DE1090712B - Synchronisieranordnung unter Anwendung des Phasenvergleichsprinzips - Google Patents

Description

In der elektrischen Nachrichtentechnik, insbesondere bei Fernsehempfängern, wird zur Synchronisierung häufig das Prinzip des Phasenvergleichs angewendet.

Phasenvergleichsschaltungen, die in üblicher Diskriminatorschaltung oder einer Abart derselben geschaltet werden, liefern am Ausgang eine Spannung, die abhängig von der Phasenlage der beiden zugeführten Impulse ist. Meistens sind diese Phasenvergleichsschaltungen so aufgebaut, daß sie eine nach Plus und Minus um den Wert Null oder einen endlichen Mittelwert schwankende Spannung abgeben.

Die sich an einem Phasendiskriminator zur Steuerung des Zeilenoszillators ergebende Spannung ist in weiten Grenzen abhängig von der Wahl der Schaltelemente. Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, daß insbesondere die den Zeilenoszillator steuernde Vergleichsspannung möglichst geringe Werte haben muß. Ist nämlich die den Zeilenoszillator steuernde Spannung groß, so tritt eine relativ feste Synchronisierung auf. Der Mitnahme- und Fangbereich wird dann ebenfalls groß, und Störungen machen sich auf dem Bild derart bemerkbar, daß ganze Bildpartien ausreißen. Andererseits darf aber die dem Zeilenoszillator zugeführte Vergleichsspannung nicht zu klein gewählt werden, da in diesem Falle auch der Halte- und Fangbereich des Zeilenoszillators zu klein wird. Man muß also bei der Konstruktion immer zwischen Kompromissen wählen.

Ein kleiner Fang- und Haltebereich bei einem Zeilenoszillator würde sich nicht nachteilig bemerkbar machen, wenn es gelänge, mit einfachen Mitteln die Oszillatorfrequenz sehr stabil zu halten, insbesondere von Netzspannungsschwankungen und mehr noch von Alterungserscheinungen, Röhrenwechsel usw. unabhängig zu machen. Selbst aber wenn es leicht möglich wäre, die Zeilenoszillatorfrequenz über lange Zeiträume konstant zu halten, ergibt sich immer noch die Möglichkeit, daß die Zeilenfrequenz, die vom Sender aus im Empfänger aufgenommen wird, stärkeren Abweichungen unterliegt. Insbesondere dürfte während Life-Sendungen (Reportagesendungen) und Sendungen im Eurovisionsprogramm noch für lange Zeit keine genügende Gewähr dafür bestehen, daß die Zeilenfrequenz vom Sendergenerator genau genug eingehalten wird. So ist es insbesondere bei Sendungen dieser Art häufig zu beobachten, daß bei einer Phasenvergleichsschaltung, die mit geringen Vergleichsspannungen arbeitet, das Bild zwar gegen Störungen sehr ruhig ist, jedoch bei Senderumschaltungen oder starken impulsartigen Störungen auskippt und sich nicht von selbst wieder einfängt. — Wählt man, um dies zu vermeiden, die Vergleichsspannung im Empfänger größer, so ist zwar in der Regel kein Auskippen durch Senderumschaltung bzw. Störimpulse zu be-Synchronisieranordnung

unter Anwendung
des Phasenvergleichsprinzips

Anmelder:

LOEWE OPTA Aktiengesellschaft,
Berlin-Steglitz, Teltowkanalstr. 1-4

Herbert Hesse, Bad Aibling (Obb.),
ist als Erfinder genannt worden

fürchten, jedoch machen sich dann die erwähnten Störungen durch Ausreißen des Bildes unangenehm bemerkbar.

Die durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Zeilensynchronisierungsschaltung zu schaffen, die möglichst beide Vorteile, d. h. also den Vorteil der kleinen Vergleichsspannungen hinsichtlich Störungen und den Vorteil der größeren Vergleichsspannungen hinsichtlich Synchronisationsfestigkeit, in einem vereinigt. Es sollen dabei außer den vorzugsweise bei geringeren Vergleichsspannungen, wirkenden Phasenvergleichsmitteln Schaltmittel für eine gleichzeitig auf höhere Vergleichsspannungen ansprechende Synchronisierung vorgesehen sein. Diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß die vom Phasenvergleich abgegebene Umschlagspannung, die zur Synchronisierung des Zeilenoszillators dient, grundsätzlich vergleich abgegebene Utnschlagspannung, die zur Synchronisationsbereich ergibt, der auch größere Frequenzabweichungen bewältigt.

Es war zur Lösung dieser Aufgabe bekannt, Schaltmittel anzuwenden, durch die die Synchronisierimpulse über einen direkten Weg zu dem zu regelnden Zeilengenerator gelangen und diesen somit unmittelbar synchronisieren, wenn der Regelmechanismus des Phasen-Vergleichs nicht in Funktion ist. Dieser direkte Weg soll jedoch automatisch unterbrochen werden, sobald der Regelmechanismus wieder in Funktion ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese auf dem einen oder anderen Weg erfolgende Synchronisierung dadurch erreicht, daß zwischen dem Phasendiskriminator und dem Eingang der Zeilenoszillatorröhre ein Spannungsteiler angeordnet ist, der die dem Zeilenoszillator zugeführte Vergleichsspannung in zwei Frequenzgruppen aufteilt, von denen die eine für

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eine Gleichstromnachregelung mit großer Zeitkon- einem solchen Maße an das Gitter des Zeilenoszillators stante in der Größenordnung von etwa 25 bis geführt werden, wie es dem Verhältnis des Wider-500 ms und die andere für eine Nachregelung mit Standes 11 zum Widerstand 10 entspricht. Infolgekleinerer Zeitkonstante vorgesehen ist. Durch eine desen können Störimpulse nur geringe Spannungssolche Spannungsteilung, werden dem Zeilenoszillator 5 änderungen im Eingang des Zeilenoszillators hervorverschiedene frequenzmäßig auseinanderliegende unter- rufen, während relativ langsam sich ändernde schiedliche Amplituden zugeführt, damit etwa auf- Unterschiede mit der vollen Spannung an den Zeilentretende Störungen (kurzzeitige Abweichungen und Oszillatoreingang gelangen.

Störimpulse) kein Ausreißen der Zeilen ergeben und Die jeweils am rechten Ende der Fig. 2 und 3 er-

'das Bild trotz der Störungen ruhig steht. io sichtlichen Diagramme stellen die Phasenverhältnisse

Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher er- bei der Synchronisierung dar.

läutert. Die Zeichnung zeigt in Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 ist der zwischen

Fig. 1 eine übliche Phasensynchronisierschaltung, dem Diskriminatorausgang 7 und dem Oszillator-

Fig. 2 das Erfindungsprinzip in Anwendung auf eingang liegende, den Spannungsteiler 10, 11 enteine Phasensynchronisierschaltung, 15 haltende Teil der Schaltung noch durch Netzwerke

Fig. 3 und 4 Ausführungsschaltungen gemäß der ergänzt, etwa in der Weise, daß dem Widerstand

Erfindung, 11 ein Kondensator 14 und eine Reihenschaltung aus

Fig. 5 und 6 Erläuterungen zur Wirkungsweise der Widerstand 15 und Kondensator 16 parallel geschaltet

Erfindung. sind. — Eine Variante hiervon besteht darin, daß die

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 die zur Phasendiskrimi- 20 Schaltteile 14,15 und 16 parallel zur Reihenanordnung

nierung dienenden üblichen Gleichrichter dargestellt, des Widerstandes 11 mit dem Kondensator 13 ange-

die in Reihe und in Gegenschaltung miteinander ver- ordnet sind.

bunden sind und deren Spannungsmittelpunkt die auf- Bemerkenswert ist noch eine andere Erscheinung,

genommene, am Sendergenerator erzeugte Impuls- die bei der Phasenvergleichsschaltung auftritt. Wenn

folge F₂ über einen Kondensator 3 zugeführt wird. 25 man den in Fig. 5, unten, angezeigten Sägezahn be-

Die Gleichrichter 1 und 2 sind durch Widerstände 4 trachtet, so stellt man fest, daß die Abfallzeit J₁ einen

bzw. 5 überbrückt, und der geerdete Pol des Gleich- gewissen Betrag zur Gesamtzeit t_t +1₀ ausmacht, da

richters 2 ist über einen Kondensator 6 mit dem Gegen- der Vergleichspuls F₂ auf der schrägen Flanke (J₁)

pol des Gleichrichters 1 verbunden. Am Ausgangs- hin- und herwandert und ein Auskippen des Bildes

punkt 7 des Phasendiskriminators, an dem die Um- 30 erst beim Verlassen der Flanke t_t eintritt, d. h. wenn

Schlagspannung U₂ (Vergleichsspannung) entsteht, der Puls F₂ über die positive bzw. negative Spitze der

wird zugleich in der üblichen Weise die Zeilenfrequenz- Zeit t_t hinausgeht. Hierbei ergibt sich eine sichtbare

Ausgangsspannung F₁ über einen Widerstand 8 zu- Verschiebung der Bildmitte um mehrere Zentimeter

geführt. Der Ausgangspunkt 7 ist mit dem Eingang auf der Braunschen Röhre. Diese Bildverschiebung ist,

des Zeilenoszillators 9 verbunden, der seinerseits in 35 da die Zeit t_t ja eine konstante Abfallzeit darstellt, bis

üblicher Weise ausgebildet ist und in dessen Arbeits- zum Auskippen immer gleich groß, gleichgültig ob die

kreisen nur die notwendigsten Schaltelemente ange- Phasenvergleichsspannung klein oder groß gewählt

geben sind. wird.

Durch Fig. 2 wird zunächst im Prinzip angegeben, Aus dieser Betrachtung geht nun hervor, daß sich wie erfindungsgemäß die Vergleichsspannungen be- 40 frequenzmäßige Abweichungen, die durch die Phasenschaffen sein müssen, die dem — hier nicht mitge- vergleichsschaltung ausgeglichen werden, hinsichtlich zeichneten — Zeilenoszillator zugeführt werden: Vom der mittleren Bildverschiebung von links nach rechts Ausgangspunkt 7 des wie in Fig. 1 ausgebildeten bei einer hohen zur Verfügung stehenden Spannung Phasendiskriminators führt ein Spannungsteiler an geringer auswirken als bei einer sehr kleinen zur VerErde, der aus den Widerständen 10 und 11 besteht. 45 fügung stehenden Spannung.

Das Verhältnis beider Widerstände beträgt etwa Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag geht gemäß

5:1 oder auch mehr, z. B. 10:1, wobei der Widerstand dem oberen Teil von Fig. 5 die Bildverschiebung bei

10 beispielsweise zu etwa 500 Kiloohm, der Wider- einer frequenzmäßigen Änderung des Sendergenerators

stand 11 zu etwa 50 Kiloohm bemessen ist. Es muß von F-' nach F+' und Ausgleich durch den Phasen-

nun dafür gesorgt werden, daß sowohl die Spannung 50 vergleich von der Größe t_t auf i/ zurück. Mit anderen

am Abgriffpunkt 12 des Spannungsteilers 10, 11 als Worten also, die hier beschriebene Schaltungsweise

auch im Bedarfsfalle die Gesamtspannung bzw. der 1, vergrößert den Haltebereich eines Fernsehemp-

wesentliche Teil dieser Gesamtspannung an den Teiler- fängers, ohne Störungen stärker in Erscheinung

widerständen 10 und 11 im Eingangskreis des Zeilen- treten zu lassen,

Oszillators 9 wirksam werden kann. Vorausgesetzt ist 55 2. vermindert die für gleiche Frequenzabweichung

dabei weiterhin, daß die dem Diskriminatorausgangs- mittlere Bildverschiebung.

punkt 7 entnommene Vergleichsspannung U₂ wesentlich . Die Bezeichnung F₀ der Fig. 5 stellt die Sollfregrößer ist als die Spannung U₂ in der Schaltung quenz eines in gewissen Grenzen frequenzmäßig vergemäß Fig. 1. änderbaren Oszillators dar (15 625Hz). Die Ab-

Die schaltungsmäßige Durchführung dieser Aufgabe 60 weichungen dieser Frequenz sind durch die Bezeich-

ist in Fig. 3 angegeben: Hierin ist in Reihe zu dem nung F+ bzw. F— sowie F+' bzw. F—' gekenn-

kleineren Spannungsteilerwiderstand 11 ein Konden- zeichnet.

sator 13 vorgesehen, der eine relativ große Kapazität Wenn nun den Anschlußpunkten für F₁ und F₂ ■ in den Grenzen von etwa 0,5 bis 10 μΊ? aufweist. Die (Fig. 1) z. B. große Spannungen zugeführt werden, so Wirkung des Kondensators 13 besteht darin, daß 65 entsteht an der Ausgangsseite des Phasendiskriminagleichspannungsmäßige, d. h. langsame Änderungen tors bei Verstimmung der Sollfrequenz F₀ eine Nachder Vergleichsspannung dem Gitter der Zeilen- regelspannung gemäß U+ bzw. U-. Werden dagegen oszillatorröhre praktisch ungeschwächt zugeführt den Anschlußpunkten für F₁ und F₂ kleinere Spannunwerden, während relativ schnelle Änderungen, also gen zugeführt, so entsteht an der Ausgangsseite des insbesondere Störspannungsspitzen usw., etwa nur in 70 Phasendiskriminators bei Verstimmung der Sollfre-

quenz F₀ eine kleinere Nachregelspannung, die in Fig. 5 durch U+' bzw. U-' dargestellt ist.

Während eine Nachregelschaltung mit größeren zugeführten Spannungen in der Lage ist, den Oszillator ■z. B. innerhalb des Bereiches -F+ und F— zu synchronisieren, wird der Synchronisierbereich bei Verwendung kleinerer Spannungen z. B. auf F + ' bzw. F—' begrenzt.

Da bei beiden Versionen immer der ganze Phasenbereich (Abfallzeit J₁ des Sägezahndiagramms) durchlaufen wird, ist für die beiden hier beschriebenen Fälle die Bildverschiebung bis zum jeweiligen Auskippen an der oberen bzw. unteren Frequenzgrenze gleich. Daraus ergibt sich an Hand der oberen Abbildung der Fig. 5, daß eine gleich große frequenzmäßige Abweichung von F₀ bei Verwendung einer Schaltung mit einem größeren Synchronisierbereich (große Spannungen) eine geringere Bildverschiebung zur Folge hat als eine Schaltung mit einem kleineren Synchronisierbereich (kleinere Spannungen).

Im Rahmen der Erfindung kann schließlich bei der Vergrößerung des Mitnahmebereiches noch ein Schritt weitergegangen werden, indem Mittel vorgesehen werden, die z. B. bei vorübergehender völliger Unwirksamkeit der Phasensynchronisierung eine direkte Synchronisierung einschalten. Diese wirkt jedoch nur so lange, bis der Mitnahmebereich der Phasenvergleichssynchronisierung wieder erreicht ist, worauf — vorzugsweise selbsttätig —· die letztere Synchronisierungsart wieder wirksam wird.

Die Anwendung der Erfindung ermöglicht es beispielsweise, daß das Regelorgan »Zeilenfrequenz« kaum noch bedient zu werden braucht, sofern es einmal auf seine Sollfrequenz eingestellt ist. Beispielsweise kann dann der Regelknopf für die Zeilenfrequenz völlig fortgelassen oder an einer nicht ohne weiteres zugänglichen Stelle des Gerätes angeordnet werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Synchronisieranordnung, insbesondere für nachrichtentechnische Zwecke, unter Anwendung des Phasenvergleichsprinzips, z. B. für die Zeilensynchronisierung in Fernsehempfängern, ent-

40 haltend einerseits insbesondere bei geringeren Vergleichsspannungen wirkende Phasenvergleichsmittel, andererseits Schaltmittel für eine insbesondere auf größere Vergleichsspannungen ansprechende Phasenvergleichs- oder gegebenenfalls Direkt-Synchronisierung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Phasendiskriminator und dem Eingang der Zeilenoszillatorröhre ein Spannungsteiler angeordnet ist, der die dem Zeilenoszillator zugeführte Vergleichsspannung in zwei Frequenzgruppen aufteilt, von denen die eine für eine Gleichstromnachregelung mit großer Zeitkonstante in der Größe von etwa 25 bis 500 ms und die andere für eine Nachregelung mit kleinerer Zeitkonstante vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Spannungsteilerwiderstand über einen Kondensator großer Kapazität (etwa 0,5 bis 10 μ¥) abgeleitet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem kleineren Spannungsteilerwiderstand bzw. diesem und dem Reihenkondensator ein Netzwerk in Form eines Widerstandes bzw. einer Reihenschaltung aus Widerstand und Kondensator parallel geschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromnachschiebespannung mindestens um den Faktor 2 größer ist als die auf kleinere Zeitkonstanten ansprechende Nachregelung.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Mittel zur Zeilenfrequenzregelung, z. B. der Zeilenfrequenzreglerknopf, fortgelassen oder an einer nicht ohne weiteres zugänglichen Stelle des Gerätes angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 965 500;
schweizerische Patentschrift Nr. 229 755;
britische Patentschrift Nr. 637 380;
französische Patentschrift Nr. 914996;
Limann, »Fernsehtechnik ohne Ballast«, München, 1957, S. 171/172.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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