DE1274170B - Anordnung zur Beseitigung des Farbtraegers eines Farbfernsehvideosignals - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-34/31

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 74 170.7-31 (C 34509)
1. Dezember 1964
!.August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Beseitigung des Farbträgers eines Farbfernsehvideosignals, das ein breitbandiges Helligkeitssignal und einen die Farbinformation tragenden winkelmodulierten Farbträger enthält, wobei der Farbträger einen innerhalb des Frequenzbereichs des Helligkeitssignals liegenden Farbkanal einnimmt, mit einer Trennschaltung, die an einem Ausgang einen im wesentlichen nur Komponenten des Helligkeitssignals enthaltenden Teil des Farbfernsehvideosignals (Grundsignal) abgibt.

Der Ausdruck »Winkelmodulation« dient zui Bezeichnung jedei die Augenblicksphase einer Schwingung beeinflussenden Modulation, die Phasenmodulation und die Frequenzmodulation sind als Sonderfälle der Winkelmodulation.

Das bekannteste Beispiel für Farbfernsehvideosignale der zuvor definierten Art sind die Farbfernsehsignale des SECAM-Systems, bei welchem zwei mit der Zeilenfrequenz wechselnde Faibsignale durch Frequenzmodulation des Farbträgers übertragen werden. Der Farbkanal liegt dabei im oberen Bereich des Spektrums des Helligkeitssignals.

Es besteht oft das Bedürfnis, das Helligkeitssignal von den mit Hilfe des Farbträgers übertragenen Farbinformationen zu trennen, also den modulierten Farbträger und seine Seitenbänder aus dem Helligkeitssignal zu entfernen.

Wenn beispielsweise eine Farbfernsehsendung in einem Gebiet ausgestrahlt werden soll, in dem nur Schwarzweißempfang möglich ist, wäre es günstig, ein reines Helligkeitssignal zu senden, das den modulierten Farbträger nicht mehr enthält. In diesem Fall müßte die Trennung in einer Umsetzerstation erfolgen. Ein ähnliches Problem besteht dann, wenn ein in einer bestimmten Farbfemsehnorm übertragenes Farbfernsehvideosignal auf eine andere Norm umgesetzt werden soll. In diesem Fall muß zunächst das Helligkeitssignal von dem modulierten Farbträger der ersten Norm befreit werden, worauf ein nach der zweiten Norm modulierter neuer Farbträger zugesetzt werden kann. Schließlich könnte auch die Wiedergabe von Farbfernsehsendungen in Schwarzweißempfängern dadurch verbessert werden, daß in jedem Schwarzweißempfänger eine Abtrennung und Unterdrückung des modulierten Farbträgers erfolgt.

Bei den bekannten Anordnungen der eingangs angegebenen Art wird einfach der von dem modulierten Farbträger und seinen Seitenbändern eingenommene Farbkanal durch Filterung abgetrennt, und der Rest wird als Helligkeitssignal verwendet. Diese Maßnahme ergibt den Nachteil, daß auch die im Frequenzband des Farbkanals liegenden Komponenten des Anordnung zur Beseitigung des Farbträgers eines Farbfernsehvideosignals

Anmelder:

Compagnie Francaise de Television,
Levallois, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München 60, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Gerard Melchior,

Jean Pierre Doury, Levallois, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 3. Dezember 1963
(955 789 Seine)

as Helligkeitssignals verlorengehen. Da es sich hierbei im allgemeinen um die höheren Frequenzen des Helligkeitssignals handelt,, ist dies gleichbedeutend mit einem Auflösungsverlust bei der Bildwiedergabe.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer An-Ordnung, mit welcher der modulierte Farbträger aus einem Farbfernsehvideosignal der eingangs definierten Art so beseitigt werden kann, daß das vollständige Helligkeitssignal wenigstens angenähert erhalten bleibt.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Trennschaltung an ihrem zweiten Ausgang einen annähernd den Farbkanal einnehmenden Teil des Videosignals (Mischsignal) abgibt, daß an den zweiten Ausgang der Trennschaltung eine Amplitudenbegrenzeranordnung angeschlossen ist, daß an den Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung der eine Eingang und an den zweiten Ausgang der Trennschaltung der andere Eingang einer Umwandlungsschaltung angeschlossen ist, die so ausgeführt ist, daß sie ein angenähertes Helligkeitsteilsignal abgibt, das der Differenz zwischen dem Mischsignal und dem mit dem Verhältnis der Amplitude des Farbträgers zu der Begrenzungsschwelle der Amplitudenbegrenzeranordnung multiplizierten Ausgangssignal der Amplitudenbegrenzeranordnung multipliziert mit einem konstanten Proportionalitätsfaktor entspricht, und daß an den ersten Ausgang der Trennschaltung und an den Ausgang der Umwandlungsschaltung eine Vereinigungsschal-

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tung angeschlossen ist, welche das angenäherte Hellig- ,Die mit.; den 'gleichen Bezugszeichen: in. den ver-

keitsteilsignal zu dem Grundsignal hinzufügt. schiedenen Figuren bezeichneten Schaltungsteile haben

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anord- die gleiche Bedeutung. -

nung beruht auf folgendem Prinzip: Wie bei den be- F i g. 1 zeigt eine Trennstufe 2, die an ihrem Einkannten Anordnungen wird zunächst ein Mischsignal 5 gangl das Farbfernsehvideosignal empfängt und dieses abgetrennt, das im wesentlichen dem von dem modu- durch Filterung in zwei Teilsignale Eg und Em zerlegt, lierten Farbträger und seinen Seitenbändern einge- Das erste Teilsignal Eg, nachstehend »Grundsignal« nommenen Farbkanal entspricht. Das dadurch erhal- genannt, wird am Ausgang 3 abgegeben und enthält tene Grundsignal wird aber nicht allein verwendet, praktisch nur Komponenten des Helligkeitssignals; vielmehr wird aus dem abgetrennten Mischsignal io das zweite Teilsignal Em, nachstehend »Mischsignal« durch besondere Operationen ein Signal gebildet, genannt, wird am Ausgang 4 abgegeben und enthält das mit guter Annäherung den im abgetrennten den durch die Farbinformation winkelmodulierten Frequenzband liegenden Komponenten des Hellig- Farbträger sowie die im gleichen Frequenzband keitssignals entspricht. Dieses angenäherteHelligkeit^-..._ liegenden Komponenten- des Helligkeitssignals. Zu? teilsignal wird zu dem Grundsignal hinzugefügt, so daß 15 nächst wird angenommen, daß diese beiden Teilein Helligkeitssignal erhalten wird, das frei von dem signale sich ergänzen, d. h. daß ihre Addition bis auf modulierten Farbträger ist und mit sehr guter An- eine Verzögerung wieder das ursprüngliche Farbfernnäherung dem ursprünglichen Helligkeitssignal über sehvideosignal ergeben würde. Das Grundsignal Eg den ganzen Frequenzbereich entspricht; in einem Teil wird in einer Laufzeitausgleichsanordnung 5 verzögert (Grundsignal) ist es damit identisch, im übrigen Teil 20 und dem Eingang 8 einer Addierstufe 9 zugeführt, ist es ihm näherungsweise gleich. Das Grundsignal Eg ist frei von dem Farbträger und

Die zur Bildung des angenäherten Helligkeitsteil- seinen Modulationskomponenten, es stellt aber kein signals erforderlichen Operationen können auf ver- vollständiges Helligkeitssignal dar, weil hierfür die schiedene Weisen durchgeführt werden. Im einfachsten oberen Frequenzkomponenten des Helligkeitssignals Fall geschieht dies dadurch, daß die Umwandlungs- 25 fehlen. Diese sollen ihm in der Addierstufe 9 mit schaltung eine Mätrixschaltung ist. möglichst guter Annäherung wieder hinzugefügt

Eine andere Möglichkeit zur Bildung des angenä- werden.

herten Helligkeitsteilsignals besteht darin, daß die Das Mischsignal Em wird einer Anordnung 6 zuge-

Umwandlungsschaltung einen additiven Frequenz- führt, die an ihrem Ausgang 7 ein später noch genauer umsetzer enthält, dessen Signaleingang an den Aus- 30 zu erläuterndes »angenähertes Helligkeitsteilsignal« gang der Amplitudenbegrenzeranordnung angeschlos- liefert. Die Bandbreite dieses angenäherten Helligkeitssen ist und dessen Überlagerungseingang eine außer- teilsignals L_a wird in dem Filter 6' auf die Bandbreite halb des Farbkanals liegende konstante Überlagerungs- des Mischsignals Em begrenzt. Das Ausgangssignal La frequenz empfängt, daß die Umwandlungsschaltung des Filters 6' wird dem zweiten Eingang 7 der Addierferner einen zweiten und einen dritten Frequenz- 35 stufe 9 zugeführt, welche somit an ihrem Ausgang 10 umsetzer enthält, die unter Einfügung eines auf die die Summe des Grundsignals und des angenäherten Überlagerungsfrequenz abgestimmten schmalbandigen Helligkeitsteilsignals mit begrenzter Bandbreite abgibt. Sperrfilters in Kaskade geschaltet sind, wobei der Diese Summe entspricht mit guter Annäherung dem Signaleingang des zweiten Frequenzumsetzers den an vollständigen Helligkeitssignal, das von dem Farbden zweiten Ausgang der Trennschaltung angeschlos- 40 träger und seinen Modulationskomponenten befreit ist. senen Eingang der Umwandlungsschaltung darstellt, Die Trennstufe 2 kann aus zwei parallelgeschalteten

während der Ausgang des dritten Frequenzumsetzers Filtern gebildet sein, von denen das eine die Frequenden Ausgang der Umwandlungsschaltung darstellt, zen des von modulierten Farbträger eingenommenen und daß die Überlagerungseingänge des zweiten und Frequenzbandes zum Ausgang 4 überträgt, während des dritten Frequenzumsetzers an den Ausgang des 45 das andere Filter eine dazu komplementäre Kennersten Frequenzumsetzers angeschlossen sind. linie hat.

Eine dritte Möglichkeit besteht schließlich darin, - Die Laufzeitausgleichsanordnung 5 ist in herkömmdaß die Umwandlungsschaltung in Kaskade einen licher Weise ausgeführt und so eingestellt, daß sie das Amplitudendemodulator, ein Hochpaßfilter und einen Grundsignal um eine Zeit verzögert, die gleich der Gegentaktmodulator enthält, wobei der Eingang des 50 Verzögerung ist, welche den zum Eingang 7 übertra-Amplitudendemodulators den an den zweiten Aus- genen Komponenten des Mischsignals erteilt wird, gang der Trennschaltung angeschlossenen Eingang der Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Anord-

Umwandlungsschaltung darstellt, während der Aus- nung6 von Fig. 1.

gang des Gegentaktmodulators den Ausgang der Um- Das vom Ausgang 4 der Trennstufe 2 gelieferte

Wandlungsschaltung darstellt, und daß der Träger- 55 Mischsignal Em wird einerseits einem »linearen Kanal« frequenzeingang des Gegentaktmodulators an den und andererseits einem »nichtlinearen Kanal« zuge-Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung ange- führt. Der nichtlineare Kanal wird durch eine Schalschlossen ist. tung 61 gebildet, die ein Begrenzer oder eine andere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der bekannte Anordnung sein kann, welche die Wirkung Zeichnung dargestellt. Darin zeigt 60 hat, daß sie bei Zuführung einer zugleich amplituden-F i g. 1das Blockschaltbild einer Ausführungsform modulierten und winkelmodulierten Schwingung eine der erfindungsgemäßen Anordnung, Schwingung konstanter Amplitude abgibt, welche die F i g. 2 das Blockschaltbild einer in der Anordnung gleiche Augenblicksphase wie die zugeführte Schwinvon F i g. 1 verwendeten Schaltung, gung hat.

Fig. 3 eine Verbesserung der Schaltung von F i g. 2 65 Der lineare Kanal enthält gegebenenfalls eine Laufund zeitausgleichsanordnung 62, welche eine Verzögerung Fig. 4 und 5 andere Ausführungsformen der erzeugt, die gleich der Verzögerung ist, welche den Schaltung von F i g., 2. vom nichtlinearen Kanal übertragenen Signalen erteilt

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wird, wenn diese Verzögerung nicht vernachlässig- Das Signal E_M{f), welches von dem auf den Schwellbar ist. wert B eingestellten Begrenzer 61 abgegeben wird,

Der Ausgang des linearen Kanals ist mit dem Ein- lautet:

gang 63 und der Ausgang des nichtlinearen Kanals r· / a __ η „:_η ·7({\ (5)

mit dem anderen Eingang 64 einer Umwandlungs- 5 mu — U · K)

schaltung 65 verbunden, die an ihrem Ausgang 7 ein Die Erfahrung zeigt, und theoretische und praktische

Signal abgibt, dessen Augenblicksamplitudenwert Überlegungen bestätigen, daß eine Annäherung des einer vorgegebenen linearen Kombination der Augen- Signals L(t), welche in der Praxis zufriedenstellende blicksamplitudenwerte der ihren Eingängen zugeführ- Ergebnisse liefert, das Signal L_a'(t) ist, das dadurch ten Signale entspricht. io erhalten wird, daß das folgende Signal L_a(t) auf die

Die Umwandlungsschaltung 65 kann im einfachsten Bandbreite des Mischsignals begrenzt wird:
Fall eine Matrix sein. Andere Ausführungsbeispiele

für die Umwandlungsschaltung 65 werden später an L_a(t) = 2 A(t) sin Z(t). (6)

Hand von F i g. 4 und 5 erläutert.

Zur Vereinfachung der Beschreibung sollen bei den 15 Die Begrenzung auf die Bandbreite des Mischsignals nachstehenden Erläuterungen hinsichtlich der Wir- erfolgt in dem Filter 6'von Fig. 1. Das entsprechende kungsweise der Anordnung 6 die einander gleichen Signal LJf) mit größerer Bandbreite, das dem Ein-Verzögerungszeiten T₀ unberücksichtigt bleiben, die gang des Filters 6 zugeführt wird, kann durch foldem Eingangssignal in den Kanälen 61 und 62 erteilt gende Operation erhalten werden:
werden; man setzt als T₀ = 0, was ohne Nachteil für 20 r I A \ "

die Allgemeingültigkeit der Erläuterung ist. L_a(t) = 2 \E_M(t) — [~~-\ E_n(t) , (7)

Das dem Eingang 63 der Umwandlungsschaltung 65 L \ -° /

zugeführte Mischsignal Em(t) kann folgendermaßen wie leicht nachzuprüfen ist, wenn E_M(i) und E_N(t) geschrieben werden: durch ihre in den Gleichungen (4) und (5) angegebenen

25 Ausdrücke ersetzt werden.

Em(I) = A₀ sin [ω_οί + P(t)] + L(t). (1) rj>i_ese Operation wird durch die Umwandlungs

schaltung 65 durchgeführt, welche an ihren beiden

Darin stellt das erste Glied der rechten Seite den Eingängen die Signale -Em(O ^un(i En(I) empfängt, mit der Farbinformation modulierten Farbträger dar Der Aufbau einer Schaltungsmatrix, welche diese mit der konstanten Amplitude A₀, der Ruhefrequenz ω₀ 30 linearen Operationen durchführen kann, bietet dem und der veränderlichen Phasenverschiebung P(t), Fachmann keine Schwierigkeiten,
welche sich aus der Frequenzmodulation seit einem Das am Ausgang 7 erhaltene Ausgangssignal L_a(t)

Anfangszeitpunkt ergibt und durch ein Zeitintegral der Umwandlungsschaltung 65 wird dem Filter 6' von aus gedrückt ist. Diese besondere Darstellung einer Fig. 1 zugeführt, an dessen Ausgang das entsprechende frequenzmodulierten Schwingung ist allgemein be- 35 frequenzbandbegrenzte Signal L_a'(t) erhalten wird, kannt. das, wie bereits erwähnt, näherungsweise dem Signal

Das zweite Glied L(t) stellt die in dem Mischsignal L(t) gleichgesetzt werden kann und daher »angenäherenthaltenen Komponenten des Helligkeitssignals dar. tes Helligkeitsteilsignal« genannt wird.
Wenn die Umwandlungsschaltung 65 ideal arbeiten Es wurde angenommen, und dies ist eine Bedingung

würde, sollte am Ausgang 7 nur dieses Signal L(f) 40 für den richtigen Betrieb der beschriebenen Anordabgegeben werden, das dann nach Hinzufügung zu nung, daß der Farbträger eine konstante Amplidem Grundsignal das vollständige Helligkeitssignal tude A₀ hat.

ergäbe. Es kommt also darauf an, das Signal L(t) Die beschriebene Anordnung eignet sich daher

möglichst genau nachzubilden. nicht für die Ferbfernsehvideosignale derjenigen Aus-

Es ist allgemein bekannt, daß unter bestimmten 45 führungsformen des SECAM-Systems mit Frequenz-Bedingungen, von denen man annehmen kann, daß modulation des Farbträgers, bei denen dem mit sie für das Mischsignal im allgemeinen erfüllt sind, der Farbinformation frequenzmodulierten Farbträger die Gleichung (1) auch folgendermaßen geschrieben sendeseitig vor seiner Addition zum Helligkeitssignal werden kann: eine selektive Dämpfung mit Hilfe eines sogenannten

50 »Codierungsfilters« erteilt wird, dessen relative Dämp-

E_M(t) = IA₀ + A(t)] sin [O)₀ 1 + P(t) + Q(t)]. (2) f_{ung zu} beiden Seiten der Ruhefrequenz des Farb

trägers in Abhängigkeit von der Frequenz abfällt.

Dieser Ausdruck stellt die mit der Farbinformation Wenn diese Verbesserung angewendet wird, hat der

frequenzmodulierte Farbträgerschwingung dar, die entsprechende Farbträger (»codierter Farbträger«) außerdem mit einer Störamplitudenmodulation A(t) 55 keine konstante Amplitude mehr, weil ihm die selek- und einer durch den Winkel Q(t) ausgedrückten Stör- tive Kennlinie des Codierungsfilters eineAmplitudenwinkelmodulation behaftet ist; diese beiden Stör- modulation und eine Phasenmodulation erteilt, welche modulationen drücken das Vorhandensein der Hellig- von der Frequenzmodulation abhängen und »Codiekeitskomponenten L(t) im Spektrum des Mischsignals rungsmodulationen« genannt werden sollen. In diesem aus. 60 Fall ist es aber leicht möglich, die Codierungsampli-

Zur Vereinfachung der Schreibweise setzt man tudenmodulation und an zweiter Stelle die Codierungs

phasenmodulation mit Hilfe eines Decodierungsfilters

Z(t) — O)₀ Z + P(t) + Q(t). (3) zu unterdrücken, dessen Kennlinie zu derjenigen des

Codierungsfilters invers und identisch mit der Kenn-

Das Mischsignal kann dann folgendermaßen ge- 65 linie des Decodierungsfilters ist, das normalerweise in schrieben werden: den Farbempfängern vor der Demodulation des Farbträgers verwendet wird. Dieses Decodierungsfilter Em(t) = [A₀ + A(i)\ sin Z(i). (4) wird vorzugsweise am Eingang der Anordnung 6 an-

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geordnet. Da dieses Filter auch auf die Komponen- Eine verbesserte Ausführungsform der Umwandten L(t) einwirkt, wird ein Codierungsfilter, das dem lungsschaltung65 von Fig. 2 ist in Fig. 4 darsendeseitigen Codierungsfilter gleich ist, dann in den gestellt.

Ausgang der Anordnung 6 eingefügt, damit das ange- Das Mischsignal Eu wird in der Anordnung 6

näherte Helligkeitsteilsignal entsprechend korrigiert 5 wiederum gleichzeitig zwei Kanälen zugeführt, von wird. denen der eine Kanal eine Begrenzeranordnung 61

Das gleiche Ergebnis wird erreicht, wenn die beiden und der zweite Kanal eine Laufzeitausgleichsanord-Filter mit inversen Kennlinien am Eingang bzw. am nung 62 enthält.

Ausgang der Schaltung61 von Fig. 2 angeordnet Die Umwandlungsschaltung65 enthält einen Fre-

werden, weil die Wirkungen des Decodierungsfilters io quenzumsetzer 601, dessen erster Eingang an den Aus- und des Codierungsfilters, wenn diese am Eingang bzw. gang der Begrenzeranordnung 61 angeschlossen ist am Ausgang der Anordnung 6 angeordnet werden, und dessen zweiter Eingang 602 eine empfangsseitig sich für den vom Kanal 62 stammenden Teil des erzeugte Schwingung mit der Frequenz F₁ bzw. der Ausgangssignals der Anordnung 6 gegenseitig auf- Kreisfrequenz W₁ empfängt, die außerhalb des Interheben. 15 valls der Augenblicksfrequenzen liegt, welche das

Schließlich ist leicht zu erkennen, daß das Decodie- Mischsignal praktisch aufweisen kann, rungsfilter und das Codierungsfilter ebensogut am Als Beispiel wird angenommen, daß die Kreis-

Eingang bzw. am Ausgang der Schaltung von F i g. 1 frequenz W₁ oberhalb der oberen Grenze dieses Interangeordnet werden können. valls liegt, und zur Vereinfachung der Schreibweise

Wie festgestellt wurde, muß für einen richtigen Be- 20 wird ferner angenommen, daß die Phase der entspretrieb der Anordnung von Fig. 2 eine feste Beziehung chenden Schwingung im Zeitpunkt/= 0 den Wert zwischen der Amplitude A₀ des (gegebenenfalls »de- Null hat. Außerdem bleiben konstante Koeffizienten codierten«) Farbträgers und der vom Begrenzer 61 unberücksichtigt, welche von Kenngrößen der Freabgegebenen Amplitude B bestehen. Die Anordnung quenzumsetzer und von der Amplitude der Schwinwürde also nicht mehr richtig arbeiten, wenn aus 25 gung mit der Kreisfrequenz W₁ abhängen, irgendeinem Grund, beispielsweise einer Instabilität Der Frequenzumsetzer 601 ist bei diesem Beispiel

des Übertragungsfaktors, die Amplitude des Färb- ein additiver Frequenzumsetzer, der das Signal •trägers zu schwanken begänne. _ ,.. ,„

■ Damit auch in einem solchen Fall ein befriedigender ^ - M sm. [W₁1 + ^m (A)

Betrieb erreicht würde, wäre es eiforderlich, die Ein- 30 mit der Augenblickskreisfrequenz Stellungen der Anordnung 6 durch Einwirkung auf die dZ(i)

die Kenngrößen der Umwandlungsschaltung 65 be- w = W₁ + -—- (9)

stimmenden Schaltungsbestandteile oder, was im allgemeinen einfacher ist, durch Einwirkung auf die die liefert.

Ausgangsamplitude B der Begrenzerschaltung 61 be- 35 Die Umwandlungsschaltung 65 enthält ferner einen stimmenden Schaltungsbestandteile zu verändern. Frequenzumsetzer 603, dessen erster Eingang 606 an

Eine Verbesserung der Anordnung von Fig. 2 den Ausgang der Laufzeitausgleichsanordnung62 anbesteht darin, daß dieser Schaltungsteile hinzugefügt geschlossen ist.

werden, welche diese Änderung der Einstellungen Dessen Ausgang ist über eine Anordnung 604, die

automatisch durchführen, so daß ein Eingriff von 40 später genauer beschrieben wird, mit dem ersten Hand nicht erforderlich ist. Fig. 3 zeigt eine Aus- Eingang607 eines Frequenzumsetzers 605 verbunden, führungsform einer solchen Verbesserung, bei welcher Die zweiten Eingänge 608 bzw. 609 der Frequenz-

der Ausgangspegel B der Begrenzerschaltung elektrisch umsetzer 603 bzw. 605 sind an den Ausgang des in Abhängigkeit von dem über ein entsprechendes Frequenzumsetzers 601 angeschlossen. Zeitintervall genommenen Amplitudenmittelwert des 45 Der Ausgang des Frequenzumsetzers 605 stellt zumit Störamplitudenmodulation und Störwinkelmodu- gleich den Ausgang 7 der Anordnung 6 dar. lation behafteten, das Mischsignal bildenden Färb- Der Frequenzumsetzer 603 ist ein subtraktiver Fre-

trägers, welcher der einzige physikalisch zugängliche quenzumsetzer, der ein Signal 'S₂ liefert, das unter Farbträger ist, gesteuert wird. Man findet wieder die Berücksichtigung der Ausdrücke für die Eingangsgleichen Organe wie in Fig. 2, jedoch ist der feste 50 signale die folgende Form hat: Amplitudenbegrenzer 61 durch einen »Modulator- _r .., _o . „..

begrenzer«61' ersetzt, d.h. durch einen Begrenzer, ^₂-[A₀ +A^JiSmW₁1. (IU)

dessen Schwellwert mit Hilfe einer Gleichspannung Die Anordnung 604 bewirkt, daß unter den Spek-

einstellbar ist und dessen Ausgangspegel sich wenig- tralkomponenten dieses Signals die Frequenz F₁ unterstem angenähert linear in Abhängigkeit von dieser 55 drückt wird. Da das dieser Anordnung zugeführte Spannung ändert. Die Schwellwert-Steuergleichspan- Signal S₂ die Form einer amplitudenmodulierten nung wird einem zusätzlichen Eingang 67 des Be- Trägerschwingung der Frequenz F₁ hat, ist das Ausgrenzers 61' zugeführt. Sie wird von einem an den gangssignal S₂' somit ein amplitudenmoduliertes Signal Eingang 4 angeschlossenen Amplitudendetektor 66 mit unterdrücktem Träger, d. h., daß nur die Modugeliefert. 60 lationsprodukte übertragen werden.

Es ist offensichtlich erforderlich, daß der Amplitu- Diese Anordnung 604 könnte beispielsweise durch

dendetektor 66 nur auf die langsamen Schwankungen eine Matrix gebildet sein, in welcher ein Signal der der Amplitude des Mischsignals anspricht, d. h. auf Frequenz .F₁ und konstanter Amplitude die Kompo-Schwankungen der nominell festen Amplitude A₀ und nente der Frequenz ,F₁ aufhebt, d. h. den Träger nicht auf die Änderungen der Amplitude des Misch- 65 A₀ sin w_xt des amplitudenmodulierten Signals S₂. Ein signals, welche von den HelligkeitskomponentenZ(X) Vorteil der Ausführungsform von Fig. 4 besteht stammen, da sonst der Ausgang 7 das Signal Null ab- jedoch darin, daß die von der Anordnung 604 begeben würde. seitigte Signalkomponente eine konstante Frequenz Fi

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hat, so daß die Anordnung 604 in einfacherer Weise Das durch diese Detektion oder Synchrondemodumit Hilfe einer Frequenzbandsperre gebildet werden lation erhaltene Signal S₄ hat bis auf einen konstanten kann, d. h. mit Hilfe einer selektiven Schaltung, Faktor (welcher im zweiten Fall den Begrenzungsweiche ein sehr schmales Frequenzband zu beiden pegel B berücksichtigt) die Form
Seiten der Frequenz F₁ sperrt und die übrigen Korn- 5 e _ λ _i_ λ /· \
ponenten des Signals S₂ ohne Dämpfung überträgt. Si = A₀ + A(J). (14,)

Das Ausgangssignal der Anordnung604 lautet an- Die Anordnung604 von Fig. 4 ist durch ein

genähert (wobei die Annäherung vernachlässigt, daß Hochpaßfilter 614 ersetzt, das die Gleichspannungs-

die Sperrschaltung für die Trägerfrequenz F₁ keine komponente A₀ in dem demodulierten Signal sperrt

unendlich schmale Sperrbandbreite haben kann) io und somit das Signal

S₂' =A(t)B sin O)₁1. (11) S₄' = A (t) (15)

liefert.

In dem subtraktiven Frequenzumsetzer 605 wird Der Frequenzumsetzer 605 ist durch einen Gegen-

diesem Signal die Schwingung 15 taktmodulator 615 ersetzt, dessen Modulationssignal

_ . das von der Anordnung 614 gelieferte Signal S₄' ist.

S₁ - B sin [W₁1 + Z(OJ (s. S) _Die Trägerschwingung ist die vom Begrenzer 61 abüberlagert, welche vom Frequenzumsetzer 601 ge- gegebene Schwingung En, die dem Eingang 619 des liefert und dem Eingang 609 zugeführt wird, wodurch Modulators 615 zugeführt wird. Dessen Ausgangsfolgendes Signal erhalten wird: 20 signal lautet somit

S₃ = ^(OA²SmZ(O. (12) S₅ = fc-.4(0SmZ(O, (16)

worin k ein konstanter Faktor ist. Ein Vergleich mit

Ein Vergleich mit der Gleichung (6) zeigt, daß bei der Gleichung (6) zeigt, daß dieses Signal bei geeigrichtiger Bemessung des Faktors B², die durch eine 25 neter Bemessung des Faktors k wieder dem gewünschrichtige Einstellung der Konstanten oder eine spätere ten Signal L_a entspricht.

Einstellung des Pegels ermöglicht wird, diesem Signal Es soll nun der Zweck des Filters 6' von F i g. 1

der folgende Wert erteilt werden kann: erläutert werden.

_ -7/· \ _ r ni\ ^*^e Erfahrung zeigt, unterstützt von theoretischen

S₃-2 A(t) SmZ(J)= La. (13) ₃₀ Überlegungen, daß die Anordnung 6 für jede gewünschte Komponente C_n des angenäherten Hellig-

Man erhält aber am Ausgang 7 der Anordnung 6 keitsteilsignals La Störkomponenten erzeugt, zu denen

wieder das gewünschte Signal L_a, das nach dem hauptsächlich eine Komponente C_v gehört, welche

Durchgang durch das Filter 6' das angenäherte Hellig- die gleiche Amplitude wie das Signal C_n hat und

keitsteilsignal La ergibt. 35 deren Frequenz symmetrisch zu derjenigen des

Natürlich können die Wahl der Lage der Frequenz ω_χ Signals C_n in bezug auf die Augenblicksfrequenz des

in bezug auf das Intervall der Augenblicksfrequenzen Farbträgers liegt. Wenn beispielsweise die Kompo-

des Mischsignals sowie die Art der durchgeführten nente C_n folgende Form hat:

Frequenzumsetzungen in übereinstimmender Weise so _ . ,

abgeändert werden, daß das gleiche Endergebnis auf- 40 ^Cu ~ ^{Au sm {}-^{Wu t + u>}^' ^ O

rechterhalten bleibt. also eine Amplitude A_n und eine Kreisfrequenz ω_η

Die Ausführungsform von F i g. 4 ergibt den wei- hat, hat die Hauptstörkomponente folgende Form:

teren Vorteil, daß der Betrieb bei einer langsamen η — λ · t rf, ^ /ίο\

Änderung der Amplitude des Farbunterträgers richtig . L_p - A_p sin (ω, / + <P_P) (18)

bleibt, so daß es nicht erforderlich ist, eine Verbesse- 45 ¹^

rung der in F i g. 3 gezeigten Art hinzuzufügen, denn A_p = A_n,

die Anordnung 604 beseitigt die dem Träger entspre- ω = 2 ω — <w

chende Komponente A₀ B sin W₁1 unabhängig vom ^p

Wert von A₀. Dabei stellt a>i die Augenblickskreisfrequenz des

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der 50 Farbträgers dar.

Umwandlungsschaltung65 von Fig. 2, von der an- Daraus folgt, daß die Bandbreite des von der Angenommen werden kann, daß sie aus der Schaltung Ordnung6 von Fig. 1 gelieferten SignalsL_n die von Fig. 4 dadurch abgeleitet ist, daß für die Fre- Bandbreite des MischsignalsEm übersteigt. Es ist quenz F₁ der Wert Null gewählt wird. andererseits klar, daß die außerhalb der Bandbreite

In diesem Fall wird der Frequenzumsetzer 603 von 55 des Mischsignals Em liegenden Komponenten des

Fig. 4 überflüssig, und das Ausgangssignal En des Signals La nur von Störkomponenten stammen kön-

Begrenzersöl wird direkt als Überlagerungsschwingung nen und daß kein Interesse für ihre Beibehaltung

verwendet. besteht. Daraus ergibt sich der Zweck des Filters 6'

Der Frequenzumsetzer603 von Fig. 4 ist bei von Fig. 1, das den gleichen Durchlaßbereich hat

dieser Ausführungsform durch einen Amplituden- 60 wie die in der Trennstufe2 von Fig. 1 enthaltene

demodulator 613 ersetzt, der entweder ein Amplituden- Filteranordnung, die am Ausgang 4 dieser Trennstufe

detektor herkömmlicher Art, beispielsweise mit Gleich- das Mischsignal Em abgibt.

richter, sein kann oder ein Synchrondemodulator. Im Bisher wurde angenommen, daß bei der Schaltung zweiten Fall, der in Fig. 5 dargestellt ist, empfängt von Fig. 1 das GrundsignalEq und das Mischer an seinem Eingang 618 das Ausgangssignal En des 65 signal Em sich ergänzen, d. h. daß ihre Summe wieder Begrenzers 61, das zur Durchführung dieser Demodu- das dem Eingang zugeführte Farbfernsehvideosignal lation tatsächlich geeignet ist, weil es mit dem zu ergeben würde. Es ist jedoch möglich, diejenigen demodulierenden Mischsignal Em synchron ist. Komponenten des Farbfernsehvideosignals, deren

Frequenzen oberhalb derjenigen des vom modulierten Farbträger eingenommenen Farbbands liegen, vollständig zu vernachlässigen.

Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform wird die obere Grenze der Bandbreite des Mischsignals Em ' unter derjenigen der nutzbaren Bandbreite des Farbkanals gewählt, wobei das angenäherte Helligkeitsteilsignal vorzugsweise immer noch auf die gleiche Bandbreite wie das Mischsignal begrenzt wird. Für diese Ausführungsform gibt es folgende Rechtfertigung:

Die visuelle Bedeutung der Nutzkomponenten des angenäherten Helligkeitsteilsignals nimmt bei steigender Frequenz ab; in gleicher Weise steigt die visuelle Bedeutung der Störkomponenten des angenäherten Helligkeitsteilsignals in dem Maße, wie ihre Frequenz abnimmt. Indem man auf die Erzielung von Nutzkomponenten im oberen Teil des Frequenzbandes des Farbkanals verzichtet, beseitigt man auf der anderen Seite Störkomponenten, deren Frequenzen im unteren Teil des gleichen Frequenzbandes liegen, ao

Die obere Grenze des Mischsignals kann beispielsweise gleich der oberen Grenze des Intervalls der Augenblicksfrequenzen (Frequenzhub) hegen, das vom Farbträger eingenommen wird.

Die beschriebenen Anordnungen werden sonst nicht verändert. Zum Verständnis ihrer Wirkungsweise für diesen Fall genügt es, die zusätzliche Verzerrung unberücksichtigt zu lassen, welche der Farbträger auf Grund der verringerten Bandbreite des Mischsignals gegenüber der Nutzbandbreite des Farbkanals erleidet.

Andererseits ist angegeben worden, daß das angenäherte Helligkeitsteilsignal vor der im Filter 6' von Fig. 1 bewirkten Filterung folgende Form hat:

L_a(t) = 2 A(t) sinZ(t).

(s. 6)

35

Wenn also mit D(i) das Differenzsignal A(t) sin Z(t) bezeichnet wird, hat der Proportionalitätsfaktor k von La(t) zu D(t) den Wert 2.

Dieser Wert wird hinsichtlich der Nutzkomponenten bevorzugt, jedoch werden die im Frequenzband des Mischsignals Em verbleibenden Störkomponenten des Signals L_a(t) mit der gleichen Zahl/c multipliziert. Man kann daher als Kompromiß den Faktor k kleiner als 2 wählen, wobei dieser Faktor jedoch vorzugsweise größer als 1 bleibt.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß der Fall vorausgesetzt wurde, daß... das dem Eingang 1 der Anordnung zugeführte Signal das normale Farbfernsehvideosignal ist.

Wenn mit diesem Farbfernsehvideosignal bereits in einer früheren Übertragungsstufe eine Beseitigung des Farbträgers in der zuvor beschriebenen Weise mit nachfolgender Hinzufügung eines neuen Farbträgers vorgenommen worden ist, liegt der Wert von Ic wegen der Auswirkungen der ersten Operation auf die zweite Operation vorzugsweise in der Nähe von 1.

Es ist zu bemerken, daß der Betrieb der Anordnungö zur Bildung des angenäherten Helligkeitsteilsignals bei einem zu großen Pegel der Helligkeitskomponenten nicht mehr richtig sein könnte; dann wäre es nicht mehr möglich, das Mischsignal als eine Trägerschwingung anzusehen, die zusätzlich mit den Helligkeitskomponenten L(t) moduliert ist.

Diese Möglichkeit, welche im übrigen nur sporadisch und als Übergangszustand auftreten würde, wird vermieden, wenn an dem dem Eingang zugeführten Farbfernsehvideosignal in bekannter Weise Maßnahmen vorgenommen worden sind, welche allgemein dazu dienen, den Farbträger vor den im Farbkanal liegenden Helligkeitskomponenten zu schützen. Gemäß einer Ausführungsform werden die Helligkeitskomponenten L(t) sendeseitig begrenzt; in diesem Fall tritt keine Schwierigkeit auf. Bei einer anderen Ausführungsform wendet man eine Verstärkung der Amplitude des Farbträgers an, wenn die Komponenten L(t) zu groß sind.

Die dieser Ausführungsform entsprechende Anordnung ruft eine zusätzliche Amplitudenmodulation hervor, welche Störkomponenten am Ausgang der Anordnung 6 von F i g. 1 hervorrufen könnte. Es ist möglich, diese Störkomponenten mit HiKe der in F i g. 3 dargestellten Verbesserung zu unterdrücken, wenn ein Amplitudendetektor angewendet wird, der nicht nur auf die langsamen Änderungen der Amplitude des Mischsignals anspricht, sondern auch auf die etwas schnelleren Änderungen, welche von der zusätzlichen Amplitudenmodulation stammen. Für den gleichen Zweck muß bei der Anordnung von F i g. 4 die Trägerunterdrückungsschaltung 604 eine ausreichende Bandbreite sperren.

Wenn die in F i g. 2 oder 3 gezeigte Umwandlungsschaltung 65 eine Matrix ist, kann sie mit der Addierstufe 9 von F i g. 1 zu einer Matrix mit drei Eingängen zusammengefaßt werden.

Wenn die Anordnung 6 in der in F i g. 4 und 5 gezeigten Art ausgeführt ist, kann man gleichfalls das Signal L_a mit einem beliebigen Pegel erhalten, wenn die Addierstufe 9 von F i g. 1 durch eine Matrix mit zwei Eingängen ersetzt wird.

Eine weitere interessante Zerlegung des Farbfernsehvideosignals besteht darin, daß dem Mischsignal Em eine Bandbreite erteilt wird, welche das Intervall der Augenblicksfrequenzen des Farbträgers umfaßt, während das Grundsignal Ea den Rest des Farbfernsehvideosignals enthält.

Claims (14)

P atentansprüche:

1. Anordnung zur Beseitigung des Farbträgers eines Farbfernsehvideosignals, das ein breitbandiges Helligkeitssignal und einen die Farbinformation tragenden winkelmodulierten Farbträger enthält, wobei der Farbträger einen innerhalb des Frequenzbereichs des Helligkeitssignals liegenden Farbkanal einnimmt, mit einer Trennschaltung, die an einem Ausgang einen im wesentlichen nur Komponenten des Helligkeitssignals enthaltenden Teil des Farbfernsehvideosignals' (Grundsignal) abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschaltung (2) an ihrem zweiten Ausgang (4) einen annähernd den Farbkanal einnehmenden Teil des Videosignals (Mischsignal) abgibt, daß an den zweiten Ausgang (4) der Trennschaltung (2) eine Amplitudenbegrenzeranordnung (61 in F i g. 2, 4 und 5; 66, 61' in F i g. 3) angeschlossen ist, daß an den Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung der eine Eingang und an den zweiten Ausgang (4) der Trennschaltung (2) der andere Eingang einer Umwandlungsschaltung (65) angeschlossen ist, die so ausgeführt ist, daß sie ein angenähertes Helligkeitsteilsignal (La) abgibt, das der Differenz zwischen dem Mischsignal (Em) und dem mit dem Verhältnis (AJB) der Amplitude (A₀) des Farbträgers zu der Begrenzungsschwelle (B) der Amplitudenbegrenzeranordnung (61, 61') multiplizierten Ausgangssignal (En) der Amplitudenbegrenzeran-

Ordnung multipliziert mit einem konstanten Proportionalitätsfaktor (1 < k < 2) entspricht, und daß an den ersten Ausgang (3) der Trennschaltung (2) und an den Ausgang (7) der Umwandlungsschaltung eine Vereinigungsschaltung (9) an- geschlossen ist, welche das angenäherte Helligkeitsteilsignal zu dem Grundsignal hinzufügt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsschaltung (65) eine Matrixschaltung (F i g. 2 und 3) ist. j ο

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsschaltung (65) einen additiven Frequenzumsetzer (601) enthält, dessen Signaleingang an den Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung (61) angeschlossen ist und dessen Überlagerungseingang (602) eine außerhalb des Farbkanals liegende konstante Überlagerungsfrequenz (F₁) empfängt, daß die Umwandlungsschaltung (65) ferner einen zweiten und einen dritten Frequenzumsetzer (603, 605) enthält, die unter Einfügung eines auf die Überlagerungsfrequenz (F₁) abgestimmten schmalbandigen Sperrfilters (604) in Kaskade geschaltet sind, wobei der Signaleingang des zweiten Frequenzumsetzers (603) den an den zweiten Ausgang (4) der Trennschaltung (2) angeschlossenen Eingang der Umwandlungsschaltung (65) darstellt, während der Ausgang des dritten Frequenzumsetzers (605) den Ausgang (7) der Umwandlungsschaltung (65) darstellt, und daß die Überlagerungseingänge des zweiten und des dritten Frequenzumsetzers (603, 604) an den Ausgang des ersten Frequenzumsetzers (601) angeschlossen sind (F i g. 4).

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsschaltung (65) in Kaskade einen Amplitudendemodulator (613), ein Hochpaßfilter (614) und einen Gegentaktmodulator (615) enthält, wobei der Eingang (616) des Amplitudendemodulators (613) den an den zweiten Ausgang (4) der Trennschaltung (2) angeschlossenen Eingang der Umwandlungsschaltung darstellt, während der Ausgang des Gegentaktmodulators (615) den Ausgang (7) der Umwandlungsschaltung (65) darstellt, und daß der Trägerfrequenzeingang (619) des Gegentaktmodulators (615) an den Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung (61) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudendemodulator (613) ein Synchrondemodulator ist, dessen Trägerfrequenzeingang (618) an den Ausgang der Amplitudenbegrenzeranordnung (61) angeschlossen ist (Fig. 5).

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsschwelle (B) der Amplitudenbegrenzeranordnung (61' in F i g. 3) einstellbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den zweiten Ausgang (4) der Trennstufe (2) ein Amplitudendetektor (66) angeschlossen ist, dessen Ausgang (67) mit einem Steuereingang für die Begrenzungsschwelle (B) der Amplitudenbegrenzeranordnung (61') verbunden ist (F i g. 3).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zweiten Ausgang (4) der Trennschaltung (2) und den entsprechenden Eingang der Umwandlungsschaltung (65) eine Laufzeitausgleichsschaltung (62) eingefügt ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang (7) der Umwandlungsschaltung (65) und den entsprechenden Eingang der Vereinigungsschaltung (9) ein Bandfilter (6') eingefügt ist, dessen Durchlaßbereich im wesentlichen der Bandbreite des Mischsignals entspricht (F i g. 1).

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ersten Ausgang (3) der Trennschaltung (2) und den entsprechenden Eingang der Vereinigungsschaltung (9) eine Laufzeitausgleichsschaltung (5) eingefügt ist (F i g. 1).

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschaltung (2) so ausgeführt ist, daß das Grundsignal und das Mischsignal zwei sich ergänzende Teile des Farbfernsehvideosignals sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschaltung (2) so ausgeführt ist, daß das Grundsignal diejenigen Komponenten des Farbfernsehvideosignals, deren Frequenzen über der oberen Grenzfrequenz des Frequenzbandes des Mischsignals liegen, nicht enthält.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschaltung (2) so ausgeführt ist, daß das Frequenzband des Mischsignals nach oben auf die obere Grenze des Frequenzhubintervalls des Farbträger begrenzt ist.

14. Anordnung nach einem der vorhei gehenden Ansprüche zur Verwendung bei einem Farbfernsehvideosignal, dessen Farbträger vor der Hinzufügung zu dem Helligkeitssignal durch ein eine selektive Dämpfung bewirkendes Codierungsfilter geschickt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter mit der gleichen Kennlinie wie das Codierungsfilter und ein Filter mit dazu inverser Kennlinie entweder hinter dem Ausgang (10) bzw. vor dem Eingang (1) der ganzen Anordnung oder hinter dem Ausgang (7) der Umwandlungsschaltung (65) bzw. hinter dem zweiten Ausgang (4) dei Trennschaltung (2) oder auch hinter dem Ausgang bzw. vor dem Eingang der Amplitudenbegrenzeranordnung (61, 61') angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 843 499.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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