DE1051321B - Farbfernsehempfaenger mit selbsttaetiger Verstaerkungsregelung im Farbzeichenkanal - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Farbfernsehempfängern muß neben der üblichen, auch in Schwarz-Weiß-Fernsehempfängern vorgesehenen Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Verstärkung in der Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzstufe, weiche zur Erhaltung einer möglichst konstanten Stärke der Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Farbfernsehzeichenspannung dient, im Farbzeichenkanal noch eine weitere Einrichtung derselben Art vorgesehen werden, um die Änderungen der Stärke der Farbzeichenkomponente im Verhältnis zur Stärke der Helligkeitskomponente auszugleichen. Solche Änderungen können sich infolge der Tatsache ergeben, daß die Farbenkomponente und zumindest der wesentliche Teil der Helligkeitskomponente in der Nähe der einander entgegengesetzten Enden des Frequenzbandes der Farbfernsehübertragung liegen, so daß Änderungen der Frequenzcharakteristik der Antenne oder Reflexionen des empfangenen Zeichens zu einer Abschwächung oder Verstärkung der Farbzeichenkomponente im Verhältnis zur Helligkeitskomponente führen können.

Die selbsttätige Verstärkungsregelung im Farbzeichenkanal wird allgemein in der Weise durchgeführt, daß aus der die Farbzeichenspannungen und die Farbsynchronisierimpulse enthaltenden Farbzeichenkomponente nach dem Durchlaufen eines im Farbzeichenkanal befindlichen Verstärkers die Farbsynchronisierimpulse ausgesondert und gleichgerichtet werden, wobei dann diese gleichgerichtete Spannung dem Verstärker als Regelspannung zugeführt wird. Die Farbsynchronisierimpulse dienen aber auch—und zwar in erster Linie— zur Synchronisierung eines im Empfänger vorgesehenen Generators, der dazu berufen ist, eine den Demodulatoren für die Demodulierung der Farbenunterträgerwelle zuzuführende Schwingung zu erzeugen, deren Frequenz und Phase in einem vorbestimmten Verhältnis zur Frequenz und Phase der Farbunterträgerwelle stehen muß. Diese Synchronisierung erfolgt mit Hilfe einer Einrichtung zur selbsttätigen Phasenregelung, in welcher durch Vergleich der Farbsynchronisierimpulse mit der Ausgangsspannung des vorgenannten Generators eine zur Regelung dieses Generators dienende Regelspannung erzeugt wird. Diese Einrichtung soll möglichst so ausgebildet und gesteuert werden, daß sie für Störimpulse unempfindlich sei, dabei aber den Generator von seinem asynchronen Zustand schnell in den synchronen Zustand überführe und innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereiches von Frequenz- bzw. Phasenabweichungen noch wirksam bleibe. Zur Verkürzung der Synchronisierzeit und zur Vergrößerung des Wirksamkeitsbereiches des selbsttätigen Phasenreglers ist es erwünscht, diesem die Farbsynchronisierimpulse mit möglichst großer Amplitude zuzuführen. Dies ist natürlich insbesondere

Farbfernsehempfänger

mit selbsttätiger Verstärkungsregelung

im Farbzeichenkanal

Anmelder:

Hazeltine Corporation,
Washington, D. C. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1956

Donald Richman, Fresh Meadows, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

denjenigen Zeitpunkten wichtig, in welchen der Generator asynchron läuft, kann jedoch leicht dadurch vereitelt werden, daß die im Farbzeichenkanal vorgesehene Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung gerade in solchen Zeitpunkten in derartiger Weise wirksam wird, daß sie die Amplitude der Farbsynchronisierimpulse vermindert.

Zwecks Beseitigung des vorgenannten Nachteils wird die Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Verstärkung im Farbzeichenkanal gemäß der Erfindung derart gesteuert, daß sie nur dann eine Regelspannung liefert, wenn die vom Generator erzeugte Schwingung im wesentlichen im vorbestimmten Frequenz- und Phasenverhältnis zur Farbenunterträgerwelle steht.

Die Erfindung wird an Hand ihres in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung ist Fig. 1 das schematische Schaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten Farbfernsehempfängers, während Fig. 2 ein zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers dienendes Diagramm darstellt.

Der Farbfernsehempfänger gemäß Fig. 1 enthält einen an die Empfangsantenne 10,11 angeschlossenen Eingangsteil 12, der die Hochfrequenzverstärkerstufe, die Mischstufe und die Zwisehenfrequenzverstärkerstufe umfaßt. Mit dem Ausgangskreis des Eingangsteiles 12 steht ein Demodulator 13 und der Tonwiedergabeteil 14 in Verbindung. Die Helligkeitskomponente

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der empfangenen, zusammengesetzten Farbfernsehzeichenspannung gelangt über einen Verstärker 15 zu den Kathoden der mit drei Elektrodensystemen ausgerüsteten Bildwiedergaberöhre 16, während die Synchronisierimpulse den zur Ablenkung der Kathodenstrahlen dienenden Ablenkkreisen 17 zugeführt werden. Die die Farbzeichenspannungen und die Farbsynchronisierimpulse enthaltende Farbenkomponente der zusammengesetzten Farbfernsehzeichenspannung gelangt über einen Verstärker 20 mit begrenzter Bandbreite und über einen Pufferverstärker 21 zu Synchrondemodulatoren 22 und 23, welche aus der Farbunterträgerwelle zwei Farbdifferenzspannungen abnehmen, die dann zusammen mit der aus ihnen in der Umwandlungsschaltung 24 gebildeten dritten Farbdifferenzspannung den Steuergittern der Bildwiedergaberöhre 16 zugeführt werden.

An den Ausgangskreis des Verstärkers 20 ist ein weiterer Verstärker 26 angeschlossen, der mittels der ihm über die Klemme 26 α zugeführten Zeilenrücklaufimpulse so gesteuert wird, daß er nur die Farbsynchronisierimpulse durchläßt. Die Farbsynchronisierimpulse dienen zur Synchronisierung eines Generators 31, der über einen Pufferverstärker 32 und einen aus zwei miteinander gekoppelten, abgestimmten Schwingungskreisen 35 und 36 bestehenden Transformator 33 sowie über Leitungen 37 und38 denSynchrondemodulatoren 22 und 23 zwei gegeneinander um 90° phasenverschobene Spannungen liefert, welche zur Farbenunterträgerwelle in einem vorbestimmten Frequenz- und Phasenverhältnis stehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Frequenz des Generators 31 gleich derjenigen der Färbenunterträgerwelle, und die Ausgangsspannung des Generators wird dem Synchrondemodulator 22 über die Leitung 37 gleichphasig mit der Färbenunterträgerwelle zugeführt, während sie dem Synchrondemodulator 23 über die Leitung 38 in einer gegenüber der Phase der Färbenunterträgerwelle um 90° verschobenen -Phase zugeführt wird.

Die Synchronisierung des Generators 31 erfolgt mit Hilfe eines Phasenvergleichers 28, dessen Ausgangsspannung über einen Siebkreis 29 einer die Frequenz und die Phase des Generators 31 beeinflussenden Reaktanzröhre 30 zugeführt wird. Der Phasenvergleicher 28 hat zwei Eingangskreise, von welchen der eine mit dem Verstärker 26 in Verbindung steht, während der andere über eine Leitung 34 an denjenigen abgestimmten Kreis 35 des Transformators 33 angeschlossen ist, der eine Phasenverschiebung der Ausgangsspannung des Generators 31 um 90° bewirkt. Die Teile 28 bis 34 bilden also eine an sich bekannte Phasenreglerschleife APR, die in bekannter Weise dafür sorgt, daß das vorbestimmte Frequenz- und Phasenverhältnis zwischen der Ausgangsspannung des Generators 31 und der Färbenunterträgerwelle immer erhalten bleibt.

Diese Wirkung der Phasenreglerschleife wird, wie eingangs erwähnt wurde, begünstigt, wenn die Farbsynchronisierimpulse dem Phasenregler 28 in den Zeitpunkten, in welchen der Generator 32 nicht synchron läuft, mit möglichst großer Amplitude zugeführt werden.

Die Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Verstärkung im Farbzeichenkanal besteht aus einem Phasenvergleicher 40, der beispielsweise zwei miteinander leitend verbundene Diodengleichrichterkreise enthalten kann, wobei der eine dieser Kreise eine Diode 41, einen Kondensator 42, einen Widerstand 43 und die obere Hälfte der Sekundärwicklung eines Transformators 44 umfaßt, während der andere aus einer Diode 45, einem Kondensator 46, einem Widerstand 47 und der unteren Hälfte der Sekundärwicklung des Transformators 44 zusammengesetzt ist. Der Primärwicklung des Transformators 44 werden über den Verstärker 26 die Farbsynchronisierimpulse zugeführt, während den miteinander unmittelbar verbundenen Elektroden der Dioden 41 und 45 über den Kondensator 48 und die Leitung 49 die mit der Färbenunterträgerwelle gleichphasige Ausgangsspannung des Generators 31 zugeführt wird. Unter »gleichphasiger«

ίο Spannung wird hier eine solche verstanden, die in der gleichen Phasenachse liegt wie die Färbenunterträgerwelle, so daß sie also auch gegenphasig zu dieser sein kann.

Wenn dem Phasenvergleicher 40 keine Farbsynchronisierimpulse zugeführt werden, dann werden durch die über die Leitung 49 zugeführte Ausgangsspannung des Generators 31 die beiden Diodenkreise in gleicher Weise erregt, so daß die sich an den beiden Dioden ergebenden gleichgerichteten Spannungen einander ausgleichen und am Punkt 50 daher keine Regelspannung in Erscheinung tritt. Wenn nun dem Phasenvergleicher 40 Farbsynchronisierimpulse zugeführt werden und diese in Frequenz und Phase mit der über den Kondensator 48 zugeführten Ausgangsspannung des Generators 31 übereinstimmen, d. h., wenn der Generator 31 synchron läuft, dann ergeben die in den beiden Hälften der Sekundärwicklung des Transformators 44 mit ungleicher Polarität in Erscheinung tretenden Farbsynchronisierimpulse zusammen mit der den beiden Dioden zugeführten Ausgangsspannung des Generators 32 verschieden große Spannungen in den beiden Diodenkreisen, so daß das Gleichgewicht gestört wird und am Punkt 50 eine resultierende Gleichspannung erscheint. In dem in der Zeichnung dargestellten Fall äußert sich diese Gleichgewichtsstörung darin, daß die Spannung in dem die Diode 45 enthaltenden Kreis erhöht und in dem die Diode 41 enthaltenden Kreis vermindert wird, so daß am Punkt 50 eine negative resultierende Gleichspannung in Erscheinung tritt. Diese resultierende Gleichspannung wird über einen aus einem Widerstand 53 und einem Kondensator 54 bestehenden Tiefpaßfilter 52, der nur für die Gleichstromkomponente der am Punkt 50 auftretenden Spannung durchlässig ist, sowie über die Leitung 55 dem Verstärker 20 als Regelspannung zugeführt.

Wenn die dem Phasenvergleicher 40 zugeführte Ausgangsspannung des Generators 31 zwar die gleiche Frequenz hat wie die Farbsynchronisierimpulse, aber gegen diese einen Phasenunterschied aufweist, dann ergibt sich im Phasenvergleicher eine mit der Phase sinusförmig veränderliche resultierende Spannung. Diese bleibt jedoch sehr klein, weil die Einrichtung 28 bis 34 bei Frequenzgleichheit den möglichen Phasenunterschied in sehr engen Grenzen hält.

Sobald aber die Frequenz der Ausgangsspannung des Generators 31 von derjenigen der Farbsynchronisierimpulse abweicht, so ergibt sich ein sich ständig ändernder Phasenunterschied zwischen den dem Phasenvergleicher zugeführten beiden Spannungen und infolgedessen wird die resultierende Spannung am Punkt 50 zwischen zwei Grenzwerten dauernd hin- und herschwanken. Diese Spannungsschwankung, die eine Schwebung darstellt, erfolgt jedoch symmetrisch zur Nullachse, so daß sie keine Gleichstromkomponente liefert. Da die Schwebung selber durch den Tiefpaßfilter 52 abgedrosselt wird, wird also in diesem Fall dem Verstärker 20 keinerlei Regelspannung zugeführt.

Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich also, daß bei der erfindungsgemäßen Steuerung der Einrichtung zur Regelung der Verstärkung der Farbenunter-

trägerwelle diese Einrichtung nur dann eine zur Herabsetzung der Verstärkung der Farbenunterträgerwelle geeignete Regelspannung liefert, wenn die vom Generator 31 erzeugte Spannung im wesentlichen im vorbestimmten Frequenz- und Phasenverhältnis zur Farbenunterträgerwelle steht, während bei asynchronem Lauf des Generators 31 eine solche Regelspannung nicht entstehen kann.

Weiterhin ergibt sich aus den obigen Darlegungen, daß die Größe der am Punkt 50 erzeugten Regelgleichspannung von der Amplitude der dem Phasenvergleicher 40 zugeführten Farbsynchronisierimpulse abhängig ist. Das Verhältnis zwischen der Amplitude 6* der Farbsynchronisierimpulse und der Größe B der sich am Punkt SO ergebenden Regelgleichspannung ist in Fig. 2 durch die Kurve 60 graphisch dargestellt. Der normale Arbeitspunkt des Phasenvergleichers 40 kann beispielsweise im Punkt P₁ liegen. Eine Zunahme der Amplitude der Farbsynchronisierimpulse über ihren diesem Arbeitspunkt zugeordneten Wert hat eine Vergrößerung der negativen Regelspannung zur Folge und bewirkt dadurch eine Verminderung der Verstärkung der Farbenunterträgerwelle, während eine Verminderung der Amplitude der Farbsynchronisierimpulse die entgegengesetzte Wirkung hat. Sobald der Generator 31 den synchronen Zustand verläßt, verschwindet jedoch die dem Verstärker 20 zugeführte negative Gleichstromregelspannung völlig, und daher arbeitet dann der Verstärker 20 mit maximaler Verstärkung, so daß die Amplitude der Farbsynchronisierimpulse einen Wert annimmt, der dem Punkt P₂ in Fig. 2 entspricht. Infolge dieser großen Amplitude der dem Phasenvergleicher 28 zugeführten Farbsynchronisierimpulse ergibt sich eine erhebliche Verkürzung der Synchronisierzeit und eine erhebliche Vergrößerung des Wirksamkeitsbereiches der Einrichtung 28 bis 34 zur selbsttätigen Phasenregelung, so daß der Generator 31 selbst bei verhältnismäßig großen Frequenzabweichungen sehr schnell wieder in den synchronen Zustand zurückgeführt wird. Sobald der synchrone Zustand wieder erreicht ist, erscheint erneut die negative Regelgleichspannung am Punkt 50 des Phasenvergleichers 40, und der Arbeitspunkt verschiebt sich in den Punkt P₃ der Fig. 2, worauf dann die sich hierbei ergebende große negative Regelgleichspannung die Verstärkung im Verstärker 20 schnell so weit vermindert, daß der Arbeitspunkt wieder in die normale Lage P₁ zurückgeführt wird. Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung zur Regelung der Verstärkung der Farbenunterträgerwelle hat also zwei verschiedene Betriebszustände, je nachdem, ob der Generator 31 im synchronen Zustand ist oder nicht. Die Einrichtung kann daher auch dazu benutzt werden, in ihrem dem asynchronen Zustand des Generators 31 entsprechenden Betriebszustand die Wirkungsweise der Einrichtung 28 bis 34 zur selbsttätigen Phasenregelung noch zusätzlich zu unterstützen, beispielsweise durch Beeinflussung des Verstärkers 32, oder durch Änderung der Übertragungscharakteristik des Siebkreises 29. Weiterhin kann die Einrichtung infolge der Tatsache, daß ihre Arbeitsweise auch davon abhängt, ob ihr Farbsynchronisierimpulse zugeführt werden oder nicht, beispielsweise auch zur Abschaltung des Farbzeichenkanals beim Empfang von schwarzweißen Bildsendungen verwendet werden. Ähnlich wirkende Einrichtungen sind an sich bekannt (vergleiche beispielsweise das von den Ingenieuren der Hazeltine-Laboratorien verfaßte, in New York 1956 erschienene Werk »Principles of Color Television« (Seiten 195 bis 198), so daß es sich erübrigt, hierauf näher einzugehen.

Die erfindungsgemäße Erzeugung der Regelspannung für die selbsttätige Verstärkungsregelung im Farbzeichenkanal mit Hilfe eines Phasenvergleichers hat gegenüber den üblichen, aus einem einfachen Gleichrichter bestehenden Einrichtungen dieser Art auch noch den Vorteil der weitgehenden Unempfindlichkeit gegen Störimpulse.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Farbfernsehempfänger mit einem Generator zur Erzeugung einer Schwingung, deren Frequenz und Phase zur Frequenz und Phase der Farbenunterträgerwelle in einem vorbestimmten Verhältnis steht, einer Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Phase dieses Generators in Abhängigkeit von dem jeweiligen Phasenverhältnis zwischen der Farbenunterträgerwelle und der vom Generator erzeugten Schwingung sowie mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Regelung· der Verstärkung der Farbenunterträgerwelle in Abhängigkeit von der jeweiligen Amplitude der Farbsynchronisierimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung in Abhängigkeit vom jeweiligen Phasenverhältnis zwischen der Farbenunterträgerwelle und der vom Generator erzeugten Schwingung derart gesteuert wird, daß sie nur dann eine zur Herabsetzung der Verstärkung der Farbenunterträgerwelle geeignete Regelspannung liefert, wenn die vom Generator erzeugte Schwingung im wesentlichen im vorbestimmten Frequenz- und Phasenverhältnis zur Farbenunterträgerwelle steht.

2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung neben den Farbsynchronisierimpulsen auch die vom Generator erzeugte Schwingung zugeführt wird und die Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie gleichzeitig als Phasenvergleicher wirkt.

3. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung zwei miteinander leitend verbundene, einander entgegengesetzt geschaltete Gleichrichter enthält, denen die vom Generator erzeugte Schwingung mit der gleichen Polarität und die Farbsynchronisierimpulse mit entgegengesetzten Polaritäten zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© SO» 767/199 2.59