DE1272969B

DE1272969B - Circuit for the automatic polarity reversal of an alternating voltage, especially for a PAL color carrier corrector

Info

Publication number: DE1272969B
Application number: DE1965T0029057
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Mahler
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-07-24
Filing date: 1965-07-24
Publication date: 1968-07-18
Also published as: NZ145810A; AU835366A; AU405458B2; AT257698B

Description

Schaltung zur selbsttätigen Umpolung einer Wechselspannung, insbesondere für einen PAL-Farbträgerkorrektor Die Erfindung betrifft eine Schaltung, die eine erste Wechselspannung (U1) selbsttätig dann umpolt, wenn sie in bezug auf eine zweite Wechselspannung (U0) gleicher Frequenz eine Phasenlage von 180° hat, und die andererseits die erste Wechselspannung unverändert durchläßt, wenn sie in bezug auf die zweite Wechselspannung die Phasenlage 0° hat.Circuit for automatic polarity reversal of an alternating voltage, in particular for a PAL color subcarrier corrector The invention relates to a circuit which has a first alternating voltage (U1) automatically reverses polarity when it is related to a second AC voltage (U0) of the same frequency has a phase position of 180 °, and the other the first alternating voltage passes unchanged when it is with respect to the second AC voltage has a phase position of 0 °.

Eine .solche Schaltung wird z. B. benötigt bei einer vorgeschlagenen Schaltung zur Amplitudenkorrektur eines phasenkorrigierten Farbträgers gemäß einer älteren Anmeldung des Erfinders. Hier muß eine farbträgerfrequente Korrekturspannung, deren Amplitude von einem Phasenfehler abhängig ist, unabhängig von dem Vorzeichen des Phasenfehlers in bezug auf eine bestimmte Phase des Farbträgers immer gleiche Polarität haben. Wenn also diese farbträgerfrequente Korrekturspannung in bezug auf einen Bezugsträger die Phasenlage 180° einnehmen will, muß die farbträgerfrequente Korrekturspannung umgepolt werden, damit sie die Phasenlage 0° beibehält.Such a circuit is z. B. needed with a proposed Circuit for amplitude correction of a phase-corrected color carrier according to a older registration of the inventor. Here a color carrier frequency correction voltage must be whose amplitude depends on a phase error, regardless of the sign of the phase error with respect to a specific phase of the color carrier is always the same Have polarity. So if this color subcarrier frequency correction voltage in relation wants to assume the phase position 180 ° on a reference carrier, the color carrier frequency must Correction voltage are reversed so that it maintains the phase position 0 °.

Die beschriebene Aufgabe tritt auch auf bei Meßschaltungen, z. B. Röhrenvoltmetern oder Gleichspannungsverstärkern, bei denen das Signal in Form eines mit dem Signal modulierten Trägers (z. B. durch Zerhackung) verstärkt wird, die Demodulation in einem Synchrondemodulator erfolgt und nur eine Polarität der Ausgangsgleichspannung gewünscht ist. Eine solche Synchrondemodulation (d. h. eine Demodulation durch Phasenvergleich mit einem Bezugsträger) von Meßgrößen wird vielfach angewendet, weil sie eine bessere Störunterdrückung und eine bessere Linearität als eine reine Amplitudendemodulation ermöglicht.The task described also occurs in measuring circuits, e.g. B. Tube voltmeters or DC voltage amplifiers, where the signal is in the form of a is amplified with the signal modulated carrier (e.g. by chopping), the Demodulation takes place in a synchronous demodulator and only one polarity of the output DC voltage is desired. Such synchronous demodulation (i.e. demodulation by phase comparison with a reference carrier) of measured quantities is often used because it is a better Interference suppression and better linearity than pure amplitude demodulation enables.

Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt in der Trägerfrequenztechnik mit unterdrücktem Träger, wenn z. B. zwei oder mehrere Trägerspannungen auf stets gleiche Phasenlage zu einem Bezugsträger gebracht werden sollen. Dies kann zweckmäßig sein, damit ein Synchrondemodulator oder mehrere mit demselben Bezugsträger gespeiste Synchrondemodulatoren immer eine Ausgangsspannung gleicher Polarität erzeugen.Another area of application is in carrier frequency technology suppressed carrier, if e.g. B. two or more carrier voltages always the same Phase position to be brought to a reference carrier. This can be useful so that a synchronous demodulator or several fed with the same reference carrier Synchronous demodulators always generate an output voltage of the same polarity.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß eine die Summe und eine die Differenz der Wechselspannungen führende Klemme über zwei gleichsinnig gepolte Bauelemente mit Ventileigenschaften mit einem ersten Schaltungspunkt und über zwei weitere derartige, gleichsinnig, aber zu den erstgenannten entgegengesetzt gepolte Bauelemente mit einem zweiten Schaltungspunkt verbunden sind, daß die beiden Schaltungspunkte zwecks Addition der an ihnen stehenden Spannungen an einen gemeinsamen Signalweg angeschlossen sind und daß von dem hier stehenden Signal die zweite Wechselspannung subtrahiert wird.The invention solves the problem posed by the fact that a sum and a terminal carrying the difference between the alternating voltages over two in the same direction polarized components with valve properties with a first switching point and about two more such, in the same direction, but opposite to the first mentioned polarized components are connected to a second node that the two Circuit points for the purpose of adding the voltages across them to a common one Signal path are connected and that of the signal here is the second alternating voltage is subtracted.

Die Bauelemente sind vorzugsweise Dioden, Röhren oder Transistoren.The components are preferably diodes, tubes or transistors.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt Kurvenformen zur Erläuterung der Aufgabenstellung; F i g. 2 und 3 zeigen Prinzipschaltbilder zur Erläuterung der Wirkungsweise, während in F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.F i g. 1 shows waveforms to explain the task; F i g. 2 and 3 show basic circuit diagrams to explain the mode of operation while in Fig. 4 shows an embodiment of the invention.

F i g. 1 a zeigt eine als zweite Wechselspannung dienende Bezugsspannung Uo konstanter Amplitude. F i g. 1 b zeigt eine Wechselspannung U1, die gegenüber der Bezugsspannung U, eine Phasenlage von 0° hat und deren Amplitude sich ändert. Solange die Wechselspannung U1 diese Phasenlage beibehält, soll sie durch die erfindungsgemäße Schaltung unverändert durchgelassen werden. Sobald die Wechselspannung U1 ihr Vorzeichen ändert und die in F i g. 1 c gestrichelt dargestellte Kurvenform U1' annimmt, soll sie selbsttätig umgepolt werden, so daß sie wieder die bei U1 dargestellte Phase von 0° gegenüber der Bezugsspannung Uo einnimmt.F i g. 1 a shows a reference voltage serving as a second alternating voltage Uo constant amplitude. F i g. 1 b shows an alternating voltage U1, the opposite of the reference voltage U, has a phase position of 0 ° and the amplitude of which changes. As long as the alternating voltage U1 maintains this phase position, it should be replaced by the Circuit can be passed through unchanged. As soon as the alternating voltage U1 has its sign changes and the in F i g. 1c assumes curve shape U1 'shown in dashed lines, should they are automatically reversed so that they return to the phase shown at U1 of 0 ° compared to the reference voltage Uo.

Die Erfindung verwendet nun eine Schaltung mit zwei Dioden 1, 2 gemäß F i g. 2. Eine solche Schaltung hat die Eigenart, jeweils nur die größere der beiden angelegten Spannungen U4 und U2 durchzulassen, weil die Kathode der Diode nicht positiv gegenüber der Anode werden kann. Es ist also jeweils nur eine der Dioden 1, 2 leitend, während die andere durch die Differenzspannung U4-U2 gesperrt wird. Die Ausgangsspannung U3 ist also gleich U4, wenn U4 größer als U2 ist, und gleich U2, wenn U2 größer als U4 ist. Für Betrieb mit Wechselspannungen werden nun die in F i g. 2 und 3 dargestellten Diodenschaltungen nebeneinander verwendet, damit sowohl für die positiven Halbwellen als auch für die negativen Halbwellen der Wechselspannung die beschriebene Arbeitsweise der Amplitudenunterscheidung eintritt und der unerwünschte GleichrichterefEekt einer der Einzelschaltungen gemäß F i g. 2 und 3 aufgehoben wird. Für die negativen Halbwellen sind in der Schaltung nach F i g. 2 beide Dioden in jedem Falle gesperrt, für die positiven Halbwellen fällt entsprechend die Schaltung nach F i g. 3 aus.The invention now uses a circuit with two diodes 1, 2 according to FIG. 2. Such a circuit has the peculiarity of only passing the larger of the two applied voltages U4 and U2, because the cathode of the diode cannot become positive with respect to the anode. Only one of the diodes 1, 2 is conductive, while the other is blocked by the differential voltage U4-U2. The output voltage U3 is therefore equal to U4 when U4 is greater than U2, and equal to U2 when U2 is greater than U4. For operation with alternating voltages, the ones shown in FIG. 2 and 3 are used next to each other, so that the described operation of the amplitude differentiation occurs for the positive half-waves as well as for the negative half-waves of the alternating voltage and the undesired rectifier effect of one of the individual circuits according to FIG. 2 and 3 is repealed. For the negative half-waves in the circuit according to FIG. 2 both diodes blocked in each case, for the positive half-waves the circuit according to FIG. 3 off.

F i g. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung, in der die Grundschaltungen gemäß den F i g. 2 und 3 nebeneinander verwendet sind. Einer Eingangsklemme 10 wird die eventuell umzupolende erste Wechselspannung Ui zugeführt. Mit einem Gegentaktübertrager 11 wird diese Wechselspannung mit entgegengesetzter Polarität den Anoden der beiden Dioden 1 und 2 und den Kathoden der beiden Dioden 3 und 4 zugeführt. Die Anoden der Dioden 3 und 4 und die Kathoden der Dioden 1 und 2 sind jeweils miteinander verbunden. Die dadurch entstehenden Verbindungspunkte 5, 6 sind über zwei Widerstände 12, 13 zum Verbindungspunkt 8 geführt, der an die Basis eines Transistors 14 angeschlossen ist. Von einer Klemme 20 wird die Bezugsspannung U, der Mittelanzapfung des Gegentaktübertragers 11 zugeführt, so daß sie mit gleicher Polarität an die Anoden der Dioden 1, 2 und die Kathoden der Dioden 3, 4 gelangt. Mittels eines Spartransformators 21 wird die Bezugsspannung Uo mit entgegengesetzter Polarität außerdem über einen Widerstand 15 und die Parallelschaltung zweier entgegengesetzt gepolter Dioden 16,17 dem Verbindungspunkt 8 zugeführt.F i g. 4 shows a circuit according to the invention in which the basic circuits according to FIGS. 2 and 3 are used side by side. The first alternating voltage Ui, which may have to be polarized, is fed to an input terminal 10. With a push-pull transformer 11, this alternating voltage is fed with opposite polarity to the anodes of the two diodes 1 and 2 and the cathodes of the two diodes 3 and 4. The anodes of diodes 3 and 4 and the cathodes of diodes 1 and 2 are each connected to one another. The resulting connection points 5, 6 are led via two resistors 12, 13 to connection point 8 , which is connected to the base of a transistor 14. The reference voltage U, is fed from a terminal 20 to the center tap of the push-pull transformer 11 so that it reaches the anodes of the diodes 1, 2 and the cathodes of the diodes 3, 4 with the same polarity. By means of an autotransformer 21, the reference voltage Uo with opposite polarity is also supplied to the connection point 8 via a resistor 15 and the parallel connection of two oppositely polarized diodes 16, 17.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende: Am Anschluß 22 des Gegentaktübertragers 11 steht die Spannung Uo+Ul und am Anschluß 23 die Spannung Uo-Ui. Sind die Spannungen Ui und Uo gleichphasig gemäß F i g. 1 a und 1 b und ist die Bezugsspannung Uo genügend groß, d. h. größer als Ur, dann hat die Summenspannung Uo+ Ui am Punkt 22 größere Amplitude als die Differenzspannung am Punkt 23, so daß nur die Spannung U,+ Ui am Punkt 22 durchgelassen wird, und zwar für die positiven Halbwellen der Wechselspannungen über die Diode 1 zum Punkt 5 und für die negativen Halbwellen über die Diode 3 zum Punkt 6. Sind andererseits die Spannungen Ui und U, gegenphasig, wie durch F i g. 1 a und 1 c, Kurve Ui' dargestellt, dann hat die Differenzspannung Uo- Ui am Punkt 23 größere Amplitude als die Summenspannung Uo+Ui an Punkt 22, so daß nun die Spannung U,- Ui am Punkt 23 durchgeschaltet wird, und zwar für die positiven Halbwellen über die Diode 2 zum Punkt 5 und für die negativen Halbwellen über die Diode 4 zum Punkt 6. Es wird also von den beiden Spannungen U.+ U, und Uo- U1 in jedem Falle nur die Spannung durchgelassen, deren Amplitude größer ist als U., so daß, unabhängig von der Polarität der Wechselspannung Ui, am Punkt 8 immer eine Spannung erscheint, deren Betrag gegenüber U, um den Betrag der Wechselspannung U1 größer ist.The mode of operation of this circuit is as follows: The voltage Uo + Ul is at the connection 22 of the push-pull transformer 11 and the voltage Uo-Ui is at the connection 23. If the voltages Ui and Uo are in phase according to FIG. 1 a and 1 b and if the reference voltage Uo is sufficiently large, ie greater than Ur, then the sum voltage Uo + Ui at point 22 has a greater amplitude than the differential voltage at point 23, so that only voltage U, + Ui at point 22 is allowed to pass , namely for the positive half-waves of the alternating voltages via diode 1 to point 5 and for the negative half-waves via diode 3 to point 6. On the other hand, if voltages Ui and U, are in phase opposition, as shown by FIG. 1 a and 1 c, curve Ui ', then the differential voltage Uo- Ui at point 23 has a greater amplitude than the sum voltage Uo + Ui at point 22, so that now the voltage U, - Ui is switched through at point 23, namely for the positive half-waves via diode 2 to point 5 and for the negative half-waves via diode 4 to point 6. Of the two voltages U. + U, and Uo-U1, only the voltage whose amplitude is passed through is greater than U., so that, regardless of the polarity of the alternating voltage Ui, a voltage always appears at point 8, the magnitude of which is greater than U1 by the magnitude of the alternating voltage U1.

Der Schaltungspunkt 8 ist an den niederohrnigen Eingang eines als spannungsgegengekoppelter Addierverstärker dienenden Transistors 14 angeschlossen. An der Basis dieses Transistors werden drei Ströme addiert. Vom Punkt 5 kommen über den Widerstand 12 die positiven Halbwellen der Wechselspannung und vom Punkt 6 über den Widerstand 13 die negativen Halbwellen der Wechselspannung. Außerdem wird vom Punkt 7 über den Widerstand 15, die Dioden 16,17 und eine Leitung 18 die Spannung - Uo zugeführt. Die über die Dioden 1 bis 4 an den Punkt 8 gelangende Bezugsspannung -!- U, wird also durch die über die Leitung 18 kommende Bezugsspannung - Ua wieder kompensiert. Unter Berücksichtigung der 180°-Phasendrehung durch den Transistor 14 tritt also an einer Ausgangsklemme 9 bei Phasengleichheit zwischen den Spannungen Ui und Uo an den Klemmen 10 und 20 die Spannung -(Uo -i- Ui - Uo) = -Ui auf, und bei 180°-Phasenlage zwischen den Spannungen U1 und U, -(UU - U1 - Uu) = +U, . The circuit point 8 is connected to the low-eared input of a transistor 14 serving as a negative-voltage adding amplifier. Three currents are added to the base of this transistor. The positive half-waves of the alternating voltage come from point 5 via resistor 12 and the negative half-waves of alternating voltage from point 6 via resistor 13. In addition, the voltage - Uo is supplied from point 7 via resistor 15, diodes 16, 17 and a line 18. The reference voltage -! - U, reaching point 8 via diodes 1 to 4 is thus compensated again by the reference voltage - Ua coming via line 18. Taking into account the 180 ° phase rotation by the transistor 14, the voltage - (Uo -i- Ui - Uo) = -Ui occurs at an output terminal 9 when the voltages Ui and Uo are in phase at terminals 10 and 20 , and at 180 ° phase position between the voltages U1 and U, - (UU - U1 - Uu) = + U.

Es ist ersichtlich, daß die Spannung U1 tatsächlich umgepolt wird, wenn 180°-Phasenunterschied zwischen den Spannungen U1 und U, besteht. Eine umgekehrte Vorzeichenanordnung für die Spannung Ui an der Klemme 9 ergibt sich, wenn man die Anschlüsse, die zur Mittelanzapfung des Gegentaktübertragers 11 und zum linken Ende des Widerstandes 15 führen, vertauscht.It can be seen that the polarity of the voltage U1 is actually reversed, if there is a 180 ° phase difference between the voltages U1 and U. A reverse The arrangement of the signs for the voltage Ui at terminal 9 is obtained if the Connections to the center tap of the push-pull transformer 11 and to the left end of the resistor 15 lead, interchanged.

Der Durchlaßwiderstand der Dioden 1 bis 4 ist etwas aussteuerungsabhängig, indem kleine Amplituden der Wechselspannung mehr gedämpft werden als große. Der Nullabgleich für die Bezugsspannung U, durch den Widerstand 15 sollte jedoch möglichst nicht aussteuerungsabhängig sein. Zu diesem Zweck liegt in Reihe mit dem Widerstand 15 die Parallelschaltung der Dioden 16, 17, die von der gleichen Art sind wie die Dioden 1 bis 4 und den nichtlinearen Durchlaßwiderstand dieser Dioden nachbilden, so daß am Punkt 8 die Spannung -I- Uo von den Dioden 1 bis 4 und die Spannung - U, von der Leitung 18 etwa in gleicher Weise verzerrt bzw. amplitudenab'hängig gedämpft sind.The forward resistance of diodes 1 to 4 is somewhat dependent on the modulation, in that small amplitudes of the alternating voltage are attenuated more than large ones. The zero adjustment for the reference voltage U, through the resistor 15 should, however, not be dependent on the modulation if possible. For this purpose, the parallel connection of diodes 16, 17, which are of the same type as diodes 1 to 4 and simulate the non-linear forward resistance of these diodes, so that at point 8 the voltage -I- Uo of the diodes 1 to 4 and the voltage - U, from the line 18 are distorted or attenuated as a function of the amplitude in approximately the same way.

Claims

Claims: 1. Circuit that generates a first alternating voltage (U1) automatically reverses polarity when they are the same with respect to a second alternating voltage (U.) Frequency assumes a phase of 180 °, and passes unchanged when it passes the phase 0 °, especially for reversing a correction voltage in a PAL color subcarrier corrector, d a d u r c h that one is the sum (U. + Ui) and one is the difference (U0- U1) of the terminal (22 or 23) carrying alternating voltages via two in the same direction polarized components (1, 2) with valve properties with a first switching point (5) and about two more such, in the same direction, but opposite to the former polarized components (3, 4) are connected to a second circuit point (6), that the two circuit points (5, 6) for the purpose of adding the voltages applied to them are connected to a common signal path (8) and that of the one standing here Signal the second alternating voltage (U0) is subtracted.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the switching points (5, 6) above a resistor (12, 13) are each connected to the common signal path (8).

3. A circuit according to claim 2, characterized in that the common signal path is formed by the low-resistance base-emitter path of a transistor (14).

4. A circuit according to claim 1, characterized in that the second alternating voltage (U0) to be subtracted in the signal path is fed to the signal path (8) via a non-linear circuit (16,17) which distorts this alternating voltage (U0) to approximately the same extent or, depending on the amplitude, attenuates like the components (1 to 4).

5. A circuit according to claim 4, characterized in that the non-linear circuit contains the parallel connection of two oppositely polarized diodes (16, 17).

6th Circuit according to Claim 1, characterized in that the components have diodes (1 to 4) are.

7. A circuit according to claim 1, characterized in that the components Transistors are.