DE2311888A1 - Synchronisationssignal-trennschaltung - Google Patents

Description

Synchronisationssignal-Trennschaltung (Priorität; 10. März 1972, Japan, Nr. 23 932)

Die Erfindung betrifft eine Trennschaltung zur Trennung eines Synchronisationssignals aus einem Verbund- oder G-esamt-Videosignal.

Fernsehsignale werden zuweilen in einer lokalen Relaisstation und dergleichen in einer Form übertragen, bei der die SynchronisationssignalkoBiponente komprimiert ist. Die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S_T muß daher klein sein, um eine Abweichung oder !Instabilität der Synchronisation auch im Fall des Empfangs der von der Relaisstation übertragenen elektrischen Signale zu vermeiden.

Als "Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz Sj" wird hier die Pegeldifferenz zwischen dem Spitzenwert P^ eines G-esamt-Videosignals und dem Pegel (L. bezeichnet, bei dem das Gesamt-Tideoöignal beschnitten wird (s. Fig. 1 der beigefügten Zeichnung). In der Fig. ist mit IL der Schwarzpegel eines Videosignals und mit W_T der Weißpegel bezeichnet. Bei großer Synchronisationssignal-

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Trennpegeldifferenz S-^ besteht' bei komprimierter Synchronisations signalkomponente die G-efahr, daß der Schnittpegel unterhalb des Schwarzpegels B^ liegt, was. zu Synchronisationsabweichungen fülirt

Die allgemein verwendeten Synchronisationssignal-Trennschaltungen bestimmen die Trennpegeldifferenz S,- unter Ausnutzung der ladung und Entladung eines Kondensators. Man unterschiedet zwischen Basis- und Emitter-Zeitkonstantenschaltungen, bei denen eine CR-Zeitkonstantenschaltung an die Basis bzw. an den Emitter eines Transistors angeschlossen ist. Fig. 2 und 5 zeigen je ein Beispiel einer Basis- und einer Emitter-Zeitkonstantenschaltung.

Bei beiden Schaltungen wird die Ladung und Entladung eines Transistors ausgenutzt. .Mit diesen Schaltungen kann die Trennpegeldifferenz S-J- nicht hinreichend klein gemacht werden, da die Pegel™ differenz St und die Stabilität für die Horizontal- und VertiJcal-Synchronisationssignalein enger Beziehung zueinander stehen und darüber hinaus die geforderte geringe Pegeldifferenz St hierzu im Widerspruch steht.

Wird die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators Ci oder C.-s groß gemacht, so kann die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferens S-r klein sein. Bei einem Signal mit verhältnismäßig großer Impulsbreite, beispielsweise beim Vertikal-Sjmchranisati.onssignal, wird jedoch der Kondensator C, oder C„ in geringer Zeit aufgeladen und damit der Transistor T_? oder T~ früher gesperrt. Es ist daher nicht möglich, das Vertikal-Synchronisationssignal ausreichend zu trennen, so daß die Synchronisation abweicht oder instabil wird.

' Andererseits kann bei geringer Entlade-Zeitkonstante die Synchronisationsabweichung aus dem vorstehen! erläuterten Grande vermieden werden. In diesem Pail wird jedoch die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz St groß. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß das Videosignal zusammen mit dem Synchronisationssignal auf der Ausgangsseite erscheint. '

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisations-Trennschaltung zu schaffen, mit der bei der erwähnten Beziehung zwischen der Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S-. und der verringerten Stabilität der getrennten Synchronisationssignale die Trennpegeldifferenz gering gemacht werden kann. Mit der Trennschaltung sollen die Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale im wesentlichen gleichmäßig getrennt werden. Die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz soll fein eingestellt werden können. Ferner sollen Temperaturänderungen kompensiert sein.

Bei der erfindungsgemäßen Synchronisationssignal-Trennschaltung wird G-esamt-Video signal über einen Spitzenwertdetektor einer der Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers zugeführt. Bas Gessiat-Videosignal wird ferner über eine Pegelverschiebungsschalturig oder über mehrere Pegel-Verschiebungsschaltungen der einen Eingangski emne oder beiden Eingangsklemmen des Differenzverstärkers zugeführt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 (bereits erwähnt) den Verlauf eines (Jesamt-Videosignals

mit den verschiedenen bereits beschriebenen Pegeln; Fig. 2 (bereits erwähnt) die Schaltbilder bekannter Synchronisa-¹³¹¹ ^ tionssignal-Trennschaltungen;
Fig. 4 Schaltbilder von erfindungsgemäßen Synchronisationssignal-Trennschaltungen; und

Fig.7a Signalverlaufsdiagramme der Trennschaltung der Fig. A'. bis 7c

Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel"der erfindungsgemäßen Synchronisationssignal-Trennschaltung. Die Schaltung enthält zwei Transistoren T.. und ^₁₂' äeren Emitter über einen Widerstand R₁₁ mit Masse verbunden sind. Basis und Kollektor des Transistors T,₂ und eines Transistors T._ sind kurzgeschlossen, so daß die Transistoren als Dioden wirken. Die Anode der Diode T₁- ist über

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einen Widerstand R. ~ an eine Gleichspannungsque-lle +"Vqq angeschlossen, während der Kollektor des Transistors T., direkt mit der Spannungsquelle +Vqc verbunden ist. Zwischen die Anode und die Kathode der Diode T..~ sind Widerstände R.,.und R₁- in Reihe geschaltet.

Die Basis eines Transistors T₁ ^ ist an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R., und R,, angeschlossen. Der Kollektor des Transistors T,_r ist mit der Spannungsquelle +Vqq verbunden, während der Emitter über einen Kondensator C. ₂ an Masse geführt ist. ' ' -

Zur Ausbildung einer Konstantspannungsquelle sind die Emitter

der Transistoren T, _c und T_-117 über einen hohen Widerstand R. _o an

Ib ι / ' Io

Masse geführt. Ihre Kollektoren sind über Widerstände R₁₇ bzw. R,_q an die Spannungsquelle +V™ angeschlossen. Die Basis des Transistors T.£ ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Transistor T_1r und · dem Kondensator C₁₂ verbunden.

Das Gesamt-Videosignal wird von einer Eingangskiemme III den Basen der Transistoren T₁₁ und T₁₇ zugeführt«

Die Transistoren T, _Λ bis T. ~, sowie T,_c und T*. und die Widerstände R₁₁.bis R₁ , bilden eine Pegelverschiebungsschaltung zur G-leichspannungs-Pegelverschiebung des Gesamt-Videosignals. Der Transistor T,^ und der Kondensator" C. ₂ bilden eine Spitzenwert-Meßschaltung zur Erfassung des Spitzenwertes des Gesamt-Videosignals, dessen Pegel durch die Pegelverschiebungsschaltung verschoben wurde. Die Transistoren T.g und T₁₇ und die Widerstände R₁₇ bis R₁Q bilden einen Differenzverstärker zum Vergleich der Spannungspegel des eingegebenen Gesamt-Videosignals und eines Signals, das durch die G-leichspannungs-Pegelverschiebung und weiter durch die Messung des Spitzenwertes des verschobenen Signals erhalten wurde.

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Die vorstehend beschriebene Schaltung ist mit Ausnahme der Kondensatoren als integrierte Halbleiterschaltung ausgeführt.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der beschriebenen Synchro nisationssignal-Trennschaltung erläutert werden. Der Basis des Transistors T₁ g wird eine Gleichspannung zugeführt, die durch die Pegelverschiebung des Gesamt-Videosignals und weiter durch die Messung des Spitzenwertes des verschobenen Signals mittels der Pegelverschiebungsschaltung und der'Spitzenwert-Meßschaltung erzeugt wurde. Die Gleichspannung wird durch (V-n) T₁/- dargestellt, die Lade-Zeitkonstante des Kondensators C,» ^sei vernachlässigt. Dann ergibt sich

Darin sind P, der Spitzenwert des Gesamt-Videοsignals (des Synchronisationssignals) und (^VBß)^-j -j > (^VBE^^T12' ("⁹EE^I 3 ^xmdi (V-gg)TJj- die Spannungsabfälle in Durchlaßrichtung an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren T.., T₁₂, T..- bzw. T_1t-. Die Transistoren T₁₁ und T_{1 ?} sowie T₁- und T₁₁- werden jeweils unter gleichen Bedingungen in der integrierten Halbleiterschaltung hergestellt, so daß sie im wesentlichen die-gleichen Eigenschaften haben. Damit ergibt sich

<V*16 - ^PL - · ^VBE
weil (V₃₂)T₁₁ = (VbB)T₁₂ und (V^T

Der Schnittpegel C-r und die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz St des Differenzverstärkers oder der Synchronisations_vsignal-Trennschaltung können somit folgendermaßen ausgedrückt werden:

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^SL⁼ R^ ₊ R₁₄ '⁷BE (4)

Bei den üblichen transistorisierten Fernsehempfängern können der Spitzenpegel P^, der Schwarzpegel B^ und der Weißpegel W^ gegenüber dein Cfrundpotential des der Synchronisationssignal-Trennschaltung zugeführten C-esaint-Videosignals etwa 3,6 V, 3,2 V bzw. 2,2 V betragen. Durch entsprechende Auslegung können die jeweiligen Pegel gegenüber dem G-rundpotential auf verschiedene Vierte geändert werden. Die Pegeldifferens (P-r - Bj.) zwischen dem Spitzenpegel P^. und dem Schwarzpegel Bt beträgt jedoch bei transistorisierten Fernsehempfängern im allgemeinen nur etwa 0,2 bis 0,4 V. Die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S-J- muß daher einen noch geringeren Wert haben. Bei der erfindungsgernäßen Trennschaltung kann die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S-r innerhalb des Spannungsabfalls in Durchlaßrichtung V-™ des Basis-Emitter-Überganges des Transistors frei eingestellt werden. Verwendet man Silizium als Halbleiter-• material, so beträgt die Spannung Vgp etwa 0,7 V. Die Synchronisationssignal-Trennpegelfrequenz S-p unterhalb 0,2 bis 0,4 V kann durch einfache Teilung der Spannung durch die Widerstände R. . und R₁₁- erhalten werden.

Ein durch den Kollektor des Transistors T₄₁- fließender Ladestrom nimmt allmählich ab. Die Basis-Bmitter-Spannung des Transistors T|c wird entsprechend kleiner. Damit schwankt die dem Transistor T, r zugeführte G-leichspannung (Vg)T,,-, so daß eine gewisse Welligkeit die Folge ist. Wird jedoch die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz St größer als die Änderung (Λ Vg)T g der Gleichspannung (Vg)T. r gewählt,so entstehen im praktischen Betrieb keinerlei Schwierigkeiten. Beträgt beispielsweise die Kapazität des Kondensators T^₂ 0,1 /uF, so beträgt die Änderung (AVg)T₁^ während der Periode des Horizontalsynchronisationssignals etwa 7 m¥ und während der Periode des Vertikalsynchronisatipnssignals etwa 60 mV (Fig. 7a bis 7c). Ist das Widerstandsverhältnis zwischen

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den Widerständen R._ und R., etwa 1 : 6 und beträgt die Trennpegel()^^

differenz S_L bei (V^g)T₁c = ^^VHB^^T13 ^{etwa 10}° ^{mVj s0 werden} die Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale im wesentlichen 'gleichermaßen getrennt, so daß im praktischen Betrieb keine Schwierigkeiten eintreten.

In Fig. 7a ist mit A das Synchronisationssignal und mit B die Gleichspannung ^-n^ig bezeichnet, die der Basis des Transistors T../- zugeführt wird. Fig. 7b zeigt das Gesamt-Videosignal zu der Zeit, wenn das Videosignal auf dem Weißpegel liegt. Fig. 7c zeigt die Gleichspannung (Vg)T.^ in Fig. 7a mit vergrößertem Maßstab, die dem Gesamt-Videosignal in Fig. 7b entspricht.

Die Synchronisationssignal-Trennschaltung der Fig. 4 erzeugt Ausgangssignale mit getrenntem Synchronisationssignal, die tempe— raturabgeglichen sind, insbesondere wenn die Schaltung als integrierte Halbleiterschaltung aufgebaut ist. Durch Temperaturänderungen bedingte Änderungen der Spannungsabfalle der Basis-Emittertibergänge der Transistoren T^ und T,_? sowie ferner der Transistoren Τ., und T^ heben einander auf. Die Synchroni sat ionssignal-Trennpegeldifierenz S-r ist daher gegenüber Temperaturänderungen stabil.

Erfindungsgemäß kann zwischen die Anode der Diode T., und Masse ein Siörungs-TJnterdrückungsfilter geschaltet werden, de.r beispielsweise aus einer Diode T. ., Widerständen R.,- und R,g und einem Kondensator C.. besteht (Fig. 4). Im allgemeinen wird, insbesondere bei Fernsehempfängern mit einer Spitzenwertschaltung mit automatischer Schwundregelung eine Störungsunterdrückungssehaltung auf der Seite der der Trennschaltung vorhergehenden Stufe verwendet, um Impulsförmige Störungen zu unterdrücken, die beispielsweise auf die Zündung von Kraftfahrzeugmotoren und dergleichen zurückzuführen sind. Im allgemeinen ist jedoch die Unterdrückung von Störungen schwierig, deren Pegel geringfügig höher als der Spitzenwert des Synchronisationssignals liegen. Zwar kennen Störungen mit hohen Frequenzen durch Tiefpaßfilter gedämpft werden, hochfrequente Störungen können dagegen nicht vollständig

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ausgeschaltet werden. Wird dagegen der in Fig. 4 gezeigte Störungsunterdrückungsfilter verwendet, so "werden Störungen wirksam unterdrückt, deren Pegel höher als der Spitzensynchronisationswert liegt. Ebenso werden niederfrequente Störungen unterdrückt. Die so gewonnenen, störungsfreien Signale könner/der automatischen Schwundregelung zugeführt werden. Der Störungsunterdrückungsfilter kann zwar auch an der Eingangsklemme IN angeordnet werden, zur Vermeidung von Änderungen der Eingangsimpedanz usw. ist jedoch die in Fig. 4 gezeigte Schaltung vorzuziehen.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Synchronisationssignal-Trennschaltung, wobei gegenüber der Schaltung der Fig. 4 einige Abwandlungen vorgenommen wurden. In gleicher Weise arbeitende Teile sind in den Fig. 4 und 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Schaltung der Fig.. 5 bilden die Transistoren T., und T₁₂ und die Widerstände R.. bis IL. eine Pegelverschiebungsschaltung zur G-leichspannungs-Pegelverschiebung des Gesamt-Videosignals V. · Die Höhe der Pegelverschiebung ist durch die Widerstände R>,

und R₄, einstellbar. Der Transistor T_1n- und der Kondensator C₁₀ 14 ' ι -> 1 c-

verschieben den Pegel des Videosignals und messen den Spitzenwert des Signals mit verschobenem Pegel.

Die den Eingangsanschlüssen der Transistoren T.> und T.„ zugeführten elektrischen Potentiale ^-^^\c und (V-d)ö\₇ sowie die SynchronisationssignalrfTrennpegeldifferenz S^ ergeben sich aus folgenden Gleichungen:

- ^VBE

+ R₁₄ * ^VBE

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Pig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Brfindungsgemäßen Synchronisationssignal-Trennschaltung. In dieser Schaltung bilden Transistoren T_?2 und T _ und Widerstände R_?? bis Rp. einen Differenzverstärker. Der Kollektor eines Transistors Tp₁ ist an die Spannungsquelle +V"qq angeschlossen, während der Emitter über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator C_?1 und einem Widerstand Rp₁ mit Masse verbunden ist.

Den Basen der Transistoren T₂₁ und Tp, wird das Gesamt-Videosignal zugeführt. Die Emitter dieser Transistoren sind an die Basen der Transistoren T₂₂ und T_?, angeschlossen. Der Transistor Tp₁, der Kondensator C_?1 und der Widerstand R₂₁ bewirken eine Gleichspannungsverschiebung des Gesamfc-=?ideosignals und messen den Spitzenwert des verschobenen Signals. Der Transistor Tp. bewirkt ebenfalls eine Gleichspannungsverschiebung des Gesamt-Videosignals. Die Höhe der Pegelverschiebung ist jedoch geringer als die durch den Transistor T₂₁ bewirkte.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird die Differenz zwischen den Spannungsabfällen der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren Tp₁ und T₂₄ infolge der Differenz zwischen den Kollektorströmen der jeweiligen Transistoren ausgenutzt. Sie bestimmt die Trennpegeldifferenz Sj-. Mit Hilfe des Widerstandes R₂₁ wird der durch den Transistor Tp₁ fließende Strom und damit die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S-J- eingestellt. V/erden beispielsweise die Kollektor ströme der Transistoren T₂₁ und T₂, auf etwa 1 bis 2 mA bzw. 10 bis 100 /üA eingestellt, so beträgt die Trennpegeldifferenz St etwa 0,1 bis 0,2 V. Zur Einstellung der Trennpegeldifferenz kann zwischen den Emitter des Transistors T₂. und Masse ein Widerstand geschaltet werden.

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Bei diesem Aufbau heben durch Temperaturänderungen bedingte Änderungen der Spannungsabfälle der Basis-Emitter-Strecken der Transistoren Tp₁ und T„. einander auf. Dadurch wird die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S-r stabilisiert.

Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß die Synchronisationssignai-Trennpegeldifferenz S^ nicht durch die Ladung und Entladung eines Kondensators eingestellt, sondern mittels einer Pegelverschiebungsschaltung, bei der die Spannungsabfälle an Dioden oder an den pn-Übergängen von Transisoren usw. ausgenutzt werden. Die Synchronisationssignal-Trennpegeldifferenz S_T kann daher^rergleichsweise frei bestimmt werden.

Pat ent anspruch

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Claims (1)

1. DÄ-10402

   PATENTANSPRUCH

   Synchronisationssignal-Trennschaltung, gekennzeichnet durch einen ,Differenzverstärker i^-jg» ^17» ^Ri7> Ruq) mit zwei Eingangsklemmen, durch eine Spitzenwertmeßschaltung (T.,, T.p, T.„, T₁^) über die ein Gesamt-Videosignal einer der Eingangskiemmen des Differenzverstärkers zugeführt wird, und durch wenigstens eine Pegelverschiebungsschaltung (T..,,-, T. _?, T..„. T₁₁-)* über die das Gesamt-Videosignal wenigstens einer Eingangsklemme zugeführt wird.

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