DE2236627A1

DE2236627A1 - Wellenformgenerator fuer die vertikalablenkung

Info

Publication number: DE2236627A1
Application number: DE2236627A
Authority: DE
Inventors: William Henry Slavik
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1971-07-28
Filing date: 1972-07-26
Publication date: 1973-02-22
Also published as: BR7205044D0; JPS5418524B1; US3740611A

Description

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Gzh/mi MOTOROLA, Inc., 9401 West Grand Avenue, Franklin Park, III, USA

Wellenformgenerator für die Vertikalablenkung

Ein Wellenformgenerator zur Lieferung des Treiberstromes an die Vertikalablenkspulen eines Fernsehempfängers· enthält eine Quelle linearer Sägezalmsignale, die in Gegenphase einem ersten Multiplizierer zugeführt werden, · um eine parabolische Wellenfarm zii erzeugen, Diese Wellenform wird an einem von zwei Eingängen eines zweiten Multiplizierers angelegt, dessen anderer Eingang mit den Sägezahnsignalen beaufschlagt wird, um am Ausgang des zweiten Multiplizierers eine Wellenform dritter Ordnung zu bilden, die benutzt wird, um einen Treiberstrom an die Vertikalablenkspulen eines Fernsehempfängers zu liefern.

Bei Kathodenstrahlröhren, die normalerweise in Fernsehempfängern verwendet werden, ist der Krümmungsradius d.es Kathodenstrahlröhren^ chirmes größer als der Abstand äes Schirmes zum Mittelpunkt der Ablenkung der vertikalen Äblenkspulen. Infolge dieser Differenz wird eine Verzerrung des reproduzierten Abbildes hervorgerufen, die allgemein als Tangentenfehler bekannt ist, wenn eine lineare Sägezahnwellenform als Treiberstrom an die vertikalen Ablenkspulen angelegt wird. Um diese Verzerrung z\i beseitigen, wird der Ablenkstrom zu einer ^l!S"-Forrii modifiziert durch Ändern der Form der vom Sägezahngenerator produzierten Kurve. Diese "S"-Korrektur ist durch eine positive Rückkopplimgswolialtung zu erhalten. Dies rermltiert in einer Instabilität des Gesamtsystems, dessen Teil solch eine Schaltung ist; und mit einer Rückführung vom Ablenkjoch zum Sägezahnü'^illator zur Aufrechterhaltung der Schwingung v/ird eino Horizontal-Information zum Vortikaloszillator zurückgeführt, was in einer

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geringen Verflechtung der Vertikal- und Horizontalraster Iu dem Systenl resultiert.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, ein verbessertes Vertikalablenk-System für Fernsehempfänger zu schaffen, Dio Aufgabe besteht weiterhin darin, eine "S"-Korrekturschaltung für das Vertikalablenk-System eines Fernsehempfängers ohne positive Rückkopplung zu schaffen* und es soll weiter ein Paar von Produktdetektoren in dem Vertikalablenk-System eines Fernsehempfängers verwendet werden, zur Erzeugung einer "S"-Konfiguration für den Treiberstrom, der den Vertikal-Ablenkspulen zugeführt wird.

In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung liefert eine Schaltung zur Erzeugung eines Vertikal-Ablenkstromes für die Vertikal-rAblenkspulen einer Kathodenstrahlröhre einen "S"- korrigierten Treiberstrom durch Anlegen von Sägenzahnsignalen an zwei Eingänge eines ersten Produktmultiplizierers zur Erzeugung einer parabolischen Wellenform an dessen Ausgangspunkt, Dies>e parabolische Wellenform wird einem von zwei Eingängen eines zweiten Produktuultiplizierers zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem Sägenzahnv/ullenformsignal beaufschlagt wird. Der Ausgang des zweiten Multipliziererα ist dann im wesentlichen ein Signal dritter Ordnung in der Form cer erwünschten "S" -korrigierten Ausgangswellenform, Dieses Signal wird den Vertikal-Ablenkspulen als Treiberstrom zugeführt.

Bei einer spezielleren Ausfilhrungsform der Erfindung wird ein Operations-Verstärker mit der "S"- korrigierten V/ellenform des zweiten Multiplizier es auf einem von zwei Eingängen versorgt, wobei der AungangBntrom durch die Vertikal-Ablenkßpulon in einer negativen RilokkOpplungn-L'chalfcung dem anderen Eingang zugeführt wird, Der OyevatAuns-Versbarker bewirkt einen Vergleich der Signale an den HeLdHi Eingängen, um eine aufgezeichnete !linearität der Wirkung der Schaltung zu erzeugen.

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V/eitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung,

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Fernsehsystems, bei dem die be-· vorzugte Ausführungsform dieser Erfindung verwendet wird und

Fig. 2 ein detailliertes schematisches Schaltbild eines Teiles . der Schaltung von- Fig. 1. -

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers gezeigt, der eine Antenne 10 für die Aufnahme eines zusammengesetzten Fernsehsignals enthält, das Luminasa»- oder Helligkeits-Signal-Komponenten, Synehronisations-Signal-Komporienten und gegebenenfalls Chrominanz-Signal-Komponenten und Burst-Signal-Komponenten enthält. Dieses empfangene 'zusammengesetzte Signal wird einer Empfängerstufe 11 zugeführt, die herkömmlicher Art sein kann und die Radiofrequenz- Zwischenfrequenz-Verstärkerstufen des Empfängers enthält. E*in Ausgang der Empfängerstufe '11 wird * dem Tonsystem 12 zugeführt, das verstärkte Niederfrequenzausgangssigna3.e zu einem Lautsprecher 13 liefert, . .

Die Video-Signal-Komponenten des Signals, das von der Empfänger stufe 11 verarbeitet wird, werden einem Video-Detektor 14 züge-'· führt, der die aufgenommen Video-Signale an eine Video-Verstärker-Schalturjg 16 liefert. Diese Schaltung treibt die Kathode einer Kathodenstrahlröhre 17 zur Reproduzierung des Abbildes, das von den empfangenen Signalen dargestellt wird. Ein Ausgang der Video-Verstärker-Schaltung 16 ist außerdem an eine S^ßchronisierungs-Signal-Trennschaltung 19 angelegt, die die vertikalen und horizontalen Sychronisierungs-Signal-Komponenten aus dem zusammengesetzten Signal heraustrennt. Die horizontalen Sjochronisierungs-Sigual-Komponenten werden einer Horizontal-Ablenkschaltung 20 zugeführt, die den Horizontal-Ablonkstrom für die Horizontal-Ablenkspulen 21

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an einem Joch 22 liefert, das am Hals der Kathodenstrahlröhre 17 befestigt ist«

Die Vertikal-Syrßhronisierungs-Signal-Komponenten werden an einen ßpanmmgsempfindlichen Schalter 23 £pLegt, um den Betrieb des Schalters 23 mit den Vertikal-ifynchronisierungs-Signal-Komponenten · zu s^ jhronisieren und damit die Wirkungsweise des vertikalen Ablenksystems des Empfängers zu sychronisieren. Der Schalter 23 ist Teil einer Sägezahnoszillator-Schaltung 25» die als Relaxations-Oszillator wirkt. Ein Zeitglied-Kondensator 27 bestimmt das Zeitelement des Oszillators und wird von einer Quelle positiven Potentials, (nicht gezeigt) über einen Konstantetromquellen-WPN-Transistör 28 geladen, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand 29 an Masse liegt und dessen Kollektor mit einem Anschluß des Kondensators 27 verbunden.ist. Ein Spannungsteiler, bestehend aus einem Paar Widerstände 30 und 31y~die in Serie mit einer Diode 32 zwischen dem positiven Versorgungsanschluß und Masse liegen, liefert die Arbeitsvorspannung für die Basis des Transistors 28, die mit der Verbindung zwischen den Widerständen 30 und 31 verbunden ist» "

Es soll zunächst angenommen sein, daß der Kondensator 27 durch die Wirkung des spannungsempfindlichen Schalters 23, der die Quelle positiven Potentials effektiv mit der Verbindung des Kondensators 27 mit dem Kollektor des Transistors 28 koppelt, voll entladen wurde. Das Potential am Kollektor des Transistors 28 besitzt dann nahezu den vollen Wert des positiven Potentials der Quelle, Da der Transistor 28 Strom durch den Kondensator 27 leitet, fällt das Potential am Kollektor des Transistors 28 und damit am Eingangsanschluß 34, der mit einer "S"-Wellenformkorrektur-Schaltung 35 gekoppelt ist, die in Pig. 1 innerhalb der gestrichelten Linien gezeichnet ist, in linearo^eise gegen Masse. Wenn das Potential am Kollektor des Transistors 28 einen vorbestimmten V/ert erreicht, der von der Schwelltspannung des spannungsernpfindlichon Schalters 23 bestimmt wird, wird * der Schalter wiederum leiton% um die Ladung auf dem Kondensator 27 am Kollektor '

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des Transistors 28 nahe zum Wert der Quelle positiven Potentials zurückzubringen, und der Zyklus wird wiederholt.

Die Sägezahnsignale am Anschluß 34 werden zwei Eingängen eines ersten Produkt-Multiplizierers 37 zugeführt, der an seinem Ausgang eine parabolische Wellenform erzeugt, was innerhalb der gestrichelv ten Linien in Pig. 1 angedeutet, ist, Diese parabolische Yfellenform wird an einem von zwei Eingängen eines zweiten Produkt-Multiplizierers 38 angelegt, dessen anderer Eingang mit der Sägezahnwellenform am Anschluß 34 versorgt wird. Der Produkt-Multiplizierer 38 liefert an seinem Ausgang das gewünschte "S"- korrigierte Sägezahnsignal und zum Ausgangsanschluß 40 (wie in !Fig. 1 gezeigt).

Das korrigierte Signal wird an einem von zwei Eingängen eines Operations-Verstärkers .41 angelegt, der den gewünschten Ablenlcstrom an die Vertikal-Ablenkspulen 42 liefert, die auf dem Ablenkjoch 22 angeordnet sind und über einen Widerstand 43 an Masse. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 43 und den Spulen 42 wird für eine negative Rückkopplung benutzt und mit dem anderen Eingang des Operations-Verstärkers 41 verbunden, der Signale an seinen beiden Eingängen vergleicht und Nichtlinearitäten der tatsächlichen Stromwellonform, die die Ablenkspulen 42 durchfließt, korrigiert. Ob das "S"- korrigierte Signal am Ausgangsanschluß 40 der Korrektur-Schaltung 35 an den invertierenden oder nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 41 angelegt wird, hängt von der Phase des Signals relativ zum gewünschten Strom durch die Ablenkspulen 42 ab* Natürlich richtet sich die Rückkopplung an dem anderen Eingang des Operations-Verstärkers 41» also dem invertierenden oder nichtinvertierenden Eingang,.danach welcherder Eingänge mit dem Anschluß 40 verbunden ist.

In Pig, 2 ist eine detaillierte schematische Schaltung eines Teiles der mit gestrichelten Linien 35 umzeichneten Schaltung der Pig. 1 ' dargestellt· Der Eingangsanschluß 34> an dem die Sägezahnsignalwellenform von der Oszillatorschaltung 35 auftritt, ist ebenso

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wie der Aungangsanachluß 40, an dem die gewünschte "S¹'-korrigierte Sägezahnwellenform auftritt, entsprechend mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet. Der erste Produkt-Demodulator 37 weist ein Paar von Differenz-Schaltern oder Schalt-Verstärkern 45 und 46 auf, von denen jeder ein Paar NPN Transistoren 45A, 45B bzw. 46Λ, 46D enthält. Die Kollektoren entsprechender Transistoren jedes Differenz« Schalters 45 ^und 46 sind kreuzweise verbunden und mit einem Betriebßpotential aus einer geeigneten Quelle Bi- (nicht gezeigt) über Kollektorlast-Widerstände 48 und 49 versorgt. Eine Betriebsvoroparmung für die Basen der Transistoren der Differenzsehalter 45 und 46 wird aus einem Spannungsteiler gewonnen, der Widerstände 50 und 51 aufweist, die zwischen der Bf--Quelle und Masse liegen« Die Verbindung der Widerstände 50 und 51 ist direkt mit den Basen der Transistoren 45A und 46B verbunden und liegt über einen Widerstand 53 an den Basen der Transistoren 45B und

Eingangesignale am Anschluß 34 werden über einen Koppel-Kondentjator 55 auf die Basen der Transistoren 45A und 46B gegeben und über einen anderen Koppel-Kondensator 64 der Basis eines 1IPN-E:i.ngiing3transistors 66 zugeführt, dessen""Kollektor mit den Emittern der Trans is tor ft η den DifferenziJühalters 45 verbunden ist, und dessen Emitter über einen l'lmi. ttorlas-b-Widerstand 68 an einer Stromquelle 6'5 liegt. Ein ]}etrieb£jvorspannungs-Po·" tential für die Baals des !Trans hi tors 66 wird aus einem Spannungsteiler erhalten, der ein Paar Widerstände 60 UiHl 61 «wuschen dec Bh-Quelle und Masse aufweint.

Der Kollektor eines anderen UPlI-Eingangs-Translators 58 ist mit den Emittern der Transistoren des Differenasehaiters 46 verbunden, und nein Emitter ist über einen geeigneten Emitter Lastw-ideratand 60 mit der Stromquelle 63 verbunden. Ein Betriebs-Vorspanmmgs-Potential für die BayLn des Transistor« 50 liefert ein Spannungsteiler 60Λ, 61A zwischen Bh und Masse.

Daranα geht hervor, daß die Signale, die an die Emitter der Trantiiotoren in don beiden Differemiaclialtem. 45 und 46 angelegt

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werden,,gleich aber gegenphasig sind. Das Schalten der Schalter und 46 wird "bei gleicher Signalrate von den Sägezahnsignalen gesteuert ,die über den Koppel-Kondensator 55 an die Basen der Transistoren. 45A und 46B gelangen. Infolge der kreuzweisen Verbindung der Kollektoren der entsprechenden Transistoren in jedem der Differenzschalter 45 und 46 werden parabolische Ausgangssignale entgegengesetzter Phase von jedem Satz kreuzweise verbundener Kollektoren erhalten; Die Signale an den Kollektoren der Transistoren 45B und 46B sind als von positiver Phase bezeichnet. Zum Zwe-ck des Betriebes der in Pig. 2 gezeigten Schaltung ist der Ausgang mit jiositiver Phase erwünscht, jedoch ist klar, daß das negative Phaseriöignal ebensogut verwendet werden könnte, da es die gleichen Charakteristiken hat wiedas Signal, das an den kreuzweise verbundenen Kollektoren der Transistoren 45B und 46B ansteht. Das parabolische Ausgangssignal des Produkt-Multiplizierers 37 liegt über einen Koppel-Kondensator 70'und einem varibalen Widerstand 71, der die Abschwächung des parabolischen Ausgangssignals steuert, an der Basis eines Paares von NPU-Transistoren 145A und 146B, die jeweils in Differenzschaltern oder Schaltverstärkern 145 und 146 des Produkt-rMultiplizierers 38 angeordnet sind. «Jede der Schaltungen 145 und 146 enthält einen zweiten NPIT-Transistor 1Λ5Β bzw, I46A, und die Kollektoren entsprechender Transistoren in den Differenzschaltern 145 und 146 sind kreuzweise verbunden und liegen über Kollektorlastwiderstände 148 und 149 Q-n der Quelle des B+-Potentialß. Ein Betriebsvorspannungs-Potential für die Basen der Transistoren I45A und 146B in den Differenzschaltern 145 und 146 wird von einem · Spannungsteiler geliefert, der ein Paar Widerstände 150 und 151 zwischen B+ und Hasse aufweist»

Das zweite Eingangssignal für den Produkt-Demodulator 33 stellt · das Sägeisahnwellenform-Signal am Anschluß 34 dar, das über einorr.-Koppel-Kondensator 73 an der Basis eines ersten Eingangstransi rrbors 153 liegt, dessen KolLektor mit den Emittern der Schalttranoiötoren I46A und 146B verbunden iot, und dessen Emitter über einen Widerstand 75 an eine Stromquelle 76 angeschlossen ist. Das Gleich-

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Vorspannungs-Potential für den Transistor 158 wird von einem Spannungsteiler 160, 161 geliefert, der zv/ischen B+ und Masse liegt. Die Wirkungsweise des Eingangstransistors 150 in Verbindung mit dem Differenzschalter 146 ißt vergleichbar mit der Wirkungsweise des Eingangstransistors 66 für den Differenzschalter 45·

Der Produkt-Multiplizierer 38 ähnelt dem Produkt-Multiplizierer 37, wobei die Betriebsweise des Differenzschalters 145 vergleichbar mit dem Differenzschalter 46 ist. Ein HPN-Eingangstransistor 166 wird mit einem G-leichspannungsbezugs-Potential versorgt, das von einem Spannungsteiler erhalten wird, der ein Paar Widerstände · 79 und 80 aufweist, die zwischen B+ und Masse liegen. Der Kollektor des Transistors 166 ist mit den Emittern der Transistoren 145A und 145B verbunden, und der Emitter des Transistors 166 ist über einen Widerstand 78 an die Stromquelle 76 angeschlossen. Infolge des kreuzweise Verbindens, das zwischen vergleichbaren Transistoren jedes der Differenzschalter 145 und 146 vorgenommen ist und da vergleichbare Transistoren in den Schaltern 145 und 146 gegenphasig geschaltet werden, ist das resultierende Signal, das an den kreuzweise verbundenen Kollektoren der Transistoren 145B und 146B und damit am Ausgangsanschluß 40 auftritt, ein "S"~Kurven~ forin korrigiertes Sägezahnsignal, wie in Fig. 2 gezeigt.

Da zur Erzielung dieses "S"-korrigierten Ausgangssignals keine positive Rückkopplung erforderlich ist, wurde die inherente Instabilität, die Kreisen mit positiver rückkopplung eigen ist, eliminiert» Da es keine Rückkopplung vom Vertikal-Ablenkjoch zum Oszillatorechaltungsteil des Vertikal-Ablenkstrom-Erzeugungsßystems gibt, wurde außerdem das Problem einer unerwünschten Horizontalinformation, die zum Vertikal-Oszillator zurückgeführt vrtfcrde, durch Verwendung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltung eliminiert.

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Durch Verändern der Amplitude der parabolischen Signale, die an die Basen der [Transistoren 145A und 146B angelegt werden, kann der Betrag oder die Form der "S"-Konfiguration der Sägezahnwellenform am Ausgangsanschluß 4-0 justiert v/erden, Diesem Zweck dient das Potentiometer 71 in Serienschaltung zwischen dem Ausgang des Produkt-Mulüplizierers 37 und dem parabolischen Eingang des Produkt-Multiplizierers 38. Wenn ein fester Betrag der parabolischen Korrektur vorherbestimmt werden kann_s kann der Wert des Widerstandes 71 fixiert werden.

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Claims

Patentansprüche

Schaltung zur Erzeugung eines Vertikal-Ablenkstromes für die Erregung der Vertikal-Ablenkspulen einer Kathodenstrahlröhre} bei der der Krümmungsradius des Schirmes größer als der Abstand zwischen dem Schirm und dem Ablenkzentrura ist, wobei die Schaltung einen. Sägezahngenerator der gewünschten Frequenz für den Betrieb der Vertikal-Ablenkspulen aufweist, gekennzeichnet durch eine erste Schaltung (64-, 73)» die den Sägezahngenerator mit ersten Eingängen eines ersten und eines zweiten Produkt-Multiplizierens (37, 38) verbindet; durch eine zweite Schaltung (55), die den Sägezahngenerator mit einem zweiten Eingang des ersten Produkt-Multiplizierers verbindet; durch eine dritte Schaltung (70, 71) die den Ausgang des ersten Produkt-Multiplizierers mit einem zweiten Eingang des zweiten Produkt-Multiplizierers verbindet; und durch eine vierte Schaltung (41) die den Ausgang dea zweiten Strommultiplizierers mit den Vertikal-Ablenkspulen verbindet.

2, Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltung (7Oj 71) einen varibalen Widerstand (71) aufweist, der in Serie zwischen dem Ausgang des ersten Produkt-Multiplizierers und dem zweiten Eigang des zweiten Produkmultiplizierers verbunden ist.

3· Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator einen Ladungsspeicherung&Zeitglied-Kondensator (27) aufweist, der in Serie mit einer Konstantstromquelle (28) liegt, um den Kondensator von einem ersten vorbestimmten Wert zu einem zweiten vorbestimmten Viert aufzuladen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, und daß ein epannungs-

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empfindlicher Schalter (23) parallel zum Kondensator vorgesehen ist, der auf eine bestimmte Kondensatorladung anspricht, und dessen Ladung dadurch zu dem ersten vorbestimmten Wert zurückführt, wobei die erste Schaltung (64» 73) ^: zwischen dem Kondensator und den ersten Eingängen des ersten und zweiten Produkt-Multiplizierers verbunden ist.

4# Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3j dadurch gekennzeich-• - net, daß die vierte Schaltung (41) einen Operations-Yerstär-. ker mit einem ersten und einem zweiten Eingang aufweist, daß der Ausgang des zweiten Produkt-Multiplizierers mit dem ersten Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, und daß eine Hückkopplungsschaltung mit den Ablenkspulen und dem zweiten Eingang des Operatibns-Yerstärkers verbunden ist*

*5· Schaltung nach, einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Produkt-Multiplizierer jeweils erste und zweite Differensschalter (45» 46 und 145>

• mit

146) aufweisen, jeder/er st öl und zweitenTransistoren mit KoI-. lektor-, Basis- und Emitterelektroden t . . - .· wobei die , Emitter des ersten und zweiten Transistors jedes Differenzschalters Miteinander verbunden sind, die Basen des ersten Transistors des ersten Differenzschalters und"des »reiten Transistors des zweiten Differenzschalters in jedem der Produkt-Multiplizierer miteiiiander verbunden sind, die Basen ■■ ' des zweiten Traneistors des ersten Differenzsehalters und · des ersten Transistors des zweiten Differenzschalters in jedem Produkt-Multiplizierer miteinander verbunden sind, die Kollektoren der ersten Transistoren jedes der Differenz-Dchalter in federn der Produkt-Multiplizierer miteinander verbunden sind und die Kollektoren des jeweils zweiten Transistors des Differenzschalters in jedem Produkt-Multiplizierer miteinander verbunden sind, weiter gekennzeichnet ^:

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durch erste und zweite Eingangstranoietoren (58,66 und 1 i3i>, 16,6) jeweils mit Kollektor-, Basis- und Emitterlektrodc in jedem der Produkt-Multiplizierer, wobei die Kollektor-Eirn tter Wege gemeinsam mijt den Emittern der entsprechenden Transistoren in den Differenzschaltern verbunden sind, und wobei die erste Schaltung (64, 73) den Sägezahngenerator mit der Basis der ersten Eingangstransistoren des ersten und zweiten Produkt-Multiplizierers verbindet, die zweite Schaltung (55) den Sägezahngenerator mit den Basen des ersten Transistors des ersten Differenzschalters und des zweiten Transistors des zweiten Differenzschalters des ersten Produkt-MuItiplizierers verbindet, wobei die Basen der zweiten Eingangstransis-toren für den ersten und zweiten Produkt-Multiplizierer mit einer Referenzpotentialquelle gekoppelt sind, und die dritte Schaltung (70,71) die Kollektoren der zweiten Transistoren der Differenzschalter des ersten Produkt-HuItipilzierers mit der Basis des ersten Transistors des ersten Differenzschalters im zweiten Produkt-Multiplizierer und die Basis des zweiten Transistors des zweiten Differenzschalters im zweiten Produkt-Kultiplizierer verbinden.

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