NL8000401A - Scheidingsketen voor synchronisatiesignalen met vooruitwerkende vergrendeling. - Google Patents

Description

--, J, 793569/Ti/AA/vL ( -1-

Aanvraagster: THE GRASS VALLEY GROUP, HÏC. te GRASS VALLEY, Calif,, U.S.A.

Korte aanduiding: Seheidingsketen voor synchronisatiesignalen met vooruitwerkende vergrendeling

De uitvinding heeft "betrekking op een seheidingsketens voor tele-visiesynchronisatiesignalen.

Een samengesteld videosignaal voor een kleurentelevisie bestaat uit een videosignaal en synchronisatiesignalen zoals een horizontaal synchro-5 nisatiesignaal en een verticaal synchronisatiesignaal. Deze synchronisatiesignalen zullen tezamen het sincsignaal genoemd worden. Een scheider voor het sincsignaal wordt gebruikt om de sincsignalen van het samengestelde videosignaal af te snijden. Deze sincsignalen worden dan gebruikt cm de horizontale en verticale aftasting met het videosignaal te synchroniseren.

10 De sincsignalen zijn onderhevig aan verschillende soorten ruis en verstoringen. Verschillende ketens zijn ontwikkeld om problemen daarmee op te lossen. Het Amerikaanse octrooischrift 4.081.833 beschrijft bijvoorbeeld een scheider voor sincsignalen bestaande uit ketens voor het scheiden van brom, pieken en stoepniveauvariaties. Een andere verstoring die 15 van belang is betreft de tijdbasisstoring ten gevolge van brom en kanteling van het samengesteld videosignaal. Indien het samengestelde videosignaal vergezeld gaat van een laag frequent brcmsignaal, zal de voorflank van het sincsignaal lijn naar lijn variëren en zal de scheider voor het sincsignaal niet in staat zijn om de voorflank nauwkeurig van het sinc-20 signaal te detecteren.

In een seheidingsketen voor een sincsignaal volgens de uitvinding wordt het sincsignaal van het ingevoerde samengestelde videosignaal gescheiden door middel van een eerste sineseheidingsketen. Deze scheiding behoeft niet nauwkeurig te zijn. Het gescheiden sincsignaal wordt als de 25 bemonsteringspuls naar een bemonster- en houdketen gevoerd. De bemonsteren houdketen bemonstert het binnenkomende videosignaal gedurende de sinc-tijd, houdt het vast en voert het via een invertor naar een semmator. Het binnenkomende videosignaal wordt vertraagd en eveneens naar de sommator gevoerd. De versterkingsfactor voor het vertraagde videosignaal en het 30 omgekeerde monster worden nauwkeurig op elkaar afgestemd ter verkrijging van een nulwaarde aan de uitgang van de sommator gedurende de sinctijd van het inkomende videosignaal. Omdat het naar de sommator gevoerde video- 80 0 0 4 01 f -2- signaal vertraagd is, start de vergrendeling van de nul-waarde bij de voorstoep van het sincsignaal, waardoor de voorflank van. het sincsignaal zeer nauwkeurig door middel van een sincscheidingsvergelijker gedetecteerd kan worden. De verstoring door "brom en kanteling wordt met een fac-5 tea· van ongeveer 60 tot 1 verlaagd, cmdat de verstoring sLechts een micro-seconde heeft om te accumuleren in plaats van ongeveer 60 microseconden indien het laatste monster voor de voorflank van het sincsignaal op de voorgaande horizontale lijn genomen wordt.

De uitvinding beoogt synchronisatiegegevens van een televisiesig-10 naai te scheiden met minimale tijdbasisverstoring en zij verschaft een sincscheider, welke de invloeden van brom en kanteling in het inkomende videosignaal op het gescheiden sincsignaal verkleint.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening: fig. 1 is een blokdiagram van een sincscheider volgens de uitvin- 15 ding; fig. 2 is een diagram van de verschillende signalen in het blok-schema van fig. 1; fig. 3 is een schema van de sincscheider 10 in fig. 1; fig. b is een schema van de bemonster- en houdketen 30 van fig. 1; 20 en fig. 5 is een schema van de sommeerketen 50 en de vergelijker 60 van fig. 1.

Fig. 1, toont een blokdiagram van de sincscheider volgens de uitvinding. Het samengestelde videosignaal wordt vanaf een ingangsklem 100 25 naar een, overigens bekende, sincscheider 10 gevoerd. De sincscheider is met een vertragingsketen 20 verbonden, welke de voorflank van de sincpuls vertraagt. Deze vertraagde puls wordt dan naar een bemonster- en houdketen 30 gevoerd waar het als stuurpuls wordt gebruikt. Het ingangssignaal naar de bemonster- en houdketen is het samengestelde videosignaal nadat 30 het vertragingsketen 80 is gepasseerd. Het bemonsterde video-uitgangs-signaal van de bemonster- en houdketen wordt naar de omkeerketen h-0 gevoerd, waarvan de uitgang met een ingang van een sommeerketen 50 is verbonden. De andere ingang van de sommeerketen krijgt nadat het de vertragingsketen 70 gepasseerd is het samengestelde videosignaal aangeboden.

35 Het uitgangssignaal van de sommeerketen wordt naar een ingang van de vergelijker 6o gevoerd, terwijl de andere ingang vanaf een klem 90 een refe-rentiespanning aangeboden krijgt. Het uitgangssignaal van de vergelijker 800 0 401 > i -3- op de lijn 110 is het nauwkeurig gescheiden sincsignaal.

De werking van de keten zal toegelicht worden aan de hand van fig. 2, waarin de verschillende betrokken signalen alsof geprojecteerd of een oscilloscoopscherm afgeheeld zijn. Het samengestelde videosignaal 5 (alleen het horizontale aftastinterval is getoond), in fig. 2 met de golf-vorm 200 aangegeven, wordt via de ingangsklem de keten binnengevoerd en naar de sincscheider geleid. In de golfvorm 200 stellen A de videospanning aan de rechter zijde van het beeld, B de voorstoep van het horizontale lijninterval, C de achterflank van het sincsignaal, D de piek van dit sig-10 naai, E de achterflank van het sincsignaal, F de kleurstoot bij kleurentele-visie-uitzendingen, G de achterstoep van het horizontale lijninterval, en H de videospanning aan de linkerzijde van het beeld voor. De eerder genoemde eerste sincscheider is van een bekende soort, zoals die beschreven in "Television Waveform Processing Circuits" door Gerald A. Eastman 1968, 15 Tektronix, Inc.. De sincscheider scheidt op de gebruikelijke wijze de sincpulsen van de beeldgegevens waarna de voorflahk van de gescheiden sincpulsen door middel van de vertragingsketen 20 300 nanoseconden vertraagd wordt. Deze vertraagde sincpuls, in fig. 2 als golfvorm 210 getoond, wordt als de stuurpuls voor de bemonster- en houdketen gebruikt. De be-20 monster- en houdketen kan van elke bekende soort zijn met een signaal-ingang, een uitgang en een stuuringang. Het heeft twee stabiele toestanden: het bemonsteren, waarbij het een ingangssignaal benodigt en dit signaal volgt tot het kanmando voor de tweede toestand, het vasthouden, waarna het'de laatste waarde van het ingangssignaal welke het had op het mcment 25 dat het stuursignaal veranderde, vasthoudt. In de keten volgens de uitvinding is de vertraagde gescheiden sincpuls 210 het stuursignaal naar de bemonster- en houdketen. Het ingangssignaal is het samengestelde videosignaal vanaf de ingangsklem 100, dat door middel van de vertragingsketen 80 150 nanoseconden vertraagd is. Dit vertraagde videosignaal wordt 30 door middel van de golfvorm 220 aangegeven. Bij de neergaande flank van de stuurpuls wordt een monster van het vertraagde samengestelde videosignaal genomen. Omdat de voorflahk van de gescheiden sincpuls, dat als stuurpuls gebruikt wordt, door middel van de vertragingsketen 20 over 300 nanoseconden vertraagd is en het gehele samengestelde videosignaal, 35 dat bemonsterd wordt, door middel van de vertragingsketen 80 over slechts 150 nanoseconden vertraagd is, zal het monster gedurende de vlakke deel of de piek van de sincpuls genomen worden, waarbij het punt A van de golf- 800 04 01 « * -Ikvorm 220, die· alleen gedurende de piek van de sincpuls bemonstert, de ver-grendelverstoring verkleint, welke kan optreden indien de bemonsterpuls gedurende een stijgende of neergaande flank van sincpuls genomen wordt.

Het monster wordt vastgehouden totdat de stuurpuls positief wordt. Het 5 passeert dan de invertor. Het omgekeerde monster is in fig.. 2 als de golf-vorm 230 aangegeven. Het omgekeerde monster van het vertraagde videosignaal 220 wordt gecombineerd met het videosignaal 2k0, dat door middel van de vertragingsketen T0 gedurende één microseconde vertraagd is. Ctadat het videosignaal 2h0 over een microseconde vertraagd is en het monster vanaf 10 de bemonsterketen slechts met 300 nanosecond®vertraagd is begint de ver-grendelwerking gedurende de voorstoep van het vertraagde videosignaal, (punt A van golfvorm 2h0). Dientengevolge zal ongeacht de aanwezigheid van enige brom in het ingevoerde videosignaal de voorflank van de sincpuls aan de uitgang van de scrameerketen stabiel zijn. Dit resulteert, omdat het 15 klampniveau slechts ongeveer 1 microseconde heeft cm te veranderen terwijl bij bekende sincscheidingsketen dit niveau ongeveer 6h microseconden of één horizontale lijn heeft cm te veranderen. De kanteling van de sinc-piek ten gevolge van de brom heeft het dientengevolge niet voldoende tijd om op te treden.

20 Het vergrendelde videosignaal wordt naar de vergelijker gevoerd waar het wordt vergeleken met een referentiesignaal dat gelijk aan de waarde van elk punt van het sincpuls mag zijn. Doorgaans wordt het 50% punt of de gemiddelde amplitude gebruikt. Het van deze vergelijking resulterende uitgangssignaal is dan het van het videosignaal gescheiden sinesignaal 2é0. 25 Fig. 3 is een schema van een eerste sincscheidingsketen 10 in een uitvoering van de uitvinding. In fig. 3 is eveneens de vertragingsketen 20 opgenomen. Zelfs eerder gezegd is de sincscheidingsketen 10 bekend en een gedetailleerde beschrijving zal hier niet gegeven worden. Het inkomend videosignaal komt de sincscheider binnen via een emittervolger 200 en wordt 30 naar de blokkeerdiode gevormd door de als diode geschakelde transistor 220 en de terugkoppeltransistor 210 gevoerd. Deze twee transistors werken als een extreem rechthoekig begrensde blokkeerdiode. De beginstroom voor de condensator 205 wordt verkregen door middel van de weerstand 292 via de niveauverschuiver 290 en de stroombron gevormd door een stroomspiegel en 35 bestaande uit de transistors 270 en 280. Het geblokkeerde signaal wordt dan door de als emittervolger geschakelde transistor 230 gebufferd. Het signaal aan de emitter van de transistor 230 wordt voor de sincpiek ge- 800 0 4 01 * -5- t blokkeerd met de sincpiek dicht hij aardpotentiaal. De actuele gelijkspan-ningswaarde ran de sincpiek is over een klein gebied door middel van de potentiometer 272 in te stellen op een eventuele instelfout van de transistors 2U0 en 25Ο op te vangen. Bij de aanvang ligt het gelijkspannings-5 niveau van de basis van de transistor 250 op aardniveau en de potentiometer 272 wordt zodanig ingesteld, dat de negatieve piek van de sincpuls juist de transistor 2l*0 inschakelt. Daarvoor wordt een gescheiden sinc-uitgangssignaal aan de collector van de transistor 2U0 en de collector van de transistor 260 verkregen. Door middel van de potentiometer 262 is 10 instelling mogelijk van de afname van de opgeslagen lading vanaf de transistor 260 en geeft daardoor een vertraging van de voorflank van de sincpuls. Dit wordt doorgaans ingesteld ter verkrijging van een vertraging van 300 nanoseconden.

Het gescheiden sincsignaal wordt dan naar de bemonster- en houd-15 keten 30 gevoerd, welke schematisch in fig. h is getoond. Het videosignaal kcmt deze aan de basis van de transistor 310 binnen. De als diode geschakelde transistor 320 en de weerstand 322 vormen de verhoogde belasting voor de sincscheidingstransistors 2^0 en 250 in.fig. 3. De transistor 330, welke het gescheiden sincsignaal ontvangt, vormt een stroomspiegel 20 voor stroom vanaf de sincscheidingsketen. Gedurende de sinctijd wordt een stroom van een milli-amplre naar de emitters van het differentiële tran-sistorpaar 320AU0 gevoerd. Het uitgangssignaal van het differentiële paar wordt naar de strocmspiegel bestaande uit transistor 300 en de transistor 370 gevoerd. Het uitgangssignaal van deze keten wordt dan naar de in-25 tegrerende houdketen bestaande uit een FET 380 met twee stuuringangen, de condensators 382 en 38l· en een weerstand 386 gevoerd. Het bemonsterde video-uitgangssignaal wordt van de collector van de buffertransistor afgenomen.

Het door deze keten bemonsterde videosignaal is eerder, bij de passage door de vertragingsketen 80 in fig. 1, met 150 nanoseconden vertraagd.

30 Daar de voorflank van het sincsignaal door middel van de transistor 260 met 300 nanoseconden vertraagd is en het gehele bemonsterde videosignaal met slechts 150 nanoseconden vertraagd is zal het monster in het vlakke deel of de piek van de sincpuls en niet gedurende een voor- of achterflank optreden.

35 Het bemonsterde videosignaal wordt naar de sommeerketen 50 gevoerd waar het wordt gecombineerd met het inkomende videosignaal. Het inkomende videosignaal wordt door de vertragingsketen 70 met een microseconde ver- 800 0 4 01 * -6- traagd. De sommeer- en vertr agingsketen zijn schematisch in fig. 5 getoond. Het bemonsterde videosignaal wordt naar de ankerende ingang van de verschilversterker 502 gevoerd en het vertraagde videosignaal wordt naar de niet-cmkerende ingang van de verschilversterker gevoerd. De poten-5 tiometer 501+ wordt ingesteld im nauwkeurig braasignalen die in het uitgangssignaal van de verschilversterker aanwezig kunnen zijn weg te regelen. Daar het video-ingangssignaal naar de verschilversterker 502 met een micro-seconde vertraagd is en het monster vanaf de bemonster- en houdketen met slechts 300 nanoseconden vertraagd is zal de vergrendeling van de nulwaar-10 de, dat resulteert indien deze signalen gesommeerd worden, gedurende de voorstoep van het videosignaal aanvangen. Op de voorflank van het signaal zal dus onafhankelijk van hoog- of laagfrequente brom stabiel zijn. Het geblokkeerde signaal wordt nu naar de omkerende ingang van sinescheidings-vergelijker 602 gevoerd. De andere ingang van de vergelijker 602 krijgt 15 een gelijkspanning aangeboden welke de amplitude bepaalt waarbij het sinc-signaal vanaf het vergrendelde videosignaal afgencmen wordt. Deze gelijkspanning draagt doorgaans 50% van de amplitude van sincpuls aan de ingang van de vergelijker. Het gebruik van deze 50% waarde is bekend en wordt slechts voor de compleetheid genoemd. Aan dit gebruik kan vorm worden ge-20 geven door middel van een keten welke het straalonderdrukkingsniveau aan de uitgang van de verschilversterker 502 volgt en een nauwkeurige span-ningsdeler.

Het nauwkeurig gescheiden vergrendelde sincsignaal, minus hoog- en laagfrequentbrom, dat zich in het ingangsvideosignaal kan bevinden, wordt 25. door middel van de transistor 6ok gebufferd en wordt via de klem 110 uitgevoerd.

De omkeerketen 1+0 in fig. 1 behoeft geen deel uit-te maken van de • · sommeerketen 50 en kan een onafhankelijke cmkeerketen zijn. De omkering heeft verder niet in de signaalweg van de bemonsteringspuls voor te kernen, 30 zij kan ook in de weg voor videosignaal voorkomen. In een van deze wegen is echter omkering vereist.

80 0 0 4 01

Claims (19)

1. Scheidingsketen voor synchronisatiesignalexi, gekenmerkt door eerste middelen voor het scheiden van synchronisatiesignaa! uit een inkomend samengesteld videosignaal, eerste middelen voor de ontvangst en vertraging van het inkomend samengesteld videosignaal, een bemonster- en 5 houdketen, die met de eerste scheidingsmiddelen en met eerste ontvangende en vertragingsmiddelen verbonden is en waarvan het uitgangssignaal een monster van het vertraagde samengestelde videosignaal is, tweede middelen voor de ontvangst en vertraging van het inkomend samengesteld videosignaal en dat met een sommator is verbonden, een omkeerelement voor de ontvangst 10 en omkering van het monster, waarbij de uitgang van het omkeerelement met de sanmator is verbonden, en tweede middelen voor het scheiden van een synchronisatiesignaal en voor de ontvangst van het uitgangssignaal van de sommator.

2. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de sommator en het 15 omkeerelement een verschilversterker omvatten.

3. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste ontvangende en vertragingsmiddelen een vertragingslijn van 150 nanoseconden omvatten. L. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede ontvangende en vertragingsmiddelen een vertragingslijn van een microseconde cm- 20' vatten.

5. Keten volgens conclusie 1, verder gekenmerkt door derde ontvangende en vertragende middelen tussen de eerste scheidingsmiddelen voor het synchronisatiesignaal en de bemonster- en houdketen voor de vertraging van de voorflank van het uitgangssignaal van de eerste scheidingsmiddelen 25 voor het synchronisatiesignaal.

6. Keten volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de derde ontvangende en vertragende middelen een vertragingslijn van 300 nanoseconden omvatten.

7. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede schei- 30 dingsmiddelen een vergelijker omvatten voor de vergelijking van het niveau van de synehronisatiepuls met een externe referentiespanning.

8. Scheidingsketen voor een synchronisatiesignaal gekenmerkt door eerste middelen voor het scheiden van een synchronisatiesignaal uit een inkomend samengesteld videosignaal, eerste middelen voor de ontvangst en 35 vertraging van het inkomend samengesteld videosignaal, een bemonster- en 800 0 4 01 * -8- ' . ** houdketen tussen de eerste scheidingsmiddelen en de eerste ontvangende en vertragingsmiddelen, waarbij het uitgangssignaal van de bemonster- en houdketen een monster is van het vertraagde samengestelde videosignaal, tweede middelen voor de ontvangst en vertraging van het inkomend samen-5 gesteld videosignaal en die verbonden zijn met een scmmator, een amkeer-element tussen de tweede ontvangende en vertragende middelen en de sommat or voor de omkering van het inkomend samengesteld videosignaal en de tweede middelen voor de scheiding van een synchronisatiesignaal en de ontvangst van het uitgangssignaal van de sommator. 10 9· Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de tweede scheidingsmiddelen een vergelijker omvatten voor de vergelijking van het niveau van het gescheiden synchronisatiesignaal met een externe referentie. 10. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de scmmator en het omkeerelement een versehilversterker omvatten.

11. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de eerste ont vangende en vertragingsmiddelen een vertragingslijn van 150 nanoseconden omvatten.

12. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de tweede ontvangende en vertragende middelen een vertragingslijn van een microseconde 20 omvatten.

13. Keten volgens conclusie 8 verder gekenmerkt door derde ontvangende en vertragende middelen tussen de eerste scheidingsmiddelen voor het syn-cbronisatiesignaal en de bemonster- en houdketen voor de vertraging van de voorflank van het uitgangssignaal van de eerste scheidingsmiddelen 25 voor het synchronisatiesignaal. lU. Keten volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de derde ontvangende en vertragingsmiddelen een vertragingslijn van 300 nanoseconden omvatten.

15· Werkwijze voor het nauwkeurig scheiden van een synchronisatiesig-30 naai uit een samengesteld videosignaal gekenmerkt door de scheiding van het synchronisatiesignaal uit het uitgangssignaal ter verkrijging van een bemonsteringspuls, met gebruik van de bemonsterpuls in een bemonster- en houdketen ter verkrijging van een monster van het inkomend samengesteld videosignaal, de vertraging van het inkomend samengesteld videosignaal, 35 de omkering van het uitgangssignaal van de bemonster- en houdketen en de samenvoeging daarvan in een sommator met het vertraagde inkomend samengesteld videosignaal ter verkrijging van een vergrendelingsnulwaarde gedurende de voorstoep van het horizontale interval van het inkomend samen- 800 04 01 -9- * f gesteld videosignaal, en de scheiding van het synchronisatiesignaal uit het uitgangssignaal van de sommator. . _

16. Scheidingsketen voor een synchronisatiesignaal gekenmerkt door eerste middelen voor de scheiding van een synchronisatiesignaal uit een 5 inkomend samengesteld videosignaal, een bemonster- en houdketen voor de ontvangst van het uitgangssignaal van de eerste scheidingsmiddelen en voor de ontvangst van tevens het inkomend samengesteld videosignaal, waarbij het uitgangssignaal van de bemonster- en houdketen een monster is van het inkomend samengesteld videosignaal, middelen voor de ontvangst en ver-10 traging van het inkomend samengesteld videosignaal welke middelen met een sommator zijn verbonden, een omkeerelement voor de ontvangst en de omkering van het monster, waarbij de uitgang van het omkeerelement met de sommator is verbonden, en tweede middelen voor het scheiden van een synchronisatiesignaal en de ontvangst van het uitgangssignaal van de sommator.

17. Keten volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de sommator en het omkeerelement een versehilversterker omvat.

18. Keten volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de ontvangende en vertragende middelen een vertragingslijn van 1 microseconde omvatten.

19. Keten volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de tweede sehei-20 dingsmiddelen een vergelijker voor de vergelijking van het niveau van de synchronisatiepuls met een externe referentiespanning omvatten.

20. Scheidingsketen voor een synchronisatiesignaal gekenmerkt door eerste middelen voor de scheiding van een synchronisatiesignaal van een inkomend samengesteld videosignaal, een bemonster- en houdketen voor de 25 ontvangst van het uitgangssignaal van de eerste scheidingsmiddelen en tevens voor de ontvangst van het inkomend samengesteld videosignaal, waarbij het uitgangssignaal van de bemonster- en houdketen een monster is van het inkomend samengesteld videosignaal, middelen voor de ontvangst en vertraging van het inkomend samengesteld videosignaal, welke middelen met 30 een sommator zijn verbonden, een omkeerelement tussen de ontvangende en vertragende middelen voor de omkering van het inkomend samengesteld videosignaal, en tweede middelen voor de scheiding van een synchronisatiesignaal, waarvan de uitgang met een sommator is verbonden.

21. Keten volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de tweede schei-35 dingsmiddelen een vergelijker voor de vergelijking van het niveau van het gescheiden synchronisatiesignaal met een externe referentie omvatten.

22. Keten volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de sommator en het omkeerelement een versehilversterker omvatten. 80 0 0 4 01 -10-

23. Keten volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de middelen voor de ontvangst en vertraging een vertragingslijn van een 1 microseconde omvatten. 80 0 0 4 01