Schaltungsanordnung mit Gleichstromverstärker. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit Gleichstromver stärker. Diese Verstärker sind für verschie dene Zwecke gegenüber die Gleichstromkom ponenten nicht verstärkenden Verstärkern zu bevorzugen. Sie haben aber den Nachteil, dass sogenannte "Trift" eintritt, das heisst, dass ohne Signal im Eingangskreis der Aus gangsstrom allmählich über eine Periode ver schiedener Minuten zu- und abnehmen kann.
Insbesondere bei Fernseheinrichtungen, bei denen ein hoher Verstärkungsgrad An wendung findet, ist diese Erscheinung so hinderlich, dass die Verwendung von Gleich stromverstärkern dabei praktisch unmöglich ist. Es ist aber erwünscht, sie zur Übertra gung der Gleichstromkomponente, die den Hintergrund des Bildes angibt, zu benutzen.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesse rung bei Gleichstromverstärkern zu schaf fen, wodurch keine "Trift" eintritt und die Anwendung bei Fernsehsystemen ermöglicht wird, und ist die Schaltungsanordnung ge- mäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgangsklemmen des Gleich stromverstärkers ein Rückkopplungskreis angeschlossen ist, der eine Elektronenröhre enthält, die nur einen Strom durchlässt, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers einen bestimmten Wert überschreitet, und dass dem Eingangskreis des Verstärkers periodisch ein Spannungsimpuls von solcher Grösse und Polarität zugeführt wird.
class dadurch der Rückkopplungskreis wirksam gemacht wird, infolgedessen ein im Eingangskreis des Ver stärkers eingeschalteter Kondensator perio disch zu einer Spannung aufgeladen wird, die bei Zunahme der Amplitude der an den Ausgangsklemmen auftretenden Spannungs impulse zunimmt und diese Zunahme kom pensiert.
Die Erfindung wird anhand der als Bei spiel gegebenen Zeichnung näher erläutert. In Fig. 1, die ein Fernsehsystem nach der Erfindung darstellt, ist links ein Fern sehsender und rechts ein Empfänger abgebil- det, die durch einen Transmissionskanal, in der Figur eine Leitung 1, 3, verbunden sind. Es ist vorausgesetzt, dass ein Film 5 über tragen werden muss.
Der Film wird mittels einer von einem Motor 9 angetriebenen Scheibe 7 abgetastet. Wie in Fig. 2. angegeben ist, kann die. Scheibe eine Reihe von Abtastlöchern 11 und eine Reihe von auf einem Kreisumfang ange brachten Synchronisierungsöffnungen 13 enthalten. Das zum Abtasten erforderliche, von einer Lichtquelle 15 gelieferte Licht fällt durch ein optisches System 17, durch die Abtastlöcher 11 und durch den Film 5 auf eine photoelektrische Zelle 19. Diese ist über eine Batterie 21 mit dem Eingangs kreis eines Gleichstromverstärkers 23 ver bunden.
Der Ausgangskreis des Verstärkers 2'3 ist mittels eines Widerstandes 25 und einer Selbstinduktion 27 mit dem Eingangskreis des Gleichstromverstärkers 29 gekoppelt, der einen hohen Verstärkungsgrad besitzt. Die Spule 27 dient zur Verbesserung der Verstärkung der hohen Frequenzen. Der Kopplungskreis zwischen den Verstärkern 23 und 29 enthält ferner einen Kondensator 31, der wie im folgenden beschrieben wird, in Kombination mit einem Kompensationskreis zur Triftbeseitigung bestimmt ist.
Der Ausgangskreis des Verstärkers kann mit der Transmissionsleitung 1, 3 aber auch mit einem Sender verbunden sein.
Zur Triftbeseitigung ist ein Kompen sationskreis 33 vorgesehen, dessen Eingangs kreis mit dem Ausgangskreis des Verstärkers 29 verbunden ist, während der durch den ge strichelt gezeichneten, veränderlichen Wider stand .dargestellte Ausgangskreis parallel zu dem Kondensator ,31 geschaltet ist.
Das Licht einer zweiten Lichtquelle 35 fällt durch ein optisches System 37 und die Synchronisierungslöcher 1.3 der Scheibe 7 auf die photoelektrische Zelle 39. Diese ist über eine Batterie 41 mit dem Eingangskreis eines Synchronisierungsverstärkers 43 ver bunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers 43 ist über eine Leitung 45 und eine einen Kondensator 47 und einen Widerstand 49 enthaltende Verbindung mit dem Eingangs kreis des Gleichstromverstärkers 23 verbun den.
Der Synchronisierungsverstärker 43 ist so eingerichtet, dass dem Gleichstromverstär ker 23 Synchronisierungsimpulse zugeführt werden, die eine der Polarität der Bildsignale entgegengesetzte Polarität haben. Die Ab tastscheibe ist zu .diesem Zweck mit derart angeordneten Masken versehen, dass die Syn- chronisierungsimpulse während Intervallen eintreten, in denen keine Bildsignale über tragen werden.
Der Charakter des dem Eingangskreis des Verstärkers 23 zugeführten Signals ist in Fig. 3. angegeben. Jede Abtastlinie des Bil des ist durch positive Spannungswellen 51 dargestellt, die durch kurze Intervalle ge trennt sind. Während dieser Intervalle wer den Synchronisierungsimpulse mit einer ne gativen Polarität dem Verstärker 23 zuge führt. Diese negativen Impulse werden so wohl für die Synchronisierung, als auch zur Steuerung des Kompensationskreises 33 be nutzt, wodurch der Gleichstromverstärker 29 stabilisiert wird. Sie können aber auch aus schliesslich zum letztgenannten Zweck be nutzt werden.
Der in Fig. 1 dargestellte Empfangs apparat enthält einen Gleichstromverstärker 55, der die Bildsignale verstärkt und dem Steuergitter 57 und der Kathode 59 einer Kathodenstrahlempfangsröhre 61 zuführt. Diese ist mit Ablenkspulen 63 und 65 ver sehen, die mit Oszillatoren 67 und 68 ver bunden sind. Diese Oszillatoren erzeugen Sägezahnwellen zur Ablenkung des Katho denstrahls in waagrechter und senkrechter Richtung.
Die Oszillatoren 67 und 68 wer den mittels eines Selektors 70, der mit der Übertragungsleitung 1, 3 verbunden ist und den Oszillatoren Synchronisierungsimpulse zuführt, mit dem Sender im Gleichlauf ge halten. Der Kreis 66 ist zwischen den Selek- tor 70 und die Oszillatoren 67 und 68 ge schaltet und ist für die Trennung der waag- rechten und senkrechten Synchronisierungs- impulse bestimmt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei auf das in Fig. 4 dargestellte Schaltbild hingewiesen. Der Gleichstromverstärker 23 enthält eine Entladungsröhre 71 mit einer Kathode<B>70,</B> einem Steuergitter 7'5, einem Schutzgitter 77 und einer Anode. 79. Die Batterie 81 erteilt dem Steuergitter 75 die richtige negative Vorspannung. Die Photo zelle 19 enthält eine Kathode 85 und eine Anode 87. Die Kathode ist mit dem Steuer gitter 75 und die Anode über eine Batterie 21. mit der Kathode 73 verbunden. An die Anode 79 wird über eine Spule 27 und einen Widerstand 25 die Spannung der Batterie 89 gelegt. Das Schutzgitter 7 7 ist gleich falls mit einem Punkt dieser Batterie ver bunden.
Der Hauptverstärker 29, der einen sol chen Verstärkungsgrad hat, dass Massnahmen zur Triftbeseitigung getroffen werden müs sen, enthält eine Entladungsröhre 91 mit einer Kathode 93, einem Steuergitter 915, einem Schutzgitter 97 und einer Anode 99. Eine zweite Röhre 101, zweckmässig eine Penthode, enthält eine Kathode 10,3, ein Git ter<B>105,</B> ein Fanggitter<B>107,</B> ein Schutzgitter 109 und eine Anode 111. Das Steuergitter <B>95</B> der Röhre 91 ist unmittelbar mit der Anode 79 der vorhergehenden Röhre 71 ver bunden. Die Kathode 93 ist mit dem untern Ende der Spule 27 über den Kondensator 31 und den Kompensationskreis 33 verbunden, wie im folgenden beschrieben ist.
Die Anode erhält über einen Widerstand 113 und eine Spule 115 eine positive Spannung von der Batterie 117. Das Schutzgitter 97 ist gleich falls mit einem Punkt dieser Batterie ver bunden. .
Das Steuergitter 105 der Penthode 110 ist: unmittelbar mit der Anode 99 der Röhre 91 verbunden. Die Kathode 103 ist mit einem Punkt der Batterie 117 verbunden, wodurch das Steuergitter 105 die richtige negative Vorspannung erhält. Die Anode 113 ist über den Widerstand 119 mit der positiven Klemme der Batterie 121 verbun- den. Das Fanggitter 10,7 und das Schutzgit ter 109 sind ebenfalls mit geeigneten Punk ten derselben. verbunden.
Der Kompensationskreis enthält eine Ent ladungsröhre 12,3. mit einer Kathode 125, einem Steuergitter 12:7, einem Schutzgitter 129 und einer Anode<B>131.</B> Das Steuergitter 127 ist über eine Vorspannungsbatterie 1'33 mit der Anode des Gleichstromverstärkers 29, ünd die Kathode 125 über eine Leitung 135 mit der Kathode 93 der Verstärkerröhre 91 verbunden, wodurch die Verbindung des Ein gangskreises der Kompensationsröhre 12:
3 mit dem Ausgangskreis des Gleichstromver stärkers 29 vervollständigt.wird. Die Anode <B>131</B> ist über den Widerstand 137 mit der positiven Klemme der Batterie 139 verbun den, der gleichfalls das Schutzgitter 129 seine Spannung entnimmt. Der Ausgangs kreis der Röhre 12,3 ist parallel zu dem Kondensator 31 geschaltet. Die Verbindun gen werden durch eine Leitung 1.3'5 und eine Vorspannungsbatterie 141. gebildet, deren positiver Pol mit der Anode 131 und deren negativer Pol über eine Leitung 143 mit der Gitterseite des Kondensators 31 verbunden ist.
Die Spannung der Batterie 1313 wird zweckmässig derart gewählt, dass die Röhre 123 gerade gesperrt ist. Infolgedessen wer den die Bildsignale, die eine negative Pola rität haben an der Stelle, an der sie der Kompensationsröhre zugeführt werden, dar auf keinen Einfluss ausüben, während die Synchronisierungsimpulse, die dort eine posi tive Polarität haben, einen Stromstoss im Ausgangskreis verursachen, wodurch der Kondensator 31 aufgeladen wird.
Die Wirkung dieser Stromimpulse wird klar, wenn man den Eingangskreis der Röhre 91 betrachtet. Dieser erstreckt sich von der Kathode 9@3 über die Leitung 135, die Ano denbatterie 139, den Anodenwiderstand 137, die Vorspannungsbatterie 141, die Leitung 143, die Spule 217 und den Widerstand 25 zu dem Steuergitter 95. Es sei bemerkt, dass die Spannung zwischen der Kathode 125 und der Platte 131 eine Polarität hat, die jener der Batterie 141 entgegengesetzt ist. Dem- zufolge wird, wenn die positive Spannung der Platte<B>131</B> abnimmt, die negative Vor spannung am Steuergitter 95 zunehmen.
Infolge des vorhandenen Kondensators 31 aber wird die Vorspannungsänderung allmählich, mit Änderungen in der Grösse der Plattenstromimpulse schwanken, die den Kondensator 31 bis zu einer von der Stärke der Impulse abhängigen Spannung aufladen. Der Kondensator 31 und der zum Konden sator parallele Widerstand 1:37 haben einen hinreichenden Wert, um die Plattenstrom- impulse zu integrieren, wodurch dem Ein gangskreis des Verstärkers 29 eine Vorspan- nung zugeführt wird, die sich allmählich, entsprechend der "Trift", des Verstärkers ändert.
Der Synchronisierungsverstärker 43, der während Intervallen, in denen keine Bild signale vorhanden sind, die Synchronisie- rungsimpulse liefert, enthält eine Entla dungsröhre 145 mit einer Kathode 147, einem Steuergitter 149, einem Schutzgitter 151 und einer Anode 153. Das .Steuergitter 149 ist über einen Widerstand 155 und eine Vor spannungsbatterie 157 mit der Kathode ver bunden.
Die Kathode 159 der Photozelle 39 ist unmittelbar mit dem Steuergitter 149 verbunden, während die Anode 161 über die Batterie 41 mit dem untern Ende des Wi derstandes 155 verbunden ist.
Die Anode 153 ist über einen Wider stand 163 mit dem positiven Pol einer Ano denbatterie 165 verbunden. Das Schutzgit ter 151 ist gleichfalls mit einem Punkt die ser Batterie verbunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers 43 ist über Leitungen 45 und 135 mit dem Eingangskreis des ersten Gleichstromverstärkers 23 verbunden. Die Anode<B>153</B> der Verstärkerröhre 145 ist über einen Kondensator 47 und einen Widerstand 49 mit dem Steuergitter 75 der Verstärker röhre 71 verbunden. Die Kathode 147 ist über Leitungen 45 und 135 geerdet.
Es ist ersichtlich, dass die beiden photo elektrischen Zellen Stromimpulse entgegen gesetzter Polarität entstehen lassen, da die Synchronisationsimpulse von zwei Verstär kern und die Bildimpulse nur von einem einzigen Verstärker verstärkt werden.
Auf der Empfangsseite ist ein Gleich stromverstärker 55 mit einer Entladungs röhre 1.67 vorhanden. Das Steuergitter 171 ist über die Leitung 1 und die Kathode 169 über die Leitung 3 mit dem Ausgangskreis des Verstärkers 29 auf der Sendeseite ver bunden. Der Plattenstrom wird von einer Batterie 183 über einen Widerstand<B>181</B> ge liefert. Das Steuergitter 57 der Kathoden strahlröhre 61 ist mit einem verstellbaren Kontakt auf dem Widerstand 181 verbun den. Die Kathode 59 ist mit einem Punkt der Batterie 183 verbunden, der derart ge wählt ist, dass das Steuergitter 5 7 die rich tige negative Vorspannung erhält.
Der Selektor 70 enthält eine Röhre 69, deren Steuergitter <B>187</B> und Kathode<B>185</B> mit den Leitungen 1 und :3 verbunden sind. Die Kathodenverbindung enthält eine Batterie 193 mit einer solchen Spannung, dass die Röhre 69 gerade gesperrt ist. Die .Spannun gen für die Anode und das Steuergitter wer den einer Batterie 197 entnommen. Der Ausgangskreis der .Selektorröhre 69 ist mit dem Kreis 66 verbunden.
Da die Selektür- röhre 69 gesperrt ist, wird sie durch Bild signale nicht beeinflusst, die Synchronisie- rungssignale werden aber den Ablenkoszil- latoren 67 und 68 zugeführt.
Die Wirkung der Kompensationsröhre 12.3 und des Kondensators 3-1 ist in der Fig. 5 veranschaulicht. In dieser Figur stellt die Kurve 20-3- den Plattenstrom als eine Funktion der Spannung am Steuergitter dar. 51 und 53 sind die Kurven, welche die Bild bezw. Synchronisierungssignale in bezug auf eine Zeitachse angeben, die sich durch den Punkt erstreckt, der die negative Vorspan- nung der Kompensationsröhre 123 angibt. Es ist ersichtlich, dass diese Vorspannung grösser als der 'zur völligen Sperrung der Röhre erforderliche Wert ist.
Die Bildsignale können auf den Kompen sationskreis keinen Einfluss haben. Die Syn- chronisierungssignale aber werden in jedem Augenblick, in dem ein solches Signal vor- lianden ist, einen Plattenstrom herbeiführen. Diese Impulse sind durch die Rechtecke 205 dargestellt und werden vom Kondensator 31 zii einem in der Figur durch die gestrichelte Linie 207 angegebenen, nahezu konstanten Strom integriert. Auf diese Weise wird die C ittervorspannung der Röhre _ 91 durch die Synchronisierungsimpulse geregelt.
Es wird zum Beispiel angenommen, dass "Trift" in einer solchen Richtung auftritt, class der Plattenstrom der letzten Röhre zu nimmt. Hierdurch entsteht eine Verringe- rwib der positiven Spannung der Anode 111, wodurch das Steuergitter 127 stärker negativ wird. Diese Zunahme negativer Vorspan- nung ist durch eine gestrichelte Linie 209 angegeben. Die Bildsignale und die Syn- chronisierungssignale werden gleichfalls nach der gestrichelten Lage verschoben.
Je grösser die Verschiebung der Synchro- nisierungssignale in negativer Richtung ist, desto geringer werden die Plattenstromim- pulse im Ausgangskreis der Röhre 123 sein. Diese Verringerung ist durch die gestrichelte Linie 205a angegeben. Diese kleineren Im pulse werden vom Kondensator 31 integriert., wodurch ein ununterbrochener Strom fliessen wird, der die negative Vorspannung erzeugt, wie durch die gestrichelte Linie 211 angege ben ist.
Eine Zunahme des Stromes im Aus gangskreis des Gleichstromverstärkers 29 ergibt eine Abnahme der negativen Vor- spa.nnung im Eingangskreis, und da diese Abnahme der negativen Vorspannung eine Abnahme des Plattenstromes veranlasst, wird eine Kompensationswirkung erreicht. Bevor rler Ausgangsstrom des Verstärkers 29 zu nehmen oder abnehmen kann, wird sich also die Vorspannung der ersten Röhre 91 derart ändern, dass der Änderung im Ausgangs strom entgegengewirkt wird.
Der Kompensationsgrad oder der Trift- prozentsatz, der ausgeglichen wird, ist der Verstärkung im sich von dem Steuergitter <B>127</B> über den Verstärker 29 zu dem Steuer gitter 127 zurück erstreckenden Kreis pro- portional. Wenn zum Beispiel in Fig. 4 die Verstärkung im Kreis 10000 ist (wobei gleichzeitig -zu beachten ist, dass die Röhre 123 nur während kurzer Zeit wirkt) und der Plattenstrom der Verstärkerröhre 91 um 1 Volt schwankt,
so wird eine Änderung der Spannung am Gitter 105 der zweiten Ver- stärkerröhre 101 im Betrage eines Zehntau- sendstels V zum völligen Ausgleich der er wähnten Änderung hinreichen. Da diese Wirkung aber nicht eintreten kann, wird der neue Gleichgewichtspunkt um etwas weniger als ein Zehntausendstel V von dem Wert vor der Änderung um 1 V verschieden sein. Die Balanzwirkung beträgt dann mehr als 99,99%.
Die höchste Frequenz, die ausbalanziert werden kann, wird durch die Kapazität des Kondensators 31 und durch die Periode der Synchronisierungsimpulse bedingt. Annä hernd der Synchronisierungsfrequenz ent sprechende Frequenzen können nicht ausba- lanziert werden, da sie zwischen aufein- anderfolgenden Synchronisierungsfrequenzen vorkommen . können.
Durch Verringerung der Kapazität des Kondensators unterhalb eines bestimmten Wertes gewinnt man also nichts, da kein grösserer Teil des Frequenzen spektrums beseitigt werden kann, und wenn der Kondensator kleiner wird, eine grössere Modulation des Bildhintergrundes entsteht. Wenn die Kapazität des Kondensators 31 zu gering, oder wenn der ihm parallel geschal tete Widerstand zu klein ist, wird sich der Wert der Vorspannung am Gitter 95 zwi schen Synchronisierungsimpulsen beträcht lich ändern können.
Der Kondensator 31 muss eine hinreichende Kapazität haben, um eine Modulation des Bildhintergrundes ver hindern zu können. Auf der andern Seite darf sie nicht so gross sein, dass der Kompen sationskreis auf Änderungen in den Zustand des Verstärkers zu langsam reagiert, da "Trift" beim Auftreten unmittelbar korri giert werden soll.
Aus obigem geht hervor, dass die Kapa zität des Kondensators 3'1 und der Wider stand 137 innerhalb weiter Grenzen schwan- ken dürfen. In der Praxis sind mit einer Kapazität von 1,u F und einem Widerstand von 100000 Ohm gute Ergebnisse erhalten worden.
Obgleich bei der beschriebenen Ausfüh rungsform die Bildsignale und die Synchro- nisierungssignale entgegengesetzter Polari tät sind, können sie auch die gleiche Pola rität haben, wenn nur die Amplitude der Synchronisierungssignale beträchtlich grösser als jene der Bildsignale gewählt wird.
Wenn zum Beispiel in h'ig. 5 die Bildsignale posi tiv gewählt werden und eine Amplitude haben, die ungefähr die Hälfte jener der Synchronisierungssignale beträgt, so werden nur letztere einen Strom im Plattenkreis der Kompensationsröhre erzeugen.
Solche Si- gnale können dadurch erreicht werden, dass die Anzahl von Verstärkerstufen in Bild- bezw. Synchronisierungskanälen richtig ge wählt werden.