DE2246340C3

DE2246340C3 - Phasenkomparator

Info

Publication number: DE2246340C3
Application number: DE2246340A
Authority: DE
Inventors: Takashi Yamato Kanagawa Okada (Japan)
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1971-09-21
Filing date: 1972-09-21
Publication date: 1980-05-08
Also published as: FR2153388A1; NL7212754A; NL176725C; DE2246340A1; FR2153388B1; JPS527909B2; DE2246340B2; IT967715B; US3806632A; CA962764A; GB1399393A; NL176725B; JPS4839155A

Description

Die Erfindung betrifft einen Phasenkomparator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs L Eifi 'deifäftigef Phäsöhkönipäfätöf ist aus »IEEE Transactions Broadcast and Television Receivers«, Band BTR - 14, 1968, Heft 3, Sehen 52 bis 57, bekannt, bei dem das Vergleichssignal über Schalttransistören abgenommen wird/ Bei einem soichett Phasenkomparator kann bei einer Temperatur ander üng eine Gleich

spannungsverschiebung am Ausgang auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Phasenkomparator der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß Gleichspannungsänderungen bei auftretenden Temperaturänderungen vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Aufgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Wird z. B. als ein Halbleiterübergang die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors und als anderer Halbleiterübergang die Anoden-Kathoden-Strecke einer Diode verwendet, so ergibt sich ein Spannungsabfall über diesen Elementen von jeweils etwa 0,7 V. Bei auftretenden Temperaturänderungen gleichen sich die Spannungsänderungen am Transistor und an der Diode aus, falls diese Elemente etwa gleiche Temperaturkennlinien haben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert. Es zeigt Fig. i ein Schaiibiid eines Phasenkomparatorkreises einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 A bis F Spannungen als Funktion der Zeit zur Darstellung verschiedener Arbeitszustände in den Kreisen der Fig. 1,

Fig. 3 wie drei der Kreise in Fig. 1 in einem Farbdemodulatorkreis eines Farbfernsehempfängers verwendet werden können, und

Fig. 4 bis 8 Schaltbilder von geänderten Ausführungsformen von Phasenkomparatorkreisen der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt, in der ein Eingangssignal mit 1 und ein Bezugssignal mit 6 bezeichnet sind. Das Eingangssignal 1 kann z. B. als Chrominanzsignal eines Farbfernsehempfängers und das Bezugssignal 6 der 3,58 MHz Hilfsträger sein. Zwei npn-Eingangstransi-

■to stören 10 und 11 sind vorgesehen, zwischen deren Basen das Eingangssignal angelegt wird. Die Kollektoren der beiden Transistoren 10 und 11 sind mit einer positiven Vorspannungsquelle 12 verbunden. Zwei Dioden 13 und 14 sind mit den Emittern gegensinnig verbunden zwischen die Transistoren 10 und 11 geschaltet.

Die Emitter der Transistoren 10 und 11 sind zusätzlich mit den KoIIe ktoren zweier Schalttransistoren 19 und 20 verbunden. Zwischen die Basen der Transi-

w stören 19 und 20 ist die Bezugssignalquelle geschaltet. Die F.mitter der Transistoren 19 und 20 sind gemeinsam mit einer Konstantstromquelle 21 verbunden. Widerstände 17 und 18 zur Erzeugung einer Vorspar nung sind jeweils zwischen den Kollektor und den Emitter der Transistoren 10 und 11 geschaltet.

Ein pnp-Ausgangstransistor 16 ist mit seiner Basis mit dem Mittelpunkt zwischen die Dioden 13 und 14 geschaltet. Sein F.mitter ist über einen Widerstand 9 mit einer Vorspannungsquelle ?.2 verbunden, die die

gleiche wie die der Transistoren 10 und 11 sein kann. Der Emitter des Transistors 16 ist eK nfalls mit einem Ausgangsanschluß 15 verbunden. Der Kollektor des Transistors 16 ist wie die Konstäntströmqüelle 21 ge-^ erdet. Der Widerstand R, der in gestrichelten Linien

gezeigt ist, ist normalerweise nicht in den Kreis eingeschaltet, Er kann jedoch unter bestimmten Umständen eingefügt werden, wie itti folgenden beschrieben wird.

Der Kreis der Fig. \ arbeitet wie folgt: Das HHfsträgersignal 6, das in Fig. 2C gezeigt ist, wird zwischen den Basen der Transistoren 19 und 20 angelegt. Wenn eine hohe Spannung V_h auf die Basis des Transistors 19 ebenso wie ein gegenphasiges Signal bzw. eine niedrige Spannung V₁ auf die Basis des Transistors 20 gegeben wird, ist der Transistor 19 offen und der Transistor 20 gesperrt und damit sind die Diode 13 und der Transistor 10 offen, jedoch die Diode 14 und der Transibtor 11 gesperrt Es ist zu beachten, daß der Emitter des Transistors 11 im wesentlichen das gleiche Vorspannungspotential wie der Kollektor hat.

Ein Signal, das an dem Emitter des Transistors 10 über die Basis zu dem Emitter gelangt, wird an dem Verbindungspunkt der Dioden 13 und 14 bzw. dem Anschluß 15 erhalten. Wenn V₁ auf den Transistor 19 und V_u auf den Transistor 20 gegeben wird, sind die Diode 14 und der Transistor 11 offen, so daß ein Signal, das an dem Emitter des Transistors 11 über die Basis zum Emitter gelangt, am Anschluß 15 erhalten wird.

Wenn Signale α und a, wie sie in den Fig. 2A und 2 B gezeigt sind, auf die Basen der Transistoren 10 und 11 gegeben werden, wird ein Phasenvergleichssignal d, wie es in Fig. 2 D gezeigt ist, an dem Anschluß 15 erhalten, da das Signal, das auf die Basis des Transistors 10 bzw. 11 gegeben wird, direkt an dem Emitter des Transistors 10 bzw. 11 erscheint. Daher wird ein mittleres Gleichspannungssignal V_a erhalten, wenn das Signal d des Anschlusses 15 durch ein übliches Tiefpaßfilter geglättet wird. Die mittlere Gleichspannung V_f entspricht der Phasendifferenz zwischen dem Chrominanzsignal 1 und dem Hilfsträgersignal 6.

Wenn Signale b und b\ die gegenüber den Signalen α und α in der Phase um 90° verschoben sind, auf die Basen der Transistoren 10 und 11 gegeben werden, wird ein Phasenvergleichssignal e, wie es in Fig. 2 E gezeigt ist, an dem Anschluß 15 erhalten. Ein mittleres Signal des Signals e wird Null, wenn das Signal e gegläuet wird.

Wenn Signale c und c', die gegenüber den Signalen α und β um 180° verschoben sind, auf die Basen der Transistoren 10 und 11 gegeben werden, wird ein Phasenvergleichssignal / an dem Anschluß 15 erhalten, wie es in Fig. 2F gezeigt ist. Ein mittleres Signal des Signals/ wird nach Glättung V_t.

In diesem Kreis werden die Basisspannungen der Transistoren 10 und 11 von einem Vorspannungskreis (nicht gezeigt) auf einem vorbestimmten Wert gehalten, wenn ein Chrominanzsignal Null ist, so daß eine Spannung an dem Anschluß sich nicht ändert, selbst wenn das Hiifsträgersignal auf die Basis der Transistoren 19 und 20 gegeben wird. Dies bedeutet, daß der Kreis kompensiert ist, so daß das Hilfsträgersignal an dem Anschluß 15 nicht in dem Ausgangssignal erscheint.

Bei dem obigen Beispiel wird ein Bezugssignal zwischen den Basen der Transistoren 19 und 20 angelegt. Das Bezugssignal kann jedoch nur an eine der Basen angelegt werden, wenn die konstante Vorspannung auf die andere Basis gegeben wird, da die Transistoren 19 und 20 als pifferentiälschalter arbeiten.

Außerdem wird bei dem obigen Beispiel ein pnp-Tränsistor 16 verwendet, um eine Durchlaßspannüng an die Diode 13 bzw. 14 anzulegen. Wenn ein npn-Transistor anstelle eines pnp-Tfänsistors verwendet Wird bzw, wenn ein Phäs&iivefgleichssignäl direkt Von dem Verbindungspunki der Dioden 13 und 14 erhalten wird, sollte ein Widerstand R zwischen den Anschluß 12 und den Verbindungspunkt geschaltet werden, wie in gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt ist,

um einen Durchlaßstrom einer der beiden Dioden zuzuführen.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Transistoren 19 und 20 einen Differentialschalter bilden, so daß ein Transistor offen ist, wenn der andere geschlossen ist. Während der Zeit, in der der Transistor 19 bzw. der Transistor 20 offen ist, wird das KoI-Iektorpotential im wesentlichen gleich dem des Emitters und damit wird das Kathodenpotential der Diode 13 bzw. 14 niedriger als das der Anode, um sie in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Wenn kein Bezugssignal angelegt wird, sind die Dioden 13 und 14 in Sperrichtung vorgespannt und kein Ausgangssignal tritt an dem Anschluß 15 auf.

Fig. 3 zeigt einen Farbdemodulator zur Demodulation von drei Farbdifferenzsignalen (R-Y), (G-Y) und (B-Y) aus dem Chrominanzsigr... Der Anschluß 12 der positiven Vorspannung ist mit tier Kollektoren der Transistoren 24 und 25 über Widerstände 22 bzw. 23 verbunden. Die Emitter der Transistoren 24 und 25 sind über Widerstände 26 und 27 mit Erde dzw. einer Ko.^stantstromquelle 28 verbunden. Das Chrominanzsignal 1 wird zwischen den Basen der Transistoren 24 und 25 angelegt. Widerstände 29 bis 33 sind zwischen den Kollektoren der Transistoren 24 und 25 in Reihe geschaltet.

Ein erstes Bezugssignal 6_flo, zur Demodulation des Signals (B-Y), ein zweites Bezugssignal 6_CY zur Demodulation des Signals (G-Y) und em drittes Bezugssignal 6_RY zur Demodulation des Signals (R-Y) wer- den auf die drei Phasenkomparator kreise gegeben, um demodulierte Signale an den Anschlüssen 15_S __Y, 15_GV und lS_R_y zu erhalten. Die erhaltenen Signale werden über Tiefpaßfilter zur Erzeugung eines Farbbildes auf eine Farbkathodenstrahlröhre gegeben. Wen:·, die Werte der Widerstände 29 bis 33 geeignet gewählt sind, um Chrominanzsignale mit den Pegeln 2,0? .0,7:1,14 auf die drei Phasenkomparatorkreise zu geben, werden drei Farbdifferenzsignale, die ein bezüglich Weiß kompensiertes bzw. symmetrisches Farbbild an den Anschlüssen 15_fl),, i.5_CY und 15_RV erzeugen, erhalten.

In diesem Kreis ist die Spannungsverstärkung eines jeden der drei Phasenkomparatorkreise Eins und die Pegel der Chrominanzsignale, die auf jeden der Phasenkomparatorkreise gegeben werden, ändern sich zugleich und in gleicher Weise im Pegel, selbst wenn der Pegel der Chrominanzsignalquelle 1 sich ändert. Daher ist das Verhältnis wischen den drei Ausgangssignal^n in enem weiten Temperaturbereich stets

■>5 konstant.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsfcrm der Erfindung. Bei diesem Beispiel werden ein Transistor 17a (bzw. 18a), e<n Widerstand 34 (bzw. 35) und eine Diode 36 (bzw. 37) für den Widerstand 17 (bzw. 18)

f>o in Fig. 1 verwenGjt.

Wenn de/ Transistor 19 (bzw. 20) offen ist, sind der Transistor 10 (bzw, 11) und die Dioden J 3 und 36 (bzw, 14 und 37) offen, jedoch ist der Transistor 17a (bzw. 18a) gesperrt, da die Vorspannung des

Transistors 17a (bzw, 18a) von einer Durchlaßspannung der Diode 36 ^bZW, 37) größer als die Emitterspannung des Transistors 17a (bzw. 18a) gehalten wird. Während der Transistor 20 (bzw, 19) gesperrt

ist, wird die Basisspannung des Transistors 18α (bzw. 17α) auf der Spannung der Gleichspannungsquelle gehalten, so daß der Transistor 18a (bzw. 17a) offen ist, um die Diode 14 (bzw. 13) und den Transistor 11 (bzw. 10) in Sperrichtung vorzuspannen. Daher wird ein Signals das auf die Basis des Transistors 10 (bzw. 11) gegeben wird, an dem Anschluß 15 erhalten.

Es ist zu beächten, daß Ströme durch die Transistor ren 10 und Il vorübergehend fließen, wenn sich das Bezugssignal von positiv nach negativ und umgekehrt ändert. Außerdem ist es möglich, einen Wert für die Widerstände 34 und 35 zu wählen, der größer ist als der der Widerstände 17 und 18 bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel, ohne die Schaltcharakteristika des Kreises zu ändern. Daher kann der Energieverbrauch dieses Kreises im Vergleich zu den obigen Beispielen vermindert werden.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung. Der Emitter des Transistors 10 (bzw. 11) ist über einen Widerstand 38 (bzw. 39) geerdet und mit dem Transistor 19 (bzw. 20) über eine Diode 40 (bzw. 41) verbunden. Ein Widerstand R ist zwischen den Verbindungspunkt der Dioden 13 und 14 und Erde geschaltet.

Wenn der Transistor 19 (bzw. 20) offen und der Transistor 20 (bzw. 19) geschlossen ist, sind die Dioden 13 (bzw. 14) und 40 (bzw. 41) gesperrt und die Dioden 14 (bzw. 13) und 41 (bzw. 40) sind offen, so daß das auf die Basis des Transistors 11 (bzw. 10) gegebene Signal an dem Anschluß 15 über die Basis zu dem Emitter des Transistors 11 (bzw. 10) und die Dioden 41 (bzw. 40) und 14 (bzw. 13) gelangt.

Fig. 6 zeigt einen verbesserten Kreis des in Fig. 5 gezeigten Beispiels. Die Widerstände 38 und 39, die in Fig. 5 verwendet werden, sind durch Transistoren 38a und 39a ersetzt, da der Energieverbrauch der Widerstände 38 und 39 unerwünscht ist. Die gegenpliasigen Signale werden auf die Basen der Transistoren 19 (bzw. 20) und 38a (bzw. 39a) gegeben, so daß unnötige Ströme durch die Transistoren 38a und 39a verhindert werden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung. Die Schaltdioden 13 und 14, die bie den obigen Beispielen verwendet werden, sind durch eifie Brücke aus Dioden 13a, 13b, 14a und 14Zj ersetzt. Mit 42, 44, 46 und 48 sind Dioden und mit 43, 45, 47 und 49 sind Widerstände bezeichnet, Wenn der Transistor 19 (bzw. 20) offen und der Transistor 20 (bzw. 19) gesperrt ist, werden die Dioden 13a (bzw. 14a) und 42 (bzw. 48) von den Strömen durch die Widerstände

Ϊ⁵ 18 (bzw. 17) und 47 (bzw. 49) ufid die Dioden 13 b (bzw. 14fc) und 46 (bzw. 44) offen gehalten, so daß das Signal, das auf die Basis des Transistors 10 (bzw. 11) gegeben wird, an dem Ausgangsanschluß 15 erscheint.

Bei den vorherigen Beispielen werden die Transistoren 10 und 11 verwendet, um ein zu vergleichendes Signal anzulegen. Die Transistoren dienen jedoch dazu, das Signal Wahlweise auf die Schaltdioden, z. B. die Dioden 13 und 14 zu geben, so daß die Transistoren 10 und 11 durch Dioden ersetzt werden können, wie Fig. 8 zeigt, wenn die impedanz der Signalquells 1 niedrig ist.

In Fig. 8 sind die Transistoren 10 und 11 durch Dioden 50 und 51 ersetzt. Widerstände 52 (bzw. 53) und 54 (bzw. 55) werden verwendet, um eine Vorspannung auf die Anode der Diode 50 (bzw. 51) zu geben und die Diode offen zu halten, wenn der Transistor 19 (bzw. 20) offen gehalten wird.

Damit wird wie bei den vorherigen Beispielen ebenfalls am Anschluß 15 ein Phasenverglejchssignal erhalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Phasenkomparator, insbesondere für einen Farbdemodulator eines Farbfernsehempfängers, bestehend aus zwei Halbleiter-Schaltern, denen ein Eingangssignal gegenphasig zugeführt wird, die abwechselnd in Abhängigkeit von einem Bezugssignal durchgeschaltet werden und die an ihren Ausgängen ein Vergleichssignal abgeben, d adurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal von den Schaltern (10,11) über entgegengesetzt in Reihe geschaltete Halbleiterübergänge abgenommen wird.

2. Phasenkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Halbleiterübergang von der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (10, 11) und der andere von einer Diode (13, 14) gebildet ist,

3. Phasenkomparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors (1Ö, 11) ein Vorspannungswiderstand (17 bzw. 18) geschaltet ist

4. Phasenkomparator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (10, 11) ein Vorspannungswiderstand (17 bzv;. 18) geschaltet ist.

5. Phasenkomparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren (10, 11) gleichsinnig die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Tn^isistors (17e bzw. 18a) und zu den Dioden (13, 14) gegensinnig nine weitere Diode (36 bzw. 37) parallel geschaltet ist (Fig. 4).

6. Phasenkomparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der Transistoren (10,11) über einen Widerstand (38 bzw. 39) und der Ausgang des Phasenkomparator^ über einen Widerstand (R) geerdet ist (Fig. 5).

7. Phasenkomparator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (38, 39) durch Transistoren (38a, 39a) ersetzt sind, deren Basen das Eingangssignal ebenfalls gegen phasig zugeführt wird (Fig. 6).

H. Phasenkomparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (13, 14) durch eine Diodenbrückenschaltung (13«, 136, 14a, 14b) ersetzt sind, deren Diagonalpunkt das Eingangssignal über die Transistoren (10,11) und über Dioden (42. 44, 46, 48) zugeführt wird (Fig. 7).

9. Phasenkomparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (10, 11) durch Dioden (50, 51) mil Vorspannungswiderständen (52, 54 bzw. 53. 55) ersetzt sind.