DE2364187C3 - Gesteuerter Oszillator - Google Patents

Description

mittleren, dem richtigen Synchronwert entsprechenden Spannungswert aufweist Abgesehen von dieser wesentlichen Verbesserung der Arbeitsweise der Schaltung kommt diese auch mit weniger Bauelementen aus und ist daher einfacher und kostengünstiger herstellbar.

Aus der DE-AS 10 38 106 ist eine Synchronisierschaltung bekannt, bei der zwar auch zwei Signalteile voneinander subtrahiert werden. Bei der bekannten Schaltung steuern die in ihrer Phase zu vergleichenden Synchronisierimpulse und eine von der Ablenkspannung abKangige Regelspannung eine Elektronenröhre bzw. entsprechende Transistoren. Demgegenüber wird bei der erfin·- dungsgemäßen Schaltung eine Regelgröße vom Schwingkreis abgegriffen, wobei das Steuersignal in einem Stromteiler in Abhängigkeit von der abgegriffenen Größe aufgeteilt wird. Darüber hinaus werden bei der vorliegenden Schaltung zwei Ströme subtrahiert, die von einem, einzigen in einer Stromteilerschaltung aufgeteilten Strom herrühren. Abgesehen von der gegenüber der vorliegenden Schaltung unterschiedlichen Aufgabenstellung der bekannten Synchronisierschaltung, nämlich einerseits über einen weiten Frequenzbereich zu wirken und andererseits eine kurze Synchronisierzeit aufzuweisen, zeigt die bekannte Schaltung gegenüber dem vorliegenden, gesteuerten Oszillator somit auch eine grundsätzlich unterschiedliche Wirkungsweise.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer bekannten Schaltungsanordnung, wie sie aus der US-PS 36 36 475 bekanntist,

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Schaltung, in der die vorliegende Erfindung angewandt wurde und

Fig.3 das Blockschaltbild einer Schaltung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt und als Zeilenoszillator eines Fernsehwiedergabegerätes verwendet werden kann.

In Fig. 1 ist eine Induktivität 10 und eine Kapazität 12 zu einem Schwingkreis 15 zusammengeschaltet und mit einer Quelle 17 verbunden, um Schwingkreisverluste auszugleichen. Dementsprechend werden im Schwingkreis 15 die Schwingungen aufrechterhalten, d. h. die Schwingungen sind nicht gedämpft. Die Blindströme sowohl in der Induktivität 10 als auch in der Kapazität 12 werden in Strommeßgliedern 20/bzw. 20c abgetastet Jedes der Strommeßglieder 20/, 20c stellt eine sehr kleine Impedanz für den durchfließenden Strom dar, so daß die Induktivität 10 und die Kapazität 12 praktisch parallel geschaltet sind. Die Stromquellen 30/und 30c erzeugen Blindströme, die von den Strömen in der Induktivität 10 bzw. in der Kapazität 12 abhängen und durch die Strommeßglieder 20/ bzw. 20c gemessen werden. Diese Ströme werden als Eingangüsignäle den Klemmen 43/ bzw. 43c der Stromteiler 40/ bzw. 40c zugeführt.

Der Stromteiler 40/teilt den am Eingang 43/anliegenden Strom in einen ersten Teil, der der Klemme 41/ des Oszillator-Schwingkreises 15 zugeführt wird und in einen zweiten Teil, der über die Klemme 45/ an die Gleichspannungs-Bezugsschaltung 50 weitergeleitet wild. Das vorn Stromteiler 40/erzeugte Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Stromteil wird in Abhängigkeit von Steuersignalen festgelegt, die von einer Steuersignalquelle 42 an die Klemme 44/gelegt werden, wobei das Verhältnis bei einer ersten Abweichrichtung des Steuersignals vergrößert und bei einer zweiten Abweich richtung verkleinert wird..

In entsprechender Weise teilt der Stromteiler 40c den an der Klemme 43c anliegenden Strom in einen ersten, an der Klemme 41c des Schwingkreises 15 anliegenden Teil und in einen zweiten Teil, der über die Klemme 45c der Gleichspannungs-Bezugssehaltung 5Ö zugeführt wird. Das Verhältnis von erstem und zweitem Teilstrom, das "om Stromteiler 40c geliefert wird, wird durch Steuersignale bestimmt die von einer Steuersignalquelle 42 an die Klemme 44c gelegt werden, wobei das Stromverhältnis für eine erste Abweichrichtung des Steuersignals vergrößert wird und für eine zweite entgegengesetzte Abweichrichtung verkleinert wird.

Der Schaltkreis ist also, soweit dies bis jetzt beschrieben wurde, so ausgelegt, daß die ersten Teil-Blindströme, die von den Klemmen 417 bzw. 41c der Stromteiler 40/ und 40c geliefert werden, gleiche Amplituden aufweisen, wenn das von der Quelle 42 gelieferte Steuersignal einen mittleren, dem richtigen Synchronzustand entsprechenden Spannungswert aufweist Diese ersten Teile des Blindstroms, die einerseits durch induktive Blindströme und andererseits durch kapazitive Blindströme gebildet werden, weisen entgegengesetzte Phasen auf. Wenn diese ersten Teil-Blindströme addiert und dem Schwingkreis 15 zugeführt werden, so heben sich die Wirkungen dieser Teilströme bezüglich der Abstimmung des Schwingkreises 15 gegenseitig auf. Bei dem mittleren Wert des Steuersignals wird also die Oszillatorfrequen."! des Schwingkreises 15 durch die Induktivität 10 und die Kapazität 12 bestimmt. Dadurch ist es möglich, eine vorabgestimmte Kombination aus der Induktivität 10 und der Kapazität 12 zu verwenden, um die Nominal-Oszillator-Frequenz genau festzulegen.'

Wenn das von der Quelle 42 gelieferte Steuersignalin der ersten Abweichrichtung zunimmt, hat der als erster Teilstrom vom Stromteiler 40/ gelieferte induktive Blindstrom das Übergewicht über den als zweiten Teilstrom vom Stromteiler 40c gelieferten Blindstrom. Der gesamte induktive Blindstrom, der durch den Schwingkreis 15 fließt wird vergrößert, wodurch eine kleinere Induktivität im Schwingkreis' 15 simuliert wird, so daß die Schwingungsfrequenz ansteigt. Wenn das von der Quelle 42 gelieferte Steuersignal in einer zweiten Abweichrichtung größer wird, so hat der als erster Teilstrom vom Stromteiler 40c gelieferte kapazitive Blindstrom das Übergewicht über den als zweiten Teilstrom vom Stromteiler 40/ gelieferten induktiven Blindstrom. Der durch den Schwingkreis 15 fließende gesamte kapazitive . Blindstrom wird erhöht -wodurch im Schwingkreis 15 eine vergrößerte Kapazität simuliert wird, so daß die Schwingungsfrequenz abnimmt.

In F i g.,2 sind die Schaltungsteile 10,' 12, 17, 20/, 30/, 40/ und 42 so geschaltet, so daß sie im wesentlichen dieselben Funktionen ausüben, nämlich den durch die Induktivität 10 fließenden Blindstrom zu messen, einen Strom proportional zum induktiven Blindstrom (von Quelle 307,1 in einen ersten und einen zweiten Teilstrom /1, /2 aufzuspalten (in 407/und den ersten Teilstrom /Ί an den Schwingkreis 15 mit der Induktivität 10 zu legen. Den den kapazitiven Blindstrom bildenden Teilstrom für den Schwingkreis 15 erhält man in diesem Falle nicht mittels eines selbständigen Strommeßgliedes 20c, einer selbständigen Stromquelle 30c und eines selbständigen Stromteils 40c, sondern durch Subtrahieren des zweiten vom Stromteiler 40/ gelieferten Teilstromes k vom ersten Stromteil /1, in einem Stromsubtrahierglied 60, wobei der resultierende Strom an den Schwingkreis 15 geleitet wird.

Wenn die Quelle 42 als Steuersignal einen mittleren Wert liefert, sind der erste und der zweite Blindstromteil ■

/ι, h einander gleich. Werden diese in dem Stromsubtrahierglied 60 voneinander abgezogen, so wird der dem Schwingkreis 15 zugeführte Differenzstrom zu Null. Die Oszillatorfrequenz wird daher durch die natürliche Frequenz des Schwingkreises 15 bestimmt, d. h. nur durch die Induktivität 10 und die Kapazität 12.

Wenn das Steuersignal in einer ersten Richtung auswandert, so erhöht sich i\, und h nimmt ab, so daß der induktive Blindstrom im Ausgangsstrom (i\ — /2) überwiegt, der von dem Stromsubtrahierglied 60 an den Schwingkreis 15 geliefert wird. Wenn das Steuersignal in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auswandert, nimmt /1 ab, und k nimmt zu, so daß der gegenphasige Blindstrom gegenüber dem induktiven Blindstrom im Aüsgangssignal (h— /2) überwiegt, der vom Stromsubtrahierglied 60 an den Schwingkreis 15 geliefert wird. D. h_n das Stromsubtrahierglied 60 liefert dem Schwingkreis 15 einen entsprechenden kapazitiven Blindstrom.

Die Schaltungsteile 20c, 30c und 40c der bekannten Schaltung gemäß F i g. 1 werden beim gesteuerten Oszillator gemäß F i g. 2 nicht mehr benötigt. Die Anpassung der Strommeß-Schaltungen 20/ und 20c, der Stromquellen 30/ und 30c sowie der Stromteiler 40/ und 40c im. Hinblick auf die jeweils entsprechenden Schaltungsteile ist nicht mehr erforderlich, so daß kein Blindstrom an den Schwingkreis angelegt wird, wenn die Steuerspannung einen einen mittleren, dem richtigen Synchronzustand entsprechenden Spannungswert aufweist Schwankungen der Stromverstärkung im Strommeßglied 20/ und in der von dem Strommeßglied gesteuerten Stromquelle 30/, beispielsweise in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, die beispielsweise wiederum die Charakteristika der Schaltungskomponenten verändern, wirken sich nicht auf die Mittelab-Stimmung des Schwingkreises 15 aus.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Blindstrom in der Induktivität 10 abgetastet wird, während der in der Kapazität 12 nicht abgetastet wird. Es ist aber auch möglich, den Blindstrom in der Kapazität 12 abzutasten, um die Stromquelle zu steuern, die mit dem Stromteiler verbunden ist, und den Blindstrom in der Induktivität 10 nicht abzutasten.

F i g. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zeigt, wie wirtschaftlich das Stromsubtrahierglied 60 hergestellt werden kann. Der Ausgangsstrom, der von der Signalkombinationsschaltung 303 an der Klemme 311 bereitgestellt wird, ist innerhalb des linearen Arbeitsbereichs gleich dem Eingangsstrom an der Klemme 313 abzüglich dem Eingangsstrom an der Klemme 315. Die Signalkombinationsschaltung subtrahiert die an den Eingangsklemmen 313,315 anliegenden Eingangssignalströme voneinander.

Die Schwankungen des an der Klemme 315 anliegenden Kollektorstroms vom Transistor 301 werden innerhalb der Signal-Kombinationsschaltung 303 invertiert. Diese invertierten Stromschwankungen werden der Basis des Transistors 302 zugeführt, der mit dem Transistor

301 in einer Darlingtonschaltung verbunden ist Der Strom wird verstärkt und durch die Transistoren 301,

302 wieder invertiert Diese zurückgekoppelte Verstärkeranordnung bildet ein effektives negatives Widerstandselement das parallel zum Schwingkreis 305 liegt der aus einer Induktivität 307 und einer Kapazität 309 besteht und dessen Schwingkreisverluste ausgeglichen werden, um die Schwingungen aufrechtzuerhalten.

Der induktive Blindwiderstand in der Induktivität 307 wird in der Strommeßschaltung 317 abgetastet, und ein dementsprechender Strom wird von der Stromquelle 319 dem Stromteiler 321 zugeführt.

Der Transistoren 322, 324 enthaltende Stromteiler 321 ist von der Art eines üblichen Differenzverstärkers mit emittergekoppelten Transistoren, der auf Steuersignalspannungen anspricht, die zwischen den Klemmen 323 und 325 liegen, um den von der Quelle 319 gelieferten Blindstrom in einen ersten Stromteil an der Klemme 313 und einen zweiten Stromteil an der Klemme 315 aufzuteilen.

Die Begrenzerwirkung zur Steuerung der Schwingungsamplituden im Schwingkreis 305 wird dadurch erzeugt, daß der in Emitterschaltung angeordnete Verstärker-Transistor 301 in einer aus emittergekoppelten Transistoren aufgebauten Begrenzer-Anordnung 327 mit dem Transistor 329 verbunden ist. Deren zusammengeschaltete Emitter erhalten einen konstanten Strom von der Stromquelle 331, die eine wirksame obere Begrenzung der Kollektorströme darstellt. Die Ausgangssignale des gesteuerten Oszillators werden am Kollektor des Transistors 329 abgenommen. Diese Ausgangssignalströme sind Rechteck-Signale, die den Rechteck-Signalen des Kollektorstroms vom Verstärkertransistor 301 komplementär sind und die dem Strom-Invertier-Verstärker 333 zugeführt werden.

Es ist üblich, die Induktivität 307 und die Kapazität 309 so zu bemessen, daß die Mittelfrequenz (62 936 Hz) des gesteuerten Oszillators gleich viermal der Fernseh-Zeilenfrequenz ist. Die Induktivität 307 ist kleiner als im Falle, daß der Oszillator mit einer Frequenz schwingt, die gleich der Zeilenfrequenz ist Daher ist die Induktivität 307 wirtschaftlicher herzustellen. Dabei wird die Schwierigkeit gemildert, die dadurch auftritt, daß abgestrahlte Abtastsignale vom Bildröhrenjoch in den Schwingkreis 305 eingekoppelt werden und den Phasenabgleich beeinflussen, wodurch das Bild auf dem Bildschirm nicht linear, sondern gekrümmt ist.

Die rechteckförmigen Ausgangssignale des strominvertierenden Verstärkers 333 werden als Trigger-Signal einer Zähierschaltung 335 zugeführt, die eine Teilung durch vier vornimmt Die Zählerschaltung 335 erzeugt Rechteck-Signale mit der Zeilenfrequenz von 15,734 Hz an der Ausgangsklemme 337, um diesen Rechteck-Impuls dem Zeilen-Abtastverstärker und der (nicht dargestellten) Bildröhren-Ablenkanordnung zuzuführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Zeilenoszillatoren in Fernsehwiedergabegeräten, bePatentansprüche: nutzt, bei denen die Oszillatorfrequenz durch die Steuerschaltung nicht beeinflußt werden soll, wenn kein

1. Gesteuerter Oszfllator zum Erzeugen von Korrektursignal vorhanden ist

Schwingungen, deren Frequenz durch ein Steuersi- s Gesteuerte Oszillatoren mit Reaktanzschaltung, bei gnal von einer Steuersignalquelle steuerbar ist, mit denen ein von der Spannung in einem Oszillatoreinem Schwingkreis, der eine Spule als Induktivität schwingkreis abhängender, um 90° phasenverschobe- und einen dieser parallelgeschalteten Kondensator ner Strom dem Oszillatorschwingkreis mit einstellbarer enthält ferner mit einer Schaltung zum Ausgleich Stärke wieder zugeführt wird, um die Abstimmung des der Verluste im Schwingkreis, weiterhin mit einer 10 Oszillators zu steuern, sind seit langem bekannt Oszilla-Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Blind- toren dieser Art, deren Schwingungsfrequenz durch die Stroms, der von den Schwingungen im Schwingkreis Steuereinrichtung nicht beeinflußt wird, wenn ein mit abhängt und eine Grundfrequenzkomponente auf- dem Oszillator verbundenes automatisches Phasen- und weist die vom Kondensator oder der Spule abge- Frequenzsteuersystem anzeigt daß keine Frequenzkornommen sowie im wesentlichen um 90° bezüglich is rektur erforderlich ist haben den für die Fertigung der am Schwingkreis auftretenden Schwingungen wichtigen Vorteil, daß vorabgestimmte Schwingkreisphasenverschoben ist und mit einer Stromteiier- Schaltungsteile verwendet werden können,
schaltung zum Aufteilen des Blindstromes in zwei Aus dem Philips Applicationsbericht No. 272 vom Teilströme, deren Verhältnis vom Steuersignal ab- 29. Mai 1972 »Integrating Television — Integrated PAL hängt dadurch gekennzeichnet, daß die 20 Decoder« und der Veröffentlichung von J.OTOoIe in Teilströme (i\, k) einer den zweiten vom ersten Teil- IEEE Trans, on Broadcast and TV Receivers, No. 4, Nov. strom subtrahierenden Schaltungsanordnung (60; 1972, S. 238 bis 241, sind Quarzoszillatoren bekannt 303) zur Erzeugung eimes Differenzstromes züge- deren Frequenz und Phase durch ein Regelsignal steuerführt sind und daß der Differenzstrom, welcher je bar sind. Bei Quarzoszillatoren muß jedoch auch bei der nach der Richtung der Abweichung des Steuersi- 25 Soll-Frequenz ein von Null verschiedenes Regelsignal in gnals von einem Ruhewert ein induktiver oder ein Form einer Blindkomponente eingespeist werden, da kapazitiver Blindstrom ist, dem Schwingkreis (305) die frequenzbestimmende Induktivität und Kapazität zugeführt ist des Quarzes nicht direkt zugänglich sind und die Rege-

2. Oszillator nach Anspruch 1 mit einer Versor- lung durch Beeinflussung der Spannung an einem augungsspannungsquelle und mit Schaltungselemen- 30 ßerhalb des eigentlichen frequenzbestimmenden ten, die einen ersten und einen zweiten, zum Strom Schwingkreises liegenden Schaltungselement (»Ziehin einem der Schwingkireiselemente gegenphasigen kondensator«) erfolgen muß. Auch im abgeglichenen Blindstrom liefern, der jeweils durch die Steuersi- Zustand ist daher eine gewisse Temperaturempfindlichgnale steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß keit nicht zu vermeiden.

35 Aus der US-PS 36 36 475 ist ein gattungsgemäßer Os-

->· das Differenzsignail dem Schwingkreis (305) zillator bekannt, bei dem von der Spule oder dem Konüber einen invertierenden Verstärker (301,302) densator eines Parallelschwingkreises ein von einem zugeführt ist, an dessen Eingang (311) der Stromfühler gesteuerter Blindstrom abgenommen wird. Schwingkreis (305) geschaltet ist und der über dessen Stärke durch Steuerung eines Stromieilers ein-Schaltungselemente (331) mit einem Bezugspo- 40 stellbar ist.
tential (Masse) verbunden ist; Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

— die subtrahierende Schaltungsanordnung (303) gründe, einen gesteuerten Oszillator anzugeben, der einen ersten, einen zweiten und einen dritten einfacher im Aufbau ist als der oben diskutierte bekann-Transistor (304,306,308) enthält; te Oszillator und bei dem die Abstimmung des Schwing-

— die Emitter des ersten und des zweiten Transi- 45 kreises von Temperaturschwankungen nicht beeinflußt stors (304, 306) direkt verbunden sind und an wird.

der Versorgungsspiinnungsquelle(O+) liegen, Ausgehend von dieser bekannten Schaltung sind

— der Kotlektor des ersten Transistors (304) und demnach Schwierigkeiten zu vermeiden, die bei der Andie Basis des dritten Transistors (308) mit dem passung der einander entsprechenden Schaltungsteile, Ausgang (315) des invertierenden Verstärkers 50 wie beispielsweise bei den Schaltungsteilen zum Bereit-(301,302) verbunden sind und den ersten Blind- stellen von Blindströmen, welche von den Strömen im strom aufnehmen; Schwingkreis abhängen, und bei den Stromteilern auf-

— die Basis und der Kollektor des zweiten Transi- treten, so daß sich beispielsweise infolge von Temperastors (306), die Basis; des ersten Transistors (304) turänderungen auftretende Schwankungen, welche die und der Emitter des drillten Transistors (308) ss Eigenschaften der Schaltungskomponenten ändern direkt miteinander verbunden sind und den können, nicht auf den Schaltkreis auswirken und somit zweiten Blindstrom aufnehmen und an den Schwingkreis kein Blindstrom angelegt wird,

— der Kollektor des dritten Transistors (308) mit wertn die Steuerspannung einen mittleren, dem richtidem Eingang (311) des invertierenden Verstär- gen Synchronzustand entsprechenden Spannungswert kers (301,302) verbunden ist. 60 aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gesteuerten 65 Der erfindungsgemäße gesteuerte Oszillator wird in

Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. seiner Arbeitsweise nicht von Temperaturschwankun-

Oszillatoren dieser Gattung werden in automatischen gen beeinflußt, so daß kein Blindstrom an den Schwing-

Phasen- und Frequenzsteuersystemen, insbesondere als kreis angelegt wird, wenn die Steuerspannung einen