DE1282063B - Demodulationsschaltung fuer PAL-Farbfernseh-signale mit verringertem Farbsaettigungsfehler bei ploetzlich auftretenden Phasenfehlern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-34/31

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 82 063.2-31 (F 47507)

26. Oktober 1965

7. November 1968

Die Erfindung betrifft eine neue Demodulationsschaltung zur Demodulation von PAL-Farbfernsehsignalen. Das PAL-Farbfernsehsystem, unter anderem beschrieben in »Nachrichtentechnische Zeitschrift«, Jg. 17, H. 3, März 1964, S. 109 bis 121, hat bekanntlieh gegenüber dem NTSC-System die Eigenschaft, daß bei Phasenfehlern des Farbträgers keine störenden Farbtonfehler, sondern lediglich die weit weniger bemerkbaren Farbsättigungsfehler auftreten.

Zur Beseitigung dieser in Folge von Phasenschwankungen oder Phasensprüngen auftretenden Farbsättigungsfehler ist es bereits bekannt, den Farbträgeroszillator für die Synchrondemodulatoren phasensynchron mitzusteuern.

Typischerweise wird der Farbträgeroszillator mit dem Farbsynchronsignal grob synchronisiert, wie dies auch bei dem NTSC-Verfahren gebräuchlich ist. Durch die deutsche Patentschrift 1189124 ist es auch bekannt, bei einem PAL-System die empfangenen Farbträgerfrequenzensignale nach Beseitigung der gemäß dem PAL-Verfahren eingeführten Phasenumpolung zur Feineinstellung der Phase des Oszillators zu benutzen. Insbesondere kann man gemäß der deutschen Auslegeschrift 1196 699 die empfangenen konjugiertkomplexen Farbträgerkomponenten miteinander multiplizieren und die erhaltene doppelte Farbträgerfrequenz zur Steuerung des Oszillators benutzen. Weitere Möglichkeiten sind in den deutschen Auslegeschriften 1196700, 1197500 beschrieben, wonach der Oszillator durch die auf gleiche Phase gebrachten konjugierten Farbträgerkomponenten und durch die Synchronimpulse einzeln oder additiv im Mitnahmeverfahren synchronisiert wird. Ein weiteres Demodulationsverfahren in der deutschen Auslegeschrift 1159 011 bezieht sich besonders auf ein SECAM-Farbfernsehübertragungssystem. Auch in dieser Schaltung wird ein Synchrondemodulationsverfahren benutzt, indem ein von einem Bezugsträger gewonnenes trägerfrequentes Signal in einer Addierstufe den einzelnen Komponenten zuaddiert wird und danach das Gemisch einem Gleichrichter zugeführt wird. Bei raschen Phasensprüngen des Farbsignals treten auch hier wegen der Trägheit der Nachsteuerung des Oszillators Verfälschungen des Farbsättigungswertes ein.

Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß die Nachsteuerung des Farbträgeroszillators stets eine gewisse Zeit erfordert, bis zu der sich der Oszillator an die Nachsteuerfrequenz angepaßt hat. Das bedeutet aber, daß gerade an scharfen Kanten, an denen auf Grund des differenziellen Phasenfehlers in den Übertragungsleitungen und Verstärkern große Demodulationsschaltung für PAL-Farbfernsehsignale mit verringertem Farbsättigungsfehler bei plötzlich auftretenden Phasenfehlern

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,

6100 Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Gerhard Krause, 6100 Darmstadt

Phasenschwankungen des Farbsignals und plötzliche Phasensprünge eintreten, die Nachsteuerung zu träge ist, so daß deutlich sichtbare Sättigungsfehler an den Kanten auftreten müssen. Die Erfindung verfolgt daher einen anderen Weg, bei dem eine Nachregelung des Farbträgeroszillators nicht erforderlich ist.

Die Demodulationsschaltung für PAL-Farbfernsehsignale, bei der durch Addition bzw. Subtraktion des unverzögerten und des um eine Zeilenperiode verzögerten Farbsignals das trägerfrequente /'- und ß'-Signal gewonnen wird und welche bei plötzlich auftretenden Phasenfehlern des farbträgerfrequenten Farbsignals einen wesentlich geringeren Farbsättigungsfehler erbringt, ist dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß im Zuge der Kanäle für die /'- bzw. Q'-Signalkomponenten je ein im Rhythmus der Farbträgerfrequenz betätigter elektronischer Schalter vorgesehen ist, der je eine Halbwelle der Komponenten durchläßt, und daß in Reihe mit diesen Schaltern je zwei parallelliegende Spitzengleichrichter vorgesehen sind, deren beide Ausgänge mit einem betragsselektiven Glied verbunden sind, welches nur dasjenige der beiden von dem Spitzengleichrichterpaar kommenden Signale mit dem größeren Amplitudenbetrag passieren läßt.

Der mit dieser Demodulationsschaltung erhaltene Vorteil beruht auf der Ausnutzung der Tatsache, daß bei einem PAL-System der Farbsättigungswert durch die Amplituden, d. h. also durch den Maximalwert der Farbsignalschwingung, bestimmt ist. Mit der angegebenen Schaltung wird, nun dieser Maximalwert praktisch unabhängig von der Phase gewonnen, d. h. bis zu Phasenfehlern von annähernd 90°, die aber in der Praxis kaum vorkommen und wenn, jeden

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Fehlerausgleich unmöglich machen wurden. Wenn gleichgerichteten Signale abgegeben wird. Diese Äufman sich mit einem in den meisten Fällen genügen- gäbe erfüllen in Fig. 1 die beiden Schaltblöcke e den Korrekturbereich von 45° begnügt, so kann auch und /, die im folgenden als betragsselektive Glieder eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den Syn- bezeichnet werden. Jedes der betragsselektiven chrondemodulationsschaltungen erzielt werden. 5 Gliedere und / soll also bei Auftreten verschieden

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Äusfüh- großer und entgegengesetzter Amplituden an ihrem rungsbeispiele darstellenden Figuren genauer erläutert Eingang nur das Signal mit der größeren Amplitude werden. Es zeigt au seinem Ausgang erscheinen lassen. Das bedeutet,

F i g. 1 das Blockschaltbild des nach der Erfindung daß bis zu ,einem Phasenfehler von 90° eine einarbeitenden Demodulators, ίο deutige Auswahl der Maximalamplitude getroffen

Fig. 2a bis 2c Schwingungszüge der.Farbsignale wird.

vor dem Schalter sowie hinter dem Schalter bei Über- Ein Beispiel für ein betragsselektives Glied wird

tragung ohne bzw. mit Phasenfehler des Schalters, an Hand von Fig. 3 näher erläutert. In dieser Figur

F i g. 3 und 4 Ausführungsbeispiele für das betrags- sind wieder D11 und D12 die beiden Spitzengleichselektive Glied, 15 richter und £51 ist der eine elektronisch gesteuerte

Fig. 5, 6 und 7 weitere Varianten der erfindungs- Schalter. Das eigentliche betragsselektive Glied umgemäßen Schaltung. . faßt in dem einen Zweig ein um 180° phasenurhkeh-

In Fig. 1, die das Prinzipschaltbild der neuen rendes Elementg, das wie bisher durch einen Block Schaltung zeigt, wird das Farbsignal bei F zugeführt. mit dem Zeichen — 1 gekennzeichnet ist, ferner zwei Anschließend werden in an sich bekannter Weise ao Transistoren TrI und Tr2, die ähnlich wie ein durch Addition und Subtraktion des Farbsignals und selbstgesteuerter Umschalter arbeiten und zu diesem eines um eine Zeilenperiode, z. B. ?« 64 μβ bei der Zweck einen gemeinsamen Emitterwiderstand beeuropäischen Fernsehnorm, verzögerten Fernseh- sitzen. Auf Grund der bekannten Transistorkennlinie signals die trägerfrequenten Farbdifferenzsignale Γ reicht schon eine sehr kleine Spannungsdifferenz zwi- und Q! gewonnen. Die Anordnung innerhalb des ge- as sehen den beiden Basen aus, um einen der beiden strichelten Bereiches entspricht weitgehend der eines Transistoren zu sperren. Das von dem Spitzengleichnormalen PÄL-Demodulators. In dem Block a be- richter D11 herkommende Signal wird unmittelbar deutet die Zahl —1 die Umkehrung der Phase um an die Basis des Transistors TrI gelegt, dasjenige 180°. In dem Blockt bedeutet das Zeichen τ die von dem Spitzengleichrichter D12 über ein phasen-Verzögerung des Farbsignals um annähernd eine 30 drehendes Glied g an die Basis des Transistors Tr 2. Zeilenperiode. In den Blöcken e und d erfolgt die Die an den Kollektorwiderständen der Transistoren Addition des umgekehrten und des verzögerten Färb- auftretenden Signale werden in einem Addierglied Tz signals bzw. des direkten und verzögerten Farbsignals. wiedervereinigt, nachdem zuvor die in dem einen Im Gegensatz zu der bekannten Demodulatorschal- Kanal erfolgte Phasenumkehr bei g durch eine zweite tung sind am Ausgang der Kreise c und d nicht zwei 35 Phasenumkehr bei k wieder rückgängig gemacht Synchrondemodulatoren vorhanden, sondern ledig- worden ist. In der gleichen Weise ist auch das betragslich zwei periodisch schließende elektronische Schal- selektive Glied / für den Q-Kanal ausgestattet. Man ter £51 und £52. Die Schließungszeit der Schalter erhält daher an den Ausgängen von e und / (Fig. 1) beträgt optimal 180°, es sind jedoch auch Abweichun- jeweils ein demoduliertes T- bzw. ß'-Signal, dessen gen zu kleineren oder größeren Schaltphasen zulässig, 40 Amplituden von Phasenschwankungen beeinflußt in diesem Fall wird jedoch der Arbeitsbereich ein- sind. ·

geengt. Die beiden elektronischen Schalter ESi und Ein weiteres Beispiel für ein betragsselektives

ES 2 werden vom Farbträger gesteuert. Der Färb- Glied zeigt F ig. 4. In dieser Schaltung sind wiederum trägeroszillator selbst, welcher von den vom Färb- zwei Transistoren TrI und Tr 2 vorgesehen, die aber signal abgetrennten Burstsignal in üblicher Weise 45 so miteinander verbunden sind, daß sie miteinander synchronisiert wird, ist nicht dargestellt. Von diesem einen Schmitt-Trigger bilden, dessen Umschaltpunkt Oszillator werden die Schaltimpulse entnommen und bei OVoIt in bezug auf Masse liegt. Ferner ist ein mit um 0°/180° bzw. 90° verschiedener Phase den weiterer elektronischer Schalter ES 3 zur Auswahl Schaltern £51 und ES 2 zugeführt. Ein Nachsteuern des Maximalsignals angebracht, der von der von dem oder Nachziehen der Phase des Farbträgers während 50 Schmitt-Trigger erzeugten Ausgangsspannung geder Zeile ist bei der Erfindung nicht notwendig, kann schaltet wird. Zur Verdeutlichung dieser Verbindung aber zusätzlich angewendet werden. .ist eine gestrichelte Linie vom Kollektor des Tran-

Das am Eingang des Schalters £51 erscheinende sistors Tr2 zu dem Schalter £53 gezogen. Diese Signal I wird in Fig. 2a gezeigt. Wenn das ange- Schaltung funktioniert folgendermaßen: Wenn der botene Signal· phasenfehlerfrei ist, so erscheint am 55 Betrag der gleichgerichteten Spannung in dem oberen Ausgang des Schalters £51 ein Signal gemäß Kanal (DIl) größer ist, so leitet TrI, während 7V2 Fig. 2b. Falls es hingegen mit einem Phasenfehler gesperrt ist. Ist hingegen der Betrag der Spannung im behaftet ist, so erscheint am Ausgang von £51 ein unteren Kanal größer, so ist umgekehrt TrI leitend Signal gemäß Fig. 2c, d.h., die normalerweise auf- und TrT, nichtleitend. Die Ausgangsspannung des tretende Sinushalbwelle ist an ihrem einen Ende ver- 60 Schmitt-Triggers schaltet daher auf Grund der gekürzt und zeigt an ihrem anderen Ende ein Durch- strichelt gezeichneten Verbindung den Wechselschwingen zur negativen Amplitude, schalter £53 so, daß am Mittelpol des Schalters das

Das in Fig. 2b bzw. 2 c gezeigte Signal gelangt Q-Signal mit dem größeren Betrag erscheint, nun zu den beiden Spitzengleichrichtern DIl und Die in dem Schaltbild der Fig. 3 gezeigte Vor-

D12. Bei einem Signal gemäß Fig. 2c liefern dann 65 zeichenumkehr durch das phasendrehende Glied g beide Gleichrichter ein Ausgangssignal. Das Aus- kann auch vor dem Gleichrichter oder sogar vor dem gangssignal der gesamten Anordnung ist aber nur Schalter £51 erfolgen, wie in Fig. 5 bzw. in Fig. 6 dann fehlerfrei, wenn nur das größere der beiden gezeigt ist. Insbesondere in letzterem Fall kann das

phasendrehende Glied g durch einen Transformator realisiert werden. Im Fall der F i g. 6 wird der Schalter ESl dann durch einen gleichzeitig betätigten Doppelschalter ersetzt.

Eine weitere Anordnung gemäß Fig. 3 zeigt F i g. 7. Hier erfolgt die Aufteilung in zwei Kanäle durch einen Doppelschalter vor den Gleichrichtern D11 und D12, die jedoch im Gegensatz zu dem vorhergehenden Beispiel gegenphasig geschaltet werden.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 können die mit g und k bezeichneten Glieder auch in dem anderen Zweig liegen. In diesem Fall müssen pnp-Transistoren verwendet werden. Als Ausgangssignal erscheint dann -/'bzw. -ß'.

Grundsätzlich kann die Demodulation statt nach /' und Q' auch in Richtung der Farbdifferenzsignale oder in Richtung anderer Komponente erfolgen. Die Vorzeichen der Signale und die Richtungen der Dioden und Transistoren können natürlich sinngemäß umgekehrt werden. ao

Bei PAL-Betrieb ist bekanntlich eine Umkehrung des Signals um 180° von Zeile zu Zeile im /'-Kanal erforderlich. In Fig. 1 ist das durch das Symbol 0°/180° bei dem Schalter ESl angedeutet. Statt bei dem Schalter ESl kann diese Umkehrung des Signals auch an anderer Stelle im /'-Signalweg vorgenommen werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Demodulationsschaltung für PAL-Farbfernsehsignale, bei der durch Addition bzw. Subtraktion des unverzögerten und des um eine Zeilenperiode verzögerten Farbsignals das trägerfrequente /'- und Ö'-Signal gewonnen wird, mit verringertem Farbsättigungsfehler bei plötzlich auftretenden Phasenfehlern des farbträgerfrequenten Farbsignals, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Kanäle für die /'- bzw. Ö'-Signalkomponenten je ein im Rhythmus der Farbträgerfrequenz betätigter elektronischer Schalter (ESl bzw. ES2) vorgesehen ist, der annähernd je eine Halbwelle der Komponenten durchläßt, und daß in Reihe mit diesen Schaltern je zwei parallelliegende Spitzengleichrichter (D 11, D12, D 21, D 22) vorgesehen sind, deren beide Ausgänge mit einem betragsselektiven Glied (e bzw. f) verbunden sind, welches nur dasjenige der beiden von dem Spitzengleichrichterpaar kommenden Signale mit dem größeren Amplitudenbetrag passieren läßt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzengleichrichter jedes Gleichrichterpaares entgegengesetzt gepolt sind.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspaltung jeder der beiden Farbkomponenten anstatt hinter dem demodulierenden elektronischen Schalter (ESl) bereits vor demselben erfolgt (F i g. 6), wobei der Schalter (ESl) ein doppelpoliger, beide Kanäle gleichzeitig öffnender elektronischer Schalter ist, daß in einem dieser Kanäle vor dem Schalter ein phasenumkehrendes Glied (g) vorgesehen ist, und daß beide Dioden (D 11, D12) gleichsinnig gepolt sind.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspaltung jeder der beiden Farbkomponenten anstatt hinter dem demodulierenden elektronischen Schalter (ESl) bereits vor demselben erfolgt (F i g. 7), wobei als elektronischer Schalter ein doppelpoliger Schalter verwendet wird, welcher die beiden Kanäle abwechselnd schaltet, und daß beide Dioden (DU, D12) gleichsinnig gepolt sind.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das betragsselektive Glied ein Transistorpaar (TrI, Tr 2) mit verbundenen Emittern enthält, dessen eine Basis das (F i g. 3) von dem einen Spitzengleichrichter (DU) kommende Signal unmittelbar und dessen andere Basis das um 180° in der Phase gedrehte Signal von dem Spitzengleichrichter (D 12) zugeführt wird, und daß die Ausgänge der beiden Transistoren in einem Summierglied (h) addiert werden, nachdem zuvor die Phasenumdrehung des von dem Gleichrichter (D 12) kommenden Signals durch ein weiteres Umkehrglied (k) rückgängig gemacht ist.

6. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das betragsselektive Glied einen von einem Schmitt-Trigger gesteuerten Wechselschalter (ES 3 in F i g. 4) enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1189 124,1196 666, 700,1197 500;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1159011,1196699.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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