DE2536150C3 - Phasenvergleichsschaltung für die Netzsynchronisation von Fernsehanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Phasenvergleichsschaltung für die Netzsynchronisation von Fernsehanlag'Sn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fernsehanlagen enthalten im allgemeinen Impulsgeber, in denen durch Teilung der Frequenz eines Oszillators die für den Betrieb der Fernsehanlai'e erforderlichen Impulse, wie die Elektronenstrahlablenk- « und austastimpuise. gewonnen werden. Zur Vermeidung von Schwebungserscheinungen im Fernsehbild, die durch Abweichung der Halbbildfrequenz von der Netzfrequenz entstehen können, kann, wie aus der DE-PS 9 51 OUbekannt.derinder Frequenz steuerbare Oszillator mit der Netzfrequenz derart nachgeregclt werden, daß Netz* und Halbbildfrequenz gleich bleibtini Die Regcispärinürig für den Oszillator wird im allgemeinen in einer Phäsenvergleichsschalturig gewön^ nen, in der die annähernd sinusförmige Netzspannung mit Impulsen Von der Halbbildfrequenz abgetastet Ctttid der Mittelwert der durch die Abtastung gewonnenen Impulse gebildet wird. Dieser Mittelwert und damit die Regelspannung für den Oszillator hängt von der Phasenlage zwischen den Abtastimpulsen und der Netzspannung ab.

Wird die Netzspannung für den Phasenvergleich der Sekundärwicklung des Netztransformators entnommen, die gleichzeitig den die Versorgungsspannungen der Fernsehanlage liefernden Gleichrichter versorgt, so besteht die Gefahr, daß der Mittelwert dieser Wechselspannung infolge von kurzzeitigen oder stoßartigen Neizspunnungsäniierungen, wie sie z. B. bei Zu- und Abschalten von stärkeren Belastungen vorkommen, ändert Änderungen des Mittelwertes wirken in einer Phasenvergleichsschaltung der oben beschriebenen Art wie zeitliche Verschiebungen der Nulldurchgänge. Auf sie reagiert die Oszillatorregelung wie auf echte Trequenzänderungen des Versorgungsnetzes. Die Folge ist eine ständige Unruhe in der Bildabtastung, die man zwar mit Hilfe eines Filters mit extrem niedriger Grenzfrequenz verhindern kann. Ein solches Filter hat aber einen störend langen Einschwingvorgang beim Einschalten zur Folge.

A-js der DEOS 2! 44 746 ist eine Schaltung bekannt, die dazu dient, aus den Nulldurchgängen der Netzspannung Schaltimpulse zu gewinnen, deren zeitliches Auftreten unabhängig von Verschiebungen der Nulldurchgänge der Netzspannung infolge von überlagerten höherfrequenten Störsignalen ist. Hierzu wird die Ausgangsspannung einer zweiten Sekundärwicklung eines Netztransformators über zwei in Reihe geschaltete, je um 90° phasendrehende Tiefpässe dnem doppelseitigen Begrenzer zugeführt, der die Ausgangsspannung der Tiefpasse auf zwei Werte begrenzt, die symmetrisch zum Massepoiential sind, das ferner mit dem Anschluß der zweiten Sekundärwicklung verbunden ist. Dem Begrenzer ist ein Nulldetektor nachgeschaltet, der die Entladung eines Integrators steuert, der somit eine Sägezahnspannung liefert, die als Bezugsspanrung für eine Regelschaltung dienen kann. Abgesehen davon, daß diese Schaltung zwei Sekundärwicklungen des Netztransformators erft eiert, hat sie den Nachneil, daß eine unvermeidliche Unsymmetrie und eine Hysterese des Nulldetektors bei Amplitudenänderungen der Netzspannung und damit bei Änderungen der Flankensteilheit des Begrenzerausgangssignals zu Frequenz- und Phasenänderungen des Integratorausgangssignals führen können.

Aus der DF-AS 22 11 326 ist eine Horizontal-Kippschaltung für einen Fernsehempfänger bekannt, in der aus den Horizontal-Rücklaufimpulsen ein sägezahnförmiges Bezugssignal für eine Phasenvergleichsschaltung gewonnen wird, das von der Form und der Höhe der Horizontal-Rücklaufimpulse unabhängig sein soll. Die Horizontal-Rücklaufimpulse sind mit großer Amplitude einem beidseitig symmetrischen Begrenzer zugeführt. Die Vorspannung dieses Begrenzers ist so gewählt, daß von ihm ein Signalteil an demjenigen Pegel herausgeschniiten wird, bei dem sich die zeitliche Dauer und Lage der Rücklaufimpulse bei Belastungsändeningen der Hochspannung minimal ändert. Mit dieser Anordnung wird zwar aus den Hori/oiHal-Rücklaufimpulsen ein sägezahnförmiges Bezugssignal gewonnen, sie kann aber nicht zum Erzeugen eines l&ezugssignals aus der Netzspannung eingesetzt Werdern

DeIi vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Phasenvergleichsischällurig zu schaffen, welche an die Sekundärwicklung des Netztransforma^ tors angeschlossen weiden kann von der auch der Gleichrichter zum Erzeugen der Versorgungsspannun-

gen der Anlage gespeist ist. Es soll also nur eine einzige Sekundärwicklung des Netztransformators erforderlich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Schaltungsmaßnahmen gelöst

Am Ausgang des Begrenzers der neuen Schaltung entsteht eine Spannung, deren zeitlicher Verlauf etwa trapezförmig ist Die TrapezPanken werden unmittelbar von der an der Sekundärwicklung auftretenden Spannung übernommen, und zwar während der Zeiten, in denen der Gleichrichter keinen Strom führt und der Transformator nicht belastet ist In dieser Zeit ist die Sekundärwicklung praktisch erdfrei, und das Potential an ihrem einen Anschluß wird von der ihr zugeführten Gleichspannung bestimmt Am anderen Anschluß addiert sich zu dieser Gleichspannung die transformierte Netzspannung. Bevor der Gleichrichterstrom zieht und einen niedrigen Eingangswiderstand hat, wird die Begrenzerschaltung wirksam, was bedeutet, daß Amplitudenänderungen der Netzspannung keinen Einfluß auf die Amplitude der trapezförmigen Spannungen haben. Lediglich die Flankensteilheit kann veränder werden, was aber nur einen geringen Einfluß auf die Nachfüllung des Oszillators hat. Dennoch ist die trapezförmige Ausgangsspannung der Begrenzereinrichtung zum unmittelbaren Phasenvergleich wegen der großen Flankensteilheit und der verhältnismäßig breiten Plateaus nur wenig geeignet. Es ist daher an die Begrenzereinrichtung ein Integrierglied angeschlossen, welches das trapezförmige Signal in ein Signal mit etwa dreieckförmigem Verlauf umwandelt. Dessen Flanken bleiben auch bei einer Amplitudenänderung der Netzspannung unverändert. Damit ist auch die durch Abtasten der dreieckförmigen Spannung erzeugte Regelspannung unabhängig von Netzspannungsänderungen.

Anha.nd der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 dr; Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 2 Impulsdiagramme, die in der Anordnung nach Fig. 1 auftreten und

F i g. 3 bis 6 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Fig.! ist mit TR ein NetztrartJormator bezeichnet, an dessen Sekundärwicklung ein Gleichrichter GL angeschlossen ist, von dessen Ausgangsklemmen » + <und » — « die stabilisierte Versorgungsspannung für eine Fernsehanlage abgenommen wird. An die Sekundärwicklung des Transformators TR ist ferner ein Begrenzet BGR angeschlossen. Dieser enthält eine Einheit SF, welche aus der Ausgangsspannung des Gleichrichters GL eine Spannung Ui bildet, die über einen Widerstand R1 dem einen Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators TR zugeführt wird. Fernei _b»ibt die Einheit SF zwei weitere Spannungen U2 und i/3 ab. die symmetrisch zur Spannung i/1 sind, d. h. die Spannung L/3 ist um den Betrag kleiner als die Spannung Ui. um den die Spannung L/2 größer ist. Da die Spannungen Ui, Ul, t/3 von einer stabilisierten Spannung abgeleitet sind, sind sie selbst stabilisiert Die Spannungen L/2 und L/3 und damit die Spannung Ui liegen zwischen den Spannungswerten, die am Gleichrichter GL auftreten. Die Differenz dieser SpannUngswerte ist im Falle eines BriickengleichriGhters reit nachgeschaltetem Ladungs* kondensator gleich der Spannung am Ladekondensator zuzüglich der Durchlnßspannungen der Gieichrichterdioden
Ober emen Widerstand Λ 2 ist die am anderen Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators TR auftretende Spannung auf zwei Begrenzerdioden Dl und D 2 geführt Damit ist die negative Ausgangsspannung des Begrenzers BGR etwa auf die Spannung L/3 und die positive Ausgangsspannung in etwa auf die

Spannung L/2 begrenzt Es entsteht eine Spannung mit trapezförmigem zeitlichem Verlauf. Diese wird in einem Integrator INm eine in etwa dreieckförmige Spannung umgewandelt, die in einer Abtastschaltung ATmit den Ausgangsimpulsen eines Frequenzteilers FTabgetastet

wird. Der Frequenzteiler FTerhält Impulse von einem in der Frequenz steuerbaren Oszillator OS und bildet daraus die für den Betrieb der Fernsehanlage erforderlichen Impulse, wie die Ablenk- und Austastimpulse. Impulse mit der Halbbildfrequenz, die gleich der

Netzfrequenz ist, werden der Abtastschaltung AT zugeführt Mit der durch das Abtasten entstehenden Regelspannung wird der Oszillator L. t/derart nachgeregelt, daß die Phasendifferenz der der Abtastschaltung /\Tzugeführten Signale gleich bleibt

F i g. 2 veranschaulicht die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1. Das Diagramm a zeigt die Ausga^gsspannung UgI eines die Spannung an der Sekundärwicklung gleichrichtenden Brückengleichrichters sowie die Spannung Uc an einem diesem

jo angeschalteten Ladekondensator. Das Diagramm b veranschaulicht den Verlauf des Stromes IgI durch den Gleichrichter. Ersichtlich fließt nur während eines Teils der Wechselstromperioden ein Strom. Die von der Einheit SF abgegebenen Spannungen U 2 und U 3 sind

so gewählt, daß sie stets kleiner oder gleich als die Ladekondensatorspannung Uc sind. Das Diagramm c zeigt die vom Begrenzer BGR abgegebene trapezförmige Spannung. Beim Nulldurchgang der Transformatorspannung ist der Augenblickswert UX. Zu dieser

Spannung kommt dann die in die Sekundärwicklung induzierte Spannung. Überschreitet die Summenspannung die Spannung t/2 um die Durchlaßspannung Udi der Diode D 2, so wird diese leitend und die Spannung am Widerstand R 2 wird begrenzt Während dieser Zeit können Änderungen des Gleichspannungsmittelwertes an der Sekundärspule des Transformators TR keinen Einfluß aul den Spannungsverlauf am Ausgang des Begrenzers BGR haben. 1st die Spannung an der Sekundärwicklung unter die Spannung L/f-des Ladekondensators gefallen, sperren die Gleichrichterdioden und es stellt sich am Widerstand R 2 des Begrenzers eine Spannung ein, die aus der Summe der Spannung U1 und der in die Sekundärwicklung induzietten Spannung ist. Sinkt diese Summenspannung unter die Spannung L/2 f Un2 sperrt die Diode D 2 und die Ausgangsspannung des Begrenzers BGR sinkt, bis der Spannungswert LM-i/3-LOi erreicht ist. Dann wird die Diode Di leitend und begrenzt die Spannung, während die Gleichrichterdioden wieder Strom führen.

bo In F i g. 2 sind die Diagramme zur besseren Verdeutlichung der Wirkungsweise der Schaltung verzerrt dargestellt, im Diagramm c ist als gestrichelte Kurve eingezeichnet, wie sich die Ausgangsspannung des Begrenzers BGR bei einer Vergrößerung dei

Amplitude des Wechseispannungssignals an der Sekundärwicklung ände-t. Man erkennt, daß die Flanken steiler und die Plateaus breiter Werden. Die Nulldurch* gänge ändern sich jedoch nicht.

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Da Spannungen der im Diagramm c gezeigten Form nur wenig geeignet sind zum Phasenvergleich nach dem Abtastprinzip, ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. I dem Begrenzer ein Integrator IN nachgeschaltet. Das Diagramm d zeigt die Ausgangsspannung Uin des Integrators. Es ist eine Spannung mit etwa dreieckförmigerrt Verlauf. Eine Amplitudenänderung der Wechselspannung an der Sekundärwicklung äußert sich in einer mehr oder weniger starken AbrUndung der Ecken. Die Flankensteilheit bleibt jedoch wegen der konstanten •Amplitude des trapezförmigen Begrenzerausgangssignals erhalten.Tastet man die dreieckförmige Spannung an den Flanken ab, wie es in F i g. 2 mit den schraffierten Flächen veranschaulicht ist, so ändert sich die Spannungszeitfläche der damit gewonnenen Impulse

*bei einer Änderung der Wechselstromamplitude nicht.

'■' Die Integration dieser Impulse ergibt eine Regelspannung, die von den Änderungen der Wechselstromamplitude unabhängig ist

In der in Fig.3 gezeigten Schaltung speist der Transformator TR einen Brückengleichrichter, an den eine Spannungsregelschaltung SR angeschlossen ist, die hiederohmig eine stabilisierte Spannung U 4 liefert. Diese Spannung wird einem Spannungsteiler mit Widerständen R3 und R 4 zugeführt, an dessen Abgriff der eine Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators 77? angeschlossen ist. An ihm tritt die in Fig. 1 mit U1 bezeichnete Spannung auf. Die dort mn t/2 und L/3 bezeichneten Spannungen werden in der Schaltung nach F i g. 3 von der Spannung i/4 und OVgebildet. Der andere Anschluß der Sekundärwicklung ist daher über den Widerstand R 2 einerseits über die Diode D 2 an die Spannung t/4 und andererseits über die Diode D1 an OV geführt. Der Anschluß an OV ist deshalb möglich, weil die Durchlaßspannungen der in Reihe geschalteten Brückengleichrichterdioden größer ist als die Durchlaßspannung der Diode D 1.

In der Schaltung nach F i g. 4 wird die Spannung U1 wieder durch einen Spannungsteiler mit gleichen Widerständen R 5 und /?6 gebildet. Die Spannungen Ul und t/3 werden mittels einer Reihenschaltung von entgegengesetzt gepolten Zenerdioden Zl. Z2 gebildet Diese Reihenschaltung liegt zwischen dem der

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40 Sekundärwicklung abgewandten Anschluß des Widerstandes R 2 und dem Verbindungspunkt der Widerstände R 5 und R 6. Während der positiven Halbwelle ist die Begrenzerausgangsspannung gleich der Summe der Spannung zwischen den Widerständen /?5 und R 6, der Zenerspannung der Zenerdiode Z 1 und der Durchlaßspannung der Diode Z'l. Die Spannung während der flegativen Halbwelle ergibt sich entsprechend aus der Summe der Spannungen am Verbindungspunkt der Widerstände R'i und R6 und der Zener- und der Durchlaßspannung der Dioden Z2 und Z1. Die Dioden müssen so ausgewählt sein, daß der Spannungsabfall an ihnen während der positiven und der negativen Halbwelle dem Betrage nach gleich sind. Selbstverständlich sind auch weitere übliche Begrenzerschaltungcn möglich.

In der Anordnung nach Fig.5 wird die stabilisierte Spannung, aus der die Begrenzerspannungen gewonnen werden, mittels einer Zenerdiode Z3 gebildet. Zwischen diesder Spannung und 0 Volt liegt wieder der Spannungsteiler mit den Widerständen R 5 und Λ 6 zur Erzeugung der Spannung L/l. Zur Spannungsbegrenzung dienen zwei Dioden D3 und DA, an denen die trapezförmige begrenzte Spannung abgegriffen wird.

In der Anordnung nach F i g. 6 wird die Spannung UI mit der Zenerdiode Z3 erzeugt. Die Spannungen t/2 und L'3 werden mittels Zenerdioden Z4, Z5, denen Sperroloden DS und D 6 in Reihe geschaltet sind, gebildet. Diese Reihenschaltungen liegen antiparallel zwischen dem der Sekundärwicklung abgewandten Anschluß des Widerstandes R2 und dem die Spannung U1 führenden Anschluß der Zenerdioden Z3. Während der positiven Halbwelle ist die Begrenzerausgangsspannung gleich der Summe der Zenerspannungen der Dioden Z3 und Z4 und der Durchlaßspannung der Diode D 5. Die Spannung wäh'end der negativen Halbwelle ergibt sich entsprechend aus der Summe der Zenerspannungen der Dioden Z3 und Z5 sowie der burchlaßspannung der Diode D 6. Die Dioden müssen so ausgewählt sein, daß der Spannungsabfall an den Dioden DS und Z4 während der positiven Halbwelle und der an den Dioden D 6 und ZS während der negativen Halbwelle dem Betrag nach gleich sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Phasenvergleichsschaltung für die Netzsynchronisation von Fernsehanlagen mit einem zweiseitigen Begrenzer, der an den einen Anschluß einer Sekundärwicklung eines Netztransformators angeschlossen ist, der die ihm zugeführte Spannung auf zwei Werte begrenzt, die zwischen den am Gleichricher auftretenden Spaxinungswerten liegen !Q und die symmetrisch zu einer der Sekundärwicklung des Transformators zugeführten Gleichspannung liegen, und dem ein eine erste Wechselspannung liefernder Integrator nachgeschaltet ist, und mit einem an den Netztransformator angeschlossenen Gleichrichter für die Stromversorgung der Fernsehanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (D 1, D 2) und der Gleichrichter (GL) für die Stromversorgung der Fernsehanlage an dieselbe Sekundärwicklung des Netztransformators (TR) angeschlossen sind und daß die der Sekundärwicklung zugeführte Gleichspannung (Ui) über cin;n Widerstand (R 1) zugeführt ist und daß an den Integrator eine Abtasteinrichtung angeschlossen ist, die durch Abtasten der vom Integrator gelieferten ersten Wechselspannung bei einer bestimmten Phase einer zweiten Wechselspannung eine Regdspannung für einen frequenzsteuerbaren Oszillator bildet, von dessen Ausgangssignal die für den Betrieb der Fernsehanlage erforderlichen Impulse ^o abgeleitet sind.

2. Schalteranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators (TR) mit dem Abgriff eines an den Ausgangsklemmen (U4, OV) des Gleichrichters liegenden Spannungsteilers (R 3, R 4) mit dem Teilverhältnis 1 :1 angeschlossen ist und der andere Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators (TR) über einen Widerstand (R 2) mit der Anode einer ersten Begrenzerdiode (D 2) deren Kathode am Pluspol (U4) des Gleichrichters liegt, und mit der Kathode einer zweiten Begrenzerdiode (D \), deren Anode am Minuspol (OV) des Gleichrichters oder Regelteils liegt, verbunden ist.

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