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Automatischer Horizontalfrequenz-Regler Die Erfindung bezieht sich
auf einen automatischen Horizontalfrequenzregler für einen Fernsehempfänger, in
dem die freilaufende Schwingfrequenz eines Horizontaloszillators durch das Verschieben
eines SchleiSkontaktes eines Stellwiderstandes abgeglichen werden kann.
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Üblicherweise wird ein Teil des Ausgangssignals aus dem Horizontaloszillator
des Fernsehempfängers zu einem Phasendetektor rückgekoppelt, auf den ein Horizontalsynchronisiersignal
gegeben wird. Im Phasendetektor werden das Horizontalsynchronisiersignal und das
Ausgangssignal aus dem Horizontaloszillator so miteinander verglichen, daß ein Stellsignal,
das dem Phasenunterschied zwischen diesen Signalen entspricht, aus dem Ausgang des
Phasendetektors
abgeleitet wird. Das Stellsignal wird dann durch
ein Filter geglättet und nachfolgend in den Horizontaloszillator eingespeist, der
dadurch so geregelt wird, daß die Horizontaloszillatorfrequenz gleich der Frequenz
des Synchronisiersignals werden kann. Die Schaltung, die die automatische Regelung
der Horizontaloszillatorfrequenz und der Horizontalsynchronisierfrequenz ermöglicht,
indem sie letztere einander gleich macht, kann Horizontal-AFC-Schaltung (automatische
Frequenzregelung! genannt werden. Solange die AFC-Schaltung normal arbeitet, wird
das Horizontaloszillatorsignal gleich der Horizontalsynchronisierfrequenz gemacht,
selbst wenn die freilaufende Oszillatorfrequenz (d.i. die Frequenz des unabhängig
betriebenen Horizontaloszillators) etwas von der Horizontalsynchronisierfrequenz
abweicht. Wenn allerdings das freilaufende Oszillatorsignal und das Horizontalsynchronisiersignal
voneinander abweichen, dann wird sich die Phase des Horizontaloszillatorsignals
nicht mit der des Horizontalsynchronisiersignals decken, obgleich Übereinstimmung
zwischen diesen Signalen bezüglich ihrer Frequenzen besteht. Dies hat eine ungenaue
Wiedergabe des Bildes auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre zur Folge, indem
sich das Schirmbild als Ganzes nach rechts oder links verschiebt. Die Größe einer
solchen Verschiebung oder Abweichung des Schirmbildes ist proportional der Differenz
zwischen der freilaufenden Frequenz des Horizontaloszillators und der Horizontalsynchronisierfrequenz.
Folglich muß die freilaufende Frequenz des Horizontaloszillators so abgeglichen
sein, daß sie mit der Frequenz des Horizontalsynchronisiersignals übereinstimmt.
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Andererseits wird, da der Phasendetektor und der Horizontaloszillator
weitgehend als integrierte Schaltungen
gefertigt worden sind, für
den Horizontaloszillator eine Schwingschaltung, die eine Schaltung mit einer Zeitkonstanten
aus einem Kondensator und einem Widerstand ähnlich einem Multivibrator enthält,
verwendet. Man könnte daran denken, zum Abgleich der freilaufenden Frequenz eines
solchen Horizontaloszillators einen Stellwiderstand parallel oder in Serie mit dem
Kondensator zu schalten, der außerhalb der integrierten Schaltungen vorgesehen ist,
um damit die Entladungszeit des Kondensators variabel zu gestalten. Jedoch würde
der Abgleich durch den Stellwiderstand mit dem Schleifer oder Schiebeabgriff Schleifstörungen
erzeugen, die eine beträchtliche Schwankung des Bildes nach rechts oder links mit
sich brächten, Da der Abgleich der frei laufenden Oszillatorfrequenz unter Beobachtung
des Schirmbildes vorgenommen wird, würde eine solche Bildschwankung einen korrekten
Abgleich sehr schwierig machen. Besonders wenn eine kleine Abweichung ausgeglichen
werden muß, stößt man auf ernsthaftere Schwierigkeiten. Die Schleifstörungen könnten
dadurch beseitigt werden, daß man den Stellwiderstand mit einem geeigneten Filter
versieht. Ein solches Filter kann jedoch nicht mit in das Zeitkonstantenglied wegen
einer daraus resultierenden unvermeidlich großen Variation in der Zeitkonstanten
einbezogen werden. Um mit den obigen Problemen fertig zu werden, ist es auch vorstellbar,
daß man in der integrierten Schaltung einen Transistor als ein Bauelement des Zeitkonstantenglieds
in der Weise vorsieht, daß der Widerstandswert seiner Kollektor-Emitter-Strecke
durch den Basisstrom variiert wird. In diesem Falle ist es möglich, die freilaufende
Frequenz dadurch variabel abzugleichen, daß man den Basisstrom mit dem Stellwiderstand
variiert, der zusammen mit dem Filter vorgesehen ist, das die Schleifstörungen beseitigt.
Diese Lösung erfordert jedoch das zusätzliche Filter für die Beseitigung der Schleifstörungen.
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Außerdem muß die integrierte Schaltung mit einem Ausgang ausgerüstet
werden, an den der Stellwiderstand angeschlossen wird. Eine solche Anordnung ist
deshalb von Nachteil, weil die Miniaturisierung der integrierten Schaltungen und
die Minimierung der Zahl der Ausgänge vom Standpunkt der Herstellungskosten erwünscht
ist Es ist folglich Aufgabe der Erfindung, einen automatischen Horizontalfreauenzregler
vorzusehen, bei dem der Einfluß der Schleifstörungen auf das Schirmbild, die durch
das Variieren der freilaufenden Oszillatorfrequenz eines Horizontaloszillators mittels
eines Stellwiderstands hervorgerufen werden, ohne ein zusätzliches Filter zur Eliminierung
der Schleifstörungen beseitigt werden kann; insbesondere die Verstellung der freilaufenden
Oszillatorfre-!uenz eines Horizontaloszillators ohne Vergr;oßerung der Zahl der
Ausgänge für die integrierten Schaltungen möglich ist.
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Die Erfindung sieht einen automatischen Horizontalfrequenzregler
vor, in dem die Frequenzen des Horizontaloszillatorsignals rückgekoppelt aus einem
Horizontaloszillator und ein Horizontalsynchronisiersignal miteinander in einem
Phasendetektor verglichen werden, so daß aus dem Ausgang ein Stellsignal abgeleitet
werden kann, das der Frequenzdifferenz zwischen dem Horizontaloszillatorsignal und
dem Horizontalsynchronisiersignal entspricht. Das Stellsignal, das durch ein Filter
geglättet wird, wird dann eingespeist in den Horizontaloszillator, damit die Horizontaloszillatorfrequenz
in Übereinstimmung gebracht wird mit der Frequenz des Horizontalsynchronisiersignals.
Dieser Horizontalfreauenzregler ist dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus einer
Zweirichtungsstromcuelle mit Abgleichmög
lichkeiten, den Ausgangsstrom
der Zweirichtungsstromquelle kontinuierlich zwischen positiven und negativen Werten
zu variieren, und der Möglichkeit, den Ausgang der Zweirichtungsstromquelle mit
dem Eingang des Filters zu verbinden, so daß der Ausgangsstrom der Zweirichtungsstromquelle
über das Filter in einen Kondensator zur Frequenzregelung des Horizontaloszillators
eingespeist wird. Somit wird mit dieser Abgleichmöglichkeit die freilaufende Frequenzdes
Horizontaloszillators abgeglichen durch kontinuierliches Variieren des Wertes des
Ausgangsstroms der Zweirichtungsstromquelle zwischen positiven und negativen Werten.
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Mit einer derartigen Anordnung wie oben beschrieben, werden Störungen,
die beim Abgleichen der Abgleichelemente entstehen, durch das Filter ausgefiltert.
Folglich gibt es keine Möglichkeit mehr, daß die Störungen Einfluß auf die Horizontaloszillatorfrequenz
ausüben und damit eine Zunahme der Bildschwankung verursachen. Weiter ist es in
dem Falle, daß der Horizontaloszillator und der Phasendetektor als integrierte Schaltungen
gefertigt werden, nicht notwendig, die integrierten Schaltungen mit einem zusätzlichen
Ausgang zum Anschluß an den Ausgang der Zweirichtungsstromquelle zu versehen, da
der Ausgang der letzteren mit dem Eingang des Filters verbunden wird, das außerhalb
der integrierten Schaltungen vorgesehen ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Zweirichtungsstromquelle
eine Gleichspannungsquelle mit einem Potential, das höher ist als das des Eingangs
des Filters, einen Stellwiderstand mit zwei festen Anschlüssen und einem Schleifer,
wobei einer der beiden festen Anschlüsse mit einem Pol der Gleichspannungsquelle,
der andere feste Anschluß mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle
verbunden
sind, und einem hochohmigen Widerstand, dessen eines Ende mit dem Schleifer des
Stellwiderstands und dessen anderes Ende mit dem Eingang des Filters verbunden sind.
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Wahlweise kann die Zweirichtungstromquelle auch beinhalten eine Gleichspannungsquelle
mit einem Potential, das höher ist als das des Eingangs des Filters, einen Stellwiderstand
mit zwei festen Anschlüssen und einem Schleifer, wobei einer der festen Anschlüsse
mit einem Pol der Gleichspannungsquelle, der andere feste Anschluß mit dem anderen
Pol der Gleichspannungsquelle verbunden sind, einem ersten Widerstandsnetzwerk,
das zwei Widerstände einschließt, die beide in Serie geschaltet sind zwischen dem
einen festen Anschluß und dem Schleifer des Stellwiderstandes, einem zweiten Widerstandsnetzwerk,
das ebenfalls zwei Widerstände einschließt, die beide in Serie geschaltet sind zwischen
dem anderen festen-Anschluß und dem Schleifer des Stellwiderstands, einem ersten
Transistor, dessen Basis an die Verbindung zwischen den beiden Widerständen des
ersten Widerstandsnetzwerks, dessen Emitter über einen Widerstand an den einen festen
Anschluß des Stellwiderstands und dessen Kollektor an den Eingang des Filters angeschlossen
sind, und einem zweiten Transistor, dessen Basis an die Verbindung zwischen den
beiden Widerständen des zweiten Widerstandsnetzwerks, dessen Emitter über einen
Widerstand an den anderen festen Anschluß des Stellwiderstands und dessen Kollektor
an den Eingang des Filters angeschlossen sind.
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Die Erfindung gibt also einen automatischen Horizontalfrequenzregler
an, worunter ein Phasendetektor, ein Filter, ein Horizontaloszillator und eine Horizontalausgangsschaltung
verstanden
wird. Ein fester Anschluß eines Stellwiderstands, der einen Teil einer Frequenzabgleichschal
tung für den Horizontaloszillator darstellt, ist mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle
verbunden, der ein höheres Potential hat als der Eingang des Filters, während der
andere feste Anschluß des Stellwiderstands mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle
verbunden ist. Der Stellwiderstand hat einen Schleifer, der über einen hochohmigen
Widerstand mit dem Eingang des Filters verbunden ist. Durch Verschieben des Schleifers
fließt über den Schleifer in der positiven oder negativen Richtung Strom. Dieser
Strom wird über das Filter auf einen Kondensator eingespeist, der die freilaufende
Oszillatorfrequenz des Horizontaloszillators bestimmt, indem er die Entladezeit
des Kondensators variiert und folglich die freilaufende Frequenz des Horizontaloszillators
abgleicht.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines automatischen Horizontalfrequenzreglers
gemäß der Erfindung: Fig. 2 den Stromlaufplan eines Beispiels einer variablen Zweirichtungsstromquelle
in der Schaltung von Fig. 1 und Fig. 3 den Stromlaufplan eines anderen Ausführungsbeispiels
der variablen Zweirichtungsstrom quelle.
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In Fig. 1 sind zu sehen: ein Phasendetektor 1, ein Filter 2, ein
Horizontaloszillator 5, der ein Zeitkonstantenglied
aus einem Kondensator
und einem Widerstand beinhaltet, eine Horizontalausgangsschnltung 4 mit einem Ausgang
6, und eine variable Zweirichtungsstromcuelle 7, Ein Eingang des Phasendetektors
t ist durch die Nr. 5 ekennzeichnet.
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Der Phasendetektor 1 wird mit einem Horizontalsynchronisiersignal
huber den Eingang 5 gespeist und empfängt gleich zeitig durch eine Rückkopplungsleitung
einen Teil des Ausgangssignals, das von der Horizontalausgangsschaltung 4 abgeleitet
wird. Der Phasendetektor 3 liefert ein Ausgangssignal, das der Phasendifferenz zwischen
dem Horizontalsynchronisiersignal und dem Horizontaloszillatorsignal entspricht.
Das Ausgangssignal wird durch das Filter 2 geglättet und dann dem Horizontaloszillator
5 zugeführt, um dadurch die Horizontaloszillatorfrequenz konstant zu halten. Anschließend
wird das Ausgangssignal aus dem Horizontaloszillator 3 durch die Horizontalausgangsschaltung
4 verstärkt und danach über den Ausgang 6 an eine Horizontalablenkspule und einen
Rücklauftransformator angelegt. Da eine solche Anordnung aus dem Phasendetektor
1, dem Filter 2, der ESorizontaloszillator 3 und der iforizontalausgangsschaltung
4 ebenso gut wie ihre Arbeitsweise im Metier bekannt sind, wird hier auf eine weitere
detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Die weirichtungsstromcuelle 7 ist mit dem Eingang des Filters 2 verbunden.
Der Ausgangsstrom der 7weirichtungsstromquelle 7 ist mittels eines Stellwiderstands
variierbar und wird über das Filter 2 auf den Horizontaloszillator 5 gegeben. Wenn
das Ausgangssignal aus der variablen Veirichtungsstromquelle 7 an den Horizontaloszillator
3 angelegt wird, wird er die Entladezeitkonstante des Kondensators beeinflussen,
der
einen Teil des Zeitkonstantenglieds darstellt, das die freilaufende Oszillatorfrequenz
der Schaltung 5 bestimmt. In dieser Weise ist es möglich, die freilaufende Frequenz
des Horizontaloszillators 3 abzugleichen. Da Störungen, die möglicherweise erzeugt
werden, wenn der Schleifer des Stellwiderstands der Zweirichtungsstromquelle 7 bewegt
wird, durch das Filter 2 beseitigt werden, welches geeignet ist, das Ausgangssignal
des Phasendetektors 1 zu glätten, kann die Schleifbewegung des Schleifers des Stellwiderstands
in der Zweirichtungsstromquelle 7, die die freilaufende Oszillatorfrequenz des Horizontaloszillators
5 abgleicht, keine erwähnenswerten Verschiebungen des Bildes in horizontaler Richtung
nach rechts oder links verursachen, wodurch also die frei laufende Oszillatorfrequenz
leicht dazu gebracht werden kann, daß sie mit der Frequenz des Horizontalsynchronisiersignais
übereinstimmt. "Zweirichtungsstromquelle" bezeichnet hier eine Vorrichtung, die
Strom in eine Last einspeisen und gleichzeitig Strom aus der Last ziehen kann.
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In Fig. 2 und 5 sind Ausführungsbeispiele für die Zweirichtungsstromquelle
7 dargestellt. Fig. 2 zeigt den Stellwiderstand 11 mit seinem Schleifer '2, der
elektrisch über einen festen hochohmigen Widerstand 15 mit dem Ausgang 15 der Zweirichtungsstromquelle
7 verbunden ist, und eine Gleichspannungsquelle 14 für die Zweirichtungsstromquelle
7. Eine der beiden festen Anschlüsse des Stellwiderstands 11 ist mit dem negativen
Pol der Quelle 14 verbunden, während der andere Anschluß des Stellwiderstands 11
mit dem positiven Pol der Quelle 14 verbunden ist. Der Ausgang 15 der Zweirichtungsstromquelle
7 ist mit dem Eingang des Filters 2 verbunden. Zu erwähnen ist
noch,
daß der Phasendetektor 1, das Filter 2, der Horizontaloszillator 5, die Horizontalausgangsschaltung
4 und die variable Zweirichtungsstromauelle 7 gemeinsam auf Erde liegen. Der Ausgangsstrom
Io ist gezwungen, über den Widerstand 15 zu fließen und zwar nach Maßgabe der Differenz
zwischen dem Potential E1 am Eingang des Filters 2 und dem Potential, welches am
Schleifer 12 ansteht und sich durch Teilung der Quellenspannung E2 durch den Stellwiderstand
11 ergibt. Wenn sich der Schleifer 12 in einer Position näher am Pluspol der Spannungsquelle
14 befindet, fließt der Ausgangsstrom 1o über das Filter 2 in den Kondensator, der
einen Teil des Zeitkonstantenglieds des Horizontaloszillators 4 darstellt, wodurch
die Entladun::szeitdauer des Kondensators verlängert wird und die freilaufende Oszillatorfrequenz
dadurch gesenkt wird. Wenn sich andererseits der Schleifer 12 in einer Position
näher am Minuspol der Quelle 14 befindet, wird Strom über das Filter 2 zur Zweirichtungsstromquelle
7 fließen; das bedeutet, daß der Ausgangs strom 10 negativ werden, die Entladedauer
des Kondensators verkürzt und die Oszillatorfrequenz entsprechend ansteigen wird.
In diesem Falle muß natürlich die Quellenspannung E2 höher als das Potential E1
am Eingang des Filters 2 sein. Da die Störungen, die bei der Schleifbewegung des
Schleifers 12 des Stellwiderstands 11 erzeugt werden, durch das vorher erwähnte
Filter 2 eliminiert werden, werden das Oszillatorsignal und folglich auch das erzeugte
Bild nicht beeinflußt werden. Da das Filter 2 in sich den Kondensator zur Glättung
des Ausgangssignales aus dem Phasendetektor 1 enthält, ist der Eingang des Filters
2 außerhalb der integrierten Schaltung vorgesehen. Wenn der Phasendetektor 1 und
der Horizontaloszillator 3 als integrierte Schaltungen ausgebildet sind, ist es
unnötig, die integrierten Schaltungen mit zusätzlichen Ein- und Ausgängen zu versehen,
da
der Ausgang 13 mit dem Eingang des Filters 2 verbunden ist,
womit die Zahl der Ein- und Ausgänge, die für die integrierte Schaltung erforderlich
sind, reduziert ist.
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Weiter sei erwähnt, daß der Wert des Widerstands 15 so hoch gewählt
ist, daß die Verbindung der Zweirichtungsstromquelle 7 mit dem Filter 2 keine Veränderung
in der Eingangsimpedanz des Filters 2 verursachen kann.
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Fig. 3 zeigt einen Stromlaufplan eines anderen Ausführungsbeispiels
der Zweirichtungsstromquelle 7. Darin ist ein Stromverstärker 20 vorgesehen, der
aus Widerständen 21 bis 26, Stromverstärkungstransistoren 27 und 28, Dioden 29 und
30 zur Temperaturkompensation und einem Ausgang 31 zusammengesetzt ist. Die Basen
der Transistoren 27 und 28 sind miteinander über die Widerstände 22 und 24, die
untereinander in Serie geschaltet sind, verbunden, während die Verbindung zwischen
den Widerständen 22 und 24 mit dem Punkt 13 verbunden ist. Eine Serienschaltung
aus der Diode 29 und den Widerständen 21 und 23 verbindet die Basis und den Emitter
des Transistors 27. Die Verbindung zwischen den Widerständen 21 und 23 ist mit dem
positiven Pol der Spannungsquelle 14 verschaltet.
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Beim Transistor 28 sind Basis und Emitter über eine Serienverbindung
aus der Diode 30, den Widerständen 25 und 26 verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen
den Widerständen 25 und 26 ist mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 14 verschaltet.
Die Kollektoren der Transistoren 27 und 28 sind alle beide mit dem Ausgang 31 verbunden,
welcher nun wieder mit dem Eingang des Filters 2 verschaltet ist.
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Die Zweirichtungsstromquelle aus Fig. 3 funktioniert in umgekehrter
Weise verglichen mit der Ausführung, die in Fig, 2 erläutert ist. Detaillierter
dargelegt, befindet
sich der Schleifer 72 näher am positiven Pol
der Spannungsouelle n4, wird Strom vom Ausgang 31 in die Zweirichtungsstromquelle
7 fließen, da der Kollektorstrom des Transistors 27 kleiner wird, während der des
Transistors 28 anwächst. Wenn im umgekehrten Fall der Schleifer 12 näher am negativen
Pol der Spannungsquelle 14 abgreift, erhält man vom Ausgang 31 zum Filter 2 Ausgangsstrom,
da der Kollektorstrom des Transistors 27 bei abnehmendem Kollektorstrom des Transistors
28 anwächst. Aus der Funktionsweise des AusfUhrungsbeispiels nach Fig. 5 ist es
verständlich, daß der hochohmige Widerstand 15 nicht unbedingt erforderlich ist
und der Schleifer 7 direkt mit dem Ausgang 13 verbunden werden kann. Damit ist es
möglich, die freilaufende Oszillatorfrequenz durch gleitendes Verschieben des Schleifer
2 des Stellwiderstands 1 zu variieren. Störungen, die möglicherweise während der
Verschiebung des Schleifers 12 entstehen, werden durch das Filter 2 ausgesiebt.
Da weiter der Ausgang 31 mit dem Eingang des Filters 2, das außerhalb der integrierten
Schaltungen vorgesehen list, verbunden ist, kann eine Vergrößerung der Za.i-l der
erforderlichen Ein- bzw. Ausgänge für die integrierten Schaltungen vermieden werden.