DE2223889A1 - Phasenvergleichsschaltung zur erzeugung einer regelspannung zur synchronisierung eines oszillators - Google Patents

Description

• Fhasenvergleichsschaltung zur Erzeugung einer Regel spannung zur Synchronisierung eines Oszillators, Zusatz zu Patentanmeldung 2 20 00 967.8-32 Die Hauptanmeldung betrifft eine Phasenvergleichsschaltung zur Erzeugung einer vom Phasenverhältnis der Wechselspannungen abhängigen Regelspannung, bei der die Wechselspannungen Je einen Schalter periodisch durchlässig steuern und die Schalter Je einen Umladeweg für eine gemeinsame, die Regelspannung liefernde Ladekapazität schließen, z.B. für einen geregelten Oszillator in einem Fernsehgerät.
• Die Erfindung nach der Hauptanmeldung besteht darin, daß ein Anschluß der Ladekapazität auf einem festen Bezugspotential liegt, daß der andere Anschluß über die beiden Schalter mit zwei verschieden großen Betriebsspannungen verbunden ist und daß die Regelspannung der Ladekapazität über ein Siebglied entnehmbar ist.
• Durch diese Lösung wird bei geringem schaltungstechnischem Aufwand eine Phasenvergleichsschaltung mit einer hohen Phasen emptindlichkeit und einer im Bereich der gegebenen Betriebs-Spannung beliebig großen Regelapannungsamplitude geschaffen, Der vorliegenden erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schaltung so weiterzubilden, daß auch bei groRen moleranzen in den Werten der Bauteile ein Abgleich der Schaltung nicht erforderlich ist.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird durch eine geschickte Bemessung der Schaltung erreicht, daß die Betriebsspannungen und die Bauteile verhältnismäßig große Toleranzen haben können und die Schaltung trotzdem unter allen Bedingungen in den synchronen Zustand gelangt. Wegen der guten Regeleigenschaft kann bei der Verwendung fUr die Zeilenablenkung In einem Fernsehempfänger ein Zeilenoszillator mit geringer Konstanz seiner Eigenfrequenz veniendet werden, z.3. ein Oszillator ohne Snule, bei dem. frequenzbestimmende Teile nur Widerstände und Xondensatoren sind. Ein solcher Oszillator, der z.3-. ein Multivibrator sein kann, lSt sich leicht In integrierter Technik herstellen.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fe chnung erläutert.
• Darin zeigen Figur 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeisniels, Figur 2 die Fangbereiche der Schaltung, Figur 3 die Abhängigkeit der Oszillatorfrequenz von der Regelspannung und Figur 4 Spannungsverläufe zur Erläuterung von P g. 1.
• Figur 1 zeigt im Prinzip eine Schaltung nach Figur 5 der Hauptanmeldung. Die Phasenvergleichsschaltung wird durch die Kapazität C3, die beiden als Schalter dienenden Transistoren T1 und T2 sowie das Siebgiied mit den Teilen R5, C4, R5 und C5 gebildet. Der Transistor T1 wird durch Zeilensynchronimpulse @ und der Transistor T2 von Impulsen 1 gesteuert, die in einem synchrohisierten Oszillator 2 erzeugt werden.
• Der Oszillator 2 enthält Transistoren T6 und T7 und ist als Multivibrator ausgebildet. Die am Punkt 5 wirksame Regelspannung UR wirkt über einen Transistor T4 zur Synchronisierung auf den Oszillator ?. Der Transistor T5 dient dazu, bei Ausfall der Synchronlmnulse .S eine die Regelspannung ersetzende Stellgröße zu erzeugen. Der am Kollektor von T1 stehende Synchronimpuls S mit negativer Polarität entlädt den Kondensator C8 über die Diode D1 auf eine gegen-Uber dem Emitter von T5 negative Spannung. Der Kondensator C8 lMdt sich während der Zeilenhinlaufzeit in positiver Richtung auf, jedoch nicht soweit, daß der Transistor T5 leitend wird.
• (Fig. 4e) Der Transistor T5 hat dadurch auf den Punkt 5 praktisch keinen Einfluß. Sobald ein Synchronimpuls S wegfällt, wird der Kondensator C8 soweit aufgeladen und die Basis des Transistors T5 soweit positiv, daß der Transistor T5 leitend wird. Fr prägt jetzt dem Punkt 5 eine unter anderem durch den Widerstand R7 bestimmte und einstellbare Spannung auf, die die Regelspannung ersetzt und eine gewünschte Oszillatorfrequenz einstellt.
• Figur 2 zeigt dle Fangbereiche der in Figur 1 dargestellten Schaltung in AbhängigkeIt von dem Widerstand R6, der zwischen dem Transistor T2 und der Betriebsspannung liegt, und in Abhängigkeit von der im synchronisierten Zustand am Emitter von T2 wirksamen Spannung U2. Die obere schraffierte Fläche 3 gilt fUr den Fall daß sich die Frequenz des Oszillators 2 von hohen Frequenzen her der Frequenz der Synchronimpulse S nähert. Die schraffierte Fläche 4 gilt für den Fall, daß sich die Frequenz des Oszillators 2 von niedrigen Frequenzen her der Frequenz der Synchronimpulse S nthert, wie durch die Pfeile dargestellt. Zur Ermittlung dieser Flächen wurde C5 kurzzeitig mit +24V oder mit Masse verbunden. Die diesen Rechtecken zugeordneten Werte von U2 und R6 sind die Werte, bei denen die Schaltung in den synchronen Zustand gelangen kann. Damit die Schaltung unter allen Bedingungen in den Synchronzustand gelangt, müssen U2 bzw.
• R6 im Überlappungsbereich Ü der Rechtecke 3,4 liegen, d.h. n6 muß. zwischen 10,4 und 15,5 Kiloohm liegen. Die Lage dieses Überlappungs-Bereiches Ü ist natürlich von Bauteiltoleranzen, Betriebsspannung und Umgebungstemperatur abhängig. Der herkömmliche Weg wäre deshalb, R6 als einstellbaren Widerstand auszubilden und stets auf die Mitte des sicheren Fangbereiches Ü einzustellen.
• Die vorliegende erfindung löst sich nun von dieser an sich notwendig erscheinenden Forderung und verzichtet absichtlich darauf, daß die Werte für R6 bzw. U2 im fjberlappungs bereich U liegen müssen, daß also der Oszlllator 2 von tiefen und von hohen Frequenzen herkommend eingefangen werden muß.
• Z.B. wird R6 auf einen Wert von 6,8 Kiloohm gelegt, also außerhalb der Fläche 3. Zusätzlich wird nun erfindungsgemäß die Stellgröße so bemessen, daß der Oszillator 2 ohne Synchronimpuls S am Eingang 8 unterhalb der Frequenz der Synchronimpulse S schwingt. Dann nämlich nähert sich die Frequenz des Oszillators 2 unter allen Bedingungen der Frequenz der Imoulse S von niedrigen Frequenzen her. In dem dargestellten Beispiel wird die Spannung U2 mit dem Widerstand R6 etwa auf die Mitte der Fläche 4 eingestellt. Mit den Widerständen R7, R8 und R9 wird die bei leitendem Transistor T5 an den Punkt 5 gelangende Stellgröße so eingestellt, daß sie in der Kennlinie nach Figur 3 die Frequenz des Oszillators 2 auf einen Wert unterhalb der Frequenz der Synchronimpulse S einstellt. Bei zusätzlichen Synchronimpulsen, z.B. durch Zflndstörungen oder Rauschen, wird die wirksame Regelspannung durch öfteres Rffnen von Tl ebenfalls nach niedrigeren Werten, d.h. gemäß Figur 3 nach niedrigeren Frequenzen hin geändert. Auch beim Einschalten des Empfängers muM die Regelspannung von tieferen Werten her ansteigen, und zwar langsamer als alle anderen Spannungen im Empfänger, Ea die Zeitkonstante der Siebschaltung groß ist.
• Selbst beim Abstimmvorgang kann der Multivibrator höchstens kurzzeitig auf eine höhere Frequenz geregelt werden. Dieses wird der Bedienende jedoch kau;n bemerken, da man an kurzzeitige Bildstörungen beim Abstlmmvorgang gewöhnt .st, und man erst die Hand vom Abstimmkno@f nimmt, wenn das Bild richtig da ist.
• Die durch den Abstimmvorgang bedingten Synchronsignalstörungen werden jedenfalls die Regelspannung mit größerer Wahrscheinlichkeit zu tiefen Werten hin verändern als zu hohen ren Werten, so daß der für das Fangen ungünstige Ausgangszustand immer nur kurzzeitig vorhanden sein kann. Hat die Synchronisierung jedoch einmal gefangen, so bleibt sie mit großer Störsicherheit bestehen. Durch den großen Regelspannungsbereich und die hohe Phasenempfindlichkeit ist der synchronisierte Betrieb des Oszillators in hohem Maße unabhängig von Bauteiltoleranzen, Betriebsspannung, Temperatur, Alterung. Durch Bemessung der Zeitkonstanten R10#C10 und Ril #C11 im Oszillator 2 kann erreicht werden, daß der Oszillator 2 einen Impuls 1 gem.
• Fig. 4c mit der Horizontalaustastbreite liefert.
• Für Austastzwecke oder für die Auftastung des Farbsynchronsignals in Farbfernsehgeräten muß der erzeugte Impuls 1 auch eine bestimmte Phasenlage besitzen.
• Fig. 4 veranschaulicht prinzipiell, wie sich die Phasenlage zwischen den Impulsen S und 1 einstellt. Maßgeblich ist hier die öffnungszeit der Transistoren T1 und T2. Da zur Erzeugung einer mittleren Regelspannung UR das Schließen beider Transistoren, etwa gleichzeitig erfolgt, muß der Impuls, der den ihm zugeordneten Transistor für die längere Zeit öffnet, voreilen.
• Die Phase wird hier durch den Unterschied der Zeitkonstanten R1 Cl und R2. C2 bestimmt. Da der erzeugte Impuls als Austastimpuls dienen soll, ist die Zeitkonstante R2. C2 größer bemessen.
• Sofern eine Peineinstellung der Impulsphase erwünscht ist, kann diese z.B. mit Hilfe des Widerstandes 9 erfolgen. Die Offnungszeit von T2 ist nämlich vor allem von der Höhe des Basisstromes für T2 abhängig, und dieser kann durch R9 eingestellt werden.
• Durch das langsame Abklingen der Öffnungsspannungen an den Basen von TI und T2 schließen diese Transistoren nicht schlagartig, wie dies in Fig. 4 in vereinrachter Weise dargestellt ist.
• Die Spannung an C3 kann sich daher nicht so sprunghaft ändern, wie dies bei idealen Schaltern der Fall wäre. Das wirkt sich gU,nstig auf die Stabilität des R,egelkreises aus.
• Der Transistor T5 ist nur dann leitend, wenn die Synchronimpulse S wegfallen. Der dann an seinem Kollektor auftretende Impuls ¢ig. 4f) kann daher zur Fintastung von Ersatzsynchronsignale in das Signal ausgenutzt werden. Dieses kann z.B.
• bei einem von einem Aufzeichnungsgerät kommenden Signal zweck mäßig sein, bei dem die Synchronsignale vorübergehend ausfallen können, z.B. beim Kopfwechsel, durch Dropouts oder beim Stillstand der Maschine.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Phasenvergleichsschaltung zur Erzeugung einer Regelspannung zur Synchronisierung eines Oszillators auf die Frequenz von Synchronimpulsen, bei der eine die Regelspannung liefernde Ladekapazität Über zwei durch die Oszillatorspannung und die Synchronimpulsfolge betätigte Schalter mit zwei verschieden hohen Betriebsspannungen verbunden ist und beim Ausfall der Synchronimpulsfolge eine die Regelspannung ersetzende stellgroße wirksam wird, nach Patentanmeldung P 20 00 907.8-x2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Betriebsspannungen (U2) sind so bemessen, daß die Synchronisierung des Oszillators (2) nur dann einsetzt, wenn die Oszillatorfrequenz im nicht synchronisierten Zustand unterhalb der Frequenz der Synchronimpulse (S) liegt, oder so bemessen, daß die Synchronisierung nur einsetzt, wenn die Oszillatorfrequenz oberhalb der Frequenz der Synchronimpulse liegt.

b) Die Stellgröße ist so bemessen, daß die durch s sie eingeht stellte Oszillatorfrequenz stets nur unterhalb bzw. nur oberhalb der Frequenz der Synchronimpulse (S) liegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ladekapazität (C3) abgewandte Anschluß eines- Schalters (T2) über einen einstellbaren Widerstand (R6) mit der Betriebsspannung (+ 24V) verbunden ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß eine durch Gleichrichtung der Synchronimpulse (S) gewonnene Spannung bei Wegfall der Synchronimpulse (S) den Regelspannungsweg (5) auf die Stellgröße umschaltet.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung bei Wegfall der Synchronimpulse (S) einen Transistor (T5) auslöst, dessen Kollektor-Emitter-Strecker zwischen dem Regelspannungsweg (5) und einer Bezugsspannung liegt.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichr,et, daß bei einem die Synchronimpulse liefernden Fernsehsignal die beim Auslosen des Transistors (T5> an seiner. Ausgang austretende Spannungsänderung zum Eintasten von Ersatz-Synchronimpulsen in das Fernsehsignal ausgenutzt ist.

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorspannung (1) über einen einstellbaren Widerstand (R9) an die Basis eines als Schalter dienenden Transistors (T2) angelegt ist.

L e e r s e i t e