DE1462918C - Farbsynchrondemodulatorschaltung für einen Farbfernsehempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbsynchrondemodulatorschalturig für einen Farbfernsehempfänger, der einen Farbsignalverstärker und einen Farbträgeroszillator, welcher zwei Farbträgerbezugssignale verschiedener Phase liefert, enthält, mit zwei Pentoden, deren Kathoden an Masse liegen, deren Steuergitter jeweils eines der Farbträgerbezugssignale zugeführt ist und deren Anoden jeweils mit einem Ausgangskreis verbunden sind, an dem ein demoduliertes Farbsignal auftritt.

Bei der Konstruktion eines Farbdemodulators für einen Farbfernsehempfänger ist eine ganze Reihe von Bedingungen zu erfüllen, wie z. B. in der Zeitschrift »RCA-Review«, Juni 1953, S. 215 ff., dargelegt ist. Ganz allgemein werden geringer Leistungsverbrauch, hoher Demodulationswirkungsgrad, gute Linearität, billige Bauteile und niedrige Bezugsspannungsamplituden gefordert. Außerdem soll die Ausgangsamplitude groß sein, damit möglichst keine weiteren Verstärkerstufen für das demodulierte Farbartsignal benötigt werden.

Eine Schaltung der eingangs angegebenen Art, bei der abweichend von üblichen Farbdemodulatoren mit Pentoden den Steuergittern dieser Pentoden die beiden Farbträgerbezugssparinungen zugeführt werden, ist bereits aus der USA.-Patentschrift 2 990 445 bekannt. Bei der bekannten Schaltung wird das Farbsignal auf das dritte Gitter (Bremsgitter) gegeben. In einfachen, wegen ihres geringen Aufwandes zu bevorzugenden Pentoden ist aber das Bremsgitter in der Röhre mit der Kathode verbunden, und außerdem erfordern Pentoden mit steuerbarem Bremsgitter einen zusätzlichen Sockelstift, der vor allem bei Miniaturröhren unerwünscht ist.

Es ist auch an sich schon bekannt, das zu demodulierende Farbsignal an das Schirmgitter einer Röhre, nämlich einer Tetrode, anzulegen (USA.-Patentschrift 2 824172). In diesem Fall sind zur Erzielung eines guten Ausgangssignals große Signalamplituden am Schirmgitter erforderlich.

Aus dem Buch »Elektronenröhren und ihre Schaltungen« von M. KuIp, Göttingen, 1961,S. 116 und 117, ist es ferner an sich bekannt, das Steuergitter einer Röhre mit einer Schaltung zur automatischen Gittervorspannungserzeugung zu versehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Farbsynchrondemodulatorschaltung anzugeben, die mit möglichst einfachen und wirtschaftlichen Röhren arbeitet, jedoch! bessere Betriebseigenschaften besitzt als die bekannten Schaltungen. Insbesondere sollen in einem großen Amplitudenbereich der Farbsignale eine gute Linearität und bei niedrigen Bezugsspannungen große Ausgangsamplituden gewährleistet sein.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die gleichzeitige Anwendpng folgender Maßnahmen:

1. Die Steuergitter werden in den positiven Teil ausgesteuert durch Vorschaltung einer an sich bekannten Schaltung zur selbsttätigen Gittervorspannungserzeugung;

2. das Ausgangssignal des Farbsignalverstärkers wird den Schirmgittern der Demodulatorpentoden zugeführt;

3. die Schirmgitter der Demodulatorpentoden wer-

, den mit einer wesentlich unter der Schirmgitternennspannung liegenden Vorspannung betrieben.

Bei einer Schaltung gemäß der Erfindung fließt ein Steuergitterstrom vom Oszillator nur während der

60 positiven Signalspitzen. Gegenüber einer Demodulatorschaltung, bei der das Farbsignal den Steuergittern der Pentoden zugeführt ist, gewährleistet die Erfindung eine bessere Linearität bei großen Farbsignalamplituden. Gegenüber der aus der erwähnten USA.-Patentschrift 2 990445 bekannten Schaltung hat die Erfindung den Vorteil, daß einfache Pentoden mit im Röhreninneren mit der Kathode verbundenen Schirmgittern verwendet werden können. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die automatische Einstellung der Vorspannungen der Demodulatorpentoden durch den Gitterstrom Schwankungen der Röhrenparameter und Schwankungen der Bezugsspannungsamplituden ohne nennenswerte Wirkung bleiben. Die Belastung des Farbträgeroszillators ist trotzdem sehr klein. Außerdem werden Störschwingungen des Oszillators, die insbesondere bei Kristalloszillatoren auftreten können, unwirksam gemacht.

In der Zeichnung ist teilweise als Blockschaltbild ein Farbfernsehempfänger mit einem Farbdemodulator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der (T Erfindung dargestellt. -

Der dargestellte Farbfernsehempfänger enthält einen Empfangs- und Abstimmteil 11, der das empfangene HF-Signal in ein ZF-Signal umsetzt, das im ZF-Verstärker 13 verstärkt wird. Das Ausgangssignal des ZF-Verstärkers 13 gelangt zum Videodemodulator 15, der aus dem modulierten Bildträger das Videosignalgemisch gewinnt, das im Videoverstärker 17 verstärkt wird. Das Ausgangssignal des Videoverstärkers gelangt einerseits zum Amplitudensieb 19, wo die Synchronisierimpulse für die Strahlablenkung vom übrigen Videosignalgemisch abgetrennt und dem Bildkippgerät 21 und dem Zeilenkippgerät 23 zugeleitet werden. Als Farbbildröhre wird beispielsweise eine Dreistrahl-Lochmaskenröhre 40 mit Kathoden«/?, 41B, 41G, Steuergittern 43 Λ, 43 B, 43 G, Schirmgittern 4SR, 45 B, 45 G mit Klemmen S_R, S_B und S₀, einer Fokussierelektrode 47 mit einer Klemme F und einer Hochspannungsanode 49 mit einer Klemme U verwendet. Die Helligkeitssteuerung des Bildes erfolgt durch den Leuchtdichtever- Y-stärker 25 mit Ausgängen LR, LB und LG.

Um die erforderliche Synchrondemodulation des modulierten Farbträgers, der die Farbsignalkomponente des empfangenen Videosignalgemisches bildet, vornehmen zu können, muß eine in geeigneter Weise frequenz- und phasensynchronisierte örtliche Quelle von Schwingungen der Farbträgersollfrequenz vorhanden sein. In der hier gezeigten Empfängeranordnung dient als örtliche Schwingungsquelle der synchronisierte Farbträgeroszillator 53. Das Farbsynchronsignal wird vom übrigen Videosignalgemisch in der Farbsynchronsignalabtrennstufe 51, die das Ausgangssignal des Videoverstärkers 17 empfängt, abgetrennt. Der Farbträgeroszillator ist ein quarzgesteuerter Oszillator, der durch die Farbsynchronimpulse mittels einer automatischen Phasen- und Frequenzregelschaltung synchronisiert wird.

Das unmodulierte Farbträgerausgangssignal des Oszillators 53 erscheint an der Primärwicklung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausgangstransformators 55.

Über die Sekundärwicklung des Oszillator-Ausgangstransformators 55 ist die Serienschaltung eines Kondensators 57 und eine Spule 59 geschaltet, die als Phasenspalter wirkt, so daß Versionen der Oszilla-

torausgangsschwingung mit entsprechend verschiedenen Phasen an den Klemmen Z und X an den beiden Polen des Kondensators 57 erscheinen.

Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 17, gelangt ferner zu einem Farbsignalverstärker 60, der eine Bandpaßverstärkerstufe enthält, die selektiv Farbseitenbandkomponenten verstärkt, welche in ein entsprechendes Frequenzband beiderseits der Farbträgerfrequenz fallen. Über einen Koppelkondensator 61 ist der Videoverstärker 17 mit einem abgestimmten Eingangstransformator 63 gekoppelt, dessen eines Ende über einen Widerstand 65 in Reihe mit einem Widerstand 67, der durch einen Kondensator 69 überbrückt ist, mit einem Bezugspotentialpunkt (Masse) verbunden und mit einer Zwischenanzapfung direkt an das Steuergitter 73 einer Pentode 70 angeschlossen ist. Die Klemme T am Verbindungspunkt der Widerstände 65 und 67 bildet eine geeignete Stelle zum Anlegen einer Farbsperrspannung. Die Kathode 71 der Pentode 70 liegt über einen Kathodenwiderstand 81, der durch einen Kondensator 83 überbrückt ist, an Masse und wird periodisch von der Ausgangsklemme PB eines Horizontalaustastverstärkers 24 angesteuert, der ,seinerseits vom Zeilenkippgerät 23 gesteuert wird. Jeweils während des Zeilenrücklaufintervalls ist das Ausgangssignal „des Farbsignalverstärkers frei von Signalinformationen und hat dann einen im wesentlichen konstanten Potentialwert. Das Schirmgitter 75 der Pentode 70 liegt über einen Vorwiderstand 85 an einer positiven Betriebsspannung und ist durch einen Überbrückungskondensator 87 für Signalfrequenzen nach Masse kurzgeschlossen. Das Bremsgitter 77 der Pentode 70 ist z. B. im Inneren der Rohre mit der Kathode 71 verbunden. Die Anode 79 der Pentode 70 ist über die Primärwicklung eines abgestimmten Ausgangstransformators 91 in Reihe mit einem Vorwiderstand 93 an eine Quelle positiver Anodenspannung angeschlossen. , Der Vorwiderstand 93 ist durch einen Überbrückungskondensator 95 für Signalfrequenzen nach Masse kurzgeschlossen. Die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 91 ist durch einen festen Abstimmkondensator 96, mit dem der ß-Modifizierungswiderstand 97 parallel geschaltet ist, überbrückt. Ferner liegt parallel zur Sekundärwicklung des Transformators 91 das Widerstandselement eines Potentiometers 99, an dessen Abgriff ein einstellbares Farbsignal für die Farbdemodulatoren des Empfängers zur Verfügung steht. ;

Für die Farbsynchrondemodulatorschaltung gemäß der Erfindung werden zwei Demodulatorpentoden lOO und 120 verwendet, die jeweils aus einem Röhrenabschnitt bestehen. Die Bremsgitter 107 und 121 der Pentoden 100 und 120 sind im Inneren mit den entsprechenden Kathoden 101 bzw. 121, die jeweils direkt geerdet sind, verbunden. Die direkt zusammengeschalteten Schirmgitter 105 und 125 sind über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand 116 mit einer Quelle positiver Betriebsspannung verbunden. Die am Potentiometer 99 abgegriffene Farbsignalkomponente gelangt über die Parallelschaltung eines Widerstandes 112 und eines Kondensators 114 zu den zusammengeschalteten Schirmgittern 105 und 125.

Das Steuergitter 103 der Pentode 100 ist über die der automatischen Vorspannungserzeugung dienende Parallelschaltung eines¹ Widerstandes 110 und eines Kondensators 111 mit der einen Ausgangsklemme Z des örtlichen Farboszillators verbunden. Das Steuergitter 123 der Pentode 120 ist über eine ähnliche, der automatischen Gittervorspannungserzeugung dienende Parallelschaltung eines Widerstandes 130 und eines Kondensators 131 mit der anderen Ausgangsklemme X verbunden. Die Anode 109 der Pentode 100 ist über einen Arbeitswiderstand 115 an eine Quelle positiver Anodenspannung angeschlossen, während die Anode 129 der Pentode 120 über einen Arbeitswiderstand 135 an die gleiche Anodenspannungsquelle angeschlossen ist. Zwischen den gemeinsamen Anodenspannungsanschluß und Masse ist ein Überbrückungskondensator 118 geschaltet.

Vor der Beschreibung der an die Anoden 109 und 129 angeschalteten Stufen soll kurz die Arbeitsweise der Demodulatorstufen beschrieben werden. Die von der Klemme Z zum Steuergitter 105 gelangende örtliche Farbschwingung bewirkt, daß während ihrer positiven Ausschwingungen die Pentode 100 Gitterstrom führt. Nach Einsetzen des Betriebs baut dieser periodisch wiederkehrende Gitterstromfluß nach den bekannten Prinzipien der automatischen Gittervorspannungserzeugung am Kondensator 111 eine negative Ladung auf, so daß der Stromfluß in der Pentode 100 auf verhältnismäßig kurze Intervalle, die den

as periodischen Intervallen der positiven .Spitzen der Z-phasigen Schwingungen entsprechen, begrenzt wird. Entsprechendes gilt für den Steuergitterkreis der Pentode 120, wo am Kondensator 131 eine negative Vorspannung aufgebaut wird, die einen Stromfiuß in der Pentode 120 nur während derjenigen kurzen Intervalle gestattet, die den. positiven Spitzen der X-phasigen örtlichen Farbschwingungen entsprechen.
Der Wert des gemeinsamen Schirmgitterwider-Standes 116 ist in bezug auf den Wert der Betriebsspeisespannung so bemessen, daß an den Schirmgittern 105 und 125 eine Betriebsgleichspannung herrscht, die ziemlich niedrig gegenüber der Schirmgitter-Nennbetriebsspannung der betreffenden Pentöden ist. Die Spannungen an den Gittern 105 und 125 schwingen im Takt der vom Potentiometer 99 abgegriffenen Farbsignalkomponente beiderseits dieses verhältnismäßig niedrigen Betriebspotentials aus. Das gewählte Betriebspotential und der am Abgriff des Potentiometers 99 verfügbare Amplitudenbereich der Farbsignalkomponente sind in eine solche Beziehung zueinander gebracht, daß die Farbsignalausschwingungen oder -Schwankungen an den entsprechenden Schirmgittern die Stärke des Anodenstromes, der jeweils während der periodischen Ehtriegelungsintervalle in jeder Pentode fließt, erheblich beeinflussen.

Die Änderung der Steuergitterspannung im Takt der Z-phasigen örtlichen Farbschwingung und die gleichzeitige Änderung der Schirmgitterspannung im Takt der empfangenen Farbsignalkomponente bewirken in der Röhre 100 einen Überlagerungsvorgang, so daß im Anodenstrom der Röhre die üblichen Demodulationsprodukte (Summenfrequenz-, Diffe-

renzfrequenz- und Eingangsfrequenzkomponenten) erscheinen. Im Anodenkreis der Pentode 100 liegt ein Tiefpaßfilter mit einem Querkondensator 113 und einer Längsspule 117, das die Eingangssignalfrequenzen der Pentode 100 (sowie die erzeugte Summenfrequenz) effektiv unterdrückt, so daß lediglich die resultierende Differenzfrequenz des Synchrondemodulationsvorganges an dem (von der Anode 109 entfernten) Ausgangsende der Spule 117 für die Weiter-

leitung an die nachgeschalteten Stufen erscheint. Diese Differenzfrequenz enthält Farbinformationen in Form eines Farbdifferenzsignals, das hier als Z-Signal bezeichnet werden soll. In der Röhre 120 spielen sich die entsprechenden Vorgänge ab. Der Querkondensator 133 und die Längsspule 137 sorgen für die nötige Tiefpaßfilterwirkung im Ausgangskreis der Pentode 120, so daß am Ausgangsende der Längsspule 137 das Differenzfrequenzprodukt ergangsklemme NB verfügbare Austastimpuls in negativer Polarität zugeleitet.

Die einzelnen Pentoden 70, 100 und 120 (für den Bezugsoszillator, den Z-Demodulator bzw. den X-Demodulator) und die einzelnen Matrixtrioden 150, und 170 sind in der Zeichnung jeweils als Hälften einer Verbundröhre (angedeutet durch die gestrichelten Linienteile in den betreffenden Schaltsymbolen) dargestellt. Dies entspricht einer praktisch

scheint, das ein hier als Ä'-Signal bezeichnetes Färb- io erprobten Ausführungsform der Erfindung, bei der dillerenzsignal enthält. für die einzelnen Demodulatoren jeweils der Pent-

Um die"Wirkungsweise der hier behandelten spe- odenteil einer verhältnismäßig billigen Pentode-Triziellen Ausführungsform der Erfindung voll verstand- ode, beispielsweise vom Typ 6 GH8A, verwendet lieh zu machen, sind in der Zeichnung auch die Ein- wurde, wobei die Triodenteile dieser beiden Röhren zelheiten einer speziellen Matrixschaltung für die 15 zweckmäßigerweise zwei der Matrixtrioden bilden. Behandlung der an den Anodenausgängen der De- Die dritte Matrixtriode kann den beiden anderen modulatorröhren 100 und 120 erscheinenden Färb- angepaßt werden, indem man hierfür den Triodendifferenzsignale Z und X dargestellt. Sie enthält drei teil einer dritten 6 GH8A-Röhre verwendet, deren Trioden 150, 160 und 170, die R — Y, B — Y und . Pentodenteil als Farbsignalverstärkerröhre 70 dient. G-Y liefern. Die Kathoden 151, 161 und 171 der so Die Wahl der zu verwendenden Röhren wird also Trioden 150, 160 bzw. 170 sind jeweils direkt an sehr erleichtert. Daraus ergibt sich als.weite,rer Voreine gemeinsame Kathodenklemme K angeschlossen teil, daß man die Verwendung von drei 6GH8A- und von dort über einen gemeinsamen Kathoden- Pentoden-Trioden für die Farbsignalverstärker^ Dewiderstand 180 geerdet. Das Steuergitter 153 der modulator- und Matrixröhren durch die Verwendung Triode 150 empfängt das-Z-Ausgangssignal der De- as eines Mitnahmeoszillators mit Hilfsgitter für den syn-. modulatorröhre 100, während das Steuergitter 163 chronisierten Farboszillator 53 ergänzen kann, wobei der Matrixtriode 160 das A'-Ausgangssignal der De- der Triodenteil der hierfür vorzusehenden 6GH8A-modulatorröhre 120 empfängt. Die Ankopplung des Röhre die Funktion des Austastverstärkers 24 er-Z-Signals von der Demodulatorröhrenanode 109 auf füllt. Ferner kann man eine weitere 6 GH8A-Röhre das Steuergitter 153 erfolgt über die. Reihenschaltung 3° vorsehen, deren Pentodenteil als Farbsynchronsignalder bereits erwähnten Spule 117 und eines Koppel- abtrennstufe 51 dient und deren Triodenteil die Aufgabe der Farbsperre (nicht gezeigt) erfüllt. Man kann also für den gesamten Farbsignalteil der Empfängerschaltung mit nur fünf Verbundröhren, die zweck-35 mäßigerweise vom gleichen, verhältnismäßig billigen Typ sind, auskommen.

kondensator 119. Die Gitterableitwiderstände 154 und 164 für die Trioden 150 bzw. 160 sind jeweils direkt zwischen die betreffende Kathode und das dazugehörige Steuergitter geschaltet.

Das Steuergitter 173 der Triode 170 ist über die Reihenschaltung eines Kondensators 189, eines Widerstandes 185 und einer Spule 187 an die positive Anodenspannungsquelle der Demodulatorröhren angeschlossen. Ein Widerstand 174 verbindet die Kathode 171 mit dem Steuergitter 173.

Die Anoden 155, 165 und 175 der Trioden 150, 160 und 170 sind jeweils über einen entsprechenden Anodenarbeitswiderstand 156, 166 bzw. 176 an eine gemeinsame Anodenspannungsversorgurig angeschlossen und mit den entsprechenden Steuergittern der Bildröhre gekoppelt. Um die Bildröhre zu schützen, liegt in jedem Kopplungszweig zwischen der entsprechenden Matrixröhrenanode und dem entsprechenden Bildröhrengitter ein mit einem Kondensator 157, 179 bzw. 169 überbrückter Begrenzungswiderstand 159, 177 bzw. 167.

Der zwischen die Anode 165 der Triode 160 und den Verbindungspunkt des Widerstandes 185 und des Koppelkondensators 189 im Gitterkreis der Triode 170 geschaltete Widerstand 191 verkoppelt einen Teil des R Y-Ausgangssignals der Triode 150 auf das Steuergitter 173 der Triode 170. Ein Widerstand 193 ist zwischen die Anode 155 der Triode 150 und den Verbindungspunkt der Drosselspule 117 und des Koppelkondensators 119 im Gitterkreis der Röhre 150 geschaltet. Ebenso ist ein Widerstand 195 zwischen die Anode 165 der Röhre 160 und den Verbindungspunkt der Drosselspule 137 und des Koppelkondensators 139 im Gitterkreis der Röhre 160 geschaltet. Den Kathoden der einzelnen Matrixtrioden 150, 160 und 170 wird über die Klemme K vom Zcilenaustnstverstärker 24 der an dessen Aus-

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Farbsynchronmodulatorschaltung für einen Farbfernsehempfänger, der einen Farbsignalverstärker und einen Farbträgeroszillator, welcher zwei Farbträgerbezugssignale verschiedener Phase liefert, enthält, mit zwei Pentoden, deren Kathoden an Masse liegen, deren Steuergitter jeweils eines der Farbträgerbezugssignale zugeführt ist und deren Anoden jeweils mit einem Ausgangskreis verbunden sind, an dem ein demoduliertes Farbsignal auftritt, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung folgender Maßnahmen:

1. Die Steuergitter (103, 123) werden in den positiven Teil ausgesteuert durch Vorschaltung einer an sich bekannten Schaltung zur selbsttätigen Gittervorspannungserzeugung;

2. das Ausgangssignal des Farbsignalverstärker (60) wird den Schirmgittern (105, 125) der Demodulatorpentoden (100, 120) zugeführt; .

3. die Schirmgitter (105, 125) der Demodulatorpentoden (100, 120) werden mit einei wesentlich unter der Schirmgitternennspannung liegenden Vorspannung betrieben.

2. Farbsynchrondemodulatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pentoden (100, 120) jeweils mit einem

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Triodenteil (150,160) vereinigt sind, der die Aus- Röhre mit Triodenteil (170) und Pentodenteil

gangssignale der betreffenden Pentode in einer (70), deren Pentodenteil als Farbsignalverstärker

Matrixschaltung transformiert. (60) dient und deren Triodenteil zur Matrizie-

3. Farbsynchrondemodulatorschaltung nach rung der Ausgangssignale der beiden Pentoden

Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine dritte 5 dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen