DE2224120C3

DE2224120C3 -

Info

Publication number: DE2224120C3
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: 1978-04-27
Also published as: DE2224120B2; AT324452B; DE2224120A1

Description

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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 Impulsen gewonnen 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 for television signal converters and much more. a. With these devices it is required to maintain a certain signal level at the output of the device even if the The amplitude of the television signal at the input of the device fluctuates to a certain 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. B. 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; in one implementation of such a level regulator z. B. 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 the high-frequency television signal generates an auxiliary voltage through which the key stage is actuated, which also actuates an actuator With this device for level control of television signals, it is unfavorable that you have to work directly with the entire television signal, including the RF carrier frequency. The function of this device is limited to a frequency range of up to about 400 to 500 MHz and the mode of action is furthermore impressed by a strong susceptibility to all of the television signal Changes in amplitude, such as B. atmospheric and other disturbances, impaired in another Device for level control of television signals is again the possibility that the control effect negative vibrations caused by the steep edges of the sync pulses of the television signal is affected.

Ferner ist aus der Zeitschrift »Automatisierung« 1959, Heft Ii₁S. 12—14, ein Regeiverfahren bekannt, bei dem zur Stellgrößenbildung längenmodulierte, 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 Schwellspannung hinausragende Sägezahnimpulsfolge in eine entsprechend längenmodulierte Impulsfolge umwandelt.Furthermore, from the magazine "Automatisierung" 1959, issue _{II 1} pp. 12-14, a control method is known in which length-modulated pulses representing a measure of the signal amplitude are used to generate the manipulated variable and the manipulated variable itself is obtained by integrating this pulse-length-modulated pulse sequence. This method works in such a way that a time-proportional periodic sawtooth voltage, ie a sawtooth voltage with individual sawtooth pulses of equal size and length, is superimposed on the controlling voltage. This overall signal, formed by superposition, is finally fed to a Schmitt trigger, which converts the sawtooth pulse sequence, which protrudes proportionally above the threshold voltage with increasing voltage, into a correspondingly length-modulated pulse sequence.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Pegelregelung von Fernsehsignalen zu entwickein, das mit möglichst geringem schaltungstechnischem 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, which with the least possible circuitry effort an 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 Sägezahnimpulsen 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-Demodulator-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 demodulator 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 Integrierstufe 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 !leihe mit dem Eingang des Fernsehverstärkers liegenden Pegelstellglied verbunden ist.Signals connectable DC voltage amplifier branches is connected and that the two DC voltage amplifier branches a common second level of integration with a compared to the average Duration of the length-modulated Schmitt trigger output pulses, large time constant and an emitter follower stage are connected downstream, the output of which is directly connected to an in! lend to the input of the television amplifier lying level control element is connected.

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

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 F i g. 1 dargestellten Einrichtung zur Pegelregelung wird überwiegend am Beispiel der Verarbeitung negativ modulierter Fernsehsignale beschrieben. 1 shows the block circuit of the invention Device and Fig. 2, 3, 4, 5, 6 the pulse waveforms at important points in the circuit. the Mode of action of the in F i g. 1 device for level control shown is predominantly using the example of Processing of negatively modulated television signals described.

Das zu verstärkende Fernsehsignal U_c wird einem Fernsehsignalverstärker 1 zugeführt. Die Ausgangsspannung U₁ des Fernsehsignalverstärkers 1 soll auf konstantem Pegel geregelt werden. Ein kleiner Teil der Ausgangsspannung U₁ 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 werden — dies ist durch die Gleichspannungsquelle B und den Widerstand R in F i g. I angedeutet Durch eine entsprechende Einstellung des Arbeitspunktes kann erreicht werden, wie dies in F s g. 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 _{1 of} the television signal amplifier 1 should be regulated to a constant level. A small part of the output voltage U ₁ 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 separator stage 3 can be adjusted - this is done by the DC voltage source B and the resistor R. in Fig. I indicated By setting the operating point accordingly, it can be achieved as shown in F s g. 2 it is indicated in simplified form 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 Maßsiab als bei den Fig.2 und 3 in Fig.4 für zwei verschiedene Impulsamplituden A 1 und A 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 erfindungsgemäßen 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 vergrößertThe 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 pulses arise is indicated in a different measure than in FIGS. 2 and 3 in FIG. 4 for two different pulse amplitudes A 1 and A 2 , with S the response voltage (threshold) of the Schmitt trigger being denoted at the same time. In Fig. 5 the corresponding resulting length-modulated pulses can then be seen at the output of the Schmitt trigger. In the device according to the invention, synchronizing pulses from negatively modulated television signals at the output of the Schmitt trigger result in the occurrence of 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 ίο 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 FernsehsignaJen vorgesehen ist In dem zur Verarbeitung negativ modulierter Fernsehsignale bestimmten Zweig (in F i g. 1 mit N bezeichnet) wird ein Gleichspannungsverstärker 6 und ein PI-Glied 7 verwendet In dem zur Verarbeitung von positiv modulierten Fernsehsignaien bestimmten Zweig (in Fig. 1 mit P bezeichnet) wird ein zweites PI-Glied 8 unc. ein zweiter Gleichspannungsverstärker 9 verwendet Die Benutzung der entsprechenden Transistoren (P-N-P für die Verarbeitung negativ und N-P-N für die Verarbeitung positiv modulierter Fernsehsignal) 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 Integriergliedcs 10, mit einer im Vergleich zur durchschnittlichen Dauer der längenmodulierten Impulse großen Zeitkonstante gewonnen (Verlauf der Stellgröße ist vereinfacht in F i g. 6 dargestellt). Zur Impedanzanpassung an das Stellglied 12 dient eine Emitterfolgerstufe 11.The fact that with positively modulated ίο 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 branch for separate processing of a negative (N) and positive (P) modulated FernsehsignaJen is provided in the negative modulated for processing television signals specific branch (in F i g. 1 are designated by N) is a DC amplifier 6, and a PI element 7 used In the branch intended for processing positively modulated television signals ( denoted by P in FIG. 1), a second PI element 8 unc. a second DC voltage amplifier 9 is 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 help of a second integrator 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 sov.ie positiv modulierten Fernsehsignalen erreicht -vird, 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 Reglerschwingungtn verursacht werden.
50The advantages achieved with the invention are in particular that with very little circuit technology (only six transistors in total) a level control of negatively and positively modulated television signals is achieved, which remains functional in a very large frequency range, amplitude changes impressed by the television signal (Disturbances) is not impaired, the control effect being extremely stable and the steep edges of the sync pulses not causing any controller oscillation.
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For 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 a control loop from the useful signal is obtained by integrating length-modulated pulses corresponding to the useful signal amplitude, characterized in that the line sync pulses separated from the demodulated television signal in an integration stage with a Short time constant compared to the sync pulse duration are converted into sawtooth pulses with a signal amplitude proportional to the amplitude of the associated sync pulse, ₅ and that long-modulated pulses of constant amplitude are formed from these sawtooth pulses In contrast, television signals produce an inversely proportional pulse duration modulation.

2. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that in the course of the control loop branching off at the output of a television signal amplifier (1), an RF demodulator amplifier stage (2), a separator stage (3), a first integrating stage (4) a short time constant compared to the sync pulse duration and: m Schmitt trigger (5) are switched on, that the output of the Se ^ niitt trigger (5) is connected to two DC voltage amplifier branches that can be switched on for processing negatively or positively modulated television games and that the two Gleichspannungsverstärker- j ₅ branches a common second integrating stage (10) of the length-modulated Schmitt trigger output pulses large time constant and an emitter follower stage (11) are connected downstream with a compared to the average duration, the output directly with a in series with the input de: *, Television amplifier (1) lying level control element (12) is connected t.