22 und 23 ein.
Sie gestattet die Steuerung aller Parameter.
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Diese
Filter sind die folgenden:
- – das Tiefpassfilter 20 ist
das Glättungsfilter;
- – das
Tiefpassfilter 21 zur Kompensierung ist das Ausgleichsfilter
der Impulsdauer bzw. des Ansprechverhaltens;
- – das
Filter 22 ist ein Voll- bzw. Hochpassfilter zur Anpassung
der Gesamtverzögerung,
welche einen Ausgleich der von dem Filter 21 auf dem direkten
Weg eingebrachten überschüssigen Verzögerung gestattet, ohne
das Ansprechverhalten zu modifizieren;
- – das
Tiefpassfilter 23 ist ein zusätzliches Filter zum Zurückweisen
von Rückständen der
Taktuhr und der Unter-Trägerwelle.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die erste Ausführungsform
des Systems der Erfindung in eine komplexe Schaltung zur Behandlung
von Fernsehsignalen eingegliedert. Die Abtastfrequenz beträgt 3 MHz,
das Tiefpassfilter 20 ist vom Butterworth-Typ der Größenordnung
4 mit einer Grenzfrequenz von 1 MHz, das Tiefpass-Ausgleichsfilter 21 ist
ein Filter erster Größenordnung
mit einer Grenzfrequenz von 2 MHz.
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Hierbei
werden die folgenden Vorteile für
Eingangssignale erreicht, deren Übergangszeiten
bei 300 nS liegen:
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Auf
diese Weise werden trotz der Verwendung von nur zwei Filtern 20 und 21 die
Leistungen des in 3 dargestellten Systems der
Erfindung gegenüber
dem in 2 dargestellten vorbekannten System stark verbessert.
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REFERENZEN
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- [1] "Switched
Capacitor Chrominance Base-Band Delay Lines for Colour Decoders" von Waj Van Gurp,
Ajj Boudewijns und Afcw Van Keeken (IEEE Transactions On Consumer
Electronics, Vol. CE-33, Nr. 3, August 1987)
- [2] "A full
Integrated Automatic Multistandard Chroma Decoder" von Michel Imbert,
Gérard
Bret, Regis Lemaitre und Pascal Debaty) IEEE Transactions On Consumer
Eletronics, Vol. 37, Nr. 3, August 1991).
