DE2315620A1

DE2315620A1 - Demodulationsschaltung zum demodulieren eines amplitudenmodulierten impulssignals

Info

Publication number: DE2315620A1
Application number: DE2315620A
Authority: DE
Inventors: Hendrikus Dollekamp; Henricus Johannes Joseph Meyer; Leonardus Adrianus J Verhoeven
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-04-18
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1973-11-08
Also published as: DE2315620B2; US3876830A; GB1421827A; CA997463A; FR2180959B1; DE2315620C3; SE379903B; JPS4918462A; NL7205161A; FR2180959A1

Description

PHN.6253 WIJ/GVN

a ■-:-: IsJ. Y. Philips'Gioeiluinpeafafaneken

Akia No. PHU-6253
,Anmeldung vom; 28. März

"Demodulationsschaltung zum Demodulieren eines amplitudenmodulierten Impulssignals"

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Demodulations schal tung zum Demodulieren eines amplitudenmodulierten Impulssignals, das in den Horizontal-Rücklaufzeiten eines Fernsehsignals auftritt, welche Demodulations schal tung eine mit einem Videosignaleingang gekoppelte Torschaltung, deren Torsignaleingang mit einem Ausgang eines Torsignalgenerators gekoppelt ist, und eine mit einem Ausgang der Torschaltung gekoppelte Speicher-

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schaltung enthält.

Aus der deutschen Patentschrift 89O 969 ist eine derartige Demodulationsschaltung bekannt, wobei die Videosignalquelle eine Detektionsschaltung ist, die das Videosignal unter Beibehaltung des Gleichstromanteils der genannten Torschaltung abgibt.

Die Erfindung bezweckt, eine Demodulationsschaltung zu schaffen, die für Fernsehsysteme geeignet ist, in denen der Gleichstromanteil des Videosignals verlorengeht und wobei das Auftreten von Störsignalen infolge von Klemmschaltungen vermieden wird.

Eine Demodulationsschaltung der eingangs erwähnten Art weist nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass ein Eingang der genannten Torschaltung mit einem Schwingungskreis gekoppelt ist, der über eine weitere Torschaltung mit dem Videosignaleingang gekoppelt ist, von welcher weiteren Torschaltung ein Torsignaleingang mit einem Ausgang des Torsignalgenerators gekoppelt ist, an dem ein Torsignal entsteht, das einem am erstgenannten Torsignalausgang auftretenden Torsignal vorhergeht, wobei die Periodenzeit des Schwingungskreises und das Auftreten der genannten Torsignale derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine infolge der Durchlässigkeit der weiteren Torschaltung im Schwingungskreis erzeugte Schwingung beim Durchlässigmachen der ersten Torschaltung einen Nulldurchgang aufweist.

Infolge dieser Massnahme wird der Gebrauch einer Klemmschaltung überflüssig, so dass die dadurch

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verursachten Störsignale vermieden werden, während weiter infolge der integrierenden Wirkung des Kreises auch Rauschstörungen im Ausgangssignal der Schaltung stark unterdrückt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine blockschematische Darstellung des Prinzips einer erfindungsgemässen Demodulationsschaltung,

Fig. 2 eine Anzahl Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Demodulations schaltung.

In Fig. 1 ist ein Videosignaleingang 1 der Demodulations schaltung über einen Kondensator 3 mit einem Eingang 5 einer Stromquellenschaltung 7 verbunden. Der Kondensator 3 gibt an, dass in einem dem Eingang 5 zugeführten und in Fig. 2 durch 205 bezeichneten Videosignal kein Gleichstromanteil vorhanden ist.

Die Demodulationsschaltung hat einen Ausgang 9» mit dem ein andererseits geerderter als Speicherschaltung wirksamer Kondensator 11 und ein Ausgang 13 einer Torschaltung 15 verbunden sind. Ein Eingang 17 der Torschaltung 15 liegt an einem Ausgang 19 einer Pufferstufe 21, die beispielsweise einen Verstärkungsfaktor entsprechend eins hat und dessen Eingang 23 mit einem

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andererseits geerdeten Schwingungskreis 25 und mit einem Ausgang 27 einer weiteren Torschaltung 29 verbunden ist, deren Eingang 31 an einem Ausgang 33 der Stromquellenschaltung 7 liegt. ·

Von der Torschaltung 15 ist ein Torsignaleingang 35 mit einem Ausgang 37 eines Torsignalgenerators verbunden, von dem ein weiterer Ausgang 41 mit einem Torsignaleingang 43 der weiteren Torschaltung 29 verbunden ist.

Der Torsignalgenerator ?>y hat weiter einen Eingang 45, der mit dem Videosignaleingang der Schaltungsanordnung verbunden ist. Mit Hilfe der Synchronsignale, die in einem diesem Eingang 45 zugeführten Videosignal vorhanden sind, wird der Torsignalgenera'tor 39 synchronisiert, wodurch mit dem Videosignal gekoppelte Torsignale an den Ausgängen 37 und 41 auftreten. In Fig. 2 sind diese Torsignale mit den zu den Bezugszeichen 237 und 241 gehörenden Wellenformen angegeben.

In den in Fig. 2 zwischen den Zeitpunkten t₁ und t bzw. t/r und t., liegenden Horizontal-Rüc&laufperioden des Videosignals 205 treten nacheinander eine vordere Schwarzschulter 206 bzw. 214, ein Horizontal-Synchronimpuls 208 bzw. 216, ein beispielsweise durch ein Torsignal amplitudenmodulierter Impuls 210 bzw. und eine hintere Schwarzschulter 212 bzw. 220 auf.

Die vorderen und hinteren Schwarzschultern 2O6, 212 und 214, 220 des Videosignals 205 sind gegenüber einen durch eine gestrichelte Linie angegebenen NuIl-

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pegel in aufeinanderfolgenden RUcklaufperioden verschieden dargestellt. Dieser Pegelunterschied kann beispielsweise eine Folge des Fehlens einer Klemmschaltung sein, aber hat, wie es sich nachher herausstellen wird, auf die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung keinen Einfluss.

Von den weiteren .in Fig. 2 auftretenden Wellenformen stellt 227 den Strom dar, der über die weitere Torschaltung 29 durch die Stromquellenschaltung Ύdem Schwingungskreis 25 geliefert wird. Dieser Strom hat nur während der Zeitabschnitte t„ bis t^ bzw. t~ bis t_q einen von Null abweichenden Wert, weil in diesen Zeitabschnitten die weitere Torschaltung 29 durch den Torimpuls 241 leitend gemacht wird.

Die Wellenformen 228 und 230 stellen Anteile dar, in welche die Wellenform 227 zerlegt werden kann. Jeder dieser Anteile verursacht eine Spannung 232 bzw. 23^ am Schwingungskreis 25, die, zusammengestellt, zu einem Signal mit der Wellenform 223 führen, welches Signal die am Eingang 23 der Pufferstufe 21 auftretende Spannung darstellt.

Vom Signal 227 stellt die Wellenform 228 den unerwünschten Anteil dar, der durch den Augenblickspegel, aus dem der gewünschte Anteil 230 des Tonsignals sich jeweils zu erheben anfängt, verursacht wird.

Infolge des Aufbauens der Schaltungsanordnung hat dieser Anteil 228 keinen störenden Einfluss. Um dies zu erläutern ist die Spannungswellenform 232, die durch

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diesen Anteil 228 am Kreis 25 erzeugt wird, gesondert dargestellt. Der Schwingungskreis ist derart abgestimmt, dass die durch die im Zeitpunkt t„ bzw. t„ auftretende Flanke der Wellenform 228 angefangene Schwingung im Zeitpunkt tjL bzw. t_Q einen Nulldurchgang aufweist« Der infolge des gewünschten Stromanteils 230 verursachte Spannungsantexl 234 weist dann gerade jeweils, ein Maximum auf, dessen Amplitude der Amplitude der zugehörenden Stromimpulse proportional ist.

Das zusammengesetzte Signal 223 am Kreis 23 hat dadurch jeweils in den Zeitpunkten t. bzw. t„ einen · Wert 224 bzw. 226, der nur von der Amplitude des Schallimpulses und nicht von der Lage des Schwarzpegels des Videosignals abhängig ist. In diesen Zeitpunkten wird die Torschaltung 1-5 kurze Zeit leitend gemacht und zwar " mit dem Torsignal 237 * wodurch der Kondensator 11 in den betreffenden Zeitpunkten die Signalw.erte 224, 226 übernimmt und danach festhält. Das dadurch am Ausgang 9 entstandene Signal ergibt nach geeigneter Filterung das gewünschte demodulierte Tonsignal.

Es dürfte einleuchten, dass für den gewünschten Effekt im wesentlichen das Verhalten des Kreises 25 zwischen den Zeitpunkten t„ und t^ bzw. t und t„ von Bedeutung ist. Es wird sich herausstellen, dass es günstig ist, diesen Kreis ausserhalb der genannten Zeitabschnitte zu dämpfen. In einem Fall, wo die Zeilenzeit eine ganze Anzahl Male die Zeitdauer der genannten Zeitabschnitte hat, weist die Schwingung, die durch das Störsignal der

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vorhergehenden Zeilenzeit verursacht wird, in der nachfolgenden Zeilenzeit gerade im Auftrittszeitpunkt des Torsignals 237 wieder einen Nulldurchgang auf, und hat also keinen Einfluss« In diesem Fall könnte das Dämpfen fortgelassen werden.

Der etwaige Einfluss des Störanteils 228 in einer nachfolgenden Zeilenzeit ist weiter meistens' vernachlässigbar, wenn der Kreis 25 einen Qualitätsfaktor hat, der für ein günstiges Signal/Rauschverhältnis des Ausgangssignals am geeignetesten ist und zwischen anderthalb und drei, vorzugsweise bei zwei, liegt.

Der Störanteil 228, der im allgemeinen durch Verschiebung des Schwarzpegels infolge des Bildinhaltes entsteht, kann auch durch Signale beeinflusst werden, die nicht in das Videosignal gehören, wie beispielsweise Brumm- oder Uebersprechsignale. Auch derartige Signale haben bei dieser Schaltungsanordnung also keinen schädlichen Einfluss auf das demodulierte Signal.

Im Obenstehenden war der Schwingungskreis derart abgestimmt, dass der Zeitabschnitt "to~^2t ^einer halben Periode einer im Kreis erzeugten Ausschwingungserscheinung entsprach. Die Abstimmfrequenz des Kreises könnte auch derart gewählt werden, dass eine ganze Anzahl halber Perioden einer Schwingung im genannten Zeitabschnitt liegen würde. Dabei müssen die Auftrittszeitpunkte der Vorderflanken der Impulse 230 derart gegenüber den Torimpulsen 237 liegen, dass beim Auftreten dieser Impulse etwa die maximale Amplitude des gewünsch-

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ten Signals am Kreis 25 auftritt, d.h., dass dann eine Viertelperiode plus etwa eine ganze Anzahl Male einer halben Periode zwischen der genannten Flanke und dem betreffenden Torimpuls liegen muss.

Gewünschtenfalls darf der modulierte Impuls im Videosignal der anderen Seite zugewandt sein also der vom Bildsignal abgewandten Seite des Schwarzpegels.

Aus der Schaltungstechnik bekannte Erweiterungen, wie beispielsweise das Anwenden von Anzapfungen an einem Kreis oder die Anwendung von mehrfachen Kreisen können gewünschtenfalls auf angepasste Art und Weise auch in einer erfindungs gem§:ä s en Schaltungsanordnung verarbeitet werden.

An Stelle einer Stromquellenschaltung 7 kann auch eine Spannungsquellensehaltung verwendet werden» Gegebenenfalls kann der- Schwisiguagskreis 25 in. diesem Fall als Reihenkreis ausgebildet werden.

In Fig. 3 sind eatsprechende Teile mit -denselben Bezügszeichen wie in Figo 1 bezeichnet. Die Stromquellenschaltung 7 wird durch einen npn-Transistor 4-5 gebildet, dessen Emitter über einen Widerstand 47 geerdet ist und dessen Basis an der Anzapfung eines Spannungsteilers 4°-, 51 zwischen einer positiven Spannung + und Erde O liegt.

Die erste Torschaltung 15 enthält einen Feldeffekttransistor 53. dessen Torelektrode am Eingang 35 liegt, dem der Torimpuls 237 zugeführt wird und dessen Quellen- und Senkenelektrode am Kondensator 11 und am

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Ausgang 19 der Pufferstufe 21 liegen. Dieser Ausgang liegt am Emitter eines als Emitterfolger geschalteten, die Pufferstufe 21 bildenden npn-Transistors 55t dessen Kollektor an der positiven Speisespannung + und dessen Emitter über einen Widerstand 57 an Erde liegt. Die Basis liegt an der Anzapfung eines Spannungsteiler 59» 61 zwischen + und O und über einen Kondensator 63 am Kreis 25, der in diesem Fall andererseits an der positiven Spannung + liegt.

Der Kreis 25 ist weiter an den Kollektor eines npn-Transistors 65 angeschlossen, der die weitere Torschaltung 29 bildet und dessen Emitter am Kollektor des Transistors 45 liegt. Der Transistor 65 ist während der Zeitabschnitte tp - tr, t~ - t_Q infolge der positiven Impulse 241 an der Basis, die vom Ausgang 41 des Torsignalgenerators 49 herrühren, leitend. Während der restlichen Zeit ist der Transistor 65 gesperrt und der vom Stromquellentransistor 45 gelieferte Strom wird durch einen npn-Transistor 67 übernommen, dessen Emitter an dem des Transistors 65 liegt, dessen Kollektor an der positiven Spannung + und dessen Basis an einem Eingang kk liegt, der mit einem Ausgang k2 des Torsignalgenerators verbunden ist und an dem ein Impulssignal entgegengesetzter Richtung im Vergleich zu dem am Ausgang 41 entsteht.

Um keinen unerwünschten Gleichstromsprung

durch den Kreis 25 zu erhalten, wird während der Sperrung des Tortransistors 65 ein npn-Transistor 69 leitend ge-

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macht, dessen Kollektor am Kreis 25 liegt, dessen Emitter am Kollektor eines npn-Gleichstroraquellentransistors und dessen Basis am Eingang kh liegt. Die Basis des Transistors 71 liegt über einen Widerstand 73 an der Basis des Videosignalstromquellen transistors k-5 und ist wechselstrommässig durch, einen Kondensator 75 entkoppelt. Der Emitter des Transistors 71 liegt über einen Widerstand 77 am; Nullanschluss 0„ Der vom Transistor 71 über den Transistor 69 dem Kreis 25 bei gesperrtem Transistor 65 gelieferte Gleichstrom entspricht dadurch dem über den Transistor 65 bei nicht leitendem Transistor gelieferten Strom.

Während der Zeit, in der der Transistor 69 gesperrt ist, wird der vom Gleichstromquellentransistor 71 gelieferte Strom durch einen npn-Transistor 79 abgeführt, dessen Emitter an dem des Transistors 69 liegt, dessen Basis an der des Transistors 65 und dessen Kollektor an dem des Transistors 67 liegt.

Am Kreis 25 ist weiter eine Dämpfschaltung vorgesehen,· die aus einer Reihenschaltung aus einem Widerstand 81 und einem pnp-Transistor 83 besteht, dessen Basis über einen Widerstand 85 geerdet ist und weiter über einen Widerstand 87 und einen Kondensator an einem Ausgang 91 des Torsignalgenerators 39 liegt. An diesem Ausgang 91 tritt in den Zeitabschnitten t₁ - t , tg - t usw. ein positiver Impuls auf, der den Transistor 83 sperrt und die Dämpfung am Kreis 25 ausschaltet. Während der restlichen Zeit ist der Transistor 83 leitend,

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wodurch, der Kreis 25 durch den Widerstand 81 gedämpft ist.

Der Torsignalgenerator 39 enthält ein mit dem Eingang 1 gekoppeltes Amplitudensieb, von dem ein Ausgang 95 mit einem Eingang 91 eines monostabilen Multivibrators 99 verbunden ist, der durch die Vorderflanke der aus dem Videosignal ausgesiebten Horizontal-Synchronimpulse 208 erregt wird. Das Amplitudensieb 93 hat einen weiteren Ausgang 101, der an einem Eingang 103 eines Ablenksignalgenerators 105 liegt, dessen Ausgang 107 am obenstehend beschriebenen Ausgang 91 liegt.

Der monostabile Multivibrator 99 ^at zwei Ausgänge 109 und 111, die an den ebenfalls obenstehend erwähnten Ausgängen h\ und hZ liegen und die während der Zeitabschnitte t„ - t^, t- - t„ Impulse mit entgegengesetzter Polarität abgeben. Der Ausgang 111 let ttber ein differenzierendes Netzwerk 113» 115 mit einem Eingang eines Begrenzerverstärkers 119 verbunden, von dessen Ausgang 121 in den Zeitpunkten t^, t„ ein Abtastimpuls erhalten wird, der dem mit der Torelektrode des Feldeffekttransistors 53 verbundenen Eingang 35 zugeführt wird.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE;

/Tiλ Demodulationsschaltung zum Demödulieren eines amplitudenmodulierten Impulssignals, das in den Horizontal-Rücklaufzeiten eines Fernsehsignals auftritt, welche Demodulationsschaltung eine mit einem Videosignaleingang gekoppelte Torschaltung, deren Torsignaleingang mit einem Ausgang eines Torsignalgenerators gekoppelt ist, und eine mit einem Ausgang der Torschaltung gekoppelte Speicherschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang der genannten Torschaltung (15) mit einem Schwingungskreis (25) gekoppelt ist, der über eine weitere Torschaltung (29) mit dem Videosignaleingang (1) gekoppelt ist, von welcher weiteren Torschaltung (29) ein Torsignaleingang (43) mit einem Ausgang (41) des Torsignalgenerator (39) gekoppelt ist, an dem ein Torsignal entsteht, das einem am erstgenannten Torsignalausgang (37) auftretenden Torsignal vorhergeht, wobei die Periodenzeit des Schwingungskreises (25) und das Auftreten der genannten Torsignale derart aufeinander abgestimmt, sind, dass eine infolge der Durchlässigkeit der weiteren Torschaltung (29) im Schwingungskreis (25) erzeugte Schwingung beim Durchlässigmachen der ersten Torschaltung (15) einen Nulldurchgang aufweist» 2. Demodulationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Periodenzeit des Schwingungskreises (25) dem doppelten Wert der genannten Verzögerungszeit und dem vierfachen Wert der Impulsdauer

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des genannten Impulssignals entspricht.

3· Demodulationsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskreis einen Qualitätsfaktor hat, der zwischen 1,5 und 3 liegt und vorzugsweise praktisch gleich 2 ist.

h. Demodulationsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Schwingungskreis eine durch den Torimpulsgenerator (39) steuerbare Dämpfungsschaltung gekoppelt ist.