DE1176180B - Schaltungsanordnung zur Amplituden-begrenzung von Fernsehsignalen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung von Fernsehsignalen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung von Fernsehsignalen mit elektronischen Verstärkern.
• Im Zuge der Verstärkung von Fernsehsignalen tritt häufig die Forderung auf, den Signalwert nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigen zu lassen, um eine Übersteuerung nachfolgender Verstärkerstufen zu vermeiden. Dies bedeutet, daß in dem von der Fernsehaufnahmeeinrichtung gelieferten Signal enthaltene Weißspitzen, die eine bestimmte Höhe übersteigen, abgeschnitten werden müssen. Besonders sorgfältig muß jede Überschreitung des zugelassenen Maximalwertes des Bildsignals bei dem derzeit häufig benutzten Sendeverfahren mit Negativmodulation vermieden werden, damit die Sender nicht weiter als bis zu dem vorgeschriebenen Minimalwert der Trägeramplitude ausgesteuert werden.
• Es sind bereits zahlreiche Schaltungsanordnungen zur Amplitudenbegrenzung bekanntgeworden. Eine Gruppe dieser Schaltungen macht von der Nichtlinearität der Amplitudencharakteristik von elektronischen Verstärkern Gebrauch und nimmt die Amplitudenbegrenzung am oberen oder unteren Knick der Verstärkerkennlinie vor. Eine andere Gruppe benutzt Richtleiter, die derart vorgespannt werden, daß sie beim Erreichen des gewünschten Maximalwertes stromführend werden.
• Es ist auch schon bekannt, eine Amplitudenbegrenzung mittels einer amplitudenabhängigen Gegenkopplung vorzunehmen, indem in den Gegenkopplungskreis ein Schaltelement mit nichtlinearer Charakteristik eingefügt wird, dessen Widerstand durch eine von der Ausgangsspannung des gegengekoppelten Verstärkers abgeleitete Spannung gesteuert wird. Schließlich ist auch schon ein mehrstufiger galvanisch gekoppelter Verstärker bekannt, bei dem ein Richtleiter zwischen die Kathoden zweier Verstärkerstufen geschaltet ist, so daß beim Erreichen einer bestimmten Signalamplitude der Richtleiter die Kathoden miteinander verbindet und dadurch die durch die Kathodenwiderstände bewirkte Gegenkopplung verringert und damit die Verstärkung erhöht.
• Bei einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung von Fernsehsignalen, insbesondere bei der dem Weißwert entsprechenden Maximalamplitude, liegt erfindungsgemäß zwischen den Ausgangselektroden zweier aufeinanderfolgender Verstärkerstufen, von denen mindestens der Arbeitspunkt der zweiten Stufe für einen periodisch wiederkehrenden Bezugswert im Fernsehsignal mittels einer Klemmschaltung stabilisiert ist, eine Diodenstrecke, und der gegensinnige Potentialverlauf an den Ausgangselektroden der Verstärkerstufen sowie die Durchlaßrichtung der Diode sind derart gewählt, daß beim Erreichen der vorbestimmten Maximalamplitude die Potentiale an den Ausgangselektroden etwa gleich werden und die Diode vom nichtleitenden in den leitenden Zustand gesteuert wird, so daß die zweite Verstärkerstufe praktisch kurzgeschlossen und so weit ausgesteuert wird, daß der Übergang vom nichtleitenden in den leitenden Zustand innerhalb eines relativ zur Signalamplitude kleinen Amplitudenbereiches erfolgt. Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kana auch der Arbeitspunkt der ersten der beiden aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen stabilisiert werden.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vorteil auf, daß sie das Fernsehsignal bis knapp vor Einsatz der Begrenzerwirkung ungeschwächt überträgt und nach Erreichen des Schwellwertes vollkommen sperrt, wobei der Übergang in einem sehr kleinen Amplitudenbereich des Signals erfolgt. Ferner zeichnet sich die Schaltungsanordnung durch besondere Einfachheit aus. Gegenüber einem üblichen Verstärker für Fernsehsignale ohne Begrenzerwirkung beträgt der Mehraufwand nur eine Diodenstrecke bei geeigneter Bemessung der Schaltelemente.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll mit Hilfe der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur näher erläutert werden. In der Figur bedeutet 1 die erste Stufe eines zweistufigen Fernsehverstärkers mit Röhren. Das zu verstärkende Fernsehsignal wird mit positiver Polarität über einen Kopplungskondensator 3 dem Gitter der ersten Verstärkerröhre zugeführt. Das Potential für den Schwarzwert im Bildsignal wird am Gitter mittels eines Richtleiters 2 stabilisiert. Das verstärkte Fernsehsignal tritt an der Anode der Röhre 1 mit negativer Polarität auf. über einen Koppelkondensator 4 gelangt das verstärkte Signal an das Gitter einer weiteren Verstärkerröhre 6 und kann an deren Anode mit entsprechend erhöhter Amplitude und gleicher Polarität gegenüber dem Eingang des Verstärkers abgenommen werden. Die Zuführung der an einem Potentiometer 7 einstellbaren Vorspannung des Gitters der Röhre 6 erfolgt über eine an sich bekannte Klemmschaltung 5, mit der die Vorspannung für den Bezugswert des Bildsignals konstant gehalten wird.
• Gemäß der Erfindung ist zur Begrenzung der Amplitude des Ausgangssignals zwischen die Anoden der aufeinanderfolgenden Verstärkerröhren 1 und 6 eine Diode 8 geschaltet, die derart gepolt ist, daß sie stromführend wird, wenn die Spannung an der Anode der Röhre 6 positiv gegenüber der Spannung an der Anode der Röhre 1 wird. Die Betriebswerte der Verstärkerröhren 1 und 6 sowie die Widerstände in den Anodenkreisen, insbesondere die Arbeitswiderstände 9 und 10, sind derart bemessen, daß die Spannung an der Anode der Röhre 1 im Vergleich zur Spannung an der Anode der Röhre 6 bis zu der Signalamplitude negativ bleibt, bei der die Begrenzerwirkung einsetzen soll. Beim Erreichen der Spannungsgleichheit an den Anoden der beiden Röhren wird die Diode 8 leitend und bewirkt durch die übertragung des Ausgangssignals von der Anode der Röhre 6 auf das Gitter dieser Röhre eine starke Gegenkopplung, welche die Verstärkung der Röhre 6 auf einen Bruchteil der Verstärkung bei kleineren Signalamplituden herabsetzt, bei denen die Diode 8 gesperrt ist. Gleichzeitig gelangt das Eingangssignal der Röhre 6 auch direkt über die Diode 8 zum Ausgang des Verstärkers, jedoch mit entgegengesetzter Phase gegenüber dem durch die Röhre 6 übertragenen Signal. Dadurch wird das über die Röhre 6 übertragene Signal weiter geschwächt. Bei geeigneter Bemessung der Schaltung kann es vollständig kompensiert werden, so daß nach Erreichen des Schwellwertes kein Anstieg des Ausgangssignals für Signalamplituden auftritt, welche den Schwellwert überschreiten. Um den Einsatzpunkt der Begrenzerwirkung ohne Änderung der Größe der Anodenwiderstände oder der Betriebswerte der Röhren verändern zu können, ist in der Figur die Möglichkeit angedeutet, durch die gestrichelt gezeichneten Schaltelemente 12 und 13 die Spannung an der Anode der Röhre 6 zu beeinflussen. In manchen Fällen ist es erwünscht, daß die Begrenzung der Amplituden nicht vollständig erfolgt, sondern daß auch nach dem Einsetzen der Begrenzerwirkung das Ausgangssignal in geringem Maße zunimmt. Dies kann in einfacher Weise durch eine geeignete Bemessung der Schaltung erreicht werden, z. B. durch Erhöhen des Widerstandes im Gegenkopplungszweig durch Einschalten eines Serienwiderstandes 11 zur Diodenstrecke B.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung von Fernsehsignalen, insbesondere bei der dem Weißwert entsprechenden Maximalamplitude, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangselektroden zweier aufeinanderfolgender Verstärkerstufen (1, 6), von denen mindestens der Arbeitspunkt der zweiten Stufe (6) für einen periodisch wiederkehrenden Bezugswert im Fernsehsignal mittels einer Klemmschaltung (5) stabilisiert ist, eine Diodenstrecke (8) liegt und der gegensinnige Potentialverlauf an den Ausgangselektroden der Verstärkerstufen (l., 6) sowie die Durchlaßrichtung der Diode (8) derart gewählt sind, daß beim Erreichen der vorbestimmten Maximalamplitude die Potentiale an den Ausgangselektroden etwa gleich werden und die Diode (8) vom nichtleitenden in den leitenden Zustand derart gesteuert wird, daß die zweite Verstärkerstufe (6) praktisch kurzgeschlossen und so weit ausgesteuert wird, daß der Übergang vom nichtleitenden in den leitenden Zustand innerhalb eines relativ zur Signalamplitude kleinen Amplitudenbereiches erfolgt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Arbeitspunkt der ersten Röhre (1) stabilisiert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 745 228, 857 402, 863 091, 874 023; deutsche Auslegeschrift L 16413 VIII/21 a2 (bekanntgemacht am 26. 7. 1956); österreichische Patentschrift Nr. 182 423; schweizerische Patentschriften Nr. 198 848, 214 053, 291387; französische Patentschrift Nr. 1 114 362; USA.-Patentschrift Nr. 2 215 777; H. P i t s c h: »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, 1948, S. 505 und 508; »Electronics«. Juli l947. S. 111 bis I13.