DE2709270C2 - Fernseheinrichtung mit einem Regelkreis für die Frequenz und Phasenlage der Vertikalimpulse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernseheinrichtung mit einem, ein definiertes Vielfaches der Vertikalimpulse erzeugenden Oszillator, einem Frequenzteiler für die Vertikalimpulse und einem Regelkreis, der die vom O .ziflator abgeleiteten Vertikalimpulse an eine vorgegebene Wechselspannung angleicht und eine Vergleichseinrichtung aufweist

Aus der DE-PS 8 95 777 ist eine derartige Fernseheinrichtung bekannt, die einen Generator für die Horizontalimpuise aufweist, der von einem Oszillator für die Vertikalimpulse über Frequenzteiler gesteuert wird. Zur Synchronisierung des Generators wird die Netzspannung verwendet, deren Phasenlage mit der der Vertikalimpulse verglichen wird. Das Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung steuert die Frequenz des Oszillators. Bei dieser Fernseheinrichtung liegt die Phasenlage zwischen der Netzspannung und den Vertikalimpulsen starr fest. Dies hat den Nachteil, daß Störungen im Netz, nämlich kurzzeitige Verzerrungen der Netzspannung, bei denen die Nuildurchgänge nicht in gleichen Abständen ineinander folgen, Regelvorgänge auslösen, die sich sehr störend im Bild, und zwar in Form von Größenveränderungen des Bildes, bemerkbar machen.

Deshalb ist beispielsweise aus der DE-AS 17 62 025 bekannt, der Phasenvergleichsstufe einen Tiefpaß nachzuschalten, so daß kurzfristige Netzschwankungen sich nicht auf die Frequenz des Oszillators auswirken können. Bei Abweichung der Phasenlage der Oszillatorfrequenz und der Netzfrequenz entsteh» am Ausgang der Phasenvergleichsstufe eine Wechselspannung mit der Schwebungsfrequenz der beiden Wechselspannungen. Diese Schwebungsfrequenz wird vom Tiefpaß übertragen und synchronisiert den Oszillator. Hierbei taucht aber das Problem auf, daß bei niedrigen Grenzfrequenzfn des Tiefpaßfilters der Oszillator außer Tritt faller, kann. Deswegen läßt sich die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters umschalten, so daß sich der Fangbereich des Oszillators erhöht, eine optimale Regelung läßt sich aber auch mit dieser Schaltungsanordnung nicht erreichen.

Es ist auch bekannt, nur die Frequenz der Vertikalimpulse in bezug auf die Netzfrequenz zu regeln. Dadurch wird bei den geschilderten Netzstörungen kein Regelvorgang ausgelöst Hierbei ist jedoch nachteilig, daß keine starre Phasenlage zwischen der Netzspannung und den Vertikalimpulsen gegeben ist wodurch eventuell vorhandene, mit der Netzfrequenz verkoppelte Störungen das Bild in Vertikalrichtung durchlaufen und sich so sehr störend bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernseheinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei definierter Phasenlage zwischen der vorgegebenen Wechselspannung, die die Netzspannung sein kann, und den Vertikalimpulsen kurzzeitige

Netzspjnnungsverzerrungen keinen Regelvorgang auslösen, so daß ein ungestörtes Bild gewährleistet ist

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vergleichseinrichtung Meßeinrichtungen für die Frequenzen der Vertikalimpulse und der Wechselspannung und einen Phasenvergleicher aufweist, die mit einem Vergleicher verbunden sind, der logische Ausgangssignale erzeugt, die einem RC-Clied mit einer mehrere Minuten messenden Zeitkonstanten zugeführt werden, daß am rtC-Glied der Oszillator angeschlossen ist der durch die an-der Kapazität des ÄC-GIiedes anliegende Spannung in seiner Frequenz steuerbar ist, und daß der Vergleicher so ausgebildet ϊετ. daS er beim Abweichen der Frequenz und der Phasenlage der Vertikalimpulse in bezug auf die vorgegebene V .^..ielspannung von einem vorbestimmten Wert w.ie Ladungsänderung der Kapazität des i?C-Gliedes bewirkL Wegen der verhältnismäßig großen ''---.!konstante des RC-Glicaes wirken sich kurzzeitige ^v .-!^spannungsVerzerrungen. sogenannte Phase:, "'ter. nicht negativ auf die Bildqualität aus. Sie lösen keir^.i Regelvorgang aus. Trotzdem erfolgen ein Frequenzangleich der Vertik?- limpulse an die vorgegebene Frequenz und eine phasenmäßig eindeutige Zuordnung der Vertikalimpulse zur vorgegebenen Wechselspannung.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß dem Vergleicher ein Speicher nachgeschaltet ist. welcher zwei Ausgänge besitzt, an denen von der Regelabweichung abhängige logische Signale liegen und die über Dioden mit dem RC-GYied derart verbunden sind, daß der Ladungszustand des ÄC-Gliedes in Abhängigkeit von der Regelabweichung verändert wird. Bei dieser Weiterbildung erfolgt eine digitale Frequenz- und Phasenregelung.

Eine besonders zweckmäßige Schaltungsausbildung zur digitalen Regelung besteht darin, daß die vorgegebene Wechselspannung und die Vertikalimpulse je einer Frequenz-Halbierungsstufe zugeführt sind, daß die Ausgangssignale der Frequenz-Halbierungsstufen dem einen Eingang je eines UND-Gatters zugeführt sind, daß die zweiten Eingänge der beiden UND-Gatter an einem Oszillator mit einer wesentlich über der Frequenz der zu vergleichenden Signale liegenden Frequenz angeschlossen sind, daß mit den Ausgänge» der UND-Gatter je ein Zähler für die Ausgangsimpulse verbunden ist. der über eine UND-Verknüpfung nach dem Ende eines Ausgangsimpulses der Frequenz-Halbierungsstufe für die vorgegebene Frequenz und des entsprechenden Ausgangsimpulses der Frequenz-Halbierungsstufe für die Vertikaiimpulse gelöscht wird und daß die UND-Verknüpfung am Speicher angeschlossen ist um das beim Auftreten eines Löschimpulses bestehende Vergleichsergebnis an den Ausgängen des Vergleichers in den Speicher zu übertragen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung erfolgt über den spannungsabhängigen Oszillator durch Änderung seiner Ausgangsfrequenz sowohl eine Ausregelung von Regelabweichungen der Frequenz als auch der Phasenlage.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand -.-ines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung,

F i g. 2 ein detailliertes Schaltbild zur Erläuterung der SchaltunggemäßFig, !,und

F i g. 3 Signalverläufe zur Erläuterung der F i g. 2.

In der Fig, J ist ein Vergleicher ί dargestellt, welchem an einem Eingang 2 über eine Netzfrequenz

meßeinrichtung 3 ein der Netzfrequenz entsprechendes Signal und an einem Eingang 4 über eine Vertikalimpulsmeßeinrichtung 5 ein der Vertikalimpulsfrequenz entsprechendes Signal zugeführt isL Die Vertikalirnpulse liegen dabei am Eingang 6 der Vertikalimpulsfrequenzmeßeinrichtung 5 und die Netzspannung liegt am Eingang 7 der Netzfrequenzmeßeinrichtung 3. Der Vergleicher 1 besitzt zwei Ausgänge la und 16, welche in einen Speicher 28 geführt sind. Die zwei Ausgänge a und b des Speichers sind über Dioden 8 und 9 an einem ÄC-Glied 10, 1 ί angeschlossen. Die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes beträgt mehrere Minuten, z. B. etwa 15 Minuten. Die Spannung am Kondensator 11 des ßC-Gliedes 10, 11 steuert einen spannungsabhängigen Oszillator 13, dessen Ausgangsspannung über einen Frequenzteiler 14, welcher die Ausgangsfrequenz des spannungsabhängigen Oszillators 13 durch 625 teilt die Vertikalimpulse liefert.

1st die Veriikaümpulsfrequenz zu klein, so liegt am Ausgang a und b des Speichers 28 je eine logische Eins. Dies bedeutet, daß der Kondensator 11 über den Ausgang a, die Diode 8 und den »" · jerstaiid 10 aufgeladen und die dem spannungsabhängig^ Oszillator 13 am Eingang 13a zugeführte Spannung erhöht wird. Dadurch erhöht sich die Ausgangsfrequenz des spannungsabhängigen Oszillators 13 und damit die Frequenz dc.- Vertikalimpulse.

Ist die Vertikalimpulsfrequenz zu groß, so liegt arn Ausgang a und b des Speichers 28 je eine logische Null. In diesem Fall entlädt sich der Kondensator Cüber den Widerstand 10. die Diode 9 und den Ausgang ί>, so daß die Spannung am Eingang 13a des spannungsabhängigen Oszillators 13 sinkt Dadurch sinkt auch dessen Ausgangsfrequenz und damrt die Frequenz der Vertikalimpulse.

Ist die Netzfrequenz und die Vertikaümpulsfrequenz gleich, so liegt am Ausgang a eine logische Null und am Ausgang b eine logische Eins. Dies bedeutet, daß der Kondensator 11 weder auf- noch entladen wird, so daß die Ausgangsfrequenz des spannungsabhängigen Osz.!· lators 13 und damit auch die Vertikalimpulsfrequenz gleich bleiben.

Die Phasenlagen der Netzspannung und der Vertikalimpulse werden durch einen Phasenvergleicher 15 verglichen. Bei einer Abweichung der Phasenlage der Verlikalimpulse in bezug auf die Netzspannung von einem vorbestimmten Wert wird der Vergleicher 1 in dem Sinne angesteuert, daß er über die Ausgangssignale an den Speienerausgängen a und b eine Frequenzänderung des spannungsabhängigen Oszillators 13 und damit der Vertikalimpulse im Sinne einer Angleichung der Phasenlage an den gew ürschten Wert bewirkt.

Aus der Fig.2 wird die Frequenz- und Phasenregelung in Verbindung mit F i g. 2 noch deutlicher. In F i g. 2 sind im Vergleich zur Fig. 1 gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet Die F i g. 2 zeigt, daß die Netzspannung und die Vertikalimpulse je einer Frequenz-Halbicruiigsstufe 16, 17 zugeführt sind. Die Ausgangsspannungen der Halbierungsstufen 16,17 sind in der Fig.2 eingezeichnet. Gestrichelt sind dabei die zugehörigen Eingangsspannuiigen angedeutet Die Aüsgangsspannuhgen der Halbierungsstunfen lö, 17 sind dem einen Eingang je eines UND-Gatters 1.8* 19 zugeführt. Die zweiten Eingänge der beiden Ui*JD-Gatter 18,19 liegen gemeinsam an einem Oszillator 20, der mit einer im Vergleich zur Netzfrequenz wesentlich höheren Frequenz von beispielsweise 30 kHz frei schwingt. Mit den Ausgängen 186,196 der UND-Gatter

18, 19 ist je ein Zähler 2f, 22 for die Ausgangsimpulse verbunden, dir über cine UND-Verknüpfung 23, welche ein UND-Gatter 24 und zwei Phasenumkehrslufen 25, 26 aufweist, nach dem Ende eines Ausgangsinipulses der Halbierungsstufe 16 und des entsprechenden Ausgangsimpulses der Halbicrungsslufc 17 gelöscht wird. Die UND-Verknüpfung23 ist ferner am Speicher 28, der die Ausgangssignale des Vergleichen I speichert, angeschlossen und bewirkt beim Auftreten eines Löschimpulses eine Übertragung der Vergleichsergebnisse in lö den Speicher 28.

Die Ausgangsfrequenz des Oszillators 20 ist Jn der F i g. 2 nicht maßstäblich /u den Frequenzen an den Eingangen 6 und 7 da^rgcstellt. Der Impulszug A in Fig. J zeigt nicht maßstäblich den prinzipiellen Signalverlauf am Ausgang 186des UND-Gatters 18. Für jede zweite Netzperiode tritt am Eingang 18a des UND-Gatters 18 ein positives Signal auf unc wahrend dieses positiven Signals werden die Impulse des Oszillators 20 auf den Ausgang I8ödes UND-Gatters 18 durchgeschaltet. Tatsächlich treten dabei während jedes positiven Eingangsimpulses über 600 Oszsltatorimpulse am Ausgang 18/bauf. Entsprechend tritt am Eingang i9a des UND-Gatters 19 zwischen zwei Vertikalimpulsen ein positives Signal, zwischen den zwei darauffolgenden Vertikalimpulsen ein negatives, dann wieder ein positives Eingangssignal usw. auf. Bei jedem positiven Eingangssignal tritt auch am Ausgang 196 des UND-Gatters 19ein Impulszug auf. dessen Impulse vom Oszillator 20 stammen und für jedes positive Eingangs- so signal am Eingang 19a über 600 liegen. Für jedes positive Eingangssigna! der UND-Gatter 18 und 19 werden die Ausgangssignale, und zwar deren negative Flanken, in den Zählern 2f und 22 gezählt. Die jeweiligen Zählerstände liegen an den Eingängen 2 und « 4 des Vergleichers 1. Das Vergleichsergebnis an den Ausgängen I? und Xb des Vergleichers i. das im Bitmuster an den Ausgängen a und b des Speichers 28 vorliegt, wird jedoch erst dann in den Speicher 28 übernommen, wenn am Eingang 28a ein Speicherimpuls «o auftritt. Der Speicherimpuls wird von der UND-Verknüpfung 23 geliefert und zwar dann, wenn bei zwei einander zugeordneten Eingangsimpulsen an den Eingängen 18a und 19a zwei positive Eingangsimpulse beendet sind, wenn also der letzte positive Eingangsim- <5 puls ein.s Eingangsirnpulspaares seine negative Flanke hat

Der nicht maßstäblich gezeichnete Impulszug A der F i g. 3 zeigt, daß bei dem gezeichneten Beispiel in einen positiven Eingangsimpuls am Eingang 18a neun negative Flanken passen, von denen acht von den Impulsen des Oszilla'ars 20 und die neunte von der Sperrung des UND-Gatters 18 kommen. Demgemäß zählt für den Impuls Λ der Zähler 21 neun Impulse. Auch der Impulszug B zeigt, daß in den entsprechenden positiver, impuls am Eingang 19a neun negative Flanken passen. Dies bedeutet, daß die Frequenzen der Netzspannung und der Vertikalimpulse gleich sind. Die Phasenlagen des Impulszuges A und des Impulszugcs B weichen jedoch voneinander ab. Die Phasenverschiebung soll aber Null Grad sein. Die Sperrung der UND-Verknüpfung 23 erfolgt im Zeitpunkt /, d. h. dann, wenn von einem der Impulszüge A. B der letzte fmpulszug seine letzte negative Flanke hat. Im Zeitpunkt / sind Vom Zähler 21 neun negative Flanken gezahlt worden, während die neunte negative Flanke Vom Zähler 221 erst in diesem Zeitpunkt /gezählt wird. Im Selben Zeitpunkt öffolgÜ jedoch die Übernahme des VergfeichsergebnisstK vom Vefgteichcr i ?n den Speicher 28. Wegen der geringfügigen /ollichen Verzögerung wird dabc die letzte negative t lankc des fmpuls/uges B. die im Zeitpunkt ι auftritt, beim Vergleich im Vergleicher 1 nicht mehr berücksichtig!. Der Vergleicher I stellt also trotz Gleichheit der Frequenzen des Netzes und der Vertikalimpulse fest, daß die Frequenz der Veriikalimpulse höher als die Frequenz des Netzes ist un«.' bewirkt Ober den Speicher 28. das /?c~Glied 10, Il und den spannungsabhängigeri Oszillator 13 eine Frequenzänderung, bis die Phasenlage der impulszüge A und β und damit auch der Vertikalimpulse im Vergleich zur Netzfrequenz gleich ist Dies bedeutet daiJ jeder Vertikalimpuls im Nulldurchgana der Netzspannung beginnt Auch bei einer Frequenzabweichung erfolgt natürlich eine entsprechende Regelung. Dir Regelung setzt also immer ein. - enn die Veriikaümpulse nicht im Nulldurchgang der Netzspannung beginnen und/oder wenn die Frequenz der Vertikalimpulse von der Netzfrequenz abweicht

Wegen der großen Zeitkonstante des ÄC-Gliedes 10. it werden kurzzeitige Netzspannungsverzerrungen nicht erfaßt, d. h. sie setzen keinen Regelvorgang in Gang, so daß ein störungsfreies Bild gewährleistet ist

Wenn die Abweichung der Vertikalimpufsfrequenz von der Netzfrequenz ein vorbesiimmtes Maß überschreitet bewirkt der Speicher 28 über ein Zeitglied 29 die Schließung eines Schalters 30. Der Schalter 30 schaltet einen Ladewiderstand 27 an den Kordensator 11, der wesentlich kleiner als der Widerstand tO ist Dadurch erfolgt eine Herabsetzung der Zeitkonstante und damit eine schnelle Ausregelung von Frequenzabweichungen. Das Zeitgfied 29 stellt fest ob an den Ausgängen a und b eine Frequenzabweichung kennzeichnende Signale während einer Zeit liegen, die eine vorbestimmte Grenze von beispielsweise zwei Sekunden überschreitet Ist dies der Fall, so ist dies ein Signal dafür, daß eine einen vorbestimmten Wert überschreitende Frequenzabweichung vorliegt

Bei der beschriebenen Fernseheinrichtung erfolg! eine Regelung der Frequenz und der Phasenlage der Vertikalimpulse in bezug auf die Netzspannung. Im Rahmen der Erfindung ist aber auch möglich, diese Regelung in bezug auf eine andere vorgegebene Wechselspannung durchzuführen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Fernseheinrichtung mit einem, ein definiertes Vielfaches der Vertikalimpulse erzeugenden Oszillator, einetn Frequenzteiler für die Vertikalimpulse und einem Regelkreis, der die vom Oszillator abgeleiteten Vertikalimpulse an eine vorgegebene Wechselspannung angleicht und eine Vergleichseinrichtting aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung Meßeinnchtungen (3, 5; 16 bis 22) für die Frequenzen der Verttkalimpulse und der Wechselspannung und einen Phasenverglejcher (15,- 23) aufweist die mit einem Vergleicher (1) verbunden sind, der logische Ausgangssignale erzeugt, die einem RC-GWea (10, 11) mit einer mehrere Minuten messenden Zeitkonstinten zugeführt werden, daß am RC-GWed (10,11) der Oszillator (13) angeschlossen ist, der durch die an der Kapazität (11) des RC-G\\edes (10, 11) anliegende Spannung in seiner Frequenz steuerbar ist, und daß der Vergleicher (1) so ausgebildet ist, daß er beim Abweichen der Frequenz und der Phasenlage der Vertikalimpulse in bezug auf die vorgegeben. Wechselspannung von einem vorbestimmten Wert eine Ladungsänderung der Kapazität (11) des /?C-GIiedes(10, Jl) bewirkt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (I) ein Speicher (23) nachgeschaltet ist, welcher zwei \usgänge (a. b) besitzt, an denen von der Regelabweichung abhängi- gz logische Signale liegen und die über Dioden (8,9) mit dem ÄC-Glied (10, 11) derart verbunden sind, daß der Ladur jszustand des ÄC-GIiedes (10, 11) in Abhängigkeit von der Regelabweichung verändert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Wechselspannung und die Vertikalimpulse je einer Frequenz-Halbierungsstufe (16,17) zugeführt sind, daß die Ausgangssignale der Frequenz-Halbierungsstufen (16, 17)dem einen Eingang (18a. i9a) je eines UND-Gatters (18, 19) zugeführt sind, daß die zweiten Eingänge der beiden UND-Gatter (18,19) an einem Oszillator mit einer wesentlich über der Frequenz der zu vergleichenden Signale liegenden Frequenz angeschlossen sind,daß mit den Ausgängen (186.19£>^der UND-Gatter (18, 19) je ein Zähler (21, 22) fur die Ausgangsimpulse verbunden ist, der über eine UND-Verknüpfung (23) nach dem Ende eines Ausgangsimpulses der Frequenz-Halbierungsstufe (16) für die vorgegebene Spannung und des entsprechenden Ausgangsimpulses der Frequenz-Haibierungsstufe (i7) für die Vertikalimpulse gelöscht wird und daß die UND-Verknüpfung (23) am Speicher (28) angeschlossen ist, um das beim Auftreten eines Löschimpulses bestehende Vergleichsergebnis an den Ausgängen (la, Xb) des Vergleichers (l) m den speicher (2») zu uDertragen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Widerstand (10) des ÄC-GIiedes (10, 11) die Reihenschaltung aus einem im Vergleich zum Widerstand (10) des ÄC-Gliedes (10, Ii) wesentlich, kleineren Widerstand: (27) tirid einem Sch^lteP(3bfgeschaitet ist, und daß Mittel (29) vorhanden sind, die den Schalter (30) zur Verringerung der Zeitkönstante d6s ÄC-Gliedes (10, 11) schließen, wenn die Frequenzabweichung ein vorbestimmtes Maß über

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schreitet

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des Schalters (30) ein Zeitglied (29) vorgesehen ist, das den Schalter (30) schließt, wenn das eine Abweichung charakterisierende Ausgangssignal des Speichers (28) länger als eine vorbestimmte Zeit am Ausgang des Speichers (28) liegt.