DE2543113B2

DE2543113B2 - Verzögerungsschaltung

Info

Publication number: DE2543113B2
Application number: DE2543113A
Authority: DE
Inventors: Kunihiko Katano Hontani; Hiromu Osaka Kitaura; Michio Hirakata Osaka Nakamura; Katsuhiko Neyagawa Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-09-28
Filing date: 1975-09-25
Publication date: 1978-11-23
Also published as: CA1034251A; DE2543113C3; DE2543113A1; GB1515408A; US4041533A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsschaltung, bei der das zu verzögernde Eingangssignal der Reihe nach einen Modulator, eine Verzögerungsleitung, deren Verzögerungszeit eine Drift oder Schwankung besitzen kann, und einen Demodulator durchläuft, an dessen Ausgang das verzögerte Signal abgenommen wird, wobei Modulator und Demodulator von einem Trägergenerator gespeist werden.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art (DE-AS 63 196) wird ein von einem Trägergenerator erzeugtes Trägersignal mit einem Eingangssignal von

einem Amplitudenmodulator moduliert Der modulierte Träger wird mit der Verzögerungsleitung, wie z. B. einer Ultraschallverzögerungsleitung, um eine bestimmte Zeitspanne verzögert. Das verzögerte Signal erhält man durch Demodulation des modulierten und verzögerten Trägers in einem Detektor. Eine soJehe Verzögerungsschaltung ist an eine Verzögerungsleitung angeglichen zum Verzögern eines Videosignals um eine Zeilenperiode in einer Vertikalaperturkorrektureinrichtung in einem Fernsehsystem.

Gemäß dem Stand der Technik ist es erwünscht, für den obenerwähnten Detektor einen Synchrondetektor zu verwenden, um die Linearität und das Signal-Rausch-Verhältnis des Detektors zu verbessern. In diesem Fall muß das modulierte und verzögerte Trägersignal aus der Verzögerungsleitung mit dem Trägersignal aus dem Trägergenerator mittels des Synchrondetektors demoduliert werden. Es ist bekannt, daß, solange die Phasendifferenz zwischen dem Träger und dem modulierten und verzögerten Trägersigna/ konstant ist, d. h. Null ist, der Atisgangspegel des Synchrondetektors stabil ist

Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung ist jedoch instabil und verändert sich insbesondere in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Daher sollte die Ultraschallverzögerungsleitung bei einer konstanten Thermoslattemperatur imprägniert werden, um jegliche Änderung der Verzögerungsleitung auszuschalten, falls es erforderlich ist die Amplitude des verzögerten Videosignals zu stabilisieren. Diese Vorgehensweise ist wirkungsvoll, wenn die Trägerfrequenz verhältnismäßig niedrig ist. Bei zunehmender Trägerfrequenz wird selbst bei begrenzten Temperaturschwankungen innerhalb des Thermostaten die Amplitude zunehmend instabil. In einem System, dessen Videosignal eine Bandbreite von etwa 30 MHz aufweist und das eine Trägerfrequenz von etwa 100 MHz erfordert, läßt sich eine Verzögerungsschaltung unter Einsatz der Thermostaten nicht als Verzögerungsleitung für eine Vertikalaperturkorrektur wegen der verminderten Stabilität der Amplitude des verzögerten Videosignais verwenden. Ferner erfordert eine solche Schaltung für die Unterbringung des Thermostaten erheblichen Raum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsschaltung gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu schaffen, daß der Ausgangspegel des Demodulators unabhängig von Veränderungen der Umgebungstemperatur, die eine Drift und Schwankungen der Verzögerungszeit der eingesetzten Verzögerungsleitung zur Folge haben, stabil ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Trägersignal für den Demodulator oder für den Modulator aus dem Trägergenerator unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Phasenschiebers gewonnen wird und der Steuereingang des steuerbaren Phasenschiebers mit dem Ausgang einer Phasenvergleichsstufe verbunden ist, deren zu vergleichende Signale das direkte Ausgangssignal des steuerbaren Phasenschiebers und das Eingangssignal des Demodulators sind, wodurch die Phasenbeziehung zwischen dem Trägersigna! für den Demodulator und dem verzögerten Signal konstant bleibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung erweist sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß der Ausgangspegel des Synchrondetektors von Veränderungen der Umgebungstemperatur unabhängig ist und stabil bleibt

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der im einzelnen der Beschreibung der Zeichnungen erläutert In letzteren sind

F i g. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung zeigt,

Fig.2A und 2B Kurvenverläufe eines Videosignals ίο und eines amplitudenmodulierten Trägers in der Verzögerungsschaltung nach F i g. 1,

Fig. 3 ein Stromlauf, der den Hauptteil der Verzögerungsschaltung nach F i g. 1 zeigt

Fig.4 eine Kurve, die die Eigenschaften der r> Kapazitätsdiode zeigt die in dem variablen Phasenschieber nach F i g. 1 eingesetzt ist,

F i g. 5 eine Kennlinie für den variablen Phasenschieber nach Fig. 1,

F i g. 6 ein Stromlauf, der den wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung zeigt

Fig.7A und 7B Verläufe weiterer Beispiele von Kurvenverläufen des modulierten Trägers,

F i g. 8 ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsj"> form einer erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung, F i g. 9 ein Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung,

Fig. 10 ein Vektordiagramm, das die Funktionsweise der Verzögerungsschaltung nach F i g. 9 erläutert,
«ι F i g. 11 ein Blockdiagramm einer fünften Ausführupgsform der erfindungsgemäßen Verzögerungsschaltung,

Fig. 12 ein Blockdiagramm einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verzögerungsschalr> tungund

Fig. 13A und 13B Diagramme, die die modulierten Träger mit einem Bildinhaltsteil und einem Bezugssignalteil zeigen, die in der Schaltung nach Fig. 12 überlagert werden.

w In einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die die F i g. 1 als Blockdiagramm zeigt, wird ein zu verzögerndes Videosignal, dem in der Austastlücke ein Bezugssignal überlagert worden ist (F i g. 2A), über den Eingangsanschluß 1 auf einen Amplitudenmodulator 2 r> wie beispielsweise einen symmetrischen Mischer gegeben wo ein in einem Trägergenerator 7 erzeugter Träger mit dem Videosignal amplitudenmoduliert wird. Der modulierte Träger, der in Fi g. 2B gezeigt ist, wird in einem Verstärker 3 verstärkt, in einer Ultraschallver- >() zögerungsleitung 4 — in diesem Fall — um eine Zeilenperiode verzögert, dann vom Verstärker 5 verstärkt und vom Synchrondetektor 6 unter Steuerung durch ein Bezugssignal zu einem um eine Zeilenperiode verzögerten Videosignal demoduliert, das sich am i'i Ausgangsanschluß 13 abnehmen läßt. Der mit dem Bezugsimpulssignal modulierte Teil des modulierten und verzögerten Trägers wird mit einer Schaltstufe 8 abgetrennt und an einen Eingang eines Phasenkomparators 9 gegeben. Der Träger aus dein Trägergenerator 7 ■ ■ wird durch einen variablen Phasenschieber 11 unter Steuerung durch eine Steuerspannung aus dem Phasenkomparator 9 phasenverschoben und dann an einen anderen Eingangsanschluß des Phasenkomparators 9 gegeben. Die der Phasendifferenz zwischen dem modulierten und verzögerten Träger und dem Bezugssignal entsprechende Steuerspannung wird dort durch Phasenvergleich gewonnen und verwendet, um die Trägerphase gegenüber der des Trägereenerators 7 so

zu verschieben, daß der verschobene Träger dem modulierten Träger immer 90° nachläuft. Eine Abtast- und -Halteschaltung 10 wird verwendet, um den erwünschten Verschiebezustand innerhalb der Abtastperiode des Videosignals beizubehalten. Der phasennachgestellte Träger wird dann von einem Phasenschieber 12 mit einer um 90° voreilenden Phase versehen, um ein phasengeregeltes ßezugssignal zu erhalten, das durchweg gleichphasig mit dem modulierten und verzögerten Träger ist, so daß der Ausgangspegel des Synchrondetektors 6 immer maximal ist.

Die Fig.3 ist ein Stromlauf eines Beispiels der Phasenregelschleife in der Verzögerungsschaltung nach Fig. 1 in Fig.3 wird der mit dem Bezugsimpulssignal modulierte Träger aus dem modulierten und verzögerten Signal durch eine Schaltstufe 8 abgetrennt, die als herkömmliche Diodenbrücke vorliegt und von einem positiven und einem negativen Impuls 101, 102 durchgeschaltet wird, die mit dem Eingangsvideosignal synchron liegen. Der abgetrennte Träger — vgl. 103 — wird von einem Transistor 14 im Phasenkomparator 9 verstärkt und auf die Primärwicklung eines Transformators 15 gegeben. Die Mittenanzapfung in dessen Sekundärwicklung ist geerdet, um an den beiden Enden der Sekundärwicklung zwei Trägerwellen gleicher Amplitude, aber entgegengesetzer Phase zu erzeugen. Der Phasenkomparator 9 kann ein herkömmlicher Phasendetektor mit dem Transformator 15, den Widerständen 18, 19 und zwei Dioden 16, 17 zu dem Anschluß sein, an den der Träger aus dem variablen Phasenschieber 11 gelegt ist. Die Ausgangsspannung ist gleich Null, wenn der modulierte zum verzögerten Träger eine Phasendifferenz von 90° hat, und wird bei positiver oder negativer Abweichung von diesem Wert positiv bzw. negativ. Die Ausgangsspannung, wie sie als

104 gezeigt ist, wird von einem Operationsverstärker 20 verstärkt und durch einen Verstärker 21 mit hohem Eingangswiderstand und einen Kondensator 22 zu einer Gleichspannung umgewandelt. Tritt ein Schaltimpuls

105 auf, schließt ein Schalter S„ und lädt den Kondensator 22 auf die Ausgangsspannung des Verstärkers 20. Diese Spannung wird gehalten, bis nach dem Nulldurchgang des Schaltimpulses 105 und dem öffnen des Schalters der nächste Impuls auftritt, da der Eingangswiderstand des Verstärkers 21 sehr hoch ist. Da der Schaltimpuls 105 gleichzeitig mit den erwähnten Schaltimpulsen 101,102 auftritt und in seiner Breite nur geringfügig schmaler ist als diese, erscheint nur die Spitzenspannung der Ausgangsgröße 104 als Ausgangsspannung 106 des Verstärkers 21. Die Ausgangsgleichspannung 106 wird dann vom Gleichspannungsverstärker 23 verstärkt und ihr veränderlicher Bereich mittels einer Zenerdiode 24, einem Widerstand 25 und einer Gleichspannungsquelle + B₂ auf geeignete Weise verschoben, um die Steuerspannung für den variablen Phasenschieber 11 abzuleiten. Beispielsweise kann der Gleichspannungsverstärker 23 einen Variationsbereich von — Vb\ bis + Vb \ haben, wobei — Vb\ und + Vb\ die negative und positive Gleichspannung der Spannungsquellen — B\ und +Bi sind. In diesem Fall wird der Spannungsbereich der Steuerspannung fast zu (VbX-V₁) bis (V_B\ + V_Z), mit V_z als der Spannung zwischen den beiden Elektroden der Zenerdiode 24.

Obgleich es möglich ist, anstelle der Abtast-und-Halteschaltung 10 eine Glättungsschaltung zu verwenden, um die Ausgangsspannung 104 des Phasenkomparators 9 zu glätten, ist eine solche gegenüber der Abtast-und-Halteschaltung jedoch nachteilig, da bereits einige Zehntel des Spitzenwertes der Demodulationsspannung 104 zum Spannungswert der Demodulationsspannung beitragen.

In dem variablen Phasenschieber U geht der Trägei ^r, aus dem Trägergenerator 7 auf dem Emitterfolger 23 und wird mit einer Verzögerungsleitung 28 aus /η-Gliedern verzögert, deren Verzögerungszeit aul geeignete Werte gebracht wird, indem man die Kapazität jeder der Kapazitätsdioden 29a, 296, 29c,...

in die jeweils eine der Darstellung in F i g. 4 entsprechende Kennlinie aufweisen, mit der Steuerspannung von dei Zenerdiode 24 her ansteuert Die Widerstände 30, 31 dienen zur Impedanz-Anpassung der Verzögerungslei tung 28. Der verzögerte Träger wird von einen Verstärker 32 verstärkt, an einem Transformator 3c abgenommen und von dort sowohl auf den Phasenkom parator 9 als auch einen 90° -Phasenschieber gegeben um das phasengeregelte Bezugssignal darzustellen, da: zum Demodulieren des um eine Zeilenperiode verzö

_>ii gerten Videosignals verwendet wird. Der Phasenab stand zwischen dem modulierten Träger aus dei Schaltstufe 8 und dem phasengeregelten Träger au; dem variablen Phasenschieber 11 wird mit Hilfe des veränderlichen Widerstands 26 im Gleichspannungsver

r, stärker 23 auf 90° als Sollzustand eingestellt. Dei Phasenschieber 12 zieht dann die Phase des Bezugssi gnals derart nach, daß sie der des modulierten Trägen im wesentlichen entspricht.

Läuft die Phase des modulierten Trägers der dein phasenverschobenen Trägers um mehr als 90° voraus wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur dei Verzögerungsleitung 4 sich ändert, erscheinen al: Demodulationsspannung 104 positive Impulse derart daß die Steuerspannung steigt.

'.-. Der Anstieg der Steuerspannung bewirkt eine Abnahme der Sperrschichtkapazität der Kapazitätsdi öden (vgl. die Kennlinie der Fig.4) und damit dei Verzögerungszeit des variablen Phasenschiebers 11 Folglich schiebt die Trägerphase sich so lange vor, bi:

-ο die Phasendifferenz wieder 90° beträgt. Wenn demge genüber die Phase des modulierten Trägers nachläuft erscheinen als Demodulationsspannung negative Impul se, die eine Abnahme der Steuerspannung und dami eine Zunahme der Verzögerungszeit bewirken. Dei

j ι Träger wird verzögert, bis die Phasendifferenz wiedei 90° beträgt. Da die Phasendifferenz zwischen derr modulierten Träger und dem verschobenen Träger au! dem variablen Phasenschieber 11 auf diese Weise imrnei auf 90° gehalten wird, bleiben der modulierte Trägei

vi und das Bezugssignal gleichphasig. Das um eine Zeilenperiode verzögerte Videosignal, d. h. das Ausgangssigna] des Synchrondetektors 6, ist also unabhängig von der Drift und den Schwankungen dei Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 4 völlig

Ti stabil.

In der in F i g. 3 gezeigten Phasenregelschleife läßt die Phasenverzögerung θ in Radians pro Verzögerungsglied mit der Induktivität L (H) und der Kapazität C(F sich ausdrucken zu θ=2π fjLQ wobei /die Trägerfre

wi quenz in Hertz ist Vereinfachend sei angenommen, dat sich die Kennlinie jeder der Kapazitätsdioden angeber läßt zu C= K ■ K-³'², wobei V die Amplitude dei Steuerspannung in Volt ist Mit dieser Beziehung ergib sich dann die Phasenverzögerung zu θ=2π f^LC V-³^

< V-³'². Die Gesamtphasenverzögerung θ des variabler Phasenverschiebers 11 ist dann in F i g. 5 gezeigt

V_s und θ₅ in F i g. 5 geben die Steuerspannung und di< Gesamtphasenverzögerung an, die die obengenannt!

Phasenbeziehung zwischen dem modulierten Träger und dem verzögerten Träger im Sollzustand bewirken. θ_Πΐ3> und θ mm kennzeichnen die maximale und minimale Phasenverzögerung entsprechend der minimalen bzw. maximalen Steuerspannung V_m,„bzw. V_max ■ AdundoV ', bezeichnen den Phasenabstand zu θ₅ bzw. die Änderung der Steuerspannung ausgehend von V_s, die erforderlich ist, um diese Phasenbeziehung in einem bestimmten Zustand aufrechtzuerhalten. Bei dieser Phasenregelschleife ist es erforderlich, eine Vielzahl von Verzöge- m rungselementen einzusetzen, um die erforderliche Gesamtphasenverschiebung zu erzielen.

Die F i g. 6 zeigt eine weitere Phasenregelschleife mit einem Verschiebungsbereich erheblicher Breite, d. h. mehr als einer Periode des Videosignals, zur Aufrechterhaltung des Phasenabstands von 90°.

Die Phasenregelschleife nach Fig.6 weist zusätzlich zu der Regelschleife nach Fig.3 eine Rücksetzschaltung 34 auf, die die Steuerspannung rücksetzt, wenn diese V_mm oder V_max (vgl. F i g. 5) übersteigen will, um die Phasenverschiebung des variablen Phasenschiebers 11 immer innerhalb eines Fangbereiches (e_ma,—B_mi„) >360° zu halten. In dieser Schleife geht die Steuerspannung aus der Abtast-und-Halteschaltung 10 über einen Widerstand 35 oder 36 an den ersten r, Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 37, 38. Am zweiten Eingangsanschluß des Verstärkers 37 liegt eine Bezugsspannung Vi, die sich potentiometrisch durch einen variablen Widerstand 39 zwischen einer positiven Spannungsquelle -t-ßj und einer negativen Spannungsquelle — B_s erzeugen läßt. Am zweiten Eingang des Verstärkers 38 liegt eine Bezugsspanne V4, die ebenfalls potentiometrisch durch einen variablen Widerstand 40 zwischen den gleichen Spannungsquellen + Bi, — Bi erzeugt wird. Die Bezugsspannung Vi wird hoher als die minimale Steuerspannung V_mm die Bezugsspannung V₄ niedriger als die maximale Steuerspannung V_ma, (Fig. 5) eingestellt. Die Ausgangsanschlüsse der Operationsverstärker 37, 38 sind mit den ersten Eingangsanschlüssen der UND-Glieder 45, 46 j< > verbunden und über die Widerstände 43 bzw. 44 auch auf ihre eigenen zweiten Eingangsanschlüsse rückgekoppelt. An die jeweiligen zweiten Eingangsanschlüsse der UND-Glieder 45, 46 wird ein periodischer Impuls 107 wie beispielsweise ein Bildimpuls zum Synchronisie- r> ren der Bildablenkung des Videowiedergabesystems gelegt.

Liegt die Steuerspannung innerhalb des Bereiches Vi... V₄, sind die Ausgangsspannungen der beiden Operationsverstärker 37, 38 negativ oder liegen unter ^r,o den Schwellspannungen der UND-Glieder 5, 46. Sinkt die Steuerspannung unter V\ ab, wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 37 positiv. Liegt dann gleichzeitig ein Impuls 107 vor, liefert das UND-Glied einen positiven Impuls, der einen Schalttransistor 47 « durchschaltet Im Ergebnis erscheint an der Kollektorelektrode des Schalttransistor 47 eine bestimmte Spannung V_H aus der Konstantspannungsquelle und geht auf den Steueranschluß des variablen Phasenschiebers 11 über eine Diode 51 und eine Drosselspule 53, wi wohin über einen Widerstand 54 auch die Steuerspannung aus der Abtast-und-Halteschaltung gelegt ist Da die Steuerspannung auf Vh fest aufgeschaltet ist, die niedriger als V₄, aber höher als Vs ist ergibt die gewünschte Phasenbeziehung sich mit einer bestimmten hi Spannung innerhalb des möglichen Steuerbereiches entsprechend dem nachfolgenden modulierten Träger.

Steigt andererseits die Steuerspannung über V₄ hinaus, wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 38 positiv, worauf das UND-Glied 46 beim Vorliegen eines Impulses 107 einen positiven Ansteuerimpuls liefert, der den Schalttransistor 48 und damit die Diode 52 durchschaltet. Da die Steuerspannung aus einer Konstantspannungsquelle 50 auf eine Spannung Vi. fest aufgeschaltet ist, die höher als V₄, aber niedriger als Vv ist, erzielt man die gewünschte Phasenbeziehung bei einer bestimmten Spannung innerhalb des möglichen Steuerbereiches entsprechend dem nachfolgenden modulierten Träger.

Um die Zuverlässigkeit der Rücksetzschaltung zu verbessern, weisen die Operationsverstärker 37 und 38 eine solche Hysterese auf, daß die positiven Ausgangsspannungen entsprechend den Steuerspannungen V2 und Vj rückgesteilt werden, die jeweils um einige Volt höher als V\ bzw. niedriger als V₄. Die Ausgangsspannungen sind über die Widerstände 43,44 auf die jeweils zweiten Eingänge der Operationsverstärker 37, 38 rückgekoppelt. Wenn also die Steuerspannung sich nur langsam nahe der Schwellspannung der Operationsverstärker 37,38 ändert, arbeiten diese genauer als ohne die Hysterese.

In der obigen Beschreibung ist der Verschiebebereich des variablen Phasenschiebers 11 ohne die Rücksetzung der Steuerspannung zu H, — H₄ 360° angegeben, wobei H\ und H₄ die Gesamtphasenverzögerungen bei den Steuerspannungen Vi bzw. V₄ sind. Der Phasenzusammenhang zwischen dem modulierten Träger und dem Träger aus dem Trägergenerator 7 nach dem Rücksetzen der Steuerspannung wird zunächst entsprechend der Klampsspannung Vi. oder Vn gesetzt und dann auf den gewünschten Phasenabstand von 90° gezogen.

Die Wellenform des modulierten Trägers aus dem Amplitudenmodulator 2 ist nicht auf die der Fig. 2B, d.h. eine 100%ige Modulation beschränkt. Auch eine Unter- oder Übermodulation sind möglich; die sich ergebenden Wellenformen sind in den Fig. 7A und 7B dargestellt Bei beiden Verfahren ist eine Überlagerung des Bezugsimpulssignals auf das Eingangsvideosignal nicht erforderlich. Verwendet man weiterhin eine Untermodulation, läßt die Schaltstufc 8 sich durch einen Begrenzer ersetzen, der einen kontinuierlich modulierten Träger konstanter Amplitude erzeugt, und die Abtast-und-Halteschaltung 10 fortlassen, da dann die Steuerspannung unmittelbar am Ausgang des Phasenkomparator — beispielsweise 9 — abgenommen werden kann.

Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung eines phasengeregelten Bezugssignals, das zum Demodulieren des verzögerten Videosignals dient. In der Fig.8 entsprechen die Schaltungsteile 1... 6, 8, 10 und 12 in ihrem Aufbau denen der Fig. I. Der im Trägergenerator 55 erzeugte Träger wird entsprechend der F i g. 1 mit dem Eingangsvideosignal amplitudenmoduliert Der modulierte Träger wird von der Schaltstufe 8 im Bezugsimpulsteil abgetrennt und in einem Phasenkomparator 56, der den gleichen Aufbau aufweist wie der Phasenkomparator 9 der Fig.3 — mit der Ausnahme, daß der Träger aus dem spannungsgesteuerten Oszillator 57 an den gemeinsamen Anschluß der Dioden 16, 17 anstelle des Trägers aus dem variablen Phasenschieber 11 gelegt ist phasenmäßig mit dem von einem herkömmlichen spannungsgesteuerten Oszillator 57 erzeugten Träger verglichen. Die Steuerspannung wird in der Abtast-und-Halteschaltung 10 aus der Demodulationsausgangs-

spannung des (Comparators 56 erzeugt und steuert den spannungsgesteuerten Oszillator 57. Die Phase des Trägers aus dem spannungsgesteuerten Oszillator 57, die mit der Steuerspannung auf 90° Nacheilung relativ zur Phase des modulierten und verzögerten Trägers eingestellt wird, wird dann mit dem Phasenschieber 12 um 90° vorgeschoben, um das Bezugssignal zu erzeugen. Da das Bezugssignal nun immer gleichphasig mit dem modulierten und verzögerten Träger aus dem Verstärker 5 ist, bleibt das verzögerte Videosignal, das man als Ausgangsspannung hinter dem Synchrondetektor 6 erhält, unabhängig von der Drift und Schwankungen der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 4 stabil.

Offensichtlich ist es möglich, diese konstante Phasenbeziehung auch durch Regeln der Phase des mit dem Hingangsvideosignal in der Amplitude zu modulierenden Trägers mit der Steuerspannung aus der Abtastund-Halteschaltung 10 erreichen, anstatt die Phase des Bezugssignals zu regeln, wie es oben beschrieben ist.

In diesem Fall ordnet man den variablen Phasenschieber — beispielsweise 11 in F i g. 1 — zwischen den Trägergenerator 7 und den Amplitudenmodulator 2 an und legt die Steuerspannung an den variablen Phasenschieber 11 an. Das zum Demodulieren des modulierten Trägers verwendete Bezugssignal sollte dann aus dem Trägergenerator 7 über den 90°-Phasenschieber 12 abgeleitet werden.

Die in F i g. 9 gezeigte vierte Ausführungsform ist derart ausgelegt, daß nur ein Trägergenerator vorliegt und das phasengeregelte Bezugssignal, das der Phase des modulierten und verzögerten Trägers nachläuft, von dem im Trägergenerator erzeugten Träger ohne den variablen Phasenschieber — beispielsweise 11 in F i g. 1 — abgeleitet wird. In dieser Schaltung wird der Träger aus dem Trägergenerator 55 mit dem Eingangsvideosignal in der Amplitude untermoduliert, wie in der F i g. 7A gezeigt. Der modulierte und verzögerte Träger 108 geht auf einen Begrenzer 58, um ein kontinuierliches Signal 109 zu erzeugen, das die gleiche Phase und Frequenz wie der modulierte Träger 108 hat. Der Träger aus dem Trägergenerator 55 wird auch auf einen symmetrischen Mischer 60 und über einen 90°-Phasenschieber 59 auf einen weiteren symmetrischen Mischer 61 gegeben, um die Ausgangsspannungen VJ₁ j, Vm der Phasendetektoren 63,64 zu modulieren. Die Ausgangsanschlüsse der Mischer 60, 61 sind zusammengeführt, um ein Mischsignal zu bilden. Die Phasendetektoren 63, 64 demodulieren das kontinuierliche Signal aus dem Begrenzer 58 mit dem Mischsignal bzw. dem Ausgangssignal eines 90°-Phasenschiebers 62. Das phasengeregelte Bezugssignal wird aus dem Mischsignal abgeleitet und zum Demodulieren des verzögerten Videosignals im Synchrondeteklor 6 verwendet.

Lediglich beim Einschalten dieser Schaltung wird ein Schalter 65 geschlossen, um eine Gleichspannung E_san die beiden Mischer 60,61 zu legen. Die als Vektoren Vm und Vn bezeichneten Ausgangsspannungen der Mischer 60 und 61 erscheinen bei geschlossenem Schalter 65, wo die Ausgangsspannung V₆O in Phase mit dem Träger (Vektor V55) aus dem Trägergenerator_55 und die Ausgangsspannung Vei dem Träger V55 um 90° nachläuft, aber die gleiche Amplitude hat wie die Ausgangsspannung V₆₀ — vgl. das Vektordiagramm der Fig. 10. Da die beiden Ausgänge der Mischer 60,_61 aneinandergelegt sind, ergibt sich das Mischsignal V₆*, das am Verbindungspunkt 66 erscheint als Summe der Vektoren V₆₀ und V₆i; vgl. Fi g. 10. Das kontinuierliche Signal Vs₈ aus dem Begrenzer 58 wird unter Steuerung durch das Mischsignal V«, und das um 90° phasenverschobene Signal Va in den Phasendetektoren 63, 64 zu den Gleichspannungen V₆jbzw. Vm demoduliert. Nimmt man an, daß die Phasendifferenz zwischen dem Träger V55 und dem modulierten Träger 108 und damit dem kontinuierlichen Signal Vs₈ gleich ψ ist, ergeben sich die Spannungen V₆J, Vm in diesem Anfangszustand zu V_bi = /V₅₈/ · cos((p -45°C und V_M = /V_w/_· sin(qp -45°). Im nächsten Schritt werden der Träger V« und der um 90° phasenverschobene Träger V59 in den symmetrischen Mischern 60,61 mit den beiden Spannungen V_bl bzw. V_M moduliert. In Wiederholung dieser Schritte nimmt das Mischsignal Vt*, d. h. das Bczugssignal, die Phase des kontinuierlichen Signals 109 oder des modulierten Trägers 108 an. Da das Bezugssignal als Vektorsumme gegeben ist, bleibt die Gleichphasigkeit zwischen dem Bezugssignal und dem modulierten Träger 108 bei jeder Schwankung oder Änderung der Phase des modulierten Trägers 108 infolge von Schwankungen der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 4 selbst dann erhalten, wenn sie mehr als eine Periodendauer des Videosignals beträgt.

Die Fig. 11 zeigt die fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Phasendifferenz zwischen dem modulierten und verzögerten Träger einerseits und das Bezugssignal andererseits erfaßt wird, indem man den demodulierten Pegel des Bezugsimpulssignals ermittelt, das in die Austastlückc des I-.ingangsvideosignals

«) eingesetzt ist; vgl. Fig. 2. In dieser Schaltung wird das Bczugsimpulssignal aus einem Impulsgenerator 67 dem Eingangsvideosignal in einer Addierschaltung 68 überlagert und der Träger aus dem Trägergenerator 69 mit dem Ausgangssignal der Addierschaltung 68 auf die

)5 gleiche Weise moduliert, wie in den bereits erläuterten Ausführungsformen. Nach dem Durchlaufen der Verzögerungsleitung 4, die um eine Zeilenperiode verzögert, wird der verzögerte Träger im Synchrondetektor 6 unter Steuerung durch das Bezugssignal denioduliert,

w der vom Träger des Trägergenerators 69 durch einen variablen Phasenschieber 70 — entsprechend dem Phasenschieber 11 in Fig. 1 — abgeleitet wird. Das Bezugsimpulssignal wird aus dem Ausgangssignal des Synchrondetektors 6 mit dem Referenzimpulssignal aus dem Impulsgenerator 67 durch eine Schaltstufe 71 abgetrennt und dann mit einem herkömmlichen Amplitudendetektor 72 demoduliert, der eine Steuerspannung abgibt, deren Amplitude proportional der Amplitude des Bezugsimpulssignals und damit der

■ο Phasendifferenz zwischen dem modulierten Träger und dem Bezugssignal invers proportional ist. Dann wird die Verzögerungszeit des variablen Phasenschiebers 70 so eingestellt, daß die Aplitude des Bezugssignals maximal wird, um den Ausgangspegel des Synchrondetektors 6

,', auf dem Maximum zu halten.

Nach der vorliegenden Schaltung ist der Phasenkomparator 9 oder 56 der Fig. 1 bzw. 8 unnötig, um die Phasendifferenz zu ermitteln, da die Amplitude des von der Schaltstufe 71 aus dem Ausgangssignal des

H) Synchrondetektors 6 abgetrennten Bezugssignals dieser Phasendifferenz bereits entspricht Die Schaltung kann aber zwischen einer vor- und einer nacheilenden Phase des modulierten Trägers im Verhältnis zum Bezugssignal nicht unterscheiden. Der variable Phasenschieber

tv· 70 muß also so arbeiten, daß seine Verzögerungszeit ansprechend auf die Abnahme (oder Zunahme) der Steuerspannung aus dem Amplitudendetektor 72 nur zunimmt (bzw. abnimmt), was eine niedrige Ansprech-

geschwindigkeit ergibt. Um diesen Nachteil zu umgehen, wird eine weitere Ausführungsform vorgeschlagen, wie sie in der Fig. 12 dargestellt ist.

In der Fig. 12 wird der im Trägergenerator 73 erzeugte Träger mit dem Bezugsimpulssignal aus dem ■-, Impulssignalgenerator 76 in der Schaltstufe 74 getastet, vom90°-Phasenschieber75, wie in Fig. 13Bgezeigt,um 90° vorverschoben und dann in einer Addierschaltung 77 mit dem modulierten Träger gemischt, der in Fig. 13A gezeigt ist. Das Bezugssignal wird aus dem Träger durch den variablen Phasenschieber auf die gleiche Weise erhalten, wie bereits beschrieben.

Da die Trägerphase zwischen der Bezugsimpulssignalperiode und der Videosignalperiode um 90° verschoben ist, sollte das Bczugssignal immer Null sein, r, wenn das Bezugssignal und der modulierte Träger in der Videosignalperiode gleichphasig sind. Deshalb wird die

Verzögerungszeit des variablen Phasenschiebers 70 derart gesteuert, daß das Bezugsimpulssignal Null wird, um das verzögerte Videosignal zu erzeugen, dessen Amplitude unabhängig von einer Drift der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 4 immer maximal ist. In Fig. 2 hat die Schaltsiufe 71 den gleichen Aufbau wie die Schaltstufe 8 in Fig. 3 und der Amplitudendetektor 72 kann ebenso aufgebaut sein wie die gemeinsame Integrierschaltung, der Gleichspannungsverstärker und die Bereichverschiebeschaltung der Fig. 3. Obgleich diese Schaltung keinen Phasenkomparator oder Phasendeteklor zum Ermitteln der Phasendifferenz zwischen dem modulierten Träger und dem Bezugssignal verwendet, arbeitet sie im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die Schaltungen der Fig. 1 oder F i g. 3, da die Phasendifferenz vom Synchrondetektor 6 erfaßt wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verzögerungsschaltung, bei der das zu verzögernde Eingangssignal der Reihe nach einen Modulator, eine Verzögerungsleitung, deren Verzögerungszeit eine Drift oder Schwankung besitzen kann, und einen Demodulator durchläuft, an dessen Ausgang das verzögerte Signal abgenommen wird, wobei Modulator und Demodulator von einem Trägergenerator gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal für den Demodulator (6) oder für den Modulator (2) aus dem Trägergenerator (7) unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Phasenschiebers (U) gewonnen wird is und der Steuereingang des steuerbaren Phasenschiebers (II) mit dem Ausgang einer Phasenvergleichstufe (9) verbunden ist, deren zu vergleichende Signale das direkte Ausgangssignal des steuerbaren Phasenschiebers (U) und das Eingangssignal des Demodulators (β) sind, wodurch die Phasenbeziehung zwischen dem Trägersignal für den Demodulator (6) und dem verzögerten Signal konstant bleibt

2. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator (6) 2^r> ein Synchrondetektor ist

3. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal für den Demodulator (6) von einem weiteren Signalgenerator (57) erzeugt wird, dessen Schwingfre- JO quenz und Phase entsprechend der vom Phasendetektor (56) abgegebenen Spannung gesteuert wird.

4. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem steuerbaren Phasenschieber (I I) und dem Demodu- J^r> lator- oder Modulatoreingang für das Trägersignal ein fester 90°-Phasenschieber (12) zwischengeschaltet ist.

5. Verzögerungsschaltung a^ch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstufe (8) zwischen den Ausgang der Verzögerungsleitungen und einen Eingang des Phasendetektors (9) geschaltet ist, die ein fortlaufendes Signal gleicher Phase und Frequenz wie das modulierte und verzögerte Trägersignal erzeugt ·» "">

6. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Schaltstufe (8) aus einem Austastintervall des Eingangssignals das modulierte und verzögerte Trägersignal ausblendet und deren Ausgang an den Phasendetektor (9, 56) ><> gelegt wird.

7. Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 —4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtast- und Halteschaltung (10) zwischen den Ausgang des Phasendetektors (9) und den Steuerein- v> gang des steuerbaren Phasenschiebers (11) geschaltet ist.

8. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1,2,3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Phasendetektor (9) abgegebene Spannung von einer w> Rückstellschaltung (34) zurückgestellt wird, die zwischen den Phasendetektor (9) und den variablen Phasenschieber (11) geschaltet ist, eine erste Gleichspannung erzeugt, die höher ist als die untere Grenze des einstellbaren Spannungsbereichs des >·· variablen Phasenschiebers, wenn die vom Phasendetektor abgegebene Spannung einen ersten vorbestimmten Spannungswert nahe der oberen Grenze übersteigt, und die eine zweite Gleichspannung erzeugt die nicht höher als die erste vorbestimmte Spannung ist, wenn die von dem Phasendetektor (9) abgegebene Spannung eine zweite vorbestimmte Spannung übersteigt die nicht höher als die erste Gleichspannung ist

9. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal ein Bezugsimpulssignal in dem Austastintervall umfaßt und daß die Phasendifferenz zwischen dem Trägersignal und dem modulierten und verzögerten Trägersignal von einer Austasischaltung (71), die den Ausgang des Synchrondetektors (6) ausblendet, und von einem Amplitudendetektor (72) erfaßt wird, der den Ausgang der Austastschaltung mit einer Bezugsspannung vergleicht um die Steuerspannung zu erzeugen, die an den variablen Phasenschieber (70) gelegt wird

10. Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Phasenschieber und der Phasendetektor gebildet werden aus einem ersten Phasenschieber (59), der mit dem Trägergenerator (55) zum Verändern der Phase des von letzterem abgegebenen Trägersignals gekoppelt ist, einem ersten und einem zweiten Modulator (60, 61) zum Modulieren des Trägersignals und eines phasenverschobenen Trägersignals aus dem ersten Phasenschieber (!59) mit einer ersten bzw. mit einer zweiten Phasensteuerspannung, wobei die Ausgangsklemmen zur Erzeugung des phasenabgeglichenen Trägersignals zusammengeschaltet sind, einem zweiten Phasendetektor (62), der an die gemeinsamen Ausgangsklemmen der Modulatoren (60, 61) zum Verändern der Phase des phasenabgegiichenen Trägersignals geschaltet ist, einem ersten Phasendetektor (63), der zu den gemeinsamen Ausgangsklemmen geschaltet ist, und einem Begrenzer (58), der mit der Verzögerungsleitung (4) zur Erzeugung eines fortlaufenden Signals gekoppelt ist, das dieselbe Frequenz und Phase wie das verzögerte Trägersignal aufweist, daß der erste Phasendetektor (63) die Phasendifferenz zwischen dem phasenabgeglichenen Trägersignal und dem fortlaufenden Signal zur Erzeugung der ersten Phasensteuerspannung erfaßt, und daß ein zweiter Phasendetektor (64) vorgesehen ist, der mit dem zweiten Phasenschieber (62) und dem Begrenzer (58) gekoppelt ist und die Phasendifferenz zwischen den Ausgängen zur Erzeugung einer zweiten Phasensteuerspannung erfaßt, wobei das phasenabgeglichene Trägersignal von den gemeinsamen Ausgangsklemmen der Modulatoren (60, 61) als resultierende Spannung der Ausgänge abgeleitet wird.