DE2143081A1

DE2143081A1 - Schaltung für einen impulsgesteuerten Oszillator

Info

Publication number: DE2143081A1
Application number: DE19712143081
Authority: DE
Inventors: Kenji Hachioji Tokio Kimura (Japan). P H04n 5-86
Original assignee: Shiba Electric Co Ltd
Current assignee: Shiba Electric Co Ltd
Priority date: 1970-08-29
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1972-03-16
Also published as: US3727149A; JPS5015532B1; DE2143081C3; DE2143081B2

Description

Patentanwalt Patentanwälte

Dr. phil. Gerhard Henkel Dr. rer. nat. Wolf-Dieter Henkel

D-757 Baden-Baden Balg Dip I.-Ing. RaIf M. Kern

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Telegr.-Adr:Elllpeold Beden-Baden ~ _Λ . _ _Λ _ D-8 München 90 Ä I 4 O U 8 I Eduard-SdMnld-Str. 2

ρ -j Tel.: (0811) 663197

Telegr.-Adr.i ElllpeoW ΜϋικΚβη

Shiba Electric Co., Ltd. τβΐ.« ;

Tokio, Japan

2 7. Aug. 1971 L J .

Schaltung für einen impulsgesteuerten Oszillator

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für einen impulsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung eines mit einem intermittierenden Farbsynchronsignal phasensynchronisierten kontinuierlichen Signals.

Es sind bereits zahlreiche vereinfachte Verarbeitungsysteme für reproduzierte Parbvideosignale zur Verwendung in magnetischen Video-Wiedergabevorrichtungen, einschließlich des Doppelüberlagerungssystems, des Leitung-zu-Leitung-Systems und des elektronischen Auflösesystems bekannt. Diese Systeme erfordern die Verwendung eines Farbsynchronsignal-Steuer-Oszillators zur Synchronisierung der Phase des vom reproduzierten Videosignal auf jeder Leitung getrennten Farbsynchronsignals und zur Lieferung eines kontinuierlichen Impuls- bzw. Farbsynchronsignals. Die von einem Video-Bandaufnahmegerät wiedergegebenen Videosignale werden im allgemeinen mittels eines Drehkopfes erzeugt, so daß die Phase dieser wiedergegebenen Signale stark schwankt. Obgleich ein Quarz-Oszillator äußerst stabil arbeitet, vermag er nicht gut der Phasenvariation dieser reproduzierten Signale, welche eine große Phasenvariation haben, nachzulaufen. Aus diesem Grund wird üblicherweise ein Oszillator verwendet, der aus einem Kondensator und einer Induktivität besteht. Die Schwingungs-

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frequenz eines solchen Oszillators ist jedoch instabil, was auf die durch Umgebungstemperatur und Alterung hervorgerufenen Schwankungen der Konstanten seiner Bauteile zurückzuführen ist.

Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Schaffung einer verbesserten Schaltung eines impulsgesteuerten Oszillators, der mindestens dieselben Nachlaufeigenschaften gegenüber Phasenänderungen des wiedergegebenen Signals wie der herkömmliche Oszillator, welcher aus einem Kondensator und einer Induktivität besteht, und den gleichen Grad an Frequenzstabilität wie ein Kristall-Oszillator aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung für einen impulsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung eines kontinuierlichen Signals, das mit einem intermittierenden Farbsynchron- bzw. Impulssignal phasensynchronisiert ist, erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zum Vergleichen der Frequenz eines intermittierenden Bezugssignals mit der Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators und durch eine auf das Ausgangssignal der Vergleicheinrichtung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators an das Bezugssignal, unter Konstanthaltung der Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators an einen vorbestimmten Wert angleicht.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines herkömmlichen impulsgesteuerten Oszillators,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Oszillators mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 3 Signalformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Oszillators gemäß Fig. 2,

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Pig. 4 ein Schaltbild einer bei der Erfindung verwendeten Integrierschaltung und

Fig. 5 eine Kennlinie, welche das Verhältnis zwischen der Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators und der Steuerspannung veranschaulicht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei zunächst ein typischer herkömmlicher impulsgesteuerter Oszillator anhand von Fig. 1 erläutert. Der dargestellte Oszillator weist einen Resonanzkreis mit Kondensatoren 2 und 5, einer Induktivität 4, einem Widerstand J5 und einer variablen Kapazität bzw. Varactor-Diode 6 auf, die auf die dargestellte Weise geschaltet sind. Die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises ist so festgelegt, daß sie praktisch der Frequenz des wiedergegebenen Farbsynchron- bzw. Impulssignals 1 entspricht. Die Varactor-Diode 6 ändert ihre Kapazität in Abhängigkeit von der an sie angelegten Spannung, nämlich der einem noch zu beschreibenden Zweck dienenden Resonanzfrequenz-Steuerspannung 8.

Das durch den Resonanzkreis erzeugte kontinuierliche Farbsynchronsignal ist in Fig. 5B dargestellt. Gemäß Fig. 3A ist das reproduzierte Farbsynchronsignal ein intermittierendes Signal. Das kontinuierliche Farbsynchronsignal B wird unter Heranziehung des intermittierenden Signals als Bezugssignal gebildet. Wie in Fig. J5B mit t angedeutet, wird der impulsgesteuerte Oszillator intermittierend durch das reproduzierte Farbsynchronsignal angestoßen. Während der Zeit, in welcher kein reproduziertes Farbsynchronsignal auftritt, wird das durch den impulsgesteuerten Oszillator erzeugte Signal geschwächt, wie dies bei t¹ in Fig. 3B angedeutet ist.

Die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises des impulsgesteuerten Oszillators wird zwangsweise mit der Frequenz des reproduzierten Farbsynchronsignals synchronisiert, wenn der Oszillator angestoßen wird, und sobald der impulsgesteuerte Oszillator angestoßen worden

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ist, verläuft seine Frequenz während der Periode t^f gemäß Fig. 3B asymptotisch zur Eigen-Resonanäfrequenz f_Q des Resonanzkreises. Wenn ein Unterschied zwischen der Eigen-Resonanzfrequenz f_Q und der Frequenz f„ des reproduzierten Farbsynchronsignals vorhanden ist, wird die Qualität des durch die Farbverarbeitung reproduzierten Farbbilds stark beeinträchtigt. Aus diesem Grund mui3 der impulsgesteuerte Oszillator äußerst hohe Stabilität besitzen. Es hat sich jedoch als außerordentlich schwierig erwiesen, einen farbimpulsgesteuerten Oszillator bzw. Farbträger-Regenerator mit ausgezeichneter Stabilität zu entwickeln, da die Schwingungsfrequenz des herkömmlichen impulsgesteuerten Oszillators weitgehend durch die Änderung der Konstanten des Kondensators und der Induktivität bestimmt wird, welche seinen Resonanzkreis bilden, wobei diese Änderungen durch Schwankungen der Umgebungstemperatur und Alterung hervorgerufen werden. Beim herkömmlichen impulsgesteuerten Oszillator der in Fig. 1 dargestellten Art wird die Schwingungs-Steuerspannung B von Hand variiert, um den Unterschied zwischen den Frequenzen f„ und f„ auf ein Mindestmaß zu verringern.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der manuellen Einstellung der Schwingungsfrequenz durch Erhöhung der Stabilität der Eigen-Schwingungsfrequenz f_Q des Resonanzkreises des impulsgesteuerten Oszillators auf die Frequenz eines Quarz- oder Kristall-Oszillators «

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen impuls-' gesteuerten Oszillators bzw. Farbträger-Regenerators, wobei ein reproduziertes Farbsynchron- bzw. Impulssignal 1 an einen impulsgesteuerten Oszillator 9 angelegt wird, um diesen anzustoßen und zur Erzeugung eines kontinuierlichen Farbsynchronsignals 7 schwingen zu lassen. Der Oszillator 9 besitzt den in Fig. 1 dargestellten Aufbau. Das kontinuierliche Farbsynchronsignal 7 wird an eine Begrenzungsschaltung 15 angelegt, um ein Signal konstanter Amplitude zu erhalten. Das von der Schaltung 15 abgegebene Signal wird an ein Quarz- bzw. Kristall-Filter 14 an-

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gelegt. Die Eigen-Schwingungsfrequenz f„ des im Filter 14 verwendeten Kristalls ist so gewählt, daß sie etwas niedriger ist als die Frequenz (normalerweise 3 579 545 + 10 Hz) des reproduzierten Farbsynchronsignals 1. Die Fig. 3C> 3D und 3E veranschaulichen den Signalverlauf des Kristall-Filters. Wenn die Frequenz f_Q höher ist als diejenige des reproduzierten Farbsynchronsignals, nimmt die Signalform die Konfiguration einer Hüllkurve gemäß Fig. 3D an, während sie bei einer Frequenz f_Q, die niedriger ist als die Frequenz des wiedergegebenen Farbsynchronsignals, die Form gemäß Fig. 3E annimmt. Fig. 3C veranschaulicht den Zustand, bei welchem die Frequenz f_Q gleich der Frequenz des wiedergegebenen Farbsynchronsignals ist. Das Ausgangssignal des Kristall-Filters 14 ist mimmm in einem Detektor 13 einer Erfassung bzw. Feststellung durch HUllkurven unterworfen, und das Ausgangssignal des Detektors wird durch eine Klemmschaltung 12 festgehalten. Die von einer magnetischen Video-Wiedergabevorrichtung reproduzierten Videosignale enthalten normalerweise einen großen Anteil an Phasensynchronisationsstörungen, welche auf die Ausgangs-Signalform des Kristall-Filters 14 einwirken und Amplitudenschwankungen hervorrufen. Da die Frequenzkomponente der Störungen im allgemeinen ausreichend niedriger ist als die üblicherweise 15j75 kHz betragenden Wiederholungsfrequenz des reproduzierten Signals, ist es möglich, dessen nachteilige Auswirkungen durch Festhalten bzw. Speichern nahe des Punkts O in Fig. 3F, welche die Form des Ausgangssignals des Detektors 13 veranschaulicht, auf ein Minimum zu reduzieren. Der Impuls zum Festhalten dieses Signalwerts wird durch einen Klemmimpuls-Generator 17 erzeugt, welcher durch ein vom reproduzierten Videosignal getrenntes reproduziertes Synchronisiersignal 18 angestoßen wird. Wird der impulgsgesteuerte Oszillator 9 an einem Punkt S gemäß Fig. 3F angestoßen und dabei das Ausgangssignal vom Detektor 13 am Punkt 0 festgehal-

so
ten,rwird das Ausgangssignal des Detektors 13 - dargestellt durch die ausgezogenen Linien in Fig. 3F - erhalten, wenn die Frequenz f_Q des Ausgangssignals des impulsgesteuerten Oszilla-

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tors 9 höher ist als die Frequenz f„ des wiedergegebenen Farb-Synchronsignals, während das durch die gestrichelten Linien dargestellte Ausgangssignal erhalten wird, wenn f_Q niedriger ist als f_ß. Das Ausgangssignal der Klemmschaltung 12 wird dem Oszillator 9 über eine Torschaltung 11 eingegeben bzw. eingeschaltet, um einen in Fig. 3G dargestellten Impuls zu liefern, wobei ein negativer Impuls erzeugt wird, wenn f_Q größer ist als f_ß, während ein positiver Impuls erzeugt wird, wenn f_Q kleiner ist als f„. Der Gate- bzw. Koinzidenzimpuls, welcher die in Fig 3H dargestellte Form hat, wird durch einen Koinzidenzimpuls-Generator 16 erzeugt, der, ebenso wie der Klemmimpuls-Generator 17j. durch das reproduzierte Synchronisiersignal angestoßen wird.

Der Ausgang der Torschaltung 11 ist über eine Integrierschaltung 10 an den Oszillator 9 (Fig. 2) angeschlossen. Fig. 4 zeigt ein Schaltbild einer beispielhaften Ausführungsform der Integrierschaltung, welche einen Kondensator 25 aufweist, der durch zwei Schalt-Transistoren 22 und 28 aufgeladen und entladen wird. Genauer gesagt, werden diese Transistoren normalerweise im durchgeschalteten Zustand gehalten. Wenn die Frequenz f_Q höher ist als die Frequenz f_ß, ist der Ausgangsimpuls der Torschaltung 11, wie erwähnt, negativ und wird über Kopplungs-Kondensatoren 19 bzw. J>Q an diese Transistoren angelegt. Der Transistor 28 bleibt daher im durchgeschalteten Zustand und der Transistor 22 sperrt, wenn der Impuls an seine Basis angelegt wird. Wenn der Transistor 22 sperrt, wird der Kondensator 25 über Widerstände 21 und 24 sowie eine Diode 23 von einer bei +E angedeuteten Stromquelle aufgeladen. Ist dagegen f_Q niedriger als f„, so bewirkt der von der Torschaltung 11 erzeugte ο

positive Impuls ein Durchschalten des Transistors 22, aber ein Sperren des Transistors 28. Unter diesen Bedingungen wird der Kondensator 25 von einer negativen Stromquelle -E über Widerstände 24 und 27 sowie eine Diode 26 negativ aufgeladen. Die Spannung des Kondensators 25 ist demnach eine Gleichstrom-

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Signalspannung, welche sich im positiven Sinn, wenn f_Q größer ist als

ändert.

ist als fg, bzw. im negativen Sinn, wenn f_Q kleiner ist als f_R,

Diese am Kondensator 25 liegende Gleichspannung wird an die Varactor-Diode 6 gemäß Pig. 1 angelegt und wirkt als Steuerspannung zur Änderung der Eigen-Resonanzfrequenz f_Q des Resonanzkreises. Pig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen der Eigen-Resonanzfrequenz f_Q des Resonanzkreises und der durch die Integrierschaltung gelieferten Steuerspannung veranschaulicht. Wie aus Pig. 5 hervorgeht, wird die Steuerspannung gegengekoppelt, so daß f_Q immer gleich f_ß ist.

Die Aufgabe der Integrierschaltung 10 besteht in der Steuerung der Frequenz f_Q und in der Speicherung der über die Varactor-Diode 6 angelegten Spannung, die zum Ausgleichen der Frequenzen f.. und f_D erforderlich ist. Die gespeicherte Spannung wird aufrechterhalten, sofern sich die Frequenz f_Q nicht unter dem Einfluß irgendwelcher äußerer Faktoren ändert. Wenn die Frequenz -f geringfügig höher ist als die Frequenz f_D, sind die Polari-

^x der °

täten/in den Fig. 3D und JiS. dargestellten Wellenformen umgekehrt, doch kann die vorstehend beschriebene Funktion weiter gewährleistet werden, wenn die Polarität der Varactor-Diode 6 (Fig. 1) oder der Steuerspannung umgekehrt wird, so daß die Steuerspannung stets zum irapulsgesteuerten Oszillator gegengekoppelt wird.

Obgleich die Erfindung vorstehend in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

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Patentansprüche

Schaltung für einen impulsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung eines kontinuierlichen Signals, das mit einem intermittierenden Farbsynchron- bzw. Impulssignal phasensynchronisiert ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vergleichen der Frequenz eines intermittierenden Bezugssignals mit der Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators und durch eine auf das Ausgangssignal der Vergleicheinrichtung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators an das Bezugssignal unter Konstanthaltung der Eigen-Schwingungsfrequenz des impulsgesteuerten Oszillators an einen vorbestimmten Wert angleicht.

2. Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Oszillator derart geschaltet ist, daß er zur Erzeugung eines kontinuierlichen Farbsynchron- bzw. Impulssignals durch ein reproduziertes Farbsynchronsignal angestoßen wird, gekennzeichnet durch eine auf das kontinuierliche Farbsynchronsignal ansprechende Begrenzungseinrichtung zur Erzeugung eines Signals konstanter Amplitude, ein an den Ausgang der Begrenzungseinrichtung angeschlossenes Filter, einen an den Ausgang des Filters angeschlossenen Hüllkurven-Detektor, eine Klemmschaltung zum P Festhalten bzw. Speichern des Ausgangssignals des Detektors, eine Torschaltung zum Eingeben des Ausgangssignals der Klemmschaltung und eine auf die Polarität des Ausgangssignals der Torschaltung ansprechende Integrierschaltung zur Erzeugung einer Steuerspannung zur Änderung der Eigen-Schwingungsfrequenz der Resonanzschaltung des impulsgesteuerten Oszillators.

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J5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter einen Kristall mit einer Eigen-Schwingungsfrequenz aufweist, die etwas niedriger ist als die Frequenz des kontinuierlichen Farbsynchronsignals.

²J-. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschaltung durch einen von einem Klemmimpuls-Generator erzeugten Klemmimpuls gesteuert wird, wobei dieser Generator durch ein von einem reproduzierten Videosignal getrenntes reproduziertes Synchronisiersignal angestoßen wird.

5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung durch einen von einem Gateimpuls-Gerierator erzeugten Gateimpuls gesteuert wird, wobei der Gateimpuls-Generator durch ein von einem reproduzierten Videosignal getrenntes reproduziertes Synchronisiersignal angestoßen wird.

6. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierschaltung einen Speicher-Kondensator und zwei Schalt-Transistoren aufweist, die so geschaltet sind, daß sie den Speicher-Kondensator in Abhängigkeit von der Polarität des von der Torschaltung durchgeschalteten Impulses zur Erzeugung der Steuerspannung aufladen bzw. entladen.

7. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der impulsgesteuerte Oszillator eine Resonanzschaltung mit einem Kondensator und einer Induktivität sowie eine spannungsabhängige Diode variabler Kapazität zur Steuerung der Eigen-Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung aufweist und daß die durch die Integriereehaltung erzeugte Steuerspannung an die spannungsabhängige Diode variabler Kapazität anlegbar ist.

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