DE1275114B - Schaltungsanordnung zur Begrenzung einseitig gerichteter Impulse - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 40BBTTWt PATENTAMT Int. CL:

H03k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al-36/04

Nummer: 1 275 114

Aktenzeichen: P 12 75 114.3-31 (M 64167)

Anmeldetag: 16. Februar 1965

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung einseitig gerichteter Impulse mit einem ersten und einem zweiten Gleichrichter, die in Antiserienschaltung angeordnet sind, einem mit der freien Klemme des ersten Gleichrichters verbundenen ersten Transistor, dem die zu begrenzenden Impulse zugeführt sind, und einem an die freie Klemme des zweiten Gleichrichters angeschlossenen zweiten Transistor, der ein Begrenzer-Bezugspotential an den zweiten Gleichrichter anlegt.

Es ist eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung von Wechselspannung und insbesondere zur Begrenzung von Impulsen bekannt, die aus einem oder mehreren Diodenwegen vom Typ der Antiserienschaltung zweier durch Gleichstromeinströmungen durchlässiger Dioden und aus einer Eingangs- und Ausgangsstufe mit je einem Röhren- oder Transistorsystem in jeweils äquivalenter Verstärkergrundschaltung besteht. Dabei liegen die Diodenwege über Ko- ao pelkondensatoren oder direkt zwischen den Kathoden einer von der Eingangswechselspannung ausgesteuerten Anoden-Basis-Schaltung und einer den Ausgangsstrom liefernden Gitter-Basis-Schaltung, welche auf ihre Anodenimpedanz die extrem begrenzten Ströme der Diodenwege überträgt und bei welcher zur Verbesserung der Begrenzungskonstanz bei hohen Frequenzen und Begrenzungsübersteuerungen die infolge mangelhafter Diodensperreigenschaften auftretenden Sperrstromkuppen in der Anodenimpedanz kompensiert werden durch eine Nachbildung des Sperrleitwertes der Diodenwege entweder zwischen Eingangskathode und Ausgangsgitter oder zwischen Eingangsanode und Ausgangskathode oder auch Ausgangsanode, wobei im ersten Fall die Ausgangsstufe einen Gittereingangswiderstand vom Wert ihres Kathodenwiderstandes und in letzteren Fällen die Eingangsstufe einen Anodenwiderstand vom Wert ihres Kathodenwiderstandes erhält, während zur Festlegung der Begrenzungsschwellen bei Gleichstromankopplung einer Antiserienschaltung der Diodengleichstromweg durch einen Einströmungsleitwert zum Stromzufluß ergebenden Pol der Speisespannungsquelle hin geschlossen wird und in beiden Stufen auf die Kathodengleichspannungen in bekannter Weise gegengekoppelt werden, wozu die Gitter über Gleichspannungsteiler an der Speisespannungsquelle liegen. Diese bekannte Schaltungsanordnung, bei der das Korrektursignal zur Ausgangsgröße addiert wird, erfordert eine relativ genaue Dimensionierung mehrerer der benötigten Schaltelemente, was sich insbesondere dann nachteilig auswirkt, wenn diese Schaltungs-Schaltungsanordnung zur Begrenzung einseitig
gerichteter Impulse

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte,

8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:

John Harwood Deveson, Chelsmford, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Februar 1964 (6424) - -

anordnung in einem in großen Mengen gefertigten Gerät eingesetzt werden soll.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer besonders einfach aufgebauten Schaltungsanordnung zur Begrenzung einseitig gerichteter Impulse, die auch bei hohen Frequenzen, wie sie beispielsweise in der Fernsehtechnik verwendet werden, einwandfrei arbeitet.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Begrenzer-Bezugssignal in Abhängigkeit von einem durch Umkehrung und Differenzierung eines Anteils des Eingangssignals gewonnenen und dem zweiten Transistor zugeführten Korrektursignal gesteuert ist und daß die Ausgangssignale von einem Punkt zwischen den beiden Gleichrichtern abgeleitet sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden Transistoren als Emitterfolger geschaltet sind und daß zwischen Kollektor des ersten Transistors und Basis des zweiten Transistors ein Kondensator und im Kollektorkreis des ersten Transistors eine Impedanz angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.

809 590/396

F i g. 1 zeigt ein Schaltbild eines gegenwärtig all- erläutert in ähnlicher Weise den Fall, bei dem das

gemein verwendeten Begrenzers für Fernsehschal- Eingangssignal ein Video-Kippsignal ist, das im dar-

tungen; gestellten Fall zwischen 1 und 10 MHz liegt. Es ist

F i g. 2 und 3 erläutern am Beispiel von Impuls- hier nur die Signalhüllkurve dargestellt. F i g. 3 (a)

formen die Leistungsfähigkeit des bekannten Be- 5 zeigt das Eingangssignal, F i g. 3 (b) das tatsächlich

grenzers nach F i g. 1 bei hohen Frequenzen im Ver- erhaltene begrenzte Ausgangssignal und F i g. 3 (c)

gleich mit einem idealen Begrenzer; das durch eine vollkommene Begrenzerschaltung er-

F i g. 4 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform zielbare Ausgangssignal. Wie in F i g. 2 ist CL der

der Erfindung. Begrenzungspegel.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel einer verbreitet angewand- io Durch die Erfindung soll die unvollkommene Arten Begrenzerschaltung mit zwei gegeneinanderge- beitsweise, die vorstehend beschrieben ist, vermieden schalteten Halbleiterdioden 1 und 2. Die erste Diode 1 oder zumindest stark verbessert werden, wird von einer Quelle niedriger Impedanz mit Ein- Gemäß der Erfindung enthält eine Amplitudengangssignalen gespeist. Diese Signalquelle wird im begrenzerschaltung mit zwei gegeneinandergeschalte-Beispiel durch einen als Emitterfolger geschalteten 15 ten Gleichrichtern, Mitteln zur Ableitung der beTransistor 3 gebildet, dessen Basis die zu begrenzen- grenzten Ausgangssignale von einem Punkt zwischen den Signale von einer Eingangsklemme 4 zugeführt diesen Gleichrichtern, Mitteln zur Zuführung der zu werden. Die zweite Diode 2 ist mit einer Quelle nied- begrenzenden Signale zu der anderen Seite des einen riger Impedanz verbunden, die eine Begrenzer-Be- Gleichrichters und Mitteln zur Zuführung eines Bezugsspannung liefert und durch einen zweiten Tran- 20 grenzer-Bezugspotentials zu der anderen Seite des ansistor 5 gebildet wird, der ebenfalls als Emitterfolger deren Gleichrichters zusätzlich Mittel, um der andegeschaltet ist und dessen Basis das Bezugspotential ren Seite des anderen Gleichrichters Signale zuzubeispielsweise, wie dargestellt, von einem Potentio- führen, die durch Umkehrung und Differenzierung meter zugeführt wird. Das begrenzte Ausgangssignal eines Anteils der Eingangssignale erhalten werden, wird vom Verbindungspunkt 7 der Dioden 1 und 2, 25 Bei einer bevorzugten Schaltung sind die Gleichder über einen Widerstand 8 geerdet ist, der Aus- richter Halbleiterdioden. Die Eingangssignale wergangsklemme 6 zugeführt. Die in F i g. 1 dargestellte den dem einen Gleichrichter über einen als Emitter-Schaltung dient der Begrenzung negativ gerichteter folger geschalteten Transistor zugeführt. Das Begren-Impulse, obwohl sie durch Umkehrung der Dioden zer-Bezugspotential wird dem anderen Gleichrichter und Verbinden des Widerstandes 8 mit positivem 30 über einen weiteren, ebenfalls als Emitterfolger gePotential statt mit Erde zweifelsohne zur Begrenzung schalteten Transistor zugeführt, und die Korrekturpositiv gerichteter Impulse verwendet werden könnte. signale werden durch einen Kondensator zwischen

Zu jedem gegebenen Zeitpunkt leitet nur eine der dem Kollektor des erstgenannten Transistors und der Dioden 1 und 2, während die andere sperrt. Welche Basis des zweiten Transistors und eine Impedanz im der Dioden jeweils leitet, wird durch die Amplitude 35 Kollektorkreis des ersten Transistors abgeleitet und des Eingangssignals bei 4 bestimmt. Ist daher zu zugeführt.

einem beliebigen Zeitpunkt der Emitter des Transi- Nach einem Merkmal der Erfindung enthält eine

stors 5 stärker positiv als der des Transistors 3, so Amplitudenbegrenzerschaltung einen als Emitterfolleitet die Diode 2, und Diode 1 sperrt, so daß die ger (Kollektor-Basis-Schaltung) geschalteten Ein-Ausgangsklemme 6 durch die Diode 1 von der Ein- 40 gangstransistor, Mittel zur Zuführung der zu begrengangsklemme 4 getrennt ist. Wird jedoch der Emitter zenden Signale zur Basis dieses Transistors, einen des Transistors 3 stärker positiv als der des Transi- Widerstand im Kollektorkreis dieses Eingangstranstors 5, so leitet nur Diode 1, und Eingang und Aus- sistors, einen zweiten als Emitterfolger geschalteten gang sind durch sie miteinander verbunden. Transistors, Mittel zur Zuführung eines Begrenzer-

Diese bekannte Schaltung arbeitet bei nicht zu 45 Bezugspotentials zur Basis des zweiten Transistors, hohen Signalfrequenzen zufriedenstellend. Bei hohen zwei Halbleiterdioden, die gegeneinander geschaltet Frequenzen jedoch arbeitet sie auf Grund der Eigen- sind und auf der einen Seite mit dem Emitter des kapazität der Dioden und der Tatsache, daß deren Eingangstransistors und auf der anderen Seite mit Abschalt- und Einschaltzeiten endlich sind (gegen- dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist, über einem sprunghaften Abfall bzw. Anstieg), un- 50 weiterhin einen Widerstand zwischen dem Verbinvollkommen. Die Unvollkommenheiten der Dioden dungspunkt der beiden Dioden und einem festgelegverursachen Durchbrüche (break through) bei hohen ten Potential, einen Kondensator zwischen dem KoI-Frequenzen. Dies zeigt sich durch Uberschwingen, lektor des Eingangstransistors und der Basis des zweiwenn Impulse mit kurzen Anstiegszeiten, wie sie bei ten Transistors und Mittel zur Ableitung begrenzter Fernsehschaltungen auftreten, begrenzt werden sol- 55 Ausgangsimpulse von einem Punkt zwischen den len. Die Unvollkommenheit der Arbeitsweise wird Dioden.

durch die F i g. 2 und 3 erläutert, F i g. 2 (a) zeigt F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung,

einen Eingangsimpuls mit sehr kurzer Anstiegszeit, die ähnlich Fig. 1 für die Begrenzung negativ geder begrenzt werden soll. F i g. 2 (b) zeigt den Aus- richteter Signale ausgelegt ist. Für gleiche Teile wurgangsimpuls nach Begrenzung (man beachte das 60 den gleiche Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet. Überschwingen der Anstiegsflanke des begrenzten Wie ersichtlich, besteht der Unterschied gegenüber Ausgangsimpulses), und Fig. 2 (c) zeigt zum Ver- Fig. 1 in der Hinzunahme des Widerstandes 9 im gleich den begrenzten Ausgangsimpuls, der mit einer Kollektorkreis des Transistors 3 und eines Kondenvollkommenen Begrenzerschaltung erzielt würde. Die sators 10 zwischen dem Kollektor dieses Transistors gestrichelte Linie CL in den F i g. 2 (b) und 2 (c) 65 und der Basis des Transistors 5. Diese zusätzlichen stellt den Begrenzungspegel dar. Dieser kann selbst- Schaltelemente führen der Basis des Transistors 5 verständlich durch das der Basis des Transistors 5 einen kleinen Anteil des umgekehrten und differenzugeführte Bezugspotential eingestellt werden. F i g. 3 zierten Eingangssignals zu. Dieses Signal wirkt als

Korrektursignal und wandelt das Bezugspotential am Emitter des Transistors 5 so ab, das der Durchbruch der Dioden bei höheren Frequenzen beträchtlich verringert wird. Durch geeignete Bemessung der Elemente 9 und 10 ist es möglich, von Eingangssignalen, die die Form gemäß F i g. 2 (a) und 3 (a) haben, Ausgangssignale zu erhalten, die mehr den idealen Ausgangssignalen gemäß F i g. 2 (c) und 3 (c) entsprechen als den Ausgangssignalen gemäß F i g. 2 (b) und 3 (b). Wie bei der bekannten Schaltung können auch positiv gerichtete Signale begrenzt werden, wenn die Dioden 1 und 2 umgekehrt und der Widerstand 8 an positives Potential geschaltet wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Begrenzung einseitig gerichteter Impulse mit einem ersten und einem zweiten Gleichrichter, die in Antiserienschaltung angeordnet sind, einem mit der freien Klemme des ersten Gleichrichters verbundenen ersten Transistor, dem die zu begrenzenden Impulse zugeführt sind, und einem an die freie

Klemme des zweiten Gleichrichters angeschlossenen zweiten Transistor, der ein Begrenzer-Bezugspotential an den zweiten Gleichrichter anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzer-Bezugssignal in Abhängigkeit von einem durch Umkehrung und Differenzierung eines Anteils des Eingangssignals gewonnenen und dem zweiten Transistor zugeführten Korrektursignal gesteuert ist und daß die Ausgangssignale von einem Punkt zwischen den beiden Gleichrichtern (1, 2) abgeleitet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren als Emitterfolger geschaltet sind und daß zwischen Kollektor des ersten Transistors (3) und Basis des zweiten Transistors (5) ein Kondensator (10) und im Kollektorkreis des ersten Transistors eine Impedanz (9) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 154 158;
Rundfunktechnische Mitteilungen, Bd. VIII, 1963, H. 1, S. 23.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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