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.Method for compensating the differential phase changes of
Color subcarriers of color television transmission systems with frequency modulation Die
additional color information is used in the previously introduced NTSC color television method
known by means of a color subcarrier in the upper frequency range of the brightness signal
transferred. In the modification of this procedure for the 625-line standard,
a frequency between 4 and 5 MHz was chosen for this. The present invention can
but can also be used in the event that one or more auxiliary carriers outside
the frequency range of the brightness signal - but using the same modulation system
- run along.
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.In the NTSC system, the amplitude function includes the color subcarrier
the information for the degree of color saturation, while by its phase position the
Hue is determined. To ensure that the colors on the receiving end are as correct as possible
to. guarantee, so the color subcarrier may in its amplitude and phase function
are changed as little as possible on the transmission path. Against disturbing amplitude fluctuations
appropriate measures are known to keep them small enough.
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.On the transmission path, each signal also experiences another
interfering phase modulation. This is especially the case with directional radio lines that
work with frequency modulation. The dynamic non-linearities (through
due to the frequency modulation, the distortions change
of the static non-linearities according to certain functions of the modulation frequency)
the frequencies are affected by this: the more they are, the higher they are in absolute terms.
It can be assumed that the characteristic of the transmission quadrupole is the
Transmission of the spectral energy of the modulated color subcarrier .with sufficient
Kindness allowed; in every transmission system, however, there are fluctuations in the center frequency
by migrating transposition and displacement oscillators as well as mainly by .die
according to the average image brightness, d. H. according to the center of gravity of the spectral frequencies
of the frequency-modulated video signal, oriented center frequency adjustment of the
Modulator. This makes the spectrum of the frequency-modulated signal accordingly
such frequency shifts on the transmission characteristic shifted back and forth,
so that the color subcarrier is subjected to an additional phase rotation, since
this yes in the upper part of the videotape, d. H. its spectral frequencies to the
The limit range of the transmission characteristic lie. Any shift
of the video signal spectrum within the transmission characteristic must therefore focus on the
Phase response of the spectral frequencies of the color subcarrier have a particularly unfavorable effect.
The disruptive function can take on considerable dimensions. It is measured by
the phase shift of the unmodulated color subcarrier on the receiving side at
Passing through .the entire picture brightness area is determined. One denotes
them as a differential phase change. A phase error in the color carrier is a guideline
of 5 ° over a distance of 2500 km. If you wanted such disruptive
To avoid influences, the transfer characteristic would never have to be possible over the entire range
Frequency migration (this can be several MHz on both sides) the
have the same high linearity as in the normal range. This way out is very costly
and therefore expensive. Since the causes of the frequency migration are determinable and reproducible
They also have to have an impact on the reception function of the color information
can be used as a control criterion.
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.According to the invention, the color subcarrier is therefore after the frequency modulation
separated by a bandpass filter and a bandstop filter from the brightness signal and one
Phase rotating member supplied. The phase shift element is now based on the operational discriminator
one with the migration of the signal spectrum from the discriminator center frequency
increasing DC control voltage. This DC control voltage is supplied via upstream
Distortion networks or a corresponding, the undesired phase response opposite
Control characteristic of the phase rotation element the phase position of the color subcarrier in such a way
changed that over the area in which undesired frequency drifts occur
can, a leveling of the differential phase curve is achieved.
It
thus .by the method according to the invention a compensation of the differential
P! Hare disturbance function made. For this purpose, (is the derivation of a control voltage
from the operational discriminator required, -the a measure of the reception frequency
. represents the frequency-modulated total useful signal. Due to the asymmetry of the
TV picture signals are fluctuations in picture brightness like frequency drifts
recorded. This DC voltage signal is used for adjustment at the receiving endpoints
the basic phase fluctuations of the color subcarrier used in the sense of compensation.
Since the interfering phase rotations are straight rising or falling, curved or
can be partially straight and partially curved, phase rotating elements are required,
which can reproduce this disturbance function in a complementary way. Linear phase shifters can also be used
can be used if the signal is correspondingly pre-deformed via non-linear elements
will. The adjustment is only required and is required for each line at the receiving end
expediently made so that with the usual differential phase measuring device
the lowest possible phase fluctuation depending on the image brightness and
from -the mean intermediate frequency of the arbitrarily changed in both directions
Modulator results. The useful modulation is not disturbed by this. For very long ones
Routes with many intermediate conversions of the frequency (with independent oscillators)
or the modulation, an intermediate regeneration may be necessary or expedient.
Experience has shown that the stability of such phase compensations should not be less
than that of phase compensation networks elsewhere in such systems.
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).In the figure is an embodiment of the method according to the invention
shown. In the block diagram of the figure, 1 represents an FM madulator of a radio relay transmitter
2. The transmitter 2 gives its energy via a radio field A to a relay station
which consists of a receiver 3 and a transmitter 2. That afterwards via a second
Color television signal reaching radio field B becomes after passing through another receiver
3 demodulated into the baseband in the FM demodulator 4. The baseband now becomes
the color subcarrier of 4.3 MHz screened out through a bandpass filter 7 and at the same time
prevented by a band stop 6 -that .the color subcarrier together with the
Brightness signal is transmitted further. The sifted color auxiliary carrier is on it
a P.hasendrehglied 8 fed, which his control criterion from the operating discriminator
4 through an amplifier and predistorter 5 refers. In the phase shifter 8 is
now the color subcarrier in its phase around the through the transmission quadrupole
caused phase error reversed, so that it is back to the original phase position
occupies. The color subcarrier corrected in its phase position is finally
fed back to the brightness signal and forwarded together with it (9).