DE2339494C3

DE2339494C3 - Schaltungsanordnung zum Übertragen von Signalen an einen Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2339494C3
Application number: DE2339494A
Authority: DE
Inventors: David John Carlson; John Barrett George
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1976-01-02
Also published as: GB1437436A; JPS4960418A; FR2196093A5; JPS5415189B2; US3766313A; DE2339494A1; NL7310494A; DE2339494B2; IT988735B; CA986220A; AU5878973A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von Signalen an einen Fernsehempfänger, die an eine HF-Signalquelle angeschlossen ist und an ihrem Ausgang ein für die Speisung der Antennenanschlüsse des Fernsehempfängers geeignetes Signal erzeugt.

Mit einem Heimfemsehempfänger kann man außer den üblichen von den Fernsehsendestationen ausgestrahlten Programmen auch anderweitige Informationen wiedergeben. Beispielsweise kann man den Fernsehempfänger als Videostelle zum Anzeigen von alphanumerischen Zeichen, wie in der USA.-Patentschirft 3017 625 erläutert, oder für die Anzeige von Strich- oder Balkendiagrammen, wie in der USA.-Patentschrift 35 30 236 erläutert, oder zum Anzeigen der Rechenergebnisse eines Tischrechners verwenden. Bei solchen Anwendungen ist es häufig wünschenswert, daß an dem Fernsehempfänger selbst nur verhältnismäßig wenig Änderungen vorgenommen werden müssen, und zwar u.a. im Hinblick auf die damit verbundenen Kosten. Ein möglicher Weg zur Lösung dieses Problems besteht darin, daß man die von deir Hilfe- oder Zusatzschaltung erzeugten Signale einem HF-Träger aufmodufiert und den modulierten Träger den Antennenanschlüssen des Fernsehempfängers zuleitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der ein von einer Trägerquelle stammender HF-Träger so moduliert werden kann, daß durch Verarbeitung des modi'lierien Trägers in einem Fernsehempfänger auf dessen Bildschirm Zeichen wie Zahlen od. dgl. dargestellt werden können.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine an die HF-Signalquelle angekoppelte erste Dämpfungsanordnung, die am Ausgang ein HF-Signal mit einem dem Synchronisations-, dem Schwarz- oder dem Weißpegel entsprechenden Bezugspegel, der vom Pegel des von der HF-Signalquelle erzeugten HF-Signals abhängt, erzeugt; und durch eine schaltergesteuerte Dämpfungsanordnung, die in Abhängigkeit von Steuersignalen die Dämpfung der ersten Dämpfungsanordnung verändert, derart, daß zwei den beiden anderen der drei Pegel entsprechende Pegel, die in festen Leistungsverhältnissen zum Bezugspegel stehen, erzeugt werden.

Es wird also ein HF-Signal beliebiger Stärke oder Amplitude mit einem von nur drei verschiedenen relativen Pegeln moduliert. Zwei dieser Pegel können dabei z. B. Schwarz und Weiß entsprechen, während der dritte Pegel für Synchronisationszwecke dienen kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltschema eines Systems mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 2 ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltschema eines Teils der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 Signalverlaufsdiagramme, die das Verständnis der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 erleichtern und

F i g. 4 bis 6 Ersatzschaltbilder, die der Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 dienen.

Fig. 1 veranschaulicht eine typische Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Der Fernsehempfänger 10 ist ein herkömmliches Heimfernsehgerät. Der Tischrechner 12 arbeitet wie zahlreiche derzeit allgemein verfügbare Modelle von Rechengeräten. Die Erfindung bezieht sich auf die

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HF-Umsetzerstufe 14, die das vom Tischrechner 12 erzeugte Digitalsignal in eine für die Speisung der Antennenanschlüsse des Fernsehempfängers geeignete Form umsetzt. Die dabei erhaltenen Signale werden dem Empfänger über ein 75-Ohm-Koaxialkabei 16 zugeleitet. Bei manchen Empfängern ist die Kabelimpedanz der Eingangsimpedanz des Empfängers angepaßt. Bei anderen Empfängern kann man empfängerseitig einen einfachen Anpassungstransformator (nicht gezeigt) für die erforderliche Impedanz- Wandlung vorsehen.

Der Tischrechner, der in herkömmlicher Weise arbeitet, ist in F i g. 2 im Blockschaltschema dargestellt. Er enthält einen Normalimpuls-oder Taktgeber 20, der sämtliche übrigen Schaltungseinheiten steuert. Beim Drücken von Tasten auf der Tastatur 22 und unter Steuerung durch den Taktgeber 20 werden binärcodierte Zeichen an Speicherschaltungen wie Schieberegister od. dgl. übertragen. Diese Zeichen werden dann vom Rechenwerk so verarbeitet (addiert, subtrahiert oder anderweitig behandelt), daß die von den durch die Tastatur gegebenen Befehlen verlangten Resultate erzeugt werden. Mittels dieser Resultate werden dann die für die Modulation des HF-Trägers erforderlichen Signale erzeugt, wie noch erläutert wird. Diese Signale können von einem Zeichengenerator synchron mit der Wiedergabe des Fernsehempfängers abgelesen werden.

Der Taktgeber 20 steuert auch die Synchronisierschaltungen 24, die die für die Synchronisation des Fernsehempfängers benötigten Signale erzeugen. Bekanntlich haben diese Synchronisiersignale die Horizontal- und die Vertikalsynchronisierfrequenz des Fernsehempfängers. Die Form dieser Signale ist allgemein bekannt und beispielsweise in der Veröffent-Hebung »Reference Data for Radio Engineers«, 5. Auflage, Fig. 19, S. 28-14, Howard W. Sams & CoI, Inc., Indianapolis, Indiana, 1968, angegeben. Die vorliegende F i g. 3 veranschaulicht die Verwendung des Synchronsignals in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Der HF-Umsetzer 14 in Fig. 1 enthält eine HF-Quelle, den Oszillator 26 in Fi g. 2, mit einer Schwingungsfiequenz, die einem der Fernsehkanäle, vorzugsweise einem unbenutzten Kanal, entspricht. Beispielsweise kann die Frequenz 61,25 MHz, das ist die Bildträgerfrequenz für den Kanal 3, sein. Der Oszillator ist an eine Schaltung angeschlossen, die an ihrem Ausgang (der an das Kabel 16 angeschlossen ist) ein HF-Signal in noch zu beschreibender Weise erzeugt. Diese Schaltung enthält ein Eingangs-Pi-Dämpfungsglied mit einem Längswiderstand 32 und zwei Querwiderständen 34 und 36. Diesem Pi-Dämpfungsglied ist eine erste Dämpfungsanordnung in Form der Reihenschaltung zweier Widerstände 38 und 40 und eines Gleichstrom-Sperrkondensators 42 nachgeschaltet. Parallel zu dieser Reihenschaltung liegt eine schaltergesteuerte Dämpfungsanordnung mit einer ersten Diode Dl. Der Zeichengenerator im Block 23 ist über eine zweite Diode D 2 und einen Widerstand 44 (der ebenfalls zur schaltergesteuerten Dämpfungsanordnung gehört) an den Verbindungspunkt der Widerstände 38 und 40 angeschlossen. Die Diode D 2 ist für die Hochfrequenz durch einen Kondensator 70 überbrückt. Die Synchronisierschaltungen 24 sind über einen Widerstand 46 an den Verbindungspunkt 48 zwischen dem Kondensator 42 und der Anode der Diode Dl angeschlossen. Ein Kondensator 71 bildet eine hochfrequenzmäßige Masseableitung für den Widerstand 46. Die Ausgangsseite des gesamten Netzwerks wird durch ein Pi-Dämpfungsglied mit einem Gleichstrom-Sperrkondensator 50, einem Langswiderstand 52 und Querwiderständen 54 und 46 gebildet. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung wird vom Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 52 und 54 sowie Masse abgenommen. Ein Schalter 56 dient einfach zum Abschalten der gesamten Schaltungsanordnung vom Fernsehempfänger, wenn dieser für den üblichen Fernsehempfang verwendet werden soll. Wenn die DiodeDl leitet (d.h. der durch die DiodeDl gebildete Schalter geschlossen ist), ist die zur Reihenschaltung der Widerstände 38 und 40 und des Kondensators 42 parallelliegende Impedanz verhältnismäßig niedrig. Diese Impedanz könnte natürlich da durch erhöht werden, daß man in Reihe mit der Diode D1 eine zusätzliche Impedanz (nicht gezeigt) schaltet.

Damit für den Fernsehempfänger die richtige Modulation für die Wiedergabe von alphanumerischen Zeichen bereitgestellt wird, sollte das Signal auf dem Träger die bei A in F i g. 3 dargestellte Form haben. Der eiste Teil des Signalverlaufs bei 60 umfaßt das übliche Fernseh-Zeilensynchronisationssignal (Horizontalsynchronisiersignal). Es besteht aus einem Synchronsignal verhältnismäßig kurzer Dauer, das einem Schwarzpegelsignal längerer Dauer überlagert ist. Dabei kann der Schwarzpegel ungefähr 2,5 db und der Weißpegel ungefähr 18 db unter dem Synchronpegel liegen.

Während des Horizontalzeilenintervalls (Hinlaufs) wechselt die Modulation zwischen zwei Pegeln, deren höherer Schwarz und deren niedrigerer Weiß anzeigt. Das durch Demodulation des Trägers im Fernsehempfänger erhaltene Videosignal, das dem in Fig. 3 tatsächlich gezeigten Verlauf entsprechen sollte, besorgt nach Verstärkung die erforderliche Intensitätsmodulation des Elektronenstrahls der Bildröhre des Fernsehempfängers, so daß auf dem Bildschirm weiße Punkte oder Marken erscheinen, welche die Zeichen bilden oder aufbauen.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Modulation entsprechend A in F i g. 3 dadurch erhalten, daß die Dioden Dl und D 2 entsprechend den Synchronisiersignalen S und Weißpegelsignalen W, die von der steuernden Anordnung, nämlich den Schaltungen 24 bzw. 23 geliefert werden, leitend gemacht oder gesperrt werden. Die Dioden können durch eine positive Gleichspannung, die am Ausgang des HF-Oszillators 26 ansteht, normalerweise etwas sperrgespannt sein, obwohl dies nicht wesentlich ist. Während des Zeitintervalls t_n bis f, in Fig. 3 kann das von der Schaltung 23 erzeugte Weißpegelsignal 0 Volt, entsprechend dem Binärwert »0«, betragen, so daß die Diode D 2 gesperrt ist. F i g. 5 zeigt das Ersatzschaltbild unter diesen Voraussetzungen. Die Dioden Dl und D 2 wirken als geöffnete Schalter und sind im wesentlichen ausgeschaltet. Das HF-Signal folgt daher dem Leitungsweg über die Widerstände 38 und 40. Die Eingangswiderstände 32, 34 und 36 bilden einfach ein Dämpfungsglied zur Impedanzanpassung, und ebenso bilden die Widerstände 46, 52 und 54 ein Dämpfungsglied zur Impedanzanpassung. Sie isolieren die Schaltung von der HF-Quelle mit dem Oszillator 26 sowie vom Fernsehempfänger 10, d. h. sowohl der Oszillator 26

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als auch der Fernsehempfänger 10 liegen an einer darin, daß Schwankungen im Leistungspegel des HF-festen impedanz. Die Kondensatoren 42 und 50 die- Oszillators 26 sich auf das Arbeiten der Schaltungsnen einfach zur Entkopplung für Gleichströme. anordnung nicht nennenswert auswirken. Unabhängig

Wenn die Schaltungsanordnung in der in F i g. 5 von der Ausgangsleistung (innerhalb vernünftiger

veranschaulichten Weise arbeitet, liegt das erzeugte 5 Grenzen) stellt die Schaltungsanordnung einen Be-

HF-Signal ungefähr 2,5 db unter einem Bezugspegel zugspegel her, der im vorliegenden Fall der Syn-

und kann einen Spannungswert von z. B. 4,5 mV chronpegel ist. Die anderen beiden Ausgangspegel

haben. (Geeignete Bemessungswerte für die Schal- werden dann auf diesen Bezugspegel bezogen, wobei

tungselemente werden später angegeben.) Dieser der eine, der Schwarzpegel, um 2,5 db unter dem Be-

Spannungswert entspricht dem Schwarzpegel im Si- io zugspegel und der andere, der Weißpegel, um 18 db

gnal 60. Der Bezugspegel ist der Synchronpegel im unter dem Bezugspegel liegen. All dies wird mit ver-

Signalverlauf A nach F i g. 3. hältnismäßig geringem Schaltungsaufwand erreicht,

Während des Intervalls von f, bis t₂ in F i g. 3 be- nämlich mit als Dämpfungselemente arbeitenden

liefern die Synchronisierschaltungen 24 die Schal- Widerständen und mit als Schalter arbeitenden

tungsanordnung mit einem positiven Pegel + V, ent- 15 Dioden, die bestimmen, welche Dämpfungselemente

sprechend dem Binärwert »1«. Die Spannungsampli- eingeschaltet sind.

tudc reicht aus, um die Diode D1 leitend zu ma- Ferner wirken sich Schwankungen in den Pegeln chen. Dies wirkt sich dahingehend aus, daß ein den der steuernden Signale W und S, innerhalb vernünf-Leitungsweg 38, 40, 42 überbrückender Schalter ge- tiger Grenzen, auf das Arbeiten der Schaltungsschlossen wird. Während des gleichen Zeitintervalls 20 anordnung nicht aus. Es ist lediglich erforderlich, f, bis f., beliefert die Schaltung 23 die Diode Dl daß die Steuersignalamplitude ausreichend groß ist, weiter mit einer Spannung von 0 Volt, so daß die so daß die Diode einen annehmbaren Strom leitet.
Diode Dl gesperrt bleibt. Das Ersatzschaltbild nach Wie bereits angedeutet, ist die Erfindung nicht auf F i g. 4 veranschaulicht die sich ergebende Wirkungs- die Wahl des Synchronpegels als Bezugspegel beweise. Das HF-Signal folgt jetzt einem niederohmigen 25 schränkt. Man könnte stattdessen z.B. auch den Weg, so daß das HF-Signal einen höheren Pegel, bei- Weißpegel wählen und Dämpfungsnetzwerke ausspielsweise von 6 mV, hat. Dies entspricht dem Syn- oder einschalten (je nachdem, ob in Längs- oder chronpegel des Signals 60 in F i g. 3 und ist in diesem Querwegen), so daß Signale mit den gewünschten Fall der Bezugspcgel von 0 db. festen Beziehungen zum Bezugspegel erhalten wer-

Während des Zeitintervalls /₄ bis t₅ in F i g. 3 wird 30 den, und zwar unabhängig von Schwankungen der

ein Weißpegelsignal erhalten. Dies wird dadurch er- HF-Leistung.

reicht, daß das Synchronisiersignal S auf 0 Volt ge- Nachstehend sind, jedoch lediglich beispielsweise, halten und dadurch die Diode D1 gesperrt wird und typische Bemessungswerte und Kenndaten für Schaldaß die Diode D2 mit einem Weißpegelsignal W be- tungselemente der Anordnung nach Fig. 2 angeaufschlagt wird, das um + V Volt positiv ist. Durch 35 geben,
dieses relativ positive Signal wird die Diode D 2 leitend gemacht. Widerstände 32 und 52 68 Ohm

Fi g. 6 zeigt das Ersatzschaltbild für die sich er- Widerstände 34, 36, 46 und 54 .. 100 Ohm

gebende Wirkungsweise. Zwischen dem Verbindungs- Widerstände 38 und 40 !5 Ohm

punkt der Widerstände 38 und 40 einerseits und 4° Widerstand 44 10 Ohm

Masse andererseits besteht jetzt ein Nebenschlußweg. Kondensatoren 42, 50, 70 und 71 0,001 Mikro-

Dadurch wird ein Teil des HF-Signals nach Masse farad

abgeleitet und der Pegel des Ausgangssignals um un- Dioden D1 und Dl Typ BA-136

gefahr 18 db gegenüber dem Synchronsignalpegel

herabgedrückt. Bei einem Synchronsignalpegel von 45 Die die Signale S und W führenden Leitungen sine

6 mV beträgt dieser niedrige Pegel 0,8 mV und ent- vorzugsweise ebenso wie die Leitungen vom Oszilla

spricht dem Weißpegel. tor und zu den Antennenanschlüssen abgeschirmt

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht um die HF-Abstrahlung zu verringern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von Signalen an einen Fernsehempfänger, die an eine HF-Signalquelle angeschlossen isFund an ihrem Ausgang ein für die Speisung der Antennenanschlüsse des Fernsehempfängers geeignetes Signal erzeugt, gekennzeichnet durch eine an die HF-Signalquelle angekoppelte erste Dämpfungsanordnung (38, 40, 42), die am Ausgang ein HF-Signal mit einem dem Synchronisations-, dem Schwarz- oder dem Weißpegel entsprechenden Bezugspegel, der vom Pegel des von der HF-Signalquelle erzeugten HF-Signals abhängt, erzeugt; und durch eine schaltergesteuerte Dämpfungsanordnung (Dl, D 2, 44), die in Abhängigkeit von Steuersignalen (S, W) die Dämpfung der ersten Dämpfungsanordnung verändert, derart, daß zwei den beiden anderen der drei Pegel ent- »prechende Pegel, die in festen Leitungsverhältnissen zum Bezugspegel stehen, erzeugt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dämpfungsanordnung (38, 40, 42) ein Netzwerk mit einem zwischen die HF-Signalquelle (26) und die Antennenanschlüsse gekoppelten Längszweig gegebener Impedanz enthält; daß die schaltergesteuerte Dämpfungsanordnung einen an den Längszweig angekoppelten Querzweig (44), ein mit dem Längszweig parallelgeschaltetes erstes Schalterelement (Dl) und ein in Reihe mit dem Querzweig liegendes zweites Schalterelement (D 2) enthält und daß eine Steueranordnung (23, 24) vorgesehen ist, die in einem ersten Fall lediglich das erste Schalterelement (Dl) schließt, derart, daß die Schaltungsanordnung an den Antennenanschlüssen das Bezugspegelsignal mit einem ersten, relativ hohen, dem Synchronisationspegel entsprechenden Pegel erzeugt, die in einem zweiten Fall beide Schalterelemente (Dl, Pl) geöffnet hält, derart, daß an den Antennenanschlüssen ein Signal mit einem zweiten Pegel, der niedriger als der Synchronisationspegel ist und dem Schwarzpegel entspricht, erzeugt wird, und die in einem dritten Fall lediglich das zweite Schalterelement (D 2) schließt, derart, daß an den Antennenanschlüssen ein Signal mit einem dritten Pegel erzeugt wird, der niedriger ist als sowohl der Synchronisationspegel als auch der Schwarzpegel und dem Weißpege! entspricht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalterelemente (Dl, D 2) Dioden sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längszweig und der Querzweig jeweils einen oder mehrere Widerstände enthalten.