DE1167881B

DE1167881B - Standard converter for color television signals

Info

Publication number: DE1167881B
Application number: DET23293A
Authority: DE
Inventors: Walter Bruch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1963-01-05
Filing date: 1963-01-05
Publication date: 1964-04-16

Description

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.Standard converter for color television signals The invention relates to a Standards converter for converting a color television signal according to the NTSC system, in which In addition, the phase of the modulated color carrier is switched line-frequency, into a color television signal according to a modified SECAM system.

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.In the NTSC color television system, the color carrier is with two color difference signals quadrature modulated. To reduce the effect of phase errors in the transmission path or on the recipient it is known in this system (USA.-Patent 2 943 142), one of the mutually perpendicular modulation axes from line to line To switch 180 °. For example, in one line the axes +1 and + Q and in the following line in time the axes -I and + Q are modulated [or any Color difference signals e.g. B. (B - Y) and (R - Y)]. This is where the simpler spelling is used because of only one system modulated with 1 and Q. It is now a color television system known (SECAM), in which two color signals in time successive Lines are transmitted alternately. It is also a variation of this system has been proposed (earlier patent application T 21319 VIII a / 21a 1), in which this Color carrier is modulated according to the modulation type with suppressed carrier.

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.As both transmission systems, the NTSC system with phase switching and the carrier suppressed SECAM system have advantageous properties and for different transmission purposes either one or the other system is more advantageous, both systems can coexist. In this In this case, it becomes necessary to switch to the NTSC system with a modulation axis in to implement the modified SECAM system.

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.In principle, it is possible to use the color carrier of the NTSC system to separate from the brightness signal, to demodulate with respect to both modulation axes and to modulate the SECAM carrier again with the color signals obtained therefrom. The NTSC carrier restored with the color sync pulse is used as the SECAM carrier used. However, this solution requires a lot of effort (synchronous demodulators, Carrier regenerators, AM modulators) and brings about distortion.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen besonders einfachen Normenwandler für diese Umwandlung zu schaffen.The invention is based on the object of a particularly simple one To create norm converters for this conversion.

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.The invention consists in a standards converter for converting a Color television system in which a color carrier with two color signals simultaneously in Quadrature modulation with respect to two mutually perpendicular modulation axes is modulated according to the type of modulation with suppressed carrier (NTSC system), and where to reduce the impact of phase errors, especially errors differential phase, one modulation axis in every second line in time 180 ° is switched, in a color television system, in which the color carrier with the two color signals line by line alternating according to the type of modulation with suppressed Carrier is amplitude-modulated (SECAM modification), in that the color carrier frequency Signal delayed by the time of one line and in a linear adding stage with the same amplitude and phase to the original delayed signal in one Line is added and subtracted in the next line in time, so that at the output of the adder in the one line only the color subcarrier frequency containing the color signal Signal and in the next line only the other color signal in amplitude modulation containing color subcarrier-frequency signal, each in the modulation type with suppressed Carrier is available. This solution has the advantage that color demodulation and remodulation is not necessary. The amplitude-modulated one becomes more cattle Carrier-frequency signal for the modified SECAM system directly from the quadrature-modulated NTSC carrier won. Without additional measures, the one for that arises SECAM system desired type of modulation with suppressed carrier.

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.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment the figures explained in more detail. In the F i g. 1 and 2 is the well-known type of modulation shown according to the NTSC system with line-by-line phase switching. The color carrier T1 is made up of the two carriers Il, Q1, offset by 90 °, which the both Show modulation axes, combined. In the next line in time is the armpit., according to FIG. 2 switched by 180 °, so that the axis -I2 arises. The Q-axis is not changed. The resulting carrier is labeled T2. The vector images of FIG. 1 and 2 always apply to two consecutive ones Lines.

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.According to the invention, the color carrier is now delayed by a line duration, so that the two vector images according to FIGS. 1 and 3 are always available at the same time stand. During a line, these two color carriers are with the same phase and of the same amplitude are added in a linear adder stage. From Fig. 3 it can be seen that the two vectors + 1i and -1., cancel and the two vectors + Q1 and Add + Q2 to a double amplitude vector. So it arises on this line a color subcarrier-frequency signal (Qi + Q2) that is only modulated with that of the Q-axis Color signal is modulated and freed from the color signal modulated onto the 1-axis, namely in the modulation type with suppressed carrier; because also the carrier T, and T., are modulated according to this type of modulation. So this line already says the desired color subcarrier-frequency signal of the new transmission system is available.

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.The two vector images of FIG. 1 and 2 subtracted. This creates the vector image according to FIG. 4. In this line the two vectors -Q2 and + Q1 cancel each other out, and the result is the color carrier-frequency signal (11 + 12), which is modulated with the signal associated with the I-axis. The vector (11-I-12) leads the vector (Qi + Q2) in phase by 90 '. This phase difference is canceled out by a 90 'phase shifting element which is switched on line by line. In this way, a carrier vector of constant phase and with the frequency of the color carrier is created, which is modulated line by line alternately with the two color signals according to the type of modulation with suppressed carrier. For such a conversion, it is expedient not to start from a 1-Q system, but from a system with the axes a - (B - Y) and b - (RY). On the one hand, the NTSC system, which is switched over at the line frequency in the modulation phase, does not show any crosstalk errors in single sideband operation. On the other hand, a sequential system is expediently always an equiband system, ie a system with the same bandwidth of the two color signals transmitted one after the other. In addition, on a modulation axis, e.g. B. on the axis - (B - Y) in the NTSC system of the color sync pulse.

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.In Fig. 6 shows a circuit example for the standards converter according to the invention. The quadrature-modulated color carrier, which is separated from the brightness signal of the NTSC system with phase switching, comes from a terminal 1 via a delay line 2 with the delay of one line duration (64 #ts), an amplifier 3 that removes the attenuation of the delay line and a phase adjuster 4, for example one in the form of a rotary potentiometer adjustable delay line to an adding amplifier 5. This is also supplied with the undelayed color carrier from terminal 1 via a line 6 and a phase rotator 8 of 180 'bridged with a switch 7. The phase adjuster 4 is set so that, depending on the position of the switch 7, the two color carriers reach the adding amplifier 5 in phase or shifted by a few 2n.7 or with a phase shift of 180 " . The time 2nz should not exceed 50 seconds. The output of the adding amplifier 5 goes via a 90 'phase rotator 10 bridged by a switch 9 to the terminal 11, at which a carrier-frequency color signal is picked up, which is modulated line by line alternately according to the modulation type with suppressed carrier with two color signals. The switches 7, 9 switch synchronous and in practice they are electronic switches.

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.In the in F i g. 6, the 180 'phase rotator 8 is short-circuited, and the delayed and undelayed color subcarriers are switched according to FIG. 3 added. Since the phase rotator 10 is also bypassed and ineffective, the vector (Qi + Q2) is at terminal 11 , which is only modulated with the color signal corresponding to the Q-axis.

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.In the chronologically following line, switches 7, 9 and the phase rotators 8, 10 are effective. The vector image is created at the adding amplifier F i g. 4. The 90 'phase rotator turns the one at the output of the adder stage Vector (I1 + 12) back 90 ', i.e. H. rotated counterclockwise and takes the same phase position as the vector (Qi + Q2) of F i g. 3 at. It says on terminal 11 now a vector with the frequency of the color carrier and with the same as the vector (Qi + Q2) in the chronologically preceding line. This vector is only compatible with that of the 1-axis corresponding color signal modulated. The phase position changes from line to line one modulation axis (I) of the transmitted signal by 180 '. Therefore can through Choice of the switching phase of the switch 7, 9 determines whether the new won Signal arises as a positively modulated or negatively modulated signal. The synchronization of the switch should therefore be carried out in a known manner from the transmitter.

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.The changeover switch 7, 9 is actuated by a meander 12. This meander 12 is shown in FIG. 5 asymmetrically, in such a way that two color synchronizing pulses 14, 15 of chronologically successive lines belong to a first section 13 of the meander 12. The carrier-frequency signal 16 lying between these pulses 14, 15 , which contains the signals (BY) and (R - Y) in quadrature modulation, has the same phase position as the color sync pulses 14, 15. The second section 17 of the meander 12 then lasts only that way long as the carrier-frequency color signal 18 is transmitted in the second line. If you were to switch with a symmetrical meander, a color sync pulse would only be sent in every second line. In principle, such a SECAM system, in which the phase position of the carrier to be added to the receiver is not so critical with regard to the change in color tone, can also be carried out with a color synchronous pulse that is only sent in every second line. However, since it is useful for reasons of symmetry to have a color sync pulse in each line, the meander shape according to FIG. 5 is selected, in which both color sync pulses 14, 15 and the color signal 16 lying in the axis of the color sync pulse belong to a section 13 of the meander 12. It is only switched during the time in which the carrier-frequency color signal 18 itself is transmitted within line 2. Switching takes place in the black pause, during the line sync pulse or in the porch between the color sync pulse and the start of the carrier-frequency color signal. During the section 13 of the meander 12, both switches in FIG. 6 open, during section 17 both are closed.

Claims

Claims: 1. Standards converter for converting a color television system, in which a color carrier with two color signals simultaneously in quadrature modulation with respect to two mutually perpendicular modulation axes according to the type of modulation with suppressed carrier is modulated (NTSC system) and with which to reduce the effect of phase errors, in particular differential phase errors, a modulation axis is switched by 180 ° in every second line, in a color television system in which the color carrier with the two color signals line by line alternately amplitude-modulated according to the type of modulation with suppressed carrier is (SECAM modification), d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the color subcarrier frequency Signal delayed by the time of one line and in a linear adding stage (5) with the same amplitude and phase to the undelayed signal in the one line is added and subtracted in the temporally next line, so that at the output of the adder (5) in one line only the one containing the color signal color subcarrier-frequency signal and in the next line only the other color signal Color carrier-frequency signal contained in amplitude modulation, in each case in the type of modulation with suppressed carrier is available.

2. nun converter according to claim 1, characterized in that a phase rotator (10) which can be switched on line by line is provided is the phase position that is constant during a line but changed from line to line the carrier-frequency, amplitude-modulated at the output of the adder (5) Signal.

3. standards converter according to claim 2, characterized in that line-by-line switching by controlling an electronic switch a line-frequency square wave (12) is caused.

4. standards converter according to claim 2, characterized in that the phase rotator (10) is an all-pass which is bridged with a switch in every second line in time.

5. Standards converter according to claim 2, characterized in that the phase rotator (10) in common Path (11) of the signal of the second system, i. H. behind the adder (5).

6. standards converter according to claim 1, characterized in that the line-by-line switching of addition to subtraction takes place in such a way that the one switching position (13) over the Time from the beginning of the color sync pulse (14) of a line to the end of the color sync pulse (15) of the next line and the other switch position (17) only over the time between two color sync pulses lasts.

7. standards converter according to claim 5, characterized in that that the switching phase of the switching is synchronized by known means from the transmitter is, .that that corresponds to the axis switched from line to line by 180 ° on the transmitter Color signal is obtained in the line in which it is desired at the output (11) Polarity appears.