DE1112545B - Empfaenger fuer ein UEbertragungssystem fuer Farbfernsehsignale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger für ein Übertragungssystem für Farbfernsehsignal, bei dem das übertragene Signal eine Signalkomponente aufweist, welche sich hauptsächlich auf die Helligkeit einer Szene bezieht, und eine Signalkomponente aufweist, die aus einer in Quadratur mit zwei Signalen verschiedener Bandbreite modulierten Hilfsträgerwelle besteht, von denen jedes aus einer bestimmten Kombination von Signalen, die sich auf die Farbkomponenten der Szene beziehen, aufgebaut ist.

In einem bekannten System der obigen Art besteht erstere Signalkomponente, das Helligkeitssignal, aus einer Kombination von drei Signalen, von denen das erste sich auf die grünen Farbkomponenten der Szene bezieht, das zweite auf die roten Farbkomponenten jener Szene und das dritte auf die blauen Farbkomponenten jener Szene.

Die zweite Signalkomponente besteht aus einer Hilfsträgerwelle, welche in Quadratur mit zwei Signalen moduliert ist, welche ebenfalls Kombinationen der drei Signale sind, die sich auf die grünen, roten bzw. blauen Farbkomponenten der Szene beziehen, welche Kombinationen verschieden sind voneinander und zugleich von der Kombination, aus der das Helligkeitssignal besteht.

Im bekannten System ist von den zwei der Hilfsträgerwellen aufmodulierten Signalen das Signal mit kleinerer Bandbreite, das sogenannte Q-Signal, auf etwa 500 kHz beschränkt und das Signal mit größerer Bandbreite, das sogenannte I-Signal, auf etwa 1500 kHz beschränkt. Die Quadraturkomponente der Hilfsträgerwelle, welche mit dem Q-Signal moduliert ist, ist im Zweiseitenbandverfahren moduliert, wobei jedes Seitenband 50OkHz breit ist; die Quadraturkomponente, welche mit dem I-Signal moduliert ist, ist bis 50OkHz ebenfalls im Zweiseitenbandverfahren und von 500 kHz bis 1500 kHz im Einseitenbandverfahren moduliert.

Empfänger für das obige System arbeiten wie folgt: Man hat nach etwaiger Detektion, wenn die Übertragung drahtlos stattgefunden hat, im Empfänger das Helligkeitssignal und die in Quadratur modulierte Hilfsträgerwelle zur Verfügung. Mit Hilfe eines Verfahrens, das gewöhnlich mit synchroner Detektion bezeichnet wird, werden aus dieser modulierten Hilfsträgerwelle das I- und das Q-Signal abgeleitet. Aus dem Helligkeitssignal und dem I- und Q-Signal werden schließlich, mittels Matrixnetzwerken, die drei der Wiedergabevorrichtung zuzuführenden Hauptsignale gebildet.

Im Ausgangskreis der bei der synchronen Detek-Empfänger für ein Übertragungssystem
für Farbfernsehsignale

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 28. November 1958 (Nr. 233 752)

Hendrik Breimer, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

tion verwendeten Demodulatoren befinden sich Tiefpaßfilter, welche die respektiven Ausgangssignale auf den erforderlichen Wert in der Bandbreite beschränken. Das Tiefpaßfilter im Ausgangskreis des Demodulators für das I-Signal beschränkt dieses Signal auf 1500 kHz und das Tiefpaßfilter im Ausgangskreis des Demodulators für das Q-Signal beschränkt dieses Signal auf 500 kHz.

In der Praxis haben beide Tiefpaßfilter eine Abschwächungscharakteristik, welche in der Umgebung der betreffenden Grenzfrequenz eine verhältnismäßig steile Neigung aufweist. Unter Neigung ist hier zu verstehen die Anzahl der Dezibel, mit der die Abschwächung in der Umgebung der Grenzfrequenz pro Oktave zunimmt. Die Neigung des Filters für das I-Signal ist verhältnismäßig steil, um zu vermeiden, daß das I-Signal durch die Hilfsträgerwelle, welche im Ausgang der Demodulatoren auftritt, gestört wird. Die Neigung des Filters für das Q-Signal wählt man verhältnismäßig steil, um die im Ausgang des Demodulators für das Q-Signal auftretenden Demodulationsprodukte der mit dem I-Signal modulierten Quadraturkomponente, welche im gewählten Beispiel zwischen 500 kHz und 1500 kHz liegen, zu unterdrücken. Die Demodulationsprodukte dieser Quadraturkomponente im Ausgang des Demodulators für das Q-Signal, die zwischen 0 und 500 kHz liegen, sind natürlich null.

Da die Bandbreite des Filters für das I-Signal etwa dreimal so groß ist wie die Bandbreite des Filters für

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das Q-Signal, ist die vom betreffenden Filter im welche ihrerseits mit einem Tondetektor 12 gekop-

I-Signal verursachte Verzögerung etwa dreimal so pelt ist. Das Ausgangssignal von 12 wird über einen

klein wie die Verzögerung, die vom betreffenden FiI- Niederfrequenzverstärker 13 einem oder mehreren

ter in Q-Signal verursacht wird. Zur Ausgleichung Lautsprechern 14 zugeführt. In Fig. 1 wird die Ton-

dieses Unterschiedes in der Verzögerung enthält in 5 trägerwelle in der Zwischenfrequenzstufe 4 vom

den bekannten Empfängern der Übertragungskanal Fernsehsignal getrennt,

für das I-Signal eine Verzögerungsleitung. Das übertragene Fernsehsignal enthält zugleich die

Die Erfindung bezweckt nun, die Verwendung erforderlichen Synchronisiersignale sowohl für die

einer derartigen Verzögerungsleitung im Übertra- Sägezahngeneratoren für die Horizontal- und Verti-

gungskanal für das Signal mit größerer Bandbreite io kalablenkung wie auch für den Oszillator, der die

zu vermeiden. bei der synchronen Detektion erforderlichen Span-

Daher ist der Empfänger nach der Erfindung da- nungen erzeugt. Die Synchronisiersignale für die durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Horizontal- und Vertikalablenkung werden im der Neigung der Dämpfungskurve des Filters, das Trennkreis 7 aus dem Ausgangssignal des Videosich im Ausgangskreis des Demodulators für das 15 Verstärkers 6 zurückerhalten.

Signal mit der kleineren Bandbreite befindet, und der Die Synchronisierimpulse für die Vertikalablen-Neigung des Filters, das sich im Ausgangskreis des kung werden der Vorrichtung 8 zugeführt, um den Demodulators für das Signal mit der größeren Band- von dieser Vorrichtung einen Teil bildenden Sägebreite befindet, annähernd dem Verhältnis zwischen zahngenerator zu synchronisieren; die Ausgangsder Grenzfrequenz des ersteren Filters und der 20 ströme von 8 werden den in der Figur nicht gezeigten Grenzfrequenz des letzteren Filters gleich ist, wobei Vertikalablenkungsspulen der Bildröhre zugeführt, die Neigung der Filter jeweils in der Umgebung der Die Synchronisierimpulse für die Horizontalablenbetreffenden Grenzfrequenz gemessen ist. kung werden der Vorrichtung 9 zugeführt, um den

Unter Grenzfrequenz versteht man in diesem Zu- einen Teil dieser Vorrichtung bildenden Sägezahnsammenhang jene Frequenz, bei der die Abschwä- 25 generator zu synchronisieren; die Ausgangsströme chung 3 Dezibel größer ist als die Abschwächung im von 9 werden den ebenfalls in der Figur nicht gezeigflachen Teil des Filters. ten Horizontalablenkspulen der Bildröhre zugeführt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Die Vorrichtungen 8 und 9 enthalten zugleich die durch geeignete Wahl der Neigung des Filters für das gegebenenfalls erforderlichen Schwungradschaltun-Signal mit kleinerer Bandbreite die von diesem FiI- 30 gen, während außerdem aus der Vorrichtung 9 in beter verursachte Verzögerung im wesentlichen der kannter Weise aus dem Rücklauf des Zeilensägezahnvom Filter für das Signal mit größerer Bandbreite ver- generators eine Gleichspannung erhalten werden ursachten Verzögerung gleich gemacht werden kann kann, welche als Hochspannung für die Bildröhre und daß das erstere Filter eine beträchtlich kleinere dienen kann.

Neigung in der Umgebung der Grenzfrequenz haben 35 Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 6 wird

darf als das Filter für das Signal mit größerer Band- zugleich einerseits einer Verzögerungsleitung 15 und

breite, ohne daß dies zu einer störenden Qualitäts- und andererseits einem Bandfilter 16 zugeführt, das

herabsetzung des wiedergegebenen Bildes Veranlas- nur die zweite Komponente durchläßt (natürlich von

sung gibt. den im Frequenzgebiet dieser zweiten Komponente

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung 40 legenden Frequenzen des Helligkeitssignals abge-

gegebenen Figuren beispielsweise näher erläutert, in sehen),

der Die Verzögerungsleitung 15 bezweckt, die Verzö-

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Empfängers gerungen in den Demodulationsprodukten der in

nach der Erfindung dargestellt, Quadratur modulierten Hilfsträgerwelle, welche an

Fig. 2 die Abschwächungscharakteristiken von 45 den Ausgängen der Filter, die diese Demodulations-

Filtern in den bekannten Empfängern, produkte auf die erwünschten Frequenzen begrenzen,

Fig. 3 und 4 Abschwächerungscharakteristiken von auftreten, auszugleichen.

Filtern nach der Erfindung darstellen und Das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 15

Fig. 5 und 6 Ausführungsbeispiele von Filtern wird einem Unterdrückungsfilter 17 zugeführt. Benach der Erfindung wiedergeben. 50 kanntlich ist die Frequenz der Hilfsträgerwelle derart

Fig. 1 zeigt ein sehr schematisches und vereinfach- gewählt, daß der störende Einfluß der zweiten Sites Ausführungsbeispiel eines Empfängers nach der gnalkomponente auf die erste Signalkomponente Erfindung. In dieser Figur bezeichnet 1 ein geeigne- möglichst klein ist, aber es zeigt sich trotzdem, daß tes Antennensystem zum Empfang einer mit den es notwendig ist, in den Kanal der ersten Komponente zwei erwähnten Komponenten modulierten Träger- 55 ein Unterdrückungsfilter für die zweite Komponente welle. Außerdem wird noch eine zweite Trägerwelle aufzunehmen.

empfangen, welche in der Frequenz oder in der Am- Das Ausgangssignal des Bandfilters 16 wird einem

plitude mit einem Tonsignal moduliert ist. Das Verstärker 19 zugeführt, welcher einerseits mit einem

Antennensystem 1 ist mit einer Hochfrequenzstufe 2 Trennkreis 18, in dem die Synchronisiersignale für

und mit einer Mischstufe 3 gekoppelt. Das Ausgangs- 60 die synchrone Detektion aus dem Ausgangssignal des

signal von 3 wird einer mit einem Detektor 4 und Verstärkers 19 zurückerhalten werden, andererseits

einem Videoverstärker 6 gekoppelten Zwischen- mit zwei synchronen Detektoren 20 und 21 verbun-

frequenzstufe 4 zugeführt. den ist.

Die mit dem Tonsignal modulierte Trägerwelle Die Synchronisiersignale für die synchrone Detek-

kann in der Zwischenfrequenzstufe 4 oder im De- 65 tion, welche am Ausgang des Trennkreises 18 auf-

tektor 5, wobei das Differenzträgerprinzip verwendet treten, werden einem Oszillator 10 zugeführt, an

wird oder nicht, vom Fernsehsignal getrennt und dessen Ausgang zwei Spannungen mit gleicher Fre-

einer Zwischenfrequenzstufe 11 zugeführt werden, quenz auftreten, deren Phase aber 90° gegeneinander

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verschoben ist. Auch diese zwei Spannungen werden für das Signal mit kleinerer Bandbreite zu unter-

den synchronen Detektoren 20 bzw. 21 zugeführt. drücken.

Angenommen wird, daß das Ausgangssignal des Dadurch, daß f_a etwa dreimal so groß ist wie f_b, Detektors 20 das Signal mit größerer Bandbreite ent- wird die Verzögerung im Signal mit größerer Bandhält (das I-Signal) und daß das Ausgangssignal des 5 breite etwa dreimal so klein sein wie die Verzögerung Detektors 21 das Signal mit kleinerer Bandbreite ent- im Signal mit kleinerer Bandbreite. Die Ausgleichung hält (das Q-Signal). dieses Unterschiedes in der Verzögerung geschieht in

Der synchrone Detektor 20 ist daher mit einem der Praxis mittels einer Verzögerungsleitung, die im Tiefpaßfilter 22 mit verhältnismäßig großer Band- Kanal für das Signal mit größerer Bandbreite aufbreite und der synchrone Detektor 21 mit einem Tief- io genommen ist.

paßfilter 23 mit verhältnismäßig kleiner Bandbreite Fig. 3 zeigt die Abschwächungscharakteristiken der

verbunden. Tiefpaßfilter nach der Erfindung.

Ehe näher auf diese Tiefpaßfilter 22 und 23 einge- Die Neigung der Abschwächungscharakteristik a'

gangen wird, wird der übrige Teil des Empfängers des Filters im Ausgang des synchronen Detektors für

beschrieben werden. 15 das Signal mit größerer Bandbreite ist etwas steiler

Die Ausgangssignale von 22 und 23 werden einem gewählt als die entsprechende Neigung des bekann-

Matrixnetzwerk 25 zugeführt, das aus diesen Aus- ten Filters; dies ist jedoch keine erforderliche Bedin-

gangssignalen drei sogenannte Farbdifferenzsignale gung zur Verwendung der Erfindung. Die Neigung

bildet. Ein Farbdifferenzsignal ist ein Signal, das, ad- der Abschwächungscharakteristik b' des Filters im

diert zu dem Helligkeitssignal, ein Signal liefert, das 20 Ausgang des synchronen Detektors für das Signal

sich auf eine bestimmte Farbkomponente der wieder- mit kleinerer Bandbreite ist jedoch beträchtlich we-

zugebenden Szene bezieht. niger steil. Wählt man die Grenzwerte // und f_b

Im gewählten Beispiel geschieht die Kombination wieder derart, daß // etwa dreimal so groß ist wie

mit dem Helligkeitssignal in der Bildröhre 26 selbst. f_b, so wählt man nach der Erfindung die Neigung der

Dazu wird das Ausgangssignal des Unterdrückungs- 25 Abschwächungscharakteristik b' etwa dreimal weniger

filters 17, also das Helligkeitssignal, mit negativer steil als die Neigung der Abschwächungscharakte-

Polarität den drei miteinander verbundenen Katho- ristik a'. Die von den beiden Filtern verursachten

den 30 der mit drei Elektronenstrahlsystemen ausge- Verzögerungen werden dann praktisch gleich sein, so

statteten Dreifarbenröhre 26 zugeführt. daß es nicht erforderlich ist, eine zusätzliche Ver-

Dadurch, daß man zugleich die Ausgangssignale 3° zögerungsleitung im Kanal für das Signal mit grö-

der Matrix 15 den drei nicht miteinander verbünde- ßerer Bandbreite aufzunehmen,

nen Steuergittern 31, 32 bzw. 33 zuführt, werden Selbstverständlich werden jetzt jene Teile des Si-

die durch die drei Strahlsysteme erzeugten Elek- gnals mit größerer Bandbreite, welche bei der syn-

tronenbündel jeder mit der Summe des Helligkeits- chronen Detektion in dem Demodulator für das Si-

signals und eines Farbdifferenzsignals moduliert. 35 gnal mit kleinerer Bandbreite nicht aus Null reduziert

Fig. 2 zeigt die Abschwächungscharakteristiken der sind, beträchtlich weniger vom Filter für das Signal

Tiefpaßfilter, wie diese in den bekannten Empfän- mit kleinerer Bandbreite unterdrückt,

gern in den Ausgangskreisen der synchronen Detek- Es hat sich jedoch experimentell gezeigt, daß der

toren 20 und 21 verwendet werden. Die Ab- Einfluß dieser im wesentlichen störenden Komponen-

schwächung A ist hierbei als Funktion der Frequenz 40 ten auf die Wiedergabe beträchtlich weniger groß ist,

in doppelt logarithmischem Maßstab aufgetragen. als man im allgemeinen glaubte.

Kurve α stellt hierin die Abschwächungscharakteristik Fig. 4 zeigt eine Abschwächungscharakteristik b",

des Filters im Ausgangskreis des synchronen Detek- bei der die Unterdrückung der obigen unerwünsch-

tors für das Signal mit größerer Bandbreite dar; ten Komponenten in der Umgebung von f_b" stärker

Kurve b stellt die Abschwächungscharakteristik des 45 ist, jedoch zwischen f_b" und // weniger stark ist als

Filters im Ausgangskreis des synchronen Detektors die, welche durch einen Filter, dessen Abschwä-

für das Signal mit kleinerer Bandbreite dar. f_a stellt chungscharakteristik durch Kurve b' gegeben wird,

hierin die Grenzfrequenz des Filters für das Signal ausgeübt wird. Der Einfluß der unerwünschten Kom-

mit größerer Bandbreite dar; f_b ist die Grenzfrequenz ponenten ist also zwischen f_b" und f_a' größer als mit

des Filters für das Signal mit kleinerer Bandbreite. 50 einem Filter mit Abschwächungscharakteristik b'\ der

Bei den bekannten Empfängern ist f_a etwa dreimal Einfluß in der direkten Umgebung der erwünschten

so groß wie f_b; die Neigungen der Kurven α und b Komponenten ist kleiner. Da außerdem die Ampli-

sind dabei etwa gleich. tude der unerwünschten Komponenten abnimmt mit

Beide Neigungen sind verhältnismäßig steil. Für zunehmender Frequenz, ist der zugenommene Eindas Filter für das Signal mit größerer Bandbreite ist 55 fluß dieser Komponenten zwischen f_b" und // kaum dies der Fall, um zu vermeiden, daß Störungen, die wahrnehmbar, und es zeigt sich denn auch, daß die aus jenen Modulationsprodukten des synchronen mit einem Filter mit Abschwächungscharakteristik b" Detektors stammen, welche aus dem unteren Seiten- nach Fig. 4 erhaltenen Ergebnisse etwas besser sind band der modulierten Hilfsträgerwelle bestehen, am als die mit einem Filter mit Abschwächungscharakte-Eingang des Matrixnetzwerkes 25 auftreten. Für das 60 ristik V nach Fig. 3 erhaltenen Ergebnisse.
Filter für das Signal mit kleinerer Bandbreite wählt Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele von man die Neigung verhältnismäßig steil, um jene Teile in der Praxis verwendeten Filtern 22 und 23.
des Signals mit größerer Bandbreite, welche bei der Dabei stellt Fig. 5 das Filter für das Signal mit synchronen Detektion im Demodulator für das Signal größerer Bandbreite dar (das I-Signal mit einem Fremit kleinerer Bandbreite nicht auf Null reduziert sind, 65 quenzband bis 1500 kHz). 20 bezeichnet hierin wied. h. die Teile des Signals mit größerer Bandbreite, der den Demodulator für das Signal mit größerer die der Hilfsträgerwelle mit einem Einseitenband auf- Bandbreite; betrachtet als Signalquelle, hat dieser Demoduliert sind, im Ausgangssignal des Demodulators modulator einen Innenwiderstand von 6,8 kQ. 40 be-

zeichnet eine Eingangselektrode einer Elektronenröhre, welche einen Teil des Matrixnetzwerkes 25 bildet. Der Widerstand 41 hat einen Wert von 3,3 kß. Die Spulen 42 und 43 haben Selbstinduktionswerte von 0,52 mH bzw. 1,76 mH. Die Kapazität des Kondensators 44 beträgt 10,4 pF, und die Kapazität des Kondensators 45, in dem die Eingangskapazität über den betreffenden Eingang des Matrixnetzwerkes 25 aufgenommen gedacht ist, beträgt 17,1 pF.

Die Abschwächungscharakteristik b" für das Filter 23 für das Signal mit kleinerer Bandbreite (das Q-Signal mit einem Frequenzband bis 500 kHz) ist durch das in Fig. 6 gezeigte Netzwerk verwirklicht. 21 ist der Demodulator für das Signal mit kleinerer Bandbreite; betrachtet als Signalquelle, hat dieser Demodulator einen Innenwiderstand von 6,8 kQ. 50 bezeichnet eine Eingangselektrode einer anderen Elektronenröhre, welche einen Teil des Matrixnetzwerkes 25 bildet. Der Widerstand 51 hat einen Wert von 3,3 kQ. Die Selbstinduktion der Spule 52 beträgt 1,68 mH. Der Wert des Widerstandes 53 ist 16 kQ, und die Kapazität des Kondensators 54, in dem wieder die Eingangskapazität über dem betreffenden Eingang des Matrixnetzwerkes 25 aufgenommen gedacht ist, beträgt in diesem Falle 28,2 pF.

Die Verzögerung, welche die Filter nach Fig. 5 und 6 verursachen, beträgt in beiden Fällen 0,34 μβεα

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Empfänger für ein Übertragungssystem für Farbfernsehen, bei dem das übertragene Signal eine Signalkomponente aufweist, welche sich hauptsächlich auf die Helligkeit einer Szene bezieht, und weiter eine Signalkomponente enthält, die aus einer in Quadratur mit zwei Signalen verschiedener Bandbreite modulierten Hilfsträgerwelle besteht, von denen jedes aus einer bestimmten Kombination von Signalen aufgebaut ist, die sich auf die Farbkomponenten der Szene beziehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Neigung des Filters, das sich im Ausgangskreis des Demodulators für das Signal mit der kleineren Bandbreite befindet, und der Neigung des Filters, das sich im Ausgangskreis des Demodulators für das Signal mit der größeren Bandbreite befindet, wenigstens annähernd dem Verhältnis zwischen der Grenzfrequenz des ersteren Filters und der Grenzfrequenz des letzteren Filters gleich ist, wobei die Neigung der Filter jeweils in der Umgebung der betreffenden Grenzfrequenz gemessen ist.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ersteren Filters in der unmittelbaren Umgebung der betreffenden Grenzfrequenz steiler ist als die Neigung dieses Filters im Frequenzgebiet zwischen den beiden Grenzfrequenzen.

3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ersteren Filters in der unmittelbaren Umgebung der betreffenden Grenzfrequenz steiler ist, als dem obigen Verhältnis entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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