DE2156300C3

DE2156300C3 - Monolithisch integrierbare Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Bildsynchronimpulsen

Info

Publication number: DE2156300C3
Application number: DE2156300A
Authority: DE
Inventors: Laurin Clemens Dipl.Ing. 7835 Teningen Freyberger
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2156300B2; FR2159519A1; DE2156300A1; GB1398755A; AU4863472A; AU464892B2; IT970276B; FR2159519B1; ZA727846B

Description

Die Erfindung betrifft eine monolithische in Bipolaroder Feldeffekttechnik integrierbare Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Bildsynchronimpulsen aus einem aus Zeilen- und Bildsynchronimpulsen bestehenden Signalgemisch durch Integration in Fernsehempfängern mit zwei zueinander komplementären Transistoren.

Nach der CCIR-Fernsehnorm enthält das Fernsehsignal u. a. auch die Synchronimpulse zur Zeilenkipp- und Bildkippsynchronisierung, und zwar sind den Zeilensynchronimpulsen in größerem Abstand die Bildsynchronimpulse derart überlagert, daß für etwa die vierfache Impuls-Pausenzeit eines Zeilensynchronimpulses die Polarität dieser Impulse umgekehrt sind.

Hierzu ist aus der britischen Patentschrift 10 20 870 bekannt, eine aus zwei komplementären Transistoren bestehende Schaltung zu verwenden, bei der der bekannte Ladungsträger-Speichereffekt der Basiszone des einen der beiden Transistoren ausgenutzt wird, während der andere lediglich als Inverterstufe dient und zur Signaltrennung nichts beiträgt. Diese Art der Bildsynchronimpulsgewinnung hat sich außerdem in der Praxis nicht durchgesetzt, vielmehr werden im Fernsehempfänger die Bildsynchronimpulse von diesem Zeilen- und Bildsynchronimpulsgemisch bei Realisierung mittels einzelner Bauelemente üblicherweise dadurch abgetrennt, daß das Impulsgemisch ein zweistufiges RC-G\ied durchläuft, an dessen Ausgang die Zeilensynchronimpulse unterdrückt sind, da der Ladungsspeichereffekt der heute üblichen Planartransistoren wesentlich geringer ist als der von Legierungstransistoren, wie sie am Anmeldetag der genannten britischen Patentschrift noch gang und gäbe waren.

Will man die heute übliche Schaltungsanordnung mit zweifachem RC-G\\ed monolithisch integrieren, so bilden die Kondensatoren eine gewisse Schwierigkeit. Bekanntlich ist nämlich die monolithische Integrierung von Kondensatoren zwar möglich, jedoch ist die Realisierung von größeren Kapazitätswerten als einigen 10 pF mit einem unwirtschaftlich hohen Rächenbedarf auf dem Halbleiterkörper der monolithisch integrierten Schaltungsanordnung verbunden. Kondensatoren von größerer als der angegebenen Kapazität müssen daher üblicherweise von außen an die monolithisch integrierte Schaltungsanordnung angeschlossen werden, was jedoch den erheblichen Nachteil aufweist, daß unter Umständen zwei äußere Anschlüsse auf dem Halbleiterplättchen für einen solchen Kondensator vorgesehen werden müssen, was aus Platzgründen oft ebenfalls unerwünscht ist, vgl. die Zeitschrift »Funkschau«, 1967, Seiten 273 und 274.

Aus der DE-OS 19 51 965 ist es auch schon bekannt, die Bildsynchronimpulsgewinnung mittels eines unsymmetrischen Transistor-Differenzverstärkers vorzunehmen, dessen Emitterwiderstand durch einen weiteren in Basisschaltung betriebenen und somit einen hohen dynamischen Innenwiderstand aufweisenden Transistor realisiert ist. Der Differenzverstärker ist Teil einer Zeilenkipp- und Bildkippsynchronimpuls-Abtrennschaltung, die zwar als integrierbar bezeichnet wird, jedoch, wie ausdrücklich angegeben ist (Seite C 9. letzter Absatz der OS 19 51 965), ebenfalls zwei nicht integrierbare Kondensatoren entsprechend dem eingangs erwähnten zweistufigen /?C-Glied enthält, für die, da ihre Anschlüsse auf vier unterschiedlichen Potentialen liegen, von denen nur eines Massepotential ist, drei äußere Anschlüsse erforderlich sind.

Anhand der Fi g. 2 der US-PS 32 71 685 läßt sich der erforderliche Flächenbedarf von Einzelstrukturen einer monolithisch integrierten Schaltung abschätzen. Die Schaltung enthält zwei Transistoren, fünf ohmsche Widerstände, und einen, allerdings einseitig am Massepotential liegenden Kondensator von HOpF. Die Gesamtfläche ist dabei wie folgt aufgeteilt: Transistoren je ca. 5%, Kondensator mit gesondertem äußeren Anschluß ca. 10%, Widerstände und restliche äußere Anschlüsse sowie zur Trennung erforderliche Abstände voneinander den Rest, also ca 83%. Bei einer Schaltung mit zwei Kondensatoren entsprechend dem eingangs erwähnten zweistufigen ÄC-Gliied würden daher etwa 20% der Fläche erforderlich sein, vorausgesetzt, daß jeweils 110 pF benötigt würden.

Wie die Angaben in der DE-OS 1951965 jedoch zeigen, sind charakteristische Werte 0,2 μΡ und 22 nF, also um die Faktoren 1000 bzw. 100 größere Werte. Mit diesen Werten würde daher fast die gesamte, außerdem erheblich größer zu dimensionierende Fläche der integrierten Schaltung von den Kondensatoren beansprucht werden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile das bei der

Bildsynchronimpulsintegration üblicherweise verwendete doppelte ÄC-GIied durch eine monolithisch integrierbare Schaltungsanordnung zu ersetzen, bei der die Kapazität der verwendeten Kondensatoren in der angegebenen Größenordnung von einigen 10 pF liegt, so daß sie mitintegriert werden können und somit keine äußeren Anschlüsse erfordern.

Dies wird erfmdungsgemäB dadurch erreicht, d&B der Basis des einen Transistors ein erster Widerstand vorgeschaltet ist, daß die Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors von einem ersten Kondensator überbrückt ist, daß der Kollektor dieses Transistors über einen zweiten Kondensator mit dem Schaitungsnullpunkt und mit der Basis des anderen Transistors direkt verbunden ist, daß der Emitter des anderen Transistors über einen zweiten Widerstand mit dem Schaltungsnullpunkt und der Kollektor des anderen Transistors mit dem Emitter des einen Transistors direkt verbunden ist, daß dem basisfernen Ende des ersten Widerstandes und dem Emitter des einen Transistors das Zeilen- und Bildsynchronimpulsgemisch gegenphasig zugeführt ist und daß der Emitter des anderen Transistors mi· dem Ausgang für die integrierten Bildsynchronimpulse verbunden ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Emitter des ersten Transistors und dem Kollektor des zweiten Transistors ein gemeinsamer Gegenkopplungswiderstand vorgeschaltet sein. Ferner kann aurh das basisferne Ende des ersten Widerstandes über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Zusatztransistors des einen Leitungstyps mit dem spannungsführenden Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden sein, wobei Basis und Kollektor direkt am basisfernen Widerstandsende angeschlossen sind.

Die Erfindung wird nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und

F i g. 2 vier Li der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 meßbare Impulsverläufe.

Die monolithisch integrierbare Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht, wie F i g. 1 zeigt, aus den beiden zueinander komplementären Transistoren 7Ί und 7*2, den beiden Kondensatoren C1 und C2 und den beiden Widerständen R 1 und R 2. Diese Schaltelemente sind in der im Patentanspruch 1 angegebenen Weise zusammengeschaltet, wobei :n F i g. 1 noch die Widerstände R 4 und /75 eingezeichnet sind, die lediglich der Arbeitspunktfestlegung der i'ransistoren dienen und mit ihrem einen Ende am spannungsführenden Pol + der Versorgungsspannungsquelle Ub angeschlossen sind. Den beiden Klemmen A und B, also dem basisfernen Ende des Widerstandes R 1 und dem Verbindungspunkt von Emitter des Transistors Π und Kollektor des Transistors 7*2 wird das Zeilen- und Bildsynchronimpulsgemisch gegenphasig zugeführt, wie dies auch an Hand der Impulsverläufe A und S von F i g. 2 ersichtlich ist.

Zur Temperaturkompensation der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann der zusätzliche Transistor 7*3 vorgesehen werden, der vom gleichen Leitungstyp ist wie der Transistor Ti, nach Fi g. 1 also vom pnp-Typ, und der in der im Anspruch 3 angegebenen Weise geschaltet ist Ferner kann der Gegenkopplungswiderstand A3 vorgesehen werden, der in die Verbindungsleitung zwischen dem Verbin- -, dungspunkt von Emitter des Transistors 7*1 und Kollektor des Transistors 72 und dem Anschluß B eingefügt ist Der zusätzliche Transistor 7"3 begrenzt zugleich bei Stromansteuerung am Anschluß A die an diesem Punkt auftretende Impulsspannung.

ίο An der Basis des Transistors 7*1 werden die Bildsynchronimpulse mit der Zeitkonstante t\ = R 1 - Ci integriert Der Kondensator C2 wird mit einer Zeitkonstante t\IB\ aufgeladen, wobei Bi der Stromverstärkungsfaktor in Emitterschaltung des Tran-

n sistors Ti ist Die vom Kondensator C2 und dem Widerstand R 2 an der Basis des Transistors T2 wirksame Zeitkonstante t₂ = R2 ■ C2 ■ Bi ist sehr viel größer als t\lß\, wobei B₂ der Stromverstärkungsfaktor in Emitterschaltung des Transistor T2 ist und

jii beeinflußt daher den AuPiadevorgang dei K -.ndensators C 2 nur wenig.

Somit wird der Kondensator C2 sehr schnell aufgeladen, was einen steilflankigen Impuls bewirkt Die Entladung des Kondensators C2 und somit die

:> Beendigung des Bildsynchronimpulses erfolgt dagegen mit der Zeitkonstanten t₂.

Auf Grund der zueinander gegenphasigen Ansteuerung von Basis und Emitter des Transistors Ti differenziert das aus dem Widerstand R i und dem

jo Kondensator Ci gebildete ÄC-GIied die Zeilensynchronimpulse an der Basis des Transistors 7*1. Somit erscheint die negative Flanke der den Emitter des Transistors Ti ansteuernden Zeilensynchronimpulse an der Basis des Transistors 7*1 sofort und sperrt diesen

η Transistor für die Dauer der Zeilensynchronimpulse. Die positive Flanke der Zeilensynchronimpulse erscheint an der Basis des Transistors Ti um die D.^.uer der Zeitkonstante t\ verzögert. Dies ist am Kurvenverlauf Cder F i g. 2 zu ersehen.

in Am Ausgang D der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, der mit dem Emitter des Transistors 7"2 und dem Schaltungsnullpunkt 0 in Verbindung steht, treten die Zeilensynchronimpulse nur noch mit sehr geringer Amplitude auf, was durch die Basis-Kollektor-Kapazität

■ ι des Transistors T i bewirkt wird.

Durch eine am Ausgang D anschließbare Schwellwertschaltung, beispielsweise einen entsprechenden Differenzverstärker, können die am Ausgang D noch vorhandenen Zeilensynchronimpulsreste gänzlich un-

■io terdriJckt werden. Somit ist der Bildsynchronimpuls aus dem Zeilen- und Bildsynchronimpulsgemisch ausgefiltert.

Bei einer in Bipolartechnik integrierten Schaltung wurden folgende Werte für die einzelnen Bauelemente

y, verwendet: Äl = /?2=120kn, /?3 = 2kQ.

/?4=/?5 = 2,2kn, Cl = 15pF, C2 = 3,5pF. Hieraus wird ersichtlich, daß die zur Anwendung gelangten beiden Kondensato.en Cl und C2 so geringe Kapazitätswerte aufweisen, daß sie ohne weiteres mit

ίο gewünschtem Flächenbedarf monolithisch integriert werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Monolithisch in Bipolar- oder Feideffekttcchnik integrierbare Schaltungsanordnung zur Gewinnung von Bildsynchronimpulsen aus einem aus Zeilen- und Bildsynchronimpulsen bestehenden Signalgemisch durch Integration in Fernsehempfängern mit zwei zueinander komplementären Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des einen Transistors ^Tl) ein erster Widerstand (R 1) vorgeschaltet ist, daß die Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors (Ti) von einem ersten Kondensator (Ci) überbrückt ist, daß der Kollektor dieses Transistors über einen zweiten Kondensator (Cl) mit dem Schaltungsnullpunkt (0) und mit der Basis des anderen Transistors (T2) direkt verbunden ist, daß der Emitter des anderen Transistors über einen zweiten Widerstand (R 2) mit dem Schaltungsnullpunkt (C) und der Kollektor des anderen Transistors mit dem Emitter des einen Transistors direkt verbunden ist, daß dem basisfernen Ende des ersten Widerstandes (R i) und dem Emitter des einen Transistors (Ti) das Zeilen- und Bildsynchronimpulsgemisch gegenphasig zugeführt ist und daß der Emitter des anderen Transistors (T2) mit dem Ausgang (D) für die integrierten Bildsynchronimpulse verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne', daß dem Emitter des ersten Transislors und dem Kollektor des zweiten Transistors ein gemeinsamer Gegenkopplungswiderstand (R 3) vorgeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das basisferne Ende des ersten Widerstandes (R 1) über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Zusatztransistors (Ti) des einen Leitungstyps mit dem spannungsführenden Pol ( + ) der Versorgungsspannungsquelle (Ub) verbunden ist, wobei Basis und Kollektor direkt am basisfernen Widerstandsende angeschlossen sind.