DE3048139A1 - "normenwandler fuer ein quadratur-amplitudenmoduliertes signal" - Google Patents
"normenwandler fuer ein quadratur-amplitudenmoduliertes signal"Info
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- H04N9/7925—Processing of colour television signals in connection with recording for more than one processing mode for more than one standard
Description
■-- ·· - ■ -3043139
RGA 74 228 Ks/Sv
U.S. Serial No. 105,548
Filed: December 20* 1979
RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.
Die Erfindung "bezieht sich auf Normenwandler, sogenannte
"Transcoder", und betrifft speziell eine Anordnung zur Phasenumkehrung einer der beiden Signalkomponenten eines
in Quadraturamplitudenmodulation vorliegenden Signals.
Die Zweiseitenband-Quadraturamplitudenmodulation mit unterdrücktem
Träger (im folgenden der Einfachheit halber kurz QAM genannt) wird beim NTSC- und beim PAL-Farbfernsehsystem
zur "Übertragung der Farbdifferenzsignale R-ΐ und B-Y verwendet,
und es wurde auch vorgeschlagen, diese Modulationsform für die Übertragung der Positionsdifferenzsignale L-R und
F-B in quadrophonischen Stereosystemen anzuwenden (vgl.
z.B. die allgemeinen Ausführungen in IEEE Transaction on Broadcast and Television Receivers, Band BTR-19, Nr. 4-,
November 1973)· Da in der QAM der Träger unterdrückt ist,
muß er in einem Empfänger wieder neu erzeugt werden, damit die ursprünglichen Färb- (oder Positions-)Differenzsignale
durch Synchrondemodulation abgeleitet werden können. Um die Viedererzeugung des Trägers zu ermöglichen, enthält das QAM-Signal
sowohl beim NTSC- als auch beim PAL-Fernsehsystem eine Farbsynchronkomponente, den sogenannten Burst, in
Form eines Schwingimpulses, der aus einigen Perioden der Farbhilfsträgerfrequenz besteht und während der hinteren
Schwarzschulter des Horizontalsynchronintervalls
-6-
— Ό ~~
übertragen wird. Bei den vorgeschlagenen Quadrophonie-Übertragungssystemen
kann die Trägerwiederherstellung mit Hilfe eines kontinuierlich und mit niedrigem Pegel
übertragenen Pilotsignals erfolgen, dessen Frequenz und Phase in einer vorbestimmten Beziehung zum Hilfsträger
besteht.
Es ist bekannt, daß man einen wiederhergestellten Hilfsträger heranziehen kann, um ein in Analogform vorliegendes
QAM-Signal derart zu behandeln, daß die Phase einer der beiden Differenzsignal-Komponenten umgekehrt wird.
Eine Methode hierfür besteht darin, das QAM-Signal mit einem Bezugssignal der doppelten Hilfsträgerfrequenz und
geeigneter Phase zu multiplizieren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 968 514- beschrieben ist. Diese
Methode führt jedoch zur Erzeugung von Produkten der dreifachen Hilfsträgerfrequenz im Ausgangssignal, die durch
Filtertechnik relativ schwer zu entfernen sind.
Eine Alternative zu der erwähnten Methode des Multiplizierens ist das in der US-Patentschrift 4- 200 881 beschriebene
Verfahren der "Demodulation und ITeumodulation". Hierbei
werden die Komponenten des analogen QAM-Signals durch Synchrondemodulation
im Basisband demoduliert, worauf die Polarität der einen Basisbandkomponente invertiert wird
und dann (nach Filterung im Basisband) beide Komponenten jeweils zugeordneten, in Quadratur zueinander stehenden
Hilfsträgern neu aufmoduliert werden. Die Schwierigkeit
bei dieser Lösung besteht darin, daß man für die Filterung im Basisband Schaltungselemente mit relativ hohen
Kennwerten benötigt, wodurch Größe und Kosten des Transcoders steigen und die Konstruktion in integrierter Schaltungstechnik
erschwert ist.
-7-
Eine Aufgabe der Erfindung "besteht darin, einen Transcoder
zu schaffen, bei welchem die mit der Basisband-Filterung verbundenen Probleme vermieden werden und bei welchem die
wesentlichen unerwünschten Produkte des Transcodierungsprozesses mit einer Frequenz auftreten, die höher als das
Dreifache der Farbhilfsträgerfrequenz liegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Transcoder (Codeumwandler) gelost, wie er im Patentanspruch 1 beschrieben
ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Uhteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält ein Transcoder
zur Phasenumkehrung eines der beiden Signalkomponenten eines QAM-Signals eine Einrichtung, die zu Zeitpunkten,
welche den Achsendurchgängen jeder der Signalkomponenten entsprechen, jeweils Abfragewerte (Signalproben) der Amplitude
des Hilfsträgers entnimmt, ferner eine Einrichtung zur
selektiven Invertierung jedes zweiten entnommenen Abfragewerts sowie eine Einrichtung zur Rekonstruierung des Hilfsträgers
aus den invertierten und den nicht-invertierten Abfragewerten.
Der erfindungsgemäße Transcoder soll insbesondere in der
Lage sein, ein Farbartsignal einer ersten Form in ein Farbartsignal einer zweiten Form umzusetzen, wobei eine
der beiden Formen hinsichtlich der Phasenbeziehung zwischen
Farbart- und Farbsynchronsignal der PAL-Norm entspricht, während die andere Form einem Standard wie z.B.
der NTSG- oder der "NTSC-ähnlichen" Norm entspricht, wie
sie in der obengenannten US-Patentschrift A- 200 881 beschrieben ist. Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung
kann eine Codeumwandlung zwischen den vorstehend erwähnten Formen eines Farbartsignals dadurch ermöglicht
werden, daß man die Polaritätsumkehr abwechselnder Abfragewerte periodisch verhindert.
-8-
Jjie -Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1, 2 und 3 sind Blockschaltbilder erfindungsgemäßer
Transcoder;
Fig. 4 veranschaulicht mit Hilfe graphisch dargestellter
Signalverläufe bestimmte Merkmale der Arbeitsweise der Transcoder nach den Fig. 1-3;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Bildplattenspielers,
der einen erfindungsgemäßen Transcoder in einer zur Farbartsignal-Umwandlung modifizierten Form
enthält;
Fig. 6, 7 und 8 sind Blockschaltbilder erfindungsgemäßer
Transcoder für Farbartsignale.
Die Anordnung nach Fig. 1 enthält eine Abfrage- und Halteschaltung
ΊΟ, eine Schaltung 12 zur Invertierung von Abfragewerten und ein Tiefpaßfilter 14, die in dieser Reihenfolge
in Kaskade zwischen eine QAM-Eingangsklemme 16 und eine
Transcoder-Ausgangsklemme 18 geschaltet sind. Eine Eingangsklemme 20 für einen Bezugshilfsträger ist an den Eingang einer
Phaseneinstellvorrichtung (Phasenabgleicher) 22 angeschlossen, deren Ausgang mit einem Steuer- oder Aktivierungseingang der Abfrage- und Halteschaltung und außerdem über
einen Frequenzteiler 24 mit einem Steuer- oder Aktivierungseingang der Invertierungsschaltung 12 verbunden ist.
Bei Transcodierung eines QAM-Signals, das in Analogform vorliegt,
kann die Abfrage- und Halteschaltung 10 herkömmlicher Bauart sein. Eine geeignete Ausführungsform wäre eine Torschaltung,
die einen Haltekondensator mit dem QAM-Signal auflädt,
wenn sie eingeschaltet oder aktiviert ist, und im aus-
/. Q-S3G
geschalteten oder gesperrten Zustand diese Ladung bestehen
bleiben läßt. Es ist jedoch nicht notwendig, daß die Haltezeit, während der die Ladung aufrechterhalten bleibt, gleich
der gesamten Dauer der Sperrung der Torschaltung ist. D.h., die Abfrage- und Halteschaltung kann gewünschtenfalls vor
dem Nehmen eines neuen Abfragewerts auf irgendeinen Bezugspegel zurückgesetzt werden. Andere geeignete Abfrage- und
Halteschaltungen, die sich durch größere Genauigkeit, verminderte Öffnungszeit und minimale Beruhigungszeit auszeichnen,
sind z.B. in dem Werk von J.G. Graeme "Applications of Operational Amplifiers - Third Generation Techniques", Seiten 132-139» beschrieben (erschienen 1973 bei der McGraw-Hill
Book Company).
Der Zweck der Abfrage- und Halteschaltung 10 besteht darin, Abfragewerte der Amplitude des an die Klemme 16 gelegten
QAM-Signals bei jedem Achsendurchgang jeder der beiden in
Quadratur zueinander stehenden Komponenten oder Teile des QAM-Signals zu gewinnen. Die Abfragen werden deswegen auf
die Achsendurchgänge der Teilsignale gelegt, weil zu diesen Zeitpunkten die Amplitude des QAM-£agnals genau gleich
der Amplitude eines der beiden Teilsignale oder Komponenten ist. Dies wird bei Betrachtung der graphischen Darstellung
B in Fig. 4- deutlich. Dort stellt der Signalverlauf R dan
an die Klemme 16 gelegte QAM-Signal dar, das die resultierende Vektorsumme der beiden Signalkomponenten U und V ist.
Die Komponente U ist als Sinuswelle mit der Amplitude 1 und die Komponente V ist als eine in Quadratur dazustehende Sinuswelle
dargestellt, welche die Amplitude 1/2 hat und dem Signal TJ um 90° nacheilt. Da sich bei Quadraturmodulation die Komponenten
U und V in ihrer Phase stets um 90° unterscheiden, stellt jeder Abfragewert des zusammengesetzten Signals R,
der zu Zeitpunkten entnommen wird, wo U gleich Null ist,
die Polarität und den Betrag der Komponente V dar. In ähnlicher Weise stellt jeder Abfragewert von R zu Zeitpunkten,
wo Y durch die Nullachse geht, die Polarität und den Betrag nur der Komponente II des zusammengesetzten Signals R dar.
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- ίο -
Der Zweck des Phasenabgleichers 22 besteht darin, den Zeitpunkt
der Aktivierung der Abfrage- und Halteschaltung 10 genau einzustellen, so daß die gewonnenen Abfragewerte abwechselnd
die Komponente U und die Komponente V des zusammengesetzten Signals E darstellen. Das Eingangssignal des
Phasenabgleichers 22 ist ein regenerierter Bezugshilfsträger, dessen Frequenz das Vierfache der Parbhilfsträgerfrequenz des
QAM-Signals ist. Wenn das QAM-Signal ein Fern seh-Farbart sign al
ist, dann wird das Bezugssignal in herkömmlicher Weise mit der Farbsynchronkomponente (Burst) des Farbartsignals phasensynchronisiert.
Wird das QAM-Signal zur Übertragung von Positionsdifferenzsignalen
verwendet, wie es weiter oben erwähnt wurde, dann wird der Bezugshilfsträger mit einem Vielfachen
der Pilotsignalfrequenz phasensynchronisiert, so daß es eine feste Phasenbeziehung zum Hilfsträger und eine Frequenz gleich
dem Vierfachen der Hilfsträgerfrequenz hat.
Der Phasenabgleicher 22 (der ein herkömmliches Netzwerk zur Einstellung einer voreilenden oder nacheilenden Phase sein
kann) sollte so eingestellt werden, daß Übergänge (oder Scheitel) des phasenverschobenen Vierfachfrequenz-Hilfsträgers
(4-f ) mit Achsendurchgängen der Komponenten des
SC
QAM-Signals zusammenfallen. Falls der regenerierte Hilfsträger
diese Eigenschaft nach der Frequenzvervielfachung hat, dann kann der Phasenabgleicher 22 weggelassen werden.
Die Signalverläufe A und B in Fig. 4- veranschaulichen die
bevorzugte Phasenbeziehung der Komponenten U und V des Signals R zum Ausgangssignal des Phasenabgleichers 22. Man sieht,
daß bei geradzahlig numerierten positiven Übergängen (to,t2»t^,
usw.) des phasenjustierten Bezugshilfsträgers (Wellenform A)
die U-Komponente des R-Signals gleich Hull ist und die V-Komponente
gleich R ist. Bei allen ungeradzahlig numerierten positiven Übergängen (t^,t,,t^,usw.) ist die V-Komponente
gleich EuIl und die U-Komponente gleich R.
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Wie in der graph.iscn.en Darstellung C veranschaulicht, erzeugt
die Abfrage- und Halteschaltung 10 Abfragewerte der Komponente TJ mit jeweils einer zeitlichen 'Dauer (Breite) W11 und
Abfragewerte der Komponente V mit jeweils einer Breite Wy.
Es ist nicht notwendig, daß Wu gleich Wv ist. In Fällen, wo
man die relativen Amplituden von U und V zu ändern wünscht, kann man tatsächlich so verfahren, daß man die Impulsbreite
der Abfragen gesondert moduliert, z.B. durch Änderung der Haltezeit der Abfrage- und Halteschaltung 10. Es ist somit
ein Merkmal der Erfindung, daß man zusätzlich zur Phasenumkehr
ung einer der beiden QAM-Komponenten und Gleichlassung
der Phase der anderen Komponenten auch die Amplitude der einen Komponente unabhängig von der anderen ändern kann.
Falls es gewünscht ist, die relativen Beträge der Komponenten U und V mit hoher Genauigkeit beizubehalten, wird vorzugsweise
W gleich V gesetzt und nicht der alternative Weg gewählt, die Amplituden der Abfragen im Maße der Differenzen
in den Impulsbreiten W und W zu bemessen. Anders ausgedrückt;
eine gegebene Relation zwischen U und V kann aufrechterhalten werden durch Steuerung zweier Parameter der Abfragen, nämlich
ihrer Höhe und ihrer Breite. Indem man das Produkt dieser Parameter für jede der Komponenten U und V konstant hält,
ist es möglich, nach dem Wiederaufbau des QAM-Signals die ursprünglichen Amplitudenbeziehungen zwischen TJ und V beizubehalten,
während gleichzeitig die Phase einer der Komponenten umgedreht ist. Dies läßt sich gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch erreichen, daß man den Verstärkungsfaktor für TJ und V über die Kaskadenschaltung (10,
12,14) gleich hält und Wu = W7 läßt. In Fällen, wo eine Regelung
der Amplitude durch Breitenmodulation der Signalproben nicht notwendig ist und wo ein Maximum an Verstärkung des
TJmwandlungsprozesses nach dem Wiederaufbau des abgefragten Signals erwünscht ist, sollte vorzugsweise die Breite der
Signalproben der TJ- und der V-Komponente im wesentlichen gleich einem Viertel der Periode der QAM-HiIfsträgerfrequenz
ORIGINAL INSPECTED -12-
sein, das einer vollständigen Periode der Bezugshilfsträgerfrequenz
4f entspricht. Wenn man so vorgeht, gibt es zwi-
S C
sehen den Signalproben keine Ruhezeiten auf dem Wert Null,
wie sie im Signalverlauf C vorhanden sind, vielmehr würde man einen treppenförmigen Signalverlauf erhalten, in welchem
die Amplitude jeder Signalprobe bis zum Augenblick der nächsten Abfrage oder Probenentnahme konstant bleibt.
Der Signalverlauf D veranschaulicht die Arbeitsweise des
Abfragewert-Inverters 12, der unter Steuerung durch den Frequenzteiler 24 die Polarität jeder zweiten der von der
Abfrage- und Halteschaltung 10 gewonnenen Signalproben umkehrt. Wie oben erwähnt, stellen alle geradzahlig numerierten
Proben nur die V-Komponente des zusammengesetzten Signals R dar, da sie zu Zeitpunkten entnommen werden, zu denen
U gleich Null ist. Der Frequenzteiler 24 teilt den Bezugshilfsträger 4f durch zwei und liefert somit ein Aktivierungssignal
der Frequenz 2f an den Inverter 12. Da der Inverter 12 mit einer Frequenz eingeschaltet oder aktiviert
wird, die gleich der halben Abfragefrequenz (4f ) ist, wird jede zweite Signalprobe (d.h. die Signalkomponente V) invertiert,
während die dazwischenliegenden Signalproben (d.h. die Signalkomponente U) nicht invertiert wird.
Um sicherzustellen, daß immer die gewünschte Signalprobe invertiert wird (im vorliegenden Fall die zur Signalkomponente
V gehörenden Proben), ist es vorteilhaft, während des Beginns des Transcodierungsbetriebs eine geeignete Anfangseinstellung des Frequenzteilers 24- vorzunehmen oder eine
Einrichtung vorzusehen, mit welcher die Phase seines Ausgangssignars relativ zur Wellenform A umgekehrt werden kann.
Falls das QAM-Signal ein Fernseh-Farbartsignal ist, wäre es
am besten, diese Anfangseinstellung (d.h. die Rücksetzung, Voreinstellung, usw.) des Frequenzteilers 24 während des
-13-
Burstintervalls (d.h. während der Zeit des Farbsynchronimpulses)
vorzunehmen, da zu dieser Zeit genaue Vektorbeziehungen bekannt sind. Alternativ kann die Anfangseinstellung auch mit jeder
Periode des QAM-Signals einmal vorgenommen werden, wie es dargestellt
ist und nachstehend erläutert wird.
Das Tiefpaßfilter 14- stellt die Einrichtung dar,' durch welche der QAM-HiIfsträger aus den invertierten (V) und den nichtinvertierten (U) Signalproben, die am Ausgang des Inverters
12 erscheinen, wieder aufgebaut werden kann. Man betrachte den Signalverlauf E in Fig. 4-, worin die Komponenten U und V
als stetige getrennte Sinuswellen gezeigt sind, die man erhalten würde, wenn die Komponenten If und V in getrennten Tiefpaßfiltern
gefiltert werden würden. Venn man die U- und V-Signalproben derart trennen und gesondert filtern würde, könnte man
die gefilterten Ausgangssignale miteinander summieren, um den resultierenden Vektor E zu erhalten, der dem ursprünglichen
QAM-Signal mit umgedrehter Phase einer seiner Komponenten
(V) entspricht, wie es der Vergleich mit der graphischen Darstellung B zeigt.
Es treten jedoch drei wesentliche Probleme auf, wenn man bei der Sekonstruierung des QAM-Signals in der vorstehend erwähnten
Weise mit getrennter Filterung der Komponenten arbeitet. Zum einen ist es in diesem Fall neben dem Erfordernis zweier
Filter auch notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, um abwechselnde Signalproben jeweils abwechselnd den zugehörigen
Filtern zuzuleiten, und dies erhöht die Kosten und die Kompliziertheit des Transcoders. Zum anderen besteht die Gefahr, daß
unterschiedliche Verstärkungen oder Verluste in den Filtern zu einer Veränderung der anfänglichen Amplitudenbeziehung
zwischen den Komponenten U und V führen. Drittens wären die Grenzfrequenzen der erforderlichen Filter niedriger als das
Doppelte der Hilfsträgerfrequenz (2f_„), wodurch das Problem
der Filterung weiter erschwert wird. Es braucht nicht näher
ausgeführt zu werden, daß mit doppelter Frequenz auftretende
unerwünschte Transcodierungsprodukte durch Filterung noch schwieriger zu beseitigen sind als unerwünschte Produkte der
dreifachen Hilfsträgerfrequenz, wie sie bei den weiter oben gewürdigten, nicht im Basisband arbeitenden QAM-Transcodern
des "multiplizierenden" oder "modifizierenden" Typs auftreten.
Alle die vorgenannten Schwierigkeiten können vermieden werden, indem man zum Wiederaufbau des QAM-Signals ein einziges
Tiefpaßfilter 14 verwendet. Da nur ein Filter beteiligt ist, erfahren die Komponenten U und V sowohl hinsichtlich
ihrer Amplitude als auch hinsichtlich ihrer Phase jeweils genau die gleiche Behandlung. Außerdem kann die Grenzfrequenz
des Filters doppelt so hoch sein wie im Falle der mit zwei Filtern arbeitenden Summierungsmethode und höher als
die Frequenz, die bei dem Transcoder des "modifizierenden" Typs zur Beseitigung der Dreifachfrequenz-Produkte erforderlich
ist.Praktisch erscheint das niedrigstfrequenzte dominante unerwünschte Transcodierungsprodukt bei der das Vierfache der
Hilfsträgerfrequenz betragenden Abfragefrequenz; somit fällt das zu verwendende Filter kleiner aus, und'die Anforderungen
an die Genauigkeit der Grenzfrequenz und an die Flankensteilheit der Filterkennlinie sind weniger hoch.
Die Fig. 2 veranschaulicht, wie die in Fig. 1 als Block dargestellte
Abfragewert-Invertierungsschaltung 12 realisiert und mit dem Frequenzteiler 24·, der Abfrage- und Halteschaltung
10 und dem Tiefpaßfilter schaltungstechnisch kombiniert werden kann. Im einzelnen ist der Ausgang des Frequenzteilers
24 mit dem Steuereingang eines einpoligen Umschalters 30 verbunden.
Der Schalter 30 kann z.B. aus zwei ein- und ausschaltbaren Übertragungsgliedern (Torschaltungen) bestehen, die
durch das "wahre" Ausgangssignal (Q) bzw. das dazu komplementäre
Ausgangssignal (^) des Frequenzteilers 24 gesteuert
-15-
ORIQlNAL INSPECTED
werden. In der Stellung N- (normal oder nicht-invertierend)
verbindet der Schalter 30 den Ausgang der Abfrage- und Halteschaltung
10 mit dem Eingang des Tiefpaßfilters 1A-. In der Stellung R (umgekehrte Polarität oder Invertierung) koppelt
der Schalter den Ausgang der Abfrage- und Halteschaltung 10 über einen invertierenden Verstärker 32 mit dem Eingang des
Tiefpaßfilters 14.
Die allgemeine Arbeitsweise des Transcoders von Fig. 2 ist
im wesentlichen die gleiche wie oben in Verbindung mit Fig.1
beschrieben, wobei der Schalter 30 und der invertierende Verstärker
32 die Funktion der Abfragewert-Inverterschaltung 12
übernehmen. Ein Problem bei der Anordnung nach Fig. 2 besteht jedoch darin, daß am Ausgang der Abfrage- und Halteschaltung
10 abrupte Spannungsänderungen auftreten können (vgl. den Signalverlauf 0 in Fig. 4). Um diesen sprunghaften Spannungsänderungen folgen zu können, sollte die Reaktions- und Einschwingzeit
des Verstärkers 32 vernachlässigbar klein im Vergleich
zur Breite der Signalproben sein, da sonst die durch den Verstärker 32 laufenden Signalproben der V-Komponente
verzerrt werden könnten.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die Anforderungen an die
Reaktionsgeschwindigkeit und Einstellzeit des Verstärkers 32 geringer, weil dort der Verstärker an einer Stelle des Transcoders
sitzt, wo die Signale stetig und nicht diskret sind. Der invertierende Verstärker 32 ist mit seinem Eingang an
die Eingangsklemme 16 angeschlossen und mit seinem Ausgang an den Eingang einer zweiten Abfrage- und Halteschaltung 34.
Der Akt ivierungs- oder Steuereingang der Schaltung 34 ist
mit dem Ausgang des Phasenabgleichers 22 verbunden, so daß die beiden Abfrage- und Halteschaltungen gleichzeitig arbeiten
mit dem einzigen Unterschied, daß die eine Schaltung (10) nicht-invertierte Proben des QAM-Signals und die andere
Schaltung (34) invertierte Proben entnimmt. Der Schalter 30
wählt dann abwechselnd die normalen (Stellung N) oder die
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invertierten (Stellung R) Signalproben, die daraufhin in der weiter oben beschriebenen Weise im Tiefpaßfilter 14- rekonstruiert
werden, um das transcodierte QAM-Ausgangssignal zu
erzeugen.
Um eine im wesentlichen gleichartige Verarbeitung der Komponenten TJ und V sicherzustellen, ist es wünschenswert, daß
das Produkt der Verstärkung und der Signalprobenbreite bei der Schaltung 10 genauso groß ist wie bei der Schaltung 34-.
In der Anordnung nach I1Xg. 3 braucht hierzu nur die Schaltungsverstärkung
abgeglichen zu werden, da beide Schaltungen Abfrageimpulse der gleichen Breite empfangen. Dies ist
jedoch nicht unbedingte Voraussetzung für eine G-leichbehandlung
der Komponenten XJ und V, gewünschtenfalls können die
Abfrageimpulse verschieden breit sein und sich die Abfrage- und Halteschaltungen in ihren Verstärkungsfaktoren ebenfalls
unterscheiden. Wie erwähnt, ist es für den Abgleich wichtig, daß das Produkt der Signalprobenbreite und des Verstärkungsfaktors
für den einen Signalweg genauso groß ist wie für den anderen Signalweg. Es ist ferner zweckmäßig, irgendwelche
Mittel (z.B. Laufzeitentzerrer) vorzusehen, um die Phasenverschiebung
oder Laufzeit in den beiden Signalwegen einander anzugleichen, damit eine maximale Genauigkeit bei der
-Erzeugung der wahren (nicht-invertierten) und der invertierten Signalproben sichergestellt ist.
Die Fig. 5 veranschaulicht, wie der erfindungsgemäße Transcoder
modifiziert werden kann, um ein Farbartsignal, bei welchem die Phase der U- und der V-Komponenten des Farbdifferenz-Hilfsträgers
von Zeile zu Zeile gleichbleibend ist, in eine Form umzuwandeln, bei welcher die Phase der
V-Komponente von Zeile zu Zeile wechselt. Die Figur 5 veranschaulicht
außerdem eine zweckmäßige Methode der Zusammenschaltung des Transcoders mit einem Bildplattenspieler,
der Ausgangssignale entsprechend der PAL-Norm aus einer Bildplattenaufzeichnung gewinnt, die gemäß dem in der US-
-17-
.: .>" ■■■-- "..:-:-: 3040139
Patentschrift 4 200 881 beschriebenen Format verschlüsselt ist.
Es gibt drei hervorstechende Merkmale des in der vorstehend genannten
US-Patentschrift beschriebenen PAL-AufZeichnungsformats,
die für den Bildplattenspieler nach Pig. 5 relevant sind. Das erste Merkmal besteht darin, daß der PAL-HiIfsträger "gleichgeschaltet"
wird v d.h. der normale zeilenweise Phasenwechsel der V-Komponente des F arbhilf sträger s wird für Aufzeichnungszwecke unterbunden. Das zweite Merkmal besteht darin, daß die
Frequenz des Farbhilf strägers von ihrem Nominalwert 4,4-3 MIIz
auf ungefähr 1,52 MHz nach unten und gleichsam innerhalb des
Leuchtdichtebandes "eingelagert" wird. Drittens wird das Farbsynchronsignal (Farbburst) mit einem konstanten Phasenwinkel
von 4-5° gegenüber den U- und Y-HiIf sträger η aufgezeichnet, so
daß es im wesentlichen gleiche U- und V-Komponenten hat.
In der Anordnung nach Fig. 5 ist der Transcoder dazu vorgesehen, die dem eingelagerten Hilfsträger (Frequenz 1,5?- MHz)
aufgeprägte V-Komponente des Farbartsignals von Zeile zu Zeile umzukehren. Dies geschieht vor der Zeitbasiskorrektur und vor
der Umsetzung des Hilfsträgers auf die PAL-Norm. Da der Farbburst
gleiche U- und V-Komponenten enthält, wird der für die PAL-Norm geforderte "pendelnde" Burst durch den Transcoder
automatisch mit der periodischen Umkehrung.der V-Komponente gebildet.
Wenn der Burst wie bei der NTSC-Norm keine V-Komponente hätte,
dann würde die Phasenumkehrung der V-Komponente keinerlei Einfluß auf die Burstphase haben. Wenn man also die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung anwenden will, um ein Farbartsignal mit NTSC-Burstphase in ein Farbartsignal des PAL-Formats
umzuwandeln, dann wäre es notwendig, die Arbeitsweise des Transcoders während des Burstintervalls in geeigneter Weise
zu ändern. Dies könnte z.B. durch eine Einrichtung geschehen,
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welche die Phase des Farbartsignals während des Burstintervails
um 4-5° verschiebt, wodurch der Burst eine dem Format nach der erwähnten US-Patentschrift 4 200 881 entsprechende
Phasenlage bekommt, die wie oben erwähnt automatisch in ein« gemäß der PAL-Norm pendelnde Burstphase umgewandelt wird,
wenn die Phase der V-Komponente periodisch gewechselt wird. Dies wird noch ausführlicher in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 8 erläutert werden.
Der Bildplattenspieler nach Fig. 5 enthält einen Drehteller
50 zur Drehung einer Bildplatte 52 und einen Abnehmerwandler
54· zur Wiedergewinnung der Videoinformation von der Platte.
Als Beispiel sei angenommen, daß der Plattenspieler zum Abspielen einer Platte ausgelegt ist, auf welcher die Information
in Form topologischer Änderungen aufgezeichnet ist und durch Fühlen von KapazitätsSchwankungen zwischen dem
Wandler 54- und der Platte 52 wiedergewonnen wird. Es sei
jedoch erwähnt, daß der erfindungsgemäße Transcoder auch in Verbindung mit anderen Typen von Plattenspielern, mit
Bandabspielgeräten, Fernsehkameras, Bildspeichereinheiten,
Übertragungssystemen, usw. angewandt werden kann. Zur Erläuterung sei davon ausgegangen, daß die Platte 52 eine
Bildaufzeichnung trägt, die gemäß dem in der US-Patentschrift
4- 200 881 beschriebenen Format verschlüsselt ist.
Das Ausgangssignal des Wandlers 54· wird auf den Eingang
einer Abnehmerschaltung 56 gekoppelt, die ein Kapazitäts/
Spannungs-Umwandler ist, der auf Änderungen der Kapazität zwischen einer Abtastnadel im Wandler 54· und der abgespielten
Aufzeichnungsplatte anspricht, um ausgangsseitig eine frequenzmodulierte Signalspannung zu erzeugen, die
charakteristisch für die aufgezeichnete Information ist.
Geeignete Schaltungsanordnungen zur Realisierung der Kapazitäts/Spannungs-Umwandlung
in der Abnehmerschaltung 56 sind bekannt, vgl. z.B. die US-Patentschriften 3 783 196,
-19-
3 972 064 und 3 711
Ein FM-Videodemodulator 58 wandelt das von der Äbnehmerschaltung
56 erzeugte FM-3ignal in ein Videoausgangssignal um. Die auf der Platte aufgezeichneten Videosignale
sind nicht im üblichen HTSC-Format, 'sondern im sogenannten BSC-Format codiert. Wie in der weiter oben erwähnten US-Patentschrift 4-200 881 erläutert (vgl. auch die US-Patentschrift 3 872 498), wird beim BSC-Format die Farbartinformation durch einen Farbhilfsträger in ähnlicher
Weise wie beim bekannten NTSG-Format dargestellt. Jedoch liegt die Farbartkomponente beim BSC-Format nicht am oberen Ende des Leuchtdichtebandes wie beim NTSC-Format,
sondern sie ist in einem frequenzmäßig tieferliegenden
Teil des Videobandes eingelagert. Ein typisches Beispiel für die Farbhilfsträgerfrequenz ist eine Frequenz in der Nähe von 1,52 HHz, wobei sich die Seitenbänder des Farbhilfsträgers über + 500 KHz beidseitig dieser Trägerfrequenz erstrecken und wobei das Leuchtdichtesignalband
weit über die höchste Seitenbandfrequenz des Farbhilf.strägers erstreckt (z.B. bis auf 3 MHz).
sind nicht im üblichen HTSC-Format, 'sondern im sogenannten BSC-Format codiert. Wie in der weiter oben erwähnten US-Patentschrift 4-200 881 erläutert (vgl. auch die US-Patentschrift 3 872 498), wird beim BSC-Format die Farbartinformation durch einen Farbhilfsträger in ähnlicher
Weise wie beim bekannten NTSG-Format dargestellt. Jedoch liegt die Farbartkomponente beim BSC-Format nicht am oberen Ende des Leuchtdichtebandes wie beim NTSC-Format,
sondern sie ist in einem frequenzmäßig tieferliegenden
Teil des Videobandes eingelagert. Ein typisches Beispiel für die Farbhilfsträgerfrequenz ist eine Frequenz in der Nähe von 1,52 HHz, wobei sich die Seitenbänder des Farbhilfsträgers über + 500 KHz beidseitig dieser Trägerfrequenz erstrecken und wobei das Leuchtdichtesignalband
weit über die höchste Seitenbandfrequenz des Farbhilf.strägers erstreckt (z.B. bis auf 3 MHz).
Der FM-Demodulator 58 kann beispielsweise ein mit Impulszählung
arbeitender Typ oder ein Typ mit phasensynchronisierter Schleife (PLL) sein. Ein geeigneter FM-Demodulator
des impulszählenden Typs ist in der US-Patentschrift
4 038 686 beschrieben. Ein mit phasensynchronisierter
Schleife arbeitender FM-Demodulator ist in der US-Patentschrift 4 203 134 offenbart.
Schleife arbeitender FM-Demodulator ist in der US-Patentschrift 4 203 134 offenbart.
Das vom FM-Demodulator 58 erzeugte zusammengesetzte Videosignal (Videosignalgemisch) wird mittels eines Kammfilters
60, dessen Mittenfrequenz variabel ist, in seine Leuchtdichte- und seine Farbartkomponente getrennt. Beispiele
für Filter dieses Typs sind den US-Patentschriften 3 966 und 4 195 309 zu entnehmen.
für Filter dieses Typs sind den US-Patentschriften 3 966 und 4 195 309 zu entnehmen.
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.Oin variables Kammfilter (anstelle eines ffestfr-equenz-Kamfilters)
wird deswegen verwendet, um die Möglichkeit zu haben, den im Videosignal eventuell vorhandenen Zeitbasisfehlern
durch entsprechende Änderungen der Mittenfrequenz des !'"ilters Rechnung zu tragen und damit die Filterwirkung maximal
zu machen. Hierzu benötigt man ein relativ hochfrequentes Steuersignal für das Filter 60, um Taktimpulstreiber zu betätigen,
welche die Geschwindigkeit der Ladungsübertragung in einer CCD-Verzögerungsleitung im Filter steuern. Dieses
hochfrequente Signal ist eines von fünf AusgangsSignalen,
die von einem ZeitSignalgeber 62 erzeugt werden.
Der Ze it sign al geber 62 hat Eingänge 64- und 66 zum Empfang
des vom Filter 60 kommenden BSC-Farbartsignals und Leuchtdichtesignals und Ausgänge 68, 70, 72, 74· und 76 zur Abgabe
fünf verschiedener Ausgangssignale. Am Ausgang 68 erscheint ein zeilenfrequentes Signal fg, am Ausgang 70 ein Burst-Tastsignal
BK, am Ausgang 72 ein regeneriertes Bezugshilfsträgersignal
£-wac (1*52 MHz), am Ausgang 74- ein Bezugssignal
mit der vierfachen Hilfsträgerfrequenz (4-^g0) und am
Ausgang 76 ein Bezugssignal mit dem Achtfachen der Hilfsträgerfrequenz
( 8f, ). Die Eingangsklemme 66 ist mit dem Eingang eines Synchronsignaldetektors 80 verbunden, der die
■ im Leuchtdichtesignal vorhandenen Horizontalsynchronimpulse
erfaßt und Synchronimpulse mit Horizontal- oder Zeilenfrequenz
fg. auf die Ausgangsklemme 68 und auf den Eingang eines
• Burst-Tastimpulsgebers 82 gibt. Der Tastimpulsgeber 82 erzeugt
am Ausgang während des Burstintervalls der Horizontalsynchronisierungszeit
einen Burst-Tastimpuls .BK. Der Burst-Tastimpuls wird auf den Aktivierungseingang eines Phasendetektors
84 und auf die Ausgangsklemme 70 gekoppelt.
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Der Ausgang des Detektors 84 ist über eine Kaskadenschaltung
eines Tiefpaßfilters 86, eines spannungsgesteuerten Oszillators 88, eines Frequenzteilers 90 und eines Frequenzteilers
92 mit einem seiner beiden Phasenvergleichseingänge
gekoppelt, deren anderer mit der Klemme 64 verbunden ist, so daß eine in den Burstintervallen getastete
multiplizierende phasensynchronisierte Schleife mit mehreren Ausgängen gebildet wird. Die Ausgänge des spannungsgesteuerten
Oszillators 88, des Frequenzteilers 90 und des Frequenzteilers 92 sind (in dieser Reihenfolge) mit den
Klemmen 76, 7^- und 72 verbunden.
Der Phasendetektor 84 vergleicht die Phase der Burstkomponente des an die Klemme 64 gelieferten Farbartsignals mit
dem frequenzgeteilten Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 88 und erzeugt ein Fehlersignal, welches
durch ein Filter 86 (das einfach ein die Fehlerspannung
haltender Kondensator sein kann) gefiltert und dann als
Gegenkopplungssignal auf den Oszillator 88 im Sinne einer
Verminderung der Phasenfehler gegeben wird. Da das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 88 im Frequenzteiler
90 durch zwei Und im Frequenzteiler 92 nochmals durch
vier geteilt wird, schwingt der Oszillator 88 (wenn er im phasensynchronisierten Zustand ist) mit einer Frequenz, die
gleich dem Achtfachen der Burstfrequenz ist. Dieses hochfrequente Signal wird über die Klemme 76 auf den die Mittenfrequenz
beeinflussenden Steuereingang des Kammfilters 60 gegeben.
Da der spannungsgesteuerte Oszillator 88 immer mit einem Vielfachen (d.h. dem Achtfachen) der BSC-Burstfrequenz
phasensynchronisiert ist, sind alle im Burst vorhandenen Zeitbasisfehler
auch im Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 88 vorhanden. Die Bückkopplung zum Filter 60 erfolgt
im Sinne einer solchen Änderung der Mittenfrequenz des Filters, daß beim Auftreten von Zeitbasisfehlern die Leucht-
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... .. .W.., OUHU I OJ
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dichte- und die Farbart-Durchlaßbänder dieses Filters stets um die Spektralbereiche der Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten
zentriert bleiben, so daß der Wirkungsgrad des Filters maximal gehalten wird. Die Klemme 74- ist mit dem Ausgangdes
Frequenzteilers 90 verbunden und empfängt ein regeneriertes
BSC-Bezugssignal der Frequenz 4-f, . Die Klemme 72 ist mit
dem Ausgang des Frequenzteilers 92 verbunden und empfängt ein regeneriertes BSC-Bezugssignal der Frequenz f.
Ein Merkmal des Bildplattenspielers nach Fig. 5 besteht darin,
daß der Zeitsignalgeber 62 als eine einzige zusammengefaßte Einheit fünf Zeitsignale liefert, die zur Steuerung dreier
Funktionen des Plattenspielers herangezogen werden. Eines der Signale wird wie erwähnt an das Filter 60 gelegt, um den
Wirkungsgrad der Filterung maximal zu machen. Wie nun im einzelnen erläutert werden wird, werden drei der Signale
zum Transcoder 90 geliefert, um die Phasenumkehrung im Farbartsignal zu steuern, und ein viertes Signal wird einer
Zeitbasis-Korrektureinrichtung 100 angelegt, um sowohl die Korrektur der Zeitbasis als auch eine Frequenzumsetzung des
Farbartsignals zu steuern.
Der Transcoder 90 ist ähnlich wie der Transcoder nach Fig. 3,
in zweierlei Hinsicht ist er gedoch modifiziert. Die eine Modifikation besteht darin, daß zusätzlich eine Einrichtung
zum periodischen Blockieren des Betriebs des Schalters 30
vorgesehen ist. Die andere Modifikation besteht in einer Einrichtung zur Anfangseinstellung des Frequenzteilers 24.
Der Schalter 30 wird an seinem Betrieb periodisch durch ein UND-Glied 35 gehindert, das zwischen den Ausgang des Frequenzteilers
2Pr und den Steuer- oder Aktivierungsein gang des Schalters
30 eingefügt ist und mit Steuersignalen der halben Zeilenfrequenz ig/p vom Ausgang eines weiteren Frequenzteilers 36
beaufschlagt wird. Der Eingang des Frequenzteilers 36 ist mit einer weiteren Eingangsklemme 38 des Transcoders verbunden,
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die an die Ausgangskiemme 68 angeschlossen ist, wo das
zeilenfrequente Signal ΐ-a abgegeben wird. Die Anfangseinstellung (oder periodische Voreinstellung) des Frequenzteilers
24- geschieht mit Hilfe eines zusätzlichen Impulsformers 37 (z.B. eines monostabilen Multivibrators),
dessen Eingang (über eine zusätzliche Klemme 4-0) mit der Ausgangsklemme 72 des Zeitsignalgebers 62 verbunden ist
und dessen Ausgang zu einem Voreinstellungs-Eingang (d.h. einem Feststen-, Setz- oder Rücksetzeingang) des Frequenzteilers
24- führt. Vorzugsweise ist der Frequenzteiler 24-von einem Typ, der sich ohne Rücksicht auf den Zustand
des an seinem Takteingang liegenden Signals voreinstellen (d.h. direkt setzen oder rücksetzen) läßt.
Beim Betrieb des bis hierher beschriebenen Teils des Plattenspielers
erzeugen das Filter 60 und der Zeitsignalgeber 62 Ausgangssignale wie beschrieben. Das Farbart-Ausgangssignal
wird an den Eingang 16 des Transcoders 90 gelegt, und der in seiner Frequenz vervierfachte regenerierte BSC-Bezugshilfsträger
(^f^ ) wird an die Klemme 20 gelegt. Der
invertierende Verstärker 32, die beiden Abfrage- und Halteschal tungen 10 und 3^ und der Phasenabgleicher 22 arbeiten
wie weiter oben erläutert, wobei die Schaltung 10 nichtinvertierte Abfragewerte oder Proben des Farbartsignals
und die Schaltung 34- invertierte Proben des Farbartsignals liefert und wobei jede Probe zu einem Zeitpunkt gewonnen
wird, der mit einem Achsendurchgang der U- oder der V-Komponente zusammenfällt, so daß jede zweite Probe die
Komponente TJ (oder -TJ) darstellt und die dazwischenliegenden Proben die Komponente V(oder -V) darstellen.
Das horizontal- oder zeilenfrequente Signal f-^ wird im
Frequenzteiler 36 durch zwei geteilt, von wo ein Signal fjj/2 der halben Zeilenfrequenz zum UKD-Glied 35 gelangt.
Während jeder zweiten Fernsehzeile wird das UND-Glied 35
-24--ORIGINAL INSPECTED
durchgeschaltet, um das mit der doppelten Frequenz des BSC-Hilfsträgers
erscheinende Bezugsfrequenzsignal 2fb auf den
Schalter 30 zu geben. Während der dazwischenliegenden Fernsehzeilen blockt das UND-Glied das Signal 2f-, ab und hält
den Schalter 30 in seiner Normalstellung (N)- Somit gelangen
während der besagten zwischenliegenden Zeilen nur die von der Schaltung 10 kommenden Signalproben zum Filter 14, und da
deren Polarität unverändert ist, liefert das Filter 14 an
die Ausgangsklemme 18 ein rekonstruiertes Farbartsignal, das gleich dem auf die Eingangsklemme 16 gegebenen Farbartsignal
ist. Während der anderen abwechselnden Zeilen jedoch, in denen das UND-Glied 35 aktiviert ist, wählt der Schalter
30 abwechselnd invertierte und nicht-invertierte Signalproben des Farbartsignals aus. Dadurch wird aus den weiter oben
erläuterten Gründen die Phase einer der Komponenten U oder V des Farbartsignals am Ausgang des Filters 14 gegenüber ihrer
an der Eingangsklemme 16 bestehenden Phase umgekehrt.
Zur richtigen Erzeugung eines Ausgangssignals des PAL-Formats
ist es wichtig, welche der Komponenten U und V bei abwechselnden Zeilen in ihrer Phase umgekehrt wird. Wie weiter oben in
Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 1 erläutert, kann man durch geeignete Anfangseinstellung des Frequenzteilers
24 sicherstellen, daß die jeweils gewünschte Komponente zur Phasenumkehrung ausgewählt wird. Von den beiden oben erwähnten
Methoden der Anfangseinstellung ist diejenige vorzuziehen, bei welcher periodisch gearbeitet wird. Eine bevorzugte Folge-■
frequenz für den periodischen Einstellungsprozeß ist eine Voreinstellung während jeder Hilfsträgerperiode. Im Transcoder
90 wird diese Funktion vom Impulsformer 37 übernommen,
der beispielsweise eine Differenzierschaltung oder ein monostabiler Multivibrator sein kann.
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Es sei daran erinnert, daß das Signal ^50 an der Klemme
phasenstarr mit der Burstkomponente des Farbartsignals ist
und daß dieses Bezugssignal ständig zur Verfugung steht. Der Impulsformer 37 erzeugt also ständig Impulse, die in fester
Relation zum Burst stehen. Diese Impulse werden als Voreinstellsignale
auf den Frequenzteiler 24 gegeben, so daß dessen Anfangszustand jeweils derart eingestellt wird, daß der
Schalter 30 den Ausgang der Abfrage- und Halteschaltung auswählt, wenn die Y-Komponente durch die Nullachse geht.
Das erste Taktsignal, das dem Frequenzteiler 24 nach der
Anfangseinstellung angelegt wird, bewirkt also, daß der Schalter 30 die !/"-Komponente auswählt,, wenn die U-Komponente
gleich Hull ist. Falls der Frequenzteiler 24 einmal versäumen sollte, für eine ungerade Anzahl von Taktsignalen
umzuspringen, synchronisiert ihn der Impulsformer 37 sofort wieder neu, sobald er zum normalen Umspringen
zurückkehrt. (Unterbleibt das Umspringen für eine gerade Anzahl von Taktsignalen, dann geht die Synchronisation
aus leicht erklärbaren Gründen natürlich nicht verloren.)
Die restlichen Teile der Anordnung nach Fig. 5 sind eine
Schaltung 100 zur Zeitbasiskorrektur und Frequenzumsetzung und eine Summierungsschaltung 110. Die Schaltung 100 hat
eine Eingangsklemme 101 zum Empfang des Burst-Tastsignals
BK vom Zeitsignalgeber 62, eine zweite Eingangsklemme 102 zum Empfang des an der Ausgangsklemme 18 des Transcoders
90 erzeugten PAL-Farbartsignals und eine Ausgangsklemme
zur Lieferung eines in der Frequenz umgesetzten und in seiner Zeitbasis korrigierten Ausgangssignals gemäß der PAL-ITorm
an einen Eingang der Summierungsschaltung 110. Der andere Eingang der Schaltung 110 empfängt das Leuchtdichtesignal
vom entsprechenden Ausgang des Filters 60, um am Ausgang der Schaltung 110 ein zu sammenge sdbzt es Videoaiasgangssignal
im PAL-Format bereitzustellen.
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In der vorangegangenen Beschreibung wurde bereits angedeutet, daß das Videoausgangssignal des Plattenspielers Zeitbasisfehler
enthalten kann und daß eine der drei Funktionen des Zeitsignalgebers 62 darin besteht, ein diese Zeitbasisfehler enthaltendes
Signal mit der Frequenz 8f-usc an das Kammfilter
zu legen, um dessen Mittenfrequenz entsprechend dem Maß der Fehler zu ändern und dadurch den Wirkungsgrad der Filterung
maximal zu machen. Dieser Vorgang hat natürlich keinerlei ßinfluß auf die Zeitbasisfehler selbst, die nach wie vor in
allen fünf Ausgangssignalen des Zeitsignalgebers 62 und auch
in dem vom Filter 60 gelieferten Farbartsignal vorhanden sind.
Da sich die Fehler im Farbartsignal und in den Zeitsignalen jedoch gemeinsam ändern, haben sie keinen störenden Einfluß
auf den Betrieb des Transcoders 90. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Transcoders in einer beliebigen Fernsehanlage
(z.B. in einem Bandgerät , einem Plattenspieler, einer Studioanlage, einer Übertragungsanlage), die eine Zeitbasis-Korrektureinrichtung
enthält, sollte man aber zwischen zwei Fällen unterscheiden. Wenn im ersteren Fall der Transcoder
vor der Zeitbasis-Korrektureinrichtung in der Kette der Videosignalverarbeitung liegt, dann sollte er mit Zeitsignalen
beliefert werden, die Zeitbasisfehler proportional zu den Farbburstfehlern im Farbartsignal aufweisen. Im anderen
Fall, wenn die Zeitbasiskorrektur (oder eine sonstige Stabilisierung oder Neusynchronisierung) des Farbartsignals
vor dem Anlegen an den Farbart-Transcoder erfolgt, sollten die im Transcoder angelegten Zeitsignale vom korrigierten
Burstsignal abgeleitet werden. Wenn man diese beiden Prinzipien
beachtet, -dann wird der Transcoder ein Minimum an differenziellen Phasenfehlern in der Kette der Videosignalverarbeitung
einführen, so daß man maximale Farbreinheit erzielt. Dies ist besonders wichtig bei der NTSC-Transcodierung,
da beim NTSC-System differenzielle Phasenfehler des Farbart-Hilfsträgers Änderungen im Farbton ergeben, die
nicht wie beim PAL-Übertragungssystem optisch oder elek-
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tronisch ausgemittelt werden können. Differenzielle Amplitudenfehler,
die beim PAL-System TJrsache für den Balken- ·
Effekt (Hanover bar) oder den Jalousie-Effekt sind, können minimal gehalten werden, indem man für gute Balance der
Verstärkung in den Signalwegen für das U- und das "V-Signal
im Transcoder sorgt, wie es weiter oben erwähnt wurde.
In der Schaltung 100 vergleicht ein Phasendetektor 105,
wenn er durch das Signal BK aktiviert ist, das Ausgangssignal
eines PAL-HiIf strägeroszillators 104 (etwa 4-,4-3MHz)
mit einem von einem Bandfilter 107 kommenden Signal. Dieses
zweitgenannte Signal ist das bandgefilterte Produkt der an der Klemme 102 zugeführten Burstkompanente des transcodierten
Farbartsignals und des Ausgangssignals eines spannungsgesteuerten
Oszillators 105, für dessen nominelle Mittenfrequenz ein Wert gewählt ist, der gleich der Summe der
BSC-HiIfsträgerfrequenz (1,52 MHz) und der PAL-HiIfsträgerfrequenz
(4,4-3 MHz) ist. Wenn ein Zeitbasisfehler vorhanden ist, liefert der Phasendetektor 103 ein Korrektursignal über
ein Tiefpaßfilter 106 an den Oszillator 105 im Sinne einer Korrektur dieses Fehlers. Die das vorstehend genannte Produkt
bildende Multiplizierschaltung 108 kann ein herkömmlicher Gegentaktmodulator oder Mischer sein. Der Durchlaßbereich
des Bandfilters 107 sei auf die PAL-HiIfsträgerfrequenz
von 4,43 MHz zentriert.
Der in Pig. 6 dargestellte Transcoder ist ähnlich wie der Transcoder nach Fig. 1, er ist jedoch durch drei Modifikationen
speziell auf die Umwandlung eines Farbartsignals zugeschnitten, das eine der NTSC-Norm entsprechende Burstphase
hat. Zwei dieser Modifikationen sind die gleichen wie
beim Transcoder 90 nach Fig. 5» nämlich erstens die zusätzliche
Einfügung eines UND-Gliedes 35 und eines Frequenzteilers
36 zur periodischen Blockierung der Polaritätsumkehr der Signalproben in jeder zweiten Horizontalzeile
und zweitens die zusätzliche Einfügung eines mit der Hilfs-
ORlGtNALlNSPECTED ^
trägerfrequenz arbeitenden Impulsformers 37 zur periodischen
Voreinstellung oder Anfangseinstellung des Frequenzteilers 24, um sicherzustellen, daß der Inverter 12 richtig synchronisiert
ist, so daß er nur die V-Komponente des eingangsseitigen
Farbartsignals invertiert.
Die dritte Modifikation ist das Vorhandensein eines Schalters 60Ί und eines Phasenschiebers 602, die zwischen die Farbartsignal
-Eingangsklemme 16 und den Eingang der Abfrage- und Halteschaltung 10 eingefügt sind. Diese Anordnung ist so
getroffen, daß sie unter Steuerung durch ein an einer weiteren Eingangsklemme 603 zugeführtes Burst-Iastsignal die
Phase des Farbartsignals während des Farbburstintervalls (jedoch nicht während des Intervalls der aktiven Bildabtastung)
um 45° verschiebt. Vorzugsweise erfolgt die 45°-
VerSchiebung in einem solchen Sinne, daß der Burst eine Phasenlage entsprechend einem Winkel von 135° relativ zur
Modulationsachse des Farbdifferenzsignals B-Y bekommt, wie
es in der bereits mehrfach erwähnten US-Patentschrift 4 200 881 beschrieben ist. Auf diese Weise wird das FTSC-I'ar
bart signal, soweit die Burstphase betroffen ist, vor
seiner Umwandlung in das PAL-Format auf das in dieser US-Patentschrift vorgeschlagene Format gebracht. Mit Ausnahme
dieser periodischen Phasenverschiebung während des Burstintervalls ist die Arbeitsweise des Transcoders nach Fig.6
die gleiche, wie sie in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wurde.
Die Schaltungsanordnung zur periodischen Phasenverschiebung
ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 dadurch realisiert, daß der eine Pol/des Umschalters 601 direkt mit der Farbartsignal-Eingangsklemme
16 und der andere Pol B über den 45 Phasenschieber 602 mit der Klemme 16 verbunden ist. Der Umschalter
601 empfängt Burst-Tastsignale, die der Klemme 603
aus einer (nicht dargestellten) Quelle angelegt werden, und
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wenn das Tastsignal erscheint, koppelt er den Pol B mit dem Eingang der Abfrage- und Halteschaltung 10. In den Zeiten,
in denen das Tastsignal nicht vorhanden ist, koppelt der Umschalter 601 den Pol A mit der Schaltung 10. Auf diese
Weise wird die Burstkomponente des NTSC-Signals (die normalerweise
keine V-Komponente hat) in eine Form umgewandelt, die dem Format nach der erwähnten US-Patentschrift
4 200 881 entspricht (welches gleiche U- und V-Komponenten hat), und hiermit erfolgt dann im übrigen Teil der Schaltungsanordnung
die weitere Umsetzung in PAL-Form, wie es vorangehend beschrieben wurde.
Es ist nicht notwendig, daß das an die Klemme 603 Burst-Tastsignal nur das Burstintervall umfaßt. Es kann
gewünschtenfalls z.B. über das ganze Horizontalsynchronintervall
reichen, da während dieser Zeitspanne keine sichtbare Wiedergabe von Information auf einem Fernsehmonitor
erfolgt. Der Phasenschieber 602 kann ein herkömmliches Netzwerk für voreilende oder nacheilende Phasenverschiebung
sein, oder er kann durch eine Verzögerungsleitung einer Länge entsprechend einem Achtel der Hilfsträgerperiode
gebildet werden. In jedem Fall muß die Phasenverschiebung eine Funktion der Hilfsträgerfrequenz sein, d.h. es sollte
die Möglichkeit bestehen, passende Änderungen oder Justierungen zur Anpassung an verschiedene Hilfsträgerfrequenzen
vorzunehmen.
Die Umsetzung der Hilfsträgerfrequenz kann mit Hilfe herkömmlicher
Überlagerungsschaltungen geschehen, bevor das Farbartsignal auf die Klemme 16 gegeben wird oder an einer
Stelle zwischen dem Ausgang des Umschalters 601 und dem Eingang der Schaltung 10. Die Umsetzung kann aber auch nach
der Transcodierung des Farbartsignals (d.h. hinter der Ausgangsklemme 18 wie im Falle der Fig. 5 erfolgen). Für
jede dieser drei Möglichkeiten sind die Kennwerte der EIe-
ORIGINAL INSPECTED -30-
mente 602, 22, 37 und 14 unter Berücksichtigung der jeweiligen
Hilfsträgerfrequenz entsprechend zu wählen, so daß alle Phasenverschiebungen und Dur cnlaßb er eiche die oben beschriebenen
Bedingungen erfüllen.
Die Fig. 7 veranschaulicht, wie der Transcoder nach Fig. 6 modifiziert werden kann, um ein Farbartsignal des PAL-Formats
in ein Farbart-Ausgangssignal des NTSC-Formats umzuwandeln.
Wie bereits erläutert wurde, ist die tatsächliche Wahl der Hilf strägerfrequenz beliebig, d.h. sie kann 4,4-3
MHz (PAL-ITorm), 3,58 MHz (NTSC-Norm) oder irgendeine andere
geeignete Frequenz sein (z.B. 1,52 MHz wie bei dem in der
US-Patentschrift 4 200 881 beschriebenen Format). Die in Fig. 7 erkennbare Modifikation besteht darin, daß der Eingang
zum Pol A des Phasenschiebers 602 mit der Ausgangsklemme 18 verbunden ist und daß dem Eingang der Abfrage-
und Halteschaltung 10 das eingangsseitige PAL-Farbartsignal
angelegt wird.
Im Betrieb funktionieren die zwischen den Klemmen 16 und 18 liegenden Elemente des Transcoders in der gleichen Weise
wie oben beschrieben, um die Phase der V-Komponente des Farbartsignals
bei jeder zweiten Zeile umzukehren. Da sich beim PAL-System die V-Komponente selbst von Zeile zu Zeile umkehrt,
ist das an der Ausgangsklemme 18 erscheinende umgewandelte Signal ein Signal mit einer dem Format nach der US-Patentschrift
4 200 881 entsprechenden Burstphase. Infolge der anderen Anordnung des Umschalters 601 und des Phasenschiebers
602 wird die Phase des Bursts um 45° auf die Modulationsachse des Signals -(B-Y) verschoben (NTSC-Korm), ohne die
"gleichgeschaltete" Farbartsignalphase während des aktiven Bildabtastintervalls zu ändern.
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- .:'.* . 3043139
Die Prinzipien der Erfindung wurden vorstehend in Verbindung mit analogen QAM-Signalen erläutert, sie gelten jedoch auch
für die Transcodierung digitalisierter QAM-Signale. In der
Anordnung nach Fig. 1 beispielsweise kann die Funktion der Abfrage- und Halteschaltung mittels digitaler Einrichtungen
wie z.B. einer Datenverriegelungsschaltung, eines Registers, eines Analog/Digital-Wandlers oder dergleichen realisiert
werden. Die Invertierung des abgefragten digitalen QAM-Signals
kann auf einfache Weise z.B. dadurch erfolgen, daß man das Vorzeichenbit des Abfragewerts umkehrt (falls die Daten
durch Vorzeichen und Bebragswert dargestellt sind), so daß der Inverter 12 durch ein Exklusiv-ODER-Glied realisiert werden
könnte. Es sind auch andere Änderungen und Abwandlungen möglich, z.B. kann man die Abfrage- und Halteschaltung 10
durch einen Analog/Digital-Wandler ersetzen, der das QAM-Signal zu den in Fig. 4 dargestellten Zeiten abfragt. Die
digitalen Abfragewerte können dann durch geeignete arithmetische Mittel (z.B. das vorstehend erwähnte Exklusiv-ODER-Glied)
invertiert werden, und das Signal kann dann einem Digital/Analog-Wandler (anstatt dem Filter 14) zugeführt
werden, um das QAM-Signal wieder aufzubauen.
Die Fig. 8 veranschaulicht die vorstehend beschriebene Modifizierung
des Transcoders nach Fig. 1. Wie man erkennt, sind die Elemente 10, 12 und 14 durch einen Analog/Digital-Wandler
810, eine Vorzeichenbit-Umkehrschaltung 812 und einen Digital/ Analog-Wandler 814 ersetzt, welche jeweils die den ersetzten
Elementen gleichwertigen Funktionen erfüllen. Wenn das QAM-Signal ein Fernseh-Farbartsignal ist, wären Einrichtungen
vorzusehen (z.B. ein UND-Glied und ein Frequenzteiler, usw.), um den Betrieb der Vorzeichenbit-Umkehrschaltung periodisch
ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen zu verhindern.
ORIGINAL INSPECTED
hi
Leerseite
Claims (8)
- DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLERMARlA-THEREStA-STRASSE 22 POSTFACH 86 06 68D-8OOO MUENCHEN 86TELEFON 089147 69 O6 47 68 19AB SEPT. 1980: 4 70 60RCA 74- 228 Ks/Sv TELEX S2263e. TELEGRAMM SOMBEXU.S. Serial Fo. 105,5^8
Filed: December 20, 1979EGA Corporation
New York, N.Y., V.St.v.A.Horraen.wand.ler für ein quadratur-aniplituderimoduliertes SignalPatentansprücheAnordnung zum Umkehren der Phase eines der "beiden Signalkomponenten eines in Quadraturamplitudenmodulation modulierten Hilfsträgers, gekennzeichnet durch:eine erste Einrichtung (10) zur Abfrage von Proben der Amplitude des Hilfsträgers zu Zeitpunkten entsprechend jedem Achsendurchgang jeder der beiden Signalkomponenten;eine zweite Einrichtung (30) zum Umkehren der Polarität abwechselnder Exemplare (d.h. jedes zweiten Exemplars) der abgefragten Proben;eine dritte Einrichtung (14) zum Wiederaufbau des Ililfcträgers aus den invertierten und nicht-invertierten Proben;-2-BAD ORIGINALZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BIFORI: THE IUROPEAtM PATI N Γ oriir.l POSTSCHECK MÖNCHEN NR, 6 9148-800 · BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN (BLZ 700 200 40) KTO. 60 60 25 73 70 SWIII ΙΙΥΙΌ I)I. Meine mit der zweiten Einrichtung (50) gekoppelte vierte Einrichtung (35) zur Erzeugung eines Steuersignals, das den Betrieb der zweiten Einrichtung sperrt, wenn es einen ersten Wert hat, und den Betrieb der zweiten Einrichtung aktiviert, wenn es einen zweiten Wert hat. - 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung zur Erzeugung des Steuersignals eine Anordnung (36) enthält, um den Wert des Steuersignals periodisch zu ändern, wobei die Dauer des Steuersignals zwischen jeder Änderung wesentlich größer ist als die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Achsendurchgängen der Signalkomponenten des abgefragten Hilfsträgers.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung folgendes aufweist:eine Abfrage- und Halteschaltung (10), die einen ersten Eingang zum Empfang des quadraturamplitudenmodulierten Eingangssignals, einen zweiten Eingang zum Empfang eines Abfragesignals und einen Ausgang zur Lieferung der Signalproben enthält;eine Einrichtung (20, 22) zum Anlegen des Abfragesignals an die Abfrage-'und Halteschaltung mit einer Frequenz gleich dem Vierfachen der Frequenz des Hilfsträgers.
- 4·. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung einen Frequenzteiler (24) enthält, um die Folgefrequenz des Abfragesignals durch zwei zu teilen und das resultierende, mit halber Folgefrequenz erscheinende Signal an die zweite Einrichtung zu legen und damit die Umkehrung der Polarität abwechselnder Signalproben zu steuern.—3—
- 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Schaltung (32) zur Erzeugung invertierter Signalpro"ben und einen Umschalter (30) enthält, der in einem ersten Zustand die von der ersten Einrichtung (10) erzeugten Signalproben auf die dritte Einrichtung (14) koppelt und der in einem zweiten Zustand die invertierten Signalproben von der invertierenden Schaltung auf die dritte Einrichtung koppelt, und daß die vierte Einrichtung (24) den Zustand des Umschalters mit einer Frequenz ändert, die gleich der Hälfte der Folgefrequenz des Abfragesignals ist.
- 6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die invertierende Schaltung einen invertierenden Verstärker (32) enthält, der zwischen einen Ausgang der ersten Einrichtung (10) und einen Eingang des Umschalters (30) geschaltet ist.
- 7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine erste Abfrage- und Halteschaltung (10) und eine zweite Abfrage- und Halteschaltung (34) enthält und daß die invertierende Schaltung einen invertierenden Verstärker (32) zur Invertierung des quadraturamplitudenmodulierten Hilfsträgers aufweist und daß die zweite Abfrage- und Halteschaltung mit der ersten Abfrage- und Halteschaltung synchronisiert ist, um invertierte Signalproben vom Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers zu nehmen und auf den Umschalter (30) zu geben.
- 8. Anordnung nach Anspruch 1 , wobei das quadraturamplitudenmodulierte Signal das Farbartsignal eines Farbfernsehsignals ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine auf eine Zeilensynchronkomponente des Fernseh- ■ signals ansprechende Schaltung (36) enthält, die den Betrieb der zweiten Einrichtung (30) während abwechselnder Zeilenintervalle sperrt.-4-··· ** üu4-3 i9· Anordnung nach. Anspruch 1 für ein Gerät zur Wiedergabe von Videosignalen, das eine Quelle für ein Videosignalgemisch, und ein Filter zur Trennung dieses Signalgemischs in ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal enthält, wobei das Farbartsignal aus zwei in Quadratur zueinander stehenden Farbdifferenzkomponenten U und V mit nicht-wechselnder Phase und aus einer Farbsynchronkomponente besteht, die einen Phasenwinkel von im wesentlichen 45° gegenüber einer der genannten Quadraturkomponenten hat, und wobei die besagte Anordnung dieses Farbartsignal in eine der PAL-Norm entsprechende Form umwandelt und eine Schaltung enthält, um das Leuchtdichtesignal und das umgewandelte Farbartsignal zu einem der PAL-Korm-entsprechenden Ausgangssignal zu vereinigen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung - der Umwandlung ohne Demodulation in das Basisband die erste Einrichtung eine Schaltung (10) enthält, um das eingangsseitige Farbartsignal mit einer Folgefrequenz gleich dem Vierfachen einer gegebenen Hilfsträgerfrequenz abzufragen, wobei die abgefragten Signalproben zu Zeitpunkten entnommen werden, die den Achsendurchgängen der Komponenten U und V entsprechen, und daß die zweite Einrichtung (12, 24-, 35, 36) die Polarität abwechselnder Signalproben während jedes zweiten Horizontalabtastintervalls invertiert und daß die dritte Einrichtung (14-) ein ausgangsseitiges Farbartsignal aus den invertierten und den nicht-invertierten Signalproben rekonstruiert.-5-
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