DE2032803C2

DE2032803C2 - 90 degree phase splitter circuit, especially for color television receivers

Info

Publication number: DE2032803C2
Application number: DE2032803A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8055 Goldach Bucksch
Original assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Current assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2032803B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 90°-Phasenaufspaltschaltung, insbesondereiär Farbfernsehempfänger, mit einer Serienschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator, an welche die f vigangswechsel- i> spannung angelegt ist.The invention relates to a 90 ° phase splitter circuit, in particular a color television receiver, with a series circuit of a resistor and a capacitor to which the f vigangswechsel- i> voltage is applied.

90°-Phasenaufspalter dieser Art werden insbesondere in Farbfernsehempfängern des NTSC-Systeins oder des PAL-Systems für die Bildung der den Synchrondemodulatoren zur Wiedergewinnung der videofrequen- -w ten Farbdiffcrenzsignale zuzuführenden Farbträgerspannungen benötigt. Bekanntlich erhält der Synchrondemodulator für das Farbdiffcrenzsignal R-Y eine Farbträgerspannung, die gegen die Phasenlage der dem Synchrondemodulator für das Farbdifferenzsignal B-Y *"> zugeführlen Farbträgerspannung um 90° phasenverschoben ist.90 ° phase splitters of this type are required in particular in color television receivers of the NTSC system or the PAL system for the formation of the color carrier voltages to be fed to the synchronous demodulators to recover the video frequency. As is known, the synchronous demodulator receives a color carrier voltage for the color difference signal RY which is phase shifted by 90 ° with respect to the phase position of the color carrier voltage supplied to the synchronous demodulator for the color difference signal BY * ">.

Diese Phasenverschiebung muß sehr genau eingehalten werden. Sie wird bei den bisher üblichen .Schaltungen meist durch Bandfilterkopplung oder durch so Verwendung eines W-Allpaßgliedes erreicht. Diese Schaltungen enthüllen aber Induktivitäten, die bekanntlich nur sehr schwierig in Form von integrierten Schalliingselementen realisierbar sind und daher bei integrierten Schaltungen ii.ilh Möglichkeit vermieden ^r''< werden. Da es in zunehmendem Muße erwünscht ist, integrierte Schaltungsgruppcii in Farbfernsehempfängern /.11 verwenden, hat man zur Vermeidung von Induktivitäten bisher zwei WC'-Phasenschieber verwendet. Bei diesen ist die Phasenverschiebung aber «> einerseits von der !'rennen^ und andrerseits von der genauen Einhaltung der Widerstands- und Kapazilätswerte abhängig. Gerade die letzte Bedingung erschwert und verteuert aber wiederum die Massenfertigung integrierter Schaltkreise. < >"■This phase shift must be observed very precisely. In the conventional circuits it is usually achieved by band-pass filter coupling or by using a W all-pass element. These circuits reveal inductances very difficult to be realized is well known in the form of integrated Schalliingselementen and ^r therefore be avoided in integrated circuits ii.ilh possibility ''<are. Since it is increasingly desirable to use integrated circuit groups in color television receivers /.11, two WC 'phase shifters have hitherto been used to avoid inductances. With these, however, the phase shift depends on the one hand on the run and on the other hand on the exact adherence to the resistance and capacitance values. The last condition in particular makes the mass production of integrated circuits more difficult and expensive. <>"■

Es ist andrerseits bekannt, daß beim Anlegen einer Wechselspannung an eine Scrienschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator zwei Spannungen erhalten werden, die in einem großen Frequenzbereich eine gegenseitige Phasenverschiebung von W aufweisen. Die eine dieser Spannungen steht an dun Klemmen des Widerstands und die andere Spannung an den Klemmen des Kondensators zur Verfugung. Eine solche Phasenaufspalterschaltung ist aber für den zuvor angegebenen Zweck nicht unmittelbar verwendbar, denn wenigstens eine der beiden um 90" phasenverschobenen Spannungen ist nicht auf Masse bezogen. On the other hand, it is known that when an alternating voltage is applied to a circuit made of a resistor and a capacitor, two voltages are obtained which have a mutual phase shift of W in a large frequency range. One of these voltages is available at the terminals of the resistor and the other voltage is available at the terminals of the capacitor. Such a phase splitter circuit cannot, however, be used directly for the purpose indicated above, because at least one of the two voltages which are phase-shifted by 90 "is not related to ground.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines 90°-Phasenaufspalters, der unabhängig von der Frequenz und von Bauteilestreuungen arbeitet und sich besonders für integrierte Schallkreise eignet.The object of the invention is to create a 90 ° phase splitter that works independently of the frequency and of component scatter and is independent particularly suitable for integrated sound circuits.

Dies wird bei einer 90'Phasenaufspaltschallung der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß zwei Transistor-Differenzverstärkerstufen vorgesehen sind, daß die Eingangsklemmen der beiden Transistoren der einen Differenzverstärkerstufe mit den Klemmen des Widerstands und die Eingangsklemmen der Transistoren der anderen Differenzverstärkerstufe mit den Klemmen des Kondensators verbunden sind und daß die Ausgangssignale an je einem Transistor der einen bzw. der anderen Differenzverstärkerstufe abgenommen werden.This is the case with a 90 'phase splitting sound initially specified achieved in that two transistor differential amplifier stages are provided, that the input terminals of the two transistors of a differential amplifier stage with the terminals of the Resistor and the input terminals of the transistors of the other differential amplifier stage with the Terminals of the capacitor are connected and that the output signals at each transistor of the one or the other differential amplifier stage can be removed.

Die erfindungsgemäße 90"-PhasenaufspalterschaI-tung weist die vorteilhaften Eigenschaften der an sich bekannten Transistor-Differenzverstärkcrsiufen auf, insbesondere die Unterdrückung der von Tetnperaturänderungen herrührenden Gleichspannungsdrift und von Störsignalen, die an beiden Eingängen in gleicher Weise auftreten. Ferner eignen sich diese Transistor-Differenzverstärker besonders für integrierte Schaltungen, die darüber hinaus den Vorteil ergeben, daß alle Transistoren und ßelastiingswiderstände gleichzeitig hergestellt werden und daher von vornherein im wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweisen. Die erfindungsgemäße 9O°-Phascnaufspallschaltung ergibt daher eine genaue Einhaltung der 90"-Phasenverschiebung, ohne daß ein besonderer AbglekKder Schaltungselemente erforderlich ist, was wiederum für integrierte Schaltungen von Vorteil ist.The 90 "phase splitter circuit according to the invention has the advantageous properties of the per se known transistor differential amplifiers, in particular the suppression of the direct voltage drift resulting from temperature changes and of interfering signals that occur in the same way at both inputs. Furthermore, these transistor differential amplifiers are particularly suitable for integrated circuits, which also have the advantage that all Transistors and elastic resistors at the same time are produced and therefore have essentially the same properties from the outset. the According to the invention, the 90 ° phase sniffing circuit therefore ensures that the 90 "phase shift is precisely adhered to, without the need for a special shifting of the circuit elements, which in turn is necessary for integrated Circuits is beneficial.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing. In it shows

Fig. I das Prinzipschema einer /JC-Phasenschieberschaltung,Fig. I the basic diagram of a / JC phase shifter circuit,

F i g. 2 das Vektordiagramm der Schaltung von F i g. 1 undF i g. 2 is the vector diagram of the circuit of FIG. 1 and

Fig. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen 90'-Phasenaiifspaltschaltung.Fig. 3 is the circuit diagram of an embodiment of the 90 'phase splitting circuit according to the invention.

F i g. 1 zeigt eine bekannte Phascnschicberschaltung mit einem Widerstand R und einem Kondensator C, die in Serie geschaltet sind. Beim Anlegen einer Eingangsspannung U_c an die Klemmen dieser Scrienschaltung erhält man am Widerstand bzw. am Kondensator zwei Spannungskomponenten, die gegenseitig um 90" phasenverschoben sind, wie aus dem Vektordiagramm von Fig. 2 zu erkennen ist. Die Phasenverschiebung ist unabhängig von der Größe der Schaltungselemente und von der Bctriebsfrequen/.. jedoch ist nur die Spannung Uc auf Masse bezogen, während die Spannung Un hoch liegt.F i g. 1 shows a known phase switching circuit with a resistor R and a capacitor C which are connected in series. When an input voltage U _{c is applied} to the terminals of this circuit, two voltage components are obtained at the resistor or the capacitor which are mutually phase-shifted by 90 ", as can be seen from the vector diagram of FIG Circuit elements and from the Bctriebsfrequen / .. however, only the voltage Uc is related to ground, while the voltage Un is high.

Bei der Schaltung von Fig. J ist wieder die Serienschaltiing des Widerstands R und des Kondensators Czti erkennen, an welche die Eingangsspannung U_c angelegt wird. Diese Schaltung besteht im wesentlichen aus zwei Transistor-Differenzverstärkcrstufen. Die erste Differenzverstärkentufc besteht aus den beiden Transistoren 7} und Ti, deren Emitter in an sichIn the circuit of FIG. J, the series circuit of the resistor R and the capacitor Czti can again be seen, to which the input voltage U _{c is} applied. This circuit essentially consists of two transistor differential amplifier stages. The first differential amplification consists of the two transistors 7} and Ti, the emitter of which is in itself

bekannter Weise über Widerstände R\ hm. H> mit einem gemeinsamen Einitlerkreis verbunden sind, in dem die Emitter-Kallektorsirecke eines Transistors /Ί in Serie mit einem Widerstand Äi liegt. Die Basis dieses Transistors 7Ί liegt an einer konstanten .Spannung, die von der Betriebsspannung durch einen aus ilen Widerständen R\\, R\i, An gebildeten Spannungsteiler abgeleitet ist Die Kollektoren der Transistoren T\ und T₂ sind über Widerstände A₄ bzw. Rs mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden.known way via resistors R \ hm. H> are connected to a common Einitlerkreis in which the emitter-Kallektorsirecke of a transistor / Ί is in series with a resistor Äi. The base of this transistor is at a constant 7Ί .Connect voltage derived from the operating voltage by a ilen formed of resistors R \\ R \ i, to the voltage divider, the collectors of the transistors T \ and _T2 are connected through resistors ₄ or A Rs connected to the positive pole of the voltage source.

Die zweite Transistordifferenzverstärkerstufe ist in völlig gleicher Weise aufgebaut und besteht aus den Transistoren T₄, T₅, T₆ und den Widerständen W_h, Ri, K«, Rt, R\a- The second transistor differential amplifier stage is constructed in exactly the same way and consists of the transistors T ₄ , T ₅ , T ₆ and the resistors W _h , Ri, K «, Rt, R \ a-

Ein Transistor Γ->, dessen Kollektor am l'luspol der Spannungsquelle liegt, dessen Emitter über einen Widerstand Ru an Masse liegt und dessen Basis an einer zwischen den Widerständen An und R_u abgegriffenen festen Gleichspannung liegt, dient als Emitterfolger für die Erzeugung der Basisvorspanniing, welche den Transistoren der Differenzverstärkerstufeu über Wider stände R\% Ru, bzw. Ru zugeführt wird.A transistor Γ->, whose collector is connected to the positive pole of the voltage source, whose emitter is connected to ground via a resistor Ru and whose base is connected to a fixed DC voltage tapped between resistors An and R _u , serves as an emitter follower for generating the base biasing which is fed to the transistors of the differential amplifier stage via resistors R \% Ru, or Ru.

Mit dem Kollektor des Transistors Γ> ist du: Basis eines Transistors T) verbunden, der mit Hilfe eines Widerstands R\g als Emitterfolger geschaltet ist. Eine gleiche Emitterfolgestufe TJ, R\<, ist mit dem Kollektor des Transistors Ti verbunden.With the collector of the transistor Γ> du: base of a transistor T) is connected, which is connected as an emitter follower with the help of a resistor R \ g. An identical emitter follower stage TJ, R \ <, is connected to the collector of the transistor Ti.

Die Basis des Transistors Ti ist mit der einen Klemme des Widerstands R und die Basis des Transistors Ti mit der anderen Klemme des Widerstands R verbunden, so dall /wischen diesen beiden HnBiingsklcnimcn iler ersten Transistor Differen/verstiirkerstufe die am Widerstand R abfallende Spannung angelegt ist. Die Basis des Transistors T₁ ist mit der einen Klemme des Kondensators C veibuuden, wahrend die Basis des Transistors Ti an Masse liegt, an die auch die andere Klemme des Kondensators C angeschlossen ist. Sonnt hegt zwischen den beiden Eingangsklemmen der Transistoren der /weiten Transistor-Differen/vcr-The base of the transistor Ti is connected to one terminal of the resistor R and the base of the transistor Ti is connected to the other terminal of the resistor R , so that the voltage drop across the resistor R is applied between these two differential terminals in the first transistor differential / amplifier stage. The base of the transistor T ₁ is veibuuden with one terminal of the capacitor C , while the base of the transistor Ti is connected to ground, to which the other terminal of the capacitor C is also connected. Sunday lies between the two input terminals of the transistors of the / wide transistor differences / vcr-

Ki slärkerstufe die am Kondensator C abfüllende Spannung Ki slärkerstufe the voltage filling the capacitor C.

Die Ausgangsspanniing der ersten Transistor DiITiren/verstärkerstufe I], Γ> wird am Kollektor des Transistors T< abgenommen und über den als Trennsiii-The output voltage of the first transistor DiITiren / amplifier stage I], Γ> is taken from the collector of transistor T < and via the isolating siii-

ι ■ fe wirkenden Emitterfolger /;, R\* der Ausgangsklcmine \| zugeführt, so dall zwischen dieser Klemme und Masse eine Spannung besteht, die der am Widerstand R abfallenden Spannung proportional ist. Die Ausgangsspanniing der zweiten Transistor-Differenzverstärkerι ■ fe acting emitter follower / ;, R \ * of the output terminal \ | supplied, so that there is a voltage between this terminal and ground which is proportional to the voltage drop across the resistor R. The output voltage of the second transistor differential amplifier

.Ό stufe Ti, T-, erscheint am Kollektor .Ys Transistors /Ί und wird über die TrennMufe Γ», R\t der A-usgangsklem me /1> zugeführt, so daß also /wischen dieser Ausgangsklemme und Masse eine Spannung erscheint, die der am Kondensator C ahfallenden Spannung.Ό stage Ti, T-, appears at the collector .Ys transistor / Ί and is fed to the output terminal me / 1> via the isolator Γ », R \ t , so that / between this output terminal and ground a voltage appears, that of the voltage falling across the capacitor C.

ji porportional ist. Man erhält somit an den Ausgangsklemmen Λι und Ai zwei auf Masse bezogene Spannungen, die in einem breiten Frequenzbereich unabhängig von Bauteilestreuungen und ohne besonderen Abgleich genau um ¹K)' phasenverschoben sind.ji is proportional. Thus, at the output terminals Λι and Ai, two voltages related to ground are obtained, which are phase-shifted by ^{exactly 1 K) 'in a wide frequency range, regardless of component scatter and without special adjustment.}

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1, 9O "phase split circuit, especially for color television receivers, with a series circuit consisting of a resistor and a customer station, to which the input AC voltage is applied, characterized in that two transistor differential amplifier stages are provided, that the input terminals of the two transistors (T \, Γι) the one differential amplifier stage with the terminals of the resistor (R) and the input terminals of the transistors (J ^, Γ,) of the other differential amplifier stage with the terminals of the capacitor (C) are connected and that the Ιϊ output signals (Au A2) to one each Transistor (Tj or 7s) of one or the other differential amplifier stage can be removed.

2. W-Phasenaufspaltschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den gemeinsamen Emitterkreis .jeder Differenzverstärkerstufe ein Transistor (Γι bzw. Tb) zur Stromkonstanthaltung eingefügt ist.2. W-phase splitter circuit according to claim I, characterized in that a transistor (Γι or Tb) is inserted into the common emitter circuit. Each differential amplifier stage to keep the current constant.

}. 90°-Phasenaufspaltungnach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang jeder « Differenzverstärkerstufe eine Transistor-Trennverstärkerstufc angeschlossen isL}. 90 ° phase splitting according to claim 1 or 2, characterized in that a transistor isolating amplifier stage is connected to the output of each differential amplifier stage