DE3046460A1

DE3046460A1 - Modulatorschaltung zur amplitudenmodulation eines bildsignals auf ein traegersignal

Info

Publication number: DE3046460A1
Application number: DE19803046460
Authority: DE
Inventors: Henricus Wijnandus Gerardus Haenen; Robertus Stefanus Nicolaas Maria 5621 Eindhoven Huesken
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1981-09-17
Also published as: FI803938L; MX148028A; HU181776B; NL7909177A; GB2067046A; AU6544680A; JPS5925548B2; DE3046460C2; ZA807334B; DD155573A5; HK75284A; IT8068927A0; SG42584G; SE8008859L; PL228530A1; AU537558B2; BR8008264A; FR2472324B1; SE448047B; ES8200805A1

Description

H. V. Philips' ßloeilarnpeniabüeten, Eindhoven

PHN.9659 . £. 12.10.80

"Modulatorschaltung zur Amplitudenmodulation eines Bildsignals auf ein Trögersignal".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Modulatorschaltung zur Amplitudenmodulation (AM) eines Videosignals mit periodisch auftretenden Bezugssignalteilen auf ein Trägersignal mit einem Modulator, der eine Trägereingangsklemme zum Zuführen des Trägersignals, eine Modulationsei ngangsklemme zum Zuführen des Videosignals und eine Ausgangsklemme zur Abnahme des amplitudenmodulierten Signals aufweist, weiterhin mit einer mit der Ausgangsklemme des Modulators gekoppelten Regelschleife, die eine während Bezugssignalintervallen wirksame Abtastschaltung enthält zum Erzeugen eines dem Videosignal zuzufügenden Gleichstromausgleichsignals.

Eine derartige Modulatorschaltung muss derart

ausgebildet sein, dass das amplitudenmodulierte Signal

an der Ausgangsklemme kein Trägersignal in den Zeitintervallen enthält, in denen das Videosignal einen Bezugswert darstellt. Dazu ist es bekannt, das Videosignal z.B. mit einer Klemmeiischaltung auf einen festen Pegel zuzulegen, der einem trägerlosen Ausgangssignal entspricht.

Eine derartige Technik wird in Farbkodierschaltungen für die NTSC- oder die -PAL-Norm angewandt, wobei aber die Amplitude des Farbhilfsträgers während der Bezugssignalintervalle Null sein muss.

In der Praxis kann jedoch dennoch in diesen Zeitintervallen ein Tragersignal an der Ausgangsklemme des Modulators entstehen. Gründe dafür sind z.B. eine Asymmetrie in dem Modulator, eine Gleichstromabweichung in der Klemmschaltung oder Schwankungen, die durch

Änderungen in der Speisespannung oder/und durch Schwankung-

en in der Temperatur verursacht werden. Eine derartige Unbalanz des Ausgangssignals ist bei Kodierschaltungen unter dem Namen "Hilfsträgerlecken" bekannt. Dieses Lecken kann meistens dadurch vermieden werden, indem

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die Modulatorschaltung derart entworfen wird, dass das modulierende Signal eine grosse Aussteuerung hat, wodurch . der Fehler relativ klein ist. Dies erfordert jedoch eine grosse Leistung. Auch ist eine genaue Einstellung dor jeweiligen Teile der Schaltungsanordnung möglich, aber eine derartige Einstellung ist zeitraubend, während das Resultat dennoch einer unerwünschten Änderung in der Zeit ausgesetzt sein kann.

In der schweizerischen Patentschrift 282.896 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, in der eine Regelschleife ein Gleichstromausgleichsignal erzeugt, wodurch Signalteile auf einen bestimmten Regel gebracht werden können. Dieser Regel muss aber eingestellt werden und kann mit der Zeit variieren.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine

Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Trägerlecken automatisch nahezu aufgehoben wird und dazu wird die Modulatorschaltung· nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an der Modulationseingangsklemme des Modulators einen Wert hat, für den das Signal an der Ausgangsklemme des Modulators während der Zeit, in der die Abtastschaltung wirksam ist, von dem Signal an der Trägere ingang- sklemme des Modulators nahezu unabhängig ist, und dass die Schaltungsanordnung zugleich eine mit der Ausgangsklemme verbundene Addierstufe und eine zweite Regelschleife enthält, welche zweite Regelschleife eine während Bezugssignalintervallen wirksame zweite Abtastschaltung enthält zum Erzeugen eines dem Signa..-, an der Alis gang sklemme des Modulators hinzuzufügenden zweiten Gleichstromausgleichssignals, wobei die erste Regelschleife an die Ausgangsklemme der Addierstufe angeschlossen ist.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung kann das Kennzeichen aufweisen, dass die erste Regelschleife zugleich eine Vergleichsstufe, von der eine erste Eingangsklemme ein Bezugssignal trägt, aufweist, welche Vez'gleichsstufe mit einer zweiten Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme in die erste Regelschleife aufgenommen ist,

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wobei das Bezugssignal einen Wert hat, der demjenigen Wert des Signals an der Ausgangsklemme nahezu entspricht, der von dem Signal an der Trägereingangsklemme des Modulators nahezu unabhängig ist und das weitere Kenn-

S zeichen aufweisen, dass das Signal an der Trägereingangsklemme mindestens während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, einen ersten Gleichstrompegel mit einer derartigen Polarität aufweist, dass die erste Regelschleife eine Gegenkopplung verursacht.

Vorzugsweise wird die Schaltungsanordnung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abtastschaltung nicht gleichzeitig wirksam sind. Sie kann das Kennzeichen aufweisen, dass das Signal an der Trägereingangsklemme mindestens während der Zeit, in der die zweite Abtastschaltung wirksam ist, einen zweiten Gleichstrompegel mit einer derartigen Polarität aufweist, dass die zweite Regelschleife eine Gegenkopplung verursacht, wobei der zweite Gleichstrompegel von dem ersten Gleichstrompegel abweicht.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann das Kennzeichen aufweisen, dass die zweite Eingangsklemme der Vergleichsstufe mit der Ausgangsklemme der Addierstufe gekoppelt ist, während die Ausgangsklemme der Vergleichsstufe mit den beiden Abtastschaltungen verbunden ist. Die beiden Abtastschaltungen können Abtasten und Halteschaltungen sein.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung kann ausserdem dadurch gekennzeichnet werden, dass sie eine zweite Addierstufe zum während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, Hinzufügen eines impulsfürmigen Messsignals zu dem Trägersignal oder einen Umschalter zum während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, Zuführen eines Gleichstrompegels zu der Trägereingangsklemme und zum während der Zeit,

in der die erste Abtastschaltung nicht wirksam ist, Zuführen eines Trägersignals zu der genannten Eingangsklemme, enthält.

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Enthält die Schaltungsanordnung nach der

Erfindung eine zweite Modulatorschaltung zur Amplitudenmodulation eines zweiten Videosignals mit periodisch auftretenden Bezugssignalteilen auf ein zweites Trägersignal und einen zweiten Modulator, der eine zweite Trägereingangsklemme zum Zuführen des zweiten Trägersignuls, eine zweite Modulationseingangsklemme zum Zuführen des zweiten Videosignals und eine zweite Ausgangskleinme zur Abnahme des zweiten amplitudenmodulierten Signals aufweist,

' und weiterhin eine dritte Addierstufe zum Addieren des erstgenannten und des zweiten arnplitudenmodulierten SignaLs, so kann die Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet werden, dass sie eine mit der zweiten Ausgangsklemme gekoppelte dritte Regelschleife enthält, die eine während

^ Bezugssignalintervallen wirksame dritte Abtastschaltung enthält und ein dem zweiten Videosignal hinzuzufügendes drittes Gleichstromausgleichssigna.1 , wobei das Signal an der zweiten Modulationseingangsklemme einen Wert, hat, für den das Signal an der zweiten Aus gangs klemme wäJircmd der Zeit, in der die dritte Abtastschaltung wi rk.suiu ist, von dem Signal an der zweiten Träge reingangskle mine nahezu unabhängig ist, erzeugt.

In diesem Fall kann die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet werden, dass

sie weiter eine mit der zweiten Ausgangsklemme verbundene vierte Addierstufe und eine vierte Regelschleife enthält, welche vierte Regelschleife eine während Bezugssignal— intervalle^Ti wirksame vierte Abtastschaltung enthält und ein dem Sxgnal an der zweiten Ausgangsklemme hinzuzufügendes viertes Gleichstroniausgleichsigna 1 erzeugt, wobei die dritte und die vierte Abtastschaltung nicht gleichzeitig wirksam sind und wobei die dritte Regelschleife an die Ausgangsklemrne der vierten Addiei-stufe angeschlossen ist oder vorzugsweise das Kennzeichen aufweist, dass die dritte Abtastschaltung mit der Vergleichsstufe verbunden ist und dass die zweite und dritte Abtastschaltung nicht gleichzeitig wirksam sind.

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Die erfindungsgemässe Sc haltung· sau or driling

kann das Kennzeichen aufweisen, dass die Abtastschaltungen während eines Horizontal-Austastintervalls des Videosignals, ausserhalb des Auftritts des Farbsynchronsignal wirksam sind und dass die Abtastschaltungen zeilensequentiell wirksam sind und dass sie eine Teilerschaltung zum Teilen der Wiederholungsfrequenz der zugeführten zeilenfrequenten Impulse und zum Erzeugen zeilensequentieller Impiilse aufweist.

Bildet die Schaltungsanordnung einen Teil einer

Farbkodierschaltung, so dass sie das Kennzeichen aufweisen, dass das Trägersignal ein Farbhilfsträgersignal ist, während das Videosignal ein Farbdifferenzsignal ist. Im Falle einer Schaltungsanordnung zum Modulieren eines (R-Y)-Farbdifferenzsignals in einer Farbkodierschaltiirig für die PAL-Norm mit einem Generator zum Erzeiigen eines blockf örmigen Schalt signals mit der halben Zeilenfrequenz kann die Schaltungsanordnung dadurch QO komme lehnet werden, dass sie eine fünfte Addier stufe zum alle sechs Zeilenperioden Addieren des Impulses, der die Abtastschaltung in der ersten Regelschleife für den (R-Y)-Modulator betätigt, und zwar zu dem Sehaltsignal mit dei" halben Zeilenfrequenz, aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind'in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Modulatorschaltung mit nur der ersten Regelschleife, welche Fig.1 zur Erläuterung der Erfindung dient, Fig. 2 Wellenformen, die in dieser auftreten,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Modulator-S c ha11 ungs an Ordnung,

Fig. h eine erste Ausführungsf οιτη einer Farbkodierschaltung mit einer Modulatorschaltungsanordnung nach der Erfindung;

Fig. 5 eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Farbkodierschaltung mit einer Modulatorschaltungsanordnung nach der Erfindung.

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Fig·. 6 Wellenformen, die in dieser auftreten.

In Fig·. 1 ist 1 ein Amplitudenniodula tor in

einer Farbkodierschaltung mit zwei Eingangsklemmen 2 und und einer Ausgangsklemme 4. Die Eingangsklerame 2 ist mit der Ausgangsklemme einer Addierstufe 5 verbunden. Einer Eingangsklemme 6 der Addierstufe 5 wird ein Farbhilfsträgersignal Sc zugeführt, das eine Frequenz von z.B. 3,5795^5 MHz (NTSC-Norm) oder 4,43361875 MHz (PAL-Norm) aufweist, während ein von einem Impulsgenerator 8 erzeugter " Messimpuls P einer anderen Eingangsklemme 7 der Addierstufe 5 zugeführt wird.

Die _eingangsklemme 3 ist mit der Ausgangskiemine einer weiteren Addierstufe 9 verbunden. Einer Eingangsklemme 10 dieser Addierstufe 9 wird ein Videosignal, z.B. ein Farbdifferenzsignal D zugeführt, während eine Ausgleichspannung ν an einer anderen Eingangsklemme 11 der Addierstufe 9 anliegt. Das an der Ausgangsklemme 4 vorhandene in der amplitudenmodulierte Signal wird über einen Trennwiderstand 12 einem Parallelschutzkreis 13 zugeführt.,

der auf die Frequenz des Farbhilfsträgers abgestimmt ist und danach auf bekannte Weise weiter verarbeitet.

Die Klemme 4 ist auch mit dem invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 14 verbunden. Der nlchtinvertierende Eingang liegt an Masse, wahrend die Ausgangsklemme mit einer Abtast- und Halteschaltung verbunden ist, die einen Schalter 1.5 und einen Kondensator 16 aufweist. Der Schalter 15 wird periodisch durch den vom Generator herrührenden Impuls P derart betätigt, dass am Kondensator 16 die Ausgangs spannung ν für die Klemme 11 voi*haiiden ist.

Es dürfte einleuchten, dass die Elemente 14 und 15, 16, die ja kaskadengeschaltet sind, vertauscht sein können.

Im Betrieb hat das der Klemme 6 zugeführt Farbhilfs träger signal Sc eine konstante Amplitude (Fig.2a). Das der Klemme 3 zugeführte Farbdifferenzsignal D (siehe Fig. 3) varüsrt als Funktion der Zeit auf die in Fig. 2 angegebene Art und ¥eise. Die Zeilenaustastzeit ist mit *£, bezeichnet. Während dieser Bezugszeit weist das Signal nach Fig. 2b einen konstanten Wert V auf, und zwar mit

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Ausnahme der Zeit, in der nach der Modulation das Farbsynchronsignal auftritt, in welcher Zeit das Signal nach Pig. 2b einen Impuls enthält, der die Umhüllende dieses Synchronsignals ist. Vor und nach der Zeitc erfährt also das genannte Signal eine Änderung, die von dem Inhalt des aufgenommenen Bildes abhängig ist. Diese Änderung ist für die Erfindung von geringer Bedeutung und ist deswegen nur teilweise in Fig. 2b dargestellt.

Bei einem idealen Modulator muss der Wert V dem Wert, für den die Amplitude des amplitudenmodulierten Signals an der Klemme k Null ist, gleich sein. In der Praxis verursacht jedoch eine Unbalanz in der Schaltungsanordnung das obengenannte Hilfsträgerlecken, d.h. die genannte Amplitude ist nicht Null und kann sich ausserdem mit der Zeit ändern.

Der Klemme7 wird ein Messimpuls P zugeführt, der in der Zeit L vor dem Farbsynchronsignal auftritt und der eine Dauer hat von einigen /us (Fig. 2c). Das Ausgangssignal der Stufe 5 hat die in Fig. 2d angegebene Form.

Wenn die die Elemente 14, 1.5 und 16 enthaltende Regelschleife nicht wirksam ist, würde an der Klemme k die in Fig. 2e angegebene Wellenform vorhanden sein. Diese Wellenform wird durch die Multiplizierung der Wellenformen aus Fig. 2b und 2d erhalten. Daraus geht hervor, dass das erhaitone Signal sinusförmig mit der Frequenz des Hilfsträgers ist und daher, dass der mittlere Wert desselben Null ist, mit Ausnahme der Zeit des Auftrittes des Impulses P, wo der genannte mittlere Wert dem Produkt des Wertes V durch den mittleren Wert der in Fig. 2d dem Impuls über-Jagorten Sinusform entspricht. Aus Fig. 2e geht atxsserdem hervor, dass die Amplitude des amplxtudenmodulierten SignaIs während der Zeit l vor und nach dem Farbsynchronsignal nicht Null ist.

Durch die Wirkung der Vergleichsstufe lh wird das Signal an der Klemme k mit dem Bezugswert, in diesem Beispiel Null, an den nicht-invertierenden Eingang verglichen und jeder Wert des Signals nach Fig. 2e, der nicht Null ist, erfährt eine Verstärkung sowie eine Umkehrung.

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Fig. 2f zeigt die Form des an der Ausgangsklemme der Stufe 2h erhaltenen Signals. ¥eil der Schalter 15 durch den Messimpuls geschlossen wird, entsteht am Kondensator 16 eine Spannung ν gleich dem Mittelwert des Signals nach Fig. 2f während des Auftritts des Impulses. Die Spannung ν bleibt: bis zu dem nachfolgenden Abtastintervall nahezu konstant und wird zu dem Signal D hinzuaddiert.

Die das Hilfsträgerlecken verursachende Unbalanz kann als Abweichung in der Gleichstromkomponente des raodulierenden Signals an der Modulationseingangsklemme eines idealen Modulators betrachtet werden. Ist die Abweichung positiv und ist der Messimpuls, wie dies in Fig. 2c der Fall ist, positiv gewählt worden, so ist die in Fig. 2e während des Auftritts des Impulses erhaltene Abweichung auch positiv. Die in Fig. 2f dargestellte Abweichung und daher auch die Spannung ν sind dann negativ. Die Spannung ν wird von der Abweichung an der Klemme 3 abgezogen mit dor Folge, dass im Signal an der Klemme k die Amplitude des Farbträgersignals beim Auftritt des Impulses P kleine wird, während die Spannung ν weniger negativ wird. Nach einigen Perioden des Impulses P, abhängig von der Zeitkonstante der Abtastschaltung, stellt sich die Regelschleife derart ein, dass das Signal an der Klemme 4 beim Auftritt des Impulses P nahezu den Wert der Bezugsspannung, in dem gegebenen Beispiel Null, an dem nicht invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 14 annimmt und dass die resultierende Abweichung an der Klemme 3 Null ist. Dies bedeutet, dass die Signale an den Klemmen 10 und 11 beim Auftritt des Messimpulses denselben absoluten Wert und entgegengesetzte Vorzeichen haben und dass die Amplitude des Farbhi 1.fstrfi/jer— signals an der Klemme k während derselben Zeit nahezu Null ist. Weil diese beschriebene Situation sich für einen bestimmten Wert des Signals aus Fig. 2b immer einstellt, ist die Amplitude an der Klemme 4 jeweils, wenn das Signal nach Fig. 2b diesen Wert annimmt, auch nahezu Null. Dies gilt insbesondere während der Zeit £ vor und nach dem Messimpuls und vor und nach dem Farbsynchronsignal sowie in den nicht dargestellten Zojt-

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Intervallen, in denen das Parbdifferenzsignal keine Farbinformation enthält.

Unter diesen Umständen hat das Signal an der Klemme k die Foi"in, die in Fig. 2g angegeben ist und in der nahezu kein Hilfsträgerlecken mehr auftritt. Wohl kann dieses Signal noch eine Asymmetrie aufweisen, wobei die positiven und negativen Teile der Wellenform ungleich sind. Dieser Fehler wird auf bekannte Weise mit Hilfe des Kreises 13 unterdrückt.

¹^ Ist nun die Abweichung an der Klemme 3 negativ,

während der Messimpuls noch immer positiv ist, so ist die in Fig. 2e beim Auftritt des Impulses erhaltene Abweichung negativ, so dass die Spannung ν positiv ist. Die resultierende Abweichung an der Klemme 3 wird also weniger negativ und durch die Wirkung der Regelung wird dasselbe Resultat wie in dem Obenstehenden erreicht. Daraus geht hervor, dass die mit dem Messimpuls dem Trägersignal hinzugefügte Gleichstromabweichung positiv sein muss, und zwar für die gegebene Regelschleife. Insbesondere muss die invertierende Wirkung der Stufe 14 berücksichtigt werden. Die Polarität der der Klemme 7 zugeführte Abweichung muss derart ge\iählt worden, dass eine Wirkung der Regelung in einer Gegenkopplung an der Klemme 11 auftritt, während der Wert der zugeführten Abweichung gross genug sein muss, damit der zu korrigierende Fehler wenig Einfluss hat, jedoch ohne so gross zu sein, dass der Modulator nicht einwandfrei wirken kann.

Die Abweichung muss an dem Hilfsträgersignal und nicht an dem Farbdifferenzsignal zugefügt werden.

Im letz leren Fall entsteht nach einer Modulation eine symmetrische Sinusform, und die Impulsdauer des Messimpulses entspricht nicht einer ganzen Anzahl Perioden der Sinusfunktion und daher wird ein Fehler eingeführt, der sehr gross sein kann. Durch Hinzufügung der Abweichung

³^ zu dem Trägersignal wird auch ein ähnlicher Fehler eingeführt, der jedoch viel kleiner ist, wenn der Impuls eine ausreichend grosse Amplitude aufweist und wenndie Schleifenverstärkung gross genug ist. Während des Auftritts

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des Impulses des vorhandenen Trägersignals an der Klemme hat dieses für der Regelung keine Funktion. Die Addierstufe 5 kann daher durch einen Umschalter ersetzt werden, der durch den Impuls betätigt wird und mit dessen Hilfe die Klemme 2 entweder das Hilfsträgersignal oder, und zwar während des Auftritts des Impulses, ein Gleichstromsignal zugeführt bekommt. Dadurch wird der obengenannte Fehler, d.h. der geringe Fehler, der durch den beim Auftritt des Impulses vorhandenen Hilfsträger eingeführt wird, völlig aufgehoben.

In dem Fall nach Fig. 1 sowie in dem obenstehend beschriebenen Fall ist es nicht notwendig, dass der Messimpuls die Horizontal-Frequenz aufweist. -Die Fiderhοlungsfrequenz desselben kann nämlich niedriger sein. Die einzige Anforderung, die die Schaltungsanordnung erfüllen muss, ist die, dass die Ladung des Kondensators 16 zwischen zwei Abtastintervallen beibehalten wird, was dadurch verbessert werden kann, dass eine Trennstufe in die Leitung zwischen dem Kondensator 16 und der Klemme 11 aufgenommen wird.

Ausserdem muss die der Klemme 7 zugeführte Gleichetromabweichung nicht impulsförmig sein. Ist nämlich eine derartige Abweichung während der ganzen Horizonttil-Periode vorhanden, so wird durch die Wirkung der Abtastschaltung 15 und l6 die Amplitude an der Klemme k während des Auftritts des Impulses dennoch Null gemacht. Zwar entsteht dann an der Klemme k ein videofrequpntes Signal, aber es kann auf einfache ¥eise mit Hilfe frequenzselektiver Mit IeI., z.B. mit Hilfe des Kreises 13» rückgängig gemacht werden. Obenstehend ist angegeben, dass der Wert der Bezugsspannung an dem nicht-invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 14 Null ist. Daraus folgt, dass die Spannung an der Klemme k beim Auftritt des Impulses, der den Schalter \^> schliesst, nahezu Null ist. Dies ist nur anwendbar, wenn der Modulator 1 derart ausgebildet ist, das« die Ausgangsspannung desselben Null ist, wenn das modulierende Signal den Wert hat, für den das Ausgangssignal von dem Wert des Signals an der Trägereingangskleinme unabhängig ist. Ist der Modulator von einem derartigen Aufbau, dass

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die AusgangsSpannung desselben beim Fehlen einer Regelung nicht Null ist, wenn das modulierende Signal den genannten Wert hat, so muss für die Bezugsspannung ein Wert gew;'j'hlt werden, der etwas höher ist als der Wert der Λΐιsgangsspannung unter den genannten Umständen. Dadurch wird zugleich der Gleichspannungspegel an der Klemme k bestimmt.

Weil die Gleichstromabweichung an der Klemme durch die Wirkung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 automa ti sch nahezu Null geworden ist, ist eine Klemmschaltung z\im Festlegen des Gleichstrompegels des Farbdifferenzsignals nicht notwendig. Es kann jedoch passieren, dass der Modulator 1 eine veränderliche Gleichstromunbalanz an der AusgangskJ.emme h hat, während die Regelschleife wegen der nicht unendlichen Verstärkung derselben einen geringen Gleichstromfehler einführt. Auch kann ein Gleichstromfehler verursacht werden dLirch einen oder mehrere, in der Fig. 1 nicht dargestellte Verstärker. Aus diesen Gründen müsste die Bezugsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang der Vergleichsstufe 1^ veränderlich oder mindestens einstellbar sein.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung kann eine konstante Bezugsspannung verwendet werden, die ausserdem von den Eigenschaften des Modulators unabhängig ist. In Fig. 3 sind dieselben Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen angegeben.

In Fig. 3 ist die Klemme k mit einer Eingangsklenune 18 einer Addierstufe 17 verbunden. Die Ausgangsklemme dieser Addierstufe 17 ist mit der Eingangsklemme eines nicht—iixvertierenden Verstärkers 19 verbunden, dessen Ausgangsklemme 21 mit dem Widerstand 12 und mit dem invertierenden Eingang der Vergleichsstufe lh verbinden ist. Die Ausgangsklemme der Vergleichsstufe "\ k isL· mit der Abtastschaltung 15 und 16 und mit einer weiteren Abtast- und Halteschaltung mit einem Schalter und einem Kondensator 23 verbunden, der mit einer zweiten Eingangsklemme Zh der Addierstufe 17 verbunden ist. Der Schalter 22 wird durch einen Impuls P periodisch

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betätigt, der von einem Impulsgenerator 8 erzeugt wird, während der Schalter 15 von einem ebenfalls vom Generator erzeugten Impuls P~ periodisch betätigt wird, der auch der Klemme 7 zugeführt wird. Die Impulse P- und P„ treten während Bezugsintervallen auf, die auf dieselbe Art und Weise wie der Impuls P in Pig. 2c liegen, aber sie dürfen nicht zusammenfallen.

Tritt in dem Ausgangskreis des Modulators 1 eine Gleichstromunbalanz auf, so würde beim Fehlen der die Elemente 14, 22 und 23 enthaltenden Regelschleife ein Gleichspannungspegel dem in Fig. 2g dargestellten Signal an der Klemme 21 überlagert sein. Durch die Wirkung dieser Schleife entsteht am Kondensator 23 eine Spannung v¹ mit der diesem Pegel entgegengesetzten Polarität und nach eim;r Anzahl Perioden des Impulses P₁ stellt die Schleife sich derart ein,dass der Gleichspannungspegel an der Klemme nahezu denselben Wert hat wie die Bezugsspannung, in diesem Beispiel Null, an dem nicht-invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 13· Auf diese Weise wird der G-leichspannungspegel an der Klemme 2.1 auf einem konstanten vorbestimmten Wert gehalten. Dieser Wert kann durch den GIe ic hspannungspegel der in Fig. 3 nicht dargestellten weiteren Stufen, die mit dem Widerstand 12 und dem Kreis 1Ί verbunden sind, bestimmt werden.

Die die Elemente 14, 15 und 16 enthaltende Regel schleife arbeitet in Fig. 3 ^auf dieselbe Art und Weise wie die entsprechende Regelschleife in Fig. 1. In dem Gleichgewichtszustand der Schleife ist das Signal an der Klimme 4 beim Auftritt des Impulses P„ von dem Hilfsträgersignal an der Klemme 6 und von dem Wert der Bezugsspannung an dem nicht-invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 14 unabhängig. Ändert sich das Signal an der Klemme 4 aus irgendeinem Grund, so wird diese Änderung durch die Wirkung der die Elemente 14, 22 und 23 enthaltenden Regelschleife derart verarbeitet, dass das Ausgangssignal an der Klemme 21 dadurch nicht beeinfluast wird. An der Ausgangsklemme der Vergleichsstufe 24 ist ein Signal vorhanden, das gegenüber dem an der Klömme

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verstärkt und invertiert ist. Beim Auftritt des Impulses P₁ ist an der genannten Aus gang sklemrne die Spannung v¹ des Kondensators 23 und beim Auftritt des Impulses P_ ist dort die Spannung ν des Kondensators 16 vorhanden. Die Spannung v' hängt von der Bezugsspannung, die Spannung ν hängt nicht von der Bezugsspannung ab. Diese Spannungen sind also ungleich. ¥ird für die Bezugsspannung ein anderer Wert als Null gewählt, so nehmen die Spannung v¹ sowie der Gleichspannungspegel an der Klemme 21 einen anderen Wert an, während die Spannung

_1U ν und das Signal an der Klemme k ungeändert bleiben. Dabei werden der Einfachheit halber die beiden Schleifenverstärkungen als unendlich gross vorausgesetzt.

Die Impulse P₁ und P„ können zeilensequentiell erzeugt werden, d.h. der Impuls P₁ wird, während einer Horizontal-Austastzeit dem Schalter 22 zugeführt und der Impuls P_ wird während der nachfolgenden Horizontal-Austastzeit dem Schalter I5 zugeführt. Wie es in Fig.1 der Fall war, kann jedoch eine niedrigere Wiederholungsfrequenz gewählt worden. Auf dieseLbe Art und Weise wie in Fig.1 wird mindestens

2Q während des Auftritts des Impulses P₂ aber nioht während des Auftritts des Impulses P₁ eine Gleichstromabweichung in dem der Klemme 2 zugeführten Signal vorgesehen. Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung muss zum Erhalten einer Gegenkopplung diese Abweichung positiv sein. Dasselbe

2Q Resultat wird erhalten, wenn eine negative Gleichstromabweichung mindestens während des Auftritts des Impulses P., aber nicht während des Auftritts des Impulses P„ angelegt wird.

In Fig. h ist eine Schaltungsanordnung für eine NTSC- und/oder PAL-Kodierschaltung dargestellt, wobei also

₃q zwei Farbdifferenzsignale verarbeitet werden. In Fig. k stimmt derjenige Teil, der die Elemente 1 bis einschliesslich 7» 9 bis einschliesslich. 11 und 14 bis einschliesslich 2k enthält, mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 überein und dient zum Modulieren des Farbhilfsträgers mit dem Färb— differenzsignal D. d.h. z.B. das (B-Y)-Signal für die PAL-Norrn oder das I-Signal für die NTSC-Norm. Zum Modulieren mit dem anderen Farbdifferenzsignal D¹ dient derjenige Teil der Schaltungsanordnung, der die Elemente 1¹ bis

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einschilesslieh 7¹, 9» bis einschliesslich 11^! und 14' bis einschliesslich 24' enthält und denselben Aufbau hat wie der erstgenannte Teil. Es handelt sich hier um das Modulieren mit dem Q-Signal der NTSC-Norm. Pur das (R-Y)-Signal der PAL-Norm muss auch noch für die vorgeschriebene zeilensequentielle Umkehrung derselben

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gesorgt werden, was mit Hilfe eines Impulses — mit der halben Zeilenfrequenz, die dem Modulator 1^f zugeführt wird, verwirklicht wird. Dies ist in Fig. 4 gestrichelt dargestellt.

Die Eingangsklemme 21 des (B-Y)- bzw. I-Teils der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ist mit einer Eingang.sklemme einer Addierstufe 25 verbunden. Mit einer anderen Eingangsklemme derselben ist die Ausgangsklemme 21' des (r_y)_ bzw. Q-Teils verbunden. An der Ausgangsklemme der Stufe 25 gibt es noch die Elemente 12 und 13 und an dem Verbindungspunkt derselben ist das gesamte modulierte Ausgangssignal verfügbar. Dafür werden den Klemmen 6 und 6· Farbhilfsträgersignale Sc und Sc¹ mit einem Phasenunterschied entsprechend 90 zugeführt, während ähnliche Impulsο P₁ und P„ wie in Fig.3 und auf dieselbe Art und Weise wie dort wirksam sind.

Ein Nachteil der Schaltungsanordnung nach Fig.4 besteht darin ,dass zwei Verstärker 19 und 19' bzw. zwei Vergleichsstufen 14 und 14', die in der Praxis unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, notwendig sind. Dadurch können Fehler entstehen. Die Schaltungsnordnung nach Fig. ¹J weist diesen Nachteil nicht auf, da die Regelschleife zum Festlegen des Gleichstrompegel^ an der Ausgangsklenime der SchaltungSctnordnung den beiden Teilen derselben gemeinsam ist. Entsprechende Elemente wie in Fig. 4 weisen in Fig.5 dieselben Bezugszeichen auf.

Die Modulatoren 1 und 1· sind in Fig. 5 auf symmetrische Weise ausgebildet. Der nicht-invertierende Ausgang 4 bzw. 4'.. des Modulators 1 bzw. 1' ist über einen Widerstand 26. bzw. 26' mit einem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers I9 verbunden, während dor invertierende Ausgang 4„ bzw. 4' des Modxilators 1 bzw. 1' Ulior

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einen Widerstand 2.6? bzw. 26' mit einem invertierenden Eingang des Verstärkers 19 verbunden sind. Der Kondensator 2 3 ist über einen niclit-invertierenden Pufferverstärker und einen Widerstand 28 mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers I9 verbunden. Zwischen der Vergleichsstufe "\h und dem Schalter 22 liegt ein Trennwiderstand 29. Die Schalter 15 und I5¹ sind beide mit dem Verbindungspunkt des Schalters 22 und des Widerstandes 29 verbunden. Ein PuTferverstärker 30 liegt in der Leitung zwischen dem

"■* Kondensator 16 und der Klömme 11 und ein Pufferverstärker 3O¹ liegt in der Leitung zwischen dem Kondensator I6¹ und der Klemme 11'. Der Widerstand 29 dient zugleich mit den übrigen Widerständen, z.B. dem Ausgangswiderstand der Stufe 1^, dem Kondensator 23 bzw. 16 oder I6¹ , zum

¹^ Emit te.Ln der Zeitkonstanten der drei gebildeten Abtastiind Hai te schaltungen. Im übrigen entspricht der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 der nach Fig. k.

Die die Elemente 1^, 22 und 23 enthaltende Rege]schleife ist auf dieselbe Art und Weise wie die ent-

'■" sprechende Regelschleife in Fig. 3 wirksam. Dafür wird der Schalter 22 durch denselben Impuls P^ wie in Fig. 1 betätigt. Mit den Widerständen 2O₁, 26^, 26₂, 26 «₂, und werden die Ausgangssignale der Modulatoren 1 und 1' sowie die an dem Kondensator 23 entstandene Ausgleichsspannung

^⁵ zusammengezählt. Auf dieselbe Art und Weise wie in Fig.3 wird der Gleichspamrungspegel des modulierten Signals an der Ausgangsklemme 21 des Verstärkers I9 festgelegt, und zwiir auf nahezu den Wert, in diesem Beispiel Null, der Beζugsspannung an dem nicht-invertierenden Eingang, der Vergleichsstufe 14.

Der Schalter I5 wird durch einen Impuls Pp betätigt, der auch der Klemme 7 zugeführt wird und der um eine Zeile später auftritt als der Impuls Ρ*. Die die Elemente Tk, I5 und 16 enthaltende Regelschleife gleicht

auf die bereits erläuterte Art und Weise das Hilfsträgerlecken des Modulators I aus. Auf ähnliche Weise wird der Schalter I5¹ durch einen Impuls P¹ρ betätigt, der auch der Klemme 7' zugeführt wird und der um eine Zeile später

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auftritt als der Impuls P„ . Die die Elemente Ik, 15' und 16' enthaltende Regelschleif e gleicht das Hilf s brii/rnrlook^u des Modulators 1' aus.

Der Impulsgenerator 8 enthält eine Teilschaltimg, die zeilenfrequente Impulse H zugeführt bekommt und die die ¥iederholungsfrequenz derselben durch drei teilt, wodurch die zeilensequentiell aufeinanderfolgenden Impulsreihen P₁, P„ und P'_o erzeugt werden (siehe Fig. 6, inder die Zeit C einmal angegeben ist). Der Generator 8 erzeugt auch ein Signal H/2 mit der halben Zei fc frequenz für die (R~Y)-Umschaltung für die PAL-Norm das im Falle der NTSC-Norm unbenutzt bleibt. Weil die Wiederhol imgsfrequenz des Impulses P' einem Drittel der Zeilenlrequenz entspricht, muss das Signal Ή./2 die Form haben, wie diesf

^ in Fig. 6 angegeben ist. Dabei ist der Impuls P · _o alle seoji.s Zeilen zu dem ursprünglichen Rechteckschaltsignal mit dor halben Zeilenfrequenz addiert. Die dazu erforderliehe Addierstufe ist in Fig. 5 einfachheitshalber nicht dargestellt. Auf dieselbe Art und Weise findet für die dor

™ Klemme 2' zugeführte Abweichung keine (R-Y) —Invertierung statt, wodurch die mit Hilfe der Elemente Ik, 15' und 16' wirksame Regelung eine Mitkopplung geworden wäre. Dasselbe gilt für das Signal H/2 in Fig. 4. Dafür sind Altrirnativen möglich, z.B. das alle sechs Zeilenperioden des Verstärkers 30' invertiert wird,-

Alle beschriebenen Teile der Moduleitorwchal fcurig nach der Erfindung, heute noch mit Ausnahme der Kondensatoren und des Kreises 13» können auf vorteilhafte in einem Halbleiterkörper integriert werden.

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Leerseite

Claims

PHN.9^59 " 12.10.80

30A6460

"PATENTANSPRÜCHE:"

(i_y Modulatorschal tting zur Amplitudenmodulation (AM) eines Videosignals mit periodisch auftretenden Bozugssignalteilen auf ein Trägersignal mit einem Modulator, der eine Trägereingangsklernme zum Zuführen des Trägersignals, eine Modulationseingangsklemme zum Zuführen des Videosignals und eine Ausgangsklemme zur Abnahme des aniplitudenrnodulierten Signals aufweist, weiterhin mit einer mit der Ausgangsklemme des Modulators gekoppelten Regelschleife, die eine während Bezugssignalintervallen

^ wirksame Abtastschaltung enthält zum Erzeugen eines dem Videosignal zuzufügenden Gleichstromausgleichssignals, daidurch gekennzeichnet, dass das Signal an der Modulationseingaiigsklemme (3) des Modulators (i) einen Wert hat, für den das Signal an der Ausgangsklemme (h) des Modulators ' (I¹) während der Zeit, in der die Abtastschaltung wirksam ist, von dem Signal an der Trägereingangsklemrne (2) des Modulcitors (1) nahezu unabhängig ist, und dass die Schaltungsanordnung zugleich eine mit der Ausgangsklemme (Ί) verbundene Addierstufe (17) und eine zweite Regel—

schleife enthält, welche zweite Regelschleife eine während Bezugssignalintervallen wirksame zweite Abtastschaltung (22, 23) enthält zum Erzeugen eines dem Signal an der Ausgangsklemme (4) des Modulators (i) hinzuzufügenden zweiten Gleichstromausgleichssignals (v¹), wobei die

²^ erste Regelschleife an die Ausgangsklemme der Addierstufe angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die·, erste Regelschleife zugleich eine Vergleichsstufe (14), von der eine erste Eingangs-

3" klemme (/4) ein Bezugssignal trägt, aufweist, welche Vergleichsstufe mit einer zweiten Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme in die Regelschleife aufgenommen ist, wobei das Bezugssignal einen ¥ert hat, der demjenigen Wert des

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ORiGiMAL INSPECTED

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Signals an der Ausgangsklemme nahezu entspricht, der von dem Signal an der Trägere ingangskleinme (2) dos Modulators

(1) nahezu unabhängig ist

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an der Trägereingangsklemme

(2) mindestens während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, einen ersten Gleichstrompegel mit einer derartigen Polarität aufweist, dass die erste Regelschleife eine Gegenkopplung verursacht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (15> 10) und eie zweite Abtastschaltung (22,23) nicht gleichzeitig wirksam sind. 5· Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und k, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an der Träger-

'⁵ eingangsklemme (2) mindestens während der Zeit, in der die zweite Abtastschaltung (22, 23) wirksam ist, einen zweiten Gleichstrompegel mit einer derartigen Polarität aufweist, dass die zweite Regelschleife eine Gegenkopplung verursacht, wobei der zweite Gleichstrompegel von dem ersten Gleichstrompegel abweicht.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Eingangsklemme der VergIeichsstufe (14) mit der Ausgangsklemme der Addierstufe (I?) gekoppelt ist, während die Ausgangsklemme der Vergleichsstufe (14) mit den beiden Abtastschaltungen (15, 16 bzw. 22, 23) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abtastschaltung Abtast- und Haiteschaltungen sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch

gekennzeichnet, dass sie eine zweite Addierstufο (5) zum während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, Hinzufügen eines imptil sf örrnigeii Messsignal« zu dem Trägersignal, enthält.

9· Schaltungsanordnung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Umschalter zum wahrend dor Zeit, in der die erste Abtastschaltung wirksam ist, Zuführen eines Gleichstrompegels zu der Trägorelngaiigs-

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klemme (2) umd zum während der Zeit, in der die erste Abtastschaltung nicht wirksam ist, Zuführen des Träger— signals zu der genannten Eingangsklemme, enthält.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vor-

stehenden Ansprüche mit einer zweiten Modulatorschaltung zum Amplituden-modulation eines zweiten Videosignals mit periodisch auftretenden Bezugssignalteilen auf ein zweites Trägersignal, mit einem zweiten Modulator, der eine zweite Trägereingangsklemme zum Zuführen des zweiten Tr a'ger signals, eine zweite Modulationseingangsklemme zum Zuführen des zweiten Videosignals und eine zweite Ausgangsklemme zur Abnahme des zweiten amplitudenmodulierten Signals aufweist, und weiterhin eine dritte Addierstufe zum Addieren des erstgenannten und des zweiten amplitudenmodulierten Signals, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine mit der zweiten AusgangskIemine (k') gekoppelte dritte Regelschleife enthält, die eine während Bezugssignalintervallen wirksame dritte Abtastschaltung (15 * » 16') enthält und ein dem zweiten Videosignal (D¹) zuzufügendes drittes Gleichstromausgleichs:i f7rial wobei das Signal an der zweiten Modulationseingangsklemme (3')> einen Wert hat, für den das Signal an der zweiten Ausgangsklemme (h¹) während der Zeit, in der die dritte Abtastschaltung wirksam ist, von dem Signal an der zweiten Trägereingangsklemme (2¹) nahezu unabhängig ist, erzeugt.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine mit der zweiten Ausgangsklemme (^¹) verbundene vierte Addierstufe (17') und eine vierte Regelschleife enthält, welche vierte Regelschleife eine während Bezugssignalintervallen wirksame vierte Abtastschaltung (22¹, 23') enthält und ein dem Signal an der zweiten Ausgangsklemme hinzuzufügendes viertes Gleichstromausgleichssignal erzeugt, wobei die dritte (15'> 16') und die vierte Abtastschaltung (22·, 23¹) nicht gleichzeitig wirksam sind und wobei die dritte Regelschleife an die Ausgangsklemme der vierten Addierstufe (17 *) angeschlossen ist.

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12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Abtasfcschaltung (15'ι 16') mit der Vergleichsstufe (14) verbunden ist und dass die zweite (22, 23) und die dritte Abtastschaltung (i5^T, 16') nicht gleichzeitig wirksam sind. 13· Schaltungsanordnung nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastschaltungen während eines Horizontal-Austastintervalls (T) des Videosignals ausserhalb des Auftritts des Farbsynchronsignals wirksam sind.

Ik. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 und Anspruch k oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastschaltungen zeilensequentiell wirksam sind. 15· Schaltungsanordnung nach Anspruch ik_} dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Teilerschaltung (in 8) zum Teilen der Wiederholungsfrequenz der zugeführten zeilenfrequenten Impulse (h) und zum Erzeugen zeilensequentieller Impulse aufweist.

16. Schaltungsanordnung nach einem der vorstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal ein Farbhilfsträgersignal ist, während das Videosignal ein Farbdifferenzsignal ist.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16 zum Modulieren eines (R-Y)-Farbdifferenzsignals in einer Farbkodierschaltung für die PAL-Norm, mit einem Generator zum Erzeugen eines blockförmigen Schaltsignals mit der halben Zeilenfrequenz, dadtirch gekennzeichnet, dass sie eine fünfte Addierstufe zum alle sechs Zeilenperioden Addieren ('<5S Impulses, der die Abtastschaltung in der ersten Regelschleife für den (R-Y)-Modulator betätigt, zu dem Schaltsignal mit der halben Zeilenfrequenz (Fig. 6), aufweist.

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