DE1277314B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES Wffltlm PATENTAMT

Deutsche Kl.: 21 al - 35/12

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1277 314

Aktenzeichen: P 12 77 314.7-31 (N 21315)

1 277 314 Anmeldetag: 9. März 1962

Auslegetag: 12. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem Oszillator, der auf die Frequenz eines impulsförmigen Steuersignals stabilisiert Wird durch eine Regelspannung, die über einen Kondensator enthaltendes Glättungsglied einem Phasendetektor entnommen wird, der einen elektronischen Schalter enthält, der in beiden Stromrichtungen leiten kann und der unter der Steuerung einer impulsförmigen Schaltspannung ein von dem Oszillator abgeleitetes Vergleichssignal abtastet und daraus die Regelspannung bildet.

Eine solche Schaltung ist aus der Zeitschrift »RCA-Review« vom September 1957, S.293 bis 307, insbesondere S. 305, Fig. 10, bekannt. Dort wird der Schalter durch einen Transistor gebildet, der an seiner Basis durch das impulsförmige Signal gesteuert wird. Wenn der Frequenzunterschied des Steuersignals gegenüber dem zwischen Kollektor und Emitter des Transistors zugeführten sägezahnförmigen Vergleichssignal größer als der Fangbereich des Phasendetektors ist, das ist der von dem nicht synchronisierten Zustand ausgehende Frequenzunterschied, der mit dem Phasendetektor maximal korrigiert werden kann, so wird über dem Ausgangskondensator eine Wechselspannung mit einer dem Frequenzunterschied gleichen Frequenz und mit ejnem mittleren Wert (Gleichspannungsanteil) gleich Null erzeugt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung der erwähnten Art so zu verbessern, daß die Ausgangsspannung des Phasendetektors außerhalb des in der bekannten Ausbildung auftretenden Fangbereiches einen von Null abweichenden mittleren Wert hat mit einer Polarität, die dem Sinn des Frequenzunterschiedes entspricht und geeignet ist, den Oszillator zu synchronisieren; dadurch wird der Fangbereich erheblich vergrößert.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird dies erreicht, wenn gemäß der Erfindung die Schaltspannung einer durch das Steuersignal und ein dem Vergleichssignal entsprechendes impulsförmiges Signal gesteuerten Koinzidenzschaltung entnommen wird.

Es sei bemerkt, daß eine Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung bekannt ist, die zur Erzielung einer frequenzabhängigen Regelspannung mit einem Mittelwert, der von Null abweicht, vorgespannte Dioden enthält. In solchen Schaltungen können zwei in gleicher Durchlaßrichtung IiegendeDioden in Serie geschaltet sein, wobei der einen Diode die Summe des Vergleichssignals und des Steuersignals und der anderen Diode die Differenz dieser Signale zugeführt Schaltungsanordnung zum selbsttätigen
Stabilisieren eines Oszillators auf die Frequenz
eines impulsförmigen Steuersignals

Anmelder:

N. V. PhUips' Gloeilampenf abrieken, Eindhoven
(Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
2000 Hamburg, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Wouter Smeulers, Eindhoven (Niederlande)
Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 13. März 1961 (262 312) -

wird und wobei die Regelspannung einen gemeinsamen Stromzweig dieser Dioden entnommen wird. In einer solchen Schaltung kann die Vorspannung von einem Kondensator geliefert werden, der durch den Dioden-Anlaufstrom aufgeladen wird. Die Dioden sind sowohl im nichtsynchronisierten Zustand wie im synchronisierten Zustand vorgespannt, so daß, wenn sich innerhalb des Haltebereiches der Phasenunterschied zwischen dem Steuersignal und dem Vergleichssignal ändert, der zeitliche Bereich des Summensignals bzw. des Differenzsignals, in dem Diodenstrom fließen kann, entsprechend der Vorspannung kleiner ist. Die Folge davon ist, daß die Regelgeschwindigkeit abnimmt. Ein weiterer Nachteil solcher bekannter Schaltungen ist, daß bei Anwendung eines sägezahnförmigen Vergleichssignals keine Speicherwirkung auftritt, weil dabei zwischen zwei Vergleichsintervallen, die in ihrer zeitlichen Lage überemstimmen mit dem Zeilen-Rückschlagimpuls, dauernd Diodenstrom fließen kann. Weiter verlangt die bekannte Schaltung verhältnismäßig hohe Spannungen und Dioden mit hohem Sperrwiderstand, so daß ihre Anwendung in Schaltungen mit Halbleiter-Bauelementen, wie z. B. Transistoren, nicht ohne weiteres möglich ist.

Bei einer Anordnung nach der Erfindung können einseitig am Bezugspotential liegende Transistoren

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verwendet werden, denen als Betriebsspannungen für jeden Impuls der QuelleS eine praktisch linear

leicht erhältliche Impulse zugeführt werden, wobei verlaufende Spannung der durch 16 bezeichneten

besonders strenge Anforderungen an die Eigenschaf- Wellenform. In Fig. 2a ist der Spannungsverlauf

ten der Schaltelemente nicht gestellt zu werden am Punkt 17 für eine Anzahl aufeinanderfolgende:

brauchen. 5 Impulse der Quelle 8 aufgetragen. Dieses Signal bil-

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten det das eigentliche Vergleichssignal, von dem das

Beispiels wird die Erfindung nachstehend näher er Regelsignal abgeleitet wird. Die Impulse der

läutert. Quelle 8 liegen in Zeitintervallen t_t —1₂. Wenn der

F i g. 1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung nach Transistor 4 in einem solchen Zeitintervall leitend

der Erfindung. io wird, lädt sich der Kondensator 11 unmittelbar bis

F i g. 2 und 3 zeigen Spannungs-Zeit-Diagramme zum Momentanwert der Spannung am Punkt 17 auf.

zur Erörterung des in F i g. 1 dargestellten Beispiels Der Kondensator 15 lädt sich durchschnittlich bis auf

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Phasendetektor, 2 den gleichen Wert wie der Kondensator 11. Bei dieeinen auf die Frequenz eines impulsförmigen Steuer sem Abtasten des Vergleichssignals mittels des Transignals zu stabilisierenden Oszillator mit einem darin 15 sistors 4 hat die statische Phasenkennlinie des enthaltenen, weiter nicht dargestellten Frequenz- Phasendetektors, d.h. die Beziehung zwischen der korrektor. Der Oszillator 2 ist z. B. ein Steueroszilla Spannung am Kondensator 15 und dem Phasentor einer nicht dargestellten, mit einer Leitung 3 ver unterschied zwischen dem Steuersignal und dem Verbundenen Zeilenausgangsstufe eines Fernsehemp- gleichssignal, wobei jeder Punkt der Kennlinie einem fängers. 20 stationären Zustand entspricht, die gleiche Gestalt

Der Phasendetektor enthält einen Transistor 4, der wie das durch 16 bezeichnete Vergleichssignal, in zwei Richtungen Strom führen kann. Der Strom In dem nicht synchronisierten Zustand ändert sich fließt von einer Emitterelektrode 5 nach einer Kol- ständig der Phasenunterschied zwischen dem Verlektorelektrode 6 oder in umgekehrter Richtung je gleichssignal und dem Steuersignal. Dieser Zustand nach der Polarität der zwischen den Elektroden an- 25 ist in F i g. 2 veranschaulicht; es zeigt sich, daß das gelegten Spannung. Der Transistor wird an der in Fig. 2c veranschaulichte Steuersignal in aufein' Basiselektrode 7 durch eine impulsförmige Schalt- anderfolgenden Zeitintervallen t_t —1₂ gegenüber dem spannung gesteuert. Die Polarität der Schaltspannung in Fig. 2a angedeuteten Vergleichssignal eine anist negativ bei einem pnp-Transistor. Der Impuls dere Lage einnimmt. Infolgedessen entsteht am Konführt den Transistor 4 in den leitenden Zustand. 30 densator 15 ein Schwebungssignal mit einer Frequenz

Der Transistor 4 ist vorzugsweise vom symmetri gleich dem Frequenzunterschied zwischen dem

sehen Typ, bei dem der Emitter und der Kollektor Steuersignal und dem Vergleichssignal,

gleiche Leitfähigkeit aufweisen. In diesem Falle kann In einer Periode des Schwebungssignals durchläuft

der Kollektor auch als Emitter wirksam sein, und der Phasenunterschied zwischen dem Steuersignal

es gibt keine bevorzugte Richtung für den Strom 35 und dem Vergleichssignal alle Werte zwischen O⁰

durch den Transistor. und 360°. Das Schwebungssignal hat dabei in einer

Weiter enthält der Phasendetektor eine Quelle 8, Periode die gleiche Gestalt wie die Phasenkennlinie die das Vergleichssignal liefert. Die Quelle liefert Da sich der Phasenunterschied stets ändert, wird kein periodisch Impulse der mit 9 bezeichneten Gestalt. stationärer Zustand erreicht, wodurch das SchweEine Reihe dieser Impulse ist in Fig. 2b veran- 40 bungssignal in einer Periode einen abgerundeteren schaulicht. Die Impulse werden auf bekannte nicht Verlauf hat als in der Phasenkennlinie. In F i g. 3 a näher angegebene Weise dem Oszillator 2 entnom ist das Schwebungssignal entsprechend dem in F i g. 2 men. In einem Fernsehempfänger entsprechen diese dargestellten Fall angedeutet, in dem die Frequenz Impulse den Zeilenrücklaufimpulsen der Zeilenaus- des Vergleichssignals höher ist als die des Steuergangsstufe. Einfachheitshalber wird dies durch die 45 signals. Wenn das Vorzeichen des Frequenzunter-Quelle 8 angedeutet. Weiter enthält der Phasendetek- schiedes entgegengesetzt ist, hat das Schwebungs tor ein Glättungsfilter 10 und eine Differentiierschal- signal den in Fig. 3b dargestellten Verlauf. Aus tung 11,12. Eine Quelle 13 liefert das impulsförmige den Fig. 3a und 3b zeigt es sich, daß der mittlere Steuersignal. Die Quelle 13 liefert Impulse der durch Wert des Schwebungssignals in der bekannten Vor-14 angedeuteten Gestalt. Fig. 2c zeigt eine Reihe 50 richtung gleich Null ist.

dieser Impulse. Die Impulse werden z. B. auf nicht Die Größe des Fangbereichs des Phasendetektors weiter angedeutete, bekannte Weise der Horizontal- _wj_rd selbstverständlich auch durch den Frequenz-Synchronisier-Trennvorrichrung eines Fernsehemp- korrektor und den gesteuerten Oszillator bedingt fängers entnommen. Dies wird einfachheitshalbei Wenn der Frequenzunterschied zwischen dem Steuerdurch die Quelle 13 angedeutet. Bei der eingangs 55 signal und dem Vergleichssignal in dem Fangbereich erwähnten, bekannten Vorrichtung ist die der Quelle hegt, beansprucht eine Periode des Schwebungs-13 entsprechende Quelle direkt an die Basiselektrode signals eine solche Zeit, daß die Frequenz des Oszildes dem Transistor 4 entsprechenden Transistors an- lators innerhalb dieser Periode auf die Frequenz des geschlossen, und die Impulse haben negative Polari- Steuersignals stabilisiert werden kann, tät. Jeder Impuls der Quelle 13 führt somit den Tran- 60 Um den Fangbereich des Phasendetektors zu versistor 4 in den leitenden Zustand. größern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen Die Impulse der Quelle 8 werden durch den Kon- das Steuersignal nicht direkt, sondern über eine densator 11 und den Widerstand 12 differentiiert. Der Koinzidenzschaltung 18 der Basis des Transistors 4 AusgangskondensatorlS des Glättungsfilters 10 hat zuzuführen. Diese Schaltung wird von dem Steuer dabei keinen Einfluß auf die Differentiierung, da 65 signal und einem dem Vergleichssignal entsprechenseine Kapazität viele Male größer ist als die des den, impulsförmigen Signal gesteuert. Beim gleichKondensators 11. An dem Verbindungspunkt des zeitigen Auftreten eines Impulses beider Signale Iie-Kondensators 11 und des Widerstandes 12 entsteht fert die Koinzidenzschaltung 18 über einen Kopp-

Claims (2)

lungskondensator 19 an der Basis des Transistors 4 einen Entsperrungsimpuls. Die Koinzidenzschaltung 18 enthält einen Transistor 20 mit einer Kollektorelektrode 21, einer Emitterelektrode 22 und einer Basiselektrode 23. Die Quelle 13 liefert über einen Kondensator 24 mit hoher Kapazität Impulse an die Basiselektrode 23. Dei Kondensator 24 lädt sich mit solcher Polarität, daß der Transistor normalerweise leitend und lediglich beim Auftreten von Impulsen der Quelle 13 nichtleitend ist. Die Quelle 25 liefert Impulse der Form 26, die der der Impulse der Quelle 8 entspricht, abei entgegengesetzter Polarität ist, welche Impulse 26 auf Ihnliche Weise der Zeilenausgangsstufe des Fernsehempfängers entnommen werden können. Die Impulse der Quelle 25 können über den Widerstand 27 dem Kondensator 19 zugeführt werden während eines Zeitintervalls, in dem der Transistor 20 nichtleitend ist. Die Dauer eines Impulses des Steuersignals ist kürzer als die Dauer eines Impulses der Quelle 25. Die Dauer eines Impulses am Kollektor 21 ist dabei gleich der Dauer des erstgenannten Impulses. Die Impulse der Quellen 25 und 8 treten in den Zeitintervallen ij —12 auf, wie dies in F i g. 2 veranschaulicht ist. Diese Intervalle werden durch die Bezeichnung T1, die zwischenliegenden Zeitintervalle durch T2 angedeutet. Die Koinzidenzschaltung liefert lediglich einen Impuls, wenn der Impuls des Steuersignals in einem Intervall T1 liegt. In dem nichtsynchronisierten Zustand durchlaufen die Impulse des Steuersignals nacheinander die Zeitintervalle T1 und T2. Ohne Anwendung der Koinzidenzschaltung wird der Transistor 4 jeweils leitend gemacht, wenn ein Impuls des Steuersignals auftritt. Infolgedessen entlädt sich der Kondensator 15 im Zeitintervall T2 über den Widerstand 12 und den Transistor 4, so daß das Schwebungssignal die in den Fig. 3a und 3b dargestellte Form armimmt. Durch Anwendung der Koinzidenzschaltung wird gesichert, daß der Transistor 4 in dem Zeitintervall T2 nichtleitend ist. Dies hat zur Folge, daß die Spannung am Kondensator 15 am Ende der Zeitintervalle T1 auf dem dann erreichten Wert aufrechterhalten wird. Die Polarität der Spannung am Kondensator 15 am Zeitpunkt, an dem Impulse des Steuersignals die Grenze zwischen den Zeitintervallen T1 und T2 überschreiten, ist von der Richtung abhängig, in der die Zeitintervalle T1 von den Impulsen durchlaufen werden. Beim Schwebungssignal nach F i g. 3 a ist die Polarität negativ, und beim Schwebungssignal nach F i g. 3 b ist sie positiv. In F i g. 3 c Tind 3 d ist der Verlauf des Schwebungssignals bei Verwendung der Koinzidenzschaltung angedeutet. Fig. 3c entspricht der Fig. 3a und Fig. 3d entspricht der Fig. 3b. Die volle gerade Linie liegt auf dem Nullpegel, die strichpunktierte Linie deutet den mittleren Wert des Schwebungssignals an. Auf diese Weise entsteht am Kondensator 15 eine die Frequenzabweichung zwischen dem Steuersignal und dem Vergleichssignal reduzierende Regelgleichspannung, die den Frequenzunterschied zwischen den beiden Signalen innerhalb des Fangbereiches der bekannten Vorrichtung bringt. Es sei bemerkt, daß innerhalb des Rahmens der Erfindung noch viele Abarten der Schaltungsanordnung möglich sind. Insbesondere sind viele äquivalente Koinzidenzschaltungen dem Fachmann bekannt, welche die in F i g. 1 dargestellte Koinzidenzschaltung ersetzen können. Weiter ist es möglich, das Vergleichssignal 16 auf andere Weise zu erzeugen als hier angedeutet ist, und es läßt sich an Stelle desselben z. B. eine Sägezahnspannung verwenden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Koinzidenzschaltung lediglich während des Zeilenriicklaufimpulses einen Impuls liefern kann, so daß nur dann der Vergleich zwischen dem Steuer- und dem Vergleichssignal erfolgt. Es ist weiter grundsätzlich möglich, die Hauptstrombahn des Transistors 4 mit der Quelle 8 und dem Kondensator 15 in Reihe zu schalten. Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit einem Oszillator, der auf die Frequenz eines impulsförmigen Steuersignals stabilisiert wird durch eine Regelspannung, die über ein einen Kondensator enthaltendes Glättungsglied einem Phasendetektor entnommen wird, der einen elektronischen Schalter enthält, der in beiden Stromrichtungen leiten kann und der unter der Steuerung einer impulsförmigen Schaltspannung ein von dem Oszillator abgeleitetes Vergleichssignal abtastet und daraus die Regelspannung bildet, dadurchgekennzeichnet, daß die Schaltspannung einer durch das Steuersignal (14) und ein dem Vergleichssignal entsprechendes impulsförmiges Signal (26) gesteuerten Koinzidenzschaltung entnommen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzschaltung eine Transistorschaltung ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»radio-mentor«, 1960, H. 12;
Dillenburger, »Einführung in die deutsche Fernsehtechnik«, 1953, S. 488 und 489;

»RCA-Review«, September 1957, S. 293 bis 307.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 600/369 9. 68 ® Bundesdruckerei Berlin