FI75712B - Koppling foer analog/digital-omvandling av en faergtelevisionssignal. - Google Patents

Description

1 75712

KYTKENTÄ VÄRITELEVISIOSIGNAALIN ANALOGIA/DIGITAALI-MUUNNOSTA VARTEN

Väritelevisiossa siirretään tunnetusti kuvantoistossa kolme signaalia, nimittäin mukautuva 1uminanssisignaa1i Y ja 5 molemmat värierosignaalit B-Y ja R-Y. Y1eisradioväritelevi- siossa siirretään 1uminanssisignaali Y kuvakantoaal1 on amlitu-dimoduloinnin avulla ja molemmat värierosignaalit värikanto-aallon kvadratuurimoduloinnin avulla.

Kun siirtotiellä tapahtuu digitaalinen signaalisi irto, on 10 nämä kolme analogista signaalia muunnettava A/D-muuntimi11 a digitaalisiksi signaaleiksi. Esimerkkinä tällaisesta digitaalisesta signaalinsiirrosta on niin kutsuttu "timeplex"-järjestelmä väri televisiosignaalien siirtämiseksi tai tallentamiseksi, kuten on esitetty julkaisussa "Fernseh- und 15 Kinotechnik" 1983, s. 187-196 ja etenkin s. 193-194. Tässä järjestelmässä supistetaan siirtoa tai tallennusta varten kaikki signaalit ajallisesti ja laajennetaan siirron ja tallennuksen jälkeen jälleen ajallisesti. A/D-muunnos ja D/A-muunnos on tällöin tarpeen, koska aikasupistusta ja 20 aikalaajennusta varten toimivat tahdistetut muistit käsit-" televät digitaalisia signaaleja. "Timeplex"-järjestelmässä ; siirretään tai tallennetaan juovasta juovaan vuorotellen toisaalta aikasupistettu värierosignaali (B-Y) ja aika-supistettu 1uminanssisignaali Y ja toisaalta aikasupistettu 25 värierosignaali (R-Y) ja aikasupistettu luminanssisignaali Y.

Signaalit Y, (B-Y), (R-Y) ovat amplitudiltaan toisistaan riippumattomia eikä niitä saa tästä syystä sekoittaa. Tästä syystä tarvitaan A/D-muunnossa sinänsä kolme erillistä 30 A/D-muunninta. Signaalien erilaisten amplitudien johdosta ei muuntimien käytettävissä olevaa ohjausaluetta voida aina käyttää täysin hyväksi, niin että etenkin pienissä signaaliamplitudeissa häirintäetäisyys muodostuu pieneksi.

2 75712

Keksinnön tehtävänä on tulla toimeen signaalien A/D-muun-nosta varten mahdollisimman pienellä muuntimien määrällä ja saada aikaan mahdollisimman hyvä, kulloinkin kyseessä olevasta signaaliamplitudista riippumaton muuntimien ohjaus-5 alueen hyväksikäyttö.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyllä keksinnöllä. Keksinnön edullisia edelleenkehitysmuo-toja on esitetty aiivaatimuksissa.

Patenttivaatimusten 2-6 mukaisessa keksinnön ensimmäi-10 sessä suoritusmuodossa lähdetään seuraavasta ajatuksesta:

Se, että molemmat värierosignaalit syötettäisiin peräkkäin yhteen ainoaan A/D-muuntimeen, ei yksinään muodostaisi tyydyttävää ratkaisua. Nimellistä värinkyllästymistä varten on (B-Y)-signaalil la 1,33 V:n maksimiamplitudi ja 15 (R-Y)-signaalil la 1,05 V:n maksimiamplitudi. Kun sitten (B-Y)-signaali käyttää täysin hyväksi A/D-muuntimen käytettävissä olevan ohjausalueen, (R-Y)-signaali käyttää ohjausalueen vain 80 prosenttisesti, niin että tälle signaalille muodostuu pienempi häiriöetäisyys. Jos toisaal-20 ta A/D-muunninta ohjattaisiin täysin (R-Y)-signaalilla, menisivät (B-Y)-signaalin korkeammat yli 1,05 V:n yläpuolella olevat signaaliarvot hukkaan. Tämä toimenpide yksinään tarvitsee siten vain yhden muuntimen värierosignaa-Teille, mutta on A/D-muuntimen hyväksikäytön ja häiriö-25 etäisyyden suhteen epätyydyttävä.

Se, että molemmat värierosignaal it saatetaan samalle maksimiampl itudil le ja syötetään erillisiin A/D-muuntimiin, ei yksinään saa myöskään aikaan tyydyttävää ratkaisua. Silloin käytetään tosin molempien A/D-muuntimien ohjaus-30 alue täysin hyväksi ja voidaan käyttää samoja A/D-muunti-mia. Tämä ratkaisu tarvitsee kuitenkin puolestaan kaksi A/D-muunninta molemmille värierosignaalei 11 e.

Vasta mainittu suoritusmuoto saa aikaan ratkaisun, joka

II

3 75712 toisaalta tarvitsee kahdelle värierosignaali11 e vain yhden ainoan A/D-muuntimen ja jossa tämän lisäksi molempien värierosignaalien kohdalla käytetään niiden erilaisesta maksimiamplitudista huolimatta optimaalisesti hy-5 väksi A/D-muuntimen ohjausalue. Siten saadaan A/D-muunti-melle ja molempien signaalien tämän jälkeen tapahtuvalle siirrolle optimaalinen häiriöetäisyys. Molempien väriero-signaalien samojen amplitudien johdosta voidaan siirtotiellä käyttää optimaalisesti olemassa olevia rajoittimia, 10 joita käytetään etenkin videonauhurissa, niin että saadaan aikaan optimaalinen signaalin häiriöetäisyys. Mieluummin saatetaan kaikki kolme signaalia, nimittäin Y, (B-Y) ja (R-Y) samalle maksimiamplitudi11 e, jotta kaikkia signaaleja varten voidaan käyttää samoja A/D-muuntimia.

15 Patenttivaatimusten 7-8 mukainen keksinnön toinen suoritusmuoto perustuu seuraavaan ajatukseen: Kun esim. signaalilla on pitkähkön aikajakson ajan vain pieni amplitudi, muuntimen käytettävissä olevaa ohjausaluetta ei käytetä täysin hyväksi. Jotta voitaisiin käyttää ohjausaluet-20 ta paremmin hyväksi ja saada aikaan parempi häiriöetäisyys, ·': korotetaan signaalin amplitudia niin paljon, että muunti men ohjausalue käytetään hyväksi ja häiriöetäisyys paranee siirrossa. Siirretty signaali on silloin sinänsä amplitu-diltaan vääristynyt. Samanaikaisesti siirretyn tunnussig-‘ 25 naalin avulla voidaan kuitenkin tämä amplitudinvääristymi- " nen mitätöidä jälleen toistopuol el 1 a, siis D/A-takaisin- muunnon jälkeen. Signaalien vahvistuksen ohjaus A/D-muuntimen edessä tapahtuu tällöin suhteellisen hitaasti, esim. useiden juovien tai useiden kenttien aikavakiolla.

30 Patenttivaatimusten 9-12 mukaisessa keksinnön kolmannessa suoritusmuodossa selvitetään kulloinkin määrätyn aikajakson, etenkin juovan signaalin maksimaalisesti esiin-tyvä amplitudi. Tästä saadaan aikajakson aikana vakio ase-tussuure. Tämä ohjaa signaalin vahvistusta niin, että sig- 4 75712 naali asettuu sen alkuperäisestä amplitudista riippumatta muuntimen ohjausalueel1 e. Tällöin tulkitaan siis kulloinkin signaaliosa yksittäin ja saatetaan aikajakson aikana vakiolla vahvistuksen muutoksella muuntimen ohjausalueelle.

5 Keksintöä selitetään seuraavassa piirustuksen avulla.

Piirustuksessa:

Kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäisen ja toisen suoritusmuodon esimerkkiä, ja

Kuviot 2 ja 3 esittävät keksinnön kolmannen suoritusmuo-10 don suoritusesimerkkiä.

Pinteessä 1 on 1 uminanssisignaali tahdistussignaalin (Y+S) kanssa, 1 V:n maksimiamplitudilla, jolloin maksimiampli-tudilla tarkoitetaan seuraavassa signaaliarvoa huipusta huippuun. Tämä signaali Y+S syötetään A/D-muuntimen 2 15 kautta kooderiin 3, joka syöttää siirtotietä U. Navassa 4 on värierosignaali B-Y ja sen maksimiamplitudi on 1,33 V. Tämä signaali saatetaan amplitudinsäätimel1ä 5 jakaja-kertoimella 0,75 1 V:n maksimiamplitudiin ja syötetään vaihtokytkimen 6 ensimmäiseen sisäänmenoon. Navassa 7 20 on (R-Y)-signaali ja maksimiamplitudi on 1,05 V. Tämä signaali saatetaan jakaja-asteessa 8 jakajakertoimel1 a 0,95 1 V:n maksimiamplitudiin ja syötetään vaihtokytkimen 6 toiseen sisäänmenoon. Vaihtokytkintä 6 ohjataan kooderil-la 4 puolijuovataajuisel1 a kytkentäjännitteellä 9 niin, 25 että juovasta juovaan vuorotellen signaali (B-Y) ja signaali (R-Y) saapuvat samalla maksimiamplitudilla A/D-muuntimeen 10. Muuntimen 10 digitaalinen ulostulosignaali saapuu samoin kooderiin 3. Siirtotien ϋ päässä on dekooderi 11, joka tuottaa digitaaliset ulostulosignaalit 30 signaaleille Y, (B-Y) ja (R-Y). Kooderi 3, siirtotie 0 ja dekooderi 11 muodostavat esim. videonauhureissa, joissa on "timeplex"-tal 1 ennus, aikasupistuksen tallennuksessa, itse tallennuksen ja aikalaajennuksen toistossa.

5 75712

Dekooderin 11 ulostulossa oleva digitaalinen luminanssi-ja tahdistussignaali muunnetaan D/A-muuntimel1 a 12 jälleen analogisesti luminanssi- ja tahdistussignaaliksi Y-S, joka on jälleen 1 V maksimiamplitudi11 a käytettävissä na-5 vassa 13. Dekooderin 11 signaalijonon B-Y, R-Y digitaalinen ulostulosignaali saapuu D/A-muuntimeen 14, jonka ulostulo on kytketty vaihtokytkimen 15 kautta juovasta juovaan vuorotellen amplitudinsäätimen 16 sisäänmenoihin tekijällä 1,33 ja amplitudinsäätimen 17 sisäänmenoihin 10 tekijällä 1,05. Tämä vaihtokytkentä tapahtuu puolijuova-taajuisella kytkentäjännitteel1ä 18 dekooderista 11. Navassa 19 on jälleen analoginen värierosignaali (B-Y) alkuperäisellä maksimiamplitudilla 1,33 V ja navassa 20 värierosignaal i (R-Y) alkuperäisellä amplitudilla 1,05 V.

15 (R-Y)-signaalin tiellä olevat säätimet 8, 17 voidaan mahdollisesti jättää pois, koska signaalin maksimiamplitudi poikkeaa 1 V:stä vain vähän.

Värierosignaalit syötetään vaihtokytkimen 6 ulostulosta tämän lisäksi porttiin 21, joka on ohjattu kooderista 3 .·. 20 tulevalla pulssilla 33 52 jjs : n juovanpiirron kestolla lä päiseväksi. Värierosignaali tasasuunnataan juovanpiirron aikana huippuarvontasasuuntaajalla 22 ja se tuottaa k o n -; densaattorissa 23 asetussuureen Us, jonka aikavakio on noin 100 ms. Tämä asetussuure Us ohjaa johdon 34 kautta 25 vahvistimen 24 vahvistusta värierosignaalien tiellä niin, että värierosignaalien maksimiamplitudi ottaa muuntimen 10 sisäänmenossa riippumatta alkuperäisestä amplitudista muuntimen 10 täyden ohjausalueen .

Oskillaattorissa 25 tuotetaan värikantoaalto, josta saa-30 daan avainnuspulssilla 35 portin 26 avulla väritahtisignaali jokaisen juovan alussa. Tämä väritahtisignaali 35 moduloidaan amplitudiltaan vahvistimessa 27 asetussuu-reella Us ja syötetään siirtotielle Ö. Väritahtisignaali 35 pidetään erossa dekooderista 11 portilla 32, joka on 6 75712 suljettu takimmaisen sammutuskynnyksen aikana, ja syötetään avainpulssi11 a 35 läpäiseväksi kytketyn portin 28 avulla vertailuasteeseen 29. Siinä amplitudia verrataan pitoarvonan-turin 30 pitoarvoon vertailuasteessa 29. Tämä tuottaa konden-5 saattorissa 37 asetussuureen Us. Tämä ohjaa vahvistimen 31 vahvistusta käänteisesti vahvistimen 24 vahvistusohjauksen suhteen siten, että värierosignaaleilla on vaihtokytkimen 15 sisäänmenossa jälleen niiden oikeat amplitudit. Kun esim. kuvan pienen värinkylIäisyyden johdosta värierosignaalei 1 la 10 (B-Y) ja (R-Y) on pitkähkön aikajakson ajan, joka käsittää useita kenttiä, pieni amplitudi, vahvistimen 24 vahvistusta lisätään asetussuureel1 a Us ja vahvistimen 31 vahvistusta vähennetään vastaavasti asetussuureel1 a Us, niin että signaalit navoissa 4 ja 19 tai vast. 7 ja 20 ovat jälleen yh-15 täpitäviä amplitudiltaan.

Kuviot 2 ja 3 esittävät amplitudinmuutoksen suoritusesimerk-kiä, joka muutos vaikuttaa kulloinkin vain yhden juovan ajan. Huippuarvontasasuuntaajassa 22 tulkitaan juovan n aikana välillä 11 -12 (B-Y)-signaa1in maksimiamplitudi, joka 20 on tässä 0,8 V. + 1 V:n ohjausaluetta ei siis tämän johdosta käytetä täysin hyväksi. Vertailuasteessa 40, jota syötetään vertai 1ujänniteasteesta 41, saadaan asetussuure Us.

Tämä on signaalin B-Y juovan n aikana maksimaalisesti esiintyvän amplitudiarvon mitta tai vast, tämän arvon (0,8 V) 25 ja muuntimen 10 ohjausalueen (1 V) välinen ero. Asetussuure Us tallennetaan muistilla 42 ja se säilyttää ensin vakion : arvonsa. Juovan n+1 aikana välillä t3-t4 esiintyy asetussuu re Us ohjattavan vahvistimen 24 sisäänmenossa, jolle syötetään signaali (B-Y) juovanviivästysasteen 43 kautta. Vahvis-30 tin 24 saa siis (B-Y)-signaalin juovasta n ja asetussuureen Us, joka on maksimiamplitudin mitta juovasta n. Asetussuure Us muuttaa vahvistimen 24 vahvistusta arvolla Δν niin, että nyt juovassa n+1 signaali (B-Y) ottaa täyden ohjausalueen A. Tällä tavalla tapahtuu juova juovalta vahvistimen 24 vah-

II

7 75712 vistuksen muutos ja siten signaalien amplitudin muutos muuntajan 10 sisäänmenossa siten, että jokaisessa juovassa signaalien maksimiamplitudi asettuu muuntimen 10 ohjaus-alueelle. Vahvistimen 24 sisäänmenossa on siis esitetty hyp-5 pymäinen asetussuure Usl, jonka arvo on kulloinkin juovan keston aikana vakio ja muuttuu tai voi muuttua juovasta juovaan. Juovan alussa sammutetaan siis asetussuure ajallisesti edeltävästä juovasta ja korvataan saadulla uuden juovan asetussuureel1 a. Asetussuure Us siirretään kuten 10 kuviossa 1 väritahtisignaalin 35 amplitudimodu1 oinnin avul1 a.

D/A-muunnon jälkeen toistopuolel 1 a tapahtuu, kuten kuviossa 1, vahvistimen 31 vahvistuksen muutos käänteisesti vahvistimen 24 vahvistuksen muutoksen suhteen niin, että vä-15 rierosignaalei 11 a on jälleen niiden alkuperäinen amplitudi.

Jos lähdetään siitä, että värisignaali muuttuu tuskin ollenkaan juovasta juovaan, niin juovan n amplitudinmittaus-arvo voi ohjata juovan n+2 värisignaaliamplitudia.

Keksinnön mukainen kytkentä on "timeplex"-järjestelmässä 20 erittäin tärkeä värierosignaalei 11 e, koska nämä supistetaan korkealla, arvoltaan noin 5 olevalla tekijällä ajallisesti ja laajennetaan. Keksintöä voidaan käyttää kuitenkin myös luminanssisignaalin Y yhteydessä A/D-muuntimen 2 täyttä ohjaamista varten.

25 Kuviossa 2 esitetty kytkin 6 voi samoin vaikuttaa vertailu jänni teasteeseen 41. Näin saadaan aikaan se, että maksimiampl itudin sovitusasteet 5, 8 korvataan kytkemällä juo-vittain vertai1utaso.

Claims (10)

7571 2 8

1. Kytkentä väritelevisiosignaalin analogia/digitaali-muunnosta varten, joka signaali sisältää kolmella erillisellä tiellä (1, 4, 7) 1uminanssisignaalin (Y), ensimmäisen ja 5 toisen värierosignaalin (B-Y, R-Y), jolloin värierosignaa-lit esiintyvät juovasta juovaan vuorotellen, tunnet-t u siitä, että analogia/digitaalimuuntimel1 e (10) syötetyn signaalin amplitudia ohjaa signaalin alkuperäisestä amplitudista johdettu asetussuure (Us) siten, että signaali 10 saa alkuperäisestä maksimiamplitudistaan riippumatta aina suunnilleen analogia/digitaalimuuntimen (10) täyden ohjaus-alueen ja että asetussuure (Us) siirretään ohjaussignaalilla analogia/digitaalimuuntimen (10) syöttämän siirtotien (U) kautta ja suorittaa digitaali/analogiatakaisinmuunnoksen 15 (14) jälkeen signaalin amplitudin ohjaamisen takaisin al kuperäiseen arvoon (vahvistin 31).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että molemmat värierosignaalit saatetaan samalle maksimiamplitudi11 e (1 V) ja ne on asetettu samaan 20 analogia/digitaalimuuntimeen (10).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että molemmat värierosignaalit (B-Y, (R-Y) on asetettu amplitudinsäätimien (5, 8) kautta juova-taajuisesti ohjatun vaihtokytkimen (6) sisäänmenoihin ja 25 sen ulostulo on liitetty analogia/digitaalimuuntimen (10) si säänmenoon.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että 1uminanssisignaali11 a (Y) mukaanlukien tahdistuspulssit ja värierosignaalei 11 a (B-Y, R-Y) 30 on muuntimien (2, 10) sisäänmenoissa samat maksimiampli-tudit. li 9 75712

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että digitaali/analogia-takaisinmuun-nossa värierosignaalien (B-Y, R-Y) jono tuodaan digitaali/ analogiamuuntimen (14) sisäänmenoon ja sen ulostulo on yh- 5 distetty juovataajuisesti ohjatulla vaihtokytkimel1ä (15) vuorotellen molempiin värierosignaaliteihin (19, 20).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että värierosignaaliteillä (19, 20) on siten mitoitetut amplitudinsäätimet (16, 17), että signaa- 10 leiliä on jälleen niiden alkuperäiset, erilaiset maksimi-ampli tudi t.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että asetussuure (Us) saadaan signaalin huippuarvontasasuuntauksella (22).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kytkentä, tun nettu siitä, että asetussuureen (Us) tiellä on a 1i-päästösuodatin (23), jonka aikavakio on suuruudeltaan 100 ms.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, t u n -20 n e t t u siitä, että määritetyn aikajakson (11 -12) aikana selvitetään signaalin (B-Y) maksimiamplitudi ja siitä saadulla, aikajakson ajan vakiolla asetussuureel1 a (Us) ohjataan signaalin amplitudia niin, että maksimiamp-litudi asettuu ohjausalueel1 e (A) (kuv. 2, 3).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kytkentä, tun nettu siitä, että aikajakson (tl-t2) aikana saatu asetussuure (Us) ohjaa tätä seuraavana aikajaksona (13--t4) aikajakson ajalla viivästetyn signaalin amplitudia.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kytkentä, t u n -30 n e t t u siitä, että aikajakso on yhtä suuri kuin juo-; vajakson kesto. 10 7571 2

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että ohjaussignaali (35) on juovan alussa siirretty, asetussuureel1 a amplitudimoduloitu värähtely-jono .

5 PATENTKRAV