DE1262337B - Schaltungsanordnung zur AEnderung der Verstaerkung einer Videosignal-Transistorstufe - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Änderung der Verstärkung einer Videosignal-Transistorstufe Zusatz zur Anmeldung: F 33791 VIII a/21 a1 -Auslegeschrift 1248 704 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Änderung der Verstärkung einer Videosignal-Transistorstufe nach Patentanmeldung F 33791 VIII a/21 a1, wonach eine Serienkombination, bestehend aus zwei gegensinnig gepolten Schaltungselementen mit nichtlinearer Spannungs-Strom-Kennlinie, parallel zu einem Arbeitswiderstand eines ersten Transistors geschaltet ist und wonach durch eine Änderung der Vorspannung an diesen Schaltungselementen eine Pegeländerung eines eingangs zugeführten Signals erzielt wird.
• Die Erfindung bezweckt, eine Transistorschaltung anzugeben, mit welcher der Pegel von Videosignalen von Null bis zu einem Maximalpegel ohne wesentliche Linearitätsabweichungen (differentielle Amplitudenfehler) und ohne wesentliche Frequenzgangänderungen fernsteuerbar oder automatisch regelbar ist.
• Erfindungsgemäß sind zwei Paare von Schaltungselementen mit nichtlinearer Spannungs-Strom-Kennlinie in Form einer Brückenschaltung galvanisch verbunden und die in einer Brückendiagonale liegenden ersten bzw. zweiten Diagonalverbindungspunkte mit dem einen Ende des Arbeitswiderstandes des ersten Transistors bzw. mit dem Emitter eines zweiten in Basisschaltung geschalteten Transistors leitend verbunden. Die in der anderen Brückendiagonale liegenden dritten und vierten Diagonalverbindungspunkte sind dabei mit Schaltungspunkten galvanisch verbunden, deren Potential änderbar ist, wobei der dritte bzw. vierte Diagonalverbindungspunkt über je einen Kondensator als frequenzabhängiges Glied mit Masse verbunden ist und über die Serienschaltung eines Widerstandes und eines Regelwiderstandes mit Masse bzw. über einen Widerstand mit einem Pol der Betriebsspannungsquelle galvanisch verbunden ist. Das hinsichtlich des Pegels geänderte Signal wird dann im zweiten Transistor verstärkt und zum Ausgang geführt.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat die Vorteile, daß der Pegel von Videosignalen von Null bis zu einem Maximalpegel von 1 V" fernsteuerbar oder automatisch regelbar ist, ohne daß Linearitätsabweichungen größer als ± 2 % und Frequenzgangänderungen größer als 1 db bis 7 MHz auftreten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß dabei nur eine Eingangsspannung von 0,1 Volt erforderlich ist. Schließlich hat die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung den Vorteil, daß keine Rückwirkungen der Steuerspannung auf das übertragene Signal auftreten.
• Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben an Hand der F i g. 1 bis 4 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt F i g. 1 eine Transistorschaltung, deren Verstärkung unter Verwendung einer Brückenschaltung regelbar ist, in prinzipieller Darstellung, F i g. 2 ein Diagramm, welches den Frequenzgang des über die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 übertragenen Videosignals darstellt, F i g. 3 ein detaillierteres Ausführungsbeispiel einer Transistorstufe, wobei die Vorspannungsänderung der nichtlinearen Schaltungselemente durch einen Regelwiderstand bewirkt wird, F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Transistorstufe, deren Verstärkung automatisch geregelt wird. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 zeigt einen ersten Transistor 11, dessen Emitter-Kollektor-Strecke einerseits mit dem negativen Pol (-12 Volt) und andererseits mit dem positiven Pol (0 Volt) einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist und dessen Basispotential unter Verwendung der Widerstände 12 (10 kOhm), 13 (4,7 kOhm) festgelegt ist. Außerdem zeigt die Schaltungsanordnung eine abgeglichene Brückenschaltung mit den Dioden 14, 15, 16, 17 und einen zweiten Transistor 18.
• über die Klemmen 19 und über den Kondensator 21 (100 #tF) wird der Basis des Transistors 11 ein Videosignal zugeführt und vom Emitterwiderstand 22 (270 Ohm) über den Kondensator 23 zum ersten Diagonalverbindungspunkt 24 weitergeleitet. über die Dioden 14 bis 17, über den zweiten Diagonalverbindungspunkt 25 und über den Kondensator 26 wird das Videosignal dem emitterseitigen Ende des Widerstandes 27 (270 Ohm) des Transistors 18 zugeleitet und vom kollektorseitigen Ende des Widerstandes 28 (560 Ohm) an die Ausgangsklemmen 29 gegeben. Dabei wird das Basispotential des. Transistors 18 unter Verwendung der Widerstände 31 (10 kOhm) und 32 (47 kOhm) festgelegt, und die Basis ist über den Kondensator 33 (100 iF) an Masse angeschlossen.
• Der dritte Diagonalverbindungspunkt 34 ist über den Widerstand 35 (820 Ohm) einerseits. über den Regelwiderstand 36 (maximal 5 kOhm) und andererseits über den Kondensator 37 (100 J) an einen Pol (0 Volt) der Betnebsspannungsquelle angeschlossen. Der vierte Diagonalverbindungspunkt 38 ist über den Widerstand 39 (820 Ohm) mit dem anderen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden. Die Brückenschaltung mit den Dioden 14 bis 17 ist somit eine Schaltungskombination, deren Gesamtwiderstand in Richtung vom ersten Diagonalverbindungspunkt 24 zum zweiten Diagonalverbindungspunkt 25 unter Verwendung des Regelwiderstandes 36 einstellbar (insbesondere auch fernsteuerbar einstellbar) ist. An Stelle der Dioden 14 bis 17 können auch andere nichtlineare Widerstände, beispielsweise vier VDR-Widerstände, verwendet werden. Über die Ausgangsklemmen 29 wird dann ein Videosignal abgegeben, dessen Pegel in Abhängigkeit vom Betrag des Regelwiderstandes 36 von Null bis zu einem Maximalpegel änderbar ist. Wenn insbesondere der Betrag des Regelwiderstandes relativ klein bzw. groß ist, dann wird ein relativ kleiner bzw. großer Gesamtwiderstand der Schaltungskombination zwischen den Schaltungspunkten 24 und 25 bewirkt, wodurch der Pegel des über die Ausgangsklemmen 29 abgegebenen Videosignals relativ groß bzw. klein ist. Der Maximalpegel wird somit bei kurzgeschlossenem Regelwiderstand 36 erreicht.
• Die Dioden 14 bis 17 haben unvermeidliche Schaltkapazitäten, welche in einem Ersatzschaltbild durch je einen diesen Dioden 14 bis 17 parallelliegenden Kondensator (nicht dargestellt) veranschaulicht werden könnten. Dem Gesamtwiderstand der Schaltungskombination zwischen den Schaltungspunkten 24 und 25 liegt somit eine Gesamtschaltkapazität parallel. Diese Gesamtschaltkapazität (der Dioden 14 bis 17) kann .Änderungen des Frequenzganges bewirken, wenn der Gesamtwiderstand der Dioden 14 bis 17 verändert wird, F i g. 2 zeigt den Frequenzgang des übertragenen Videosignals, wobei auf der Abszissenachse Frequenzen von 1 bis 7 MHz und auf der Ordinatenachse die Pegel des Videosignals in Prozenten des Maximalpegels (1,000/0) aufgetragen sind. Wenn der Regelwiderstand 36 (F i g. 1) derart eingestellt ist, daß über die Ausgangsklemmen 29 ein Videosignal mit dem Maximalpegel 10011/o abgegeben wird, dann hat dieses Videosignal einen Frequenzgang entsprechend der Kurve 41. Wenn der Regelwiderstand 36 jedoch derart eingestellt ist, daß über die Ausgangsklemme 29 ein Videosignal mit dem Pegel 50 Q/o abgegeben wird, dann würde sich (wegen der parallel zur Schaltkombination an den Schaltungspunkten 24 und 25 anliegend zu denkenden Gesamtschaltkapazität) ohne Verwendung der Kondensatoren 42, 43 (je 100 pF) ein Frequenzgang entsprechend der Kurve 44 ergeben. Die Kondensatoren 42 bzw. 43 (F i g. 1) sind frequenzabhängige Glieder und sollen einen derartigen Frequenzgang haben, daß Frequenzgangänderungen, hervorgerufen durch Änderungen des Gesamtwiderstandes der Dioden 14 bis 17, entgegengewirkt wird. Insbesondere sollen diese Kondensatoren 42 und 43 einen derartigen Frequenzgang bewirken, daß sich der Frequenzgang entsprechend der Kurve 45 ergibt, der bis mindestens 7 MHz annähernd geradlinig verläuft.
• Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 wird die Vorspannung der Dioden 14 bis 17 unter Verwendung der Spannungsteiler mit den Widerständen 46 (1 kOhm), 47 (820 Ohm) bzw. 48 (1 kOhm) und 49 (820 Ohm) bestimmt. Dabei ist der Abgriff 50 des einen Spannungsteilers einerseits mit einem Ende des Regelwiderstandes 51 (maximal 5 kOhm) und andererseits über den I#'-ondensator 52 mit dem positiven Pol (-f-9 Volt) einer Spannungsquelle verbunden. Der Abgriff 53 des anderen Spannungsteilers 48/49 ist mit dem anderen Ende des Regelwiderstandes. 51 und mit einem Belag des Kondensators 54 (1.00 J) verbunden. Die Schaltungsanordnung nach F i g, 3 -unterscheidet sich von derjenigen nach JF i g. 1 auch noch dadurch, daß die Emitter der Transistoren 1.1 bzw. 18 nunmehr galvanisch mit dem ersten bzw. zweiten Diagonalverbindungspunkt 241 bzw. 25 verbunden. sind und daß ein Abgleichwiderstand 54' (10 kOhm) (zur Einstellung der Linearität) vorgesehen, ist. Das Videosignal wird den Klemmen 19 mit einem Pegel von 0,1 V" zugeführt und über die Klemmen 29 mit einem Pegel von 1 Vsg abgegeben.
• Bei der Schaltungsanordnung nach F i g.. 4 ist der Regelwiderstand 51 (T' i g. 3) durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 55 ersetzt, deren Widerstand über die Basis gesteuert wird, wobei der Transistor 56 und der Widerstand 57 als Impedanzwandler dienen und der Basis dieses Transistors 56 über Klemme 58 eine Regelspannung zugeführt wird, die eine automatische Verstärkungsregelung bewirkt.
• Wenn die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 dahingehend abgeändert wird, daß der Emitter des Transistors 55 mit dem dritten Diagonalverbindungs-Punkt 34 (und nicht mit dein Abgriff 50) verbunden wird und daß der Kollektor des Transistors 55 mit dem vierten Diagonalverbindungspunkt 38 (und nicht mit dem Abgriff 53) verbunden wird, dann ist diese Schaltungsanordnung auch zur Steuerung der Verstärkung in Abhängigkeit von einer Steuerspannung verwendbar, welche über Klemmre 58 zugeführt wird.
• In manchen Fällen ist es vorteilhaft, als derartige Steuerspannung über Klemme 58 eine sägezahnförmige Spannung zuzuführen, so daß über die Ausgangsklemmen 29 ein Signalgemisch des über die Eingangsklemme 19 _zugeführten Videosignals mit der sägezahnförmigen Steuerspannung abnehmbar ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Änderung der Verstärkung einer nach Patentanmeldung F 33791 V111 a/21 ax, wonach eine Serienkombination, bestehend aus zwei gegensinnig gepolten Schaltungselementen mit nichtlinearer SpannungsrtStrQm-I@ennlinie, parallel zu einem Arbeitswiderstand eines ersten Transistors geschaltet ist und wonach durch eine Änderung der Vorspannung an diesen Schaltungselementen eine Pegeländerung eines eingangs zugeführten Signals erzielt wird, d a d u s c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zwei Paare von Schaltungselementen (14, 15; 16, 17) mit nichtlinearer Spannungs-Strom-Kennlinie in Form einer Brükkenschaltung galvanisch verbunden sind und die in einer Brückendiagonale liegenden ersten bzw. zweiten Diagonalverbindungspunkte (24 bzw. 25) mit dem Ende des Arbeitswiderstandes (22) des ersten Transistors (11) bzw. mit dem Emitter eines zweiten in Basisschaltung geschalteten Transistors (18) leitend verbunden sind, daß die in der anderen Brückendiagonale liegenden dritten und vierten Diagonalverbindungspunkte (34 und 38) mit Schaltungspunkten galvanisch verbunden sind, deren Potential änderbar ist, wobei der dritte bzw. vierte Diagonalverbindungspunkt (34 bzw. 38) über je einen Kondensator (42 bzw. 43) als frequenzabhängiges Glied mit Masse verbunden ist und über die Serienschaltung eines Widerstandes (35) und eines Regelwiderstandes (36) mit Masse bzw. über einen Widerstand (39) mit einem Pol der Betriebsspannungsquelle (-12 Volt) galvanisch verbunden ist, und daß das hinsichtlich des Pegels geänderte Signal im zweiten Transistor (18) verstärkt und zum Ausgang (29) geführt wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare gegensinnig gepolter Dioden (14, 15; 16, 17) nach Art einer Grätz-Schaltung als Brückenschaltung verbunden sind (F i g. 1, 3 und 4).
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen derartigen Frequenzgang der frequenzabhängigen Glieder, daß Frequenzgangänderungen, hervorgerufen durch Änderungen des Gesamtwiderstandes der nichtlinearen Schaltungselemente (14 bis 17), durch die Kondensatoren (42, 43) an den Diagonalverbindung9punkten (34, 38) entgegengewirkt wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem dritten bzw. vierten Diagonalverbindungspunkt (34 bzw. 38) je ein Ende eines Spannungsteilers (46/47 bzw. 48/49),. bestehend aus je zwei Widerständen (46, 47 bzw. 48, 49), galvanisch angeschlossen ist, daß die anderen Enden dieser Spannungsteiler (46/47 bzw. 48/49) mit je. einem Pol (-f-9 Volt bzw. -12 Volt) der Spannungsquelle galvanisch verbunden sind und daß die Abgriffe (51 bzw. 53) dieser beiden Spannungsteiler mit den beiden Enden eines regelbaren Widerstandes (52) leitend verbunden sind (F i g. 3).
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abgriffe (51 bzw. 53) der Spannungsteiler (46/47 bzw. 48/49) über die Emitter-Kollektor-Strecke eines dritten Transistors (55) galvanisch verbunden sind und daß das Basispotential dieses dritten Transistors (55) regelbar ist (F i g. 4).
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der Widerstände der mit dem ersten bzw. zweiten Diagonalverbindungspunkt (24 bzw. 25) verbundenen Schaltungselemente (14, 17 bzw. 15, 16) gleich groß sind.