DE1512160A1 - Linearphasen-UEbertragungssystem fuer Frequenzsignale im VHF- und UHF-Bereich fuer Fernsehsendungen - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Dipl. oec. pubi.

PATENTANWALT
8 München 42 - Gotfhardstr. 81

Telpfnn fä 17 62

23.3. 1967

4448 - I/S

Compagnie Francaise Thomson Houston-Hotchkiss Brandt, Paris Villa, Boulevard Haussmann 173 (Frankreich)

'Linearphasen-Ubertragungssystem für Frequenzsignale iia VHF- und UHF-Bereich für Fernsehsendungen"

Französische Priorität vom 29. März 1966 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 55 365 (Seine)

Die Erfindung betrifft ein Linearphasen-Ubertragungssystem für Ällpasskreise zur Gruppenlaufzeitkorrektur, die im Frecgenzbereich VHF und UHF (d.h. Ober 3O MHz) für Fernsehsignal verwendet werden können.

Die Untersuchungen an Fernsehsendern und -empfSngem haben geneigt, daß man zur Erhaltung der Bildpalität eine Linearphasenübertragungscharakteristik rait konstanter Gruppenlaufzeit benötigt· Die Gruppenlaufzeit ^ wird definiert durch die Beziehung ^{9 worin 1}^ ^^^{e Pllase} "9^ ^ die Impulsfolge ausdrücken.

1st die Phase in Abhängigkeit der Impulsfolge linear, so ergibt sich die Fora % *9$t«£_r wonach ^ » ?5. ^m dl ^m konstant ist.

909 82 5/0722

Da die Modulation von Fernsehsendern mittels asymmetrischen Seitenbändern erfolgt, haben die Empfänger eine Dämpfung von 6 dB auf den Bildträger, was wiederum beträchtliche LaufzeitvorzerruntTfcn zur Folge hat, worm die Asymmetrie zwischen Bildband und gedämpftem Band (auch unter den Namen Spurenband bekannt) erheblich ist. Dfibe.1 wirken sich die Laufzeitverzerrungen bei den Bildfrequenzen am nachteiligsten aus, denn sie werden durch den Nachwirkeffekt auf den Bildschirm des Fernsehempfängers Obertragen. Das bedeutet, daß beispielsweise ein klarer Schwarx/Weiß- k übergang auf den Bildschirm als verschwommener Schwarz/Grau/Weißübergang in Erscheinung tritt· Was die Laufzeitverzerrungen bei den höheren Bildfrequenzen betrifft, so bewirken diese Uberschwingungen, die auf den Bildschirm des Empfängers übertragen werden. Diese letzteren treten dort als Fransen in Erscheinung, die de« Maximum und dem Minimum des Helligkeitssignals tm den Mittelwert entsprechen.

Ebenso verhält es sich in gewissen Fernsehzentralen, wo das gedämpfte Band hinreichend beschnitten ist, so daß sich bei den niederen Bildfrequenzen eine Phasenverzerrung bemerkbar macht,die auf den Sender zurückzuführen ist.

Wenn die Normen des in Erwägung gezogenen Fernsehschrankes ) kein Bildspektrum mit sehr steilen Flanken fordern, so kann nan durch Verwendung von Gauss-FiiBaro (d.h. mit Linearphase) eine übertragung«charakteristik mit konstanter Gruppenlaufseit erhalten· Für gewisse Zwecke jedoch und zwar besonders für das Farbfernsehen ist es notwendig, am Bandende eine schnelle Trennung xu erzielen, was die Verwendung von Gaußechen Filtern unmöglich macht· In diesen FHlIm empfiehlt es sich daher, eine Gruppenlaufzeitkorrektur vorzunehmen·

Für die Durchführung einer solchen Korrektur ergebm sich mehrere Möglichkeiten t :„=. >«

entweder verwendet man einen Sender und einen Empfanger mit linearer Phase, d.h. beide vorentzerrt, oder aber man wirkt auf die Sendung ein, indem man beim Sender eine Teilkorrektur der vom Empfanger stammenden Fehler vornimmt.

900826/0722

Falls es sich bein Empfänger um eine GauBsche Amplitudenkurve handelt, so braucht »an bei letzterem keine Konektur vor» «nnehnen. Verwendet man jedoch herkömmliche Allpass« alt bestimm »■ ten Konstanten und führt alt diesen bei twischenfrequenz eine Gnippenlauf Seitkorrektur durch, so ist es möglich, dadurch eine bessere Auflösung zu erzielen.

Mae die Vorentserrung bei der Sendung betrifft, so bedient nan sich augenblicklich zweier Lösungen· Die erste besteht darin« das nan die Korrektur bei Swischenfrequenz durchführt und zwar nach der Modulation und vor der Umsetzung und Verstärkung bis zur | Nennleistung. Diese Lösung 1st weniger vorteilhaft, da man alt Zwiechenfrequenz d.h. bei einen niedrigen Pegel Modulieren srae. Die «weite Lösung besteht darin, die Korrektur bei Bild vorxu&ehnen, also bevor »an direkt hochfrequent moduliert. Diese letztere Lösung, die zwar ihrer Einfachkeit halber am meisten verwendet wird, ist jedoch bereits ihren Prinzip nach unvollständig, da sie die Modulation mit asymmetrischen Seltenbandern nicht berücksichtigt, überdies ist es weder alt der einen noch der anderen Lösung möglich, die Korrektur auf einfache Heise bei der Sendung von Empfängern durchzuführen, da bei diesen Empfängern diese Korrektur nicht von vornherein vorgesehen war.

Hauptziel der Brfbdung 1st ein System zur Gruppenlaufzeit- > korrektur für das Fernsehen, ein System, das keinen der vorgenannt ten Nachteile besitzt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Allpaes-Pilter, der für Hochfrequenz und die Frequenzen oberhalb der ftogaherz-Grense verwendbar 1st.

Ein erfindungsgemäies Linearphasen-Obertragungseystem für den VBF- und UHF-Bereioh von Fernsehsendungen ist vor allem. gekennzeichnet, dafl das System einen/mehrere Kreise umfafit, wovon jeder einen Bybridekoppler (AH / C) mit vier Ausgängen besitzt, der zwei überkoppelten Bohlleitern (R₁, R₂) über zwei von seiaen

.,*<,. OM 909825/0722 ^{6AD ü}*^lGfNAL

gegenüberstehenden Ausgingen (2, 4) zugeordnet let, wobei die anderen beiden Ausgänge (1, 3) Zeichoneingang (E) und ieichenausgang (S) bilden. Die Art der Kopplung, magnetisch und/oder kapazitiv, dieser beiden Hohlleiter R₁, R₂ ^eowie die Entfernungen B₁,e>, die zwischen diesen Hohlleitern und den Ausging·« des Hybridekopplers liegen, sind so gewählt, daß keine Energie zum Eingang E hin abgestrahlt wird, der somit einen echten All* pass bildet.

Das Systen ist ferner dadurch gekennzeichnet, daB bei Sendung die Allpässe F₁, F₂, F₃ direkt zwischen den hinter der «okulierten Stufe liegenden HF-Kreisen und besonders zwischen der letzten VerstSrkerstufe Ei und der Antenne A verbunden sind.

Der Hybridekoppler wird entweder durch einen Hybriderina,AB, einen Richtungskoppler C oder durch ein Elegisches T gebildet· Je nach der Frequenz der zu übertragenden !eichen sind der Hybridering oder der Richtungskoppler entweder al· Koaxialkabel oder als Wellenleiter ausgeführt.

Eine Besonderheit des erfindungsgeaSfien übertragungssystem liegt darin begründet, daB der Hybridekoppler von eines breltbandigen Hybridering AB gebildet wird und daB sichdie beiden aberkoppelten Bohlleiter R«»^ ¹^* S¹·*·⁰**·* ^bKW· unterschiedlicher Kopp* lung in Entfernungen e,,e₂ befinden, die an ein« Viertelwelle©- llnge versetzt bzw. in gleicher Entfernung von den Ausgingen 2,4 dieses Hybriderings liegen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner, daB in einer Ausführungsfora des Ubertragungssysteas der Hybridekoppler AH, C von einen 3-dB-Rlchtungskoppler C gebildet wird und daß sich die beiden Überkoppelten Hohlleiter R₁^₂ ^mlt 9^leicn*^r *>«*· unterschiedlicher Kopplung in Entfernungen ^₁ #«2 b·**¹"¹·¹^ die um eine Viertelwellenllnge versetzt, bzw. in gleicher Entfernung von den Ausgängen 2,4 dieses Richtungskoppler« liegen.

6AD ORiGiNAt 909825/0722

- Bei. einor anderem erfindangegeafißen Atm ffihrungs form des Ubertragungssystems wird der Hybridekoppler durch ein magisches T gebildet, wobei eich die beiden Oberkoppelten Hohlleiter R₁^R₂ «it gleicher bzw. unterschiedlicher Kopplung la Entfernungen «j»·] befinden, die on eine Vlertelwellenllnge versetzt, bzw. in gleicher Entfernung von den Ausgingen dieses negischen T liegen·

Die erfindungsgenSeen Allpfisse weisen eine charakteristische Gruppenlaufzeltkurve auf, die von der Frequenz ebblngt und deren For» von der Xopplungskraft der Hohlleiter bestirnt wird und wobei I die Mittenfrequenz dieser Kurv© von der Resonanzfrequenz der besag*· ten Kohlleiter gebildet wird. Die Verbindung dieser Filter ist de»· nach besondere xu enpfehlen.

Es liegt ferner in der Zielsetzung der Erfindung, Mehrere AllpSeee in Serie zu verbinden, wovon jeder dieser Allpfisse ein« charakteristische Kurve C^ , C₂, C₃ für die Gruppenlaufzeit, Breite und Mlttenfrequenx aufweist» wobei diese werte so gewählt sind» daß die mit allen Filtern erreichte Geeaatkurve C eine beetlMKte Form erkennen l&ßt.

Solche in Serie geschalteten Filter eignen sich besonders sur Durchführung einer Grta^penlaufseitkorrektur en eine» Fernsehsender, t

Sine besondere erflnd»gsgettiee Anwendung iat daduroh gekemt- «eichnet, daß die in Serie gescheiteten AUpftsse eine« Fernsehsender zugeordnet und zwischen de» letzten HF-Verstlrker und der Antenne A dieses Senders angeschlossen sind, wobei die Kennwerte jedes Filters so liegen, daß sich die Gruppenlaufzeitkurve "X (f) für die übertragung von Fernsehzeichen innerhalb der vorher bestirnten Grenzen befindet·

909825/0722

Weitere lielsetsungen «id Merkmale der Brflndnog werden in der folgenden Beschreibung enha&d von beispielhaften Darstellungen gegeben, wobei

- Fig. 1 ein· vereinfachte Schnittdarstellung eines erfinr

dungsgemlften Allpassee alt bekannten sreitband-Hybridring AH,

- Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung eines erfin-

* dungsgemHsen Allpassea mit bekannte« 3-dB-Riohtungs-

koppler C,

- Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines

erflndungsgeaf0en Allpasses mit bekannte· magischen

Flg. 4,5 Ubersichtsschemata von Fernsehsendern mit erfindtmgsgemHBen Allpassen,

Fig_# 6 ein Beispiel für eine Gruppenlaufseitkurve, in Abhängigkeit von der Freqnens gezeichnet (Möglichkeit einer Korrektur durch erfindqngsgemMHe Allplese),

Fig. 7 charakteristische Grttppenlanfieitkurveo, in Abhängigkeit von der Frequens, den drei Brfindongegeml1mn Anpassen sowie ihre Gesanttkurve C,

Fig· 8 den Verlauf einer Gruppenlauf seitkurve (Bild C), nach erfindungsgenMBor Korrektur sun Gegenstand hat.

BAD ORIGINAL

909825/0722

Die Eigenschaften von Allpässen mit festgelegten oaen sind seit lne bekennt und diese Filter werden auf viele« Gebieten zur Phasenkorrektur verwendet. Diese Filter, die 1» emee Maschenstruktur oder eine überbrückte T-Form aufweisen, sind ausführlich in folgende» Werk beschrieben! "Network analysis end feedback amplifier design" von Hendrik W. BCHJS, herausgegeben von D. Van NOSTRAMD Comp., Seiten 236 bis 242 der Ausgabe von 1945 - womit sich eine nähere Darstellung in diesem Rahmen erübrigen wird« Diese Filter arbeiten in einem Frequenzbereich zwischen O und 100 NBs λ und finden häufig Verwendung in Video-Kreisen sowie bei !wischenfrequenz von Fernsehempfängern und -sondern und schlieBlloh bei Richtfunkverbindungen. Hinsichtlich ihrer Verluste bei höheren Frequenzen ist ihre Verwendbarkeit für höhere Leistungen kaum interessant.

Bei diesen Allpässen handelt es sich um Phasenschieber,die bei Frequenzen zwischen O und oo eine Phasendrehung von O - 360° bewirken, indem sie fiber -180° zur Abstimmfrequenz fo der Piltermasohen hin arbeiten. Aufgrund der Änderung des Verhältnisses zwischen dem Wert gewisser Filterelemente kann die Phasenverschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangasignal, um die Abstimmfrequenz,fo,mehr oder weniger schnell variiert werden»

Diese Allpässe mit festgelegten Xonstanten haben inesse kaum eine praktische Bedeutung für den Bereich oberhalb von 100 MBz und es erweist sich daher als notwendig,Allpass« zu entwickeln, die bei höheren Frequenzen und höheren Leistungen verwendbar sind, insbesondere wenn es sich darum handelt, GruppenlaufZeitkorrekturen bei lelchenübertragungen hoher Frequenz durchzuführen.

Eines der Merkmale der Erfindung befaßt sich ausschlieellch mit der Entwicklung solcher Filter. Diese Filter verwenden einen bekannten Bybrldekoppler, der mit sewei überkoppelten Bohlleitern kombiniert ist. Aus der nun folgenden Beschreibung geht hervor, daB unter Einhaltung gewisser Bedingungen die durch diese Kombina—

tion erhaltenen Werte die gleichen sind, wie die der Allpässe mit festgelegten Konstanten.

Die Hybridekoppler sind Verbindungen alt vier Leitern« die durch eine Bedingung der Entkopplung anriechen zwei Leitern oharakter leiert werden,, Hiervon gibt es drei Typen ι der Hybridering, der Richtungskoppler und das magische T. Diese drei Kopplertypen wer» den in den folgenden Werk beschriebenι "Propagation des oe flectroxnagnetiques du haute frequence" (Ausbreitung elektromagnetischer Wellen hoher Frequenz) von Jean ORTOSI, herausgegeben von der Sooitte Francaise de Documentation Electronlque, Seiten 203 bis 209 der Ausgabe 1957. Im Bedarfsfalle kann nan daher nähere Einzelheiten diesem Werk entnehmen.

Ss 1st bekannt, dafl sum Hybridekoppler mit Bohlleitern verbinden kann und war vor allen in Diplexern , d.h. BF-tfelohen, die der Kopplung von zwei Sendern an eine einsige Antenne dienen, Xn der Fernsehtechnik ist es nit BiIf e von Diplexern noglich, eine gemeinschaftliche Antenne fQr Ton« und Bildsender zn verwenden, was wirtschaftlicher lst_r uneo mehr da diese Antenne von einen eiasigen Antennenfeeder gefielst wird, einen Bauteil, das besonder· bei hohen Leistungen kostspielig ist und dessen Erstellung schwierig sein kann*

Derartige Diplexer sind in den Patentschriften lfr.l.O9t«Ol2 und 1.347.817 beschrieben (französisch· Patentannaldungen von 2.F«br. 1954 und 20. Nov. 1962 unserer Gesellschaft) und lauten "Perfectionnements aux orgaaes de couplage entre enetteurs et antennes" sowie "Perfectionneneats aux dispositlfs d'enission". Diese Diplexer bestehen s.B. aus swei Hybridekopplem von Ringtyp, die untereinender und mit swei od«r vier Bohlleitern verbunden sind. Swel Hohlleiter, die sog. "Ton·-BohHeiter bringen in die Übertraglingskurve dee Bildsignals «<ine Dämpfung ein, die praktisch auf der Frequenz des Tonträgers unbegrenzt ist. Diese Hohlleiter sind desmach auf die Frequenz des Tonträgers abgeetinnt und ihr Einfluß auf die Nutxseichea des

_{Λ Λ %} 6AD ORfQlNAU" ⁹ -

909825/0722

Bildbandes ist unerheblich. Die beiden anderen Bohlleiter, die sog. "Bild"-Hohlleiter lenken die unerwünschten Signale (auflerhalb der Norm stehend) aus den Bildsignalspektrum ab. Diese unerwünschten Signale sowie die von den "Ton"-Hohlleitern nicht reflektierten Signale des Ton-Bandes werden von einer Dissipationsladung, die mit einem der Bybridekoppler verbunden 1st, absorbiert·

Die nunmehr mit Hilfe der Fig· 1,2 und 3 beschriebenen und erfindungsgeraäBen Allpass-Kreise bestehen im Gegensatz zu den soeben Gesagten nur aus einem eineigen Hybride-Koppler, der zwei Hohlleitern zugeordnet ist. Außerdem besitzen diese Kreise auch keine Dissipationsladung,» Die Energie des dem Eingang zugeföhrten Signale wird bis auf Verluste am Ausgang vollständig wiedergewonnen .

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäBen Allpasses, bei dem der Bybridekoppler von einen breitbandigen Hybridering AH bekannter Bauweise gebildet wird. Dieser Hybridering AH ist koaxial Ausgeführt und besitzt vier Ausgange 1, 2, 3, 4, wobei die entgegengesetzten Ausgänge 1 und 3 jeweils über Koaxialleiter mit dem Eingang E und dem Ausgang S des HF-Signals HF verbunden sind· Ober Koaialleiter sind an den entgegengesetzten Ausgängen 2 und 4 zwei Koaxial-Hohlleiter R. und Rj angeschlossen, die sich in den Entfernungen O₁ und e₂ an den Spitzen des Hybrideringes AH befinden· Dieser Hybridering 1st ein Kreuzverblndungstyp? d.h. daß seine vier Arme die Lang« gleich K besitzen, wobei λ gleich der Wellenlänge des HF-Signals ist. Einer dieser Arme, in diesem Falle der Arm zwischen 3 und 4 besitzt eine Inversion X. Diese Inversion I wird dadurch erreicht, daß man den Innenleiter mit dem Außenleiter und umgekehrt verbindet, wodurch in diesem Arm eine Effektivstrecke von 3 λ für das HF-Signal entsteht, wobei die Inversion I einer Phasenverschiebung von 180° entspricht. Om die auf diese Unregelmäßigkeit zurückzuführende Strahlung zu verhindern,ist der Arm zwischen 3 und 4 mit einer Muffe geschützt (H), die die Länge von , K besitzt.

6AD urmalNAL «. _1O „

909825/0722

- ίο -

Di« vier Arne des Hybrideringes AB besitzen einen Wellenwiderstand von R VTP, die vier Koalalleiter, die dort enden, besitzen einen Wellenwiderstand gleich R und gewährleisten sosdt die Anpassung dee Kopplers·

Gegeben sind die Reflexionakoefflsienten ti und ( 4 der bei 2 und 4 angeschlossenen Ladungen· Oa Ausgang 8 angepaftt ist (reiner Widerstand R), besitzt der fteflexionskoeffislettt C **· Ausgangs 8 an Eingang B oder 3 auf 1 den Ausdruckt f"*l ({L +C₄), Bier handelt es sich um eine komplexe lahl» denn I ₂ und J sind la allgemeinen komplex.

So hat auoh der ubertragungskoef fisient Ί des Eingangs sum Ausgang oder von 1 auf 3 den Ausdruckt T

Dn einen echten Allpasskreis su erhalten aue 4er Reflexionskoeffislent t den Wert Hull besitzen und der öbertragungskoeffislent T otuß als absoluter Wert gleich 1 «ein. iau folgtt

I₄ --

Diese swei Bedingungen ergeben sich immer dann» wenn swei «eine Reaktansen umgekehrter Werte und Mit vertauschten Vorzeichen In gleichen Entfernungen von 2 und 4 liegen· Diese beiden reinen Reaktansen erhllt »an Mit Hilfe von swei öberkoppelten Hohlleitern» wovon der eine eine Magnetische» der andere eine kapazitive Kopplung besitzt· So stellt in rig· 1 S₁ einen Hohlleiter Mit Magnetischer» R₂ einen Hohlleiter Mit kapasltlver Kopplung dar· Sind ihre Entfernungen S₁ und e₂ zu den Spitzen des Hybrlderlnges Ag gleich» so ist /T/ « 1 und (f ■» ο und die in der Fig. darfestellte Schaltung bildet einen echten Allpass·

Ein Viertelwellen-Hohlleiter Mit kapaziUver Kopplung wie vorhält sich zur Resonanz wie ein KurzsohluBi sein Reflexionskoeffisient 1st gleich a - 1 und die Welle entsteht in Oegenphaee» d.h. Mit einer Phasenverschiebung von -180°, Bin Viertelwellett-Bohlleiter

BAD O«IOiNAL-909825/0722

• χι -

mit magnetischer Kopplung wie R₁ besitst sur Resonant eine liehe XapAaxuij sein Reflexion skoefflslent ist gleich + 1 end die Welle entsteht in Phase.

Schwankt die Frequenz um die ResanansfrequenB der Hohlleiter» so variiert die Phase des Reflexionskoeffisienten des ohlleiter· R₂ «wischen 0 und -360° and die Phase des Reflexlonskoeffisientea des Bohlleiters R₁ variiert «wischen + 180° und - 180° · Dssmoh eat* spricht T-J₄- -I₂ (das Hinusseioben vor 1 ₂ entspricht einer Phasenverschiebung von - 180°), folglich variiert die Phase des ä abertragungskoeffisienten T, in AbhAngigkeit von der rrequens, von 0 bis -360° und dies uaso schneller» je weniger die Hohlleiter B₁ und R₂ an den Bybriderlng AB gekoppelt sind·

Die in Fig, 1 dargestellte Schaltung stellt fl—mrti einen Allpass dar» der die gleichen Merkmale aufweist, wi« die Allpflsae ■it festgelegten Konstanten, Seine Phasenvers^iil*b«fö<$ φ&α AhHJBgJg-* keit der Prequeas und folglich die Qjruppenlsjfseit fj, dl« er an das an den Eingang B angelegte Signal abgibt» sind einstellbar· Dies· Binregelung wird erreicht. Indem Bau die Kopplungskraft der beiden auf die gleiche onaifreqqen« gebrachten Hohlleiter I₁ und R₂ variiert und sie ermöglicht gleichseitig» das Ben die Haxlaalseit SAd die QrOBe der Kurve von ? in Abhängigkeit von der Tveqestiw einstellt·

Bine andere erfij^ungsgeaftBe AoefObrungsforai besteht darin, swei Bohlleiter Bit gleicher Kopplung kapasitlv oder Bagnetisch, «u eee, die un die Betrlge ·_χ und e₂ · ·_χ +<* von den Spltsen des Hybrideringes AB entfernt liegen.

Sind die Hohlleiter R₁ und R₂ gleich, so sind auch ihre Reflexions« koeffislenten gleich· Die Utogandlfferemt 3» swisohen den Bntfer· nungen s^ und e₂ bewirkt indessen eine Phalenversohiebuag von 180°, d.h. ein Zeichen weniger. Folglich ist f_A - ~ (₂ und die Sohalt*pe stellt noch einen Allpass dar.

" ¹² "

ORIGINAL

QM)

Eine erflndungsgenMfte Allpae-eehaltung kann ebenfalls durch einen anderen Typ eines Hybrideringe· aufgebaut werden· Za einzelnen kann die Znwrelon Z durch ein susJltsllobee Llnge X. ersetst werden·

Die bisher beschriebenen Eoaxlal-Bohlleiter kennen auch durch Wellenleiter ersetst werden, die nit der Antenne gekoppelt sind (elektrisches Feld), oder solche die mit der Xopplungsschlelfe verbanden sind tnegn«tlsches Feld). Zn diesen Fall« kennen Bybridertng und Absweigungen vorteilhaft als Wellenleiter «nsgeftlhrt werden und «war entsprechend der Freqnens des an den Bingang B angeleten signal·.

Fig, 2 Bälgt eine vereinfachte Darstellung eines erfindnegegenSeen All pauses ■ bei den flffT Bybridekoppler ^'h einen bekannten 3-dB-Riohtangskoppler C gebildet wird. Dieser Idxfattmgskoppler C bealtst 4 Aesglnge I₉ 2, 3 end 4 , von denen «wei eneeeeoe Ausgange 2 und 4 nit den Bohlleitern B₁ und B₂ Ober BonUlleitungea verbunden sind· Die beiden anderen As 1 und 3 alad jeweils nit den Bingang B und den Aasgang · dee BIHULgnals verbunden·

Reflexlonskoeffislenten der an 2 und 4 scbleesenen Ladungen« Reflexlonskoefflslent { von 3 auf 1 und Obertragungskoeffislent T von 1 auf 3 bilden den Ausdruckt

l»t dl*M «ohaLtnttg «Ια Ulpaa«, v«m I₂ - F₄ and

seine Merkiemle sind ilesjmuli die gleloben_# wie die der Hybride· rlng-schaltungen, setst «en bei 2 and 4 die Bohlleiter B₁ end R₂ (identisch), die entweder kapesitiv oder Magnetisch Ober Antenne oder Bjagnetisos Schleife gekoppelt and in den Bntfermmgen ·_χ tmd •₂ in gleichen Abstand von Koppler D angeordnet sind.

909625/0722 ^{βΑ0 0}^⁰¹*⁴*¹ "

Ein« andere Ausftlhrungsfarm ergibt sich durch Verwendung eines magnetisch oder mit Hilfe einer Schleife gekoppelten Bohlleiters, der In einer Entfernung e_x voa Koppler O angeordnet ist· Dieser Bohlleiter ist ferner einest kapazitiv oder Ober Antenne ge*

Koppelten Hohlleiter zugeordnet, der sich un den Betrag e₂ "· ej *.Ä. entfernt befindet.

Fig. 3 zeigt einen erflndungsgeaäSen Allpass, bei dem der Hybrldekoppler durch ein bekanntes magisches T gebildet wird« Dee magische T 1st eine Doppelabzweigung auf eine» Wellenleiter· Swel Hohlleiter R₂ und R₁ sind nach Art ζ (elektrisches Feld) oder nach | Art <£N? (magnetisches Feld) alt den Enden der beiden Sweige 2 und dos Wellenleiters verbunden· Von den beiden Abzweigungen 1 und 3 dient die eine als Eingang B und die andere als Ausgang 8 für das HF-Signal·

Sind die beiden Kopplungsarten (C oder &€} die gleichen, so sind die Langen m_% und e₂ der beiden Sweige 4 und 2 des Wellenleiter« um den Betrag X verschaden· Bandelt es sich bei dem «inen Hohlleiter um die Koppf ungeart C und bei dem anderen um die Kopplungsart £4!, zo sind die Langen Q₁ und e₂ gleich·

Die Betriebsweise 1st folgendeι die bei 1 ankoaaende HFHtelle teilt sich in die Sweige 2 und 4 auf und die beiden Wallen kehren | nach Baflektlon alt umgekehrter Phase bei 3 zurück. Bier handelt es sich noch um eine Allpafl-ßchaltung. Will man die Orupjealamf zeit heraufsetzen, so genügt es, die Kopplung der Bohlleiter R. and R^ mit Hilfe der zu diesem Sweck geehenen und in der Seiohn schematisch dargestellten Koppelfenster f^ und f₂ zu verringern.

Xn dieser Fora baut man Allpaßfilter auf, die für hohe Frequenzen verwendet werden können und bei denen die Fora der Greppanlaufzeltkurve in Abhängigkeit der Frequenz einstellbar ist. Diese erflndungsgemSsen Allpass« verwendet man vorteilhaft für alle Gruppenlaufzeltkorrektüren, insbesondere im OHF-, VHF- oder Hyperfrequensbereloh·

8AD ORIGINAL - 14 -

^}M} 909825/0722

Vorzugsweise werden diese Allpass· in HF-Bereich stur Gruppen« laufzeit-Vorkorrektur eines Fernsehsenders verwendet. Die·· LOswtg bietet die gleichen Vorteile vie das bekannte Vorkorrektturverfehren, do.s Im vorangegangenen Artikel im Zueaoetenhang «it der twieohenfrequenz erwähnt wurde. Hierbei behalt nan natürlich dl· HF-Modulation bei einen ziemlich hohen Pegel bei, womit ermöglicht wird, die Kon-ζ option des Sonders einfach zu halten.

Ferner bietet diese Lösung den zusätzlichen Vorteil, dsJ

" clio Korrektur auf einfache Art bei der Sendung an Sendern durchfühi Jrann. hai clenun eine Vorkorrektur zum Zeitpunkt Ihrer entwicklung nicht vorgesehen war (die Vorkorrektur wird alt HF vorgenonaen, d.h. nach dor modulierten stufe und eventuell nach der letzten Verstlrkerstute dec Senders) ·

Die Fig· 4 und 5 zeigen übereichtsechemeta von Pernsehsendern_r donsn orfinöungsgoraaBo Allpfiaee zugeordnet wurden. Der eigentliche Fernsehsender besteht aus einen Tonsender H* und einen Bilsee Ki, die alt einem Diplexer verbunden sind, der selbst wiederum alt der Antanno A verbunden ist.

Die Gruppenlaufeoitkorrektur eines Fernsehsenders erfordert in al !geneinen mehrere erfindu&gsgenäe· Allpfsse, die JLn Serie ge» " schaltet sind, da, wie spater genauer erklärt» die Fllabe swlsoheo dor Schaukurve der Gruppenlaufzeit in Abhängigkeit von der Frequenz und der Abszlosenachse für jeden Filter gleldh 1st· Die Korrektur wird am Bildsignal vorgenommen. Die la vorliegenden Fall· in Berie gGflchalteten Filter F₁^F₂, und F₃ können in die Sendekette eingefügt werden und zwar entweder zwischen Diplexer D und Antenne A (wie in Fig. 4}, oder zwischen dem Bildsender Bi und de« Diplexer D (wie in Fig. 5) oder achlteßlich in die aodullerte HF-Kette.

Unter Berücksichtigung einiger Anpassungsbedingungen kön die AllpSsse F., F₂ und F* auch parallelgeschaltet werden.

Nunmehr soll anhand der Fig* 6,7 und 8 das verwendet· Verfahren beschrieben werdan, naohjdein nit Hilfe von Allpassen entspre-

^;/ ΘΑΟ OfiJÖlNAL .

909825/0722

chend dar Erfindung eine GruppenlaufSeitkorrektur vorgesms wird.

Fig. (S zeigt eine frequenxabhSngige, xu korrigierend· Gruppen·* laufzeitkurve· Diese Kurve % (f) entspricht x.B· eine» Fernsehsignal, duuson Bildmodulationsspektrum durch eine gestrichelte 1*1-nic dargestellt ist. Die Seitskala % ist in Nanosekunden (ns) unterteilt, die Frequenxskala fr in Megahers (MB«)·

Xn Vergleich xum gewählten Hive&u von 1000 nc ergibt die Berechnung der schraffierten Fliehe die Jfcnxahl der xu verwendenden Filtert wobei die Flache der Kennlinie jede· Filter· ausgedruckt I vird durchx

„Β« χ I₇W - Konstante
Ic vorliegenden Fall betrflgt die «chraffierte Flache etwa χ 1 ,mm χ S NBx - 2,5. Man erkennt daran·» dafl mindestens drei

Filter in Sex* xii schalten sind· Ss 1st jedoch Möglich, aehrere Filter xu verwenden, um die Korrektur su verbessern·

Die drei Filter sind definiert durch ihre Mittenfrequens fo (RoBonanxfrequenx der Bohlleiter) und durch ihre mmrlmnle Laufseit Jo (bestinat durch die Kopplungsinteasitlt der Bohlleiter)·

Als Bispiel für die Kurv« in Fig. 6 werden die drei Filter folgendermaBen definiert·

- Filter 1 t fο ■ f_t ♦ l KBs ·© · ISO na

- Filter 2 t to m t_i * 2,S MBx *J?o - 250 ns

- Filter 3 ι fo » f£ ♦ 4 KBx 7° -**>*»

Die Kennlinien C₁, C₂ und C₃ dieser drei Filter sind in Flg. dargestellt· Die GesaatkorrektionelcOrve C - gestrichelt gexeichnet ist ebenfalls in Fig. 7 dargestellt und entspricht der Gesamtheit der drei Filter· Die Form ολζ Kurve C »ob der Form der symmetrischen Kurve möglichst nahekommen und xwar in Vergleich xum Niveau 1000 ns der Kurve C(£) der Fig. 6, ton aosit einen guten Korrekturwert, d.h. eine konstante Gruppenlaufzeit mn erhalten. Kas das Fernsehen anbe-

- 16 -

BAD OttlGINAL

): 3.9 2 s / 0 7 2 2

trifft, so muß die Amplitude der Kurve Ti (f) «wischen hiiHi»en Grensen liegen, die durch Hormon festgelegt sind· Bine solch« Norm wäre beispielsweiset

für f < 3 KBs !AftUlS ns, 3 MBs < f < 5 MBk /41»/ 4 30 ns, £ > 5 MH* IAtI 4 1

Vie bereits bemerkt, so sturen am leisten die Gruppenlaufselt-Verzerrungen bei niederen Bildfrequonxen. Aus diesem Grunde liegen ψ die Toleranten bei den niederen Freguensen enger.

Fig. 8 seigt den Verlauf der Kurve *(f) der Fig« 6, nach der Korrektur durch die erfindungsgeaMlBen Allpasse· Ha die auf der Ordinate eingetragenen Laufseitabweichungen Λ · besser sichtbar su machen, wurde die Frequenxachse auf die Stellung 1000 ns gebracht· Aun dieser Figur geht einwandfrei hervor, daß die nach der Korrektur erhaltene Kurve % (f) Oberall Innerhalb der durch die früher gegebene Horn festgelegten G .-ensen verläuft.

8owit ist es durch dieses Korrekturverfahren Möglich, eine Teilkorrektur der von den Bapflngern eingeführten Fehler bei Sendung Toehwen und swar durch Einwirkung auf den Fernseheer· Bs ist somit möglich, den FernsehempfSngern, namentlich den Farbfernseh» enpflngern nur eine solahe Gruppenlaufseitkurve (frequentabhängig) xu liefern, die innerhalb gewisser Grensen liegt, die leicht durch herkömmliche Schaltungen einsuhalten sind und die folglich den Preis des Empfängers nicht wesentlich verteuern·

Die durch die erfindungsgerril Ben Allpässe eingeführte Dämpfung ist sehr gering· Bei Verwendung von Bohlleitern mit gutem Oberspannungskoeffisienten 1st es möglich, die Dämpfungen auf Werte unter 1 dB, ja sogar unter 0,1 dB nt bringen.

909825/0722 BAD ORlOiNAU

Da die Verluste sehr gering sind, 1st überdies die Durchgangsleistung lediglich durch die Auemaße der Organe begrenzt, die den Filter bilden·

Die erfindungsgemäßen Filter eignen sich daher für xahlredche AnwendungsfMlla. Ihre Vervendung empfiehlt sich besonders für Femsehdemodulatoren mit direkter Gleichrichtung (Nyqtiist-Deoodulator ohne Frequengwaehsel)_f für die HP-Vorentserrung von Richtfunkanlagen, für die Laufzeitfehlerkorrektur in Wellenleitern, für die Korrektur von FM-Stereo-Sendern oder für Sendekorrektur- λ glieder in gewissen Radaranlagen.

Schließlich können diese Allpäeee überall dort eingeeetst verdon_f wo die Gruppenlaufeeitkorrektur nur nittels Bochfreqasos erfolgen kann·

Bs gilt ale selbstverständlich, dafi alle Beglichen und auf den Hauptmerkmalen.der Erfindung beruhenden Varianten gleioher»aBen zur Erfindung gehören·

* 6AD üHiutNAL 909825/0722

Claims (1)

1. DIETRICH LEWINSKY

   PATL\7A-v!A'Air 1 O 1 2 I 6 O

   P München A?.-O~\"r-zrusti P¹

   23.3. 1967

   Compagnie Fran9aise Thomson Houston-Hotchkise Brandt, Paris VCIIe, Boulevard Ilaussmann 173 (Frankreich)

   Patentansprüche t

   1. Linearphasen-Ubertragungssystem für Frequenzsignale im VHF- und UHP-Bereich_r für Fernsehsendungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Systen einen/mehrere Kreise umfaßt, wovon jeder einen Hybridekoppler (AH oder C) mit vier Ausgängen besitzt, der Ewei Uberkopjbelten Hohlleitern R₁,R₂) über zwei von seinen gegenüberstehenden Ausgängen (2 und 4) zugeordnet ist, wobei die anderen beiden Ausgänge (1 und 3) Zeicheneingang (E) und Zeichenauegang (S) bilden. Die Art der Kopplung, magnetisch und/oder kapazitiv, dieser beiden Hohlleiter (R.,R₂) sowie die Entfernungen (e,,e₂), die zwischen diesen Hohlleitern und den Ausgängen des Hybrldekopplere liegen, sind so gewählt, daß keine Energie zum Eingang (E) hin abgestrahlt wird, der somit einen echten Allpass bildet. Da· System ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß bei Sendung die Allpässe (F₁,F₂,F-j) direkt zwischen den hinter der modulierten Stufe liegenden HF-Kreisen und besonders zwischen der letzten Verstärker-Stufe (Ei) und der Antenne (A) verbunden sind.

   2. übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hybridekoppler von einem breitrandigen Hybridering (AH) gebildet wird und daß sich die beiden überkoppelten Hohlleiter (R₁,R₂) mit gleicher bzw. unterschiedlicher Kopplung in Entfernungen (e_ire₂) befinden, die um eine Viertelwellenlänge bewegt (d.h. versetzt) bzw. in gleicher Entfernung von den Ausgängen (2 und 4) dieses, Hy^britferings liegen»

   6AD ORIGINAL

   909825/0722

   -I-

   3. übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hybridekoppler von einem 3-dB-Richtungskoppler (C) gebildet wird und daß sich die beiden überkoppelten Hohlleiter (R₁,R₂) mit gleicher bzw. unterschiedlicher Kopplung in Entfernungen (e_1#e₂) befinden, die um eine Viertelwellenlänge versetzt, bzw· in gleicher Entfernung von den Ausgängen (2 und 4) dieses Richtungskoppler s liegen«

   4. übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Hybridekoppler durch ein magisches T gebildet wird und g daß sich die beiden überkoppelten Bohlleiter (R₁,Rj) mit gleicher bzw. unterschiedlicher Kopplung in Entfernungen (e_1#e₂) befinden, die um eine Viertelwellenlänge versetzt, bzw. in gleicher Entfernung von den Ausgängen dieses magischen T liegen.

   5. übertragungssystem nach den Ansprüchen 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Allpässe (P.,F₂,P₃) in Serie angeordnet sind, wovon jeder dieser Allpässe eine charakteristische Kurve (C₁, C₂, C₃) für die Gruppenlaufzeit, Breite und Mittenfrequenz aufweist, wobei diese Werte so gewählt sind, daß die mit allen Filtern erreichte Gesamtkurve (C) eine bestimmte Form erkennen läßt«

   6. übertragungssystem nach den Ansprüchen 1,2,3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Serie liegenden Allpässe (F₁, F₂, F₃) einem Fernsehsender zugeordnet und zwischen dem letzten HF-Verstärker (Ei) und der Antenne (A) dieses Senders angeschlossen sind, wobei die Kennwerte jedes Filters so liegen, daß sich die Gruppenlauf zeitkurve (<*£ (f) )für die Übertragung von Fernsehzeichen innerhalb der vorher bestirnten Grenzen befindete

   9 0 9825/0722

   Leerseite