DE1013712B

DE1013712B - Schaltungsanordnung fuer einen gesteuerten Oszillator

Info

Publication number: DE1013712B
Application number: DER14355A
Authority: DE
Inventors: George Clifford Sziklai
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1953-06-16
Filing date: 1954-06-03
Publication date: 1957-08-14
Also published as: US2853546A; GB760749A; NL112270C; FR1104301A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen für gesteuerte Oszillatoren, welche in Fernsehempfängern u. dgl. synchron mit einer Vergleichsspannung arbeiten sollen.

Bei einem bekannten Farbfernsehsystem liegen die Seitenbänder einer Unterträgerspannung, weiche entsprechend der Farbinformation eines fernzusehenden Gegenstandes sowohl phasen- als amplitudenmoduliert ist, innerhalb der oder zwischen den Videosignalen, welche die Helligkeit des Gegenstandes wiedergeben. Wenn man die Frequenz der Farbunterträgerspannung richtig wählt, werden die durch die Farbsignalmodulation entstandenen Seitenbänder zwischen die Seitenbandfrequenzen. welche das HeUigkeitssignal wiedergeben, eingelagert.

Bei solchen Systemen wird die Farbinformation im Empfänger durch synchrone Demodulation der Farbunterträgerspannung gewonnen. Die Demodulation findet unter Steuerung durch einen Oszillator statt, der synchron und in einer bestimmten Phasenlage zu der empfangenen phasen- und amplitudenmodulierten Farbunterträgerspannung arbeitet.

Für die Synchronisierung der Oszillatarfrequenz im Empfänger ist es gegenwärtig üblich, ein zusammengesetztes Signal zu übertragen, welches zusätzlich zu den Videosignalen, die ihrerseits die Helligkeitswerte übertragen, und zusätzlich zu der Farbinformation sowie den gewöhnlichen Horizontal- und Vertikalimpulsen kurze Wellenzüge von je mehreren vollständigen Schwingungsperioden der Farbunterträgerspannung enthält, die jeweils auf die Horizontalimpulse folgen.

Die Demodulation der Farbunterträgerspannung und ihrer Seitenbänder geschieht, wie oben bemerkt, bei bestimmten Phasen oder sogenannten Achsen. Da die Genauigkeit dieser Phasenspannungen die Farbtreue in der Bildwiedergaberöhre beeinflußt, muß mit dem erwähnten zusammengesetzten Signal auch eine Information bezüglich einer Vergleichsphase übertragen werden. Die Farbsynchronisierungsinformation, die als Wellenzug bezeichnet wird, muß aus dem zusammengesetzten Signal abgetrennt und zur Bildung zweier dauernd vorhandener Signalspannungen oder Phasen, die der /- oder 0-Achse entsprechen, benutzt werden. Diese Signalspannungen werden in zwei Synchrondetektoren benutzt, deren Ausgangsspannungen die /- und Q-Signale der gegenwärtigen Farbfernsehempfänger sind. Diese stets vorhandenen Signalspannungen können an sich auf verschiedene Weise erhalten werden. Man kann hierzu einen Kristalloszillator benutzen, dessen genaue Frequenzhöhe durch eine Blindröhre bestimmt wird, die ihrerseits wieder mittels eines Fehlersignals gesteuert wird, das proportional der Phasenabweichung der einlaufenden

Schaltungsanordnung
für einen gesteuerten Oszillator

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Juni 1953

George Clifford Sziklai, Princeton, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Synchronisierungsinformation, d. h. der einlaufenden Wellenzüge von der Oszillatorausgangsspannung ist.

Es ist bereits ein Verfahren zur Gleichlaufregelung eines Ablenkspannungserzeugers für Fernseheinrichtungen bekannt, bei welchem durch eine Vergleichsschaltung eine der Abweichung einer Vergleichsspannung von der zu beeinflussenden Spannung ent- sprechende Steuerspannung erzeugt wird, mit der dann der Generator der zu beeinflussenden Spannung gesteuert wird. Durch die Erfindung wird diese bekannte Schaltung verbessert, indem die Erzeugung der Steuerspannung in dem Verstärkerelement des Generators bzw. Oszillators selbst erfolgt. Dadurch wird die bekannte Schaltung wesentlich vereinfacht und verbilligt.

Es ist auch bereits bekannt, für einen geregelten Oszillator eine Pentode zu verwenden. Die Regelung erfolgt durch Änderung des Potentials am Bremsgitter durch Änderung der Rückkopplung. Dabei wird die Regelspannung auch in derselben Röhre erzeugt. Dieser Schaltung gegenüber besitzt die erfindungsgemäße Schaltung den Vorzug größerer Einfachheit und den Vorzug, daß nur eine Triode statt einer Pentode benötigt wird; auch ist die Regelung am Steuergitter wirksamer als am Bremsgitter.

Schließlich sind Oszillatorschaltungen mit Trioden bekannt, wobei die Schwingungen des Oszillators

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durch eine dem Steuergitter-zugeführte Vergleichsfrequenz im Tritt gehalten werden. Diese Oszillatoren können nicht mit kurzdauernden Wellenzügen synchronisiert werden, sie sind außerdem sehr empfindlich gegen Störimpulse.

Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, ein selbsttätiges Frequenzsteuersystem z. B. für Farbfernsehempfänger anzugeben, welches die Synchronisierung eines Oszillators zur Lieferung einer Farbunterträgervergleichsspannung mittels der empfangenen Wellenzüge der Farbunterträgerspannung vereinfacht und verbessert.

Weiterhin bezweckt die Erfindung, eine Oszillatorschaltung anzugeben, welche mittels der empfangenen einzelnen Wellenzüge in Tritt gebracht werden kann und welche bis zum Empfang des nächsten Wellenzuges dann mit dieser Phase weiterschwingt.

Außerdem bezweckt die Erfindung, einen Oszillator zur Lieferung einer Vergleichsspannung oder Vergleichsfrequenz anzugeben, der gegen Amplitudenschwankungen unempfindlich ist und der daher keine besondere Begrenzungsstufe erfordert. _

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist schließlich die Schaffung eines selbsttätigen Frequenzsteuersystems für Fernsehempfänger u. dgl., welches mit einem einzigen elektrischen Halbleiter als Oszillator arbeitet, der gleichzeitig der Phasendetektor und außerdem noch die der Blindröhre entsprechende Einrichtung ist.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltungsanordnung für einen gesteuerten Oszillator, welcher mit einer Vergleichsspannung in Phase gehalten werden soll und dessen Frequenz von einer Steuerspannung beeinflußt wird, die von der Phasendifferenz zwischen der Oszillatorspannung und der Vergleichsspannung abhängt und bei welcher der Oszillator ein einziges Verstärkerelement enthält, das durch eine an dasselbe angeschlossene Schaltung zu einem Oszillator ergänzt wird und zugleich als S teuer reaktanz wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerelement aus einer Vakuumröhren- oder aus einer Transistortriode besteht, die eine Steuerelektrode besitzt und die so geschaltet ist, daß durch Kombination der Oszillator- und der Vergleichs spannung ein Strom erzeugt wird, der der Phasendifferenz zwischen den beiden Spannungen proportional ist, daß ferner dieser Strom einem Zeitkonstantennetzwerk zugeführt wird und daß schließlich die dadurch entstehende Gleichspannung an der Steuerelektrode des Verstärkerelements zur Änderung seiner Reaktanzeigenschaften liegt.

Der Erfindungsgedanke soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in Blockform diejenigen Teile eines Farbfernsehempfängers, welche sich auf die Farbinformation des empfangenen zusammengesetzten Signals auswirken und die Wirkungsweise der Erfindung erläutern;

Fig. 2 ist ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen gesteuerten Oszillators, der in der Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 3 ist ein Schaltbild eines phasengesteuerten Halbleiteroszillators gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines phasengesteuerten Oszillators unter Verwendung einer Elektronenröhre.

Bei Fernsehsystemen derjenigen Art, bei welchen die Erfindung anwendbar ist, wird die Videoinformation während wiederkehrender Intervalle übertragen, und die Abtaststeuersignale oder Synchronisierimpulse werden ebenso wie die Austastsignale zwischen diesen ersterwähnten Intervallen übertragen. Jedem Austastimpuls oder Basisimpuls wird ein horizontaler Synchronisierimpuls überlagert, und derjenige Teil des Basisimpulses, der auf den erwähnten Synchronisierimpuls folgt, wird häufig als die sogenannte Rückstufe bezeichnet. Dieser letztere Begriff sei auch im folgenden verwendet. Während dieser Rückstufe wird ein

ίο Umschaltsteuersignal einer geeignet gewählten Frequenz übertragen. Dieses Umschaltsignal folgt also jeweils auf den Zeilenimpuls und liegt innerhalb der Dauer des Basisimpulses. Im Empfänger wird das Umschaltsignal zur Steuerung der Phase und der Frequenz des Vergleichsfrequenzoszillators benutzt. Auf diese Weise kann die Umschaltung im Empfänger mit der Umschaltung im Sender sehr genau synchron gehalten werden und im übrigen der Fernsehempfänger bezüglich des Bildaufbaus in der normalen Weise arbeiten.

Tn Fig. 1 ist mit 5 der übliche sogenannte Empfangsteil eines Fernsehempfängers bezeichnet, der einen Trägerfrequenzverstärker oder Hochfrequenzverstärker, einen Frequenzwandler und einen zweiten Detektor enthält, so daß das zusammengesetzte Fernsehsignal mit seinem Videosignal, welches sowohl die Helligkeitsinformation enthält als auch die Farbinformation, in Form eines phasen- und amplitudenmodulierten Unterträgers aus der empfangenen Trägerwelle gewonnen wird. Die Frequenz dieses Unterträgers ist eine Frequenz, die im oberen Bereich der Helligkeitsfrequenz liegt. Das zusammengesetzte Signal enthält natürlich auch die gewöhnlichen Horizontal- und Vertikalimpulse für die Ablenksteuerung des Empfängers synchron mit derjenigen des Senders. Außerdem enthält das zusammengesetzte Signal einen Wellenzug von je mehreren Schwingungsperioden der Farbunterträgerspannung, der innerhalb der Rückstufe der Zeilenimpulse übertragen wird. Das zusammengesetzte Signal wird vom Empfangsteil 5 in an sich bekannter Weise einem bekannten Videoverstärker 6 zur sogenannten Niederfrequenzverstärkung zugeführt.

Von der Ausgangsseite des Verstärkers 6 werden mittels Frequenzfiltern die für die Steuerung der verschiedenen Teile des Fernsehempfängers notwendigen Signale abgenommen. Die Synchronisierimpulse für die Ablenkungssteuerung werden in einer Trennstufe 7 gewonnen, an welche die Ablenkschaltungen 8 für den Kathodenstrahl der Bildwiedergaberöhre angeschlossen sind. Die Intensitätsinformation gelangt von der Ausgangsseite des Verstärkers 6 auf eine sogenannte Farbmatrix, welche aus einer roten Additionsstufe 9, einer blauen Additionsstufe 10 und einer grünen Additionsstufe 11 besteht.

Die Farbinformation wird von dem zusammengesetzten Signal mittels zweier oder dreier synchroner Farbdemodulatoren, die durch das Rechteck 12 dargestellt sind, gewonnen. In Wirklichkeit enthält das Rechteck 12 zwei Synchrondemodulatoren. Diese dienen dazu, die aus dem zusammengesetzten Signal gewonnene Information mit der Spannung eines Vergleichsfrequenzoszillators zu vergleichen, der im folgenden noch näher behandelt werden wird.

Die Farbsynchronisierung, auf welche sich die Erfindung bezieht, wird mit Hilfe einer Verriegelungsstufe 13 für die Wellenzüge bewerkstelligt, die durch einen Zeilenimpuls 14 entriegelt wird, der von der Ausgangsseite der Ablenkschaltung 8 abgenommen und verzögert der Wellenzugstufe 13 zugeführt wird.

Die Wellenzugstufe 13 wird somit durch den Impuls

14 aufgetastet und läßt die Wellenzüge in der Ausgangsspannung des Verstärkers 6 zum Phasendetektor

15 durchtreten.

Ein Vergleichsoszillator 16., der mit der Frequenz der Unterträgerspannung arbeitet, muß natürlich mit der Schwingungsfrequenz, die innerhalb der Wellenzüge übertragen wird, genau in Phase gehalten werden. Daher wird ein Teil der Ausgangsenergie des Oszillators 16 ebenfalls dem Phasendetektor 15 zugeführt, in welchem die Frequenz dieses Oszillators 16 mit der innerhalb der Wellenzüge übertragenen Frequenz verglichen wird und aus welchem eine Korrekturspannung der nach Art einer Blindröhre arbeitenden Einrichtung 17 zugeführt wird. Wie bei Oszillatorschaltungen üblich, beeinflußt die Einrichtung 17 die Höhe der Vergleichsfrequenz, um Phasenabweichungen zwischen der innerhalb der Wellenzüge übertragenen Frequenz und der Ausgangsfrequenz des Oszillators zu korrigieren.

Die Ausgangsspannung des Oszillators 16 wird ferner den Synchrondemodulatoren 12 zugeführt, um die Phasen oder Achsen für den Demodulationsvorgang festzulegen. Da die Genauigkeit dieser Phasen die Farbtreue der Bildwiedergabe beeinflußt, ist natürlich eine sehr genaue Steuerung des Oszillators 16 notwendig.

Der Phasendetektor 15, die Einrichtung 17 und der Vergleichsoszillator 16 stellen diejenigen normalen Bestandteile des Farbsynchronisierkanals eines Farbfernsehempfängers dar, die häufig als Farbenhalteschaltung bezeichnet werden und die in Fig. 1 innerhalb des punktiert gezeichneten Rechtecks 18 liegen. Bei Benutzung der üblichen Schaltung für diese Bestandteile müssen die drei Funktionen des Phasenvergleichs einschließlich der Herstellung einer der jeweiligen Phasendifferenz entsprechenden Spannung, der Schwingungserzeugung und der Frequenzsteuerung des Oszillators gleichzeitig von drei getrennten Stufen, die je eine Vakuumröhre oder einen sonstigen Verstärker enthalten, übernommen werden.

Gemäß der Erfindung können diese Funktionen von einer einzigen Stufe, beispielsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung, übernommen werden. Die Schaltung nach Fig. 2 kann die ganzen innerhalb des punktierten Rechtecks 18 in Fig. 1 gezeichneten Bestandteile ersetzen und besteht aus einem Punktkontakttransistor 25, der der Erzeugung sinusförmiger Schwingungen dient. Zu diesem Zweck ist ein Schwingungskreis 26 mit einer Spule 27 und einem verstellbaren Kondensator 28 über einen Kopplungskondensator 31 zwischen den Emittor 29 und die Basiselektrode 30 gelegt. Die Klemmen 32 dienen zum Anschluß eines Verbrauchers, z. B. des Farbdemodulators 12. Eine dieser Klemmen liegt über einen Kopplungskondensator 33 am Verbindungspunkt des Schwingungskreises mit dem Kondensator 31. Die andere Klemme 32 kann an ein festes Potential, z. B. an das geerdete Gerätegehäuse, angeschlossen werden. Die Klemmen 32 in Fig. 3 entsprechen in Fig. 1 der Klemme 32 zwischen der Farbenhalteschaltung 18 und den Synchrondemodulatoren 12.

Gemäß der Erfindung werden weiterhin zwei Widerstände 35 und 36 in Serienschaltung zwischen die Basiselektrode 30 und Erde zum Zweck der selbsttätigen Regelung der dem Transistor 25 zugeführten Vorspannung eingeschaltet. Der Vorspannungskreis wird durch Anschluß des Verbindungspunktes der Widerstände 35 und 36 an eine Mittelanzapfung der Spule 27 vervollständigt. Parallel zum Widerstand 36 liegt ein Kondensator 37 zu einem im folgenden noch näher beschriebenen Zweck. Es wurde gefunden, daß die Zeitkonstante des Widerstandes 36 und des Kondensators 37 etwa 60 Mikrosekunden betragen muß, um in der Pause zwischen den Wellenzügen den Oszillator in seinem durch den vorhergehenden Wellenzug ein-, gestellten Zustand zu halten. Diese Zeitkonstante hängt natürlich von der Länge des Intervalls zwischen zwei Wellenzügen ab und soll normalerweise wenigstens das Dreifache dieses Intervalls betragen.

Um eine Vergleichsspannung, z. B. den durchgelassenen Wellenzug, dem Oszillator für Vergleichszwecke zuzuführen, wird eine Spule 38 zwischen die negative Klemme einer Batterie 34 und die Kollektorelektrode des Transistors 25 eingeschaltet. Die Batterie kann für die Signalfrequenz durch einen Kondensator 41 überbrückt werden. Das Wellenzugsignal von der Stufe 13 kann über eine Spule 40 den Eingangsklemmen 20, die auch in Fig. 1 dargestellt sind, zu- geführt werden.

Es ist bekannt, daß ein Punktkontakttransistor mit einem N-Halbleiterkörper nach Fig. 2 nur dann Strom führt, wenn die Basiselektrode negativ gegenüber dem Emittor ist. Wenn man annimmt, daß der Transistor aus P-Halbleitermaterial besteht, muß natürlich die umgekehrte Spannung vorhanden sein. Ferner kann ein Punktkontakttransistor nach Fig. 2 als Sinusgenerator arbeiten, wenn ein Parallelresonanzkreis in der Basiselektrodenzuleitung liegt, da dort ein negativer Widerstand des Transistors auftritt. Wenn die Kollektorelektrodenspannung etwa 180° gegenüber der am Resonanzkreis auftretenden Spannung phasenverschoben ist, so fließt der Strom durch die aus dem Kollektor 39 und der Basiselektrode 30 gebildete Diode und durch die Widerstände 35 und 36, so daß der Kondensator 37 aufgeladen wird und das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände 35 und 36 sich in positiver Richtung verlagert.

Wenn andererseits die Kollektorelektrodenspannung durch die an der Kollektorelektrode wirksame Wellenzugspannung negativ ist und wenn die Basiselektrode negativ ist, wie es der Fall ist, wenn die zugeführte Wellenzugspannung phasengleich zu den Schwingungen im Resonanzkreis 26 verläuft, so leitet der HaIbleiter 25 zwischen dem Emittor 29 und dem Kollektor 39, und es fließt daher Strom über den Widerstand 36, der den Kondensator 37 so auflädt, daß das Potential des Verbindungspunktes der Widerstände 35 und 36 sich in negativer Richtung verlagert. Wenn die zugeführte Vergleichsspannung um 90° gegenüber der Spannung am Schwingungskreis 26 phasenverschoben ist, so ist die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 35 und 36 während der Hälfte der Zeit negativ und während der anderen Hälfte der Zeit positiv und ist im ganzen also während der durch die Zeitkonstante des Widerstandes 36 und des Kondensators 37 gegebenen Zeitspanne Null.

Die am Kondensator 37 erzeugte Spannung liegt zwischen der Basiselektrode 30 und Erde. Der Vor-Spannungsstrom in der Basiselektrodenzuleitung bestimmt sich durch diese Spannung. Es ist bekannt, daß der Blindwiderstand, der einen Teil der Eingangsimpedanz an der Basiselektrode des Halbleiters darstellt, proportional dem Vorspannungsstrom ist. Daher ändert sich der Blindwiderstand des Basiselektrodenzweiges, der parallel zu dem Resonanzkreis 26 liegt, mit der Phasendifferenz zwischen der Vergleichsspannung an der Spule 40 und der Spannung am Schwingungskreis 26, und die Frequenz des Oszillators wird entsprechend dieser Phasendifferenz nachgeregelt, so

daß der Oszillator wieder gleichphasig mit der Vergleichsspannung wird.

Der gesteuerte Oszillator nach Fig. 3 benutzt einen Halbleiter, z. B. einen P-N-P-Flächenhalbleiter 42, der ähnlich geschaltet ist wie ein üblicher Hartleyoszillator. Bei dieser Schaltung ist somit ein Parallelresonanzkreis 43 mit der angezapften Spule 44 und einem verstellbaren Kondensator 45 über einen Kopplungskondensator 31 zwischen Erde und. die Basiselektrode 46 eingeschaltet. Die Vorspannung für den Oszillator wird von einer Gleichspannungsquelle 34 und einem Widerstand 47 der Kollektorelektrode 48 zugeführt. Der Batterie 34 kann ein Kondensator 57 zum Kurzschluß der Signalfrequenzen parallel geschaltet werden. Ein Kondensator 49 wird zusammen mit dem Widerstand 47 auf eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 60 Mikrosekunden abgestimmt.

Ein Eingangskreis für die Vergleichsfrequenz oder die Wellenzüge besteht aus einem Transformator 50 mit einer Primärwicklung 51 und einer Sekundärwicklung 52, welche zwischen dem Emittor 53 und dem Anzapfpunkt 54 und derSpule 44 liegt. Die Korrekturspannung, welche im Kollektorzweig durch die Änderungen des Kollektorstromes bei Phasenschwankungen der Oszillatorspannung gegen die Vergleichsspannung entsteht, liegt über einen Rückkopplungswiderstand 55 an der Basiselektrode 46. Dieser Rückkopplungszweig kann natürlich zusätzliche Speicherelemente enthalten.

Die Ausgangsspannung des Oszillators kann, wie in Fig. 3 dargestellt, induktiv mittels einer Spule 61 oder mittels einer kapazitiven Kopplung, wie in Fig. 2 angedeutet, abgenommen werden. Für die zwei beschriebenen Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 ist jede dieser Abnahmeschaltungen anwendbar.

Um eine grobe Einregelung der Vorspannung von Hand bewerkstelligen zu können, und zwar in dem Zweig zwischen dem Emittor 53 und der Basiselektrode 46, ist ein Widerstand 56 zwischen die Basiselektrode 46 und den Anzapfpunkt eines Potentiometers 59 eingeschaltet. Am Potentiometer 59 liegt eine Gleichspannungsquelle 60. Die negative Klemme dieser Batterie 60 kann an das. geerdete Chassis angeschlossen werden. Somit läßt sich die Vorspannung des Oszillators in geeigneter Weise einregeln.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung in Fig. 3 sei zunächst angenommen, daß der Oszillator mit einer Frequenz schwingt, die durch die Resonanzfrequenz des Kreises 43 bestimmt ist. Wenn unter diesen Umständen ein Wellenzug gleich dieser Oszillationsfrequenz der Primärwicklung 51 zugeführt wird, so entsteht im Kollektorzweig eine Spannung, welche der Phasendifferenz zwischen der Oszillatorspannung und der Wellenzugspannung entspricht. Dies ergibt sich daraus, daß der Kollektorstrom des Halbleiters teilweise von der Vorspannung zwischen der Basiselektrode und dem- Emittor abhängt. Die Vorspannung zwischen der Basiselektrode 46 und dem Emittor 53 hängt teilweise von der Phasenlage der Resonanzkreisspannung gegenüber der Spannung an der Sekundärwicklung 52 ab.

Bei geeigneter Bemessung des Kondensators 49 und des Widerstandes 47 im Kollektorelektrodenzweig, so daß eine den obigen Darlegungen entsprechende Zeitkonstante entsteht, werden die Spannungsimpulse, die der Phasendifferenz zwischen den beiden zu vergleichenden Spannungen entsprechen, integriert und eine entsprechende Spannung der Basiselektrode 46 über den Rückkopplungswiderstand 55 zugeführt. Dieser Widerstand kann, wie oben erwähnt, in zwei Teile aufgespalten und ihr Verbindungspunkt zur Erreichung einer zusätzlichen Filterung über einen Kondensator an Erde gelegt werden. Die Korrekturspanllung hat eine solche Polarität, daß der Blindwiderstand des Halbleiters geändert wird und daher die Resonanzfrequenz des Oszillatorkreises im Sinne einer Phasenangleichung der vom Generator erzeugten Spannung an die empfangene Vergleichsträgerspannung beeinflußt wird.

ίο Wenn die Vergleichsfrequenz der Primärwicklung 51 in Form von einzelnen Wellenzügen, wie an Hand der Fig. 1 erläutert, zugeführt wird, so wird die Oszillatorfrequenz gleichphasig zu der in den Wellenzügen übertragenen Frequenz gemacht, und diese Gleichphasigkeit bleibt bis zum Empfang des nächsten Wellenzuges aufrechterhalten. Wenn also die Oszillatorfrequenz einmal mit der in Wellenzügen übertragenen Frequenz Gleichphasigkeit erreicht hat, so bleibt der Oszillator gleichphasig, bis ein neuer Wellenzug empfangen wird, der unter Umständen eine Frequenz einer anderen Phasenlage enthält.

Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung stellt im wesentlichen einen Hartleyoszillator dar, der so ausgebildet ist, daß er als Phasendetektor und als gesteuerter Oszillator arbeiten kann. Zwischen dem Steuergitter 65 der Röhre 66 und Erde liegt ein Parallelresonanzkreis 62, der gewünschtenfalls verstellbar sein kann. Die Kathode 67 der Röhre 66 liegt an einer Anzapfung 68 der Spule 63 über die Sekundärwicklung 69 eines Eingangstransfarmators 70. Eingangssignale entsprechend einer Vergleichsfrequenz» z. B. einer von der Stufe 13 in Fig. 1 hindurchgelassenen, in den \Vellenzügen übertragenen Frequenz, können dieser Primärwicklung 71 zugeführt werden.

Die Betriebsspannung für die Anode 62 kann von einer als Batterie 73 dargestellten Gleichstromquelle geliefert werden, deren positiver Pol mit der Anode über einen Widerstand 74 verbunden ist. Die Batterie 73 kann für Signalfrequenzen durch einen Kondensator 79 überbrückt werden.

Wie bei Fig. 3 erläutert, liegt zum Widerstand 74 ein Kondensator 80 parallel und bildet mit ihm ein Netzwerk mit einer Zeitkonstante von etwa 60 Mikrosekunden oder von einer anderen durch die Pause zwisehen zwei Wellenzügen bestimmten Größe.

Um die am Steuergitter 65 erforderliche Vorspannung für den Oszillator zu erzeugen, ist ein Widerstand 81 zwischen das Gitter 65 und einen verstellbaren Kontakt 82 des Potentiometers 83 eingeschaltet.

Die Spannung für dieses Potentiometer kann von einer am negativen Pol geerdeten Batterie 84 abgenommen werden.

Ein Ausgangskreis, der ebenso wie in Fig. 2 und 3 ausgeführt werden kann, besteht aus einer Spule 61, die induktiv mit der Spule 63 des Resonanzkreises gekoppelt ist und zu zwei Ausgangsklemmen 32 führt. Die Steuerspannung, die im Anodenkreis infolge des Phasenvergleichs entsteht, wird über eine Gasentladungsdiode 85, ζ. B. eine Neonröhre, dem Gitter zugeführt. Eine solche Röhre besitzt bekanntlich einen annähernd konstanten Gleichspannungsabfall. Die Anodenpotentialschwankungen werden daher auf das Steuergitter 65 übertragen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4 sei zunächst angenommen, daß der Oszillator nahezu mit der Frequenz des Farbunterträgers arbeitet, wie an Hand der Fig. 1 erwähnt war. Ferner sei angenommen, daß die Wellenzüge über den Transformator 70 beispielsweise von einer Stufe 13 nach Fig. 1 übertragen werden sollen.

Die zwischen dem Gitter 65 und der Kathode 67 liegende Spannung wird durch den Phasenunterschied zwischen der Spannung am Resonanzkreis 62 und der über den Transformator 70 übertragenen Wellenzugspannung beeinflußt.

Wenn eine Phasendifferenz zwischen diesen beiden Spannungen vorliegt, so wird eine dieser Phasendifferenz entsprechende Signalspannung im Anodenkreis erzeugt. Diese Signalspannung gelangt über die Neonröhre 85 an das Steuergitter 65.

Die Schwankung des kapazitiven Eingangswiderstandes einer Elektronenröhre mit Schwankungen der Röhrenbelastung oder mit Schwankungen der zugeführten Vorspannung ist an sich bekannt. Bei der Schaltung gemäß der Erfindung wird die Schwankung dieses kapazitiven Eingangswiderstandes mit der zugeführten Vorspannung zur Regelung der Oszillatorfrequenz, d. h. zur Angleichung seiner Phase an die Frequenz oder Phase, die innerhalb der Wellenzüge übertragen wird, benutzt.

Wenn also eine Korrekturspannung in dem Anodenkreis infolge einer Phasenabweichung der fernübertragenen Vergleichsfrequenz mit der örtlich erzeugten Generatorfrequenz entsteht, so wird der kapazitive Eingangswiderstand der Röhre 66 entsprechend dieser Phasenabweichung beeinflußt. Da der kapazitive Eingangswiderstand der Röhre 66 parallel zu dem Resonanzkreis 62 liegt, wird die örtliche Generatorspannung mit der fernübertragenen Vergleichsspannung frequenz- oder phasengleich.

Die Schaltungen nach Fig. 2, 3 und 4 erfüllen also je drei getrennte Aufgaben für die Farbsynchronisierung in einem Farbfernsehempfänger. Die Schaltung nach Fig. 2, 3 oder 4 mit einem Halbleiterverstärker bzw. mit einer Elektronenröhre erfüllt nämlich die Aufgabe eines Phasendetektors, ferner die Aufgabe, welche einer Blindröhre zukommt, und erzeugt schließlich die Vergleichsfrequenz. Die Schwingungen werden mit der in den Wellenzügen übertragenen Frequenz phasengleich gemacht und behalten diesen Zustand bei, bis ein neuer Wellenzug übertragen wird. Ferner sind die beschriebenen Schaltungen gegen Amplitudenschwankungen unempfindlich.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und 3 haben Vorteile, wenn die Anordnung auf einem möglichst geringen Raum untergebracht werden soll, da Transistoren und die dazugehörigen Bauelemente ja bekanntlich einen sehr geringen Raumbedarf besitzen. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß eine Verstärkung der zügeführten Signale erfolgt, da die Vergleichsfrequenz am Emitter eingekoppelt wird. Die mit den konventionellen Röhren arbeitende Schaltung nach Fig. 4 besitzt den Vorzug der Billigkeit, andererseits wird sie der Fachmann auch dort anwenden, wo beispielsweise hohe Umgebungstemperaturen die Anwendung von Transistoren verbieten.

Die erfindungsgemäßen Schaltungen können auch an Stelle eines Begrenzers in Fernsehempfängern oder Frequenzmodulationsempfängern benutzt werden und ferner als Regelstufe zum Frequenzangleich in synchronisierten Ubertragungssystemen oder als lokaler Trägerfrequenzerzeuger in Übertragungssystemen mit Trägerunterdrückung dienen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung für einen gesteuerten Oszillator, welcher mit einer Vergleichsspannung in Phase gehalten werden soll und dessen Frequenz von einer Steuerspannung beeinflußt wird, die von der Phasendifferenz zwischen der Oszillatorspannung und der Vergleichsspannung abhängt und bei welcher der Oszillator ein einziges Verstärkerelement enthält, das durch eine an dasselbe angeschlossene Schaltung zu einem Oszillator ergänzt wird und gleichzeitig als Steuerreaktanz wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerelement aus einer Vakuumröhren- oder aus einer Transistortriode besteht, die eine Steuerelektrode besitzt und die so geschaltet ist, daß durch Kombination der Oszillator- und der Vergleichsspannung ein Strom erzeugt wird, der der Phasendifferenz zwischen den beiden Spannungen proportional ist, daß ferner dieser Strom einem Zeitkonstantennetzwerk zugeführt wird und daß schließlich die dadurch entstehende Gleichspannung an der Steuerelektrode des Verstärkerelementes zur Änderung seiner Reaktanzeigenschaften liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung intermittierend auftritt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resonanzkreis, der auf die Vergleichsfrequenz abgestimmt ist, an einer der drei Elektroden liegt und daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Schwingungen im Resonanzkreis aufrechterhalten werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung der mit dem Resonanzkreis verbundenen Elektrode zugeführt wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung einer Transistortriode, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung zwischen Kollektor und einem Punkt festen Potentials angelegt wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 unter Verwendung einer Transistortriode, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors liegt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkerelement aus einem Transistor besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Serie mit dem Zeitkonstantennetzwerk geschaltete Stromquelle an der Kollektorelektrode, des Transistors liegt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkerelement aus einem Transistor besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitkonstantennetzwerk zwischen der Basiselektrode und einem Punkt festen Potentials liegt, daß weiterhin die Stromquelle zwischen dem Punkt festen Potentials und dem Kollektor liegt und daß die Anordnung so getroffen ist, daß die am Zeitkonstantennetzwerk erzeugte Spannung den Blindwiderstand des Transistors beeinflußt.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkerelement aus einem Transistor besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in den Emitterkreis die Sekundärwicklung eines Transformators eingeschaltet ist, durch welchen die Vergleichsspannung dem Emitter zugeführt wird.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verstärkerelement aus einer Vakuumröhre besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitkonstantennetzwerk zwischen

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die Spannungsquelle und die Anode der Röhre geschaltet ist und daß ein Rückkopplungselement, das einen konstanten Spannungsabfall besitzt, zwischen die Anode und die Steuerelektrode der Röhre geschaltet ist, so daß der Spannungsabfall an dem Zeitkonstantennetzwerk den Scheinwiderstand der Röhre steuert.

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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 546 840; schweizerische Patentschrift Nr. 201 785; österreichische Patentschrift Nr. 168 554; USA.-Patentschrift Nr. 2 570 939; britische Patentschrift Nr. 475 531; Proc. I. R. E., Juni 1953, S. 714.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen