DE2250546C3 - Schaltungsanordung für einen Schwarz-Weiß- oder Farbfernsehempfänger zum Abtrennen der Zeilen- und/oder Vertikalsynchronimpulse vom Bildinhalt - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Schwarz-Weiß- oder Farbfernsehempfänger zum Abtrennen von einen Grenzpegel überschreitenden Teilen eines Signals, z. B. zum Abtrennen der Zeilen- und/oder Vertikalsynchronimpulse vom Bildinhalt oder zum Erhalten eines bei Störimpulsen oberhalb eines bestimmten Wertes auftretenden Austastsignals, mit einem einen im Längszweig liegenden Kondensator enthaltenden Zeitkonstantennetzwerk.

Derartige Schaltungsanordnungen sind z. B. aus den Liieraturstellen »Telefunken-Zeitung«, Jg. 35, Heit 137, 1%2, Seiten 244 bis 255, oder »NTZ«, 1960, Heft 3, Seiten 147 bis 154, bekannt.

Die dort beschriebenen Schaltungen weisen einige Nachteile und Mängel auf, die im folgenden näher beschrieben werden sollen. Die grundsätzlichen Forderungen an eine Abtrennschaltungsanordnung bestehen im folgenden:

Der Abschneidepegel soll unabhängig von der dem Eingangssignal überlagerten Gleichspannung und den niederfrequenten Schwankungen derselben sowie unabhängig von niederfrequenten Signalamplitudenschwankungen sein, z. B. Brummspannungen, Airplane-flutter, Schwankungen der Signalamplitude bei nicht synchronisiertem Horizontal-Oszillator, verursacht durch getastete AVR, Streuungen der überlagerten Gleichspannungen.

Der Abschneidepegel soll weiterhin unabhängig vom Rauschen und überlagerten Störungen, z. B. Zündfunken oder Kollektormotorstörungen, sein.

Der Abschneidepegel soll optimal gewarnt werden für die Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse, unter Umständen auch für unterschiedliche Eingangssignalamplituden. Der Abschneidepegel muß schließlich stets unabhängig vom Bildinhalt sein.

Diese sehr unterschiedlichen Anforderungen können in den bekannten Schaltungsanordnungen nur mit Kompromissen erreicht werden, wie z. B. in der »Telefunken-Zeitung« angegeben. Für einige Störungen, z. B. kurzzeitige Störimpulse hoher Amplitude — Zündfunkenstörungen — ist das in der Literaturstelle mit R2C2 beschriebene Glied praktisch unwirksam. Zur Verbesserung bzw. zur Erhöhung der Störsicherheit wird deshalb in einigen bekannten Fernsehempfängern eine zusätzliche Störaustastschaltungsanordnung angewandt, die während der Störimpulse die Abtrennschaltungsanordnung abschaltet, so daß während dieser Zeit keine Störimpulse hiridurchgelassen werden. Hierbei wird zwischen folgenden Schahungsanordnungen unterschieden:

1. Die frequenzabhängig wirkende Störaustastschaltungsanordnung (sie wirkt bildfrequent oder auf der Zwischenfrequenz) ist an sich in ihrer Wirkung zufriedenstellend, aber sehr empfindlich bei geringen Verstimmungen des Kanalwählers und auch bei sogenanntem Reflexionsempfang. Daher wird diese an sich bekannte Schaltungsanordnung kaum angewandt.

2. Die amplitudenabhängig wirkende Störaustastschaltungsanordnung arbeitet mit festem Abschneidepegel. Die Amplitudensiebtastung wird ausgeschaltet, wenn das Bildsignal einen bestimmten Pegel überschreitet. Diese Schaltungsanordnung zeigt eine gute Wirkung, wenn der Abschaltpegel nur geringfügig über dem Synchronimpulsdach liegt.

Weil aber die Toleranzen in den Bauelementen für die Schaltungsanordnung und auch Schwankungen in den Sendersignalen auftreten, ist diese Wirkung nicht immer gewährleistet, so daß vielfach bei einigen bekannten Schaltungsanordnungen in Fernsehempfängern eine individuelle Abstimmung der Austastpegel nach der Herstellung des Gerätes vorgenommen wurde, wobei diese Einstellung nur mangelhaft durchgeführt werden konnte, weil die am Empfangsort tatsächlich auftreten-

den Schwankungen schwer simulierbar sind.

Es gibt allerdings hier auch noch eine amplitudenabhängige Störaustastschahungsanordnung mit getastetem Abschneidepegel. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird das Bildsignal, das der S'öraustastschaltungsanordnung zugeführt wird, vorher z. B. auf einen bestimmten Gleichspannungswert getastet. Nur Signale, die in ihrer Amplitude diesen Wert überschreiten, z. B. kurzzeitige Störimpulse, führen zur Austastung der Synchronimpulsabtrennstufe. Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß zwar Gleichspannungspegel-Schwankungen des Bildsignals wirkungsvoll unterdrückt werden können, aber als Nachteil steht dem gegenüber, daß starke Störimpulse zu einer Verschiebung des getasteten Signals führen; dann wird auch diese Störaustastschahungsanordnung unwirksam. Diese bekannte Schaltungsanordnung ist daher nur für Störsignale mit begrenztem Energieinhalt verwendbar, d. h. unwirksam bei Störimpulsen mit großem Energieinhalt, z. B. große Breite oder große Amplitude.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Forderungen an eine Abtrennschaltungsanordnung zuverlässiger und vollkommener zu erfüllen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung ein den Höchststrom begrenzender Strombegrenzungsgenerator (Stromquelle), z. B. ein in Emitterschaltung betriebener, gegebenenfalls einen Vorwiderstand in der Emitterzuleitung enthaltender und an einer aus der Betriebsspannung abgeleiteten Basisspannung liegender Transistor angeordnet, derart, daß der dem Längskondensator zufließende Strom ausgangsseitig begrenzt ist.

Die Störaustastschaltungsanordnung kann eine dem Zeitkonstantennetzwerk nachgeschaltete Diode und einen nachgeschalteten Transistorverstärker (Transistorschalter) in Emitterschaltung aufweisen, und der Strombegrenzungsgenerator kann zwischen dem gemeinsamen Bezugspunkt (Masse) und der Verbindungsstelle zwischen der Diode und dem Transistorverstärker (Transistorschalter) eingeschaltet sein, Dabei kann der Strombegrenzungsgenerator ein in Emitterschaltung betriebener Transistor, gegebenenfalls einen Vorwiderstand in der Emitterzuleitung aufweisend, sein. Weiterhin kann die Abtrennschaltungsanordnung einen dem Zweikonstantennetzwerk nachgeschalteten Transistorverstärker in Emitterschaltung aufweisen, in dessen Emitterzuleitung ein Transistor mit einem Vorwiderstand in der Emitterzuleitung als Strombegrenzungsgenerator eingeschaltet ist und bei dem zwischen dem Ausgang des Zweikonstantennetzwerkes und Eingang des Transistorverstärkers ein weiterer, zu einer Zeitbegrenzungsschaltungsanordnung gehörender Transistor angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen näher ausgeführt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Abtrennschaltungsanordnung,

Fig.2 das an die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 6c angelegte Eingangssignal,

Fig.3 das gewünschte Ausgangssignal der Schaltungsanordnung nach F i g. 1,

Fig.4 die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 in der Ausführung nach der Erfindung.

Fig.5 eine bekannte Störaustastschaltungsanord

F i g. 6 die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 in einer Ausführungsform nach dfir Erfindung,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Kombination der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen nach F i g. 4 und 6,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig.4 in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Zeitbegrenzungsschaltungsanordnung.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind die Bauelemente im wesentlichen mit den gleichen Bezeichnungen versehen wie in oben eingangs genannter Literatur. Das aktive Bauelement dieser Schaltungsanordnung ist der Transistor Tl mit dem Kollektorvorwiderstand RC \. An der Klemme 1 liegt eine Plus-Spannung, und an der Klemme 2 liegt z. B. eine positive Vorspannung von 12 V. In einer bekannten Ausführungsform weisen die Bauelemente folgende Größen auf: Der Widerstand Rr = 1 kOhm, der Kondensator Cr = 10OpF, der Kondensator Cl = 0,1 μΡ, der Vorwiderstand R\ = 1,5 MOhm, der Widerstand R 2 = 47 kOhm und der Kondensator C2 ~ 4,7 nF. Diese Schaltungsanordnung erhält an der Klemme 3 ein Eingangssignal, wie in Fig. 2 gezeigt, wobei die Synchronimpulse die Breite von 4,7 nsec und einen Abstand voneinander von 64 μςεΰ aufweisen. Das gewünschte Ausgangssignal ist in F i g. 3 angegeben. Es sollen Impulse konstanter Breite und konstanter Amplitude an der Klemme 4 abgegeben werden. Die Schaltungsanordnung erfüllt verschiedene Funktionen, nämlich Tastung des Signals, Synchronimpulsabtrennung und Verstärkung, und ist, wie in der Literatur angegeben, in gewisser Weise gegen Störungen, also gegen das Auftreten von Störimpulsen unempfindlich.

Weiterhin weist diese Schaltungsanordnung den Vorteil auf, daß sie in einfacher Weise in integrierter Schaltungstechnik aufgebaut werden kann und praktisch nur einen Stromversorgungsanschluß neben der Zuführung der gemeinsamen Bezugspunktleitung (Masse) hat. Die Eigenschaften der Schaltungsanordnung lassen sich in weiten Bereichen ändern, weil die vor der Basis des Transistors Tl liegenden Bauelemente RlCl sowie R2C2 extern angeordnet werden und entsprechend den jeweiligen Forderungen dimensioniert werden können.

Nachteilig bei dieser Schaltungsanordnung ist jedoch, daß zunächst einmal das Glied R2C2 im Signalweg liegt. Weiterhin kann bei einer Impulsstörung durch kurze nacheinander auftretende Impulse z. B. eine derartig starke Ladung des Kondensators Cl bewirkt werden, so daß infolge seiner zu großen Aufladung der nächste Impuls den Transistor Tl nicht erreicht und damit z. B. die Synchronisation des Empfängers ausfällt.

Abhilfe dagegen schafft eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, wie in F i g. 4 gezeigt. Wird nämlich in der Emitterzuleitung des Transistors Tl ein Strombegrenzungsgenerator 5 eingeführt, so wird der durch den Transistor fließende Höchststrom begrenzt. Eine Störimpulsfolge mit kurzen Impulsen großer Amplitude bewirkt nur eine geringe zusätzliche Aufladung von CI, und daher kommt das nächste Synchronimpulssignal noch sicher durch. Diese Schaltungsanordnung nach Fig.4 allein gibt jedoch noch keine Sicherheit auch gegen Impulse großer Breite.

Hierzu ist die zusätzliche Verwendung der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig.5 erforderlich, deren Einschaltung in Fig. i mit einem Schaltcrsymbo! bei 6 unterhalb des Transistors Tl angedeutet ist. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 erhält auch ein

Eingangssignal, wie in F i g. 2 dargestellt, und zwar an der Klemme 7. Sie liefert so lange kein Ausgangssignal, solange die Amplituden der Impulse nicht über einen bestimmten Wert gehen, der durch die Arbeitspunkteinstellung der Diode D1 mit Hilfe des Vorwiderstandes R 3 festlegbar ist. Werden die Amplituden größer, so können diese überschießenden Anteile der Impulse den Kondensator C3 über R 4 aufladen, und es erfolgt über den Vorwiderstand R 5 eine Steuerung des Transistors 73, an dessen Ausgang 8 z. B. die Basis eines Schaltertransistors angeschlossen werden kann. Die Störimpulse veranlassen also diese Schaltungsanordnung, den hinter 8 liegenden Transistor zu schalten, und da dieser Transistor z. B. in der Emitterzuleitung des Transistors 7"! nach Fig. 1 angeordnet werden kann, wird bei Auftreten der Störimpulse der Ausgang der Abtrennschaltungsanordnung gesperrt.

Wie oben auseinandergesetzt, kann die Schaltungsanordnung nach Fig.5 als sogenannte Störaustastschaltungsanordnung mit getastetem Abschneidepegel eingesetzt werden. Dabei sind die Werte für die Schaltelemente K 3 = lOOkOhm, C3 = 0,1 \xV wna «4 = 1 kOhm. Während also über die Diode D I und R 4 der Kondensator C3 etwa auf den Spitzenwert des Eingangssignals während der Synchronimpulszeit aufgeladen wird und in der übrigen Zeit durch R 3 wieder entladen wird, entsteht durch den Aufladestrom an Λ 4 ein Spannungsimpuls bzw. ein Synchronimpuls, dessen Amplitude durch die Auslegung der Größe der Widerstände R 3 bzw. R 4 derart groß gewählt wird, daß bei einem ungestörten Eingangssignal der Transistor 73 mit Sicherheit gesperrt bleibt. Der nachgeschaltete Schaltertransistor hinter der Klemme 8 muß also dauernd leitend sein und wird nur im Fall des Auftretens der Störimpulse gesperrt.

Diese Störimpulse haben jedoch zumindest über den Widersland RA, weil meistens R 5 sehr viel größer als /?4 ist, eine zusätzliche Umladung auf C3 zur Folge. Dann verschiebt sich aber der ursprünglich eingestellte Arbeitspunkt, und abhängig vom Energieinhalt der Störimpulse wird diese Störaustastschaltungsanordnung ebenfalls unempfindlich.

Auch hier setzt die Erfindung ein und zeigt eine Verbesserung dieser Schaltungsanordnung in Fig.6. Für ein ungestörtes Eingangssignal wird der Aufladcstrom durch die Diode D11 kleiner als der Stromdurch den Stromgenerator 9 eingestellt, und zwar mit Hilfe der Bemessung des Widerslandes R 33. Störiinpulsc mit Spnnnungsspitzcn größer als die normalen Synchronimpulsc hiibcn aber einen Taststrom zur Folge, der durch den Strombcgrenzungsgcncrator 9 begrenzt wird, und zwar unabhängig von der Amplitude bzw. Spannung der Störimpulsspitzen. Die an dem Strombegrcrmingsgenerator 9 auftretende Spannung kunn daher für die Austastung der Abtrcnnschnltungsnnordnung verwendet werden, Diese Tastung ist zwar weitgehend unabhängig von der Störimpulsamplitude, immer jedoch noch nicht von der Dauer der Slörimpulsc. Eine derartige Schaltungsanordnung soll später unhand der F i g. 8 beschrieben werden.

Während also die F i g. I und 5 bisher allein oder zusammen im bekannten Stand der Technik verwendet wurden, ist es nach der Erfindung möglich, je nach Forderung die bekannte Schaltungsanordnung nach Fig. 1 mit der Schaltungsanordnung gcmllß der Erfindung nach Fig.6 oder auch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung nach Fig.4 mit der bekannten Schaltungsanordnung nach F i g. 5 oder mich die beiden Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung nach den Fig.4 und 6 zusammen zu verwenden, und diese zuletztgenannte Kombination ist die F i g. 7.

In Fig.7 haben Rr, Cr, Cl, Rl, 71 die gleiche Bezeichnung wie in F i g. 4.

Der Strombegrenzungsgenerator (Stromquelle) 5 (Fig.4) wird gebildet durch 72 und RE2 mit der Spannungsquelle an der Basis von 72, bestehend aus 77 und RC7 und der Betriebsspannung an Anschluß 1.

ίο Der Arbeitswiderstand RC in Fig.4 wird gebildet durch die Stromquellenschaltung, bestehend aus 75 und RE5 und einer Basissteuerung wie für 72 und einer Stromumkehrschaltung, bestehend aus 76, RC6, D 3, RV3. Die Verwendung einer Stromquellenschaltung anstelle eines Widerstandes ermöglicht eine Schaltung mit besonders hoher Verstärkung (geringer Eingangsspannungsbedarf) und besonderer Stabilisierung der Eigenschaften der Schaltung gegen Betriebsspannungsund Temperaturschwankungen (gleiche Eigenschaften wie die verwendeten Stromquellen mit 72 und 74). Das gewünschte Ausgangssignal entsprechend F i g. 3 steht dann am Anschluß 4 zur Verfügung.

Die weiteren Bauelemente C33, R33, DIl und 73 entsprechen denen aus F i g. 6 für die Störaustastung.

Der Strombegrenzungsgenerator 9 (F i g. 6) wird gebildet durch 74, RE4 und der Basisspannungsquelle wie für 72 und 75.

Die bisher beschriebenen Schaltungen entsprechend den oben angegebenen Kombinationsmöglichkeiten haben aber gegenüber den bekannten Schaltungen den Vorteil, daß die Funktion der Schaltung und deren Aussetzen weitgehend unabhängig von der Amplitude der Störimpulse ist, nicht jedoch von der zeitlichen Dauer der Störimpulse. Mit Hilfe der Schaltung in Fig.8 kann auch hierin, gegenüber der Schaltung in Fig.7, eine weitere zusätzliche Verbesserung erreicht werden. Mit Hilfe einer anschließend zu beschreibenden Schaltung wird die Zeit der Aufladung von Cl bei Störimpulsen oder auch Vertikal-Synchronimpulsen auf einen Wert reduziert, der nur geringfügig größer ist als die Dauer der normalen Horizontalsynchronimpulse. Schaltungen mit einer derartig begrenzten Aufladezeit neigen bei starker Übersteuerung am Eingang (z. B. Kanalunischallung) zum Festlaufen. Dies wird mit einer mit K bezeichneten Koinzidcnzdetektorschaltung verhindert, die die zeitlich begrenzte Tastung abschaltet, wenn das Ausgnngssignnl nn Anschluß 4 und ein Referenzsignal an Anschluß Π (ζ. B, Zcilcnrückschiagiinpuls) nicht die normale Phascnbczichung aufweisen bzw. eines der Signale fehlt. Die gute Störbefreiung dieser Schaltung im synchronisierten Zustand wird dadurch erreicht, dal) die Koinzidcnzdctcklorschaltung so gewählt werden kann, duß sie mit Vio bis V20 der normalen Synchronimpulsc (V4) noch nicht schaltet und außerdem durch CK eine sehr lange Schaltvcrzögcrungs/cit (bis ca. I see.) aufweisen kunn.

71, 72, 75, 76, 77, DX REl, IiES, KC7, RC6 und RV3 haben die gleiche Funktion in F i g. 7 und I·' i g. 8. Rr, Cr, Cl, R 1, C2, R2 entsprechen den Bauelementen

(0 in den F i g. 1, 4 und 7.

Zusätzlich vorhanden sind 7102, RE102 als Stromquellenschaltung. 7101 als Schalter und WClOI und 7103, «103, «104 als Impulsverstärker. 7101 wird nicht in die Sättigung gefahren, so daß nur 71 den Aufludestrom für CI liefern kann. Das Ausgangssynchronsignnl (Anschluß 10) wird über « 103 und D 100... I)Wi begrenzt und über «105 an ClOO integriert. 7ΊΟ5 ist im normalen Betrieb gesperrt, l'irrcicht tlio

Spannung UC100 den Wert UBT104 (nach ca. 5 ^sec), wird T104 leitend, sperrt T2 und unterbricht damit die Aufladung von C1. Bei nichtsynchronisiertem Oszillator oder völliger Übersteuerung der Eingangsstufe (z. B. bei Kanalumschaltung) kann die Abschaltung des Aufladestromes durch eine positive Spannung an der Basis T105 unterbrochen und damit ein Festlaufen der Schaltung verhindert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Jt /ϊ Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Schwarz-Weißoder Farbfernsehempfänger zum Abtrennen von einen Grenzpegel überschreitenden Teilen eines Signals, z. B. zum Abtrennen der Zeilen- und/oder Vertikalsynchronimpulse vom Bildinhalt oder zum Erhalten eines bei Störimpulsen oberhalb eines bestimmten Wertes auftretenden Austastsignals, mit ·° einem einen im Längszweig liegenden Kondensator enthaltenden Zeitkonstantennetzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Höchststrom begrenzender Strombegrenzungsgenerator (Stromquelle) (6), i. B. ein in Emitterschaltung betriebener, gegebenenfalls einen Vorwiderstand in der Emitterzuleitung enthaltender und an einer aus der Betriebsspannung abgeleiteten Basisspannung liegender Transistor (T₂, T₄) in Fig. 7 angeordnet ist, derart, daß der dem Längskondensator (G) zufließende Strom ausgangsseitig begrenzt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennschaltungsanordnung einen dem Zeitkonstantennetzwerk nachgeschalteten Transistorverstärker (Γι) in Emitterschaltung aufweist, in dessen Emitterzuleitung der Strombegrenzungsgenerator (5) angeordnet ist (F ig. 4).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störaustastschaltungsan-Ordnung eine dem Zeitkonstantennetzwerk nachgeschaltete Diode (DU) und einen dieser Diode nachgeschalteten Transistorverstärker (Transistorschalter) in Emitterschaltung aufweist und der Strombegrenzungsgenerator (9) zwischen den gemeinsamen Bezugspunkt (Masse) und der Verbindungsstelle zwischen der Diode (DU) und dem Transistorverstärker (Transistorschalter) eingeschaltet ist (F ig. 6).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und/ oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombegrenzungsgenerator ein in Emitterschaltung betriebener, gegebenenfalls einen Vorwiderstand {RE2, RE4 bzw. RE5) in der Emitterzuleitung aufweisender Transistor (7"2, T4bzw. 75)ist(Fig. 7).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennschaltungsanordnung ein dem Zweizeitkonstantennetzwerk nachgeschalteien Transistorverstärker in Emitterschaltung aufweist, in dessen Emitterzuleitung ein Transistor mit einem Vorwiderstand in der Emitterzuleitung als Strombegrenzungsgenerator eingeschaltet ist und zwischen dem Ausgang des Zweizeitkonstantennetzwerkes und dem Eingang des Transistorverstärkers ein weiterer, zu einer Zeitbegrenzungsschaltungsanordnung gehörender Transistor angeordnet ist.