DE1100685B - Verfahren zur Kompensation der differentiellen Phasenaenderungen von Farbhilfstraegern von Farbfernseh-UEbertragungssystemen mit Frequenz-modulation - Google Patents

Description

• Verfahren zur Kompensation der differentiellen Phasenänderungen von Farbhilfsträgern von Farbfernseh-Übertragungssystemen mit Frequenzmodulation Die zusätzliche Farbinformation wird bei dem bisher eingeführten NTSC-Farbfernsehverfahren bekanntlich mittels eines Farbhilfsträgers im oberen Frequenzbereich des Helligkeitssignals mitübertragen. In der Modifikation dieses Verfahrens für die 625-Zeilen-Norm wird hierfür eine Frequenz zwischen 4 und 5 MHz gewählt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch für den Fall angewendet werden, daß ein oder mehrere Hilfsträger außerhalb des Frequenzbereichs des Helligkeitssignals - jedoch über das gleiche Modulationssystem - mitlaufen.
• Beim NTSC-System enthält die Amplitu:denfunktion des Farbhilfsträ:gers die Information für den Grad der Farbsättigung, während durch seine Phasenlage der Farbton bestimmt wird. Um eine möglichst korrekteFarbwiedergabe auf derEmpfangs.seite zu .gewährleisten, darf also der Farbhilfsträger in seiner Amplituden- und Phasenfunktion auf .dem Übertragungsweg möglichst wenig verändert werden. Gegen störende Amplitudenschwankungen sind ,entsprechende Maßnahmen bekannt, um diese genügend klein zu halten.
• Auf dem Übertragungsweg erfährt jedes Signal daneben auch noch eine störende Phasenmodulation. Dies ist besonders bei Richtfunklinien der Fall, die mit Frequenzmodulation arbeiten. Durch die dynamischen Nichtlinearitäten (durch die Frequenzmodulation bedingt, ändern sich hierbei,dieVerzerrungenzum Unterschied von den statischen Nichtlinearitäten nach bestimmten Funktionen der Modulationsfrequenz) werden hiervon die Frequenzen :um so mehr betroffen, je höher sie absolut sind. Es kann zwar unterstellt werden, daß die Kennlinie des Übertragungsvierpols die Übertragung der spektralen Energie des modulierten Farbhilfsträgers .mit ausreichender Güte erlaubt; in jedem Übertragungssystem kommen jedoch Schwankungen der Mittenfrequenz durch auswandernde Um- und Versetzungsoszillatoren sowie hauptsächlich durch .die nach der mittleren Bildhelligkeit, d. h. nach dem Schwerpunkt der Spektralfrequenzen des frequenzmodulierten Videosignals, orientierte Mittenfrequenznachstimmung des Modulators vor. Hierdurch wird das Spektrum des frequenzmodulierten Signals entsprechend solchen Frequenzverschiebungen auf der Übertragungskennlinie hin- und hergeschoben, so daß der Farbhilfsträger einer zusätzlichen Phasendrehung unterworfen wird, da dieser ja im oberen Teil des Videobandes, d. h. seine Spektralfrequenzen an den Grenzendes Durchlaßbereiches der Übertragungskennlinie liegen. Jede Verschiebung des Videosignalspektrums innerhalb der übertragungskennlinie muß sich also auf den Phasengang der Spektralfrequenzen des Farbhilfsträgers besonders ungünstig auswirken. Die Störfunktion kann dabei beträchtliche Ausmaße annehmen. Sie wird gemessen, indem die Phasendrehung des unmodulierten Farbhilfsträgers auf der Empfangsseite beim Durchfahren .des gesamten Bildhelli,gkeitsbereiches festgestellt wird. Man bezeichnet sie als differentielle Phasenänderung. Als Richtwert ist ein Phasenfehler des Farbträgers von 5° über eine Streckenlänge von 2500 km zugelassen. Wollte man solche störenden Einflüsse vermeiden, müßte die Übertragungskennli.nie über den ganzen Bereich möglicher Frequenzauswanderungen (diese können mehrere MHz nach beiden Seiten betragen) die gleiche hohe Linearität besitzen wie im Normalbereich. Dieser Ausweg ist sehr .aufwendig und damit teuer. Da die Ursachen der Frequenzauswanderungen feststellbare und reproduzierbare Auswirkungen auf die Empfangsfunktion der Farbinformation ausüben, muß man sie auch als Steuerkriterium verwenden können.
• Erfindungsgemäß wird deshalb der Farbhilfsträger nach der Frequenzmodulation durch einen Bandpaß und eine Bandsperre vom Helligkeitssignal getrennt und einem Phasendrehglied zugeführt. Das Phasendrehglied bezieht nun aus dem Betriebsdiskriminator eine mit der Auswanderung des Signalspektrums von der Diskriminator-Mittenfrequenz ansteigende Steuergleichspannung. Von dieser Steuergleichspannung wird über vorgeschaltete Verzerrungsnetzwerke oder eine entsprechende, dem unerwünschten Phasengang gegenläufige Regelcharakteristik des Phasendrehgliedes die Phasenlage des Farbhilfsträgers derart verändert, daß über den Bereich, in dem unerwünschte Frequenzauswanderungen auftreten können, eine Einebnung der differentiellen Phasenkurve erzielt wird. Es wird also .durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Ausregelung der differentiellen P!hasenstörfunktion vorgenommen. Hierzu ist (die Ableitung einer Steuerspannung aus dem Betriebsdiskriminator erforderlich, -die ein Maß für die Empfangsfrequenz .des frequenzmodulierten Gesamtnutzsignals darstellt. Durch die Unsymrnetrie des Fernsehbildsignals werden Schwankungen der Bildhelligkeit dabei wie Frequenzauswanderungen erfaßt. Dieses Gleichspannungssignal wird bei den Empfangsendstellen zur Ausregelung der Grundphasenschwankungen des Farbhilfsträgers im Sinne einer Kompensation verwendet. Da die störenden Phasendrehungen geradlinig steigend, bzw. fallend, gebogen oder teilweise geradlinig und teilweise gebogen sein können, sind Phasendrehglieder erforderlich, die diese Störfunktion komplementär nachbilden können. Es können auch lineare Phasenschieber verwendet werden, wenn das Signal über nichtlineare Glieder entsprechend vorverformt wird. Der Abgleich ist für jede Linie nur am Empfangsende erforderlich und wird zweckmäßig so vorgenommen, daß sich mit dem üblichen differentiellen Phasenmeßgerät eine möglichst geringe Phasenschwankung in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit und von -der willkürlich nach beiden Seiten veränderten mittleren Zwischenfrequenz des Modulators ergibt. Die Nutzmodulation wird dadurch nicht gestört. Bei sehr langen Strecken mit vielen Zwischenumsetzungen der Frequenz (mit selbständigen Oszillatoren) oder der Modulation kann eine Zwischenregeneration notwendig oder zweckmäßig sein. Die Stabilität solcher Phasenkompensationen dürfte erfahrungsgemäß nicht geringer als die von Phasenausgleichsnetzwerken an anderen Stellen solcher Systeme sein.
• In der Figur ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Blockschaltbild der Figur stellt 1 einen FM-Madulator eines Richtfunksenders 2 dar. Der Sender 2 gibt seine Energie über ein Funkfeld A auf eine Relaisstelle ab, die aus einem Empfänger 3 und einem Sender 2 besteht. Das danach über ein zweites Funkfeld B gelangende Farbfernsehsignal wird nach Durchlaufen eines weiteren Empfängers 3 im FM Demodulator 4 in das Basisband demoduliert. Aus dem Basisband wird nunmehr der Farbhilfsträger von 4,3 MHz durch einen Bandpaß 7 ausgesiebt und gleichzeitig durch eine Bandsperre 6 verhindert, -daß .der Farbhilfsträger gemeinsam mit dem Helligkeitssignal weiter übertragen wird. Der ausgesiebte Farbhilfsträger wird darauf einem P.hasendrehglied 8 zugeführt, welches sein Regelkriterium aus dem Betriebsdiskriminator 4 über einen Verstärker und Vorverzerrer 5 bezieht. In dem Phasendrehglied 8 wird nunmehr der Farbhilfsträger in seiner Phase um den durch den Übertragungsvierpol verursachten Phasenfehler zurückgedreht, so daß er wieder die ursprüngliche Phasenlage einnimmt. Der in seiner Phasenlage korrigierte Farbhilfsträger wird schließlich dem Helligkeitssignal wieder zugeführt und gemeinsam mit diesem weitergeleitet (9).

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Kompensation der durch unsymmetrische Schwankungen des Modulationssignalhubes oder Frequenzauswanderungen von Hilfsoszillatoren bedingten differentiellen Phasenänderungen von Farbhilfsträgern von Farbfernseh-Übertragungssystemen mit Frequenzmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbhilfsträger nach der Frequenzdemodulation durch den Betriebsdiskriminator (4) durch einen Bandpaß (7) und eine Bandsperre (6) vom Helligkeitssignal getrennt und einem Phasendrehglied (8) zugeführt wird, daß das Phasendrehglied (8) aus dem Betriebsdiskriminator (4) eine mit der Auswanderung des Signalspektrums von der Diskriminator-Mittenfrequenz ansteigende Steuergleichspannung bezieht, daß von der Steuergleichspannung über vorgeschaltete Verzerrungsnetzwerke (5) oder eine entsprechende, dem unerwünschten Phasengang gegenläufige Regelcharakteristik des Phasendrehgliedes (8) die Phasenlage des Farbhilfsträgers derart verändert wird, daß über den Bereich, in dem unerwünschte Frequenzauswanderungen auftreten können, eine Einebnung der differentiellen Phasenkurve erzielt wird, und daß der Farbhilfsträger sodann dem Helligkeitssignal wieder hinzugefügt wird.