DE3637791A1 - Videosignalverzoegerungs- und filterschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Videosignalverarbeitungsschaltung, welche eine Signalfilterung und -verzögerung bewirkt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltung in einem Farbfernsehempfänger zur Verarbeitung der Leuchtdichte- und Farbvideosignalkomponenten, um die Leuchtdichtekomponente am Eingang einer Leuchtdichtesignal­ verzögerungsschaltung zu entfernen.

Bei einem üblichen Farbfernsehempfänger werden Leuchtdichte- und Farbsignalkomponenten eines Basisband-Videosignalgemisches in getrennten Kanälen verarbeitet, ehe sie in einer Matrix zur Bildung mehrerer, ein Farbbild darstellender Signale zusammengefaßt werden. Der Verarbeitungskanal für das Farbsignal hat eine wesentlich schmalere Bandbreite verglichen mit der Bandbreite des Leuchtdichte­ signalverarbeitungskanals. Infolge dieses Bandbreitenunterschiedes ist das Farbsignal am Ausgang des Farbkanales zeitlich gegenüber dem Leuchtdichtesignal am Ausgang des Leuchtdichtesignals verzögert. Die Verzögerung zwischen Leuchtdichte- und Farbsignalen muß ausgeglichen werden, ehe die Leuchtdichte- und Farbsignale in der Matrix kombiniert werden, da Leuchtdichte- und Farbsignale bei ihrer Kombination in geeigneter Weise zeitlich synchron sein müssen, damit die Ausgangsfarbbildsignale der Matrix richtig gebildet werden.

Die erwähnte Verzögerung zwischen Farb- und Leuchtdichtesignalen wird üblicherweise mit Hilfe einer breitbandigen, phasenlinearen Verzögerungsschaltung, etwa eine in den Leuchtdichtekanal eingefügte Leuchtdichteverzögerungsleitung, beseitigt. Diese Verzögerungsleitung ist sowohl an ihrem Eingang wie an ihrem Ausgang mit ihrem Wellen­ widerstand ohmisch abgeschlossen, um unerwünschte Reflexionen des Leuchtdichtesignals von den Enden der Verzögerungsleitung zu verhindern. Üblicherweise ist der Leuchtdichteverzögerungsschaltung ein als Farbfalle arbeitendes Bandsperrfilter vorgeschaltet, damit das Farbsignal nicht in den Leuchtdichtekanal übertragen wird.

Bei einer bekannten, weit verbreiteten Ausführungsform einer Leuchtdichteverzögerungsleitung und Farbfalle ist die letztgenannte ein Parallelschwingkreis aus Induktivität und Kapazität, der in Reihe zwischen der Leuchtdichtesignalquelle und den Eingang der Verzögerungsleitung für das Leuchtdichtesignal geschaltet ist. Diese Schaltungsart hat leider eine stark variierende frequenz­ abhängige Quellenimpedanz am Eingang der Verzögerungsleitung zur Folge, wenn die Frequenz des breitbandigen Leuchtdichteeingangssignals sich um die Abstimmfrequenz dieser Falle ändert. Die sich ändernde Impedanz am Eingang der Verzögerungsleitung führt zu einer Fehl­ anpassung an diesem Leitungseingang mit entsprechenden Reflexionen des Leuchtdichtesignals von den Enden der Verzögerungsleitung. Die Signalreflexionen können das Wiedergabebild erheblich beein­ trächtigen, beispielsweise durch die Erzeugung von Doppelbildern oder Geisterbildern bei der Wiedergabe.

Die Impedanzänderungen (Fehlanpassung) am Eingang der Verzögerungs­ leitung für das Leuchtdichtesignal und die dadurch verursachten Probleme werden durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Fallen­ und Verzögerungsschaltung ganz erheblich verringert. Bei einer hier offenbarten Ausführungsform einer Fallen- und Verzögerungsschaltung gemäß der Erfindung enthält die Quellenimpedanz am Eingang einer Verzögerungsleitung für das Leuchtdichtesignal ein erstes und ein zweites Widerstandselement, deren Gesamtwert im Hinblick auf die Leitungsimpedanz der Verzögerungsleitung bemessen ist. Zwischen den Verbindungspunkt der beiden Widerstandselemente und einem Bezugs­ potentialpunkt ist die Farbsignalfalle geschaltet.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Teil eines Fernsehempfängers mit einer Leuchtdichte­ signalfallen- und Verzögerungsleitungsschaltung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Diagramm der Impedanz über der Frequenz zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 wird von einer Quelle 10 ein Basisband-Fernsehsignal­ gemisch, welches Leuchtdichte- und Farbsignalkomponenten enthält, einem Farbsignalverarbeitungskanal zugeführt, der eine Farbbandpaß­ schaltung 12 enthält, welche selektiv die Farbkomponente einer Farb­ signalverarbeitungsschaltung 14 üblicher Bauart zuführt zur Erzeugung der Farbdifferenzsignale r-y, g-y und b-y. Die Farbdifferenzsignale werden in einem Matrixverstärker 16 mit einem von einer Leuchtdichte­ signalverarbeitungsschaltung 18 verarbeiteten Leuchtdichtesignal Y kombiniert zur Bildung von Farbsignalen r, g und b niedrigen Pegels. Diese Farbsignale werden durch eine Treiberstufe 20 für die Bild­ wiedergabeeinrichtung verstärkt zu Farbsignalen R, G und B hohen Pegels, die sich zur Ansteuerung einer Bildwiedergabeeinrichtung wie einer Bildröhre eignen.

Das Signal von der Quelle 10 wird auch einer Leuchtdichtesignal­ verarbeitungsschaltung zugeführt, die eine Farbsignalfalle und eine Leuchtdichtesignal-Verzögerungsschaltung 30 sowie eine Leuchtdichte­ signalverarbeitungsschaltung 18 enthält. Das Leuchtdichtesignal hat in diesem Fall eine Bandbreite von 0 bis etwas oberhalb 3,0 MHz, also erheblich mehr als die Farbsignalbandbreite von 3,58 MHz ± 0,5 MHz.

Die Schaltung 30, die als gekapselte monolithische Schaltung ausge­ bildet sein kann, enthält eine breitbandige Leuchtdichtesignal- Verzögerungsleitung 34 mit praktisch linearem Phasenverlauf über der Leuchtdichtesignalbandbreite. Die Verzögerungsleitung 34 kann bei­ spielsweise aus Glas oder Induktivitäten und Kapazitäten aufgebaut sein. Am Ausgang ist die Verzögerungsleitung 34 mit ihrem Leitungs­ widerstand durch einen Lastwiderstand RL abgeschlossen. Die Wider­ stände RS 1 und RS 2 stellen den Leuchtdichtesignalquellenwiderstand für den Eingang der Verzögerungsleitung 34 dar. Der Wert des Wider­ standes RS 1 umfaßt den Wert eines Koppelwiderstands, wie dargestellt, zuzüglich des Wertes eines Treiberquellenwiderstandes am Ausgang der Quelle 10, beispielsweise des niedrigen Ausgangswiderstandes eines Emitterfolgeausgangstransistors. Der Eingang der Verzögerungs­ leitung 34 ist durch die Widerstände RS 1 und RS 2 abgeschlossen, deren Gesamtwert praktisch gleich der Leitungsimpedanz der Verzöge­ rungsleitung 34 ist.

Die Schaltung 30 enthält auch ein Bandsperrfilter 32 mit einem Serienresonanzkreis aus einer Induktivität 35 und einer Kapazität 36, die zwischen den Verbindungspunkt der Widerstände RS 1 und RS 2 im Leuchtdichtesignalweg und einen Bezugspotentialpunkt (Masse) ge­ schaltet ist. Das Filter 32 ist auf die Farbträgerfrequenz von 3,58 MHz abgestimmt und wirkt als Farbfalle, um zu verhindern, daß die Farbkomponente in den Leuchtdichtekanal mit der Verzögerungs­ leitung 34 und der Signalverarbeitungsschaltung 18 gelangt.

Fig. 2 veranschaulicht die frequenzabhängigen Änderungen der Quellenimpedanz am Eingang der Verzögerungsleitung 34. Die Frequenzkurve A zeigt die Änderungen der Quellenimpedanz Z mit der Frequenz f für die beschriebene Anordnung der Quellenwiderstände RS 1 und RS 2 mit der Falle 32. Die Quellenimpedanz variiert von einem Maximalwert RS, welcher der Summe der Werte der Widerstände RS 1 und RS 2 entspricht, bei niedrigeren Leuchtdichtesignalfrequenzen zwischen f ₀ und f ₁ einerseits und höheren Leuchtdichtesignalfrequen­ zen über f ₂ andererseits. Die Quellenimpedanz fällt über einen mittleren Frequenzbereich zwischen den Frequenzen f ₁ und f ₂ ab und erreicht ein Minimum entsprechend dem Wert des Quellenwiderstandes RS 2 bei der Frequenz von 3,58 MHz, auf welche die Falle 32 abgestimmt ist. Der Bereich der Quellenimpedanzänderungen zwischen dem kombinierten Wert der Widerstände RS 1 und RS 2 und dem Wert des Widerstandes RS 2 ergibt eine akzeptable kleine Impedanzfehlanpassung am Eingang der Verzögerungsleitung 34.

Zu Vergleichszwecken veranschaulicht die Kurve B in Fig. 2 die frequenzabhängigen Änderungen der Quellenimpedanz einer bekannten Farbsignalfallen- und Leuchtdichtesignalverzögerungsleitungsschaltung mit einem Quellenwiderstand und einem in Reihe zwischen eine Videosignalquelle und eine Leuchtdichtesignal-Verzögerungsleitung geschalteten Parallelsperrkreis, der auf 3,58 MHz abgestimmt ist. Bei einer solchen bekannten Schaltung, wie sie beispielsweise in dem RCA Farbfernsehempfängerchassis CTC-118 verwendet wird, sind die Quellenimpedanzänderungen extrem und reichen vom Wert des Quellenwiderstandes RS bei niedrigeren Leuchtdichtesignalfrequenzen bis unendlich bei der Sperrfrequenz von 3,58 MHz, wie die Kurve B zeigt. Über ein Leuchtdichtesignaldurchlaßband von der Frequenz f ₀ (0 Hz) bis zur Frequenz von 3,0 MHz zeigt die bekannte Schaltung eine Quellenimpedanzänderung 41, die erheblich größer als die Quellenimpedanzänderung 42 über dieselbe Bandbreite ist, welche die veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung ergibt.

Wegen der geringeren Quellenimpedanzänderung der beschriebenen Schaltung wird die Amplitude der durch Fehlanpassung verursachten Leuchtdichtesignalreflexionen durch die Verzögerungsleitung 34 erheblich verringert. Auch werden jegliche von der Falle 32 zum Lastwiderstand RL reflektierten Signale über den Widerstand RS 2 geführt und um einen Faktor (1 + RS 2/RL) gedämpft. Diese Eigenschaften der beschriebenen Schaltung verringern erheblich die Größe von Signalreflexionen, welche durch Impedanzfehlanpassung am Eingang der Verzögerungsleitung entstehen, und verringern damit Beeinträchti­ gungen des Wiedergabebildes durch Doppelbilder oder Geisterbilder. Erheblich reduziert werden außerdem die Amplitude und Dauer bildverschlechternder Überschwingungen aufgrund von Impedanzfehl­ anpassungen am Eingang der Verzögerungsleitung durch die bessere Impedanzanpassung an den Verzögerungsleitungseingang bei der hier beschriebenen Schaltung.

Die Wahl der Werte der Widerstände RS 1 und RS 2 hängt von den Erfordernissen eines speziellen Systems ab. Ein kleiner Wert für RS 1 läßt die Falle 32 eine geringere Sperrtiefe haben. Verringert man den Wert von RS 2, dann werden die Verzögerungsleitung 34 durchlaufende Leuchtdichtesignale weniger gedämpft. Bei der Wahl der Werte für die Widerstände RS 1 und RS 2 ist daher ein Kompromiß zu schließen zwischen einer gewünschten Sperrtiefe und einer zulässigen Amplitude reflektierter Leuchtdichtesignale.

Claims (5)

1. Videosignalverarbeitungsschaltung mit einem Leuchtdichtekanal zur Verarbeitung eines Leuchtdichtesignals und einem Farbkanal zur Verarbeitung eines Farbsignals, welches eine Farbträgerkomponente enthält, mit einer Signalverzögerungseinrichtung (34) und einer Leuchtdichte-Signalverarbeitungsschaltung (18), welcher verzögerte Signale vom Ausgang der Verzögerungsleitung zugeführt werden, gekennzeichnet durch einen Quellenwiderstand mit einem ersten und einem zweiten in Reihe geschalteten Widerstands­ element (RS 1, RS 2) zur Kopplung des Leuchtdichtesignals zum Eingang der Signalverzögerungseinrichtung und ein vom Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandselementes zu einem Bezugspotential­ punkt (Masse) geschalteten Sperrfilter (32) zum Ausfiltern des Farbsignals.

2. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverzögerungseinrichtung (34) eine Verzögerungsleitung ist und daß der Gesamtwiderstand des ersten und zweiten Widerstands­ elementes (RS 1, RS 2) im Hinblick auf die Leitungsimpedanz der Ver­ zögerungsleitung bemessen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfilter (32) auf die Frequenz des Farbträgers abgestimmt ist.

4. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfilter (32) eine abgestimmte Reaktanz­ reihenschaltung ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignalverarbeitungssystem zur Verarbeitung rundfunküblicher Fernsehsignale ausgelegt ist und daß die Signalkombinationsschaltung (16) einen Farbsignaleingang und einen Leuchtdichtesignaleingang zur Kombinierung der Leuchtdichte- und Farbsignale aufweist und daß das Sperrfilter (32) eine vom Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandes zu einem Bezugspotentialpunkt geschaltete Reihenreaktanzschaltung aufweist.