DE2215184C3 - TransistorierteGegentakt-Modulartorschaltung für Farbfernsehgeräte - Google Patents

Description

die Transistoren 59 und 60 und die angeschlossenen Widerstände und den Kondensator enthält. Der Ausgang des Emitterfolgers 8 mit niedriger Impedanz ist unmittelbar an einen Source-AnschluB 36 eines Feldeffekttransistors 28 eines Zerl.ackerkreises angeschlossen. Ein Pol 12 eines Klemmkondensators C10 ist an den Ausgang des Emitterfolgers 6 angeschlossen.

Die vom Videoeingang abzuleitenden Signale werden an den Lastwiderständen 102 und 103 der Kollektoren der Transistoren 57 und 58 erzeugt. Da aber deren direkte Verwendung eine Impedanz-Fehlanpassung bedeuten würde, werden die Signale dazu benutzt, die Bootstrap-Emitterfolger 6 und 7, die aus den Transistoren 61 und 62 und 59 und 60 gebildet werden, zu steuern. Der Klemmkondensator C10 (und der ihm beigeordnete HF-Bypaß-Kondensator CIl) wird dazu benutzt, den Ausgang des Bootstrap-Emitterfolgers 6 mit dem anderen Source-Anschluß des Feldeffekttransistors 26 des Zerhackerkreises zu koppeln, um den Nullbezug für das Eingangsvideosignal zu erzeugen. Der Transistor 63 dient dazu, den Steuerstrom des Klemmtransistors 18 zu gleichen Teilen zwischen Source und Drain aufzuteilen, um eine 15-mV-Klemmabweichung zu vermeiden, die anderenfalls auftreten würde.

Der andere Pol 14 des Kondensators C10 ist mit der Drain-Elektrode 16 eines Feldeffekttransistors 18 etwa der Type 2N5555 verbunden, wenngleich auch andere mit Verarmung der Übergangsschicht arbeitende Feldeffekttransistor-Zerhacker verwendet werden können, während die Source-Elektrode 20 des Transistors 18 mit dem Ausgang des Emitterfolgers 8 verbunden ist und seinem Gate 22 der Klemmimpuls-Eingang 24 zugeführt wird.

Ein Paar Feldeffekttransistoren 26 und 28 von gleicher Type wie Transistor 18 sind in Gegenschaltung zueinander dem Transistor 18 parallel gelegt und bilden somit einen Zerhacker. Es ist damit die Source-Elektrode 30 des Transistors 26 mit dem Pol 14 des Kondensators ClO verbunden, während die Drain-Elektrode 32 des Transistors 26 mit der Drain-Elektrode 34 des Transistors 28 zusammengeschaltet ist. Die Source-Elektrode 36 des Transistors 28 ist wie erwähnt mit dem Ausgang des Emitterfolgers 8 verbunden. Eine Impulsquelle 38 etwa aus einem Schwingkristall und einem Flip-Flop-Schaltkreis erzeugt eine S.Se-MHz-Rechteckwellenimpulskette an zwei Ausgängen 40 und 42, deren Impulse zueinander in Gegenphase liegen. Einige derartige impulsquellen 38 benötigen noch eine Verstärkung, um hinreichend große Spannungssprünge für die Steuerung der Feldeffekttransistoren 26 und 28 zu erreichen. Die Transistoren 51 und 52 sind mit einem in Gegentaktschaltung liegenden Paar nicht im Sättigungszustand arbeitender Verstärker verbunden.

Es ist außerdem wünschenswert, die Spannungsdifferenz zwischen den Source-Anschlüssen 30 und 36 der Feldeffekttransistoren 26 und 28 und ihren zugehörigen Gate-Elektroden 44 und 46 fest zu steuern, um sicherzustellen, daß die Potentialdifferenz zwischen Gate und Source sich nur mit Änderungen des 3,58-MHz-Signals ändert, nicht jedoch wenn sich das /-Signal (oder ß-Signal) ändert. Diese Forderung wird erfüllt, indem die der Spannungsquelle zugewandten Enden der Lastwiderstände der Transistoren 61 und 52 entsprechend den /-(oder ß-)Signalen geändert werden, so daß, wenn die Source-Anschlüsse der Feldeffekttransistoren durch Veränderung der /-(oder ö-)Signale ansteigen oder fallen, die Gates ebenfalls steigen oder fallen, so daß genau ein festgelegter Potentialunterschied bleibt.
So wird also die gewünschte Verstärkung des 3,58-MHz-Signals und die Trennung der Feldeffekttransistor-Gates von Schwankungen des /-(oder Q-) Signals getrennt durch Verwendung komplementärer PNP-NPN-direkt-gekoppelter Emiterfolger erreicht,

ίο die den Verstärkern 51 und 52 ihre Kollektorspannungen zuführen. Die Kollektorspannungsquelle wird somit fest auf der genauen Spannung des entsprechenden + /- oder —1- (+Q- oder — Q-)Signals gehalten. Die komplementäre PNP-NPN-Emitterfolgeranordnung hat noch einen weiteren Vorteil, denn sie besiut ausgezeichnete Temperaturkompensationseigenschaften.

So wird also das Signal vom Ausgang 40 mit der Nullphasenlage der Gate-Elektrode 44 des Transistors26 mit 180° Phasenlage zugeführt, während das Signal vom Ausgang 42 mit der 180° Phasenlage der Gate-Elektrode 46 des Transistors 28 mit Nullphasenlage zugeführt wird. Der Ausgangswert wird dem Modulator an der Verbindung zwischen den Transistoren 26 und 28 bei 48 entnommen und einem Doppelkaskaden-Emitterfolger 50 und einem Sinuswellenfilter 52 (Fig. 1) zugeführt, um das gewünschte Ausgangssignal zu erzeugen.

Der soeben beschriebene Modulator verwendet also einen Feldeffekttransistor wie einen der Type 2N5555 in einer Betriebsweise, bei der ein Durchlaßgatestrom von 10 mA gezogen wird. Dadurch wird im eingeschalteten Betrieb der Widerstand zwischen Source und Drain R_ds, der bei dem Transistor 2N5555 vom Hersteller zu maximal 150 Ohm (120 Ohm typisch) angegeben wird, auf 3 Ohm verringert. Dieser 3-Ohm-Zustand ist kein Zustand des Feldeffektbetriebes sondern Sättigungszustand, bei dem im Kanal eine Ladungsmenge von etwa 1000 Picocoulombs gespeichert wird.

Bei diesem Betrieb tritt jedoch auch keine eigene Versetzungsspannung auf, wenn der Gate-Strom zu gleichen Teilen zwischen Source und Drain aufgeteilt wird, wie dies genauso bei der Betriebsweise mit 150 Ohm der Fall ist. Es ist mithin auch keine thermische Drift zu beobachten. Auch beim Betrieb des Transistors 2N5555 als Schalter tritt keine thermische Verstärkungsdrift ein, und es braucht keine Anpassung der einzelnen Teile, keiue Abstimmung usw.

vorgenommen werden; kurz gesagt Abstimmungsprobleme, die den bekannten /- und Q-Modulatoren innewohnen, treten nicht auf. Diese Eigenschaften sind bei dem erfindungsgemäßen Modulator verwendet.

Während der Horizontalrückführung des Abtaststrahls, wenn der Wert des Videoeingangs die Nullbezugsgröße ist, ist der Klemmtransistor 18 in dem Zustand mit 3 Ohm Gate-Widerstand eingeschaltet, so daß dann der Klemmkondensator C10 entladen wird, wodurch dann das positive Videosignal und das invertierte Videosignal zu dem Zerhacker 2N5555 sich auf gleichem Gleichspannungspegel befinden. So zerhackt der aus den Transistoren 26 und 28 gebildete Zerhacker bei einer Frequenz von 3,58 MHz

zwischen gleichen Spannungspegeln. Da keine Übergangsbereichs-Spannungsabfälle vorhanden sind, die Veränderungen an Source und Drain der Zerhacker bewirken könnten, ergibt sich auch kein Hilfsträger-

ausgang. Folglich tritt bei dem 50-db-Hilfsträgerunterdrückungs-Verhältnis keine Veränderung aus thermischen Gründen oder wegen Alterung auf, Anpassungen oder sonstige Symmetrieprobleme sind nicht vorhanden. Wechselt der Videoeingang auf einen Wert, der vom Nullbezugswert verschieden ist, dann erzeugen die Zerhackertransistoren 26 und 28 eine Rechteckwelle, bei der der Abstand zwischen den Amplitudenspitzen genau das zweifache der Amplitude des Videoeingangs ist, wobei diese Amplitudenspitzen einen Phasenwinkel von 0 bzw. 180° haben entsprechend der Polarität des Videoeingangs in Beziehung zum Nullbezugswert. Damit wird am Ausgang des Emitterfolgers 50 der gewünschte Ausgangswert herkömmlicher I- und Q-Modulatoren geschaffen mit der Ausnahme, daß die Rechteckwelle eine Sinuswelle sein sollte. Um dies noch zu erreichen, werden beim /- und ß-Modulator die Ausgänge als Rechteckwellen gemischt und dann mit Hilfe eines Sinusfilters 52 gefiltert, um die Harmonischen auszusondern, wobei dann am Ausgang eine Sinuswelle auftritt, deren Amplitude

und deren Phase ig'¹ -q ist.

Durch die Verwendung von Rechteckwellen, deren Amplitude auf genau den zweifachen Wert des Eingangswertes begrenzt wird, werden viele der Fehlereinflußgrößen, die Amplituden- und Phasendrift in herkömmlichen Modulatoren ergeben, die entweder Sinuswellen oder nichtbegrenzte Rechteckwellen verwenden, ausgeschaltet. Hierdurch wird die Quadriergenauigkeit und die Treue der Amplitudenlinearität des Farbausgangs verbessert.

F i g. 2 zeigt einen Präzisionsphasenteiler mit niedriger Verzerrung 4 am Eingang, der auf zwei Bootstrap-Emitterfolger 6 und 8 mit niedrigen Verlusten und niedriger Impedanz für das Plus- und Minus-Videosignal einwirkt. Diese Bootstrap-Emitterfolger 6 und 8 absorbieren die kapazitiven 2-mA-Stromimpulse vom Aufladen und Entladen der Gatter 44 und 46 der Zerhackertransistoren 26 und 28 gegenüber ihrem Ausgang 48. Der 1,O^F-Klemm-Kondensator C10 ist hinreichend groß, daß er die innewohnende Ladung aufnehmen kann. Die ungünstigste Bedingung, bei der 1,5 V Videoeingangswerte 3 V Spitzenspannung derselben Phase am Ausgang (90 IRE-

Einheiten) erzeugen für eine vollkommen horizontale Linie, ergibt eine Gesamtveränderung der Spannung am Kondensator ClO von 2 auf 10 mV infolge eines durchschnittlichen Gleichstrom-Ladestroms von 160 μΑ während 50 μβεα

is Das Klemmen während 5 μβεε hat eine RC-ZnI-konstante oder 3 Ohm · 1 μΡ = 3 \tsec, wodurch die Versetzungsladung auf 2 mV verringert wird. Der Klemmtransistor 18 hat 5 mA; der halbe Strom am Gatter 22, der in die Kondensator abgeblockte Seite

ao 16 einfaßt, wirkt ausgleichend, so daß 7,5 mV Spannungsabfall vom Gat8 22 zur Source 20 und vom Gate 22 auf das Drain 16 wegfallen.

In F i g. 2 ist gezeigt, daß der Zerhacker-Ausgang 48 über einen 10-kOhm-Widerstand 64 mit einem

as Doppelkaskaden-Emitterfolger 50 verbunden ist, der zwei Transistoren 70 und 72 enthält. Dieser Emitterfolger 50 besitzt eine Rückkopplung, die mit 66 bezeichnet ist und bewirkt, daß der Kollektor 68 des Transistors 70 dem Eingang folgt, wodurch der Miller-Kapazitätseffekt verringert wird und die Eingangskapazität nahezu Null wird. Bezweckt wird damit, die Kapazitätsbelastung am Zerhacker-Ausgang 48 herabzusetzen, wodurch die Ungleichgewichts-Ladung, die an den Klemmkondensator C10 abgegeben wird, verringert wird, wodurch das Abweisungsverhältnis für den Hilfsträger verbessert wird. Das bei 52 in F i g. 1 gezeigte Sinuswellenfilter ist in dem genauen Schaltbild der Fig. 2 nicht wiedergegeben. Die Schaltungsanordnung derartiger Filter ist jedoch bekannt, so daß sie hier nicht besonders erläutert zu werden braucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. C/ als Funktionen der Rot-, Grün- und Blau-Xompo-

   ITrans.s.onerteGegemat.-Modula.orschaHune _ Beugung^der Fart«* «X™^'''

   Entstehen, einen Klemmkreis, gebildet durch einen werden, das Ergebms der Amplitudenforderung von

   Feldeffekttransistor (18), dessen Drain-Elektrode io _

   über einen Kondensator (ClO) mit dem einen )7² + Q²

   Ausgang des Phasenteilers (4) verbunden ist,

   während seine Source-Elektrode mit dem anderen . „. , .

   Ausgang des Phasenteilers (4) in Verbindung (Amplitude der Vektorsumme aus zwei Smusschwmstehfund Klemmimpulse der Gate-Elektrode des 15 gungen im Quadrat) genügt wie auch der Forderung Klemmtransistors (18) zugeführt sind, einen Zer- _nacjj ^₁. phasenlage /g"¹ -κ (Phase der Vektorsumme hackerkreis aus einem Paar Feldeffekttransistoren . ^ r\ α *\

   (26, 28), wobei die Source-Elektrode eines der aus zwei Sinusschwingungen zum Quadrat).
   Zerhacker-Transistoren mit der Drain-Elektrode Bei den bekannten Gegentakt-Modulatoren werden

   des Klemmtransistors und die Source-Elektrode *o leitende Halbleiterübergange in den Modulatoren bedes anderen Zerhackertransistors mit der Source- nutzt wie etwa Diodenbrucken mit zwei Übertragern Elektrode des Klemmtransistors verbunden ist, oder wie ein integrierter Schaltkreis ahnlich dem während die Drain-Eiektroden der Zerhacker- Motorola MC 1596. Alle diese »Üoergangs-Modulatransistoren untereinander verbunden sind und toren« haben thermische Dnft, Alterungsdntt anden Ausgang des Zerhackers darstellen, und eine 25 fängliche Unterschiede, Übertragersymmetrie-Abwei-Impulsquelle, die zwei Rechteckwellensignale er- chungen, Eingangs-Klammerhalbleiter-Dntt, Verstarzeugt, die zueinander in Gegenphase stehen, wo- kungsdrift, Empfindlichkeit zu Schwankungen der bei die eine Rechtecksignalkette der Gate-Elek- Leistungszufuhr usw., was Balance- und Verstartrode des einen Zerhacker-Transistors und die kungsabgleich erfordert. In der Praxis sind diese Abandere Rechtecksignalkctte der Gate-Elektrode 30 gleichvorgänge mehrmals in der Woche erforderlich, des zweiten Zerhacker-Transistors zugeführt wer- um das benötigte 40-db-MinimumverhaItnis zwischen den. Farbsignalamplitude bei Null-/- und -Ö-Videosignal
2. 2. Gegentakt-Modulatorschaltung nach An- (keine Farbe) und Voll-Farbsignalamplitude aufrechtspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar zuerhalten und am Ausgang die erforderliche und ge-Bootstrap-Emitterfolger (b, 8) zwischen je einen 35 wünschte Amplitude und Phasenlage des Farbsignals Ausgang des Phasenteilers (4) und je einen zu bekommen.

   Klemmtransistor eingefügt ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine insgesamt ver-
3. 3. Gegentakt-Modulatorschaltung nach An- besserte transistorierte Gegentakt-Modulatorschalspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der tung zu schaffen. Diese Schaltung soll frei von Feh-Ausgang des Zerhackerkreises einer Doppelkas- 40 lern infolge Drift, Empfindlichkeit bezüglich Leikaden-Emitterfolgerstufe (50) zugeführt ist. stungszufuhrschwankungen, Übertragerasymmetrie
4. 4. Gegentakt-Modulatorschaltung nach einem u. dgl. sein. Folglich brauchen dann auch keine Abder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, gleichhilfsmittel verwendet zu werden, so daß der daß jeder der Transistoren ein Sperrschicht-Feld- Schaltkreis nach der Erfindung einfach, zuverlässig, effekttransistor ist. 45 wirtschaftlich und wartungsfrei ist.

   Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des

   Hauptanspruches gelöst. Durch Verbesserungen von

   Einzelmerkmalen, wie sie in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind, lassen sich gegenüber der 50 Grundlösung vorteilhafte Weiterbildungen erzielen.

   Die Erfindung betrifft eine transistorierte Gegen- Aus der nun folgenden Beschreibung eines Austakt-Modulatorschaltung, die in Farbfernsehauf- führungsbeispiels an Hand der Zeichnung wird die nahmekameras verwendet wird und dort für die Erfindung nochmals deutlich offenbar. Es zeigt
   Übertragung des Signals die Farbinformation dem F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Gegentaktmodu-

   Bezugsfarbträgersignal aufprägt. 55 lator-Schaltkreises, der die Erfindung enthält und

   In einem Farbfernsehkoder ist eine der wesent- Fig. 2 ein Schaltbild des Gegentaktmodulators

   liehen Aufgaben, die 3,58-MHz-Farbträger-Sinus- nach Fig. 1.

   schwingung zu erzeugen, die die Farbinformation tra- Bei der zur Erläuterung der Erfindung gewählten

   gen soll. Diese 3,58-MHz-Sinusschwingung soll eine Darstellung zeigt Fig. 1 eine Gegentaktmodulator-Amplitude haben, die gleich 60 schaltung mit Videoeingang 2, der einem Präzisions

   phasenteiler 4 mit geringer Verzerrung zugeführt

   !/-ρ 7ΪΓ ^wi^fd> welcher die beiden Transistoren 57 und 58 ent-

   "' ⁺Q hält (Fig. 2). Der positive Ausgang des Phasen

   teilers 4 wird einem ersten Bootstrap-Emitterfolger 6

   ist und eine Phasenlage hat, die bestimmt wird nach 65 mit den Transistoren 61 und 62 und zugehörigen j„ p„_rmo, , .. / , „o . L . η Widerständen und Kondensator zugeführt, während

   der Formel ig 1 ^- +33° in bezug zu der Bezugs- _{der negative Ausgar)g des Phasente}l_lers 4 auf einen

   phasenlage. »/« und »ß« sind Videospannungen, die zweiten Bootstrap-Emitterfolger 8 gegeben wird, der