DE2224120B2

DE2224120B2 - TV signals lever control - is used with positive or negative modulation and forms sawtooth pulses by integrating line sync. pulses

Info

Publication number: DE2224120B2
Application number: DE19722224120
Authority: DE
Inventors: Josef Wien Vanoucek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-18
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1977-09-01
Also published as: AT324452B; DE2224120C3; DE2224120A1

Abstract

The level control is for TV signals which are modulated negatively or positively. It converts the line sync. pulses separated from the demodulated TV signal into a sawtooth voltage using an integrator having a time constant short compared to the duration of a sync. pulse. The sawtooth amplitude is proportional to the amplitude of the pulse from which it is derived. Duration modulated pulses of constant amplitude are made from the sawtooth pulses such that with negatively modulated TV signals this PDM modulation is directly proportional to sync. pulse amplitude and with positively modulated TV signals it is inversely proportional to it.

Description

4545

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Pegelregelung von negativ oder positiv modulierten Fernsehsignalen, bei dem eine in einer Regelschleife aus dem Nutzsignal abgeleitete Stellgröße durch Integration von entsprechend der Nutzsignalamplitude längenmodulierten Impulsengewonnen wird.The invention relates to a method for level control of negatively or positively modulated TV signals in which a manipulated variable derived from the useful signal in a control loop by integration is obtained by length-modulated pulses according to the useful signal amplitude.

Einrichtungen zur Pegelregelung von Fernsehsignalen bilden einen wichtigen Bestandteil verschiedener Geräte der Fernsehtechnik, z. B. bei Antennenverstärkern für Gemeinschaftsantennenanlagen bei Fernsehsignalumsetzern u. v. a. Bei diesen Geräten ist es erforderlich, einen bestimmten Signalpegel am Ausgang des Gerätes auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die Amplitude des Fernsehsignales am Eingang des Gerätes in einem gewissen Ausmaß schwankt.Devices for level control of television signals form an important part of various Television technology devices, e.g. B. in antenna amplifiers for community antenna systems in television signal converters u. v. a. With these devices it is necessary to have a certain signal level at the output of the device even if the amplitude of the television signal is at the input of the device fluctuates to some extent.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Forderung entsprechende Geräte der Fernsehtechnik mit Einrichtungen zur Pegelregelung auszustatten; bei einer Ausführung eines solchen Pegelreglers wird z. IJ. ein <>$ Teil des Fernsehsignales vom Ausgang des Gerätes, dessen Signalpegel konstant gehalten werden soll, einer Auswerteschaltung und einer Taststufe zugeführt. In der Auswerteschaltung wird entsprechend der Amplitude des hochfrequenzen Fernsehsignales eine Hilfsspannung erzeugt, durch welche die Taststufe betätigt wird, die weiter ein Stellglied betätigt. Bei dieser Einrichtung zur Pegelregelung von Fernsehsignalen ist es ungünstig, daß direkt mit dem gesamten Fernsehsignal, also auch mit der HF-Trägerfrequenz, gearbeitet werden muß. Die Funktion dieser Einrichtung ist dadurch auf einen Frequenzbereich bis etwa 400 bis 500 MHz beschränkt und die Wirkungsweise wird weiterhin durch eine starke Anfälligkeit auf alle dem Fernsehsignal aufgeprägte Amplitudenänderungen, wie z. B. atmosphärische und andere Störungen, beeinträchtigt. Bei einer anderen Einrichtung zur Pegelregelung von Fernsehsignalen besteht wieder die Möglichkeit, daß die Regelwirkung durch von den steilen Flanken der Synchronimpulse des Fernsehsignales verursachte Schwingungen negativ beeinträchtigt wird.It is known to meet this requirement corresponding television technology devices with facilities to equip for level control; when executing such a level regulator, z. IJ. a <> $ Part of the television signal from the output of the device, the signal level of which is to be kept constant, one Evaluation circuit and a sampling stage fed. In the evaluation circuit, according to the amplitude of the high-frequency television signal an auxiliary voltage generated by which the key stage is actuated, which further actuates an actuator. At this facility for level control of television signals, it is unfavorable that directly with the entire television signal, so too the RF carrier frequency must be used. The function of this facility is thereby on one The frequency range is limited to around 400 to 500 MHz and the mode of action continues to be strong Susceptibility to any amplitude changes impressed on the television signal, such as B. atmospheric and other disorders. In another device for level control of television signals there is again the possibility that the control effect by the steep edges of the sync pulses of the TV signal caused vibrations is adversely affected.

Ferner ist aus der Zeitschrift »Automatisierung« 1959, Heft 11, S. 12—14, ein Regelverfahren bekannt, bei dem zur Ste'llgrößenbildung längenmodiilierte, ein Maß für die Signalamplitude darstellende Impulse dienen und die Stellgröße selbst durch Integration dieser pulslängenmodulierten Impulsfolge gewonnen wird. Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß der steuernden Spannung eine zeitproportionale periodische Sägezahnspannung, d.h. eine Sägezahnspannung mit gleich großen und gleich langen Sägezahneinzelimpulsen überlagert wird. Dieses durch Überlagerung gebildete Gesamtsignal wird schließlich einem Schmitt-Trigger zugeleitet, der die mit steigender Spannung proportional über die Schwelispannung hinausragende Sägezahnimpulsfolge in eine entsprechend längeninodulierte Impulsfolge umwandelt.Furthermore, from the magazine »Automation« 1959, Issue 11, pp. 12-14, a control method known in which length-modiilated impulses representing a measure of the signal amplitude are used for forming the size and the The manipulated variable itself is obtained by integrating this pulse-length-modulated pulse sequence. This method works in such a way that the controlling voltage is a time-proportional periodic sawtooth voltage, i.e. a sawtooth voltage with individual sawtooth pulses of equal size and length is superimposed. This overall signal, formed by superimposition, becomes a Schmitt trigger fed to the sawtooth pulse sequence which protrudes proportionally over the threshold voltage with increasing voltage is converted into a corresponding length-inodulated pulse train.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Pegelregelung von Fernsehsignalen zu entwickeln, das mit möglichst geringem schalturgstcchnischem Aufwand eine in einem großen Frequenzbereich funktionsfähige Regelung ermöglicht und bei dem etwaige dem Fernsehsignal aufgeprägte Amplitudenstörungen ohne Einfluß auf die Stabilität der Regelung bleiben.The present invention is based on the object of a method for level control of To develop television signals, the one in A large frequency range enables functional regulation and in the event of the television signal impressed amplitude disturbances remain without influence on the stability of the regulation.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die aus dem demodulierten Fernsehsignal abgetrennten Zeilensynchronimpulse in einer Integrierstufe mit einer im Vergleich zur Synchronimpulsdauer kurzen Zeitkonstante in Sägezahnimpulse mit einer der Amplitude des jeweils zugehörigen Synchronimpulses proportionalen Signalamplitude umgewandelt werden und daß aus diesen Sägezahnimpuisen längenmodulierte Impulse konstanter Amplitude gebildet werden, dergestalt, daß sich bei negativ modulierten Fernsehsignalen eine der Synchronimpulsamplitude proportionale, bei positiv modulierten Fernsehsignalen dagegen eine umgekehrt proportionale Pulsdauer-Modulation ergibt.Based on a method of the type mentioned at the outset, this object is according to the invention in solved the way that the separated from the demodulated television signal line sync pulses in an integration stage with a short time constant in sawtooth pulses compared to the sync pulse duration with a signal amplitude proportional to the amplitude of the respective associated sync pulse are converted and that from these sawtooth pulses length-modulated pulses are more constant Amplitude are formed in such a way that one of the sync pulse amplitude in negatively modulated television signals proportional, with positively modulated television signals, however, results in an inversely proportional pulse duration modulation.

Eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Schaltungsanordnung ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der am Ausgang eines Fernsehsignalverstärkers abzweigenden Regelschleife eine HF-Deinodulator-Verstärkerstufe, eine Separatorstufe, eine erste Integrierstufe mit einer im Vergleich zur Synchronimpulsdauer kurzen Zeitkonstante sowie ein Schmitt-Trigger eingeschaltet sind, daß der Ausgang des Schmitt-Triggers mit zwei wahlweise für die Verarbeitung negativ bzw. positiv modulierter Fernseh-A circuit arrangement that is particularly suitable for carrying out the method is advantageous in accordance with an advantageous one Embodiment of the inventive concept, characterized in that in the course of the output of a Television signal amplifier branching control loop an RF de-modulator amplifier stage, a separator stage, a first integration stage with a short time constant compared to the sync pulse duration and a Schmitt trigger are switched on that the output of the Schmitt trigger with two optional for the Processing of negatively or positively modulated television

signale zuschaltbaren Gleichspannungsverstärkerzweigen verbunden ist und daß den beiden Gleichspannungsverstärkerzweigen eine gemeinsame zweite lntegrie^rstufe mit einer im Vergleich zur durchschnittlichen Dauer der längenmodulierten Schmitt-Trigger-Ausgangsimpulse großen Zeitkonstante sowie eine Emitterfolgerstufe nachgeschaltet sind, deren Ausgang direkt mit einem in Reihe mit dem Eingang des Fernsehverstärker liegenden Pegelsteilglied verbunden ist.signals shiftable DC amplifier branches, and in that the two DC amplifier branches stage a common second lntegrie ^{r is} the width modulated Schmitt trigger output pulses large time constant and an emitter follower stage connected downstream with a compared to the average duration, the output directly with a in series with the input of the TV amplifier lying level divider is connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschneiden.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below trimming.

Es zeigen Fig. 1 die Blockschaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig.2, 3, 4, 5, 6 die Impulsverläufe an wichtigen Punkten der Schaltung. Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Pegelregelung wird überwiegend am Beispiel der Verarbeitung negativ modulierter Fernsehsignale beschrieben. 1 shows the block circuit of the device according to the invention and FIGS. 2, 3, 4, 5, 6 show the pulse profiles at important points in the circuit. The mode of operation of the level control device shown in FIG. 1 is mainly described using the example of the processing of negatively modulated television signals.

Das zu verstärkende Fernsehsignal U_c wird einem Fernsehsignalverstärker 1 zugeführt. Die Ausgangsspannung U₃ des Fernsehsignalverstärkers 1 soll auf konstantem Pegel geregelt werden. Ein kleiner Teil der Ausgangsspannung U., wird vom Verstärker 1 abgenommen und in einer HF-Demodulator· Verstärkerstufe 2 verstärkt und demoduliert und dem Eingang einer Separatorstufe 3 zugeführt. Der Arbeitspunkt der .Separatorstufe 3 kann verstellt weiden — dies ist durch die Gleichspannungsquelle B und den Widerstand R in Fig. Ί angedeutet. Durch eine entsprechende Einstellung des Arbeitspunktes kann erreicht werden, wie dies in Fig. 2 vereinfacht angedeutet ist, daß praktisch die ganze Kennlinie des Transistors bloß zur Verstärkung der Synchronimpulse ausgenützt wird. The television signal U _c to be amplified is fed to a television signal amplifier 1. The output voltage U _{3 of} the television signal amplifier 1 should be regulated to a constant level. A small part of the output voltage U. is taken from the amplifier 1 and amplified and demodulated in an RF demodulator · amplifier stage 2 and fed to the input of a separator stage 3. The operating point of the .Separatorstufe 3 can be adjusted - this is indicated by the DC voltage source B and the resistor R in Fig. Ί. By setting the operating point accordingly, it can be achieved, as indicated in a simplified manner in FIG. 2, that practically the entire characteristic curve of the transistor is used merely to amplify the synchronizing pulses.

Die Ausgangsimpulse der Separatorstufe 3 werden einem Integrierglied 4 mit einer im Vergleich zur Ausgangsimpulsdauer kurzen Zeitkonstante zugeführt. Durch das Integrierglied 4 werden die Impulse, wie in F i g. 3 vereinfacht gezeigt ist, so verformt, daß die beim Sägezahnverfahren der Puls-Dauer-Modulation verwendete Impulsform erreicht wird. Die solcherart verformten Impulse werden an den Eingang eines Schmitt-Triggers 5 angelegt, an dessen Ausgang sich längenmodulierte Impulse konstanter Amplitude ergeben. Wie diese Impulse entstehen, ist in einem anderen Maßstab als bei den F i g. 2 und 3 in Fig. 4 für zwei verschiedene Impulsampliiuden A 1 und Λ 2 angedeutet, wobei gleichzeitig mit S die Ansprechspannung (Schwelle) des Schmitt-Triggers bezeichnet ist. In F i g. 5 sind dann die entsprechenden resultierenden längenmodulierten Impulse am Ausgang des Schmitt-Triggers ersichtlich. Bei der srfindungsgemäßen Einrichtung haben Synchronimpulse von negativ modulierten Fernsehsignalen am Ausgang des Schmitt-Triggers das Auftreten von gegenüber Masse negativen Impulsen zur Folge, wobei sich die Breite dieser Impulse bei steigender Amplitude der Eingangsimpulse des Schmitt-Triggers vergrößert. The output pulses of the separator stage 3 are fed to an integrator 4 with a short time constant compared to the output pulse duration. By the integrator 4, the pulses, as in FIG. 3 is shown in simplified form, so deformed that the pulse shape used in the sawtooth method of pulse-duration modulation is achieved. The pulses deformed in this way are applied to the input of a Schmitt trigger 5, at the output of which there are length-modulated pulses of constant amplitude. How these impulses arise is on a different scale than in the case of the FIGS. 2 and 3 in Fig. 4 for two different pulse amplitudes A 1 and Λ 2 indicated, at the same time with S the response voltage (threshold) of the Schmitt trigger is designated. In Fig. 5 the corresponding resulting length- modulated pulses at the output of the Schmitt trigger can then be seen. In the device according to the invention, synchronizing pulses from negatively modulated television signals at the output of the Schmitt trigger result in pulses negative to ground, the width of these pulses increasing as the amplitude of the input pulses of the Schmitt trigger increases.

Die Tatsache, daß sich bei positiv modulierten Fernsehsignalen hingegen am Ausgang des Schmitt-Triggers 5 gegenüber Masse positive längenmodulierte Impulse ergeben, deren Breite sich bei steigender Amplitude der Eingangsimpulse des Schmitt-Triggers verkleinert, hat zur Folge, daß nach dem Schmitt-Trigger 5 eine umschaltbare Verzweigung für eine getrennte Verarbeitung von negativ (N) und positiv (P) modulierten Fernsehsignalen vorgesehen ist. In dem zur Verarbeitung negativ modulierter Fernsehsignale bestimmten Zweig (in Fig. 1 mit N bezeichnet) wird ein Gleichspannungsverstärker 6 und ein PI-Glied 7 verwendet. In dem zur Verarbeitung von positiv modulierten Fernsehsignalen bestimmten Zweig (in ^cig. 1 mit P bezeichnet) wird ein zweites PI-Glied 8 und ein zweiter Gleichspannungsverstärker 9 verwendet. Die Benützung der entsprechenden Transistoren (P-N-P für die Verarbeitung negativ und N-P-N für die Verarbeitung positiv modulierter Fernsehsignale) in den beiden umschaltbaren Zweigen, ermöglicht die Gewinnung einer entsprechenden Stellgröße bei beiden Modulationsarten. Die eigentliche Stellgröße wird mit Hilfe eines zweiten, wieder im gemeinsamen Signalweg nach der Verzweigung angeordneten Integriergliedes 10, mit einer im Vergleich zur durchschnittlichen Dauer der längenmodulierten Impulse großen Zeitkonstante gewonnen (Verlauf der Stellgröße ist vereinfacht in Fig. 6 dargestellt). Zur Impedanzanpassung an das Stellglied 12 dient eine Emitterfolgerstufe 11. The fact that with positively modulated television signals, on the other hand, at the output of the Schmitt trigger 5, positive length-modulated pulses result with respect to ground, the width of which decreases with increasing amplitude of the input pulses of the Schmitt trigger, has the consequence that after the Schmitt trigger 5 a switchable branching is provided for separate processing of negatively (N) and positive (P) modulated television signals. In the branch intended for processing negatively modulated television signals ( denoted by N in FIG. 1), a DC voltage amplifier 6 and a PI element 7 are used. In the branch intended for processing positively modulated television signals ( denoted by P ^{in c} ig. 1 ), a second PI element 8 and a second DC voltage amplifier 9 are used. The use of the corresponding transistors (PNP for processing negatively and NPN for processing positively modulated television signals) in the two switchable branches enables a corresponding manipulated variable to be obtained for both types of modulation. The actual manipulated variable is obtained with the aid of a second integrating element 10, again arranged in the common signal path after the branch, with a large time constant compared to the average duration of the length-modulated pulses (the manipulated variable is shown in simplified form in FIG. 6). An emitter follower stage 11 is used to match the impedance to the actuator 12.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit sehr geringem schaltungstechnischem Aufwand (insgesamt nur sechs Transistoren) eine Pegelregelung von negativ sowie positiv modulierten Fernsehsignalen erreicht wird, welche in einem sehr großen Frequenzbereich funktionsfähig bleibt, von dem Fernsehsignal aufgeprägten Amplitudenänderungen (Störungen) nicht beeinträchtigt wird, wobei die Regelwirkung äußerst stabil ist und auch durch die steilen Flanken der .Synchronimpulse keine Reglerschwingungen verursacht werden.The advantages achieved by the invention are in particular that with very little circuitry Effort (only six transistors in total) a level control of negative as well as positive modulated television signals is achieved, which are functional in a very large frequency range remains, amplitude changes (interference) impressed by the television signal are not affected, the control effect is extremely stable and due to the steep edges of the .Synchronimpulse none Controller oscillations are caused.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for level control of negatively or positively modulated television signals, in which a manipulated variable derived in s a control loop from the useful signal is obtained by integrating length-modulated pulses corresponding to the useful signal amplitude, characterized in that the demodulated television signal | ₀ separated line sync pulses are converted in an integrator with a short time constant compared to the sync pulse duration into sawtooth pulses with a signal amplitude proportional to the amplitude of the respective associated sync pulse and that length-modulated pulses of constant amplitude are formed from these sawtooth pulses, so that one of the negatively modulated television signals Synchronous pulse amplitude proportional, but with positively modulated television signals, inversely proportional pulse duration modulation results.

2. A circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that in the course of the output of a Fernsehsi- ^ ₅ gnalverstärkers (1) branching off control loop an RF demodulator-amplifier stage (2), a separator stage (3), a first integrator (4) with a short time constant compared to the sync pulse duration and a Schmitt trigger (5) are switched on, that the output of the Schmitt trigger (5) is connected to two DC voltage amplifier branches that can be switched on optionally for processing negatively or positively modulated television signals and that The two DC voltage _{amplifiers J5 are followed by} a common second integration stage (10) with a time constant that is large compared to the average duration of the length-modulated Schmitt trigger output pulses and an emitter follower stage (11), the output of which is connected directly to a series with the input of the television amplifier (1) lying level control element (12) connected n is.