DE3125999C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/04—Colour television systems using pulse code modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Schaltungsanordnung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bereits ein Verfahren zum Steuern der Phase eines
zur Digitalisierung eines Farbfernsehsignals benutzten
Abtastsignales bekannt (US-PS 39 46 432), bei dem das
Farbfernsehsignal mit dem Abtastsignal abgetastet wird,
dessen Wiederholungsrate ein Vielfaches der Burstsignalfrequenz
ist, wobei jede Abtastprobe in ein entsprechendes
Signal umgesetzt wird. Dabei werden die
Abtastsignale mit Hilfe einer PLL-Schaltung aus Burstsignalen
abgeleitet. Diese Maßnahmen genügen jedoch nicht,
um die Einführung von Phasenfehlern in das zur Digitalisierung
eines Farbfernsehsignals benutzte Abtastsignal
zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen
Weg zu zeigen, wie beim Steuern der Phase eines zur
Digitalisierung eines Farbfernsehsignals benutzten Abtastsignales
vorzugehen ist, um auf relativ einfache
Weise die Einführung von Phasenfehlern zu minimieren,
wenn nicht sogar zu vermeiden.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die
im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen.
Die Erfindung zeichnet sich durch den Vorteil aus, daß
auf besonders einfache Weise die Einführung von Phasenfehlern
vermieden, zumindest aber minimiert ist. Dabei
wird insgesamt mit besonders geringem schaltungstechnischem
Aufwand ausgekommen.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend
beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm einen digitalen Fernsehsignal-
Codierer, bei dem die vorliegende Erfindung
ohne weiteres Anwendung findet;
Fig. 2 zeigt ein entsprechendes Blockdiagramm wie Fig. 1
unter Einbeziehung eines Abtastphasendetektors,
der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet
sein kann;
Fig. 3 bis 5 zeigen in Diagrammen den Verlauf von Signalen zur
Kennzeichnung der Abtastung eines Burstsignals,
wobei die betreffenden Diagramme für das Verständnis
der vorliegenden Erfindung brauchbar sind;
Fig. 6 zeigt in einem detaillierten Blockdiagramm eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Teil der
in Fig. 6 dargestellten Schaltungsanordnung.
Nunmehr sei auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen entsprechende
Bezugszeichen für die Bezeichnung entsprechender
Elemente verwendet werden. Das in Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm
zeigt einen digitalen Fernsehsignal-Codierer, bei
dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Der
Codierer gemäß Fig. 1 umfaßt ein Filter 1, eine Abtast-und-
Halteschaltung 2, einen Analog-Digital-Wandler 3, eine Abtrennschaltung
4 für die Abtrennung von Synchronisier- und
Burstsignalen aus einem eintreffenden Bildsignal, einen Taktgenerator
5 und eine Phasenschieberschaltung 6. Das Filter 1
ist an einem Eingangsanschluß angeschlossen, um ein Bildsignal,
wie ein Farbfernsehsignalgemisch des Typs aufzunehmen, der
die üblichen Zellensynchronisiersignale, das dem Schwarzwertpegel
auf der Schwarzschulter des Zeilensynchronisiersignals
überlagerte Burstsignal und das Bild- bzw. Video-Informationssignal
umfaßt, welches generell aus einem Farbart-Hilfsträger
besteht, der verschiedene Phasen aufweist, die mit der Farbart-
bzw. Chrominanzinformation amplitudenmoduliert sind. In
üblicher Weise enthält das Farbfernsehsignalgemisch die Leuchtdichte-
bzw. Luminanz- und Chrominanzinformation. Der Ausgang
des Filters 1 ist mit der Abtast-und-Halteschaltung 2 verbunden,
die periodische Abtastimpulse mit einer Wiederholungsrate
abgibt, welche ein Vielfaches der Burstsignalfrequenz
ist. Bei einem typischen digitalen Codierer wird das gesamte
Farbfernsehsignalgemisch einschließlich der Synchronisiersignale
der Video-Informationssignale durch derartige
Abtastimpulse abgetastet. Der Ausgang der Abtast-und-Halteschaltung
2 ist mit dem Analog-Digital-Wandler 3 verbunden,
der jede Bildsignalprobe in ein entsprechendes Mehrbitwort
zu codieren gestattet. So kann der Analog-Digital-Codierer 3
beispielsweise jede Abtastprobe als ein 8 Bit umfassendes
PCM-Wort codiert abgeben.
Der Eingangsanschluß, dem das Farbfernsehsignalgemisch zugeführt
wird, ist außerdem mit der Abtrennschaltung 4 verbunden.
Diese Abtrennschaltung kann von herkömmlichem Aufbau
sein, um das Zeilensynchronisiersignal aus dem eintreffenden
Bildsignal abzutrennen. Die Abtrennschaltung 4
kann außerdem eine Burstsignal-Torschaltung oder eine
andere vergleichbare Einrichtung enthalten, um das Burstsignal
von dem Bildsignal abzutrennen. Wie bekannt, weist
dieses Burstsignal eine Burstsignalfrequenz auf, die
gleich der Frequenz des Farbhilfsträger f sc ist. Diese
Frequenz ist gleich etwa 3,58 MHz. Der Ausgang der Abtrennschaltung
4 ist mit dem Taktgenerator 5 verbunden,
der ein Taktsignal in Synchronismus mit dem abgetrennten
Burstsignal zu erzeugen imstande ist. Das Taktsignal ist
ein Impulssignal mit einer Wiederholungsrate, die ein
Vielfaches der Burstsignalfrequenz ist. In typischer
Weise beträgt die Wiederholungsrate des Taktsignals 4f sc .
Diese Taktimpulse werden als Abtastimpulse für die Abtastung
des Farbbildsignalgemisches benutzt. Das Ausgangssignal
des Taktgenerators 5 wird der Abtast-und-Halteschaltung
2 durch eine Phasenschieberschaltung 6 zugeführt.
Diese Phasenschieberschaltung vermag die Phase der Abtastimpulse
zu verschieben oder einzustellen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Codierer wird das eintreffende
Bildsignal mit der Abtastrate von 4f sc abgetastet.
Die Abtastimpulse, die der Abtast-und-Halteschaltung
2 von dem Taktgenerator 5 her zugeführt werden,
sind in der Phase mit dem eintreffenden Burstsignal synchronisiert,
und im allgemeinen "laufen" derartige Abtastimpulse
den Phasenverschiebungen in dem Burstsignal
nach. Die tatsächliche Phase der Abtastimpulse beispielsweise
in bezug auf die Phase des Farbhilfsträgersignals
kann jedoch von der gewünschten Phasenverriegelungsbeziehung
abweichen. Diese Abweichung bzw. Phasendrift kann auf
Temperaturänderungen in temperaturempfindlichen Schaltungskomponenten,
auf Änderungen im Betrieb derartiger Komponenten
aufgrund der Alterung und dgl. zurückzuführen sein.
Aufgrund dieser Phasenverschiebung in den Abtastimpulsen,
was hier als Änderung in der Abtastphase bezeichnet bzw.
betrachtet wird, können Fehler, wie Phasenfehler, in das
abgetastete Bildsignal eingeführt werden, wodurch Fehler
in das digitalisierte Farbbildsignal eingeführt werden.
Als Ergebnis derartiger Phasenfehler kann die Farbe des
Bildsignals, welches aus dem codierten Bildsignal schließlich
wiedergegeben wird, fehlerhaft sein.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines digitalen Codierers
dargestellt, und zwar ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten
Codierer. Gemäß Fig. 2 enthält der digitale Codierer einen
Abtastphasendetektor 7. Dieser Abtastphasendetektor ist
an dem Ausgang eines Analog-Digital-Wandlers 3 angeschlossen;
er vermag ein Steuersignal als Funktion des zuvor erwähnten
Phasenfehlers zu erzeugen. Dies bedeutet, daß dann,
wenn die Phase der durch den Taktgenerator 5 erzeugten und
an die Abtast-und-Halteschaltung 2 abgegebenen Abtastimpulse
aufgrund der zuvor erwähnten Bedingungen abweicht
bzw. driftet, der Abtastphasendetektor 7 imstande ist,
diese Abweichung bzw. Drift zu ermitteln und ein Kompensations-Steuersignal
an die Phasenschieberschaltung 6 abzugeben.
Dieses Kompensations-Steuersignal steuert die Phasenschieberschaltung
derart, daß die Phase der Abtastimpulse
so eingestellt wird, daß die gewünschte bestimmte
Phasenbeziehung dieser Schaltung wieder hergestellt wird.
Ein Verfahren, nach welchem der Phasendetektor 7 arbeiten
kann, um die tatsächliche Phase des Burstsignals zu ermitteln,
welches abgetastet wird, und um somit einen
Phasenfehler in den Abtastimpulsen festzustellen, wird
nunmehr unter Bezugnahme auf den in Fig. 3 dargestellten
Signalverlauf erläutert. Dieser Signalverlauf stellt eine
Periode des Burstsignals dar, welches dem üblichen Schwarzwertpegel
überlagert ist, der eine als y p bezeichnete Größe
aufweist. Der Einfachheit halber ist in Fig. 3 eine analoge
Darstellung der digitalisierten Proben des Burstsignals gezeigt,
die am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 3 wiedergegeben
werden. Wenn angenommen wird, daß die Abtastimpulse
eine Abtastrate von 4f sc zeigen, dann wird das Burstsignal
an den Punkten A, B, C und D abgetastet. Es dürfte einzusehen
sein, daß aufeinanderfolgende Abtastpunkte A bis D
voneinander jeweils um 90° (π/2) getrennt sind. Nunmehr sei
angenommen, daß auch das als Farbsynchronsignal zu bezeichnende
Burstsignal den Schwarzwertpegel am Punkt Z überläuft. Dieser
Punkt ist der Bezugskreuzungspunkt, bei dem Phasenwinkel
des Burstsignals gleich 0° ist. Wenn nunmehr der Phasenwinkel
des Burstsignals an der Abtaststelle A mit ζ A angenommen wird,
dann können der Phasenwinkel ζ B des Burstsignals am Abtastpunkt
B sowie der Phasenwinkel ζ C des Burstsignals am Abtastpunkt
C wie folgt angegeben werden:
ζ B =ζ A +π/2 (1)
ζ C =ζ A +π (2)
Die Abtastpegel des Burstsignals an den Abtastpunkten A, B
und C können als y A , y B bzw. y C bezeichnet werden. Bei diesen
Abtastpegeln handelt es sich um die Abtastpegel bezogen
auf einen Null-Bezugspegel. Wenn die Amplitude des Burstsignals
in bezug auf den Schwarzwertpegel mit K angegeben
wird, dann kann die Amplitude des Burstsignals bezogen auf
den Schwarzwertpegel an den Abtastpunkten A, B und C mit
, bzw. bezeichnet werden. Diese abgetasteten Amplituden
können wie folgt angegeben werden:
=y A -y P =K sin ζ A (3)
=y B -y P = K sin ζ B =K sin (ζ A +π/2) (4)
=y C -y P =K sin ζ C =K sin (ζ A +π) (5)
Die Gleichung (4) kann wie folgt umgeschrieben werden:
=y B -y P =K cos ζ A (6)
Wird die Gleichung (3) durch die Gleichung (6) dividiert,
so kann das Ergebnis wie folgt angegeben werden:
Die Gleichungen (3) und (5) können addiert werden, und die
Summe kann nach dem Schwarzwertpegel y p wie folgt aufgelöst
werden:
Wenn die Gleichung (8) in die Gleichung (7) eingesetzt wird,
kann der Phasenwinkel jetzt ζ A wie folgt angegeben werden:
Damit dürfte ersichtlich sein, daß der tatsächliche Phasenwinkel
des Burstsignals, mit dem dieses Signal abgetastet
wird, d. h. die Abtastphase, aus den abgetasteten Pegeln y A ,
y B und y C bestimmt werden kann. Wenn jede Abtastprobe als
6 oder 7 Bits umfassendes Wort dargestellt wird, dann
dürfte einzusehen sein, daß die Ausführung der Gleichungen
(9A) und (9B) relativ komplex ist. Dies bedeutet, daß dann,
wenn diese Gleichungen beispielsweise mit Hilfe einer Rechen-
und Verknüpfungseinheit ausgeführt werden, der Aufbau einer
solchen Einheit relativ kompliziert würde und daß die Arbeitsweise
der betreffenden Einheit in entsprechender Weise
komplex wäre. Wenn alternativ dazu die Gleichungen (9A) und
(9B) dadurch ausgeführt werden, daß die jeweilige Abtastprobe
y A , y B und y C als Teil einer Adresse ausgenutzt wird,
um eine Speichereinrichtung zu adressieren, in der unterschiedliche
Werte des Phasenwinkels ζ A gespeichert sind,
dann wäre die erforderliche Speicherkapazität ziemlich hoch.
Außerdem wäre ein relativ kompliziertes Schema erforderlich,
um die in Frage kommenden Adressen auf diese Abtastproben hin
zu bilden bzw. zu formulieren. Demgemäß ist das zuvor betrachtete
Verfahren zur Bestimmung des tatsächlichen Phasenwinkels
ζ A , mit dem das Burstsignal abgetastet wird, und damit zur
Bestimmung der Phasenbeziehung der Abtastimpulse weniger als
zufriedenstellend.
Die vorliegende Erfindung geht über das Prinzip hinaus,
welches zunächst unter Bezugnahme auf den in Fig. 4 gezeigten
Signalverlauf erläutert werden kann. Die in Fig. 4
voll ausgezogene Kurve veranschaulicht eine Periode des
Burstsignals, welches dem üblichen Schwarzwertpegel überlagert
ist. Die Punkte A, B und C kennzeichnen die Abtastpunkte
des Burstsignals. Dabei ist angenommen, daß das
Burstsignal mit einer Abtastrate von 4f sc abgetastet wird.
Aus den obigen Gleichungen (3) und (6) geht hervor, daß
die Amplitude am Punkt B bezogen auf den Schwarzwertpegel
wie folgt angegeben werden kann:
In entsprechender Weise kann aus den obigen Gleichungen (3)
und (8) die Amplitude am Punkt A wie folgt angegeben werden:
Die Gleichungen (10) und (11) können derart kombiniert werden,
daß die Amplitude am Punkt B wie folgt angegeben werden kann:
In Fig. 4 stellt der Abtastpunkt A den tatsächlichen Punkt
dar, an dem das Burstsignal abgetastet wird. Dabei sei angenommen,
daß der die korrekte Phasenlage aufweisende Abtastpunkt
mit dem Phasenwinkel ζ₀ auftreten würde, aber
der tatsächliche Abtastpunkt A mit dem Phasenwinkel ζ A
auftritt. Wenn die abgetastete Amplitude A bei dem Phasenwinkel
ζ₀ erhalten worden wäre, würde das resultierende
Burstsignal den in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie
angedeuteten Signalverlauf zeigen. Dabei ist angenommen,
daß dieser richtige oder Bezugs-Phasenwinkel ζ₀ des Burstsignals,
bei dem die Abtastprobe A′ erhalten würde, gleich
57° ist.
Zum Zwecke der vorliegenden Erläuterung dürfte einzusehen
sein, daß die in Fig. 4 gestrichelt gezeigte Kurve das
"theoretische" Burstsignal veranschaulicht, dessen Amplitude
A′ bei dem bestimmten Phasenwinkel ζ gleich der Amplitude
des tatsächlich abgetasteten Punktes A des tatsächlichen
Burstsignals ist. Der Punkt A′ kann als ein theoretischer
Abtastpegel des theoretischen Burstsignals betrachtet
werden. Da das Burstsignal in 90°-Intervallen abgetastet
wird, dürfte einzusehen sein, daß der Punkt B′ auf dem theoretischen
Burstsignalverlauf mit dem Phasenwinkel (ζ₀+π/2)
oder bei 147° auftritt. Dieser zusätzliche Punkt B′ wird
als der theoretische Abtastpegel bezeichnet. Dabei zeigt
sich, daß dann, wenn das durch die gestrichelte Kurve dargestellte
theoretische Burstsignal am Punkt A′ abgetastet
wird, dieses Signal auch am Punkt B′ abgetastet würde.
Wenn die Amplitude an dem theoretischen Abtastpunkt A′ bezogen
auf den Schwarzwertpegel mit ′ bezeichnet wird, dann
kann die Amplitude an dem theoretischen Abtastpunkt B′ bezogen
auf den Schwarzwertpegel mit ′ bezeichnet werden.
Demgemäß kann die obige Gleichung (10) für die theoretischen
Abtastpunkte A′ und B′ wie folgt umgeschrieben werden:
Die Abtastphase ζ A des tatsächlichen Abtastpunktes A, d. h.
der Phasenwinkel des tatsächlichen Burstsignals an dem Abtastpunkt
A, kann dadurch bestimmt werden, daß die Amplitude
beispielsweise des tatsächlichen Abtastpunktes B mit
der Amplitude des theoretischen Abtastpunktes B′ verglichen
wird. Wenn die Gleichung (12) durch die Gleichung (13) dividiert
wird, dann erhält man:
Es dürfte daher einzusehen sein, daß der Phasenwinkel des
tatsächlichen Abtastpunktes A des Burstsignals eine Funktion
lediglich zweier Variabler ist: y A und y C . Da der Phasenwinkel
ζ₀ eine Konstante ist, ist in entsprechender Weise
der Phasenwinkel tan ζ₀ eine Konstante. Demgemäß ergibt
sich aus Gleichung (15), daß die Bestimmung oder Berechnung
des Phasenwinkels ζ A , unter dem das Burstsignal abgetastet
wird, wesentlich einfacher ist als die Bestimmung
oder Berechnung dieses Phasenwinkels nach der Gleichung (9).
Wenn der Abtastphasendetektor 7 gemäß Fig. 2 so aufgebaut
wird, daß er die vorliegende Erfindung ausführt, dann wird
die Phase der Abtastimpulse für die Abtast-und-Halteschaltung
2 so eingestellt, daß das Burstsignal bei seinem bestimmten
Phasenwinkel ζ₀ abgetastet wird. Wenn der Phasenwinkel ζ A ,
bei dem das Burstsignal tatsächlich abgetastet wird, abweicht
von dem bestimmten Phasenwinkel ζ₀, dann wird die
Amplitude an dem tatsächlichen Abtastpunkt B verschieden
sein von der Amplitude am theoretischen Abtastpunkt B′.
Diese Differenz kann einfach dadurch erhalten werden, daß
die Amplitude des theoretischen Abtastpunktes - berechnet
entsprechend der Gleichung (13) - mit der Amplitude des
tatsächlichen Abtastpunktes B verglichen wird, also mit
dem tatsächlichen Abtastpegel. Jegliche Differenz zwischen
diesen miteinander verglichenen Amplituden zeigt einen
Phasenfehler an. Ein Steuersignal, welches eine Funktion
dieser Differenz ist, kann dabei dazu herangezogen werden,
die tatsächliche Phase der Abtastimpulse solange einzustellen,
bis diese Differenz auf einen Null-Wert vermindert
ist. Wenn =′ ist, dann zeigt die Abtastphase somit
ihre richtige bestimmte Phasenbeziehung zu dem Burstsignal:
In Fig. 5 sind die tatsächlichen und theoretischen Burstsignalverläufe
gezeigt, die zuvor in Fig. 4 angedeutet
waren. Außerdem sind die Abtastpegel veranschaulicht, die
an den Abtastpunkten A, B bzw. C erhalten werden, sowie
der theoretische Abtastpegel y′ B , der kennzeichnend ist
für den theoretischen Abtastpunkt B′. In Fig. 5 ist außerdem
der Schwarzwertpegel veranschaulicht, dem das Burstsignal
überlagert ist bzw. wird. Ferner ist ein bestimmter
konstanter Pegel P Q veranschaulicht, der sich dem Schwarzwertpegel
annähert, jedoch nicht notwendigerweise gleich
diesem Pegel ist. Die Amplituden , , und die theoretische
Amplitude ′ stellen die entsprechenden Amplituden
an den Abtastpunkten A, B und C bzw. an dem theoretischen
Abtastpunkt B′ dar, und zwar jeweils bezogen auf den bestimmten
Pegel P Q .
Aus der Gleichung (13) dürfte erinnerlich sein, daß die
Amplitude ′ an dem theoretischen Abtastpunkt B′ bezogen
auf den Schwarzwertpegel eine Funktion lediglich der tatsächlichen
Abtastpegel y A und y C ist, die an den Abtastpunkten
A bzw. C erhalten werden. Die Amplitude bezogen
auf den Scharzwertpegel wird ohne weiteres aus dem
tatsächlichen Abtastpegel y B erhalten. Es dürfte einzusehen
sein, daß in der Praxis die tatsächliche Größe des
Schwarzwertpegels variieren kann. Um die Schaltungsanordnung
zu vereinfachen, die zur Ausführung der vorliegenden
Erfindung benutzt wird, und um außerdem die Speicherkapazität
der digitalen Ausführung dieser Erfindung zu vermindern,
werden demgemäß die tatsächlichen Abtastpegel y A ,
y B und y C des Burstsignals um den bestimten Betrag ′ vermindert,
der gleich der Größe des bestimmten konstanten
Pegels p Q ist. Da dieser bestimmte Pegel p Q konstant bleibt,
kann die übliche 7 oder 8 Bits umfassende digitale Form der
abgetasteten Pegel y A , y B und y C auf beispielsweise weniger
als 6 Bits vermindert werden, da der konstante Pegel P Q
von dem 7 oder 8 Bit umfassenden digitalisierten Abtastpegel
subtrahiert werden kann. Durch Vermindern der Anzahl
der Bits, die erforderlich sind, um die abgetasteten Pegel
darzustellen, kann die Kompliziertheit der ausgeführten
Schaltungsanordnung weitgehend vermindert werden. In entsprechender
Weise können Speichereinrichtungen mit vergleichsweise
geringerer Speicherkapazität verwendet werden.
Wenn der tatsächliche Pegel des Schwarzwertpegels mit
bezeichnet wird, dann kann der theoretische Abtastpegel
y′ B dadurch dargestellt werden, da dieser Schwarzwertpegel
zur Gleichung (13) hinzuaddiert wird. Damit erhält
man:
Der Zähler des ersten Terms in der Gleichung (16A) bleibt
unverändert, wenn der Pegel ′ addiert und subtrahiert
wird, was zu folgendem Ausdruck führt:
Wie oben erwähnt und wie in Fig. 5 veranschaulicht, ist
die Amplitude am Abtastpunkt A bezogen auf den bestimmten
Pegel P Q =y A -′. Die Amplitude am Abtastpunkt C ist bezogen
auf den bestimmten P Q gleich ′-y C . Außerdem ist der
Schwarzwertpegel gleich
Demgemäß kann die Gleichung (16B) wie folgt umgeschrieben
werden:
Damit zeigt sich, daß der theoretische Abtastpegel y′ B aus
den variablen Amplituden und bestimmt oder berechnet
werden kann. Aus der Gleichung (16C) geht hervor, daß die
übrigen Terme, wie der bestimmte Phasenwinkel ζ₀ und der
bestimmte Pegel ′, konstant sind und festliegen.
Der theoretische Abtastpegel y′ B kann aus den tatsächlichen
Abtastpegeln y A und y C abgeleitet werden. Ist dieser
theoretische Abtastpegel y′ B erst einmal ermittelt, so
kann jeglicher Phasenfehler in den Abtastimpulsen einfach
dadurch ermittelt werden, daß dieser theoretische Abtastpegel
y′ B mit dem tatsächlichen Abtastpegel y B verglichen
wird. Jegliche Differenzen zwischen diesen Pegeln stellen
einen Abtastphasenfehler dar. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird dieser Abtastphasenfehler auf einen Null-Wert einfach
dadurch vermindert, daß die Phase der Abtastimpulse so
lange eingestellt wird, bis die Differenz zwischen den tatsächlichen
und theoretischen Abtastpegeln y B bzw. y′ B minimiert
oder vorzugsweise eliminiert ist.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Abtastphasendetektors
gemäß der Erfindung gezeigt. Der Abtastphasendetektor
besteht aus auch als Latch-Schaltungen bezeichneten
Signalspeicherschaltungen 14 A, 14 B und 14 C, einem
Adreßzähler 23, Speichereinrichtungen 15, 16, und 17,
einem Pegelkomparator 18, einer Ladungs-Pumpschaltung 19
und einem Pufferverstärker 22. Die Signalspeicherschaltungen
14 A, 14 B und 14 C, die auch als Verriegelungsschaltungen
bezeichnet werden können, können jeweils beispielsweise
eine herkömmliche 8-Bit-Signalspeicherschaltung
umfassen.
Die Eingänge dieser Signalspeicherschaltungen sind
gemeinsam am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 13 angeschlossen;
sie vermögen von dem Analog-Digital-Wandler
digital codierte Video- bzw. Bildsignale aufzunehmen.
Jede Signalspeicherschaltung enthält einen Freigabeeingang,
der an einem entsprechenden Ausgang des Adreßzählers 23 angeschlossen
ist. Diesem Adreßzähler werden die Abtastimpulse
zugeführt, deren Abtastrate beispielsweise 4f sc beträgt.
Der Adreßzähler ist außerdem an einem Eingangsanschluß T 1
angeschlossen, welcher den üblichen Klemmimpuls aufzunehmen
vermag, der normalerweise, beispielsweise in einem Fernsehempfänger,
vorgesehen ist, um einen richtigen Bezugspegel
für das Bildsignal festzulegen. Dieser Klemmimpuls wird
außerdem von dem Eingangsanschluß T 1 einer Klemmschaltung 9
zugeführt. Der Adreßzähler 23 kann durch den Klemmimpuls
derart freigegeben werden, daß die ihm zugeführten Abtastimpulse
gezählt werden. Der betreffende Adreßzähler vermag
außerdem an einem entsprechenden Ausgang seiner Ausgänge ein
Freigabesignal zu erzeugen. Auf das Auftreten des ersten Abtastimpulses
hin wird beispielsweise am ersten Ausgang des
Adreßzählers ein Freigabesignal erzeugt. Auf das Auftreten
des zweiten Abtastimpulses hin wird ein Freigabesignal am
zweiten Ausgang des Adreßzählers erzeugt. Auf den dritten
Abtastimpuls hin wird ein Freigabesignal am dritten Ausgang
dieses Adreßzählers erzeugt.
Die Ausgänge der Signalspeicherschaltungen 14 A und 14 C sind
mit den Speicherschaltungen 15 bzw. 16 verbunden. Jede dieser
Speicherschaltungen kann einen programmierbaren Festwertspeicher
(PROM) enthalten, der durch die ihm von der
zugehörigen Signalspeicherschaltung zugeführten Abtastproben
adressierbar ist und aus dessen jeweils adressierten
Speicherplatz ein gespeichertes digitales Signal auslesbar
ist. Der PROM-Speicher 15 ist dabei insbesondere imstande,
ein dem oben erwähnten bestimmten Pegel ′ entsprechendes digitales Signal von der durch die Signalspeicherschaltung
14 A zugeführten 8-Bit-Probe zu subtrahieren. In entsprechender
Weise vermag der PROM-Speicher 16 den bestimmten
Pegel ′ von der Signalspeicherschaltung 14 C her
zugeführten 8-Bit-Probe zu subtrahieren.
Demgemäß vermag der PROM-Speicher 15 ein Ausgangssignal zu
erzeugen, welches kennzeichnend ist für die Amplitude ,
während der PROM-Speicher 16 ein Signal zu erzeugen imstande
ist, welches kennzeichnend ist für die Amplitude .
Die Ausgangssignale der PROM-Speicher 15 und 16 werden
einer Speichereinrichtung 17 zugeführt, die ebenfalls ein
PROM-Speicher sein kann. Diese Speichereinrichtung ist
auf die von den PROM-Speichern 15, 16 erzeugten digitalen
Signale bzw. adressierbar. Der PROM-Speicher 17
speichert an jedem Adressenspeicherplatz eine Mehrbit-Darstellung,
wie ein 8 Bit umfassendes digitales Signal,
welches kennzeichnend ist für den theoretischen Abtastpegel
′, wie dies oben erläutert worden ist. Dies bedeutet, daß
für jede Kombination der Signale und der PROM-Speicher
17 einen entsprechenden theoretischen Abtastpegel B′ speichert.
Das Ausgangssignal des PROM-Speichers 17 wird als ein Eingangssignal
dem Pegelkomparator 18 zugeführt. Der andere
Eingang dieses Pegelkomparators ist mit der Signalspeicherschaltung
14 B verbunden, um die in dieser Signalspeicherschaltung
gespeicherte Abtastprobe aufzunehmen. Wie weiter
unten noch erläutert werden wird, entspricht die in der
Signalspeicherschaltung 14 B gespeicherte Abtastprobe dem
tatsächlichen Abtastpegel y B , d. h. dem Pegel des Burstsignals
am Abtastpunkt B. Der Pegelkomparator 18 vermag
den theoretischen Abtastpegel B′ mit dem tatsächlichen Abtastpegel
B zu vergleichen und jegliche zwischen diesen
Pegeln vorhandene Differenz zu bestimmen. In dem Fall,
daß der theoretische Abtastpegel den tatsächlichen Abtastpegel
überschreitet (B′<B), wird ein erstes Ausgangssignal
erzeugt. Wenn demgegenüber der theoretische Abtastpegel
niedriger ist als der tatsächliche Abtastpegel (B′<B),
dann erzeugt der Komparator 18 ein zweites Ausgangssignal.
Die von dem Pegelkomparator 18 erzeugten Ausgangssignale
werden der Ladungspumpschaltung 19 zugeführt.
Die Ladungspumpschaltung vermag somit ein Ausgangssignal
oder eine Spannung V C zu erzeugen, die kennzeichnend ist
für die kumulative Ladung auf dem in dieser Schaltung enthaltenen
Kondensator. Diese Ladung und damit die Steuerspannung
V C wird insbesondere durch einen ersten inkrementalen
Betrag geändert auf das Auftreten des von dem Komparator
18 erzeugten ersten Ausgangssignals. Demgegenüber
wird die Steuerspannung V C um einen inkrementalen Betrag
in der entgegengesetzten Richtung auf das Auftreten des
von dem Pegelkomparator erzeugten zweiten Ausgangssignals
geändert. Das Ausgangssignal der Ladungspumpschaltung 19
wird über einen Verstärker 22 und einen Schaltkreis 21 sowie
einen Pufferverstärker 22 der Phasenschieberschaltung
6 zugeführt.
Der Schaltkreis 21 wird so gesteuert, daß er einen ersten
Zustand dann annimmt, wenn der dargestellten Schaltungsanordnung
ein Farbbildsignal zugeführt wird. Demgegenüber
nimmt der betreffende Schaltkreis einen zweiten Zustand
dann ein, wenn ein monochromes oder Schwarz-Weiß-Bildsignal
der Schaltungsanordnung zugeführt wird. Dieser Schaltkreis
ist als elektromechanischer Schalter dargestellt, dessen
beweglicher Kontakt selektiv entweder den feststehenden
Kontakt a oder den feststehenden Kontakt b berührt. Wenn
der Kontakt a berührt wird, befindet sich der Schaltkreis
21 in seinem ersten Zustand, in welchem die Steuerspannung
V C dem Pufferverstärker 22 und sodann der Phasenschieberschaltung
6 zugeführt wird. Wenn der Kontakt b berührt
wird, leitet der Schaltkreis 21 eine durch einen einstellbaren
Widerstand VR 1 erzeugte Bezugsspannung über den
Pufferverstärker 22 zu der Phasenschieberschaltung 6 weiter.
Der Schaltkreis 21 enthält einen Steuereingang, der an
einem Umschalter 29 angeschlossen ist. Dieser Umschalter
ist als elektromechanischer Schalter dargestellt, dessen
beweglicher Kontakt entweder mit einem "Automatik"- bzw.
"Auto"-Kontakt oder mit einem "manuellen" Kontakt selektiv
verbindbar ist. Der "manuelle" Kontakt ist mit Erde bzw.
Masse verbunden, derart, daß dann, wenn der bewegliche Kontakt
an diesem manuellen Kontakt anliegt, über den Umschalter
29 Masse- bzw. Erdpotential dem Steuereingang des
Schaltkreises 21 zugeführt wird. Dieses Erdpotential
steuert den Schaltkreis so, daß der Kontakt b berührt
wird. Wenn der bewegliche Kontakt des Umschalters 29 an
dessen "Auto"-Kontakt anliegt, wird der Schaltkreis 21
auf das Auftreten eines Farb/Schwarz-Weiß-Signals gesteuert,
welches dem Eingangsanschluß T₂ zugeführt werden kann.
Dieser Eingangsanschluß ist mit dem "Auto"-Kontakt des
Umschalters 29 verbunden. In dem Fall, daß ein Farbfernsehsignal
der dargestellten Schaltungsanordnung zugeführt
wird, wird eine relativ hohe Spannung, wie ein binärer
"1"-Pegel dem Eingangsanschluß T₂ zugeführt und zum
Steuereingang des Schaltkreises 21 über den Umschalter 29
hingeleitet. Dieser binäre "1"-Pegel steuert den Schaltkreis
so, daß dessen beweglicher Kontakt an dem Kontakt a
anliegt, wodurch die Steuerspannung V C der Phasenschieberschaltung
6 zugeführt wird. Wenn das der dargestellten
Schaltungsanordnung zugeführte Videosignal ein Schwarz-
Weiß-Fernsehsignal ist, wird ein binärer "0"-Pegel, der
gleich Erdpotential sein kann, dem Eingangsanschluß T₂ zugeführt
und über den Umschalter 29 dem Schaltkreis 21 zugeleitet.
Es dürfte einzusehen sein, daß dieser binäre
"0"-Pegel den Schaltkreis so steuert, daß dessen beweglicher
Kontakt an dem Kontakt b anliegt, wodurch eine
konstante Spanung der Phasenschieberschaltung zugeführt
wird. Das Farb/Schwarz-Weiß-Steuersignal kann beispielsweise
dadurch gewonnen werden, daß das Vorhandensein oder
Fehlen eines Burstsignals in dem Fernsehsignal festgestellt
wird.
Der Taktgenerator 5 besteht aus einem Phasenkomparator 10,
einem Tiefpaßfilter 11, einem spannungsgesteuerten Oszillator
(VCO) 12 und einem Frequenzteiler 13. Der spannungsgesteuerte
Oszillator 12 vermag ein örtliches Schwingungssignal
zu erzeugen, dessen Frequenz gleich der Abtastfrequenz
4f sc ist. Dabei dürfte ersichtlich sein, daß das Ausgangssignal
des spannungsgesteuerten Oszillators 12 dem
Analog-Digital-Wandler 13 zugeführt wird, um diesem Abtastimpulse
zuzuführen. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten
Oszillators 12 wird außerdem durch den Frequenzteiler 13
in der Frequenz untersetzt. Das Untersetzungsverhältnis des
Frequenzteilers 13 ist gleich 4, so daß der Frequenzteiler
ein in der Frequenz untersetztes örtliches Schwingungssignal
erzeugt, dessen Frequenz gleich der Burstsignalfrequenz f sc
ist. Dieses in der Frequenz untersetzte örtliche Schwingungssignal
wird über die Phasenschieberschaltung 6 dem einen
Eingang des Phasenkomparators 10 zugeführt. Der andere Eingang
dieses Phasenkomparators ist mit der Abtrennschaltung
4 verbunden; er vermag das Burstsignal aufzunehmen, welches
in dem Farbfernsehsignalgemisch enthalten ist. Dabei tritt
jede Phasendifferenz zwischen dem phasenverschobenen,
frequenzuntersetzten örtlichen Schwingungssignal und dem
empfangenen Burstsignal als Phasenfehler auf. Dieser Phasenfehler
wird durch das Tiefpaßfilter 11 ausgefiltert und
als Steuersignal dem spannungsgesteuerten Oszillator 12
zugeführt. In Abhängigkeit von jedem durch den Phasenkomparator
10 ermittelten Phasenfehler wird somit die Phase der
durch den spannungsgesteuerten Oszillator erzeugten Abtastimpulse
in einer solchen Richtung eingestellt, daß dieser
Phasenfehler auf einen "0"-Wert vermindert wird.
Nunmehr wird die Art und Weise kurz beschrieben, in der die
in Fig. 6 dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet. Dabei
sei angenommen, daß das eintreffende Bildsignal ein herkömmliches
Farbfernsehsignalgemisch ist. Dieses Bild- bzw.
Videosignal wird auf den geeigneten Bezugspegel mit Hilfe
der Klemmschaltung 9 festgeklemmt, und das so festgeklemmte
Bildsignal wird dann mit Hilfe des Analog-Digital-Wandlers
13 in eine digitale Form gebracht bzw. codiert. Es dürfte
einzusehen sein, daß das Burstsignal, welches das Farbfernsehsignalgemisch
begleitet, in entsprechender Weise digital
codiert dargestellt wird. Das Bildsignal (einschließlich des
Burstsignals) wird insbesondere durch die von dem spannungsgesteuerten
Oszillator 12 erzeugten Abtastimpulse abgetastet,
und jeder abgetastete Pegel des Bildsignals wird
beispielsweise als PCM-Code abgegeben. So wird beispielsweise
jede codierte Abtastprobe als 8-Bit-Signal dargestellt.
Jede 8-Bit-Abtastprobe wird gemeinsam den Signalspeicherschaltungen
14 A, 14 B und 14 C zugeführt.
Die Abtastimpulse, die dem Analog-Digital-Wandler 13 von
dem spannungsgesteuerten Oszillator 12 her zugeführt werden,
werden außerdem dem Adreßzähler 23 zugeführt. Dieser
Adreßzähler wird auf das Auftreten des üblichen Klemmimpulses
hin getriggert, um die Abtastimpulse zu zählen und
um daraufhin eine entsprechende Adresse zu erzeugen.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird durch den in
der Signalspeicherschaltung 14 A gespeicherten codierten
Abtastpegel y A der PROM-Speicher 15 derart adressiert,
daß dieser Pegel um den bestimmten Pegel ′ vermindert
wird. Dadurch wird eine digitale Darstellung der Amplitude
erzeugt, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.
Wie oben erwähnt, kann diese digitale Darstellung der
Amplitude mit weniger als 5 Bits gebildet werden. In
entsprechender Weise adressiert der in der Signalspeicherschaltung
14 C gespeicherte codierte Abtastpegel y C den
PROM-Speicher 16, so daß aus diesem Speicher die digitale
Darstellung der Amplitude ausgelesen wird. Die digitalen
Darstellungen der Amplituden und werden zur Bildung
einer geeigneten Adresse für den PROM-Speicher 17 ausgenutzt,
aus dem die entsprechende digitale Signaldarstellung
des theoretischen Abtastpegels y B′ ausgelesen wird. Es
dürfte einzusehen sein, daß dieser theoretische Abtastpegel
den oben erwähnten Ausdrücken entspricht, wie sie
in den Gleichungen (16A) oder (16B) oder (16C) erfaßt sind.
Demgemäß wird dem Pegelkomparator 18 ein digitales Signal
zugeführt, welches kennzeichnend ist für den theoretischen
Abtastpegel y B′ an dem theoretischen Abtastpunkt B′ (Fig. 5).
Der Komparator 18 arbeitet in der oben beschriebenen Weise,
um den in der Signalspeicherschaltung 14 B gespeicherten
tatsächlichen Abtastpegel y B mit dem theoretischen Abtastpegel
y B′ zu vergleichen. Wenn zwischen diesen Abtastpegeln
eine Differenz ermittelt wird, dann wird die Ladungspumpschaltung
19 selektiv geladen oder entladen, um die Steuerspannung
V C um einen inkrementalen Betrag entsprechend zu
ändern. Diese Änderung in der Steuerspannung wird über den
Verstärker 20, den Schaltkreis 21 und den Pufferverstärker
22 der Phasenschieberschaltung 6 zugeführt. Wenn der tatsächliche
Phasenwinkel, mit dem das Burstsignal abgetastet
wird, abweicht von der bestimmten Phase ζ₀ (mit beispielsweise
ζ₀=57°), dann wird der theoretische Abtastpegel y′ B
von dem tatsächlichen Abtastpegel y B abweichen. Demgemäß
wird die Steuerspannung V C inkremental so geändert, daß
die Phase des über die Phasenschieberschaltung 6 abgegebenen
frequenzuntersetzten örtlichen Schwingungssignals verschoben
wird. Diese Phasenverschiebung des frequenzuntersetzten
örtlichen Schwingungssignals führt zu einem Phasenfehler
bezogen auf das abgetrennte Burstsignal. Dieser Phasenfehler
wird dem spannungsgesteuerten Oszillator 12 zugeführt,
um die Phase der durch diesen Oszillator erzeugten
Abtastimpulse zu ändern.
In Fig. 7 sind in einem Schaltplan der Pegelkomparator 18
und die Ladungspumpschaltung 19 näher veranschaulicht. Gemäß
Fig. 7 besteht der Pegelkomparator aus einer Komparatorschaltung
24 und einem auch als Dual-State-Verriegelungsschaltung
zu bezeichnenden Zweizustands-Speicherkreis oder
Flip-Flop 25. Die Ladungspumpschaltung 19 besteht aus
einem Kondensator 28 und aus Konstantstromquellen 26 und
27.
Dem Komparator 24 wird die digitale Darstellung des theoretischen
Abtastpegels zugeführt, was mit B′ bezeichnet ist.
Außerdem wird dem Komparator die digitale Darstellung des
tatsächlichen Abtastpegels zugeführt, was mit B bezeichnet
ist. Jede digitale Darstellung kann beispielsweise 8 Bits
umfassen. Der Komparator 24 weist Ausgänge C₁ und C₂ auf.
Wenn der theoretische Abtastpegel den tatsächlichen Abtastpegel
überschreitet (B′<B), wird am Ausgang C₁ eine binäre
"1" erzeugt, während am Ausgang C₂ eine binäre "0" erzeugt
wird. Wenn demgegenüber der theoretische Abtastpegel niedriger
ist als der tatsächliche Abtastpegel, wird am Ausgang C₂
eine binäre "1" erzeugt, während am Ausgang C₁ eine binäre
"0" erzeugt wird. In dem Fall, daß die theoretischen und
tatsächlichen Abtastpegel weitgehend einander gleich sind,
wird an jedem der Ausgänge C₁ und C₂ eine binäre "0" erzeugt.
Der Zweizustands-Verriegelungskreis 25 weist Dateneingänge
D₁ und D₂ auf, die mit den Ausgängen C₁ bzw. C₂ der Komparatorschaltung
24 verbunden sind. Die Zweizustands-Verriegelungsschaltung
weist außerdem einen Takteingang CK auf, der
die Abtastimpulse aufzunehmen vermag, die dann erzeugt werden,
wenn der Abtastpunkt A des Burstsignals erreicht ist.
Diese Phase des Abtastimpulses ist mit S A bezeichnet. Der
Zweizustands-Verriegelungskreis weist außerdem einen Löscheingang
CL auf, der die S C -Phase des Abtastimpulses aufzunehmen
vermag, d. h. den Abtastimpuls, der bei dem erreichten
Abtastpunkt C des Burstsignals erzeugt wird.
Die Ausgänge Q₁ und ₂ des Zweizustands-Verriegelungskreises
25 sind mit den Stromquellen 26 bzw. 27 verbunden; sie
vermögen die Stromquellen auf die Abgabe einer binären "1"
zu triggern. Wenn der Verriegelungskreis 25 so eingestellt
bzw. gesetzt ist, daß der Q₁-Ausgang eine binäre "1" erzeugt,
dann ist die Stromquelle 26 aktiviert und gibt einen
Ladestrom an den Kondensator 28 ab. Wenn demgegenüber der
Verriegelungskreis 25 zurückgesetzt ist, erzeugt der ₂-Ausgang
eine binäre "1", wodurch die Stromquelle 27 aktiviert
ist, die ihrerseits einen Entladestrom an den Kondensator
28 abgibt. Es dürfte daher einzusehen sein, daß der
Kondensator selektiv während der Dauer geladen oder entladen
wird, die von dem Abtastimpuls S A bis zu dem Abtastimpuls
S C während der jeweiligen Burstsignalperiode reicht.
Die an dem Kondensator 28 auftretende Steuerspannung ist in
Fig. 7 als der Steuerspannung V C entsprechende Spannung veranschaulicht.
Diese Steuerspannung wird über den hinsichtlich
der Verstärkung eingestellten bzw. einstellbaren Verstärker
20 an den Schaltkreis 21 und damit an den Pufferverstärker
22 abgegeben. Ein einstellbarer Widerstand VR 2
ist mit dem Verstärker 20 derart verbunden, daß eine Einstellung
der Verstärkung dieses Verstärkers ermöglicht ist.
Es dürfte ersichtlich sein, daß die Ladungspumpschaltung 19
dazu dient, die Steuerspannung V C um einen inkrementalen
Betrag zu ändern, wenn der theoretische Abtastpegel B′ von
dem tatsächlichen Abtastpegel B des Burstsignals abweicht.
Die Ladungspumpschaltung kann durch eine äquivalente Einrichtung,
wie durch einen Vorwärts/Rückwärtszähler ersetzt
sein, der so gesteuert wird, daß er eine bestimmte Anzahl
von Taktimpulsen in der Vorwärtsrichtung zählt, wenn B′<B
erfüllt ist, und der dieselbe bestimmte Anzahl von Taktimpulsen
in der Rückwärtsrichtung zählt, wenn B′<B erfüllt
ist. Die Zählerstellung dieses Vorwärts/Rückwärtszählers
kann dann beispielsweise mit Hilfe eines Digital-Analog-Wandlers
umgesetzt werden, um die Steuerspannung V C zu erzeugen.
Im Zuge der vorstehenden Erläuterung des digitalen Bildsignalcodierers
und Abtastphasendetektors ist angenommen
worden, daß die Abtastimpulse mit der Wiederholungsrate
von 4f sc erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Wiederholungsrate
der Abtastimpulse gleich einem geradzahligen
Vielfachen des Zweifachen der Burstsignalfrequenz (z. B.
4f sc, 8f sc, 12f sc . . .). Alternativ dazu kann die Abtastimpulswiederholungsrate
auch gleich 3f sc sein. Dennoch
sind die vorstehenden Lehren in gleicher Weise anwendbar,
um den theoretischen Abtastpegel aus einer Vielzahl von
tatsächlichen Abtastpegeln zu erhalten. Bei einer Abtastwiederholungsrate
von 3f sc können die obigen Gleichungen
(12) und (13) wie folgt umgeschrieben werden:
und die Gleichung (11) kann wie folgt umgeschrieben werden:
Bei dieser Abtastwiederholungsrate von 3f sc kann der Abtastphasenfehler
selbstverständlich dadurch bestimmt werden, daß
der theoretische Abtastpegel y B′ mit der tatsächlichen Abtastprobe
y B verglichen wird. Der ermittelte Abtastphasenfehler
kann dann dazu herangezogen werden, die Phase der von dem
Taktgenerator 5 erzeugten Abtastimpulse in der oben erläuterten
Art und Weise zu steuern.
Der theoretische Abtastpegel ′ kann durch Ausführen der
Gleichungen (16A), (16B) oder (16C) mit Hilfe einer Rechen-
und Verknüpfungseinheit ALU erhalten werden. Bei einer solchen
Ausführung arbeitet die Rechen- und Verknüpfungseinheit
dann in der Weise, daß die Differenz zwischen den tatsächlichen
Abtastpegeln y A und y C berechnet wird und daß dann
diese Differenz (y A -y C ) mit einer bestimmten Konstanten
multipliziert wird. Die Rechen- und Verknüpfungseinheit
arbeitet ferner in der Weise, daß sie den Schwarzwertpegel
dem Produkt
hinzuaddiert. Dieser Schwarzwertpegel
wird dabei in der oben im Zusammenhang mit der
Gleichung (16C) erläuterten Weise gewonnen oder aus dem
eintreffenden Fernsehsignal erhalten.
Claims (25)
1. Verfahren zum Steuern der Phase eines zur Digitalisierung
eines Farbfernsehsignals benutzten Abtastsignales,
wobei das Farbfernsehsignal mit dem Abtastsignal
abgetastet wird, dessen Wiederholungsrate ein
Vielfaches der Burstsignalfrequenz ist, und wobei jede
Abtastprobe in ein entsprechendes digitales Signal
umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bezugsabtastphase
(B′) als Funktion zumindest zweier
Burstsignal-Abtastproben (Y A , Y C ) dadurch bestimmt
wird, daß von den zumindest zwei Abtastproben ein
theoretischer Abtastprobenpegel (y′ B ) abgeleitet (14 A,
14 C, 15, 16, 17) wird, und daß ein Phasenfehler zwischen
der tatsächlichen Abtastphase (B) des Abtastsignals
und der Bezugsabtastphase (B′) dadurch ermittelt
wird, daß die Differenz zwischen dem theoretischen
Abtastprobenpegel (y′ B ) und dem Pegel (y B )
einer bestimmten Burstsignalprobe festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einstellung (19, 20, 21, 22, 6, 10, 11, 12) der
Phase des Abtastsignals (4f sc ) entsprechend der ermittelten
Differenz (B′<B; B′<B) in einer solchen Richtung
vorgenommen wird, daß die ermittelte Differenz auf
einen Null-Wert vermindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
das als bestimmte Burstsignalprobe (B) eine solche Signalprobe
verwendet wird, die verschieden ist von den genannten
zumindest zwei Burstsignalproben (A, C).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastrate des Abtastsignals als
geradzahliges Vielfaches des Zweifachen der Burstsignalfrequenz
gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phase des Abtastsignals dadurch eingestellt wird,
daß eine Steuerspannung (V C ) erzeugt (20) wird, daß die
Größe der Steuerspannung um einen inkrementalen Betrag
während jeder Periode des Burstsignals geändert (19; 25,
26, 27, 28) wird, wobei die Änderung eine Funktion davon
ist, ob der Pegel der betreffenden bestimmten Burstsignalprobe
den theoretischen Abtastpegel über- oder
unterschreitet (y′ B <y B oder y′ B <y B ), und daß die Einstellung
(6) der Phase des Abtastsignals in Übereinstimmung
mit der betreffenden Steuerspannung vorgenommen
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phase des Abtastsignals in Übereinstimmung mit der
betreffenden Steuerspannung dadurch eingestellt wird,
daß das Abtastsignal (4f sc ) mit einem steuerbaren
Oszillator (12) erzeugt wird, daß von dem Abtastsignal
ein örtliches Schwingungssignal (f sc ) abgeleitet (13)
wird, dessen Frequenz gleich der Burstsignalfrequenz
ist, daß die Phase des örtlichen Schwingungssignals um
einen Betrag verschoben (6) wird, der durch die Steuerspannung
bestimmt ist, daß die Phase des phasenverschobenen
örtlichen Schwingungssignals mit dem tatsächlichen
Burstsignal verglichen (10) wird, welches in dem Farbfernsehsignal
enthalten ist, und daß der steuerbare
Oszillator (12) in Übereinstimmung mit dem Phasenvergleich
derart in seiner Einstellung modifiziert (11)
wird, daß die Phase des Abtastsignals eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der theoretische Abtastpegel dadurch
gewonnen wird, daß die Differenz zwischen zwei Proben
(y A -y C ) mit einer bestimmten Konstanten
multipliziert wird, wobei das so erhaltene Produkt den theoretischen
Abtastpegel
darstellt, wobei ζ₀ eine
bestimmte Abtastphase bedeutet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Burstsignal einem Schwarzwertpegel () überlagert
wird und daß der theoretische Abtastpegel dadurch erhalten
wird, daß der Schwarzwertpegel () der Darstellung
des theoretischen Abtastpegels
hinzuaddiert
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Burstsignalproben
dadurch erhalten werden, daß während jeder Periode
des Burstsignals Abtastpegel (y A und y C ) erzeugt (13) werden,
daß ein bestimmter Pegel (′) gespeichert (15, 16)
wird, der sich an den tatsächlichen Schwarzwertpegel ()
annähert, dem das betreffende Burstsignal überlagert
ist, daß für die Differenz zwischen zwei Proben und
dem bestimmten Pegel (′) kennzeichnende Pegel ( und )
erhalten werden und daß der theoretische Abtastpegel
dadurch gewonnen wird, daß die Summe ( +) und die
Differenz (-) der erhaltenen Pegel herangezogen
werden, derart, daß die Summe mit einer bestimmten
Konstanten
multipliziert wird und daß die
multiplizierte Summe, die Differenz und der gespeicherte
bestimmte Pegel
addiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der theoretische Abtastpegel dadurch
gewonnen wird, daß eine entsprechende digitale
Darstellung des jeweiligen theoretischen Abtastpegels
(B′) als Funktion verschiedener Kombinationen der zwei
Burstsignalproben (′ und ′) gespeichert (17) wird, und
daß eine entsprechende Darstellung der gespeicherten
digitalen Darstellungen in Übereinstimmung mit den
zwei Burstsignalproben (′ und ′) ausgelesen wird, die
tatsächlich erzeugt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenz zwischen dem betreffenden theoretischen
Abtastpegel und dem Pegel einer bestimmten Burstsignalprobe
dadurch ermittelt wird, daß die ausgelesene gespeicherte
digitale Darstellung (B′) und eine dritte
Burstsignalprobe (B) verglichen (24) werden, und daß ein
erstes Fehlersignal (Q₁) dann erzeugt (25) wird, wenn
die ausgelesene digitale Darstellung die dritte Burstsignalprobe
überschreitet (B′ <B), während ein zweites
Fehlersignal ( ₂) dann erzeugt wird, wenn das ausgelesene
digitale Signal kleiner ist als die dritte Burstsignalprobe
(B′ <B).
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Burstsignal einem
Schwarzwertpegel überlagert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine entsprechende Darstellung der gespeicherten
digitalen Darstellungen dadurch ausgelesen wird, daß
digitale Darstellungen der zwei Burstsignalproben erzeugt
(13, 14 A, 14 C) werden, indem die beiden Proben
jeweils um einen bestimmten Pegel (′), der sich an
den Schwarzwertpegel annähert, vermindert (15, 16; y A-′ ;
y C-′ ) werden, und daß die betreffenden digitalen Darstellungen
der beiden Proben dazu herangezogen werden,
die entsprechende gespeicherte digitale Darstellung
(B′) des genannten theoretischen Abtastpegels zu
adressieren.
13. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Abtastpegel-Erzeugungsschaltung (14 A, 14 C,
15, 16, 17) vorgesehen ist, die einen theoretischen Abtastpegel
(y′ B ) des Burstsignals in Abhängigkeit von
zumindest zwei tatsächlichen Proben (A, C) des Burstsignals
zu erzeugen gestattet, wobei der theoretische
Abtastpegel kennzeichnend ist für eine Probe (B′), die
dann erhalten würde, wenn das Burstsignal durch Abtastimpulse
abgetastet wird, die eine bestimmte Phase (ζ₀)
in bezug auf die betreffenden Abtastimpulse aufweist,
und daß ein Phasendifferenzdetektor (18, 19) vorgesehen
ist, der eine Differenz zwischen der tatsächlichen
Phase (ζ A ) der Abtastimpulse und der bestimmten
Phase (ζ₀) entsprechend der Differenz zwischen dem genannten
theoretischen Abtastpegel (y′ B ) und einer tatsächlichen
Abtastung (B) ermittelt.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einstellschaltung (20, 21, 22, 6,
10, 11, 12) vorgesehen ist, die auf die ermittelte
Phasendifferenz hin die Phase der Abtastimpulse (4f sc )
derart einstellt, daß die bestimmte Phasendifferenz auf
einen Null-Wert vermindert ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastrate der Abtastimpulse
ein geradzahliges Vielfaches des Zweifachen der Burstsignalfrequenz
ist.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die den theoretischen Abtastpegel
erzeugende Abtastpegel-Erzeugungsschaltung
durch eine adressierbare Speichereinrichtung (17) mit
einer Vielzahl von adressierbaren Speicherplätzen gebildet
ist, deren jeder eine digitale Darstellung (B′)
eines theoretischen Abtastpegels (y′ B ) als Funktion
einer entsprechenden Kombination von verschiedenen
Kombinationen der beiden tatsächlichen Abtastungen
(A, C) speichert, und daß die Speichereinrichtung (17)
mit den beiden tatsächlichen Abtastungen derart adressierbar
ist, daß die entsprechende digitale Darstellung
des betreffenden theoretischen Abtastpegels auslesbar
ist.
17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei das Burstsignal einem Schwarzwertpegel überlagert
ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede in der Speichereinrichtung
gespeicherte digitale Darstellung eine Funktion
von
ist, wobei
(y A ) eine Probe der beiden tatsächlichen Proben bedeutet, wobei (y C ) kennzeichnend ist für die andere Probe der beiden tatsächlichen Proben,
wobei (K) eine Konstante ist, die eine Funktion der bestimmten Phase ist, und wobei () kennzeichnend ist für den Schwarzwertpegel, und daß die Speichereinrichtung durch die Kombination von (y A ) und (y C ) adressierbar ist.
(y A ) eine Probe der beiden tatsächlichen Proben bedeutet, wobei (y C ) kennzeichnend ist für die andere Probe der beiden tatsächlichen Proben,
wobei (K) eine Konstante ist, die eine Funktion der bestimmten Phase ist, und wobei () kennzeichnend ist für den Schwarzwertpegel, und daß die Speichereinrichtung durch die Kombination von (y A ) und (y C ) adressierbar ist.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Adressengenerator (15, 16) vorgesehen
ist, der entsprechende Proben der beiden Proben (y A und
y C ) um einen bestimmten Betrag (′) vermindert, der kennzeichnend
ist für einen konstanten Pegel, welcher sich
an den tatsächlichen Schwarzwertpegel annähert.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Speichereinrichtung gespeicherte
jeweilige digitale Darstellung gegeben ist durch
wobei () die um (′)
verminderte Abtastung (y C ) und (ζ₀) der Phasenwinkel des
Burstsignals bedeuten, bei dem die Abtastung (y A ) dann erzeugt
wird, wenn die Abtastimpulse die bestimmte Phase
aufweisen,
und daß die Speichereinrichtung die Kombination von () und () adressiert ist.
und daß die Speichereinrichtung die Kombination von () und () adressiert ist.
20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die adressierbare Speichereinrichtung
(17) ein Festwertspeicher (ROM) ist.
21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendifferenzdetektor
ein Komparator (18; 24) ist, der die aus der Speichereinrichtung
(17) ausgelesene digitale Darstellung (B′)
mit einer dritten Probe (B) der tatsächlichen Proben
vergleicht und der daraufhin ein Phasensteuersignal (C₁,
C₂; Q₁, ₂; V C ) erzeugt.
22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstelleinschaltung durch einen Steuerspannungsgenerator
(19, 20) gebildet ist, der eine
Steuerspannung (V C ) für die Steuerung der Phase der
Abtastimpulse erzeugt, und daß eine Modifizierungsschaltung
(25, 26, 27, 28) vorgesehen ist, die die
Steuerspannung in Übereinstimmung mit der Differenz
zwischen dem theoretischen Abtastpegel (y′ B ) und einer
tatsächlichen Abtastung (B) ändert.
23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Modifizierungsschaltung durch eine
Einrichtung (26) gebildet ist, welche die Steuerspannung
um einen inkrementalen Betrag während einer Periode des
Burstsignals in dem Fall erhöht, daß der theoretische
Abtastpegel die tatsächliche Abtastung übersteigt (B′ <B),
und daß eine Einrichtung (27) vorgesehen ist, welche die
Steuerspannung um den inkrementalen Betrag während einer
Periode des Burstsignals in dem Fall herabsetzt, daß
der theoretische Abtastpegel geringer ist als die tatsächliche
Abtastung (B′ <B).
24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Modifizierungsschaltung durch einen
Kondensator (28) gegeben ist, daß die Einrichtung zur
Erhöhung der Steuerspannung eine Ladeschaltung zum Aufladen
des Kondensators während einer bestimmten Dauer
ist und daß die Einrichtung zum Herabsetzen der Steuerspannung
eine Entladeschaltung ist, die den Kondensator
während der bestimmten Dauer entlädt.
25. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
wobei die Abtastimpulse durch einen steuerbaren Oszillator
erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschaltung
durch einen Frequenzteiler (13) gebildet ist,
der an dem steuerbaren Oszillator derart angeschlossen
ist, daß ein örtliches Schwingungssignal mit der Burstsignalfrequenz
erzeugt wird, daß ein Phasenschieber (6)
vorgesehen ist, der die Phase des örtlichen Schwingungssignals
um einen durch die Steuerspannung bestimmten
Betrag verschiebt, daß ein Phasenkomparator (10) vorgesehen
ist, der die Phasen des in dem Farbfernsehsignal
enthaltenden Burstsignals und des phasenverschobenen
örtlichen Schwingungssignals vergleicht, und daß eine
Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, die den steuerbaren
Oszillator in Abhängigkeit von dem Phasenvergleich
steuert.
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