DE2343533C3

DE2343533C3 -

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Publication number: DE2343533C3
Application number: DE19732343533
Authority: DE
Priority date: 1972-08-31
Filing date: 1973-08-29
Publication date: 1977-09-08

Description

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Die Erfindung betrifft eine Modulatorschaltung für Fernsehgeräte zur Umsetzung eines Synchronimpulsanteile enthaltenden Videosignais und eines Tonimormationssignals, die von einem Abspielgerät für gespeicherte Nachrichtensignale kommen, in ein moduliertes Ausgangsträgersignal, mit einem Frequenzmodulator zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Toninformationssignals und mit einem Amplitudenmodulator zur Modulation eines HF-Trägers mit dem Videosignal und dem frequenzmodulierten Toninformationssignal.

Videoabspielgeräte, wie Videobandgeräte und Bildplattenspieler für den Hausgebrauch sollen sich möglichst an den Antennenanschluß eines Fernsehempfängers anschließen lassen. Damit dies möglich ist, muß das Videoabspielgerät jedoch die Sendung eines Fernsehrundfunksenders nachbilden. Die Normen für solche Sendungen sind national und teilweise international festgelegt.

In einer Fernsehrundfunkstation werden gewöhnlich zwei Modulatoren oder Sender verwendet, um ein Fernsehsignal, das sowohl Bild- als auch Toninformation enthält, auszustrahlen. In einem ersten Sender wird ein hochfrequentes Trägersignal mit der Videosignalinformation amplitudenmoduliert. Dieser Sender enthält gewöhnlich Filterschaltungen, um das modulierte Bildträgersignal in ein normgerechtes Restseitenbandsignal umzuwandeln. Mit dem Tonsignal wird in einem zweiten Sender ein weiteres Signal frequenzmoduliert. Das frequenzmodulierte Signal wird dann auf eine vorgegebene Frequenz vervielfacht, die 4,5 MHz über der Frequenz des hochfrequenten Bildträgers liegt. Das mit dem Videosignal amplitudierte hochfrequente Trägemgnal und das mit dem Tonsignal frequenzmodulierte hochfrequente Trägersignal werden dann entweder kombiniert und einer gemeinsamen Sendeantenne zugeführt, oder über getrennte Sendeantennen ausgestrahlt.

Aus den »Grundig Technische Informationen« vom April 1961 (vgl. Seiten 210 bis 212 und Seite 219) ist eine Einrichtung bekannt, die zur Nachbildung eines solchen Signalgemischs. ein Toninformationssignal in einem Frequenzmodulator einer Tonträgerfrequenz aufmoduliert und diesen frequenzmodulierten Tonträger anschließend mit der Videoinformation aus einer Fernsehkamera vereinigt. Diese Vereinigung erfolgt in einer Mischstufe, die an einem Eingang das frequenzmodulierte Toninformationssignal und an einem anderen Eingang die Videoinformation empfängt, die bereits als amplitudenmoduliertes HF-Signal aus der Kamera vorliegt. Man hat also hier den Aufwand von im Grunde zwei Amplitudenmodulatoren, deren erster das HF-Bildsignal in der Apparatur der Kamera erzeugt und deren zweiter, als Mischstufe ausgebildet, im HF-Signal noch die Tonin Formation zusetzt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 48 252 ist es aber auch bekannt, zur Umsetzung eines Videosignals und eines Toninformationssignals, die von einem AbspielgerSt für gespeicherte Nachrichtensignale kommen, eine Modulatorschaltung der eingangs beschriebenen Art zu verwenden, d. h. einen einzigen HF-Modulator sowohl für die Bild-als auch die Toninformationssignale. Nachdem die besagte Offenlegungsschrift keine näheren Einzelheiten über den Aufbau dieser Modulatorschaltung offenbart, ist damit zu rechnen, daß bei dieser Schaltung die (z. B. aus der USA-Patentschrift 35 48 085) bekannten Schwierigkeiten auftreten, nämlich daß bei der Amplitudenmodulation eines hochfrequenten Trägersignals durch ein sowohl Bild- als auch Toninformationen enthaltendes Fernsehsignal in einem einzigen Modulator im modulierten Ausgangssignal störende Verzerrungen auftreten können. Diese Verzerrungen im modulierten Trägersignal beeinträchtigen die Arbeitsweise sowohl des Bild- als auch des Tonkanals eines Fernsehempfängers. Wenn nämlich das Trägersi-

gnal übermoduliert wird, kann eine Beschneidung des modulierten Ausgangssignals eintreten. Das Beschneiden stellt eine Nichtlinearität im Modulator dar, durch die bei einem Farbfernsehsignal eine Schwebung zwischen dem Tonträger (z. B. 4,5 MHz) und dem j Farbtfäger (z. B. 3,58 MHz) auftreten kann. Die Schwebung zwischen den Tonträger- und Farbträgersignalen, die häufig als Toninterfereni; bezeichnet wird, läßt Frequenzen entstehen, die in den Leuchtdichtesignalkanql des Fernsehempfängers gelangen und selbst bei genau abgestimmtem Empfänger die Bildwiedergabe störend beeinträchtigen können. Bei Fernsehempfängern, die nach dem Intercarrier- oder Zwischenträger-Prinzip arbeiten, wird ein 4,5-MHz-Signal durch die Wechselwirkung von Bild- und Tonträgersignalen is erzeugt. Dieses 4,5-MHz-Signal findet bei der Demodulation des Tonanteils des Fernsehsignals Verwendung. Wenn nun das hochfrequente Trägersignal übermoduliert wird, kann ein zweiteiliger Ausfall der hochfrequenten Trägersignale (Leuchtdichtesignale) eintreten, der den Tonteil des Fernsehempfängers funktionsunfähig macht und die Tonwiedergabe beeinträchtigt.

Eingedenk dieser Schwierigkeiten ist daher auch in der erwähnten USA-Patentschrift 35 48 085 angeregt worden, von einem gemeinsamen Modulator abzusehen und für die verschiedenen Signalteile eines Fernsehsignalgemischs getrennte Amplitudenmodulatoren zu verwenden. Auch im »Post-Office Electrical Engineering Journal«, Nr. 3 vom Oktober 1969 (vgl. Seiten 164 bis 167) wird für das Kabelfernsehen angeregt, zur Erstellung eines dem üblichen Fernsehrundfunk-Sendesignal entsprechenden Signalgemischs zwei getrennte HF-Amplitudenmodulatoren einzusetzen.

Es ist jedoch wünschenswert, nicht zuletzt zur Verminderung des Aufwandes, mit einem einzigen HF-Moduletor sowohl für die Bild- als auch die Toninformationssignale auszukommen. Die Erfindung geht daher aus von einer Modulatorschaltung der eingangs beschriebenen Art und hat die Aufgabe, die vorstehend beschriebenen störenden Wirkungen einer Übermodulation bei einer derartigen Schaltung zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Amplitudenmodulator mit einer Quelle für eine Offsetspannung verbunden ist, die der Modulator beim Fehlen eines modulierenden Eingangssignals ein Ausgangsträgersignal maximaler Amplitude erzeugen läßt; daß eine auf die Synchronimpulsanteile des Videosignals ansprechende InhibUionsschältung vorgesehen ist, welche während der Synchronimpulszeiten modulierende Eingangssignale vom Amplitudenmodülator fernhält; daß der Amplitudenmodülator eine Schaltung aufweist, die beim Überschreiten der Offsetspannung durch die modulierenden Eingarigssignäle eine Modulation des Ausgangssignals mit dem die Offsetspannung überschreitenden Anteil der modulierenden Eingangssignale bewirkt

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die letztgenannte Schaltung dadurch realisiert, daß der Amplitudenmodulator mehrere zu einem symmetri- ^o sehen Netzwerk zusammengeschaltete Reaktanzen enthält, an welche die Offsetspannungsquelle so angeschlossen ist, daß sie eine Unsymmetrie unter den Reaktanzen des Netzwerks herbeiführt und daß die modulierenden Eingangssignale des Amplitudenmodulators dieser Unsymmetrie entgegenwirken und mit zunehmender Amplitude einen symmetrischen Zustand herstellen. Der symmetrische Zustand wird jeweils erreicht, wenn die Amplitude der modulierenden Signale den Wert der Offsetspannung erreicht, was einem Modulationsgrad von 100% entspricht. Wenn der Modulationsgrad noch höher wird, das heißt bei Übermodulation, wird das Netzwerk zur anderen Seite hin unsymmetrisch, so daß weiterhin eine Amplitudenmodulation des Trägers erfolgt Die über den Modulationsgrad von 100% hinausgehenden Spitzen des modulierenden Eingangssignals werden also nicht einfach abgekappt, sondern modulieren den Träger ebenfalls, wenn auch bei entgegengesetzter Phase. Die hierdurch entstehenden Unstimmigkeiten zwischen der Modulation des Trägers und der wiederzugebenden Information wirken weit weniger störend bei der BiId- und Tonwiedergabe als die durch das Beschneiden der über Modulation hervorgerufenen Verzerrungen.

Durch die oben erwähnte Literaturstelle aus dem »Post-Office Electrical Engineering Journal« ist es an sich bekannt, den zur Modulation des HF-Trägers mit den Bildsignalen verwendeten Modulator, der als Cowan-Brückenmodulator ausgebildet ist, zur Bestimmung des Modulationsgrades mit einer Gleichvorspan nung zu beaufschlagen. Diese Maßnahme allein führt jedoch nicht zu einem solchen Verhalten der Modulatorschaltung, daß hierdurch das Problem der störenden Wirkungen von Übermodulationen im Falle einer gemeinsamen Modulation sowohl mit den Bild- als auch den Toninformationssignalen in zufriedenstellender Weise gelöst werden könnte.

Die erfindungsgemäße Modulatorschaltung ist besonders geeignet zur Erzeugung eines modulierten Trägersignals zur direkten Beaufschlagung eines Fernsehempfängers, der nach dem Intercarriere-Prinzip arbeitet. Da das modulierte Ausgangsträgersignal während der Dauer einer Übermodulation nicht beschnitten wird, werden auch keine Nichtlinearitäten in der Modulatorschaltung verursacht, die zu einer unerwünschten Schwebung zwischen dem Tonträgersignal und einem beim Farbfernsehen verwendeten Farbhilfsträger führen können.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Modulatorschaltung besteht darin, daß sich die beschriebenen Vorteile auch, mit verschiedenen Frequenzen des modulierten HF-Trägers erzielen lassen. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Modulatorschaltung mit einer Einrichtung zur Änderung der Trägerfrequenz. Hiermit lassen sich die Vom Abspielgerät gewonnenen .Nachrichtensignale über einen beliebigen von mehreren Kanälen eines Fernsehempfängers wiedergeben.' . '",' '

Es ist hervorzuheben, daß alle diese Vorteile mit Hilfe nur eines einzigen Amplitudenmodulators erreicht werden. Neben der'Möglichkeit der Auswahl verschiedener Trägerfrequenzen bietet das Vorhandensein «ines einzigen Modulators auch den Vorteil geringer Kosten und Kompliziertheit. Das heißt, die erfindungsgemäße Modulatorschaltung ist besonders fortschrittlich, weil einmal die Notwendigkeit zweier getrennter Amplitudenmodulatoren für Bild und Ton entfällt, und zum anderen ein- und dieselbe Anordnung für verschiedene Ausgangsträgerfrequenzen verwendet werden kann.

Im folgenden werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltbild eines Videoabspielgerätes zeigt, das ein Modulatorschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält.

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Das dargestellte Abspielgerät enthält eine Videoabspielvorrichtung 10 für einen Aufzeichnungsträger, auf dem Farbfernsehsignaiinformation aufgezeichnet ist. Bei dem nicht dargestellten Aufzeichnungsträger kann es sich z. B. um ein Magnetband oder eine Bildplatte s handeln. Der Tonsignalanteil der abgespielten Information wird über eine Leitung 12 einer Eingangsklemme 14 einer Verstärkerstufe 16 zugeführt. Die Verstärkerstufe 16 enthält einen Transistor 18. Das Tonsignal wird von der Eingangsklemme 14 über einen Kondensator 20 auf die Basiselektrode des Transistors 18 gekoppelt. Die Vorspannung der Basiselektrode des Transistors 18 wird von einer Betriebsspannung, die an einer Klemme 22 zur Verfügung steht, durch einen Spannungsteiler aus Widerständen 24 und 26 erzeugt. Die Kollektorelektrode des Transistors 18 ist über einen Widerstand 28 an die Betriebsspannung führende Klemme 22 angeschlossen. Die Emitterelektrode des Transistors 18 ist mit Masse über einen Widerstand 30 sowie über die Reihenschaltung eines Kondensators 32 und eines Widerstandes 34 gekoppelt.

Zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 18 und Masse liegt die Reihenschaltung aus einem Kondensator 38 und einem Widerstand 40. Die am Verbindungspunkt 36 diese* beiden Bauelemente zur Verfügung stehenden verstärkten Tonsignale werden einer Frequenzmodulatorstufe 42 über einen Widerstand 44 zugeführt. In der Frequenzmodulatorstufe 42 wird ein 4,5-MHz-Trägersignal mit dem Tonsignal frequenzmoduliert. Die verstärkten Tonsignale werden hierfür über den Widerstand 44 der Anode einer spannungsgesteuerten Varactor- oder Kapazitätsvariationsdiode (im folgenden kurz »Kapazitätsdiode«) 46 zugeführt. Die Kapazitätsdiode 46 liegt in einem auf eine Mittenfrequenz 4,5 MHz abgestimmten Schwingkreis 48 eines Transistoroszillators, der einen Transistor 50 enthält. Die Basiselektrode des Transistors 50 ist mit dem Schwingkreis verbunden, der Kondensatoren 52, 54, 56, und 57, eine Induktivität 58 und die Kapazitätsdiode 46 enthält. Die Anode der Kapazitätsdiode 46 ist ferner durch einen Kondensator 60 für Wechselspannungssignale mit Masse gekoppelt.

Eine Betriebsspannung für die Basiselektrode des Transistors 50 wird aus der an der Klemme 22 zur Verfügung stehenden Betriebsspannung durch Spannungsteilerwiderstände 62 und 64 erzeugt Die Kollektorelektrode des Oszillator-Transistors 50 ist mit der Betriebsspannung an der Klemme 22 über einen Widerstand 65 gekoppelt und die Emitterelektrode des Transistors 50 ist über einen Widerstand 66 mit Masse verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 50 ist durch einen Kondensator 68 wechselspannungsmäßig mit Masse verbunden. Der Oszillator ist also ein Colpitts-Oszillator mit einem Transistor in Kollektorschaltung, wobei die Kondensatoren 52 und 54 das erforderliche Mitkopplungssignal liefern.

Die Kapazitätsdiode 46 erhält eine Sperrspannung über die Induktivität 58 von einem Verbindungspunkt 70 zweier Widerstände 72 und 74, die zwischen die Betriebsspannung führende Klemme 22 und Masse geschaltet sind. Die der Anode der Kapazitätsdiode 46 zugeführten verstärkten Tonsignale verändern den Betrag der Sperrspannung an der Diode. Hierdurch ändert sich gleichzeitig die Kapazität der Diode. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit den angegebenen Schaltungsparametern schwankt die Spannung am Verbindungspunkt 36 zwischen — 1 und +1 V und die Frequenz des Schwingkreises 48 ändert sich um

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± 25 kHz um die Mittenfrequenz von 4,5MHz. Das frequenzmodulierte 4,5 MHz-Signal wird durch einen gleichstromsperrenden Blockkondensator 78 einem Schaltungspunkt 76 zugeführt.

Der Videosignalanteil der abgespielten Information einschließlich der farbsignalinformation wird über eine Leitung 80 einer Klemme 82 einer Trennverstärkerstufe 84 zugeführt. Der Verlauf des Videosignalanteiles eines typischen abgespielten Signals ist rechts unterhalb der Klemme 82 dargestellt. Das Videosignal an der Klemme 82 wird über einen Kondensator 86 der Basiselektrode eines Transistors 88 zugeführt, die ihre Vorspannung durch Spannungsteilerwiderstände 90 und 92 erhält, welche zwischen die Klemme 22 und Masse geschaltet sind. Die Kollektorelektrode des Transistors 88 ist über einen Widerstand 94 mit der Betriebsspannung führenden Klemme 22 verbunden. Zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 88 und Masse ist ein Filterkondensator 96 geschaltet Die Emitterelektrode des Transistors 88 ist über einen Widerstand 98 mit Masse verbunden. Die Ausgangssignale werden vom Emitter des Transistors abgenommen und dem Schaltungspunkt 76 über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 100 und einem Widerstand 102 zugeführt.

Das Videoabspielgerät 10 liefert ferner eine Folge von Impulsen, die hinsichtlich Zeit und Dauer mit dem Horizontalsynchronisierimpulsanteil des der Klemme 82 zugeführten Videosignalanteils zusammenfallen Diese Impulse werden über eine Leitung 104 einer Klemme 106 einer Stufe 107 zur Widereinführung der Gleichstromkomponente zugeführt Der Verlauf der Impulse auf der Leitung 104 ist neben der Klemme 106 dargestellt. Die Impulse werden von der Klemme 106 über einen Widerstand 108 und eine Filterschaltung, die Kondensatoren 110 und 112 sowie Widerstände 114 und 116 enthält, der Basiselektrode eines Transistors 118 zugeführt Die Impulse von der Klemme 106 steuern der Transistor 118 in den leitenden Zustand aus und bewirken, daß ein Verbindungspunkt 119 zwischen dem Kondensator 100 und dem Widerstand 102 für die Dauer jedes Impulses mit Masse verbunden wird. Dies bewirkt eine Entladung des Kondensators 100 unc außerdem, wie noch weiter unten genauer crläuten werden wird, die Festsetzung eines Maximalwertes füi das Ausgangssignal eines symmetrischen Ringmodulators 120.

Die am Schaltungspunkt 76 entstehende Spannung wird über eine Leitung 122 als Modulationssignal einerr Mittelabgriff 123 eines Sekundärteiles eines Balun- odei Symmetrier-Transformators zugeführt

Dieser Transformator arbeitet als Breitband-Trans formator und bildet einen Teil der Schaltungsanordnung des symmetrischen Ringmodulators 120. Der Transfor mator 186 enthält mehrere Hochfrequenzleitungen unc hat einen Wellenwiderstand von 150 0hm zwischer benachbarten Leitern einer Hochfrequenzleitung, die z. B. durch Wicklungen 125 und 127 dargestellt sind. Ir entsprechender Weise hat der Transformator 126 einer Wellenwiderstand von 150 0hm zwischen benachbar ten Leitern der anderen Hochfrequenzleitung, die durd Wicklungen 129 und 131 dargestellt ist Die Anschluss! des Symmetriertransformators sind so geschaltet, dal der Wellenwiderstand zwischen Klemmen 133 und 13! des Transistors 126, dem Primärteil des Transformators 300 Ohm beträgt und die Ausgangsimpedanz zwischer Klemmen 137 und 139 des Sekundärteils des Transfor mators ebenfalls 300 Ohm beträgt Der Mittelabgriff 11 am Sekundärteil des Symmetriertransformators ist fü

das dem Modulator zugeführte Trägersignal durch einen Kondensator 128 mit Masse verbunden.

Mit dem Klemmen 137 und 139 des Transformators 126 sind Dioden 130,132,134 und 136 gekoppelt, die zu einem Ring zusammengeschahet sind, in dem alle Dioden in der gleichen Richtung gepolt sind. Die Dioden 130, 132, 134 und 136 sind ferner mit einem Symmetrier-Transformator 138 verbunden, der einen Ausgangstransformator für den symmetrischen Ringmodulator 120 bildet. Der Symmetrier-Transformator 138 hat einen Wellenwiderstand von 150 Ohm zwischen benachbarten Leitern einer Hochfrequenzleitung, die als Wicklungen 140 und 142 dargestellt sind. In entsprechender Weise hat der Symmetrier-Transformator 138 einen Wellenwiderstand von 150 Ohm zwischen den benachbarten Leitern einer zweiten Hochfrequenzleitung, die als Wicklungen 144 und 146 dargestellt sind. Die Anschlüsse des Symmetrier-Transformalors sind so geschaltet, daß er zwischen Eingangsklcmmen 148 und 150 eine Eingangsimpedanz von 150 Ohm hat und zwischen Klemmen 152 und 154 eine Ausgangsimpedanz von 75 Ohm aufweist.

Der Symmetrier-Transformator 138 hat ferner noch eine Klemme 156, die als Mittelabgriff für den Eingangsteil dieses Transformators wirkt. Zwei weitere Klemmen 154 und 156 dieses Transformators sind für den Gleichspannungsanteil des Videosignals und die frequenzmodulierten Tonsignale durch einen Widerstand 158 mit Masse gekoppelt. Diese Klemmen sind ferner für hochfrequente Signale durch einen Kondensator 160 mit Masse gekoppelt. Die Klemme 156 wird von Spannungsteilerwiderständen 158 und 164, die zwischen die Betriebsspannung führende Klemme 22 und Masse geschaltet sind, eine Offset-Gleichspannung zugeführt.

Im Ringmodulator 120 wird ein hochfrequentes Trägersignal, das von einer Oszillatorstufe 166 erzeugt wird, mit der am Schaltungspunkt 76 auftretenden Spannung moduliert. Die Oszillatorstufe 166 ist ein Colpitts-Oszillator und enthält einen Transistor 170 in Basisschaltung. Die Kollektorelektrode des Transistors 170 ist mit einem abstimmbaren Schwingkreis 171 gekoppelt, der Induktivitäten 172 und 174 und Kondensatoren 176,178 und 180 enthält. Die Kondensatoren 178 und 180 erzeugen eine Mitkopplungsspannung zur Aufrechterhaltung der Schwingungen zwischen der Kollektor- und Emitterelektrode des Transistors 170. Der abslimmbare Schwingkreis ist mit dem Primärteil des Symmetrier-Transformators 126 gekoppelt. An die Klemmen 133 und 135 sind zwei nach Masse führende Kondensatoren 167 bzw. 169 angeschlossen, um die richtige Eingangsimpedanz und den richtigen Signalaussteuerungspegel für den Primärteil dieses Transformators zu gewährleisten.

Die Kollektorelektrode des Transistors 170 erhält ihre Betriebsspannung von der Klemme 22 über eine Hochfrequenzdrossel 182 und die Induktivität 172. Die Emitterelektrode des Transistors 170 ist über einen Widerstand 164 mit Masse verbunden. Zwischen die Klemme 22 und Masse sind zwei Spannungsteilerwiderstände 186 und 188 geschaltet, die eine Basisvorspannung für den Transistor 170 der Oszillatorstufe erzeugen. Die Basiselektrode des Transistors 170 ist durch einen Kondensator 190 für hochfrequente Signale mit Masse verbunden.

Die Oszillatorstufe 166 kann mittels eines Schalters 192 auf die Schwingungsfrequenz 55,25 oder 61,25 MHz eingestellt werden. Wenn ein bewegliches Kontaktstück 194 des Schalters 192 mit einem Kontaktstück 196 Kontakt macht, wie es in der Zeichnung dargestellt sit, arbeitet die Oszillatorstufe auf der Frequenz 55,25 MHz. Wenn das Kontaktstück 194 mit einem Kontaktstück 198 Kontakt macht, ist die Induktivität 174 überbrückt und die Oszillatorstufe 166 arbeitet dann mit der Frequenz 61,25 MHz. 55,25 MHz bzw. 61,25 MHz sind die Frequenzen, die von der Federal Communications Commissions in den Vereinigten Staaten von Amerika

ίο dem Leuchtdichtesignalträger für die Fernsehkanäle 2 bzw. 3 zugewiesen sind.

Wenn dem Primärteil des Symmetrier-Transformators 126 ein Trägersignal und dem Mittelabgriff 123 des Sekundärteiles dieses Transformators eine Modulationsspannung vom Schaltungspunkt 76 zugeführt werden, treten an der Klemme 152 am Ausgang des Symmetrier-Transformators 168 modulierte Trägersignale mit zwei Modulationsseitenbändern auf. Diese Signale werden einer abstimmbaren Serien-Dämpfungs- und Filterschaltung 200 zugeführt. Die Schaltung 200 ist über einen gleichstromsperrenden Kondensator 202 und ein 75-Ohm-;r-Wider3tandsdämpfungsglied 204 mit einer Modulatorausgangsklemme 206 verbunden. Das Widerstands-Dämpfungsglied 204, das Widerstände 208, 210 und 212 enthält, dient zur Impedanzanpassung und Signalpegeleinstellung für ein 75-Ohm-Koaxialkabel 214. Mittels des Koaxialkabels 214 werden die Ausgangssignale der Modulatorschaltung einem Antennenanschluß 216 eines Fernsehempfängers 218 zugeführt. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 dämpft das untere Seitenband der zweiseitenbandmoduiierten Trägersignale, die an der Klemme 152 des Symmetriertransformators 138 auftreten. Durch die Dämpfung werden die Zweiseitenbandsignale in ein restseitenbandmoduliertes Trägerausgangssignal umgewandelt, das an der Modulatorausgangsklemmc 206 zur Verfugung steht.

Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung enthält Kondensatoren 220 und 222, eine Spule oder Induktivität 224 und eine Diode 226. Der Betriebszustand (Leitungszustand) der Diode 226 hängt von der Stellung des Kontaktstücks 194 des Schalters 192 ab. Wenn das Kontaktstück 194 mit dem Kontaktstück 196 Kontakt macht, tritt an einem Verbindungspunkt 228 eines Spannungsteilers mit Widerständen 230, 232 und 234 eine Spannung auf, die die Diode 226 in den leitenden Zustand vorspannt. Ein zwischen einen Verbindungspunkt 233 zwischen den Widerständen 232 und 234 und Masse geschalteter Kondensator 236 verhindert, daß das Trägersignal zur abstimmbaren Dämpfungs- und Filterschaltung 200 gelangt. Der Gleichstromweg für die Diode verläuft von ihrei Kathode durch die Induktivität 224, über die Klemme 152, die Wicklung 146, die Klemme 156 und der Widerstand 158. Wenn die Diode 226 in den leitender Zustand vorgespannt ist, liegt der Kondensator 22Ϊ parallel zum Kondensator 220 und der Induktivität 224 Unter diesen Bedingungen ist die abstimmbare Dämp fungs- und Filterschaltung 200 auf eine Mittenfrequen; von etwa 51 MHz abgestimmt und erzeugt restseiten bandmodulierte Trägerausgangssignale an der Modula torausgangsklemme 206, während die Oszillatorstuf 166 auf der Frequenz 55,25 MHz arbeitet.

Wenn das Kontaktstück 194 des Schalters mit der Kontaktstück 198 Kontakt macht, ist die Diode 226 i Sperrichlung vorgespannt. Die Sperrspannung wird de Kathode der Diode 226 von der auf Betriebsspannun liegenden Klemme 22 über den Widerstand 164, di

Klemme 156, die Wicklung 146, die Klemme 152 und die Induktivität 224 zugeführt. Der Gleichstromweg der Diode wird durch den zwischen ihre Anode und Masse geschalteten Widerstand 230 geschlossen. Unter diesen Verhältnissen ist der Kondensator 222 dem Kondensator 220 und der Induktivität 224 nicht mehr parallelgeschaltet und die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 ist auf eine Mittenfrequem; von etwa 57 MHz abgestimmt. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 liefert dann an der Modulatorausgangsklemme 206 restseitenbandmodulierte Trägerausgangssignale, während die Oszillatorstufe 166 auf der Frequenz 61,25 M Hz schwingt.

Gewünschtenfalls können der Schalter 192 bei der abstimmbaren Dämpfungs- und Filterschaltung 200 und die Diode 226 bei dem abstimmbaren Schwingkreis 171 der Oszillatorstufe 166 angeordnet sein. Bei einer solchen Anordnung befindet sich der Schalter 192 dann in der Nähe des Fernsehempfängers 218. Der Schalter 192 kann auch durch eine Diode ersetzt werden. In diesem Falle wird dann mit den beiden Dioden ein Schalter gekoppelt, dec an irgend einer bequemen Stelle, auch an einem vom Modulator entfernten Ort angebracht werden kann. Der Schalter bildet eine Vorrichtung zur Einstellung des Vorspannungszustandes beider Dioden und ermöglicht dadurch die Abstimmung sowohl des Schwingkreises 171 als auch der Dämpfungs- und Filterschaltung 200 zu verstellen.

Wenn im Betrieb der Modulatorschaltung dem Schaltungspunkt 76 nur Videosignale zugeführt werden, wird der Transistor 118 während des Horizontal-Synchronisierimpulsanteils des der Klemme 82 zugeführten Videosignals in den leitenden Zustand vorgespannt und an der Klemme 152 des Symmetrie-Transformators 138 tritt das Trägersignal mit maximaler Amplitude auf. Wenn der Transistor 118 leitet, entsteht eine maximale Spannungsdifferenz zwischen der Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 138 und dem Mittelabgriff 123 am Sekundärteil des Symmetrier-Transformators 126. Diese Modulationsspannung hat eine maximale Asymmetrie der Dioden des symmetrischen Ringmodulators 120 zur Folge. Diese Asymmetrie strebt die Dioden 132 und 136 in Flußrichtung und die Dioden 130 und 134 in Sperrichtung vorzuspannen. Unter diesen Umständen hat der Trägersignalpegel an der Klemme 152 ein Maximum.

Wenn der Transistor 118 nicht mehr in den leitenden Zustand vorgespannt wird, beginnt die Spannung am Verbindungspunkt 119 und damit am Schaltungspunkt 76 wegen der Videosignalspannung an der Emitterelektrode des Transistors 88 zu steigen. Die zunehmende Modulationssignalspannung am Schaltungspunkt 76 verringert die Spannungsdifferenz zwischen der Klemme 156 (Mittelabgriff) des Symmetrier-Transformators 138 und dem Mittelabgriff 123 des Symmetrier-Transformators 126. Hierdurch wird die an der Klemme 152 auftretende Trägersignalamplitude herabgesetzt, da die Vorspannung, die die Dioden 132 und 136 in Flußrichtung sowie die Dioden 130 und 134 in Sperrichtung vorspannt, kleiner wird. Der Amplitudenpegel des hochfrequenten Trägersignals an der Klemme 152 folgt also den Schwankungen der Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 und der Modulator liefert zweiseitenbandmodulierte Trägerausgangssignale.

Wenn dem Schaltungspunkt 76 nur frequenzmodulierte Toninlbrmationssignale zugeführt werden und dem symmetrischen Modulator keine Offsei-Gleichspannung zugeführt wird (also wenn die Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 137 von der Verbindung der Widerstände 158 und 164 abgetrennt wird, um die Gleichspannung zu beseitigen, die zur Einstellung der Maximalamplitude des hochfrequenten Trägersignals für den Synchronisierimpulsanteil der Videosignale verwendet wird), erzeugt der symmetrische Ringmodulator 120 an der Klemme 152 frequenzmodulierte obere und untere Seitenbandsignale. Diese Seitenbandsignale liegen 4,5 M Hz über und unter der Frequenz des

ίο hochfrequenten Trägersignals. Die oberen und unteren Seitenbandsignale haben eine konstante Amplitude, da die Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76, nämlich die frequenzmodulierten Toninformationssignale, eine konstante Amplitude haben. Da der Ringmodulator 120 ein symmetrischer Modulator ist und die Offset-Gleichspannung abgeschaltet worden ist, wird das hochfrequente Trägersignal unterdrückt, da es sich infolge der Symmetrie der Modulatordioden aufhebt.

Wenn an der Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 138 die Offset-Gleichspannung und am Schaltungspunkt 76 sowohl das frequenzmodulierte Toninformationssignal als auch das amplitudenmodulierte Videosignal liegen, folgt die Amplitude des Trägersignals an der Klemme 152 des Symmeirier-Transformators 138 den kombinierten Modulationssignalsspannungen. Die momentane Spannung am Schaltungspunkt 76 ist die Vektorsumme des frequenzmodulierten Toninformationssignals und des amplitudenmodulierten Videosignals. Die Amplitude des hochfrequenten Signals an der Klemme 152 folgt der Videomodulationsspannung am Schaltungspunkt 76 und enthält obere und untere Seilenbänder. Die Amplitude der frequeinzmodulierten 4,5-MHz-Seitenbandsignale an der Klemme 152 folgt der konstanten Amplitude der frequenzmodulierten Toninformationssignale am Schaltungspunkt 76 und ist daher konstant. Die Spannung der kombinierten Signale am Schaltungspunkt 76 kann einen Wert annehmen, bei dem eine Übermodulation der Trägersignale im symmetrischen Modulator eintritt, d. h„ die Modulation des Trägersignals überschreitet dann 100%.

Das Ausmaß der Übermodulation wird zum Teil

durch die Videosignale bestimmt. Zum Beispiel wird die Farbinformation während einer hellen gelben Szene

einem 3,58-MHz-Träger mit einer der Farbart entspre chenden speziellen Phase und einem der Farbsättigung entsprechenden beträchtlichen Amplitudenhub (Amplitude von Spitze zu Spitze gemessen) aufmoduliert. De die Leuchtdichteinformation gleichzeitig einer heller

Szene entspricht, enthält das Videosignal außerdem ein« große Gleichspannungskomponente. Unter diesen Um ständen nimmt die Modulationsspannung am Schal tungspunkt 76 bei gleichzeitiger Anwesenheit dei frequenzmodulierten Tonsignale einen Wert an, bei den

eine stärkere Übermodulation der Trägersignale auftrit als bei dunkleren Szenen mit weniger gesättigtei Farben. Wenn die übertragene Szene dunkel genug ist erreicht die Spannung am Schaltungspunkt 26 keine s< hohen Werte mehr, daß eine Übermodulation de:

Trägers eintritt.

Wenn die Spannung am Mittelabgriff 123 de Symmetrier-Transformators 126 die Spannung an Mittelabgriff 156 des Symmetrier-Transformators 131 übersteigt, arbeitet der symmetrische Ringmodulato

120 weiter, ohne daß die Trägerausgangssignale an de Klemme 152 am Ausgang des Symmetrier-Transforma tors 138 beschnitten werden. Da der Modulator 12 symmetrisch ist, kehrt sich also die Vorspannung de

Dioden des Modulators um, wenn die Modulationssignalspannung am Schaltungspunkt 76 die Spannung an der Miltelabgriff-Klemme 156 überschreitet, was den Zustand der Übermodulation angibt, d. h. eine Modulation, die eine 100%ige Modulation der Trägersignale übersteigt. Die Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 strebt also, da sie die Spannung an der Klemme 156 übersteigt, die Dioden 130 und 134 in Flußrichtung und die Dioden 132 und 136 in Sperrichtung vorzuspannen. Da die Vorspannung der Dioden des to symmetrischen Modulators umgekehrt wird, kehrt sich die Phase des an der Klemme 152 auftretenden Trägersignals um. Daher werden die modulierten Trägerausgangssignale also selbst wenn die momentane Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 eine ij momentane Übermodulation der Trägersignale im symmetrischen Modulator verursacht, nicht verzerrt oder beschnitten. Das Weiterarbeiten des symmetrischen Ringmodulators 120 ohne Beschneidung des modulierten Trägersignals an der Klemme 152 während Perioden der Übermodulation verhindert das Entstehen von Nichtlinearitäten in der Modulatorschaltung und der entsprechenden Effekte im Fernsehempfänger 218.

Wenn eine Übermodulation eintritt, gibt das modulierte Trägersignal jedoch die Video- oder Toninformationssignale nicht genau wieder. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Amplitude des modulierten Trägersignals zunimmt, wenn cüe Amplitude des modulierten Signals abnimmt. Während der Übermodulation nimmt die Amplitude des modulierten Trägersignals zu, was einer dunkleren Szene entspricht, wenn die Amplitude des Videosignals abnimmt, um eine hellere Szene darzustellen. Dieser Effekt ist jedoch nicht so ausgeprägt, daß er in dem durch den Fernsehempfänger wiedergegebenen Bild störend wirkt. Die während des Zustandes der 3s Übermodulation im modulierten Trägersignal enthaltene Farbinformation ist ebenfalls kein genaues Abbild der Szene, da die Amplitude nicht genau stimmt und die Phase des Trägersignals umgekehrt ist. Auch hier ist der Effekt nicht so stark, daß das durch den Fernsehempfänger wiedergegebene Bild in störendem Ausmaß beeinträchtigt wird.

Die Synchronisierung des Farboszillators des Fernsehempfängers wird bekanntlich durch einen Farbsynchronisierimpuls synchronisiert, der sich auf der Rückschulter des Austastimpulses befindet. Der Austastimpuls liegt im Schwärzer-als-Schwarz-Bereich, also nicht an einer Stelle, wo Übermodulation eintreten könnte. Der Farbsynchronisierimpuls kann daher im modulierten Trägersignal nicht verzerrt werden und der Farboszillator des Fernsehempfängers arbeitet dementsprechend einwandfrei.

Auch das Tonsignal wird während einer Übermodulation nicht verzerrt. Da das modulierte Trägersignal nicht beschnitten wird, arbeitet der Modulator linear. Das frequenzmodulierte 4,5-MHz-Tonsignal wird daher nicht durch eine auf das Videosignal zurückzuführende Modulation verzerrt. Solche Verzerrungen können, wenn sie auftreten, im Tonkanal ein summendes Geräusch verursachen, das seine Ursache in Teilen des Videosignals hat, die in das Tonfrequenzspektrum fallen (in erster Linie Oberwellen der Vertikal-Synchronisiersignale). Da jedoch das Trägersignal praktisch immer vorhanden ist ( mit der Ausnahme bei genau 100%iger Modulation) wird der Tonkanal auch nicht wegen eines Verlustes des frequenzmodulierten 4,5-MHz-Tonsignals funktionsunfähig, das durch die Wechselwirkung der Leuchtdichtesignal- und Tonsignal-Träger erzeugt wird. Wie erwähnt, wird das frequenzmodulierte 4,5-MHz-Tonsignal in Fernsehempfängern, die auf dem lntercarrier-Prinzip arbeiten, für den Tonkanal verwendet.

Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 dämpft das untere Seitenband der modulierten Trägersignale an der Klemme 152. Das untere Seitenband des frequenzmodulierten 4,5-M Hz-Signals wird also gedämpft und nur ein frequenzmoduliertes Signal, das obere Seitenbandsignal, bleibt übrig. Dieses Signal liegt 4,5 MHz über dem hochfrequenten Träger. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 dämpft ferner die unteren Seitenbandsignale, die durch die Amplitudenmodulation der hochfrequenten Trägcrsignale durch die Videosignale entstehen. Durch diese Dämpfung entsteht ein Restseitenband-Trägersignal, das durch die Videosignale amplitudenmoduliert ist.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Modulatorschaltung eine Zwei-Sender-Anlage nachbildet, wie sie in Fernsehstationen verwendet wird. Durch die vorliegende Modulatorschaltung wird also ein erster Sender für die Ausstrahlung eines hochfrequenten Trägersignals, das mi' der Toninformation frequenzmoduliert ist und dessen Frequenz 4,5 MHz über der Frequenz des Bildträgersignals liegt, und ein zweiter Sender für die Restseitenband-Übertragung eines hochfrequenten Trägersignals, das mit einem Videosignal amplitudenmoduliert ist, nachgebildet. Da die das Trägersignal erzeugende Oszillatorstufe 166 sowie die Dämpfungsund Filterschaltung 200 auf mehrere Frequenzen abstimmbar sind, werden durch die vorliegende Modulatorschaltung sogar mehrere Zwei-Sender-Anlagen nachgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Modulatorschaltung für Fernsehgeräte zur Umsetzung eines Synchronimpulsanteile enthalten- s den Videosignals und eines Toninformationssignals, die von einem Abspielgerät für gespeicherte Nachrichtensignale kommen, in ein moduliertes Ausgangsträgersignal, mit einem Frequenzmodulator zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Toninformationssignals und mit einem Amplitudenmodulator zur Modulation eines HF-Trägers mit dem Videosignal und dem frequenzmodulierten Toninformationssignal, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenmodulator (126, 120, 138) mit einer Quelle (158, 164) für eine Offsetspannung verbunden ist, die den Modulator beim Fehlen eines modulierenden Eingangssignals ein Ausgangsträgersignal maximaler Amplitude erzeugen läßt; daß eine auf die Synchronimpulsanteile des Videosignals ansprechende Inhibitiopsschaltung (107) vorgesehen ist, welche während der Synchronimpulszeiten modulierende Eingangssignale vom Amplitudenmodulator fernhält; daß der Amplitudenmodulator eine Schaltung (120) aufweist, die beim Überschreiten der Offsetspannung durch die modulierenden Eingangssignale eine Modulation des Ausgangssignals mit dem die Offsetspannung überschreitenden Anteil der modulierenden Eingangssignale bewirkt.

2. Modulatorschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (194, 174) zur Änderung der Frequenz des dem Amplitudenmodulator (126, 120,138) zugeführten HF-Trägers.

3. Modulatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kopplungsvorrichtung (200, 204, 214), die zwischen den Ausgang (152) des Amplitudenmodulators (126, 120, 138) und einen Fernsehempfänger (218) geschaltet ist, um das amplitudenmodulierte Ausgangsträgersignal dem Antennenanschluß (216) des Fernsehempfängers zuzuführen.

4. Modulatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsvorrichtung (200,204,214) ein ein Seitenband dämpfendes Filter (200) enthält.

5. Modulatorschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenmodulator (126,120,138) mehrere zu einem symmetrischen Netzwerk (120) zusammengeschaltete Reaktanzen (130, 132, 134, 136) enthält; daß die Offsetspannungsquelle (158, 164) so angeschlossen ist, daß sie eine Unsymmetrie unter den Reaktanzen des Netzwerks herbeiführt und daß die modulierenden Eingangssignale des Amplitudenmodulators dieser Unsymmetrie entgegenwirken und mit zunehmender Amplitude einen symmetrischen Zustand herstellen.