DE1254674B - Schaltungsanordnung zur Anhebung der hoeheren Frequenzen eines Videosignals - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al - 33/40

Nummer: 1 254 674

Aktenzeichen: F 37029 VIII a/21 al

Anmeldetag: 9. Juni 1962

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anhebung der höheren Frequenzen eines Videosignals, das zwei parallelgeschalteten Kanälen zugeleitet wird und wobei eines der über diese Kanäle übertragenen Signale phasenmäßig umgekehrt und zum anderen Signal addiert wird.

Das Frequenzspektrum der mit bekannten Fernsehaufnahmeröhren gewonnenen Videosignale fällt nach den hohen Frequenzen hin noch innerhalb einer Bandbreite von 6 MHz bekanntlich mehr oder weniger stark ab. Diese Amplitudenverzerrung ist als Apperturverzerrung bekannt und bewirkt eine symmetrische Verschiebung eines Videosignals, das aus rechteckförmigen Impulsen gebildet wird und einem Objekt mit hellen und dunklen Streifen entspricht. Diese Amplitudenverzerrung kann durch phasenrichtige Anhebung der höheren Frequenzen unter Verwendung bekannter Schaltungsanordnungen nach Art des sogenannten Cosinusentzerrers und nach Art des Differenzierentzerrers teilweise kompensiert werden.

Bei bekannten Differenzierentzerrern wird zum Videosignal ein Korrektursignal addiert, das dem negativen zweiten Differentialquotienten des Videosignals entspricht. Dazu wird üblicherweise eine Schaltungsanordnung aus zwei parallel zueinander liegenden Kanälen verwendet, denen eingangsseitig das Videosignal zugeführt wird und die ausgangsseitig in eine Addierstufe einmünden. In einem dieser Kanäle sind der Reihe nach eine Stufe zur Bildung des ersten Differentialquotienten, ferner eine Stufe zur Bildung des zweiten Differentialquotienten und außerdem eine Phasenumkehrstufe vorgesehen. In dem zweiten dieser Kanäle ist ein Laufzeitglied angeordnet, durch welches das über diesen Kanal übertragene Signal angenähert um die gleiche Zeit verzögert wird wie das andere Signal im anderen Kanal.

Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur Impulsflankenversteilerung in Breitband-Signalübertragungskanälen, insbesondere zur Höhenanhebung von Fernsehsignalen, mit einem parallel zu einem ein Zeitverzögerungsnetzwerk enthaltenden Teil des Übertragungskanals geschalteten differenzierenden Netzwerk bekannt, bei welcher das differenzierende Netzwerk die Reihenschaltung eines Widerstandes mit einer Kapazität und einer von einer zweiten Kapazität überbrückten Induktivität enthält, wobei diese Induktivität die Primärwicklung eines Transformators darstellt, dessen Sekundärwicklung, an der die mit einer über den Frequenzbereich im wesentlichen konstanten Zeitverzögerung behaftete zweite Ableitung des am Netzwerkeingang zugeführten Signals erscheint, mit den Ausgangsklemmen des Zeitverzögerungsnetz-Schaltungsanordnung zur Anhebung der
höheren Frequenzen eines Videosignals

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

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Emil Sennhenn,
Darmstadt-Arheilgen

Werkes in Reihe geschaltet ist, derart, daß an dieser Reihenschaltung das versteuerte Signal auftritt.
Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß der Kanal, in dem das Laufzeitglied liegt, über die Sekundärspule des Transformators auf dessen Primärspule und damit auf den anderen Kanal einwirkt, wodurch um so größere frequenzmäßige Verzerrungen bewirkt werden, je breitbandiger das zu übertragende Videosignal ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß das Videosignal sowohl über das Laufzeitglied als auch zusätzlich noch über die Sekundärspule übertragen wird, wodurch weiterhin der Frequenzgang dieses Videosignals beeinflußt wird.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei einer Schaltungsanordnung zur Anhebung der höheren Frequenzen eines Videosignals, das zwei parallelgeschalteten Kanälen zugeleitet wird und wobei eines der über die Kanäle übertragenen Signale phasenmäßig umgekehrt und zum anderen Signal addiert wird und in einem Kanal eine Schaltungskombination vorgesehen ist, deren Längsglied aus einem ohmschen Widerstand und aus einem Kondensator gebildet wird und deren Querglied aus einer Induktivität besteht, die mit einem Ende wechselstrommäßig an Masse liegt, erfindungsgemäß das andere Ende dieser Induktivität mit der Basis des in dem einen Kanal liegenden Transistors leitend verbunden, der Kollektor dieses Transistors über einen Kollektorwiderstand an einen Pol einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen und der Ausgang des anderen Kanals mit diesem Kollektor leitend verbunden.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen den Vorteil auf, daß keine wesentlichen Rückwirkungen zwischen den beiden Kanälen auftreten, weil der

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Transistor als Trennstufe wirkt. Ferner weist die zugeführten Videosignals bewirkt. Diese Korrektur-Schaltung eine geringere Frequenzabhängigkeit auf, da spannung Ul entspricht dem zweiten Differentialdas Videosignal im anderen Kanal nur über ein Lauf- quotienten des über Klemme 11 zugeführten Videozeitglied und keine weiteren Bauelemente dem Aus- signals. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 liefert gang der Schaltungsanordnung zugeleitet wird., Die 5 also unmittelbar eine dem zweiten Differentialquotienerfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist daher ge- ten entsprechende Korrekturspannung, ohne daß eine eignet, Videosignale mit einer Bandbreite von 0 bis dem ersten Differentialquotienten entsprechende Span-5 MHz einwandfrei zu übertragen. Schließlich zeichnet nung erzeugt wird, wie es bei bekannten Differenziersich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung im entzerrern geschieht. Die Schaltungsanordnung nach Vergleich zu den bekannten Schaltungsanordnungen io F i g. 1 zeichnet sich daher durch besonders einfachen durch geringeren technischen Aufwand aus, da der Aufbau und durch geringen technischen Aufwand aus Transistor und die zu seinem Betrieb unmittelbar er- und ist insbesondere zur Apperturkorrektur von Videoforderlichen Widerstände die doppelte Funktion einer Signalen geeignet. Die Wirkungsweise der Schaltungs-Addierstufe und einer Phasenumkehrstufe erfüllen. anordnung nach F i g. 1 ist aus dem Vektordiagramm

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Schaltungs- 15 nach F i g. 2 erkennbar. Diese zeigt die Vektoren CZ₁

anordnung an Hand der F i g. 1 bis 5 beschrieben, bis CZ₇, die jeweils einer am Widerstand 13 (F i g. 1)

wobei in mehreren Figuren verwendete gleiche Symbole abgegriffenen Spannung CZ verschiedener Frequenz

mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt entsprechen. Durch die Wirkung des ohmschen Wider-

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge- Standes 24 bzw. des Kondensators 25 bzw. der Indukmäßen Schaltungsanordnung zur Anhebung der hohen 20 tivität 26 (F i g. 1) entstehen entsprechende Span-Frequenzen eines Videosignals, nungsabfälle Ur bzw. CZc bzw. Ul. Auf diese Weise

F i g. 2 bis 5 Diagramme bezüglich Spannungen, wird jeder der Vektoren U₁ bis U₇ in zugeordnete

Frequenzgänge, Phasenwinkel bezüglich Signalen, wie Komponenten der Spannungsabfälle Ur, Uc und Ul

sie bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 auf- zerlegt. Die Winkel ^₁ bis φ₇ entsprechen den Phasen-

treten. 25 differenzen der Vektoren U₁ bis CZ₇ bezüglich der in

Der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 wird über Abszissenrichtung dargestellten Spannungsabfälle Uc

Klemme 11 ein Videosignal zugeführt und einerseits und Ul. Die Spannungsabfälle Ur sind in Ordinaten-

über den Widerstand 12 (390 Ω) über einen ersten richtung aufgetragen. Aus diesem Diagramm ist insbe-

Kanal I und andererseits über den Widerstand 13 sondere ersichtlich, daß die Korrekturspannung Uj,

(75 Ω) über einen zweiten Kanal II weitergeleitet. Das 30 dem Betrage nach mit der Frequenz ansteigt,

über den ersten Kanal I geleitete Videosignal wird F i g. 3 zeigt Phasendiagramme. In Abszissenrich-

unter Verwendung des Filters 14 (Type Bv 202) um tung sind die Beträge der Frequenzen bis zu 6 MHz, in

eine Laufzeit von 40 nsec verzögert und über den Ordinatenrichtung die Beträge der Phasen in Bogen-

Schaltungspunkt 15 dem Ausgang 16 der Schaltung graden aufgetragen. Dabei bezieht sich die Linie 41

zugeführt. Dieses Filter 14 wird aus drei hinterein- 35 auf die Phasendifferenzen zwischen der Korrektur-

andergeschalteten Induktivitäten 17, 18, 19, ferner aus spannung Ul und der Spannung U. Dagegen bezieht

den Kondensatoren 20, 21, 22 und der Schaltkapazität sich die Linie 42 auf jene Phasendifferenzen, die im

des Transistors 23 gebildet. Dabei sind die Kapa- Übertragungsweg zwischen den Schaltungspunkten 26'

zitäten der Kondensatoren 21 und 22 zweimal größer und 15 (F i g. 1) durch den Transistor 23 bewirkt

als die Kapazität des Kondensators 20 und die Schalt- 40 werden. Die Linie 43 bezieht sich auf die resultierende

kapazität des Transistors 23. Phasendifferenz, die durch die Schaltungskombination

Das vom Widerstand 13 abgenommene Videosignal 24/25/26 und durch den Transistor 23 bewirkt wird, wird über den Kanal II einer Schaltungskombination Die Kurve 43 stellt somit für die einzelnen Frequenzen zugeführt, die aus dem ohmschen Widerstand 24 die gesamten durch den Kanal II bewirkten Phasen-(470 Ω), dem Kondensator 25 (100 pF) und der Induk- 45 änderungen dar. Die Schaltungsanordnung nach tivität 26 (5 μΗ) besteht. Dabei ist das eine Ende 26' F i g. 1 ist derart ausgelegt, daß die Laufzeitverzögedieser Induktivität 26 an die Basis des Transistors 23 rungen, die durch die beiden Kanäle I und II bewirkt angeschlossen, dessen Kollektor über den Arbeits- werden, angenähert gleich sind, so daß also die Linie 43 widerstand 27 (680 Ω) und über Klemme 28 an den angenähert auch die Phasendifferenz des über den negativen Pol einer Betriebsspannung von —12 Volt 50 Kanal I geleiteten Videosignals gegenüber der Spanangeschlossen ist, wogegen der Emitter des Tran- nung U darstellt. Der Widerstand 24, der Kondensistors 23 (Type AF118) über den Gegenkopplungs- sator 25 und die Spule 26 nach F i g. 1 sollen derart widerstand 29 (100 Ω) an Masse und damit an den bemessen sein, daß die Linie 43 nach F i g. 3 eine positiven Pol der Betriebsspannungsquelle geschaltet Gerade ist, d. h. also, die Phasendifferenz φ soll der ist. Das andere Ende 26" der Induktivität 26 ist über 55 Frequenz proportional sein oder, mathematisch ausgeden Kondensator 31 (0,1 μΡ) wechselstrommäßig mit drückt,
Masse verbunden. Das Basispotential des Transistors _

23 wird unter Verwendung eines an den Polen der φ — — Wt₀. (1;

Betriebsspannungsquelle liegenden Spannungsteilers, Dabei bedeutet:

k?" ^aus,^den Widerständen 32 (2,7 kü) und 33 60 _{ω = die Kreisfrequenz (ω = 2nf)}

(27 kü), festgelegt. /= die Frequenz

Von dem Ende 26' der Induktivität 26 wird eine / _{= die kon} ⁴ _stante _Laufzeit des Signals von der Korrekturspannung U_L abgenommen, die sich mit an- _{Klemme u bis zum} Schaltungspunkt 15.
steigender Frequenz vergrößert. Diese Korrekturspannung Ul wird durch den Transistor 23 hinsichtlich 65 a_us F i g. 2 ist außerdem abzulesen, daß
ihrer Polarität umgekehrt und zum Videosignal des

Kanals I addiert, und auf diese Weise wird eine An- φ — _{arc sm} Jr.^R (2)

hebung der höheren Frequenzen des über Klemme 11 U

und außerdem

C/² = (Uc 1

(i-Rf

ist.
Dabei bedeutet:

j = die imaginäre Einheit,

C = die Kapazität des Kondensators 25,

L = Induktivität der Spule 26,
i = der Strom durch den Widerstand 24,
durch den Kondensator 25 und
durch die Induktivität 26,

R = der Betrag des Widerstandes 24.

Aus Gleichung (2) und (4) ergibt sich

Ur

φ = arc sin

1
j ω C

j ω L

+ (i

(5)

Da Ur = ζ · R ist, ergibt sich aus den Gleichungen (2) und (5) für die Bemessung des Widerstandes 24, ^as des Kondensators 25 und der Spule 26 nach F i g. 1 die folgende Bedingung, die wenigstens angenähert erfüllt sein soll:

arc sm

i- R

™ ^, ₀.

JmC

jwL

(6)

Im Frequenzdiagramm nach F i g. 4 sind in Abszissenrichtung die Beträge der Frequenzen bis zu 6 MHz und in Ordinatenrichtung Maßzahlen hinsichtlich der Verstärkung V aufgetragen, wobei der Verstärkung bei tiefen Frequenzen die Maßzahl 100 zugeordnet ist.

Zur Messung und Überprüfung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bedient man sich zweckmäßigerweise eines Frequenzgangmeßsignals, das an Stelle des Videosignals über Klemme 11 der Schaltungsanordnung zugeführt wird. Dieses Meßsignal kann aus einer Folge von Sinusschwingungen bestehen, deren Frequenz sich periodisch und kontinuierlich ändert. Dabei wird ein Impulsflankensteilheitsbegrenzer in bekannter Weise verwendet, womit die Steilheit von Impulsflanken verringerbar ist. Dem Diagramm nach F i g. 4 ist eine derartige Einstellung des Impulsflankensteilheitsbegrenzers zugrunde gelegt, daß die Anstiegszeit (gemessen zwischen den Amplituden von 10 und 9O°/o der Maximalamplitude) der Impulsflanken 0,1 μβεο beträgt. Durch das Meßsignal wird also ein Videosignal nachgebildet, dessen höherfrequentige Anteile einer Korrektur bedürfen. Die Kurve 45 nach F i g. 4 zeigt den resultierenden Frequenzgang des am Ausgang 16 nach F i g. 1 abgenommenen korrigierten Meßsignals, der bis angenähert 5 MHz konstant verläuft. Werden über die Anordnung Impulse übertragen, so zeigen sie ein völlig symmetrisches Überschwingen.

F i g. 5 bezieht sich auf ein Diagramm, durch welches die sehr geringen Gruppenlaufzeitdifferenzen der über die Kanäle I und II geleiteten Signale in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt sind. Dabei sind die Maßzahlen der Frequenzen bis 6 MHz in Abszissenrichtung und die Maßzahlen der Gruppenlaufzeitdifferenzen in Ordinatenrichtung aufgetragen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Anhebung der höheren Frequenzen eines Videosignals, das zwei parallelgeschalteten Kanälen zugeleitet wird und wobei eines der über die Kanäle übertragenen Signale phasenmäßig umgekehrt und zum anderen Signal addiert wird und in einem Kanal eine Schaltungskombination vorgesehen ist, deren Längsglied aus einem ohmschen Widerstand und einem Kondensator gebildet wird und deren Querglied aus einer Induktivität besteht, die mit einem Ende wechselstrommäßig an Masse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (26') dieser Induktivität (26) mit der Basis des in dem einen Kanal (II) liegenden Transistors (23) leitend verbunden ist, daß der Kollektor dieses Transistors (23) über einen Kollektorwiderstand (27) an einen Pol einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist und daß der Ausgang des anderen Kanals mit diesem Kollektor leitend verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Induktivität (26) abgenommene Signal (U£) derart dem Transistor (23) zugeführt wird, daß es vom Arbeitswiderstand (27) dieses Transistors mit umgekehrter Polarität abnehmbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (23) über die Induktivität (26) galvanisch mit dem Abgriff eines Spannungsteilers (32/33) verbunden ist, der an den Polen der Betriebsspannungsquelle liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Transistors (23) über einen Gegenkopplungswiderstand (29) an einen Pol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wonach in einem Kanal eine Schaltungskombination vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im anderen Kanal (I) ein Laufzeitglied (14) angeordnet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet durch eine derartige Dimensionierung der Schaltungskombination (24, 25, 26) und durch einen derartigen Transistor (23), daß die durch diese Schaltungskombination (24,25,26) und durch den Transistor (23) innerhalb des einen Kanals (II) bewirkte Laufzeitverzögerung angenähert gleich jener Laufzeitverzögerung ist, die innerhalb des anderen Kanals (I) durch das Laufzeitglied (14) bewirkt wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitglied (14) aus drei in Serie geschalteten Spulen (17, 18, 19) und mehreren kapazitiv wirkenden Bauteilen (20 bis 23) besteht, durch welche die Enden der Spulen (17, 18, 19) wechselstrommäßig mit Masse verbunden sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitglied (14) an eine Elektrode des Transistors (23) angeschlossen ist.

9. Schaltungsanordnung mit einem Laufzeitglied nach Anspruch 7, bei dem drei in Serie geschaltete

Spulen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden dieser Spulen (17, 18, 19) wechselstrommäßig durch vier kapazitiv wirkende Bauteile (20 bis 23) wechselstrommäßig mit Masse verbunden sind und die beiden mittleren Bauteile durch Kondensatoren (21, 22) gebildet werden, die

derart bemessen sind, daß deren Kapazität je zweimal größer ist als die Schaltungskapazität des Transistors (23).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 068 755.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen