DE937779C - Verfahren zur Unterdrueckung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignalen.

Es ist bekannt, daß zur Wiedergabe eines Fernsehbildes im Signal die dem Helligkeitsmittelwert entsprechende sogenannte Gleichstromkomponente enthalten sein muß.

Die Mitübertragung der Gleichstromkomponente, die der Frequenz Null beliebig benachbarte Frequenzen enthalten kann, bereitet nun gewisse Schwierigkeiten. Bei der Übertragung des Signals nämlich in seiner ursprünglichen Frequenzlage werden RC-Verstärker verwendet, die für den Gleichstrommittelwert als Hochpaß wirken. Diese RC-Verstärker haben zur Folge, daß die Einstellung auf den Mittelwert durch einen Einschwingvorgang erfolgt. Diesen Einschwingvorgang kann man durch die sogenannte Schwarzsteuerung später wieder aus dem Signal entfernen. Zur Schaffung definierter Verhältnisse ist es aber erforderlich, daß für den RC-Verstärker tiefe Grenzfrequenzen gewählt werden müssen, wodurch konstruktive und betriebliche Nachteile hervorgerufen werden.

Ferner ist es bekannt, bei trägerfrequenten Übertragungen das sogenannte Restseitenbandverfahren anzuwenden. Dieses stellt aber große Anforderungen an einen eventuellen Trägerzusatz im Kabelbetrieb.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Nach der Erfindung ist ein Verfahren zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignalen geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der

Mittelwert je Zeile durch elektrische Integration ermittelt, ein dem Endwert dieser Integration je Zeile entsprechendes Rechtecksignal hergestellt, das dem Mittelwert entsprechende Signal von dem die Gleichstromkomponente enthaltenden verzögerten Signal abgezogen und das Eingangssignal um die Integrationsdauer verzögert wird.

In Verfolg des Erfindungsgedankens wird das Ergebnis der Integration nach jeder Zeile gelöscht und kann das Ergebnis auch für die Zeilendauer gespeichert werden. ■ «

Erfindungsgemäß kann die Subtraktion auch durch eine getastete Schwarzsteuerung erfolgen, deren Bezugsspannung durch das Integrationsergebnis gesteuert wird. Vorteilhafterweise erfolgt die Verzögerung des Eingangssignals durch elektrische Laufzeitketten bzw. Ultraschallaufzeiten. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele darstellen, näher er_ao läutert.

Fig. ι: A bis D zeigen Signale und Kurvenzüge zur Erklärung der Wirkungsweise der Erfindung; Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels ;

₂g Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ist ein ausführlicheres Schaltbild für ein anderes Ausführungsbeispiel;

Fig. S zeigt die zu Fig. 4 gehörigen Spannungsverlaufe.

Fig. ι zeigt in der Zeile A ein Signal, das aus einer Reihe von schwarzen und einer Reihe von weißen Zeilen besteht. Dieses Signal kann man auffassen als ein reines Wechselstromzeichen gemäß Zeile B, dem ein die richtige Mittelwertslage darstellendes Signal, Zeile C, die sogenannte Gleichstromkomponente, hinzugefügt ist.

Die Mitübertragung des. Signals C, das der Frequenz Null beliebig eng benachbarte Frequenzen enthält, bereitet nun hauptsächlich in zwei Fällen Schwierigkeiten.

Die eine Schwierigkeit besteht darin, daß bei der Übertragung des Signals in seiner ursprünglichen Frequenzlage (sogenanntes Video-Signal) i?C-Verstärker verwendet werden, die für den Anteil C als Hochpaß wirken. Der RC-Verstärker muß auf den Mittelwert Null einschwingen, so daß sich etwa ein Signal D ergibt. Dieser Einschwingvorgang kann später durch sogenannte Schwarzsteuerungen wieder aus dem Signal entfernt werden. Diese Steuerungen korrigieren den Momentanwert am Ende jeder Zeile, können aber die durch den Einschwingvorgang hervorgerufene Schrägstellung des Signals innerhalb einer Zeile nicht rückgängig machen. Der Einschwingvorgang muß also so langsam verlaufen, daß die durch ihn hervorgerufene Abschattierung nur wenige Prozente der Helligkeit ausmacht. So ergeben sich trotz der Schwarzsteuerungen sehr tiefe Grenzfrequenzen deri?C-Verstärker mit ihren konstruktiven und betrieblichen Nachteilen.

Eine andere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß bei trägerfrequenten Übertragungen das Signal C die Anwendung des Einseitenbandverfahrens verbietet, weil zwischen Träger und tiefster Modulationsfrequenz kein Platz für die Flanke eines Einseitenbandfüters vorhanden ist. Einen Kompromiß schafft das sogenannte Restseitenbandverfahren, das zwar Frequenzband spart, aber große Forderungen an einen eventuellen Trägerzusatz im Kabelbetrieb stellt.

Grundsätzlich ist die Mitübertragung des Signals C nicht erforderlich, da das Signal B die gesamte erforderliche Information über die Lage des Mittelwertes in Form einer Impulsamplitudenmodulation enthält. Aus dieser Auffassung folgt auch, daß Frequenzen bis zur halben Zeilenfrequenz grundsätzlich nicht übertragen zu werden brauchen, da eine Impulsamplitudenmodulation Modulationsfrequenzen bis zur halben Impulsfrequenz ver- arbeitet. Im vorliegenden Fall ist klar, daß jeder Impuls eine Information über den Mittelwert der ihm zugeordneten Zeile liefert, so daß schwarze und weiße Zeilen einander abwechseln können (halbe Zeilenfrequenz).

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, aus dem Signal A das Signal B zu gewinnen unter Vermeidung von Einschwingvorgängen eines Hochpasses, wie im Signal D. In Fig. 2 bedeutet 1 eine Quelle von, Fernsehsignalen A (z. B. Kamera oder g₀ Abtaster), 2 eine bekannte Anordnung, die nach Unterdrückung des Bildinhaltes aus den Synchronisierimpulsen die für die weitere Anordnung nötigen Steuerimpulse liefert. Das Signal wird zwei getrennten Wegen zugeführt, von denen der eine, 3, das Signal um die Dauer einer Zeile verzögert, und zwar mit Hilfe bekannter technischer Mittel (Laufzeitkette, Ultraschallaufzeit) und den dabei auftretenden Amplitudenverlust .durch die Verstärkung 4 ausgleicht. Auf dem anderen Wege erfolgt in 5 die Feststellung des Mittelwertes einer Zeile. Dieser wird am Ende der Zeile abgefragt und mit der Speichereinheit 6 gespeichert. Das Integrationsergebnis in 5 wird gelöscht, so daß die Anordnung für die nächste Zeile bereitsteht. Am Ausgang von 6 ergibt sich somit ein treppenförmiges Signal C, das in geeigneter Polarität mit dem Ausgangssignal A von 4 zum gewünschten Signal B addiert wird (7).

Diese Addition kann auch dadurch erfolgen, daß man die übliche getastete Schwarzsteuerung in ihrer Wirkungsweise umkehrt. Während normalerweise eine Schwarzsteuerung dazu dient, z. B. inr Signal D die Schwarztreppen auf einen festen Wert zu verschieben, so daß wieder das Signal A entsteht, kann man umgekehrt durch eine Schwarzsteuerung mit veränderlicher Bezugs spannung (z. B. C) aus dem Signal^ das Signal B gewinnen. Eine solche Anordnung ist in. Fig. 3 dargestellt. Die der Fig. 2 entsprechenden gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Additionsstufe 7 ist durch eine Schwarzsteuerung 8 ersetzt. Ein ausführliches Schaltungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt, während Fig. 5 die wichtigsten Spannungsverläufe an den entsprechend bezeichneten Schaltungselementen wiedergibt.

In Fig. 4 stellen die Einzelaggregate i, 2, 3, 4 die oben bereits näher erläuterten üblichen Schalteinrichtungen dar. Das Signal A wird einer Röhre R₁ zugeführt, wobei z. B. durch eine getastete Schwarzsteuerung B₁ dafür gesorgt ist, daß A₁ bei schwarzen Bildstellen gesperrt ist (Spannung U₀). C₁ sei auf die Batteriespannung aufgeladen. Im Verlauf einer Zeile wird nun C₁ durch die Bildsignale an ^₁ entladen, so daß nach Ablauf einer Zeile die Spannung an C₁ um einen dem Mittelwert des Bildsignals entsprechenden Betrag gesunken ist. In gleicherweise hat sich die Kathodenspannung der Röhre R₃ geändert, deren Kathodenkreis als Quelle kleinen Innenwiderstandes für die nachfolgende Schaltung arbeitet.

Nach Beendigung der Integration wird die Momentanspannung an C₁ bzw. Kathode R₃ abgefragt, indem durch einen Impuls am Gitter i?₄ die Diodenbrücke B₂, die als bipolar leitfähiger Schalter arbeitet, getastet wird und dadurch C₂ auf die Spannung von C₁ aufge- oder entladen wird. Kurz danach wird durch einen Impuls an R₂ der Kondensator C₁ wieder auf Batteriespannung aufgeladen und steht damit für die Integration der nächsten Zeile bereit. Da die Zeitkonstante von C₂ groß gegen die Dauer einer Zeile ist, bleibt dessen Ladung bis zur nächsten Abfrage erhalten. Es ergibt sich also ein dem Mittelwert treppenförmig folgender Spannungsverlauf. Eine getastete Schwarzsteuerung B₃ verschiebt nun entsprechend diesem Signal die Schwarz werte des ihr zugeführten, um eine Zeile entsprechend der Integrationsdauer verzögerten Signals A, so daß das gewünschte Signal B entsteht.

Bei Verwendung einer getasteten Schwarzsteuerung kann unter Umständen die Zwischenspannung an C₂ fortfallen und direkt die Spannung an C₁ bzw. der Kathode von R₂ als Bezugsspannung verwendet werden, da sie nur kurzzeitig benötigt wird.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert je Zeile durch elektrische Integration ermittelt, ein dem Endwert dieser Integration je Zeile entsprechendes Rechtecksignal hergestellt, das dem Mittelwert entsprechende Signal von dem die Gleichstromkomponente enthaltenden verzögerten Signal abgezogen und das Eingangssignal um die Integrationsdauer verzögert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnis der Integration nach jeder Zeile gelöscht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnis der Integration für eine Zeilendauer gespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktion durch eine getastete Schwarzsteuerung erfolgt, deren Bezugsspannung durch das Integrationsergebnis gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung des Eingangssignal durch elektrische Laufzeitketten bzw. Ultraschallaufzeiten erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 509 616 1.56