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Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer differentiellen Phase der
in Farbfernsehsignalen enthaltenen FarbträgerschwinXung.
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Die Erfindung betrifft eine Entzerrerschaltung zur Beseitigung einer
differentiellen Phase der in Farbfernsehsignalen enthaltenen Farbträgerschwingung
durch eine entsprechende pegelabhangige Phasenverschiebung unter Verwendung einer
aus Allpässen mit jeweils einer Induktivität im Längszweig und einem Kondensator
im Querzweig aufgebauten Verzögerungsleitung, deren Gruppenlaufzeit mit Hilfe spannungsabhängig
veränderbarer, parallel zu den Kondensatoren in den Querzweigen der einzelnen Allpaßglieder
angeordneter Kapazitäten pegelabhängig verandert wird.
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Bei der Übertragung bzw. Verstärkung oder Umwandlung von Farbfernschsignalen
treten vielfach nichtlineare Verzerrungen auf, die eine Störung der Farbverteilung
bewirken. Hierzu ist insbesondere die als differentielle Phase bezeichnete Erscheinung
zu rechnen. Bei der differentiellen Phase handelt es sich um eine besonders durch
Nichtlinearitäten der Röhrencharakteristik bedingte Änderung der Phase der als Farbinformation
im Signal enthaltenen Farbtriågerschwingung in Abhängigkeit von dem die Bildhelligkeit
bestimmenden Signalpegel.
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Diese Erscheinung ist bei der Übertragung ausschließlich von Schwarz-Weiß-Bildsignalen
ohne Bedeutung, ergibt aber bei der Übertragung von Farbfernsehsignalen, z.B. nach
dem NTSC-Verfahren, vor allem in älteren Pernsehsendeanlagen erhebliche Schwierigkeiten.
Auch bei Sendern, die von vornherein für die Übertragung von Farbfernsehsignalen
ausgelegt sind, treten
wegen der Nichtlinearitäten der Ubertragungselemente
differentielle Phasen - wenn auch in geringerem Maße - auf, die ebenfalls eine Entzerrung
erforderlich machen.
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Es ist bekannt, zur Entzerrung dieses Phasenfehlers eine Auttrennung
des verzerrten Signals in zwei Signalteile vorzunehmen und die Amplitude des einen
Signalanteiles in Abhängig keit vom Pegel so zu verändern, daß bei der nachfolgenden
Überlagerung unter einem konstant gehaltenen Phasenwinkel die resultierende Amplitude
der Parbträgerschwingung praktisch keinen Phasenfehler mehr aufweist. ZBei entgegengesetzt
gepolte Dioden bilden bei einer bekannten Schaltung einen Nebenschluß für ein Dämpfungsglied,
wobei dieser Nebenschluß in Abhängig keit vom Bildpegel mehr oder weniger stark
wirksam wird. Diese Schaltungsart arbeitet nur mit passiven Elementen und bringt
besonders bei größeren Phasenfehlern zum Teil erhebliche Bedämpfungen der Signale
mit sich.
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Bei einer r anderen bekannten Entzerreranordnung sind getrennte Übertragungswege
für bestimmte, jeweils nur sehr kleine Pegelbereiche des Bildsignales vorgesehen,
denen Verzögerungsleitungen entsprechender Länge nachgeschaltet sind. Dies erfordert
einen relativ hohen Aufwand und bereitet bei der Entkopplung der einzelnen Übertragungswege
Schwierigkeiten.
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Eine-weitere bekannte Möglichkeit zur Beseitigung der differentiellen
Phase besteht darin, in zwei durch Auftrennung des verzerrten Signals entstehende
Übertragungswege Verstärkungseinrichtungen einzuschalten, die jeweils entgegengesetzte,
nichtlineare Abhängigkeiten von der Amplitude zeigen. Dadurch ergibt sich bei der
Zusammenführung eine insgesamt lineare Amplitudencharakteristik. Der Aufbau einer
derartigen Entzerrereinrichtung ist jedoch insofern mit Schwierigkeiten verbunden,
als die beiden Verstärkungseinrichtungen aufeinander abgestimmt werden müssen und
bereits
eine Abweichung in einem der beiden Übertragungswege die
Entzerrereigenschaften der gesamten Anordnung in starkem Maße beeinträchtigt. Außerdem
erfordert der Einsatz zweier Verstärker einen relativ großen Aufwand.
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Eine nur die Phase der Farbträgerschwingung beeinflussende Entzerrung
von Farbfernsehsignalen wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß für die Übertragung
eines Signalanteils, der das vollständige Bildsignal enthält, ein passives Netzwerk
mit pegelunabhängiger Übertragungscharakteristik vorgesehen ist, und daß im zweiten,
mit einer pegelabhängigen Verstärkungseinrichtung arbeitenden Netzwerk im wesentlichen
nur der Farbträger übertragen wird, während der übrige Bildinhalt weitgehend durch
Filterelemente von diesem Übertragungsweg ausgeschlossen ist (deutsche Patentschrift
1 232 191).
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Die differentielle Phase bei der Frequenz des Farbträgers wird bekanntlich
in weniger aufwendiger Weise auch dadurch ausgeglichen, daß die Gruppenlaufzeit
einer aus Allpässen auf gebauten, mit dem Bildsignal beaufschlagten Verzögerungsleitung
pegelabhangig verändert wird, und zwar mit Hilfe pegelabhängig veränderbarer Kapazitäten,
die parallel zu den Kondensatoren in den Querzweigen der einzelnen Allpaßglieder
liegen. Es ist in diesem Zusammenhang benannt, als spannungsgesteuerte Kondensatoren
Kapazitätsdioden zu verwenden. Derartige Spezialdioden weisen jedoch eine datenbiattmäßig
festgelegte Spannungs-Kapazitäts-Charakteristik auf, so daß sie sich für einen optimal
angepaßten Einsatz fast nie verwenden lassen.
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Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Entzerrerschaltung der zuletzt
genannten Art bezieht, wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß in einem hochfrequenzmäßig
jeweils parallel zun Kondensator eines Allpaßgliedes angeordneten Stromzweig die
Basis-Emitter-Strecke eines in Emitterschaltung
betriebenen Transistors
liegt, daß in den Emitterkreis dieses Transistors parallel zum Gegenkopplungswiderstand
ein weiterer Kondensator eingeschaltet ist und daß der Emitter des Transistors über
den Gegenkopplungswiderstand an einen einstellbaren Spannungsteiler angeschlossen
ist. Die pegelabhängig veränderbaren Kapazitäten werden an den Basiselektroden des
Transistors durch Transformation der im Emitterkreis liegenden Kapazität erzeugt.
Die Größe der an den Basiselektroden jeweils auftretenden Kapazitäten hängt von
der jeweils dem Transistor zugeführten Steuerspannung ab.
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Durch zweckmäßige Bemessung des Gegenkopplungswiderstandes und des
Kondensators im Emitterkreis läßt sich der Verlauf der Kapazität an der Basis in
Abhängigkeit von der Basis spannung dem jeweiligen Verwendungszweck optimal anpassen.
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Somit sind derartige Transistorschaltungen vielseitiger verwendbar
als Schaltungen mit Kapazitätsdioden. Das Emitterpotential ist zweckmäßig einstellbar,
so daß sich der erlauf der-Kapazität an der Basis in Abhängigkeit vorn Signalpegel
in einfacher Weise anpassen läßt.
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Der Basis eines jeden Transistors wird der am Allpaßglied jeweils
anliegende Signalpegel vorteilhaft über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand
und einem Kondensator zugeführt. Der Kondensator liegt in Reihe mit der sich durch
die Transformation ergebenden Basiskapazität.
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Pro Allpaßglied sind in vorteilhafter Weise zwei gleichspannungsmäßig
komplementäre und unterschiedlich dimensionierbare Transistorstufen vorgesehen,
von denen die eine das Zurückschieben der Phase bei Weiß und die andere die Phaseneinstellung
bei Schwarz bewerkstelligt.
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Die Erfindung wird anhand eines in einer Figur dargestellten Schaltungsbeispiels
näher erläutert.
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Die in der Figur gezeigte Schaltung zum Ausgleich der differentiellen
Phase bei der Frequenz des Farbträgers durch eine entsprechende pegelabhängige Phasenverschiebung
der im Bildsignal enthaltenen Farbträgerschwingung weist eine Verzögerungsleitung
auf, die aus in Reihe geschalteten Allpässen besteht. Die Verzögerungsleitung wird
an einem Eingang 19 mit dem Bildsignal beaufschlagt. Die Allpässe, von denen in
der Figur nur die ersten drei dargestellt sind, bestehen jeweils aus einer Induktivität
13,14 bzw. 15 im Längszweig und einem Kondensator 16,17 bzw. 18 im Querzweig. Mit
Hilfe pegelabhängig veränderbarer Kapazitäten, die parallel zu den Kondensatoren
16,17 bzw. 18 in den Querzweigen der einzelnen Allpaßglieder liegen, soll die Gruppenlaufzeit
der Verzögerungsleitung pegelabhängig verändert werden. Dazu sind für jedes Allpaßglied
zwei besonders aufgebaute Transistorstufen vorgesehen, von denen jeweils die eine
das Zurückschieben der Phase bei Weiß und die andere das Zurückschieben der Phase
bei Schwarz bewerkstelligt. Pür das Zurückschieben der Phase bei Schwarz sind die
Stufen mit den npn-Transistoren 1,2,3 und für das Zurückschieben der Phase bei Weiß
die Stufen mit den pnp-Trarvsistoren 4,5,6 zuständig. Die Transistoren 1 bis 6 sind
in Emitterschaltung betrieben, d.h. die Kollektoren der Transistoren 1,2,3 sind
über Kollektorwiderstände 56,57,58 mit dem positiven Pol der Betriebsspannung und
die Transistoren 4,5,6 über die Kollektorwiderst-ände 59,60,61 mit dem an Masse
gelegten negativen Pol der Betriebsspannung verbunden.
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Die Emitter der Transistoren 1,2,3 liegen über eine als Gegenkopplungswiderstand
und Potentiometer wirksame Widerstandskombination mit den Widerständen 53,41,42,43
bzw. 54,41,42,43 bzw. 55,41,42,43 an der Betriebsspannungsquelle, während die Emitter
der Transistoren 4,5,6 über die ebenfalls als Gegenkopplungswiderstand und Potentiometer
wirksame Widerstandskombination mit den Widerständen 50,38,39,40 bzw. 51,38,39,40
bzw. 52,38,39,40 an der Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind. Mit dem Potentiometer
42 werden die Emitterpotentiale
der Transistoren 1,2 und 3, mit
dem Potentiometer 39 iie Emitterpotentiale der zu den Transistoren 1,2, und 3 komplementären
Transistoren 4,5 und 6 eingestellt. Der Basis der Transistoren 1,2,3 ist jeweils
eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 20,21 bzw. 22 und einem Kondensator
26,27 bzw. 28-vorgeschaltet, die mit ihrem der jeweiligen Basis abgewandten Anschluß
an der Verbindungsstelle zweier im Längs zweig eines Allpaßgliedes liegenden Induktivitäten
13,14,15 und dem im zugehörigen Querzweig dieses Allpaßgliedes angeordneten Xondensator
16,17 bzw. 18 liegt. Der Basis der komplementären Transistoren 4,5,6 ist jeweils
eine Parallelschaltung aus dem Widerstand 23,24 bzw- 25 und einem Kondensator 29,30
bzw.
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31 vorgeschaltet, die mit ihrem der jeweiligen Basis abgewandten Anschluß
an der Verbindungsstelle zweier im Längszweig des Allpaßgliedes liegenden Induktivitäten
13,14,15 und an dem im zugehörigen Querzweig des Allpaßgliedes angeordneten Kondensator
16,17 bzw. 18 liegt. Zwischen dem Emitter der Transistoren 1,2,3 und dem negativen
Betriebspotential (nasse) ist jeweils ein Kondensator 7,8 bzw. 9 eingeschaltet.
Ebenfalls ist an den Emittern der komplementären Transistoren 4, 5,6 ein Kondensator
10,11 bzw. 12 zum negativen Betriebspotential (Masse) hin angeschlossen. Mit den
Widerstandskombinationen 32 bis 34, 35 bis 37, 44 bis g sowie 47 bis 49 läßt sich
das Emitterpotential von Transistorstufen einstellen, welche weiteren in der Verzögerungsschaltung
vorgesehenen, jedoch nicht dargestellten Allpaßgliedera zugeordnet sind.
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Mit 62 ist der Ausgang des dritten Allpaßgliedes bzeichnet, an den
diese gleichartig aufgebauten, in Serie geschalteten Allpaßglieder angeschaltet
werden. Die pegelabhängig veränderbaren Kapazitäten parallel zu den Kondensatoren
16,17,18 in den Querzweigen der Allpaßglieder werden an den Basiselektroden der
Transistoren 1,2,3 bzw. 4,5,6 jeweils durch Transformation der in den Emitterkreisen
der Transistoren 1 bis 6 liegenden Kapazitäten 7 bis 12 erzeugt. Die Größe der an
den Basiselektroden jeweils auftretenden Kapazitäten hängt
von der
den Transistoren 1 bis 6 zugeführten Steuerspannung ab. Durch zweckmäßige Einstellung
der Potentiometer 39,42 und durch passende Wahl der Kondensatoren 7 bis 12 im Emitterkreis
der Transistoren 1 bis 6 läßt sich der Verlauf der Kapazität an der Basis der Transistoren
1 bis 6 inAbhängigkeit vom Signalpegel dem jeweiligen Verwendungszweck ohne Schwierigkeiten
optimal anpassen. Mit den Potentiometern 42, 45,48 wird der Kapazitätsverlauf für
das Zurückschieben der Phase bei Schwarz eingestellt. Mit den Potentiometern 33,36
und 39 wird in entsprechender Weise der Kapazitätsverlauf für die Phasenrückschiebung
bei Weiß eingestellt.
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3 Patentansprüche 1 Figur