DE2108497A1

DE2108497A1 - Verstärkungsregelung, insbesondere zur Farbsattigungseinstellung eines SECAM Empfängers

Info

Publication number: DE2108497A1
Application number: DE19712108497
Authority: DE
Inventors: Hans 7530 Pforzheim Kalmus Wolfgang 7533 Eutingen Ulmer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1971-02-23
Filing date: 1971-02-23
Publication date: 1972-09-07
Also published as: ZA72885B; GB1375284A; AU3898372A; FR2126342B1; AU470736B2; FR2126342A1

Description

Standard Elektrik Lorenz AG,
Stuttgart

H. Ulmer 1
W. Kalmus 1

Verstärkungsregelung, insbesondere zur Farbsättigungseinstellung eines SECAM-Empfängers

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Einstellung der Verstärkung eines gegengekoppelten Verstärkers, insbesondere zur Einstellung der Färbsattigung, vorzugsweise von SECAM-Empfängern, bei denen jedes der beiden Farbdifferenzsignale je einem Diskriminator zugeführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren zur Einstellung der Farbsättigung von SECAM-Empfängern wird die Einstellung der Farbsättigung durch verschieden hohe Begrenzung des Eingangssignals der Diskriminatoren erreicht. Nachteil dieser Schaltung ist, daß die Begrenzer je nach Sättigungseinstellung mit verschiedenen Amplitudenverhältnissen arbeiten, was bei der üblichen einfachen Begrenzerschaltung zu Schwierigkeiten führt.

Es ist auch ein weiteres Verfahren bekannt, gemäß dem mit variablem Arbeitspunkt eines Transistorverstärkers gearbeitet wird. Der Arbeitswechselstrom bei dieser Schaltung stößt an die Aussteuerungsgrenze I -* Null an. Um die Sinusspannung zurückzugewinnen, muß im Kollektorkreis dieser Verstärkerstufe ein Schwingkreis vorhanden sein. Dieser aber führt bei Änderung der Frequenz des Farbdifferenzträgers zu Frequenzgang- und Phasenverlaufsänderungen.

Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, die Farbsättigungs einstellung nach den Farbdiskriminatoren am demodulierten Signal vorzunehmen. Hierbei ist jedoch ein Doppelpotentiometer erforderlich, an dessen Gleichlauf große Anforderungen gestellt werden müssen.

5. Februar 1971 ./.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und eine Schaltung zur Änderung des HF-Trägers zu schaffen, in welcher diese Änderung des Trägers durch Variierung einer Steuerspannung erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleichstromarbeitspunkt des Verstärkers konstant eingestellt, und ein von einer Steuerspannung oder einem Steuerstrom gesteuerter, insbesondere gleichstromgesteuerter, die Verstärkung des HF-Trägers (bzw. der einzustellenden Stufen) beeinflussender Widerstand in den Gegenkopplungsweg geschaltet ist.

In Verfolg der Erfindung ist die Einstellstufe mit angeschlossenem Verstärker im Zuge des Farbsignalkanals eines SECAM-Empfängers zwischen dem Begrenzer und der Diskriminatoranordnung angeordnet.

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist der Frequenzgang der Einstellstufe und des anschließenden Verstärkers derart gegenläufig gewählt, daß der Gesamtverstärkungsverlauf linearisiert ist.

Eine andere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß als Einstellstufe ein Transistorverstärker in Emitterschaltung vorgesehen ist und das Stellglied aus einer PIN-Diode besteht, die von einer Gleichstromquelle derart gesteuert wird, daß sie in Vorwärtsrichtung ihren HF-Widerstand in Abhängigkeit vom durchfließenden Steuergleichstrom ändert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mittels einer einzigen Steuerspannung eine Stufe oder mehrere Stufen eingestellt und ein linearer Frequenz- und Phasengang sowie eine günstige Bandbreite erreicht werden. Die Ausgangsamplitude des der Stufe zugeführten HF-Signals ist direkt proportional einer Steuerspannung, die dem Stromkreis, zum Beispiel einer PIN-Diode, zugeführt wird. Außerdem ist die Eingangs- und Ausgangsimpedanz der Stufe in der Größenordnung eines Transistorverstärkers in Emitterschaltung.

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Der Verlauf der Amplitudenänderung ist hierbei über einen weiten Bereich, zum Beispiel im Bereich 1 : 12, linear-proportional einer Steuerspannung.

Ein Ausführungsbexspxel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und ist im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 ein Prinzip-Blockschaltbild eines SECAM-Empfängers

Figur 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung

Figur 3 eine erfindungsgemäße Schaltung

Figur 4 bis Figur 7 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der beispielsweisen Anwendung der Erfindung bei einem SECAM-Empfanger, und um den Zusammenhang sowie die Stelle der Zwischenschaltung und die Wirkung in bezug auf die Gesamtanordnung zu erkennen, ist anhand der Figur 1 zunächst kurz der Aufbau eines an sich bekannten SECAM-Empfängers beschrieben.

Das komplette sequentielle Farbbildfernsehsignal (frequenzmodulierte hintereinander zeilensequentiell übertragene FarbhiIfsträger für das Rot- (R-Y) und für das Blaudifferenzsignal (B-Y) und simultan übertragenes Luminanzsignal Y) gelangt über die Antenne 1 an die Hoch- und Zwischenfrequenzverstärkerstufen 2 und die Videodetektorstufe 3 · Von diesen zweigt der Tonkanal 4 ab. Außerdem wird das im Videodetektor des Empfängers demodulierte zusammengesetzte Farbbildsignal in zwei weitere Kanäle geleitet. Das Helligkeitssignal Y gelangt in den Luminanz- oder Leuchtdichtekanal 5 (Y-Kanal) und wird im Y-Signalverstärker 6 verstärkt und mündet in der Matrixschaltung 7 vor der (nicht dargestellten) Bildröhre. Der weitere Kanal ist der Chrominanz- oder Farbsignalkanal 8, in

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den über entsprechende Bandpaßfilter die zeilensequentiellen FM-Parbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) gelangen und in den durch den Block 9 dargestellten Farbsignalverstärker- und Begrenzerstufen verstärkt bzw. begrenzt werden. Dieser Verstärkerkanal führt einerseits direkt über die Verbindung 10 und andererseits über eine elektrische Verzögerungsleitung zu den beiden Anschlüssen des elektronischen Umschalters (SECAM-Schalter). Die Verzögerungsleitung verzögert das ihr zugeführte Signal um eine Zeilendauer. Da während der ersten Zeile nur das Rotdifferenzsignal (R-Y) gesendet wird, läuft dieses über die Verzögerungsleitung 11 und erscheint nach der Dauer einer Zeile an deren Ausgang. Zur selben Zeit, in der dieses Signal am Ende der Verzögerungsleitung steht, beginnt aber die nächste Zeile und zwar mit dem Blaudifferenzsignal (B-Y), das direkt an den SECAM-Schalter 14 (bzw. Ausgang der Verzögerungsleitung) geführt wird, so daß dort beide Signale gleichzeitig zur Verfügung stehen. Der SECAM-Schalter 14 sorgt für den zeitrichtigen Anschluß der nachfolgenden Verstärker an die Verzögerungsleitung bzw. an den direkten Kanal. Wegen der zeilenfrequent abwechselnden Folge des (R-Y)- und (B-Y)-Signals sind an den beiden Anschlüssen des elektronischen Umschalters stets zugleich ein (R-Y)- und ein (B-Y)-Signal vorhanden, abwechselnd an dem einen und dem anderen Anschluß (von zwei aufeinanderfolgenden Zeilen stammend). Hierdurch kann aus den sequentiellen Signalen ein simultanes Signal zurückgewonnen werden, indem der Umschalter nach jeder Zeile die Schaltverbindungen zwischen seinen beiden Eingängen 12, 13 und den beiden Ausgängen 15, 16 kreuzt. Hierdurch steht stes an dem einen Ausgang 15 ein (B-Y)-Signal und an dem anderen Ausgang 16 ein (R-Y)-Signal. Der Ausgang 16 des elektronischen Umschalters 14 führt zum (R-Y)-Kanal und der Ausgang 15 zum (B-Y)-Kanal des Empfängers. Sie enthalten je einen Begrenzer und einen FM-Detektor und zwar der (R-Y)-Kanal den Begrenzer 17 und den (R-Y)-Demodulator 17a und der (B-Y)-Kanal den Begrenzer 18 und den (B-Y)-Demodulator l8a, auf die (R-Y)-Verstärkerstufen 19 bzw. (B-Y)-Verstärkerstufen 20 folgen.

In der nachfolgenden Matrixschaltung 7 werden die (G-Y)-Signale bzw. mittels der Y-Signale die Primärfarbsignale R, G 'und B zurück»

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gewonnen. Mittels eines in der Synchrontrennstufe 21 gebildeten Impulses wird ein entsprechendes Identifizierungssignal aus dem Farbsignal abgetrennt und über die Verbindung 22 zur Triggerung des (monostabilen) Multivibrators benutzt, durch dessen Ausgangsspannung der elektronische Umschalter 14 über die Leitung 24 phasenrichtig synchronisiert wird. Die Verbindung 25 liefert die Colorkiller-Spannung und dient in bekannter Weise zur Sperrung des Farbkanals bei Empfang von Schwarzweiß- oder auch zu schwachen Signalen.

üblicherweise befindet sich hinter dem SECAM-Sehalter in Richtung zu den FM-Demodulatoren der Farbsättigungseinsteller (auch als Farbkontrastregler bezeichnet), der zur besseren Erklärung der ti Erfindung in den folgenden beschriebenen Figuren, Figur 2 und Fi- ■ gur 3a besonders herausgezeichnet und für sich gezeichnet ist.

Das Blockschaltbild der Figur 2 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt aus dem (R-Y)-Farbkanal (für den (B-Y)-Kanal würde das Entsprechende gelten). Die erfindungsgemäße Einstellstufe 26 mit anschließendem Verstärker 27 ist zwischen der Begrenzers t.ufe 17 (18) und dem Diskriminator 17a (18a) angeordnet. Die Einstellstufe 26 wird mit einem konstanten HF-Signal 28 angesteuert, welches einen gewissen Wert nicht überschreiten darf, damit die richtige Funktion dieser Stufe gewährleistet ist. Der nachfolgende Verstärker 27 korrigiert den Frequenzgang. Seine Ausgangsspannung muß so gewählt sein, daß diese auch heruntergeregeIt auf Minimum, ausreichend ist, um die | richtige Funktion des Diskriminators 17a (18a) zu ermöglichen. Mit Ust ist die Steuerspannung für die Einstellstufe bezeichnet.

Ein detailliertes Ausführungsbeispiel ist in Figur 3 dargestellt. Die Einstellstufe ist hier als Transistorverstärker Tl in Emitterschaltung aufgebaut. Die Widerstände Rl und R2 bestimmen den Arbeitspunkt, R3 ist der Arbeitswiderstand, R4 der statische Gegenkopplungswider st and, Cl und C2 sind Koppelkondensatoren. Das Stellglied besteht aus der PIN-Diode D, Kondensator C3 und Widerstand R5. Der Kondensator C3 verhindert, daß der Emitterstrom von Tl durch

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die Diode D fließt, Widerstand R5 und Kondensator C5 entkoppeln die Wechselstromkomponente von der SteuerSpannungsquelle. Die Korrektur des Frequenzganges erfolgt durch R9 und C4 im nachfolgenden Verstärker T2. Widerstand R6 und R7 bestimmen den Arbeitspunkt, R8 ist der Arbeitswiderstand. UB bezeichnet die Batteriespannung und A und 0 sind die Ausgangsklemmen.

Die Hauptfunktion der Schaltung besteht in der Einstellung oder Regelung des geträgerten Chrominanzsignals. Diese erfolgt so, daß die in Vorwärtsrichtung betriebene PIN-Diode ihren HP-Widerstand in Abhängigkeit vom durchfließenden Gleichstrom ändert. Dieser Wia| derstand bewirkt so eine variierende Gegenkopplung für das Signal, welche eine Verstärkungsänderung der Stufe Tl bewirkt.

Die regelnde und linearisierende Funktion der Schaltung ist aus den Diagrammen der Figur 4 bis Figur 7 zu erkennen.

Das Diagramm der Figur 4 zeigt die Ergebnisse der Meßuntersuchung an PIN-Dioden nach dem daneben angegebenen Schaltprinzip. Die Kurven beziehen sich auf die Meßpunkte I und II.

Es betrugen: Die Eingangsspannung an den Eingangsklemmen E, UE = IV, 4 MHz, die Widerstände hatten folgende Werte, RIO und RIl = 1 kÄ , RlZ und R13 = 10 k£2 , Rl4 = 75 & , die Kondensatoren C6 und C7 je 68 nF. Dl und D2 sind die PIN-Dioden und A die Ausgangsklemmen.

Das Diagramm der Figur 4 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsspannung UAusg in Volt von der Steuerspannung Ust in Volt an den Punkten I bzw. II.

Das Diagramm der Figur 5 zeigt die Meßergebnisse für die angegebene Transistor-Gegenkopplungsschaltung, und zwar gibt die Kurve die Abhängigkeit der AusgangsspannungjUAusg (in Volt) von der dröße des Gegenkopplungswiderstandes Re (in kÄ) an. Die Werte betrugen für

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die Eingangsspannung UE = 0,2V, 4 MHz, für die Widerstände R15 = 75ß₃ Rl6 = 10 k.ß, R17 = 10 kß, Rl8 = 8,2k«Q,R19 = 2

Das Diagramm der Figur 6 läßt deutlich erkennen, wie durch das Zusammenschalten der an sich nichtlinear arbeitenden Verstärker- und der Einstellstufen (Figur 4 und Figur 5) eine Linearisierung in der Abhängigkeit der Ausgangsspannung UAusg (in Volt) von der Steuerspannung Ust (in Volt) erreicht ist (Meßpunkt M). Die Ausgangsamplitude des der Stufe zugeführten HF-Signals ist direkt proportional der Steuerspannung, die dem Stromkreis der PIN-Diode eingespeist wird. Die Eingangs- und Ausgangsimpedanz der Stufe liegen in der Größenordnung des Transistorverstärkers in Emitterschaltung. | Die Verstärkung des Transistorverstärkers in Emitterschaltung in Abhängigkeit vom Gegenkopplungswxderstand hat einen gegenläufig zur PIN-Diode verlaufenden hyperbelförmigen Verlauf (Figur 5). Gewählte Werte: Transistor Tr3 = BC 107B, Transistor Tr4 = BF 173» R20 = 2,2 k£2, R21 = 10 k>ß, R22 = 10 k»te, R23 = 10 kQ, Batteriespannung UB = 15 V, Eingangsspannung UE = 0,1 V, 4 MHz.

In gleicher Weise läßt das Diagramm der Figur 7 den linearen Verlauf des Frequenzganges der Ausgangsspannung UAusg (in Volt) der Regel- und Verstärkerstufe in Abhängigkeit von der Frequenz f (in MHz) (mit angeschlossenem Diskriminator gemessen) erkennen. Außerdem lassen sich die günstigen Verhältnisse hinsichtlich variierender Steuerspannung ablesen. Als Parameter wurden Pl = 5 Volt Steuer- ™ spannung (Ust), P2 = 3 Volt Steuerspannung und P3 = 1 Volt Steuerspannung gewählt. Die Eingangsspannung UE betrug 0,2 Volt bei 1,0 bis 5,5 MHz.

Wenn auch die Erfindung anhand eines, eine Farbsättigungsregelung betreffenden Ausführungsbeispiels beschrieben ist, so kann sie auch auf andere Verstärker angewendet werden, wobei die untere Frequenzgrenze von den Eigenschaften der PIN-Diode und die obere vom Aufbau der Verstärkerstufe abhängt.

5 Patentansprüche

6 Blatt Zeichnungen mit 7 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Schaltung zur Einstellung der Verstärkung eines gegengekoppelten Verstärkers, insbesondere zur Einstellung der Parbsättigung, vorzugsweise von SECAM-Empfängern, bei denen jedes der beiden Farbdifferenzsignale je einem Diskriminator zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromarbeitspunkt des Verstärkers

(26) konstant eingestellt, und ein von einer Steuerspannung (Ust) oder einem Steuerstrom gesteuerter, insbesondere gleichstromgesteuerter, die Verstärkung des HP-Trägers (bzw. der einzustellenden Stufen) beeinflussender Widerstand (D) in den Gegenkopplungsweg geschaltet ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellstufe (26) mit angeschlossenem Verstärker (27) im Zuge des FärbSignalkanals eines SECAM-Empfängers zwischen dem Begrenzer (17, 18) und der Diskriminatoranordnung (17a, 18a) angeordnet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgang der Einstellstufe (26) und des anschließenden Verstärkers (27) derart gegenläufig gewählt ist, daß der Gesamtverstärkungsverlauf linearisiert ist.
4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellstufe (26) ein Transistorverstärker (Tl) in Emitterschaltung vorgesehen ist und das Stellglied aus einer PIN-Diode (D) besteht, die von einer Gleichstromquelle oder Wechselstromquelle derart gesteuert wird, daß sie in Vorwärtsrichtung ihren HF-Widerstand in Abhängigkeit vom durchfließenden Steuergleichstrom ändert.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des nachfolgenden Verstärkers

(27) derart gewählt ist, daß diese auch bei heruntergeregeltem Tiefstwert ausreicht, um die volle Funktion des Diskriminators (17a, 18a) zu erfüllen.

5. Februar 1971

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