DE1252237B

DE1252237B -

Info

Publication number: DE1252237B
Application number: DEF40385A
Authority: DE
Priority date: 1963-08-01
Publication date: 1967-10-19
Also published as: GB1033796A; US3363055A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Deutsche Kl.:

Nummer: .
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04n

F 40385 VIII a/21 al
1. August 1963
19. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in ein Signal mit periodisch wiederkehrenden Bezugswerten, insbesondere ein Fernsehsignal. Zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente, die im Lauf der Übertragung des Signals verlorengegangen ist, sind getastete Klemmschaltungen bekannt. Diese enthalten einen Kondensator, über den das Signal übertragen wird, und gesteuerte Widerstände, in der Regel Dioden oder Transistoren, die einerseits an die Signalleitung nach dem Kondensator und andereran ein festes Potential angeschlossen sind.

Während der Zeiten, in denen das Signal den Bezugswert aufweist, werden die gesteuerten Widerstände durch Klemmimpulse in den leitenden Zustand gesteuert und legen in diesen Zeiten die Signal-, leitung an das feste Potential. Die Zeitkonstante der Klemmschaltung wird üblicherweise so klein wie möglich gewählt. Dadurch wird erreicht, daß die Umladung des Kondensators der Klemmschaltung rasch und möglichst vollständig erfolgt, damit das Potential der Signalleitung nach dem Kondensator möglichst genau dem festen Potential (Bezugspotential) entspricht. Zum Beispiel kann die Zeitkonstante bei Verwendung von Hochvakuumdioden mit einem Widerstand in der Größenordnung von 100 Ohm in geöffnetem Zustand und mit einer Kapazität des Kondensators der Klemmschaltung von 1000 pF 0,1 μβεο betragen.

Häufig sind dem Signal Störungen, z. B. Rauschen, überlagert, die auch in den Zeiten der Bezugswerte im Signal vorhanden sind. Das Potential an. der Signalleitung entspricht dann nicht mehr exakt dem Bezugspotential, sondern unterliegt unregelmäßigen Schwankungen. Wenn bei einer Klemmschaltung mit Dioden diese am Ende der Klemmzeit durch die Rückflanken der Tastimpulse plötzlich gesperrt werden, so wird der in diesem Zeitpunkt gerade vorhandene Momentanwert der dem Bezugswert Überlagerten Störspannung dem Bezugspotential entsprechen. Da dieser Momentanwert in den aufeinanderfolgenden Klemmzeiten verschieden groß ist, wird das Potential an der Signalleitung in jeder Klemmperiode vom Sollwert mehr oder weniger abweichen. Im Fall eines Fernsehsignals bedeutet dies, daß der Helligkeitswert der auf jede Klemmzeit folgenden Zeile unterschiedlich ist. Dies führt zu dem als »Zeilenrauschen« bekannten Störeffekt, der sich im Fernsehempfänger als unregelmäßige Helligkeitsschwankungen einzelner Zeilen oder Zeilengruppen auswirkt und außerordentlich störend ist.

Es ist bereits bekannt, daß dieser Fehler durch Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der
Gleichstromkomponente in ein Signal mit
periodisch wiederkehrenden Bezugswerten

Anmelder: ■ '■; ■ .

Fernseh G. m. b. H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Hermann Greiner, Darmstadt

Wahl einer größeren Zeitkonstänte der Klemmschaltung verringert werden kann. Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird die Zeitkonstante des Kondensators und der Widerstände der Klemmschaltung automatisch in Abhängigkeit von der Ampli^ tude der dem Bezugswert des Signals überlagerten Störspannung derart geregelt, daß die Zeitkonstante bei einer Zunahme der Störamplitude vergrößert wird. Die dem Bezugswert des Signals überlagerte höherfrequente Störspannung (Rauschen) wird dann je nach Größe der Zeitkonstante mehr oder weniger integriert, so daß die Klemmung im wesentlichen auf den Mittelwert der Störspännung erfolgt. Bei großer Zeitkonstante ist die Klemmschaltung jedoch nicht mehr in der Lage, Änderungen des Bezugswertes in aufeinanderfolgenden Perioden'genau zu folgen, so daß niederfrequente Störspannungen, z. B. mit Netzfrequenz, nicht mehr ausgeglichen werden.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in ein Signal mit periodisch wiederkehrenden' Bezügswerten mittels einer getasteten Klemmschaltung mit einem Konden-r sator, über den das Signal übertragen wird, und gesteuerten Widerständen, die einerseits an die Signalleitung nach dem Kondensator und andererseits an ein festes Potential angelegt sind und die innerhalb der Zeiten, in denen das Signal den Bezugswert aufweist, durch Klemmimpulse in den leitenden Zustand gesteuert werden und dadurch die Signalleitung an das feste Potential legen, ist erfindungsgemäß die Zeitkonstante des Kondensators und der gesteuerten Widerstände in einem ersten Teil der Klemmzeit klein und wird im anschließenden zweiten Teil der Klemmzeit kontinuierlich vergrößert.
. Gegenüber den bekannten Klemmschaltungen, bei welchen die Zeitkonstante wahrend der gesamten Klemmzeit konstant ist, weist die Schaltungsanord-

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nung nach der Erfindung den Vorteil auf, daß das zugswert soll nun durch die Klemmschaltung auf das Potential der Signalleitung nach dem Kondensator konstante Bezugspotential b gebracht werden. Um rasch und genau auf das Bezugspotential gebracht die Darstellung zu vereinfachen, ist angenommen, wird und auf der anderen Seite unregelmäßige Ände- daß die Klemmzeit der Zeit des Bezugswertes entrungen des Potentials der Bezugsleitung durch Stör- 5 spricht (in der Praxis ist sie meist etwas kleiner), spannungen mit hoher Frequenz, z. B. die höherfre- Ferner sollen, wie bisher üblich, die steuerbaren quenten Anteile des Rauschspektrums, weitgehend Widerstände, z. B. Dioden der Klemmschaltung, vermieden werden. während der Klemmzeit voll geöffnet sein, so daß sie

Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungs- einen sehr kleinen Widerstand aufweisen und die gemäßen Schaltungsanordnung wird die Zeitkon- io Zeitkonstante der Klemmschaltung während der gestante durch Veränderung der Widerstände der samten Klemmzeit klein ist. Bei einem ungestörten Klemmschaltung während der Klemmzeit selbsttätig Signal wird durch die Klemmschaltung der Bezugsunabhängig von der Größe der Störspannung von wert im Signal m auf das Bezugspotential b gebracht, einem niedrigen auf einen hohen Wert kontinuierlich wie für die erste Zeilenlücke in der Figur dargestellt, vergrößert. 15 Bei folgenden Zeilenlücken ist angenommen, daß

Bei Verwendung von Dioden oder Transistoren dem Signal eine Störung überlagert ist und der Beals gesteuerte Widerstände sind diese nur im ersten zugswert um den Betrag s schwankt. Am Ende der Teil der Klemmzeit voll geöffnet und werden an- Klemmzeit wird bei der plötzlichen Erhöhung des schließend allmählich in das Sperrgebiet gesteuert, Widerstandes der Klemmschaltung durch die Rückvorzugsweise so weit, daß sie am Ende der Klemm- 20 flanke der Klemmimpulse der in diesem Zeitpunkt gezeit bereits vollständig gesperrt sind. Dies kann in rade vorhandene Signalwert auf das Bezugspotential b besonders einfacher Weise dadurch geschehen, daß gebracht. Dieser Signalwert am Ende der Klemmzeit bei einer beliebigen bekannten Klemmschaltung die . kann jeden beliebigen Wert innerhalb der Ampli-Tastimpulse nur im ersten Teil der Klemmzeit die tadenschwankung s haben und in den Extremfällen zur vollen Öffnung der Dioden oder Transistoren 25 zwischen den Werten ο und u schwanken. Die Folge erforderliche Amplitude haben und daß diese im davon ist, daß auch die Amplitude des Bildsignals in zweiten Teil der Klemmzeit so weit verringert wird, den einzelnen Zeilenperioden unregelmäßig zwischen daß die Dioden oder Transistoren der Klemmschal- den Extremwerten der Störspannung s schwankt, tang am Ende der Klemmzeit gesperrt sind. Impulse Fig. 2 zeigt dies für einen Bezugswert in ver-

dieser Form mit abfallendem Impulsdach können in 30 größertem Maßstab unter der Annahme, daß die einfachster Weise durch teilweise Differentiation von Störung eine hochfrequente Schwingung mit einer Rechteckimpulsen gebildet werden. _ im Vergleich zur Austastzeit kleinen Schwingungs-

Von besonderer Bedeutung ist die erfindungs- dauer ist. Man erkennt, daß je nach der Phasenlage gemäße Schaltungsanordnung für die Wiedereinfüh- der Schwingung am Ende der Klemmzeit t jeder berung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignale, 35 liebige Wert η zwischen den Maximalwerten u und ο da diese häufig einen erheblichen Störanteil auf- der Störschwingungen durch die Klemmschaltung weisen. Dieser kann bereits in dem von einer Bild- auf den Bezugswert b festgelegt wird, aufnahmeröhre oder Photozelle erzeugten Fernseh- F i g. 3 zeigt das Verhalten der Klemmschaltang

signal enthalten sein oder bei der Übertragung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren während Signals hinzutreten. In jedem Fall bringt die Anwen- 40 der Klemmzeit t. Die Zeitkonstante der Klemmschaldung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung tung ist nur im ersten Teil der Klemmzeit ti klein, bei der Wiedereinführung der Gleichstromkompo- Diese Zeit braucht nur so groß zu sein, bis sich der nente in das Fernsehsignal eine erhebliche Verbesse- Kondensator der Klemmschaltung etwa auf das gerung, insbesondere eine Vermeidung des sehr stören- änderte Potential des Bezugswertes umgeladen hat. den Zeilenrauschens. 45 In der folgenden Zeit ti wird die Zeitkonstante der

Die erfindungsgemäße Anordnung soll nunmehr in Klemmschaltung kontinuierlich vergrößert. Dies erihrer Anwendung auf ein Fernsehsignal mit Hilfe der folgt am einfachsten durch eine allmähliche ErFiguren näher erläutert werden: ' höhung des Widerstandes der Klemmschaltung, über F i g. 1 zeigt schematisch die Auswirkung von den der Kondensator der Klemmschaltung umStörungen im Bezugswert auf ein Fernsehsignal in 50 geladen wird. Vorzugsweise soll der Widerstand am der bisher üblichen Schaltungsanordnung; Ende der Klemmzeit praktisch unendlich groß sein, Fig. 2 stellt einen in Fig. 1 dargestellten peri- wie es in der Zeit zwischen den Klemmzeiten der odisch wiederkehrenden Bezugswert in vergrößertem Fall ist. Im zweiten Teil der Klemmzeit ti tritt da-Maßstab dar; durch in zunehmendem Maß eine Integration der Fi g. 3 zeigt einen Bezugswert nach Fi g. 1 bei der 55 dem Bezugswert überlagerten Störungen ein, so daß Schaltungsanordnung nach der Erfindung; die Klemmung am Ende der Klemmzeit etwa auf Fig. 4 ist die Kennlinie einer Diode als Steuer- den Mittelwert m der dem Bezugswert überlagerten barer Widerstand einer Klemmschaltung; Störung erfolgt.

F i g. 5 zeigt die Steuerung des Diodenwiderstandes Bei Verwendung von Dioden oder Transistoren

durch den Klemmimpuls; 60 als gesteuerte Widerstände der Klemmschaltung kann

F i g. 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schal- zur kontinuierlichen Vergrößerung des Widerstandes

tungsanordnung nach der Erfindung. die Eigenschaft dieser Schaltelemente ausgenutzt

F i g. 1 zeigt einige Zeilenperioden eines Fernseh- werden, daß diese durch Änderung der angelegten

signals, das bei der Abtastung einer Fläche konstan- Spannung nicht plötzlich vom gesperrten in den ter Helligkeit entsteht. Während der Zeilenperioden 65 leitenden Zustand übergehen, sondern daß sich die weist das Signal daher eine konstante Amplitude w Widerstandsänderung allmählich vollzieht, wie dies auf. In den Zeilenlücken wird ein gleichbleibender in F i g. 4 am Beispiel einer Diodenkennlinie darge-Bezugswert (Austastwert) übertragen. Dieser Be- stellt ist. Der durch die Neigung der Tangente R an

die Kennlinie gegebene Widerstand erhöht sich bei Verkleinerung der angelegten Spannung U_D kontinuierlich bis auf den sehr hohen Sperrwiderstand bei Abnahme des Diodenstromes I_D bis auf Null.

In F i g. 5 ist dargestellt, wie sich der Diodenwiderstand R_D durch einen Klemmimpuls besonderer Form von einem sehr kleinen Wert im ersten Teil der Klemmzeit ti kontinuierlich bis zum Sperrwiderstand im zweiten Teil der Klemmzeit ti vergrößern läßt. Die Form des Klemmimpulses ist hierzu derart ausgebildet, daß sich seine Amplitude von einem Maximalwert im ersten Teil ti der Klemmzeit, die mindestens so groß ist, daß die Diode voll geöffnet ist, im zweiten Teil der Klemmzeit ti allmählich so weit verringert, bis die Diode am Ende der Klemmzeit gesperrt ist.

F i g. 6 zeigt eine Klemmschaltung für ein Fernsehsignal, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Der Kondensator 3 der Klemmschaltung (ζ. B. 1000 pF) liegt einerseits am Anodenwiderstand 2 einer Röhre 1, über die das Signal zugeführt wird, und andererseits an der Steuerelektrode einer weiteren Röhre 4, an der der Bezugswert des Signals mittels der Klemmschaltung 5 auf ein festes Potential, z. B. an das Erdpotential, gebracht werden soll. Als Klemmschaltung 5 ist in der Figur eine Vierdiodenschaltung dargestellt, die aus je zwei antiparallel geschalteten Doppeldioden 51, 52 bzw. 53, 54 besteht. Diese werden durch über die Kondensatoren 55, 56 (z. B. 50 nF) zugeführte Klemmimpulse während der Klemmzeiten aufgetastet. Vor der Zuführung der Klemmimpulse zur Klemmschaltung 5 werden diese teilweise differenziert. Die rechteckigen Klemmimpulse mit geradem Dach werden hierzu dem Impulsformer 6 zugeführt. Dieser enthält eine Röhre 61, die durch die rechteckigen Klemmimpulse über einen Kondensator 62 (50 nF) mit Ableitwiderstand 63 (1 Megohm) gesteuert wird. Die für die Vierdiodenklemmschaltung erforderlichen Impulse mit entgegengesetzter Polarität werden im Anoden- bzw. der Kathodenkreis der Röhre 61 an den Widerständen 64 und 65 (z. B. 500 Ohm) abgenommen. Im Kathodenkreis liegt ein Differenzierglied, bestehend aus dem Widerstand 66, z. B. 1,5 Kiloohm, und dem parallelgeschalteten Kondensator67 (z.B. 5 nF). Dieses bewirkt, daß sich die Impulsamplitude mit der Impulsdauer verringert und die an den Dioden wirksamen Impulse etwa die in Fig. 5 dargestellte Form aufweisen.

Die Anwendung der Schaltungsanordnung ist nicht auf die dargestellte Klemmschaltung beschränkt, sondern kann mit denselben Vorteilen auch bei anderen getasteten einfach oder doppelt wirksamen Klemmschaltungen mit Dioden oder Transistoren Anwendung finden. In gleicher Weise ist auch die Erzeugung der Impulse zur Auftastung der Klemmschaltung nicht nur durch eine Differentiation der Impulse, sondern auf beliebige Weise möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in ein Signal mit periodisch wiederkehrenden Bezugswerten mittels einer getasteten Klemmschaltung mit einem Kondensator, über den das Signal übertragen wird, und gesteuerten Widerständen, die einerseits an die Signalleitung nach dem Kondensator und andererseits an ein festes Potential angelegt sind und die innerhalb der Zeiten, in denen das Signal den Bezugswert aufweist, durch Klemmimpulse in den leitenden Zustand gesteuert werden und dadurch die Signalleitung an das feste Potential legen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Kondensators (3) und der gesteuerten Widerstände (51, 52, 53, 54) in einem ersten Teil der Klemmzeit (il) klein ist und sich im anschließenden zweiten Teil der Klemmzeit (ti) kontinuierlich vergrößert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Dioden oder Transistoren (51, 52, 53, 54) als gesteuerte Widerstände diese im ersten Teil der Klemmzeit (il) voll geöffnet und anschließend im zweiten Teil der Klemmzeit (ti) kontinuierlich in das Sperrgebiet gesteuert werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastimpulse der Klemmschaltung (5) im ersten Teil der Klemmzeit (ti) eine so große Amplitude haben, daß die Dioden bzw. Transistoren (51, 52, 53, 54) ganz geöffnet werden und sich ihre Amplitude im zweiten Teil der Klemmzeit (ti) kontinuierlich so weit verringert, daß die Dioden bzw. Transistoren am Ende der Klemmzeit sperren.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmimpulse vor der Zuführung zur Klemmschaltung (5) teilweise differenziert werden.

5. Schaltungsanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine zweiseitig wirksame Klemmschaltung (5) mit Dioden (51 bis 54) und einen Impulsformer (6) mit einer Verstärkerröhre (61), deren Steuergitter Rechteckimpulse zugeführt werden und in deren Anoden- oder Kathodenkreis ein Differenzierglied (66, 67) angeordnet ist und aus deren Anoden- bzw. Kathodenkreis Klemmimpulse entgegengesetzter Polarität entnommen werden, welche den Dioden (51 bis 54) der Klemmschaltung über Kondensatoren (55, 56) zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 902475;
»Radio Mentor«, 1959, H.

6, S. 442/443.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen