DE2554880B2

DE2554880B2 - Regelbarer Verstärker

Info

Publication number: DE2554880B2
Application number: DE2554880A
Authority: DE
Inventors: Larry Allen Indianapolis Ind. Cochran; Leopold Albert Somerville Harwood; Erwin Johann N. Plainfield Wittmann
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1980-08-21
Also published as: IT1044102B; GB1524715A; US3970948A; AU497506B2; SE7513451L; BE836242A; US3999141A; AU8713375A; CA1037571A; DE2554880A1; NL7514219A; FI753370A; FR2293843A1; ATA925675A; AT352800B; JPS5183455A; SE413065B; CA1038048A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf regelbare Signalver-

Kr\sc\r· r»«»r«h (JetTi ObC V\j? ^<T Γ! f Γ dSS A, Mo^Ti-lChS 1,

insbesondere solche Schaltungen, die sich vornehmlich zur Ausführung in monolithischer integrierter Schaltungstechnik eignen.

Regelbare Verstärker sind weit verbreitet, beispielsweise in Fernsehempfängern zur Steuerung der Lautstärke, der Farbsättigung, des Farbtones und des Kontrastes. Wenn ein Teil einer derartigen Signalverarbeitungsschaltung in integrierter Technik ausgebildet wird und das Steuerglied durch einen äußeren

ίο Regelwiderstand gebildet wird, dann ergibt sich das Problem einer geeigneten gegenseitigen Abstimmung zwischen den integrierten und nichtintegrierten (diskreten) Komponenten der Schaltung. So sind z. B. Toleranzabweichungen integrierter Schaltungskomponenten wie Widerständen und äußeren Komponenten unabhängig voneinander. Daher kann die Verstärkung (oder Dämpfung) für irgend eine bestimmte Einstellung eines Regelwiderstandes nicht mit der Sicherheit reproduziert werden, wie sie für in großen Mengen hergestellte Erzeugnisse wünschenswert ist, so daß zusätzliche Bezugspunktjustierungen erforderlich werden. Weiterhin können Herstellungstoleranzen hinsichtlich Transistorcharakteristika (beispielsweise Stromverstärkung ß) in unerwünschter Weise die Vorherbestimmbarkeit der Minimalverstärkung solcher Schaltungen in Frage stellen.

Man hai verschiedene Lösungen für diese Probleme gesucht, Beispiele hierfür sind die US-PS 37 40 462 und 36 49 847 sowie die Druckschrift Linear Integrated

Mi Circuit Data Sheet, Ausgabe Nr. 412 der RCA Corporation, Sommerville, New Jersey, welche sich auf eine integrierte Fernsehtonschaltung vom Typ CA 3065 bezieht. Bei dieser integrierten Schaltung wird ein stromteilender Differenzverstärker in Verbindung mit einem Gleichspannungspotenliometer für die Lautstärkenregelung verwendet. Hierbei führt eine relativ kleine Änderung der Verstärkungsregelspannung (beispielsweise einige hundert Millivolt) zu einer Änderung der Leitungsverhältnisse der Stromaufteilungsschaltung von einem Extrem zum anderen.

In der US-PS 36 49 847 sind einige Schaltungsanordnungen beschrieben, bei welchen eine Diode mit einem Transistor zu einer Differenz- oder Stromaufteilungsschaltung kombiniert sind. Dem Verbindungspunkt vom Emitter des Transistors und einer Elektrode der Diode wird der Signalstrom zugeführt. Der Leitungszustand der Diode und dementsprechend die Aufteilung des Signalstromcs zwischen Diode und Transistor wird mit Hilfe einer veränderbaren Gleichstromquelle gesteuert, die einen mit der zweiten Elektrode der Diode gekoppelten einstellbaren Widerstand enthält. Derartige Anordnungen zeigen eine Anzahl erwünschter Eigenschaften im Vergleich zu der zwei Transistoren verwendenden Stromauftcilungsschallung vom Typ CA 3065, jedoch sind in gewissen Anwendungsfällen zusätzliche Eigenschaften wünschenswert, wie eine konstante Belastung der Signalstromquclle, ein linearer Zusammenhang zwischen der Einstellung des veränderbaren Steuerwiderstandcs und dem Ausgangsstrom und

w) eine gut vorherbestimmbarc Endlage, also den Fall der Verstärkung Null.

Bei integrierten Schaltungen können sich aber die Stromverstärkungen β von in unterschiedlichen integrierten Schaltungsplättchcn ausgebildeten Transislo-

b5 ren erheblich voneinander unterscheiden. Der der Stromteilerschaltung zugeführte Strom, welcher sich auf deren beide Zweige verteilt, wird durch den Wert β eines diesen Strom liefernden Transistors bestimm!. Tür

eine Verstärkungseinstellung 0 muß der gesamte, von dem erwähnten Transistor gelieferte Strom durch die Diodenhälfte der Stromteilerschaltung fließen, und bei Toleranzen des Stromverstärkungsfaktors dieses Transistors ist dieser Strom von Halbleiterplättchen zu Halbleiterplättchen unterschiedlich. Damit erhält man aber auch von Plättchen zu Plättchen unterschiedliche Einstellungen für den Verstärkungswert 0.

In dem US-Patent 37 40 462 ist beispielsweise ein? von Hand einstellbare Farbsignalverstärkung für einen Farbfernsehempfänger beschrieben. Hierbei wird die Ruhestromzuführung für einen Signaldifferenzverstärker entsprechend dnr Einsteilung eines Potentiometers verändert Der Abgriff des Potentiometers ist über einen Spannungsfolgertransistor und einen Reihenwiderstand mit einer Diode gekoppelt, die ihrerseits über die Basis-Emitter-Strecke des den Ruhestrom liefernden Transistors des Verstärkers vom Stromspiegeltyp geschaltet ist. In diesem Falle ergibt sich ein praktisch linearer Zusammenhang zwischen der Potentiometereinstellung und dem Verstärkungsgrad des Verstärkers. Jedoch können sich die Impedanzwerte des Verstärkertransistors einschließlich der Blindkomponenten, wie einer Kapazität, mit der Einstellung des Potentiometers verändern. Ist die Frequenz des zu 2^ri regelnden Signals genügend hoch (wie etwa die Farbträgerfrequenz mit 3,58 MHz), dann si.id diese Impedanzänderungen beachtlich. Insbesondere bei Farbsignalverarbeitungsschaltungen eines Farbfernsehempfängers können solche Kapazitätsänderungen uner- «ι wünschte Phasenverschiebungen im Farbsignal hervorrufen, die von der Verstärkungseinstellung abhängig sind. Diese Phasenverschiebungen führen zu Farbtonfehlern im wiedergegebenen Bild, wenn sie an einem Punkt des Signalkanals auftreten, wo nur die Phasenlage <^r· der Farbsignale, nicht jedoch die des Farbsynchronsignals beeinfluß: wird.

Über diese Eigenschaften hinaus wird es als erwünscht angesehen, einen »Gleichlauf« zwischen den Reglern für Farbsältigung und Kontrast vorzusehen oder nur einen einzigen »Bildregler« zu haben, so daß die Steuersignale für Helligkeit und Farbsättigung im gesamten ausgenutzten Einstellbereich in einem gewünschten gegenseitigen Verhältnis bleiben.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei i^r> einem regelbaren Verstärker die Einstellung für den Verstärkungsgrad 0 unabhängig von der Stromverstärkung β der verwendeten Transistoren zu machen. Dieses Problem tritt insbesondere bei integrierten Schallungen auf, wo die /i-Werte der Transistoren in ^r>» verschiedenen Schaltungsplältchen relativ stark streuen können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die zusätzliche Einfügung eines einzigen, v> billigen und noch dazu sehr zuverlässigen Bauelementes, beispielsweise in Form eines nichtintegrierten Widerstandes, läßt sich die gewünschte Kompensation der Nulleinslcllung ohne weitere Ergänzung der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ermöglichen. Damit wi lassen sich regelbare Verstärker in Massenproduktion unter Verwendung einer integrierten Schaltung herstellen, ohne daß individuelle Einstellungen jedes einzelnen Verstärkers über eine justierung veränderbare Komponenten erforderlich wären. Auch brauchen die integrier- »^r> ten Schaltungen nicht hinsichtlich der /i-Wcrtc der Transistoren ausgesucht zu werden, und wci¹ die ic Schaltung seibsi isicht erweitert und damit flächenmäßig vergrößert werden muß, erhöht sich die Ausbeute bei der Herstellung bei einer entsprechenden Senkung der Kosten.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der regelbare Signalverstärker mindestens drei als Differenzverstärker geschaltete Verstärkerelernente Das erste Hefen einen Betriebsstrom an die beiden anderen und mindestens das erste und das zweite zeigen eine Stromverstärkung ß. Mit diesem Signalverstärker sind ein Signaleingangsanschluß, ein Signalausgangsapschluß und ein Regelspannungsanschluß verbunden. An den letzteren ist eine Verstärkungssteuerschaltung angeschlossen, die eine Gleichspannungsquelle und einen über diese geschalteten einstellbaren Spannungsteiler aufweist, an dessen Ausgangsanschluß eine wählbare Teilspannung zur Verfugung steht. Der Verstärkungsregelschaltung ist ein als Span.iungsfolger geschalteter Transistor zugeordnet, dessen Stromverstärkungsfaktor ähnlich demjenigen des ersten und zweiten Verstärkerelementes ist und der mit einer Ausgangselektrode galvanisch mit dem Regelspannungsanschluß gekoppelt ist. Vom Ausgangsanschluß des Spannungsteilers führt ferner eine galvanische Koppelschaltung zur Eingangselektrode des als Spannungsfolger geschalteten Transistors zur Veränderung der dem Regelspannungsanschluß zugeführten Regelspannung im Sinne einer Kompensation von Veränderungen der Stromverstärkungsparameter gegenüber dem Nominalwert.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schaltung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, welche das teilweise in Blockdarstellung ausgeführte Schaltbild einer Farb- und Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung zeigt, welche sich zumindest zum Teil für die Hersteilung in integrierter Schaltung eignet und in welcher die Gedanken der Erfindung realisiert sind.

Gemäß der Zeichnung wird ein Videosignalgemisch, welches mindestens Leuchtdichte- und Farbsignalkomponenten enthält, von einer Signalverarbeitungsschaltung 10 geliefert. Die Leuchtdichtekomponenten werden einem Leuchtdichtekanal 11 zugeführt, der typischerweise einen geregelten Verstärker enthält, wie er in der vorerwähnten US-Patentanmeldung beschrieben ist. Die Verstärkung des Lcuchtdichtekanals 11 wird mittels einer Verstärkungsregelschaltung 18 eingestellt, die ein Kontrasteinstellpotentiometer 13, ein Bildeinstcllpotentiometer 14 und einen seinen Wert lichtabhängig verändernden Widerstand 15 (nachfolgend Photowiderstand genannt) in der dargestellten Schaltung enthält. Ferner ist vorzugsweise ein Schalter 16 vorgesehen, mit Hilfe dessen der Photowiderstand 15 ein- bzw. ausschaltbar ist. Die am Abgriff des Bildeinstcllpotentiometers 14 auftretende positive Steuerspannung wird über einen pnp-Emitterfolgertransistor 17 auf ein Ende des Kontrasteinstellers 13 gegeben, dessen anderes Ende an einer positiven Betriebsspannung (beispielsweise +11,7 V) liegt.

Die von der Signalverarbeitungsschaltung 10 gelieferte,: Farbsignalkomponenten werden einer ersten Farbsignalverarbeitungsschaltung 20 zugeführt, deren Ausgang zum Anschluß 3 einer /weiten, insgesamt mit 22 bezeichneten Farbsignalvera rbeitungsschaltung geführt isl.

Bei einem Farbfernsehempfänger eignet sich als erste ruiubigiiMlvL-i üi 'uciiui'igiiM.'iialiuiig 20 L¹UiL' miegnerie

Schaltung, wie sie von der RCA Corporation unter der Bezeichnung CA 3126 vertrieben wird, mit den zugehörigen Komponenten. Die zweite Farbsignalverarbeitungsschaltung 22, welche sich ebenfalls in integrierter Form ausbilden läßt, würde eine geeignete Farbsignaldemodulatorschaltung (welche jedoch nicht dargestellt ist) zusätzlich zu einem regelbaren Verstärker der nachfolgend beschriebenen Art enthalten.

Der dargestellte Verstärker weist einen ersten Transistor 24 auf, dessen als Signaleingang geschaltete Basis über einen Widerstand 26 mit dem Anschluß 3 verbunden ist. Die Hauptstromstrecke (Kollektor-Emitter-Strecke) des Transistors 24 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 28 mit einem weiteren Widerstand 30 verbunden, der seinerseits über einen Anschluß 5 an einem Bezugspotential (etwa Masse) liegt. Der Widerstand 30 stellt zusammen mit einer äußeren Betriebsspannungsquelle (beispielsweise +11,7V), die zwischen den Masseanschluß 5 und den ß+ Betriebsspannungsanschluß 12 geschaltet ist, eine Ruhestromquelle für den Transistor 24 und den restlichen Verstärker dar, wie sich aus den nachfolgenden Erläuterungen noch ergibt.

An den Kollektor des Transistors 24 ist eine sogenannte Stromverteilungsschaltung mit einem zweiten Transistor 32 und einer Halbleiter-Diode 34 angeschlossen. Die Diode 34 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 32 sind bezüglich des Kollektorstroms des Transistors 24 in gleicher Leitungsrichtung gepolt. Die Diode 34 kann beispielsweise als mit dem Transistor 32 identischer Transistor ausgebildet werden, dessen Kollektor mit seiner Basis kurzgeschlossen ist. Die Leitungseigenschaften dieser zwei Elemente sind dann praktisch gleich.

Zwischen den Kollektor des Transistors 32 und eine Betriebsspannungsquelle ist eine Ausgangslastschaltung gekoppelt, welche als Reihenschaltung zweier Widerstände 36 und 38 dargestellt ist. Am Ausgangsanschluß 40 entstehen verstärkte Farbausgangssignale, die beispielsweise einer nicht dargestellten nachfolgenden Demodulatorschaltung zugeführt werden.

Die Verstärkung der von den Transistoren 24 und 32 gebildeten Kaskodeschaltung läßt sich mit Hilfe eines Potentiometers 42 verändern, welches als einstellbarer Spannungsteilerwiderstand dargestellt ist, der extern an die Signaiverarbeitungsschaltung 22 zwischen die Anschlüsse B+ und Masse geschaltet ist. Das Potentiometer 42 liegt über einen den Endanschlag begrenzenden Widerstand 44 und die Verstärkungsregelschaltung 18 an Masse. Der Abgriff des Potentiometers 42 ist galvanisch über einen Widerstand 19 und den Anschluß 2 auf die Basis eines dritten Transistors 46 innerhalb der Schaltung 22 geführt. Der Widerstand 19 dient der Verringerung der Auswirkungen von Stromverstärkungsänderungen der in der Schaltung 22 enthaltenen Transistoren am Sperrpunkt der Stromverteilungsschaltung wie nachfolgend noch erläutert wird. Vom Emitter des Transistors 46 wird über einen Reihenwiderstand 52 ein Steuergleichstrom der Diode 34 zugeführt. Vom Anschluß 4 nach Masse führt ein Überbrückungszweig mit einer Kapazität 54, der Anschluß 4 ist innerhalb der Schaltung 22 an den Verbindungspunkt von Widerstand 52 und Diode 34 geführt.

Vorspannungen und -ströme werden dem vorstehend beschriebenen Verstärker mit Hilfe mehrerer Spannungsteilerschaltungen zugeführt, welche insgesamt mit der Bezugsziffer 56 bezeichnet sind und zwischen den

Anschlüssen 12 ('S+) und 5 (Masse) liegen. Speziell wird dem ersten Transistor 24 die Basisvorspannung über einen Widerstand 58 und einen als Spannungsfolger geschalteten Transistor 60 von einem Spannungsteiler zugeführt, welcher die Widerstände 62, 64, 66 und Kompensationsdioden 68 und 70 enthält. Die Basis des Transistors 60 ist an den Verbindungspunkt der Widerstände 64 und 66 angeschlossen. Dem Transistor 32 wird seine Basisvorspannung über einen zweiten als Spannungsfolger geschalteten Transistor 72 zugefüh^rt, dessen Basis am Verbindungspunkt der Widerstände 62 und 64 liegt (beispielsweise ist diese Vorspannung um ein Vbc höher als die Basisspannung des Transistors 60). Den Trtnsistoren 32 und 72 werden mit Hilfe eines dritten als Spannungsfolger geschalteten Transistors 74 geeignete Kollektorspannungen B+ zugeführt. Die Basis des Transistors 74 liegt am Verbindungspunkt der Teilerwiderstände 76 und 78, die in Reihe über eine Zenerdiode 80 geschaltet sind. Der Zenerdiode 80 wird Strom vom Spannungsanschluß 12 über dem Widerstand 82 und eine Diode 86 zugeführt.

Über die Zenerdiode 80 ist ferner ein zweiter Spannungsteiler aus den Widerständen 88 und 90 geschaltet, deren Verbindungspunkt mit einem Spannungsfolgertransistor 92 verbunden ist, der die Kollektorbetriebsspannung für den Transistor 60 liefert.

Der veranschaulichte Verstärker enthält eine weitere Stromverteilungsschaltung, der dem bereits erwähnten gleicht, jedoch an einem Anschluß 41 Ausgangssignale entgegengesetzter Phasenlage liefert. Der Stromquellenwiderstand 30 ist somit ebenfalls mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 25 über einen Widerstand 29 gekoppelt, und die Transistoren 24 und 25 bilden einen Differenzverstärker. Der Kollektor des Transistors 25 ist mit der zweiten Stromverteilungsschaltung verbunden, der einen Transistor 33 und eine Diode 35 aufweist. In Reihe geschaltete Lastwiderstände 37 und 39 sind mit dem Kollektor des Transistors 33 gekoppelt und ihr Verbindungspunkt stellt den Ausgangsanschluß 41 dar. Die Dioden 34 und 35 sind mit gleichen Elektroden (nämlich den Anoden) zusammen an den Widerstand 52 geschaltet. Weiterhin sind die Basen der Transistoren 32 und 33 gemeinsam an die vom Emitter des Transistors 72 gelieferte Vorspannung angeschlossen.

Ähnlich ist die Basis des Transistors 25 an den Emitter des Transistors 60 über einen Widerstand 59 angeschlossen, welcher praktisch den gleichen Wert wie der Widerstand 58 hat. Vom Emitter des Transistors 60 führt ein Widerstand 94 zum Anschluß 5 (Masse).

Die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sei zunächst unier Außerachtlassung der Verstärkungsregelschaltung 18 und des Widerstandes 19 für typische Betriebsparameter beschrieben, wie sie den Wertangaben für die Komponenten und der B+ Spannung von +11,7V entsprechen. In diesem Falle fließt ein nomineller Betriebsstrom von beispielsweise etwa 1,2 mA durch den Widerstand 30. Bei fehlendem Eingangssignal teilt sich dieser Strom im wesentlichen gleichmäßig zwischen den beiden gleich vorgespannten Transistoren 24 und 25 auf. Wird das Verstärkungsregelpotentiometer 42 auf einen Endwert (die Verbindung mit dem Widerstand 44) eingestellt, dann ist der Transistor 46 bei entsprechend gewählten Werten der Komponenten praktisch gesperrt, und es fließt kein Strom im Widerstand 52 und den Dioden 34, 35. Läßt man die normalen kleinen Unterschiede zwischen Kollektor und Emitterströmen von npn-Transistoren

außer Betracht, dann fließen die Kollektorströme der Transistoren 24 und 25 auch in den Transistoren 32 bzw. 33, die in Basisgrundschaltung arbeiten und zusammen mit den zugehörigen Transistoren 24 und 25 Kaskodesignalverstärker bilden. Eine solche Schaltung zeichnet sich durch die sehr erwünschten Eigenschaften aus, daß die Kollektor-Basis-Rückkopplungskapazität sehr klein ist und daß praktisch keine Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Signalen an den Ausgangsanschlüssen 40 und 41 auftritt, wenn das Potentiometer 42 verstellt wird. Bei dieser Einstellung des Potentiometers 42 fließt jeweils der halbe Ruhestrom vom Widerstand 30 in die Lastschaltungen, und für die von der Quelle 20 gelieferten Signale liegt eine maximale Verstärkung vor.

Wird der Abgriff des Potentiometers 42 in Richtung auf den Anschluß B+ verstellt, dann beginnt der Transistor 46 zu leiten, wenn die Spannung an seiner Basis die den Basen der Transistoren 32 und 33 der Stromverteilungsschaltung zugeführte Vorspannung erreicht. Bei geeigneter Wahl der Schaltungsparameter kann man erreichen, daß die Dioden 34 und 35 den gesamten über den Widerstand 30 zugeführten Ruhestrom führen, wenn das Potentiometer 42 mit seinem Abgriff etwa auf B+ eingestellt ist, so daß die Transistoren 32 und 33 gesperrt werden und keine Ausgangssignale an die Anschlüsse 40 und 41 liefern. Eine maximale Dämpfung soll vorliegen, wenn der Abgriff am ß+seitigen Ende des Potentiometers 42 liegt, damit die Möglichkeit jeglicher »toter Stellen« oder Undefinierter Betriebszustände der Schaltung verringert wild. Zu diesem Zweck wird der Wert des Widerstandes 52 so gewählt, daß das Produkt dieses Widerstandes mit dem gesamten, den Widerstand 30 durchfließenden Strom (beispielsweise 1,2 mA) etwas größer (etwa wenige hundert Millivolt größer) als die Spannung fl+ abzüglich der Basis-Emitter-Spannung (Vt_x) des Transistors 46 sowie abzüglich der Basisvorspannung der Transistoren 32 und 33 ist.

Bei Einstellungen des Potentiometers 42 zwischen denen entsprechend dem Sperren der Transistoren 32 und 33 einerseits und dem Sperren der Dioden 34 und 35 andererseits verändert sich die Spannungsverstärkung des dargestellten Verstärkers praktisch linear mit dem Drehwinkel des Potentiometers 42.

Es sei nun der Zusammenhang der Verstärkungsregelschaltung 18 und die Bedeutung des Widerstandes 19 mit der soweit beschriebenen Schaltung betrachtet.

Bei der Einstellung der Verstärkungsregelschaltung 18 wird der Schalter 16 in die dargestellte Lage für eine Handeinstellung der Bildeigenschaften gelegt. Das Bildeinstellpötentiometer 14 wird in seine unterste Grenzlage (Massepotential) gebracht, und das Kontrasteinstellpotentiometer 13 wird so eingestellt, daß eine gewünschte maximale Signalverstärkung (Kontrast) vorliegt Dann wird das Farbsättigungseinstellpotentiometer 42 auf einen gewünschten Farbsättigungsgrad eingestellt Danach, wenn das Bildeinstellpotentiometer 14 in seine obere Grenzlage (auf 11,7V) eingestellt ist werden Leuchtdichte und Farbe gleichzeitig und proportional in Richtung auf den Nullwert einjustiert Durch Umlegen des Schalters 16 in seine andere Lage wird der Photowiderstand 15 in die Schaltung eingefügt und bewirkt daß Sättigung und Kontrast von der Umgebungsbeleuchtung abhängig werden.

Die Verstärkungen für Leuchtdichte- und Farbsignale sollen beide für vorbestimmte Einstellungen des Potentiometers 14 den Wert Null erreichen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Sperrpunkt bei dem dargestellten Farbsignalverstärker in gewissem Maße von der Stromverstärkung β der in ihm enthaltenen Transistoren abhängt. Wenn beispielsweise die Transistören 24 und 25 eine relativ niedrige Stromverstärkung β (wie etwa 30 bis 40) aufweisen, dann ist der Basis-Emitter-Spannungsfall größer, und der resultierende Strom im Widerstand 30 ist kleiner als in einem Falle, wo die Stromverstärkung β der Transistoren

ίο größer ist (etwa 150 bis 180). Es sei ferner bemerkt, daß Transistoren mit niedriger Stromverstärkung einen größeren Basisstrom für einen gegebenen Emitterstrom benötigen, und daher ergeben Transistoren kleinerer Stromverstärkung wegen eines größeren Spannungsabfails an den Widerständen 58 und 59 einen geringeren Strom im Widerstand 30.

Wenn also Transistoren geringerer Stromverstärkung β in der Schaltung verwendet werden, dann sperren die Transistoren 32 und 33 bei einer Eingangsregelspannung, die kleiner als der nominelle Sperrwert ist (beispielsweise 11,7V). Es kann jedoch erwartet werden, daß der Leuchtdichtekanal 11 noch eine Verstärkung für das Leuchtdichtesignal liefert, bis das Potentiometer 14 auf seine Endstellung gebracht ist.

In diesem Falle kann gesagt werden, daß das Bildeinstellpotentiometer 14 die Farbverstärkung schneller als die Leuchtdichteverstärkung verkleinert, so daß bei bestimmten Einstellungen des Bildeinstellpotentiometers 14 sich ein relativ ungesättigtes Bild ergibt.

Dieser unerwünschte Effekt wird durch den zusätzlichen Widerstand 19 im Basiskreis des Transistors 46 vermieden.

Wenn nämlich jeder der Transistoren 24, 25 und 46 ein Transistor hoher Stromverstärkung β ist, dann fließt durch den Widerstand 19 ein relativ kleiner Basisstrom, und die Spannung am Abgriff des Farbeinstellpotentiometers 42 gelangt praktisch ungedämpft an die Basis des Transistors 46. Haben andererseits die Transistoren 46, 24 und 25 niedrige Stromverstärkungen ß, dann bewirkt der durch den Widerstand 19 fließende Basisstrom einen Abfall der vom Abgriff des Einstellpotentiometers 42 auf die Basis des Transistors 46 geführten Spannung. Dieser Abfall liegt in der richtigen Richtung für ein Sperren des zu erwartenden kleineren Stromes in den Transistoren 32 und 33, wenn der Abgriff des Einstellpotentiometers 42 bei oder nahe bei 11,7 V liegt. Der Wert des Widerstandes 19 kann so gewählt werden, daß er in einer gewünschten Weise zur effektiven Sperrspannung paßt.

Wird die zweite Farbsignalverarbeitungsschaltung 22 als monolithische integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet, dann ist zu erwarten, daß die in einem Schaltungsplättchen ausgebildeten Transistoren praktisch alle gleiche Stromverstärkungseigenschaften {β) haben.

Es sei betont daß die Kaskodenschaltung der Transistoren 24, 32 und 25, 33 ein ausgezeichnetes Verhalten im Frequenzbereich der normalen Farbsignale (also 2 bis 4 MHz) zeigen. Weiterhin zeichnet sich die

Schaltung durch die erwünschte Eigenschaft nur sehr geringer Phasenunterschiede bei verschiedenen Einstellungen des Potentiometers 42 aus. Die Impedanz der Stromverteilungsschaltung von Diode 34 und Transistor 32 einerseits und der Stromverteilungsschaltung von

b5 Diode 35 und Transistor 33 andererseits ist bei Veränderungen des Potentiometers 42 praktisch als konstant anzusehen.
Es sei femer darauf hingewiesen, daß die maximale

Verstärkung (die Abgriffe der Potentiometer 14 und 42 liegen am masseseitigen Ende) durch Wahl des Wertes des Einstellbereich-Begrenzungswiderstandes 44 hinsichtlich des Gesamtwiderstandes des Potentiometers 42 bestimmt werden kann, so daß die minimale Potentiometerausgangsspannung etwa gleich der Basisvorspannung der Transistoren 32 und 33 ist.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß wegen der Symmetrie der Lastschaltungen der Transistoren 24 und 25 das einzige Einstellpotentiometer 42 praktisch gleiche Wirkungen auf die Ausgangssignale an den Anschlüssen 40 und 41 hat. Die hinsichtlich der Verstärkung geregelten Gegentaktausgangssignale eignen sich insbesondere zur Zuführung einer nachfolgenden, jedoch nicht dargestellten Demodulatorschaltung.

Zusätzlich zur handbedienten Sättigungseinstellung kann dem Anschluß 4 zur Veränderung der Signalverstärkung ein Steuergleichstrom von einer automatischen Regelschaltung zugeführt werden. Beispielsweise kann es erwünscht sein, dem Farbsignalverstärker eine Sperrvorspannung zuzuführen, wenn im zugeordneten Leuchtdichtekanal eines Farbfernsehempfängers eine Bildinformation nur geringer Helligkeit vorliegt. In diesem Fall würde dem Anschluß 4 ein ausreichender Gleichstrom zum Vorspannen der Dioden 34 und 35 in ihren vollen Leitungszustand zugeführt, wodurch die Transistoren 32 und 33 gesperrt würden. Dadurch würde jede Neigung zu Farbstörungen in dunklen Bildern verringert.

Im Rahmen der der hier dargestellten Schaltungen sind auch Abwandlungen und Ergänzungen möglich,

ίο beispielsweise kann zwischen das Potentiometer 42 und die Basis des Transistors 46 ein pnp-Spannungsfolgertransistor eingefügt werden, welcher der dargestellten Steuerschaltung ein noch besseres Temperaturverhalten verleiht. Ferner kann der mit dem Anschluß 4 verbundene Signalüberbrückungskondensator 54 für eine Serienresonanz bei der Farbfrequenz vorgesehen werden, so daß die wirksame Impedanz nach Masse verkleinert wird. Für den Fall, daß eine Kontrolle der Stromverstärkungen β der Transistoren möglich ist,

kann weiterhin der Widerstand 19 entfallen, wie dies bereits angedeutet war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelbarer Signal verstärker mit einer ersten Verstärkerstufe mit zwei Transistoren, die je eine Steuerelektrode sowie eine Hauptstromstrecke mit einer zweiten und einer dritten Elektrode aufweisen, wobei die Steuerelektrode des ersten Transistors mit einer Signalquelle, seine zweite Elektrode mit einer Ruhestromquelle und seine dritte Elektrode unter Bildung einer Stromteilerschaltung mit der Hauptstromstrecke des zweiten Transistors und einer ersten Diode verbunden ist und an die Hauptstromstrecke des zweiten Transistors mindestens ein Ausgangslastkreis angekoppelt ist und zur Veränderung des Stromteilungsverhältnisses mit der ersten Diode über eine Koppelscha'.tung eine Verstärkungssteuerschaltung galvanisch gekoppelt ist die einen über die Betriebsgleichspannungsquelle geschalteten Spannungsteiler mit einem Ausgang für eine Teilspannung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung (19, 46, 52) mindestens einen dritten Transistor (46), dessen Basis über einen ersten Widerstand (19) an den Ausgang des Spannungsteilers (42) angeschlossen ist, und einen zweiten Widerstand (52) enthält, der in Reihe mit der ersten Diode (34) geschaltet und an den Emitter des dritten Transistors (46) zur Lieferung eines einstellbaren Gleichstroms für die erste Diode angeschlossen ist.

2. Signalverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Transistor (25) mit seiner durch eine zweite und eine dritte Elektrode begrenzten Hauptstromstrecke als Differenzverstärker mit dem ersten Transistor (24) zusammengeschaltet ist und daß eine zweite, der ersten ähnliche Stromteilerschaltung (33, 35) mit einer zweiten Diode (35) und einem fünften Transistor (33) vorgesehen ist, dessen Steuerelektrode mit derjenigen des zweiten Transistors (32) zusammengeschaltet ist und dessen Hauptstromstrecke mit einer Elektrode der zweiten Diode (35) an die dritte Elektrode des vierten Transistors (25) angeschlossen ist, während die andere Elektrode der zweiten Diode (35) mit der entsprechenden Elektrode der ersten Diode (34) verbunden ist, und daß an die Hauptstromstrecke des fünften Transistors (33) ein zweiter Ausgangslastkreis (37,39) angekoppelt ist.

3. Signalverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand (52) derart bemessen ist, daß er im wesentlichen die Hälfte des durch den zweiten und fünften Transistor (32, 33) fließenden Ruhestroms liefert, wenn der einstellbare Spannungsteiler (42) auf maximale Verstärkung eingestellt ist.

4. Signalverstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand (52) derart bemessen ist, daß bei einer Endstellung des Spannungsteilers (42) der gesamte durch die dritte Elektrode des ersten Transistors (24) fließende Strom von der Hauptstroms,recke des zweiten Transistors (32) abgezweigt wird und stattdessen durch die erste Diode (34) und den zweiten Widerstand (52) zum oder vom Emitter des dritten Transistors (46) fließt.