DD44753B1 - Decoder fuer den farbtraeger eines farbfernsehsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung basiert auf einem abgewandelten NTSC-System mit Umschaltung einer Modulationsachse. Wegen der an alle Farbfernsehsysteme gestellten Forderung nach der Kompatibilität steht für' die Übertragung eines kompletten Farbfernsehsignals nur die übliche Bandbreite der Schwarz-Weiß-Übertragung zur Verfügung. Es ist bekannt, zur Übertragung der Farbsignale einen Farbträger zu wählen, dessen Frequenz innerhalb des Frequenzbandes des Helligkeitssignals liegt. Dieser Farbträger soll möglichst am oberen Rande des HeMgkeitsbandes liegen, um das Helligkeitssignal wenig zu beeinflussen. Bei dieser Bemessung wird aber das obere Seitenband des Farbträgers durch die Durchlaßkurve des Zwischenfrequenzverstärkers beschnitten, die den Nachbarkanal zur Vermeidung von Interferenzen bedampfen soll.

Zur Erzielung eines brauchbaren Kompromisses zwischen diesen beiden entgegengesetzten Forderungen, insbesondere um eine ausreichende Übertragung des oberen Seitenbandes zu sichern, ist es bekannt, zwei Farbdifferenzsignale I',Q' mit unterschiedlicher Bandbreite zu übertragen, wobei bei beiden Farbdifferenzsignalen die oberen Seitenbänder bis

an die obere Grenze des Übertragungskanals und verschieden weit in das Helligkeitsband hineinreichen. Das breitbandigere Signal I¹ wird dabei zwecks Erzielung größerer effektiver Bandbreite in Restseitenbandtechnik übertragen. Das Signal Q¹ überträgt dagegen Bereiche des Farbdiagramms, die für das Auge weniger empfindlich sind'. Es kann somit schmalbandig bemessen sein, so daß hier die Anwendung der Zweiseitenbandtechnik möglich ist.

Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß durch die Beschneidung des Seitenbandes eines Farbdifferenzsignales wegen der Entstehung einer sogenannten Quadraturkomponente Übersprechen in das andere Farbdifferenzsignal entsteht. Beispielsweise kann durch einen schlecht abgeglichenen ZF-Verstärker im Übertragungsweg trotz der geringen Bandbreite des Q¹-Signals eine Beschneidung des Q'-Signals auftreten. Dadurch entstehen Färbefehler an den Farbübergängen im wiedergegebenen Bild.

Eine weitere durch die Kompatibilitätsforderung bedingte Schwierigkeit besteht darin, daß der übertragene Farbträger als störendes Muster im Bild sichtbar wird, sowohl im Schwarz-Weiß-Empfänger als auch im Farbfernsehempfänger. Zur Verminderung dieser Störung ist es zwar bekannt, die Frequenz des Farbträgers in ein bestimmtes Verhältnis zur Zeilenfrequenz zu setzen oder die Phase des Farbträgers von Raster zu Raster umzuschalten. Diese Lösungen haben sich aber als nicht ausreichend erwiesen. Außerdem wird der Farbträger an der nichtlinearen Kennlinie der Wiedergaberöhre gleichgerichtet, so daß eine zusätzliche, die Gradation verfälschende Helligkeitsinformation in Abhängigkeit von der Farbsättigung entsteht. Bei Farbfernsehempfängern ist es zwar mit erhöhtem Aufwand möglich, den Farbträger durch ein Filter im Helligkeitskanal von der Bildröhre fernzuhalten. Schwarz-Weiß-Empfänger, die bereits vorhanden sind und ohne Änderung für Farbfernsehsignale geeignet sein müssen, haben·diese Filter aber nicht.

Es ist auch bekannt, bei einem System mit rasterfrequentem Phasenwechsel des Farbträgers den Farbträger im Einseitenbandverfahren zu modulieren und im Übertragungsweg oder im Empfänger eine Durchlaßkurve mit einer Nyquistflanke für die Frequenz des Farbträgers vorzusehen. Der Farbträger kann dann weiter an die obere Grenze der Ubertragungsbandbreite herangelegt werden, so daß der Einfluß des Farbträgers auf das Helligkeitssignal verringert und die Kompatibilität verbessert wird. Eine solche Einseitenbandübertragung hat aber, wie an Hand der Figuren noch näher erläutert wird, den Nachteil, daß bei einem phasenmodulierten Farbträger Einseitenbandfehler auftreten, die sich in einem Übersprechen zwischen den Farbkanälen und daher in einer Farbtonverfälschung des wiedergegebenen -Bildes äußern.

Es ist auch ein Farbfernsehsystem bekannt (US-PS 29 kj

bei dem der Farbträgei* bezüglich zweier senkrecht zueinander stehender Modulationsachsen mit zwei Farbsignalen quadraturmoduliert und die Phase der einen Modulationsachse zeilenfrequent um l80 umgeschaltet ist. Bei diesem System wirken sich durch die Umschaltung der Phase der einen Modulationsachse Farbtonfehler im Empfänger von Zeile zu Zeile in entgegengesetzter Richtung aus. Durch die integrierende Wirkung des Auges wird der richtige Farbton wahrgenommen.

Dieses System hat jedoch noch einen Nachteil. Da die zeitlieh aufeinanderfolgenden Zeilen wegen des Zeilensprunges die räumlich aufeinanderfolgenden Zeilen 1,3»5 sind, sind sie nicht unmittelbar benachbart. Das Auge sieht dann bei großen Phasenfehlern, bei denen also die Farben in aufeinanderfolgenden Zeilen stark voneinander abweichen, eine Zeilenstruktur in vertikaler Richtung wandern.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, bei einem Farbfernsehsystem der zuletzt beschriebenen Art die Bildwiedergabe im Empfänger zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Decoder für den Farbträger des zuletzt beschriebenen Systems zu schaffen, bei dem Einseitenbandfehler und Restseitenbandfehler im Farbträger automatisch ausgeglichen und die dadurch an sich im wiedergegebenen Bild auftretenden Fehler verringert werden.

Die Erfindung geht aus von einem Decoder für den Farbträger eines Farbfernsehsystems, bei dem der Farbträger bezüglich zweier senkrecht zueinander stehender Modulationsachsen mit zwei Farbsignalen quadraturmoduliert und eine Modulationsachse von Zeile zu Zeile um l80 umgeschaltet ist.

Dabei besteht die Erfindung darin, daß eine den modulierten Farbträger führende Klemme sowohl über eine Laufzeitleitung mit der Verzögerung einer Zeilendauer an die ersten Eingänge je einer Addierstufe als auch einerseits direkt and andererseits über einen l80 -Phasendreher an die zweiten Eingänge der Addierstufen geschaltet ist und daß der Ausgang jeder Addierstufe mit dem Eingang je eines Amplitudendemodulators verbunden ist.

Ein weiterer durch die Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß durch die elektronische Mittelwertbildung der beiden modulierten Farbträger jeweils aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen ein elektronischer Ausgleich der auf dem Übertragungsweg entstandenen Phasenfehler erfolgt. Dadurch wird die oben beschriebene Störung im wiedergegebenen Bild bei größeren Phasenfehlern ebenfalls vermieden. Die erfindungsgemäße Schaltung bewirkt, wie in der Beschreibung näher erläutert, eine vorteilhafte Aufspaltung des modulierten Farbträgers in seine beiden farbträgerfrequenten Anteile, die den beiden Modulationsachsen entsprechen. Diese beiden farbträgerfrequenten Anteile können dann getrennt durch Zusatz des örtlich erzeugten Bezugsträgers demoduliert werden, um die Farbsignale für die Bildwiedergabe zu gewinnen. _

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Umschaltung der Phasenmodulationsrichtung des Farbträgers gleichzeitig eine Umschaltung der Rotationsrichtung der Seitenbänder bedeutet und deshalb in zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen abwechselnd beide Seitenbänder verfügbar sind, obwohl in Wirklichkeit immer nur ein und dasselbe Seitenband übertragen wird. Durch die Erfindung wird ein Signal gewonnen, das in jedem Zeitpunkt mit beiden Seitenbändern moduliert ist. Dadurch werden die Einseitenbandfehler ausgeglichen und Farbtonfehler im wiedergegebenen Bild, die normalerweise bei Einseitenbandübertragung auftreten, vermieden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den schmalbandigeren Farbträger (Einseitenbandmodulation) der Farbkanal und die Verzögerungsleitung des Empfängers eine kleinere Bandbreite haben können. Um dem Farbträger im Empfänger die gewünschte Form zu geben, kann im Zwischenfrequenzweg ein Filter vorgesehen sein, das bei der Frequenz des Farbträgers eine Nyquistflanke aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Vektorbilder und eines Ausführungsbeispieles in den Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figuren 1,2,3 Vektorbilder eines in bekannter Weise übertragenen Farbträgers,

Figur 4 Vektorbilder zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung,

Figur 5 die Durchlaßkurve eines im Übertragungsweg liegenden Filters für die Übertragung mit Einseitenband, Figur 6 ein praktisches Ausführungsbeispiel für einen Farbfernsehempfänger, in dem die Erfindung angewendet wird.

Es ist üblich, die beiden Seitenbänder einer amplitudenmodulierten Welle als Vektoren darzustellen, die mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, aber in entgegengesetzten Richtungen relativ zum Träger rotieren. In Fig. 1 ist der Träger unterdrückt, jedes einzelne Vektorbild muß jedoch so betrachtet werden, als ob es um seinen Koordinatenursprung mit der

Trägerfrequenz umliefe. Fig. la zeigt die beiden Seitenbänder + Cj und -U)., die durch Zweiseitenbandmodulation eines A A

Farbträgers mit einem Signal z.B. I', mit unterdrücktem Träger erzeugt werden. Die Resultierende R. fällt immer auf die

Vertikallinie V, da sich die sogenannten quadratischen Komponenten der Seitenbänder, also die 90 zur Vertikallinie V verschobenen Komponenten, aufheben. Ein anderes Signal, z.B. Q¹, das im gleichen Verfahren mit unterdrücktem Träger auf denselben Träger in einem zweiten Modulator in 90 -Gegenphase aufmoduliert ist, erzeugt das in Fig. Ib abgebildete Seitenbandpaar. Auch in diesem Fall hat die Resultierende R„ konstante Phase, allerdings 90 verschoben. Die Summe A der beiden Resultierenden R. und R„ (I¹ und Q¹), ist in Fig. Ic gezeigt. Da sich I¹ und Q¹ bzw. R und R„ unabhängig verändern, kann das übertragene Signal A zu jeder Zeit einen beliebigen Phasenwinkel haben. Wie Fig. Id zeigt, kann das ursprüngliche Signal durch Synchrongleichrichter wiederhergestellt werden, von denen jeder nur die Projektion des Vektors A auf eine von zwei senkrecht aufeinanderstehenden Achsen, entsprechend der Phase des wiedereingeführten Trägers, auswertet. Da die Projektion der Q¹-Komponente in die Richtung der I'-Komponente Null ergibt und die Projektion der I¹-Komponente in die Q¹-Richtung ebenfalls Null ist, können die beiden ursprünglichen Signale ohne Übersprechen wiederhergestellt werden, solange beide Seitenbänder übertragen werden. Es ist leicht zu erkennen, daß Phasenfehler im resultierenden Vektor R. und R_R und damit auch im übertragenen Vektor A auftreten, wenn ein Seitenband, beispielsweise +Co., fehlt oder geschwächt ist.

Fig. 2 zeigt den Fall bei zwei ungleich übertragenen Seitenbändern - Cw , +Ww. Der Weg der Resultierenden R_M entspricht jetzt etwa einer Ellipse und nicht mehr einer geraden Linie. Die Projektion dieser Ellipse in die Phasenrichtung + 90 .ergibt Übersprechen. Wenn eines der Seitenbänder vollständig fehlt, wird der Weg der Resultierenden ein Kreis (Fig. 3)» und die Amplitude der Komponente des Übersprechens wird

ebenso groß wie die erwünschte Komponente. Man kann dieses Übersprechen zwar mit gewissen Schaltmitteln reduzieren, aber nicht vermeiden.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie sich die zeilenweise nacheinander übertragenen Seitenbänder bei Übertragung mit zeilenfrequenter Phasenumsehaltung eines trägerfrequenten Signals addieren. Fig. 4a zeigt das während der Zeile 1 übertragene Seitenband mit der Rotationsrichtung -^_Mi Fig. 4b das während der Zeile 2 übertragene Seitenband mit der Rotationsrichtung +Cj... Wird das Signal der Zeile 1 verzögert bis zur Zeile 2 und dann phasengleich addiert, so entsteht das Signal der Fig. 4c. Wie man sieht, ist die Resultierende R-. wieder in der Senkrechten, weil beide entgegengesetzt rotierende Seitenbänder vorhanden sind. Es entsteht also genau das Signal einer Zweiseitenbandübertragung gemäß Fig. Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch auf Restseitenbandübertragung ausdehnen.

In Fig. 5 ist die Durchlaßkurve eines Übertragungsfilters für die Übertragung mit Einseitenband und geschwächtem Farbträger dargestellt. Die verschiedenen breitbandigen Signale I¹ und Q¹ der bekannten Modulationsart mit Zweiseitenbandtechnik bzw. Restseitenbandtechnik sind gestrichelt eingezeichnet. Die Durchlaßkurve D hat eine Nyquistflanke N, die an der Stelle des Farbträgers F eine Absenkung von 6 db aufweist. Es ist ersichtlich, daß wegen des Einseitenbandverfahrens der Farbträger F dicht an den Tonträger T herangelegt werden kann. Alle Vorteile der Zweiseitenbandmodulation bleiben dabei erhalten, weil am Empfänger beide Seitenbänder gewonnen werden.

In Fig. 6 ist eine Empfängerschaltung zur Gewinnung des farbträgerfrequenten Signals mit zwei Seitenbändern im Prinzip dargestellt. Der Farbträger wird von einer Klemme 4 über eine Laufzeitleitung 5 mit der Verzögerung einer Zeilendauer, einen die Dämpfung der Laufzeitleitung 5 aufhebenden

Verstärker 6 und einen regelbaren Phasendreher 7 einer linearen Addierstufe 8 zugeführt. Der Addierstufe 8 wird außerdem der modulierte Farbträger über eine Leitung 9 unverzögert zugeführt. Verstärker 6 und Phasendreher 7 sind so eingestellt, daß an der Addierstufe- 8 die Trägervektoren mit gleicher Amplitude und gleicher Phase stehen, und sich gleiche Bildanteile aufeinanderfolgender Zeilen decken. Das Ausgangssignal der Addierstufe 8 gelangt über eine Leitung lOan den Eingang eines normalen Amplitudengleichrichters 11, an dessen Ausgangsklemme 12 ein demoduliertes Farbsignal steht. Der Addierstufe 8 wird außerdem von einem Bezugsträgeroszillator 15 der wiederhergestellte Bezugsträger über eine Leitung 22 zugeführt. Der Bezugsträgeroszillator 15 wird über eine Leitung 23 von den aus dem Videosignal gewonnenen Farbsynchronimpulsen und über die Leitung 24 von dem Zeilengenerator 17 synchronisiert. Vom Zeilengenerator 17 über die Leitung 2k kommende Impulse tasten den Farbsynchronimpuls aus dem Videosignal heraus. Der um eine Zeilendauer verzögerte Farbträger gelangt von dem Phasendreher 7 außerdem an eine lineare Addierstufe 13» der andererseits der Farbträger von der Klemme k über einen l80 -Phasendreher l4 zugeführt wird. Der Addierstufe 13 wird außerdem von dem Bezugsträgeroszillator 15 über einen Phasenumschalter l6 der Bezugsträger zugeführt. Die Phasendrehung des Phasenumschalters l6 wird mit von dem Zeilengenerator 17 kommenden mäanderförmigen Impulsen l8 zeilenweise zwischen + 90 und - 90 umgeschaltet. Der Ausgang der Addierstufe 13 ist über eine Leitung 19 an den Eingang eines normalen Amplitudengleichrichters 20 gelegt, an dessen Ausgangsklemme 21 das zweite demodulierte Farbsignal steht. Es ist leicht ersichtlich, daß in den Addierstufen 8 und 13 Farbträger zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen zusammengesetzt werden. Aus der Schaltung ergibt sich außerdem, daft am Ausgang jeder Addierstufe 8 und 13 immer nur eine, und zwar dieselbe Komponente des quadraturmodulierten Signals steht, weil wegen der Phasenumschaltung des an der Klemme k liegenden Farbträgers eine Modulationsachse in zeitlich aufeinander-

folgenden Zeilen umgeschaltet ist. Wenn die I¹-Achse zeilenfrequent um l8o umgeschaltet ist, so steht am Ausgang der Addierstufe 8 immer nur das Signal 2 Q¹ und am Ausgang der Addierstufe 13 wegen des Phasendrehers 14 und des Phasenumschalters l6 immer nur das Signal 2 I¹. Beide sind farbträgerfrequente Signale, die nunmehr beide Seitenbänder enthalten. Dadurch ist eine verzerrungsfreie Demodulation in den anschließenden beiden Amplitudengleichrichtern 11;20 möglich.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1. Decoder für den Farbträger eines Farbfernsehsystems, bei dem der Farbträger bezüglich zweier senkrecht zueinander stehender Modulationsachsen mit zwei Farbsignalen quadraturmoduliert und eine Modulationsachse von Zeile zu Zeile um l80 umgeschalte't ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den modulierten Farbträger (F) führende Klemme (4t) sowohl über eine Laufzeitleitung (5) mit der Verzögerung einer Zeilendauer an die ersten Eingänge je einer Addierstufe (8,13) als auch einerseits direkt und andererseits über einen 180 -Phasendreher (ΐΛ) an die zweiten Eingänge der Addierstufen (8,13) geschaltet ist und daß der Ausgang jeder Addierstufe (8,13) mit dem Eingang je eines Amplitudendemodulators (ll,20) verbunden ist.
2. 2. Decoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Laufzeitleitung (5) ein einstellbarer Phasendreher (7) geschaltet ist.

   ierzu.^ Seiten Zeichnungen