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L7berwachungs- und Umschalteinrichtung für Verstärkerstufen in Fernsehsendern
Jeder Fernsehsender enthält eine Anzahl von Bauelementen, deren Lebensdauer beschränkt
ist, z. B. Verstärkerröhren und Schalter. Damit beim Ausfall eines dieser Bauelemente
nicht der ganze Sender außer Betrieb gesetzt werden muß, ist es üblich, Reserveverstärkerstufen
vorzusehen, die im Störungsfalle an Stelle der jeweils gestörten Verstärkerstufen
eingeschaltet werden. Soll diese Umschaltung selbsttätig erfolgen, müssen Einrichtungen
vorhanden sein, die die Arbeitsweise der einzelnen Verstärkerstufen überwachen und
bei einem auftretenden Fehler die Umschaltung einleiten. Auf derartige überwachungs-und
Umschalteinrichtungen bezieht sich die Erfindung.
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Es sind Überwachungseinrichtungen für Rundfunksender bekannt, bei
denen die der Antenne zugeführte modulierte Hochfrequenzschwingung demoduliert und
die demodulierte Schwingung in einer Differentialschaltung mit der am Sendereingang
liegenden Modulationsschwingung verglichen wird. Die Differentialschaltung ist so
abgeglichen, daß sich in ihr bei ordnungsgemäßem Betrieb des Senders die Ströme
der demodulierten Schwingung und der Modulationsschwingung genau aufheben. Verringert
sich z. B. infolge einer Störung die Amplitude der demodulierten Schwingung, ohne
daß sich die der Modulationsschwingung gleichzeitig vermindert, liefert die Differentialschaltung
einen Differenzstrom, der eine Alarmeinrichtung zum Ansprechen bringt (deutsche
Patentschrift 890 831).
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Naturgemäß läßt sich mit einer solchen Einrichtung die Störungsursache
nicht lokalisieren, man erkennt lediglich, daß eine Störung vorhanden ist. Es liegt
daher nahe, jeder Senderstufe eine überwachungseinrichtung zuzuordnen, die das Signal
am Eingang der Stufe mittels einer Differentialschaltung mit dem an ihrem Ausgang
vergleicht; denn es ist ein Kriterium für das einwandfreie Arbeiten eines Signal-
oder Leistungsverstärkers, daß ein an seinen Eingang gelegtes Signal mit einem festgelegten
Pegelunterschied wieder an seinem Ausgang erscheint.
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Will man eine auf diesem Prinzip beruhende Überwachungseinrichtung
für Fernschsenderstufen aufbauen, begegnet man der Unbequemlichkeit, daß die beiden
Kanäle, in denen das Eingangs- und Ausgangssignal der Differentialschaltung zugeführt
wird und die Verstärkerelemente enthalten, sowie die Differentialschaltung selbst
für einen weiten Frequenzbereich, entsprechend der Bandbreite des Videosignals,
ausgelegt werden müssen. Daraus er-s ich, daß der technische Aufwand in diesem
Falle erheblich größer ist als bei vergleichbaren Überwachungseinrichtungen für
Rundfunksenderstufen. Die Erfindung schlägt zur Verminderung des Aufwandes bei einer
Einrichtung zur überwachung der einwandfreien Arbeitsweise einer Verstärkerstufe
oder einer Gruppe von Verstärkerstufen eines Fernsehsenders, die durch Vergleich
des Signals am Eingang der Verstärkerstufe mit dem an deren Ausgang eine Störung
feststellt und meldet, vor, daß erfindungsgemäß Mittel vorgesehen sind, aus dem
Videosignal am Eingang und aus dem Videosignal am Ausgang der zu überwachenden Verstärkerstufe
oder Gruppe von Verstärkerstufen die Zeilensynchronimpulse auszusondern, schmalbandig
zu verstärken und einer Differentialschaltung zum Amplitudenvergleich zuzuführen,
die im Störungsfalle ein Alarmsignal liefert und gleichzeitig mittels einer Hilfsschaltung
an Stelle der gestörten Verstärkerstufe oder Gruppe von Verstärkerstufen eine Reservestufe
oder -gruppe einschaltet.
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Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung.
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V ist die Verstärkerstufe oder eine Gruppe von Verstärkerstufen, deren
Funktion überwacht werden soll. Von ihrem Eingang E und ihrem Ausgang A zweigen
die im wesentlichen gleich aufgebauten Meßkanäle K1 und K" ab, die aus je einer
Eingangsstufe EF, einer Impulsabtrennstufe mit einem Resonanzverstärker IR bestehen.
Die Ausgangsspannung beider Kanäle wird einer Differenzschaltung D, z. B. einem
Differentialübertrager zugeführt. Die Ausgangsspannung der Differenzschaltung wird
von dem Gleichrichter G gleichgerichtet
und beeinflußt über eine
Schwellenschaltung T ein Signalrelais S.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist: Das Videosignal am Eingang E
der Verstärkerstufe V gelangt zuerst zur Eingangsstufe EF des Meßkanals K1.
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Die Eingangsstufe EF ist notwendig, wenn die Überwachungseinrichtung
mit Transistoren aufgebaut wird, was wegen der geforderten hohen Betriebssicherheit
zweckmäßig ist. Sie besteht aus einem Impedanzwandler, z. B. aus einem in Kollektorbasisschaltung
(Emitterfolger) betriebenen Transistor, um einen hohen Eingangswiderstand zu erzielen.
Über sie gelangt das Videosignal zur Impulsabtrenastufe IR.
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Diese kann z. B. aus einem bekannten emittergekoppelten Begrenzer
(Amplitudenhochpaß) bestehen, dem das Videosignal und mittels eines Gleichrichters
in Parallelschaltung sein Gleichspannungsmittelwert zugeführt wird. Diese Schaltung
hat den Vorteil, daß innerhalb gewisser Grenzen der Eingangsspannung, besonders
aber bei größer werdender Eingangsspannung, die Aussteuerung unabhängig vom Absolutwert
des Eingangspegels ist.
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Die Impulsabtrennstufe liefert nur die Spitzen der Synchronimpulse
und unterdrückt den restlichen Teil des Videosignals. Diese Impulse konstanter Amplitude
stoßen einen Schwingkreis im Ausgang der Impulsabtrennstufe an, der eine sinusförmige
Schwingung mit der Frequenz der Synchronimpulsfolge (l5,625 kHz) abgibt. Die Sinusschwingung
wird nochmals verstärkt und an den einen Eingang des Differenznetzwerkes D geführt.
Der andere Eingang des Differenznetzwerkes wird von der Ausgangsspannung des in
gleicher Weise wirkenden Meßkanals K, gespeist, der vom Ausgang
A der Ver stärkerstufe V abzweigt, also die Synchronimpulse im Ausgangsvideosignal
analysiert.
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Die Meßkanäle KI und K., werden nicht direkt, sondern über in den
Eingangsstufen EF enthaltene Ankopplungsspannungsteiler mit dem Eingang E bzw. dem
Ausgang A der zu kontrollierenden Verstärkerstufe V verbunden. Diese Spannungsteiler
sind so eingestellt, daß bei ordnungsgemäßem Betrieb beide Meßkanäle etwa die gleiche
Eingangsspannung erhalten. Sie liefern deshalb auch an das Differenznetzwerk D die
gleiche Spannung, so daß dessen Ausgangsspannung Null ist. Sinkt infolge eines Fehlers
die Ausgangsspannung der Verstärkerstufe V um mehr als einen zugelassenen Wert,
werden die Eingangsspannungen des Differenznetzwerkes D verschieden, es liefert
eine Ausgangsspannung, die über die Schwellenschaltung T, z. B. eine unter dem Namen
Schmitt - Trigger bekannte Schaltung das Signalrelais S zum Ansprechen bringt. Dieses
kann über Hilfsrelais Umschaltungen vornehmen und Alarmzeichen einschalten. Die
Schwellenschaltung T hat die Aufgabe, beim langsamen Ausfall der Verstärkerstufe
V, d. h. beim verzögerten Ansteigen der Ausgangsspannung des Differenznetzwerkes
D das Signalrelais bei einer definierten Spannung zum Anzug zu bringen. Es ist zu
bemerken, daß eine Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung der zu
überwachenden Verstärkerstufe V in einem der Meßkanäle durch ein einfaches phasendrehendes
Glied berücksichtigt wird.