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Normenwandler für Farbfernsehsignale Die Erfindung betrifft einen
Normenwandler zur Umwandlung eines Farbfemsehsignals nach dem NTSC-System, bei dem
zusätzlich die Phase des modulierten Farbträgers zeilenfrequent umgeschaltet ist,
in ein Farbfernsehsignal nach einem abgewandelten SECAM-System.
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Bei dem NTSC-Farbfernsehsystem ist der Farbträger mit zwei Farbdifferenzsignalen
quadraturmoduliert. Zur Verringerung der Auswirkung von Phasenfehlern im Übertragungsweg
oder am Empfänger ist es bei diesem System bekannt (USA.-Patentschrift 2 943 142),
eine der senkrecht aufeinander stehenden Modulätionsachsen von Zeile zu Zeile um
180° umzuschalten. Beispielsweise werden in der einen Zeile die Achsen +1 und +Q
und in der zeitlich folgenden Zeile die Achsen -I und +Q moduliert [oder irgendwelche
Farbdifferenzsignale z. B. (B - Y) und (R - Y)]. Hier wird der einfacheren Schreibweise
wegen immer nur von einem mit 1 und Q modulierten System gesprochen. Es ist nun
ein Farbfernsehsystem bekannt (SECAM), bei dem zwei Farbsignale in zeitlich aufeinanderfolgenden
Zeilen abwechselnd übertragen werden. Es ist außerdem eine Abwandlung dieses Systems
vorgeschlagen worden (ältere Patentanmeldung T 21319 VIII a / 21a 1), bei der dieser
Farbträger nach der Modulationsart mit unterdrücktem Träger moduliert ist.
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Da beide übertragungssysteme, das NTSC-System mit Phasenumschaltung
und das SECAM-System mit unterdrücktem Träger, vorteilhafte Eigenschaften besitzen
und für verschiedene Übertragungszwecke entweder das eine oder das andere System
vorteilhafter ist, können durchaus beide Systeme nebeneinander bestehen. In diesem
Fall wird es notwendig, das NTSC-System mit Umschaltung einer Modulationsachse in
das abgewandelte SECAM-System umzusetzen.
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Es ist zwar grundsätzlich möglich, den Farbträger des NTSC-Systems
vom Helligkeitssignal zu trennen, bezüglich beider Modulationsachsen zu demodulieren
und den SECAM-Träger wieder mit den daraus gewonnenen Farbsignalen zu modulieren.
Dabei wird als SECAM-Träger der mit dem Farbsynchronimpuls wiederhergestellte NTSC-Träger
benutzt. Diese Lösung erfordert aber einen großen Aufwand (Synchrondemodulatoren,
Trägerregenerator, AM-Modulatoren) und bringt Verzerrungen mit sich.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen besonders einfachen
Normenwandler für diese Umwandlung zu schaffen.
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Die Erfindung besteht bei einem Normenwandler zur Umwandlung eines
Farbfernsehsystems, bei dem ein Farbträger mit zwei Farbsignalen gleichzeitig in
Quadraturmodulation bezüglich zweier senkrecht aufeinander stehender Modulationsachsen
nach der Modulationsart mit unterdrücktem Träger moduliert ist (NTSC-System), und
bei dem zur Verringerung der Auswirkung von Phasenfehlern, insbesondere von Fehlern
differentieller Phase, eine Modulationsachse in jeder zeitlich zweiten Zeile um
180° umgeschaltet ist, in ein Farbfernsehsystem, bei dem der Farbträger mit den
beiden Farbsignalen zeilenweise abwechselnd nach der Modulationsart mit unterdrücktem
Träger amplitudenmoduliert ist (SECAM-Abwandlung), darin, daß das farbträgerfrequente
Signal um die Zeit einer Zeilendauer verzögert und in einer linearen Addierstufe
mit gleicher Amplitude und gleicher Phase zu dem urverzögerten Signal in der einen
Zeile addiert und in der zeitlich nächsten Zeile subtrahiert wird, so daß am Ausgang
der Addierstufe in der einen Zeile nur das das eine Farbsignal enthaltende farbträgerfrequente
Signal und in der nächsten Zeile nur das das andere Farbsignal in Amplitudenmodulation
enthaltende farbträgerfrequente Signal, jeweils in der Modulationsart mit unterdrücktem
Träger zur Verfügung steht. Diese Lösung bringt den Vorteil, daß eine Farbdemodulation
und eine Neumodulation nicht notwendig sind. Viehmehr wird das amplitudenmodulierte
trägerfrequente Signal für das abgewandelte SECAM-System direkt aus dem quadraturmodulierten
NTSC-Träger gewonnen. Ohne zusätzliche Maßnahmen entsteht dabei gleich die für das
SECAM-System gewünschte Modulationsart mit unterdrücktem Träger.
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Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand
der Figuren näher erläutert. In den F i g. 1 und 2 ist die bekannte Modulationsart
nach dem NTSC-System mit zeilenweiser Phasenumschaltung dargestellt. Der Farbträger
T1 ist aus den beiden um 90° versetzten Trägern Il, Q1, die die
beiden
Modulationsachsen darstellen, zusammengesetzt. In der zeitlich folgenden Zeile ist
die Achsel., gemäß F i g. 2 um l80° umgeschaltet, so daß die Achse -I2 entsteht.
Die Q-Achse ist dabei nicht verändert. Der resultierende Träger ist mit T2 bezeichnet.
Die Vektorbilder der F i g. 1 und 2 gelten also immer für zwei zeitlich aufeinanderfolgende
Zeilen.
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Gemäß der Erfindung wird nun der Farbträger um eine Zeilendauer verzögert,
so daß die beiden Vektorbilder nach den F i g. 1 und 3 immer gleichzeitig zur Verfügung
stehen. Während einer Zeile werden diese beiden Farbträger mit gleicher Phase und
gleicher Amplitude in einer linearen Addierstufe addiert. Aus F i g. 3 ist ersichtlich,
daß sich die beiden Vektoren +1i und -1., aufheben und die beiden Vektoren +Q1 und
+Q2 zu einem Vektor doppelter Amplitude addieren. Es entsteht also in dieser Zeile
ein farbträgerfrequentes Signal (Qi+Q2), das nur mit dem der Q-Achse aufmodulierten
Farbsignal moduliert und von dem der 1-Achse aufmodulierten Farbsignal befreit ist,
und zwar in der Modulationsart mit unterdrücktem Träger; denn auch die Träger T,
und T., sind nach dieser Modulationsart moduliert. In dieser Zeile steht also bereits
das gewünschte farbträgerfrequente Signal des neuen übertragungssystems zur Verfügung.
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In der zeitlich folgenden Zeile werden die beiden Vektorbilder der
F i g. 1 und 2 subtrahiert. Dadurch entsteht das Vektorbild nach F i g. 4. In dieser
Zeile heben sich die beiden Vektoren -Q2 und +Q1 auf, und es entsteht das farbträgerfrequente
Signal (11+12), das mit dem der I-Achse zugehörigen Signal moduliert ist. Der Vektor
(11-I-12) eilt dem Vektor (Qi+Q2) in der Phase um 90' vor. Dieser Phasenunterschied
wird durch ein zeilenweise eingeschaltetes 90'-Phasendrehglied aufgehoben. Auf diese
Weise entsteht also ein Trägervektor konstanter Phase und mit der Frequenz des Farbträgers,
der zeilenweise abwechselnd nach der Modulationsart mit unterdrücktem Träger mit
den beiden Farbsignalen moduliert ist. Für eine solche Umwandlung wird man zweckmäßigerweise
nicht von einem 1-Q-System ausgehen, sondern von einem System mit den Achsen
a - (B - Y)
und b - (R-Y). Einmal zeigt nämlich das zeilenfrequent in der
Modulationsphase umgeschaltete NTSC-System keine übersprechfehler bei Einseitenbandbetrieb.
Zum anderen ist ein sequentielles System zweckmäßigerweise immer ein Äquibandsystem,
d. h. ein System mit gleicher Bandbreite der nacheinander übertragenen zwei Farbsignale.
Außerdem wird auf einer Modulationsachse, z. B. auf der Achse - (B - Y) beim NTSC-System
der Farbsynchronimpuls liegen.
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In F i g. 6 ist ein Schaltungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Normenwandler
dargestellt. Der vom Helligkeitssignal des NTSC-Systems mit Phasenumschaltung getrennte,
quadraturmodulierte Farbträger gelangt von einer Klemme 1 über eine Laufzeitleitung
2 mit der Laufzeit einer Zeilendauer (64 #ts), einen die Dämpfung der Laufzeitleitung
aufhebenden Verstärker 3 und einen Phaseneinsteller 4, beispielsweise eine in Form
eines Drehpotentiometers einstellbare Laufzeitleitung, auf einen Addierverstärker
5. Diesem wird außerdem der unverzögerte Farbträger von der Klemme 1 über eine Leitung
6 und einen mit einem Schalter 7 überbrückten Phasendreher 8 von 180' zugeführt.
Der Phaseneinsteller 4 ist so eingestellt, daß die beiden Farbträger je nach Stellung
des Schalters 7 gleichphasig bzw. um einige 2n.7 verschoben oder mit 180"
Phasenverschiebung auf den Addierverstärker 5 gelangen. Die Zeit 2 n z soll dabei
50 Sekunden nicht überschreiten. Der Ausgang des Addierverstärkers 5 geht über einen
durch einen Schalter 9 überbrückten 90'-Phasendreher 10 auf die Klemme 11, an der
ein trägerfrequentes Farbsignal abgenommen wird, das zeilenweise abwechselnd nach
der Modulationsart mit unterdrücktem Träger mit zwei Farbsignalen moduliert ist.
Die Schalter 7, 9 schalten synchron und sind in der Praxis elektronische Schalter.
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In der in F i g. 6 gezeigten Schalterstellung ist der 180'-Phasendreher
8 kurzgeschlossen, und der verzögerte und unverzögerte Farbträger werden gemäß F
i g. 3 addiert. Da der Phasendreher 10 auch überbrückt und unwirksam ist, steht
an der Klemme 11
der Vektor (Qi+Q2), der nur mit dem der Q-Achse entsprechenden
Farbsignal moduliert ist.
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In der zeitlich folgenden Zeile sind die Schalter7, 9 umgelegt und
die Phasendreher 8, 10 wirksam. Es entsteht am Addierverstärker das Vektorbild nach
F i g. 4. Durch den 90'-Phasendreher wird der am Ausgang der Addierstufe stehende
Vektor (I1+12) um 90' zurück, d. h. im Gegenuhrzeigersinn gedreht und nimmt die
gleiche Phasenlage wie der Vektor (Qi+Q2) von F i g. 3 an. An der Klemme 11 steht
nun ein Vektor mit der Frequenz des Farbträgers und mit der gleichen wie der Vektor
(Qi+Q2) in der zeitlich vorangehenden Zeile. Dieser Vektor ist nur mit dem der 1-Achse
entsprechenden Farbsignal moduliert. Von Zeile zu Zeile ändert sich die Phasenlage
der einen Modulationsachse (I) des übertragenen Signals um 180'. Daher kann durch
Wahl der Schaltphase der Umschalter 7, 9 bestimmt werden, ob das gewonnene neue
Signal als positiv moduliertes oder negativ moduliertes Signal entsteht. Die Synchronisierung
des Umschalters soll daher in bekannter Weise vom Sender her erfolgen.
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Der Umschalter 7, 9 wird durch einen Schaltmäander 12 betätigt. Dieser
Mäander 12 ist gemäß F i g. 5 unsymmetrisch, und zwar derart, daß zu einem ersten
Abschnitt 13 des Mäanders 12 zwei Farbsynchronimpulse 14, 15 zeitlich aufeinanderfolgender
Zeilen gehören. Das zwischen diesen Impulsen 14, 15 liegende trägerfrequente
Signal 16, das in Quadraturmodulation die Signale (B-Y) und (R - Y) enthält,
hat die gleiche Phasenlage wie die Farbsynchronimpulse 14, 15. Der zweite
Abschnitt 17 des Mäanders 12 dauert dann nur so lange, wie in der zweiten Zeile
das trägerfrequente Farbsignal 18 übertragen wird. Würde man mit einem symmetrischen
Mäander umschalten, so würde nur in jeder zweiten Zeile ein Farbsynchronimpuls gesendet.
Grundsätzlich ist ein derartiges SECAM-System, bei dem die Phasenlage des am Empfänger
zuzusetzenden Trägers bezüglich der Farbtonänderung nicht so kritisch ist, auch
durchführbar mit einem Farbsynchronimpuls, der nur in jeder zweiten Zeile gesendet
ist. Da es aber aus Symmetriegründen zweckmäßig ist, in jeder Zeile einen Farbsynchronimpuls
zu haben, wird die Mäanderform nach F i g. 5 gewählt, bei dem zu einem Abschnitt
13 des Mäanders 12 beide Farbsynchronimpulse 14, 15 und das in der Achse des Farbsynchronimpulses
liegende Farbsignal 16 gehören. Umgeschaltet wird nur in der Zeit, in der innerhalb
der Zeile 2 das trägerfrequente Farbsignal 18 selbst übertragen wird. Die Umschaltung
geschieht in der Schwarzpause, während des Zeilensynchronimpulses
oder
in der Schwarzschulter zwischen Farbsynchronimpuls und Beginn des trägerfrequenten
Farbsignals. Während des Abschnittes 13 des Mäanders 12 sind beide Schalter in F
i g. 6 geöffnet, während des Abschnittes 17 sind beide geschlossen.