DE2317403A1

DE2317403A1 - Diodentorschaltung

Info

Publication number: DE2317403A1
Application number: DE2317403A
Authority: DE
Inventors: Takashi Okada; Hiroyuki Sumiya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1973-10-18
Also published as: AU476547B2; FR2179242B1; NL7304819A; FR2179242A1; DE2317403B2; AU5408873A; IT983698B; CA1006235A; GB1426627A; BR7302501D0; JPS48102916A; DE2317403C3; US3840754A; SE391622B

Description

It 2456

SONY CORPORATION Tokvo / Japan

Diodentorschaltung

Die-Erfinduna bezieht sich allgemein auf eine Diodentorschaltung und insbesondere auf eine Torschaltung, die sich zur Verwendung in einem integrierten Schaltkreisnetzwerk eignet.

Diodentorschaltungen werden vielfach als Signaldetektorkreis, als Signalabtastkreis, als Phasenkomparatorkreis und als Phasendetektorkreis usw. verwendet.

Fernsehempfänger verwenden z.B. solch einen-Phasenkomparatorkreis in einem automatischen Frequenzsteuerkreis für einen Horizontaloszillator oder solch einen Phasendetektorkreis zur Demodulation von Farbsignalen.

Die üblichen Schaltungsnaordnungen haben jedoch Diodentorschaltungen, die üblicherweise mehrere Kondensatoren benötigen, deren Kanazitätswert relativ groR ist. Wenn solche Schaltungsanordnungen als integrierte Schaltkreise auszubilden sind,müssen zahlreiche externe Anschlüsse zur Anschaltung einer Anzahl von externen Kondensatoren großer Kapazität vorgesehen werden.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde_r eine Diodentorschaltung zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und sich zur Verwendung in einem integrierten Schaltkreis eignet.

Die Diodentorschaltung gemäß der Erfindung weist ,vier Dioden auf, die als Brückenschaltung angeordnet sind, wobei ein Signaleingangsanschluß und ein Signaläusgangsanschluß mit zwei gegenüberliegenden Verbindungspunkten verbunden sind;.

Solch eine Schaltungsanordnung von Dioden ist in der US-PS 3 678 185 beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen unterscheiden sich von denen der US-PS 3 678 185 dadurch, daß je eine Konstantstromschalteinrichtung an einen von zwei gegenüberliegenden Verbindungspunkten der Brückenschaltung "angeschlossen sind, und daß, wenndie Brückenschaltung durch die zwei Schalteinrichtungen in Betrieb genommen wird, die absolute Größe des Ausgangsstroms unabhängig von der Größe -des Eingangssignals konstant gehalten wird.

Daher arbeiten die Kreise in Übereinstimmung mit dem positiven oder negativen Anteil des Eingangssignals symmetrisch.

Wenn daher die Diodentorschaltung als AFC-Kreis in einem Horizontaloszillator eines Fernsehempfängers verwendet wird, kann das Ausgangssignal mit verbessertem Signal/ Rauschverhältnis erhalten werden, und da außerdem die absolute Größe des Ausgangssignals nicht von der Größe des Eingangssignals beeinflußt wird, kann die Schaltung mit konstantem Leistungsverbrauch bzw. relativ geringem Leistungsverbrauch entworfen werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fiaur 1 ein theoretisches Schaltbild einer Diodentorschaltung gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein theoretisches Schaltbild, bei der die Diodentorschaltung als Phasendetektorkreis verwendet ist, und

Figur 3 und 4 Schaltbilder, bei denen die Diodentorschaltung gemäß der Erfindung als AFC-Kreis bei der Horizontalabtastung eines Fernsehempfängers verwendet ist.

Fig. 1 zeigt ein theoretisches Schaltbild einer Diodentorschaltung gemäß der Erfindung, in der mit D , D₀, D_ und D. die Dioden, die eine Diodenbrückenschaltung bilden, mit S„ eine Sicrnalouelle, mit Ι^_Ί und I_„ ein erster und zweiter

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Konstantstromschalter, mit T, ein Eingangsanschluß und mit T_n ein Ausgangsanschluß bezeichnet sind.

^T"7ie Fig. 1 zeigt, sind der erste und zweite Konstantstromschalter I und I „, die miteinander mechanisch gekuppelt sind, mit zwei gegenüberliegenden Verbindungspunkten der Diodenbrückenschaltung verbunden, während ein Signaleingangskreis und ein Signalausgangskreis mit den anderen beiden gegenüberliegenden Verbindungspunkten der Brückenschaltung verbunden sind. Der erste und zweite Konstantstromschalter T und I „ werden mit einem Steuersignal so gesteuert, daß sie zugleich ein- und ausgeschaltet sind.

Wenn die Konstantstromschalter I_n1 und I₀„ beide ausgeschaltet sind, wird ein Eingangssignal e. nicht auf den

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AusgangsanschluR T übertragen. Wenn die Konstantstromschalter I_n, und I_n- durch einen Abtastimpuls bzw. ein Synchronisiersignal eingeschaltet werden, um als Konstantstromkreise zu wirken, arbeiten die jeweiligen Dioden D bis D. als Stromschalter für das Eingangssignal e. , um ein abgetastetes Signal zu dem Ausgangsansohluß T_n zu übertragen.

Wenn bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung die Ströme der Konstantstromschalter I_n und I „ gleich gewählt werden, gelangt ein Steuerstrom, der die Diodentorschaltung ein- oder ausschaltet nicht zur Ausgangsseite der Diodentorschaltung, um das Eingangssignal richtig und zwangsläufia zu der AusgangsSeite zu übertragen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die in Fig. 1 gezeigte Schaltung als Phasendetektorkreis verwendet wird; in Fig. 2 bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. JL gleiche Elemente. Bei der Aus führung s form der Fig. ist ein Kondensator C₁ zwischen den Ausgangsanschluß .T-.- und Erde geschaltet. Nimmt man an, daß eine Spannung der Sianalquelle S-, mit einer bestimmten Phase mit V. und die

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Anfangsladespannung des Kondensators C , wenn die Konstantstromschalter I und I^ eingeschaltet werden, mit V bezeichnet wird, so ergibt sich die folgende Arbeitsweise:

(1) Für den Fall* daß V. ^> V ist:

Ein Konstantstrom I_n fließt von der ersten Konstantstromauelle I_n- in den Kondensator C,, um ihn auf die Spannung V. des Eingangssignals zu diesem Zeitpunkt zu laden. Inzwischen führt die Signalauelle S_ den zweiten Konstantstromschalter I „ den konstanten Strom I zu. ** , . .

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(2) Für den Fall daß V. < V ist:

Die in dem Kondensator C gespeicherte Ladung wird zu dem zweiten Konstantstromschalter I „ entladen, um dessen Spannung gleich der Spannung V. des Eingangssignals gleichzumachen. Der Entladestrom wird von dem zweiten Konstantstromschalter I „ als der konstante Strom I gesteuert. Inzwischen führt der erste Konstantstromschalter I der Signalquelle S_r den konstanten Strom I zu.

Somit erhält man bei dem Phasendetektorkreis der ^ig. ι stets eine Ausgangsspannung gleich der Spannung V. des Eingangssignals an dem Ausgangsanschluß T . Wenn in dem Phasendetektorkreis die Ströme der Konstantstromschalter I und I einander gleich gewählt werden, ist der Phasendetektorkreis symmetrisch und erzeugt an seinem Ausgangsanschlu!
signal enthält.

I und I einander gleich gewählt werden, ist der ³hasendetek
Ausgangsanschluß T ein Ausgangssignal, das kein Fehler-

Fig. 3 zeigt eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäRen Schaltungsanordnuna als AFN-Kreis bei der Horizontalabtastung eines Fernsehempfängers; gleiche Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnen gleiche' Elemente. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 bilden ein PNP-Transistor Q₁ und ein NPN-Transistor Q„ den ersten und zweiten Konstantstromschalter I und I und ein NPN-Transistor O- dient als Fin-Aussteuertransistor für die Transistoren 0 und 0„. Dies bedeutet, daß die Kollektorelektrode des Transistors 0 mit einem Verbindungspunkt a einer Diodenbrückenschaltung verbunden ist, die aus den Dioden D bis D / besteht. Die Dioden D und D„ und die Dioden D_. und D. sind in Reihe in Durchlaßrichtung geschaltet und die beiden Diodenreihenschaltungen sind mit der gleichen Polarität in Reihe geschaltet. Der Emitter des Transistors 0 ist über einen Widerstand R mit einer Spannungsquelle +B verbunden. Der Kollektor des

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Transistors Q ist rait einem Verbindungspunkt B der Diodenbrückenschaltung verbunden, der dem Verbindungspunkt A gegenüberliegt, während sein Emitter über einen Widerstand R₂ geerdet ist. Der Transistor Q ist an seinem Kollektor mit dem Emitter des Transistors Q₁ verbunden, an seinem Emitter mit dem Emitter des Transistors Q_ und an .seiner Basis mit einem Steuersignaleingangsanschluß T .

Die Basiselektroden der Transistoren Q und Q sind mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R^. und R. bzw. R. und R verbunden. Die Widerstände R₃ bis R₅ sind in Reihe zwischen die Spannungsquelle +B und Erde geschaltet, um die Transistoren Q₁ und Q mit konstanten Spannungen vorzuspannen. Der Eingangsanschluß T. ist mit einem Verbindungspunkt der Diodenbrückenschaltung über einen Widerstand R. verbunden und ein Kondensator C„ ist zwischen

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den Verbindungspunkt e und Erde geschaltet. Der Widerstand R^ und der Kondensator C₀ bilden einen Integrierkreis. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₇ und R„, die in Reihe zwischen die Spannungsquelle +B und Erde geschaltet sind, ist mit dem Verbindungspunkt e der Diodenbrückenschaltung verbunden. Ein Widerstand R ist zwischen die gegenüberliegenden Verbindungspunkte e und f der Diodenbrückenschaltung geschaltet.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Schaltungsanordnung wird ein horizontaler Rücklauf-impuls, der auf den Eingangsanschluß T. gegeben wird, von dem Integrierkreis, der aus dem Widerstand R,. und dem Kondensator C_ besteht, integriert, um eine Sägezahnspannung zu bilden. Die so erhaltene Sägezahnspannung wird der durch die Widerstände R₇ und Rq geteilten Vorspannung überlagert und dann auf den Verbindungspunkt e der Diodenbrückenschaltung ge- ;. geben. Wenn der Steuersignaleingangsanschluß T ein horizontales Synchronisiersignal negativer Polarität zu diesem Zeitpunkt erhält, wird der Transistor Q₃ während

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der Periode eines jeden Synchronisierimpulses gesperrt, um die Transistoren Q₁ und Q„ zu öffnen. Daher wird die während der Periode eines jeden Synchronisierimpulses zugeführte Sägezahnspannung an dem Ausgangsanschluß T erhalten. Das so erhaltene Abtastsignal kann integriert werden, um ein Steuersignal zu Steuerung der Schwingungsfrequenz eines Horizontaloszillatorkreises zu erzeugen. Der Widerstand R dient zur übertragung der von den Widerständen R_ und R„ erzeugten Vorspannung und der mittleren Spannung des Eingangssignals auf die Ausgangsseite der Schaltungsanordnung während der Zeitperioden außer der Zeitperiode eines jeden Synchronisierimpulses und ist kein unerläßliches Element, ist jedoch für den oben erwähnten AFN-Kreis zweckmäßig, insbesondere, wenn das Steuersignal nicht vorhanden ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Figuren gleiche Bauteile bezeichnen. Bei dieser Ausführungsform ist der Transistor Q_ zwischen die Basis der Transistoren Q₁ und Q₅,die den ersten und zweiten Konstantstromschalter X₀₁ und I bilden, anstelle des Widerstands R. im Falle der Ausführungsform der Fig. 3 geschaltet. Der übrige Aufbau und die Arbeitsweise dieser Ausführungsform sind im wesentlichen gleich denen der in Fig, 3 gezeigten Ausführungsform, so daß die Beschreibung unterbleiben kann.

Bei der oben beschriebenen Diodentorschaltung gemäß der Erfindung kann ein Fehler in den Strömen der Konstantstromschalter I und I₀₂ durch relative Fehler der Widerstände zur Einstellung.des Stromwertes verursacht werden. Wenn jedoch die Schaltungsanordnung als integrierter Schaltkreis ausgebildet wird,können die relativen Fehler der Widerstände vergleichsweise niedrig gehalten werden. Daher kann der Stromfehler stark vermindert werden,was bedeutet,daß sich die Erfindung vorzugsweise für einen integrierten Schaltkreis^ eignet. ^

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Claims

Patentansprüche

. 1.) Diodentor schaltung, gekennzeichnet durch einen ersten und zweiten Kreis, die parallel geschaltet sind und mehrere, in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltete Dioden auf v/eisen, eine erste und zweite Konstantstromschalteinrichtung, wobei die erste Schalteinrichtung, der parallel geschaltete erste und zweite Kreis und die zweite Schalteinrichtung zwischen zwei Spannungsauellenanschlüssen in Reihe geschaltet sind, eine Steuereinrichtung zur gleichzeitigen Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtung, so daß diese den gleichen Leitungszustand annehmen, eine Einrichtung zum Anlegen eines Eingangssignals an einen Verbindungspunkt zwischen den in Reihe geschalteten Dioden des ersten Kreises, und eine Einrichtung zur Abnahme eines Ausgangssignals von einem Verbindungspunkt zwischen den in Reihe geschalteten Dioden des zweiten Kreises.
2. Torschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine kapazitive Einrichtung zwischen dem Verfoindungspunkt des zweiten Kreises und einem der Anschlüsse der Spannungsauelle.
3. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Steuersignalauelle zur Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtung aufweist.
4. Torschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Widerstandseinrichtung zwischen dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kreises.

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5. Torschaltung nach AnsToruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal eine Freauenz und Phase entsprechend denen des Eingangssignals hat.
6. Torschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung einen ersten Transistor und die zweite Schalteinrichtung einen zweiten Transistor aufweist, die beide von dem Steuersignal gesteuert werden.
7. Torschaltung nach Ansnruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor eine erste, zweite und- dritte Elektrode haben, und daß der Pfad zwischen den zweiten und dritten Elektroden in der Reihenschaltung der ersten und zweiten Schalteinrichtung und dem parallel geschalteten ersten und zweiten Kreis liegen, und daß den ersten Elektroden zugleich das Steuersignal zugeführt wird.
8. Torschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor eine erste, zweite und dritte Elektrode haben, und daß der Pfad zwischen den zweiten und dritten Elektroden in der Reihenschaltung der ersten und zweiten Schalteinrichtung und dem parallel geschalteten ersten und zweiten Kreis liegen, und daß den zweiten Elektroden zugleich das Steuersignal zugeführt wird.
9. Torschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor entgegengesetzte Leitfähigkeit haben. .
10. Torschaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Elektrode die Basis, der Emitter und der Kollektor der jeweiligen Transistoren sind.

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