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"Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung mit einem ZF - Verstärker"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Parbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung für
ein Signal, das in bekannter Weise einen Bildträger mit einem vollständigen und
einem unvollständigen Seitenband umfaßt, wobei im oberen Bereich des vollständigen
Seitenbandes ein Farbartsignal-Träger mit Seitenbändern liegt; der Farbart-Signalträger
hat nach dem für Europa in Aussicht genommenen System einen Abstand von etwa 4,4
MHz vom Bildträger, und seine Amplitude und die Amplitude seiner wesentlichen Seitenbänder,
die bis zu + 0,5 MHz abweichen können, kann etwa 45% des bei den Synchronimpulsen
ausgesandten maximalen Bildträgers erreichen, also etwa 90% der bei richtiger Abstimmung
durch die Nyquist-Flanke auf die Hälfte verminderte Bildträgeramplitude. Weiter
wird ein Tonsignal übertragen, dessen mittlere Frequenz (Tonträger) in dem erwähnten
System vom Bildträger einen Abstand von 5,5 MHz hat und mit einer nur ein Zehntel
ausmachenden Leistung übertragen wird, so daß seine Amplitude gegenüber der Bildträger-Amplitude
um 10 db geringer ist. Es zeigt sich, daß das bei Verwendung eines normalen, außerhalb
der bekannten Nyquist-Flanke im wesentlichen für alle Frequenzen konstanten ZF-Verstärkung
störende Verzerrungen auftreten, die insbesondere auf Interferenzen des Farbartsignal-Trägers
und des Tonsignalträgers zurückgehen. Diese Störungen werden noch stärker, wenn
man berücksichtigt, daß in der Praxis nicht nur eine genaue Abstimmung in Betracht
zu ziehen ist, sondern daß auch
eine gewisse Verstimmung von z.B.
+ 0,3 MHz in Betracht gezogen werden muß: dann ändert sich die Bildträger-Amplitude
durch eine andere Zage auf der Nyquist-Flanke, und auch die anderen Trägerschwingungen
(für Farbart- und Tonsignal) können wegen ihrer Zage auf oder in der Nähe einer
stark geneigten Flanke erheblich andere Amplituden-Werte annehmen. Daraus ergibt
sich, daß es praktisch nicht möglich ist, einen einigen ZF-Demodulator für die Gewinnung
der drei Signale für Leuchtdichte, Farbart und Ton zu verwenden. Es könnte in Betracht
kommen, einen besonderen Ton-ZF-Demodulator zu benutzen, damit vor dem anderen Demodulator
das Tonsignal auf einen ausreichend niedrigen Wert abgesenkt werden kann. Untersuchungen,
die zur Erfindung geführt haben, haben jedoch ergeben, daß dann, wenn schon eine
Auftrennung der ZF-Demodulation vorgenommen wird, es zweckmäßig ist, die ZF-Demodulatoren
für das Helligkeitssignal und für das Farbartsignal z14 trennen. Es ist nämlich
erwünscht, den Bereich um den Farbartsignal-Träger mit möglichst großer Bandbreite
und mit geringer Flankenneigung dem Demodulator.zuzuführen. Wenn dem gleichen Demodulator
auch das Helligkeitssignal entnommen würde, müßte für die dann erforderliche starke
Absenkung des Tonsignales die Übertragungskurve zwischen Farbartsignalträger und
Tonsignalträger eine sehr steile Flanke aufweisen, die sich praktisch nur mit hohem
Aufwand und nicht ohne Nachteile für die Signalübertragung, insbesondere den Phasengang,
verwirklichen läßt. Die erwähnten Nachteile werden vermieden, und auch bei einer
gewissen Verstimmung können ungestörte Signale empfangen werden, wenn bei einer
Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung die Verstärkung vor
der ZF-Demodulation im Bereich des Farbartsignalträgers so weit herabgesetzt ist,
daä im Bereich der in Betracht zu ziehenden Verstimmung (Verstimmungsbereich) von
z.B. + 0,3 MHz die Bildträgeramplitude stets größer ist als die Amplituden des wesentlichen
Teiles des Farbartsignals und daß die Tonträger-ZF vor dem Leuchtdichtesignal-ZF-Demodulator
um wenigstens 46 db, vorzugsweise mehr als 50 db, und vor dem
Farbartsignal-ZF-Demodulator
um wenigstens etwa 26 db im Verstimmungsbereich abgesenkt ist.
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Man kann dann der Übertragungskurve vor dem Farbartsignal-ZF-Demodulator
im Bereich des Farbartsignal-Trägers und seiner Seitenbänder, insbesondere wenigstens
im überwiegenden Teil des Bereiches zwischen 3,4 und 5,4 MHz gegenüber dem Bildsignal-Träger,
eine flache Flanke geben, so daß die Verstärkung jedenfalls in dem wesentlichsten
Bereich von etwa + 0,5 MHz gegenüber dem Farbartsignal-Träger um weniger als 10
db, besser aber weniger als 6 db abfällt. Am Farbartsignal-ZF-Demodulator braucht
der Bereich des Tonsignalträgers nicht so stark abgesenkt zu werden, so daß sich
ein leichter realisierbarer Kurvenverlauf ergibt. Der Vollständigkeit halber sei
bemerkt, daß eine Farbfernsehempfänger-Schaltungsanordnung bekannt ist, bei der
die ZF-Übertragungskurve vor der Demodulation einen kuppenförmigen Verlauf. aufweist,
in dem sie über den Farbsignalbereich und den Tonträgerbereich etwa gleichmäßig
merklich abfällt ohne eine besondere starke Absenkung im Tonsignalbereich. Nach
dem einzigen ZF-Demodulator erfolgt dann eine Anhebung des Bildsignalbereiches und
eine selektive Absenkung der Tonsignale derart, daß sich für die Videosignale eine
konstante Übertragung ergibt mit einer steilen Flanke zum Differenzträger-Tonsignal.
Insbesondere dadurch, daß der Abfall etwa logarithmisch und die darauf folgende
Anhebung etwa exponentiell erfolgt, ergibt sich, daß bei einer Verstimmung zwar
die Höhe des Daches der Video-Übertragungskurve sich ändert, die Absenkung des Differenzträger-Tonsignals
jedoch in ihrer Zage unverändert bleibt. Da jedoch bie der ZF-Demodulation das Tonsignal
eine beträchtliche Amplitude aufweist, können störende Interferenzen mit dem Farbartsignal
hierbei nichtvermieden werden. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung
beispielsweise näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch im Blockschaltbild eine Fernsehempfänger-Schaltungsanordnung
nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt gestrichelt eine ZF-Übertragungskurve
vor dem leuchtdichtesignal-ZF-Demodulator und dicker ausgezogen eine ZF-Übertragungskurve
vor dem Farbartsignal-Demodulator.
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Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine einem ZF-Verstärker
nachgeschaltete Video-Demodulator-Stufe, an die Korrekturstufen für das Parbartsignal
und das Leuchtdichtesignal angeschlossen sind. ` Bei einer Fernsehempfänger-Schaltungsanordnung
nach der Erfindung werden die von einer Antenne 1 aufgenommenen Schwingungen einem
Kanalwähler 2 zugeführt, in dem die Abstimmung und Mischung mittels eines Oszillators
erfolgt derart, daß am Ausgang Zwischenfrequenz-Schwingungen auftreten, die die
Modulation des gewünscr:-ten Senders,@tragen. Diese ZF-Schwingungen werden einem
Verstärker 3 zugeführt und dann nach Demodulation auf einen Kanal für das Leuchtdichtesignal
und einen Kanal für das Farbartsignal sowie einen Kanal für das Tonsignal aufgeteilt.
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Um die erwähnten Störungen zu vermeiden, wird nach der Erfindung die
Verstärkung vor der ZF-Demodulation im Bereich des Farbartsignal-Trägers so weit
herabgesetzt, daß auch bei der zu berücksichtigenden Verstimmuhg im Betrieb die
Bildträger-Ämplitude stets größer ist als die Amplituden des Farbartsignal-Trägers
und seiner wesentlichen Seitenbänder. Geht man davon aus, daß das, Tonsignal senderseitig
mit einer um 10 db geringeren Leistung ausgestrahlt wird, so soll die Tonträger-ZF
vor dem Leuchtdichtesignal-Demodulator um-wenigstens 46 db, vorzugsweise mehr als
50 db, gegenüber dem Dach der Übertragungskurve, das etwa im Bereich von 1 bis 3
MHz Abstand vom Bildträger-liegt, abgesenkt werden. Wenn ein getrennter Demodulator
für das Tonsignal verwendet wird, kann die gleiche Absenkung des Tonsignalträgers
auch vor dem Farbartsignal-Demodulator vorgenommen werden. Diese Absenkung muß@sich
über den ganzen Bereich einer in Betracht zu ziehenden Verstimmung erstrecken, die
z.B. 0,3 MHz nach beiden Seiten von der genauen Abstimmung aus beträgt. Dadurch
ist sichergestellt, daß nicht der Tonträger bei einer Verstimmung dadurch zu Störungen
Anlaß gibt, daß er auf einer steilen Flanke
in eine Zage wesentlich
geringerer Absenkung gelangt und dann eine wesentlich größere Amplitude aufweist,
die zu stärkeren Störungen Anlaß gibt.
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Grundsätzlich kann es erwünscht sein, daß das Leuchtdichtesignal alle
Videofrequenzen bis in die Nähe von 5 MHz enthält; die nach der Erfindung vorgenommene
Absenkung im Bereich des Farbartsignalträgers soll dann dadurch ausgeglichen werden,
daß die Amplituden-Frequenz-Übertragungskurve vor dem und/oder in dem der Demodulation
folgenden Verstärker auf die gewünschte Form korrigiert wird, wobei gegebenenfalls
eine selektive Absenkung im Bereich des Farbartsignal-Trägers vorzunehmen ist. Da
in diesem Teil der Schaltungsanordnung die Frequenz des Farbartsignal-Trägers nicht
von einer etwaigen Verstimmung abhängig ist, ergeben sich hier keine besonderen
Schwierigkeiten. Auch für die Übertragung des demodulierten Farbartsignales kann
eine Korrektur auf konstante Verstärkung im Bereich des Farbartsignal-Trägers zweckmäßig
sein dadurch, daß die Amplituden-Frequenz-Übertragungskurve vor dem und/oder in
dem der Demodulation folgenden Verstärker auf die gewünschte Form gebracht wird.
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Vielfach kann jedoch auf eine konstante Verstärkung im Bereich des
Farbartsignal-Trägers verzichtet werden. Eine Anhebung der hohen Frequenzen des
Leuchtdichtesignals bringt praktisch in der Schärfe keinen wesentlichen Gewinn,
zumal dadurch das Überschwingen bei der Übertragung eines Sprung- oder Rechtecksignals
im allgemeinen verstärkt wird. Es ist dann günstiger, auf die höchsten Frequenzanteile
im Leuchtdichtesignal weitgehend zu verzichten und im Bereich des Farbartsignal-Trägers
eine weitere Absenkung vorzunehmen. Auch im Farbartsignal-Kanal kann ohne zusätzliche
Korrektur auf eine horizontale Übertragungskurve eine ausreichend verzerrungsfreie
Übertragung und Farbdemodulation erzielt werden, wenn man dafür sorgt, daß die Flanke
der Übertragungskurve im Bereich des Farbartsignal-Trägers etwa linear abfällt.
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Nach Figur 1 wird im Teil 3a am Eingang des ZF-Verstärkers 3 eine
Absenkung des Tonträgers T' ummehr als 26 db in einer Breite von
etwa
± 0,3 MHz bis ± 0,4 MHz vorgenommen. Danach werden die Zwischenfrequenzschwingungen
weiter verstärkt, wobei am Farbartsignalträger F' eine Absenkung um etwa 6 db erfolgt
und in diesem Bereich eine etwa linear abfallende Flanke gebildet wird. Dieses Signal
wird einem Filter 4 zugeführt, in dem die Übertragungskurve am Tonträger T' weiter
um wenigstens 20 db,.vorzugsweise mehr als 24 db, im Bereich von ± 0,3 MHz bis ±
0,4 MHz abgesenkt, wird derart, daß insgesamt eine Absenkung von 46 db, vorzugsweise
mehr als 50 db, vorliegt. Weiter wird in der Stufe 4 auch der Bereich des Farbartsignal=Trägers
auf etwa 8 db abgesenkt.
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Im folgenden Demodulator 5 werden dann die Zwischenfrequenzschwingungen
demoduliert, und das Leuchtdichtesignal (Y) wird erhalten, das einem Verstärker
6 zugeführt wird, dessen Ausgang 7 mit der Wiedergabeeinrichtung, z.B. den Katoden
einer Dreifarben-Bildröhre, verbunden ist. Zweckmäßig ist im Verstärker 6 auch eine
Sperre 8 enthalten, durch die der Farbartsignalträger von etwa 4,4 MHz selektiv,
also schmalbandig im Vergleich zu seinem Seitenbandspektrum, abgesenkt wird, damit
er nicht im Videosignal mit wiedergegeben wird. Im übrigen-soll die Übertragungskurve
des Zeuchtdichtesignals schon vor dem Demodulator 5 von der Nyquistflanke in der
Umgebung des Bildträgers bis zu möglichst hohen Signalfrequenzen, z.B. 3,3 MHz einen
wenigstens annähernd konstanten Wert aufweisen.
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Der ZF-Verstärker ist weiter mit einem Filter 10 verbunden, in dem
eine etwa erforderliche weitere Verformung der ZF-Übertragungskurve, insbesondere
im Bereich des Farbartsignals, vorgenommen wird, bevor die Zwischenfrequenzschwingungen
dem Demodulator 11 zugeführt und in diesem das Farbartsignal und die Differenzträger-Tonsignale
gewonnen werden. Das Filter 10 kann insbesondere dazu dienen, die Flanke am Farbartsignalträger
zu linearisieren; zweckmäßig soll die Kurve an der Stelle, an der die äußere Grenze
des wesentlichen Teiles der Farbartsignale bei maximaler in Betracht zu ziehender
Verstimmung liegt, um wenigstens 4 db abgesenkt sein. Bei einer Verstimmung von
± 3 MHz und einem Bereich für die wesentlichen Farbartsignale von + 0,5 MHz liegt
diese Stelle-auf-der dem Bildträger zugewandten Seite
des Farbartsignalträgers
von 4,4 MHz bei etwa 3,6 MHz. Die Neigung der Flanke soll im Bereich des Farbartsignalträgers
möglichst gering sein; im Hinblick auf den vertretbaren Aufwand für den Übergang
zu dem stark abgesenkten Tonträgerbereich ist es zweckmäßig und ausreichend, daß
die Flanke zwischen 3,9 MHz und 5,0 MHz einen Unterschied voä"weniger als 10 db,
besser weniger als 6 db, aufweist.
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Das Farbartsignal mit seinen Seitenbändern wird einem Verstärker 13
zugeführt über ein Filter 14, in dem der Bereich des Tonträgersignals um mindestens
20 db weiter abgesenkt und das Intercarrier-Tansignal über die Klemme 12 entnommen
wird. Der Verstärker 13, der gegebenenfalls weitere Mittel zur Korrektur der Übertragungskurve
enthält, ist mit den Farb-Synchrondemodulatoren über die Klemmen 15 und 16 verbunden.
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Die ZF-Verstärkerstufe kann vor dem Farbartsignal-Demodulator zweckmäßig
im Bereich des Bildträgers angehoben sein, und zwar unter Berücksichtigung der möglichen
Verstimmung von z.B.
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± 0,3 bis ± 0,4 MHz.
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Figur 2 zeigt Durchlaßkurven, die sich bei Anwendung der Erfindung
ergeben können; der Frequenzmaßstab d f gibt die Differenz gegenüber dem Bildträger
B' an.
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Die ausgezogene Kurve zeigt den Verlauf vor dem Farbartsignal-Demodulator.
Der nicht dargestellte Teil zwischen der Nyquist-Flanke am Bildträger und dem Bereich
um den Farbartsignalträger und am Tonträger ist ohne wesentliche Bedeutung; zweckmäßig
kann sie um wenigstens 3 db, z.B. um 6 bis 10 db, abgesenkt sein. Die senkrecht
verlaufenden gestrichelten Linien geben den Bereich an, in dem sich der Bildträger
B', der Farbsignalträger F', die äußeren Grenzen der wesentlichen Farbartsignal-Seitenbänder
und der Tonträger T' bei einer Verstimmung um ± 0,3 MHz verschieben können; bei
Verschiebungen innerhalb dieses Bereiches sollen die nach der Erfindung angegebenen
Bedingungen erfüllt bleiben. Man erkennt, daß bei der angegebenen Bemessung ein
günstiger Kompromiß zwischen einer nicht zu starken@Amplitudenabsenkung im
Farbartsignalbereich
und einer nicht zu großen Flankensteilheit gegenüber dem Tonsignalbereich erzielt
wurde; die dem Tonträgar T' zugewandte obere Grenze der wesentlichen Farbartsignale
liegt hier bei einer Absenkung von 12 db.
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Die gestrichelt dargestellte Leuchtdichtesignal-ZF-Übertragungskurve
weist zunächst die gleiche Nyquistflanke im Bereich des Bildsignalträgers auf und
hat anschließend bis etwa 3,3 MHz einen waagerecht verlaufenden Teil, in dem die
Verstärkung für alle Zeuchtdichtesignalfrequenzen maximal ist. Daran schließt sich
eine abfallende Flanke, die bei der Sollage des Farbartsignalträgers F' um 8 db
gegenüber der maximalen Verstärkung erreicht und weiter steil abfällt derart, daß
sie im Verstimmungsbereich des Tonsignals mehr als 50 db beträgt.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die den Stufen 4 bis 8 und 10 bis
14 der Fig. 1 entspricht.
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Hierbei wird von einem ZF-Verstärker ausgegangen, der am Ausgang der
Stufen 4 bzw. 10 ZF-Signale liefert, deren Übertragungskurve den in Figur 2 dünn
gestrichelten bzw. dick dargestellten Verlauf a*Ufweist. Das Ausgangssignal der
Stufe 4 wird einer Demodulatordiode 20 mit Ladekondensator 21 zugeführt, an dem
das Helligkeitssignal entsteht. Dieses wird über eine Längsinduktivität 22 von etwa
100/uH der Basis eines Transistors 23 zugeführt,' dessen Kollektor am positiven
Pol der Speisequelle liegt und dessen Emitterzweig ein Potentiometer enthält, an
dem die Ausgangsspannung für den folgenden Helligkeitssignal-Verstärker an den Klemmen
25 und 26 abgegriffen wird. Zwischen dem positiven Pol der Speisequelle und dem
geerdeten Ende des Emitterwiderstandes 24 liegt weiter ein Potentiometer 27, an
dessen Abgriff-der andere Pol des Kondensators 21 liegt; damit kann der Arbeitspunkt
des Transistors 23 eingestellt werden.
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Die ZF-Schwingungen vom Teil 10 werden einer Diode 30 zugeführt, deren
Ausgangskondensator 31 das demodulierte Farbartsignal entnommen wird.. Dieses wird
über die Parallelschaltung eines
Widerstandes 32 von 4,7 kOhm und
eines Kondensators 33 von 5,6 PF einem Pol eines als Sperrkreis wirkenden Resonanzkreises
34 zugeleitet, der auf die Differenzträger-Tonschwingung von 5,5 MHz abgestimmt
ist. Diese Tonschwingungen können einer mit der Induktivität des Schwingungskreises
34 gekoppelten Induktivität 35 an den Klemmen 36 entnommen werden. Das andere Ende
des Schwingungskreises 34 ist an eine im Querzweig liegende Induktivität 37 von
48@uH angeschlossen, von der die Schwingungen über einen Kondensator 38 von 150
pF der Basis eines Transistors 39 zugeführt werden. Insbesondere durch die Elemente
37 und 38 wird so ein Hochpaß gebildet, durch den die Videosignale außerhalb des-Farbartsignal-Bereichs
weitgehend unterdrückt werden. Die Basis und der Kollektor des Transistors 39 von
der Type BC 108 sind über Widerstände 40 bzw. 41 mit dem positiven Pol einer Speisequelle
verbunden; die verstärkten Signale werden über einen Trennkondensator 42 an der
Klemme 43 gegenüber der geerdeten Klemme 44 entnommen. Im Emitterzweig des Transistors
39 liegt ein Widerstand 45 von 1 kOhm, dem zur Korrektur des Frequenzganges ein
Trimmerkondensator 46 von 60 pP und weiter die Reihenschaltung eines Kondensators
47 von 10 pF, einer einstellbaren Induktivität 48 von maximal 100@uH und eines einstellbaren
Widerstandes 49 von 5 kOhm parallel geschaltet sind.
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Es zeigt sich, daß in einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung
mit geringem Aufwand störende Interferenzen sicher vermieden werden können. Die
dargestellten Emitterstufen kommen in erster. Linie für solche Geräte in Betracht,
die Signale mit niedrigen Innenwiderständen liefern sollen. In praktisch ausgeführten
Empfangsgeräten können die Signale vor den Basiselektroden der Transistoren 23 und
39 entsprechenden Punkten von Helligkeits--bzw. Farbartverstärkern mit konstanten,
gegebenenfalls regelbarer, Verstärkung zugeführt werden.