DE2823013C2

DE2823013C2 - Verstärkungsanordnung

Info

Publication number: DE2823013C2
Application number: DE2823013A
Authority: DE
Inventors: Pierre Montreuil Chabanel
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1982-12-23
Also published as: JPS53148224A; DE2823013A1; AT370935B; US4168511A; ES470229A1; SE7806021L; SE427607B; FR2392540B1; ATA385878A; FR2392540A1; GB1586938A; NL7805622A

Description

a) die von den Modulatoren (2, 9) abgegebenen modulierten Signale werden über getrennte Vorverstärkerzweige an den gemeinsamen Leistungsverstärker (32) angelegt;

b) die zwei Vorverstärkerzweige umfassen jeweils einen Frequenzumsetzer (13,18 bzw. 11,16), die von einem gemeinsamen Umsetzungssignalgenerator (14) gespeist sind, und jeweils einen eigenen Verstärker (19 bzw. 17);

c) der das Videosignal verarbeitende Vorverstärkerzweig umfaßt eine Kompensationsanordnung (20) zur Kompensation der in dem Leistungsverstärker (32) erzeugten Intermodulation, mit einem das Videosignal empfangen- -'"» den Haupteingang (21) und einem Hilfseingang (23), der an eine Abzweigung des das Tonfrequenzsignal verarbeitenden Vorverstärkerzweiges angekoppelt ist, und mit einem an diese beiden Eingänge angekoppelten Addierer, des- J'i sen Ausgang an den Eingang einer nichtlinearen Schaltung gekoppelt ist, die Intermodulationsprodukte abgibt, welche die von dem Leistungsverstärker (32) erzeugten Intermodulationen kompensieren. r>

2. Verstärkungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfseingang (22) an den entsprechenden Eingang des Addierers (42) über einen Leistungsteiler (44) angekoppelt ist und daß ^w die nichtlineare Schaltung (41) eine Vorkorrektureinheit zur Vorkorrektur der Amplitudenlinearität ist, deren Eingang mit dem Ausgang des Addierers (42) und deren Ausgang mit dem ersten Eingang eines Subtrahierers (43) verbunden ist, der an seinem ⁴^ zweiten Eingang einen an dem anderen Ausgang des Leistungsteilers (44) abgezweigten, in Amplitude und Phase eingestellten Bruchteil des an den Hilfseingang (23) angelegten Signals empfängt.

3. Verstärkungsanordnung nach Anspruch 1, da- ⁵" durch gekennzeichnet, daß der Hilfseingang (23) an den entsprechenden Eingang des Addierers (50) über einen Phasenschieber (51) und ein einstellbares Dämpfungsglied (52) angekoppelt ist und daß die nichtlineare Schaltung ein Verstärker (19) des das " Videosignal verarbeitenden Vorverstärkerzweiges ist, dessen Amplitudenverstärkungscharakteristik komplementär zu derjenigen des gemeinsamen Leistungsverstärkers (32) ist.

4. Verstärkungsanordnung nach einem der An- ^b0 sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der beiden Vorverstärkerzweige an die beiden Eingänge eines Diplexers (15) angelegt sind, dessen Ausgang mit dem Eingang des Leistungsverstärkers (32) verbunden ist.

5. Verstärkungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diplexer (15) ein Richtkoppler ist und daß einer der Vorverstärkerzweige eine vor dem Eingang der ihm zugeordneten Verstärkerschaltung (17) eingefügten einstellbaren Phasenschieber (31) umfaßt

6. Verstärkungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem das Videosignal verarbeitenden Vorverstärkerzweig eine Linearitätskorrekturanordnung (7) angeordnet ist.

7. Verstärkungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Fernsehsender.

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsanordnung für Video- und Tonfrequenzsignale zur Speisung eines Einkanal-Leistungsverstärkers, mit einem ersten Modulator, der ein erstes Zwischenfrequenzsignal mit dem Videosignal moduliert, und einem zweiten Modulator, der ein zweites Zwischenfrequenzsignal mit dem Tonfrequenzsignal moduliert, sowie die Verwendung einer solchen Verstärkungsanordnung in einem Fernsehsender.

Eine Verstärkungsanordnung dieser Art ist aus ,Fernseh- und Kino-Technik« 1977, Nr. 4, S. 125-128. bekannt. Die bei diesen bekannten Vers'äWcungsanordnungen durch Modulation zweier Zwischenfrequenzsignale mit dem Videosignal bzw. mit dem Tonfrequenzsignal erhaltenden modulierten Signale werden summiert und an einen Umsetzungs- und Leistungsverstärkungskanal angelegt, der die Senderenergie mit der gewünschten Frequenz liefert. Um die von den Leistungsverstärkerstufen aufgrund mangelnder Linearität verursachten Verzerrungen zu korrigieren, die zu Intermodulationsprodukten führen, kann am Eingang dieses Kanals eine Vorentzerrung vorgenommen werden. Diese Korrektur ist aber schwierig, da sie für alle Verstärkerstufen richtig bemessen sein muß.

Aus der DE-AS 21 40 851 ist es bereits bekannt, zur Kompensation der Nichtlinearitäten eines Verstärkers eine komplementäre Vorverzerrung eines Fernsehsignals in einem von zwei parallelen Verarbeitungszweigen vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Verstärkungsanordnung für Video- und Tonfrequenzsignale, die die Verwendung einer gemeinsamen Leistungsendstufe ermöglicht und eine Korrektur der in der Leistungsendstufe aufgrund mangelnder Linearität erzeugten Intermodulationsprodukte auf einfache Weise möglich macht.

Diese Aufgabe wird durch eine Verstärkungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

a) die von den Modulatoren abgegebenen modulierten Signale werden über getrennte Vorverstärkerzweige an den gemeinsamen Leistungsverstärker angelegt;

b) die zwei Vorverstärkerzweige umfassen jeweils einen Frequenzumsetzer, die von einem gemeinsamen Umsetzungssignalgenerator gespeist sind, und jeweils einen eigenen Verstärker: und

c) der das Videosignal verarbeitende Vorverstärkerzweig umfaßt eine Kompensationsanordnung zur Kompensation der in dem Leistungsverstärker erzeugten Intermodulation, mit einem das Videosignal empfangenden Haupteingang und einem

Hilfseingang, der an eine Abzweigung des das Tonfrequenzsignal verarbeitenden Vorverstärkerzweiges angekoppelt ist, und mit einem an diese beiden Eingänge angekoppelten Addierer, dessen Ausgang an den Eingang einer nichtlinearen Schaltung gekoppelt ist, die Intermodulationsprodukte abgibt, welche die von dem Leistungsverstärker erzeugten Intermodulationen Hoüipensieren.

Gemäß der Erfindung enthält also der das Videosignal verarbeitende Vorverstärkerzweig eine Kompea *sationsanord;iüng, die sowohl von dem Videosignal als auch von einem Bruchteil des Tonfrequenzsignals gespeist wird, so daß eine Intermodulationsvorkorrektur an einem Signal vorgenommen werden kann, das bezüglich seiner spektralen Zusammensetzung demjenigen gleicht, das von der Leistungsverstärkerstufe verarbeitet wird, jedoch eine andere Frequenz als dieses aufweist, wobei aber der das Videosignal verarbeitende Vorverstärkerzweig an die Leistungsendstufe nur das vorentzerrte Videosignal anlegt während das Tonfrequenzsignal über den davon getrennten Vorverstärkerzweig an die Leistungsendstufe gelangt.

Die Intermodulationsvorkorrektur kann mittels bekannter Schaltungsanordnungen erreicht werden, wie sie z. B. aus der FR-PS 23 12 152 bekannt sind. Es ist aber auch möglich, die Tatsache auszunutzen, daß die Verstärkungscharakteristik eines Transistorverstärkers komplementär zu derjenigen eines Röhrenverstärkers ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Verstärkungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Abwandlungen einer Baueinheit der Anordnung von Fig. 1.

In Fig. 1 empfängt eine Klemme 1 die Videofrequenzsignale, die einem Modulator 2 zugeführt werden, der auch ein von einem Generator 3 geliefertes erstes Zwischenfrequenzsignal empfängt. Die auf diese Weise erhaltenen modulierten Signale gelangen über ein Bandpaßfilter 5 und über ein damit in Serie geschaltetes Sperrfilter 6 zur Eingangsklemme 21 einer Kompensationsanordnung 20.

Eine Klemme 8 empfängt die Tonfrequenzsignale, die an einen Modulator 9 angelegt werden, der über eine Abzweigung ein von einem Generator 10 geliefertes zweites Zwischenfrequenzsignal empfängt. Die auf diese Weise erhaltenen modulierten Signale werden über eine Kopplungsvorrichtung 12, deren zweiter Ausgang einen Hilfseingang 23 der Kompensationsanordnung 20 versorgt, zu einem Mischer 11 übertragen. Die Ausgangsklemme 22 dieser Kompensationsanordnung steht gegebenenfalls über eine gestrichelt dargestellte Korrekturanordnung 7 mit einem Mischer 13 in Verbindung. Ein Generator 14 liefert an die Mischer 11 und 13 ein Umsetzungssignal. Die umgesetzten Ausgangssignale des Mischers 11 gelangen über ein Bandfilter 16, einen einstellbaren Phasenschieber 31 und einen Verstärker 17 an einen ersten Eingang eines Diplexers 15. Der Ausgang des Mischers 13 steht über ein Bandpaßfilter 18 und einen damit in Serie geschalteten Verstärker 19 mit einem zweiten Eingang des Diplexers 15 in Verbindung. Der Eingang einer Leistungsverstärkungs-Endstufe 32 ist am Ausgang des Diplexers 15 angeschlossen; der Endstufenausgang ist

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20 der Ausgang 33 der Verstärkiingsanordnung.

Bis zum Eingang des Diplexers 15 laufen bei diesem Schaltungsaufbau die Bild- und Tonsignale jeweils in einem unabhängigen Kanal, der im wesentlichen die Modulation einer bestimmten Zwischenfrequenz mit jedem dieser Signale umfaßt worauf eine ebenfalls bestimmte Vorverstärkung der modulierten Signale nach ihrer Umsetzung auf ihre jeweiligen Anwendungsträgerfrequenzen folgt Die Eigenschaften, die in dieser Schaltungsanordnung von Interesse sind, betreffen die Korrektur der Nichtlinearitätsvorentzerrung der Verstärkungsendstufe 32; sie werden im Anschluß an die Beschreibung einer der zwei bevorzugten Varianten der Kompensationsanordnung 20 erläutert

Nach F i g. 2 enthält die Kompensationsanordnung 20 eine Vorkorrektureinheit 41, die über zwei Anschlüsse eines ersten Hybridkopplers 42 die an den Eingang 21 der Anordnung angelegten Signale empfängt und über zwei Anschlüsse eines zweiten Hybridkopplers 43 diese Signale an den Ausgang 22 der gleichen Anordnung abgibt Die am Sekundäreingang 23 der Kompensationsanordnung auftretenden Signale werden an einen ersten Anschluß eines dritten Hybridkopplers 44 angelegt, der sie auf seinen zweiten und seinen dritten Anschluß verteilt; der zweite Anschluß dieses Hybridkopplers ist direkt mit dem dritten Anschluß des Hybridkopplers 42 verbunden, während sein dritter Anschluß über einen einstellbaren Phasenschieber 45 und ein damit in Serie geschaltetes, einstellbares Dämpfungsglied 46 an den dritten Anschluß des Hybridkopplers 43 angeschlossen ist. Die vierten Anschlüsse jedes der drei Hybridkoppler sind an eine Lastimpedanz Z angeschlossen, deren Wert ihrer hier als gleich angenommenen Eigenimpedanz ist.

Die mit dem Ton modulierten Zwischenfrequenzsignale werden auf diese Weise einerseits im Koppler 42 zu den mit dem Videosignal modulierten Zwischenfrequenzsignalen addiert, bevor sie an die Vorkorrektureinheit 41 angelegt werden, und andererseits im Hybridkoppler 43 von den Ausgangssignalen dieser Vorkorrektureinheit wieder abgetrennt, wobei eine entsprechende Einstellung des Dämpfungsglieds 46 und des Phasenschiebers 45 ein Arbeiten des Hybridkopplers 43 als Subtrahierglied ermöglicht; die entsprechenden Signale werden in der Lastimpedanz Z dieses Hybridkopplerö 43 verbraucht, und abgesehen von den von der Vorkorrektureinheit 41 eingeführten Komponenten werden am Ausgang 22 nur die mit dem Videosignal modulierten Zwischenfrequenzsignale wieder hergestellt. Die Vorkorrektureinheit 41 weist eine Amplitudenyerstärkungs-Kennlinie auf, die zur entsprechenden Kennlinie der Endverstärkerstufe 32 komplementär ist. Sie besteht beispielsweise aus wenigstens einem Schwellenwertverstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor, wobei die Annäherung an den idealen Kennlinienverlauf umso besser ist, je mehr Verstärker mit Schwellenwert und bestimmten Verstärkungsfaktoren parallelgeschaltet sind. Der relative Pegel der im Hybridkoppler 43 addierten Signale wird so eingestellt, daß er mit dem in der Endverstärkerstufe 32 vorhandenen Pegel übereinstimmt, damit beide (abgesehen von einer Frequenzumsetzung) von gleichen Frequenzspektren durchlaufen werden, was eine zur Erzielung einer guten Nichtlinearitätskorrektur notwendige Bedingung ist.

Der Phasenschieber 31 hat den Zweck, die relative Phasenlage der Ton- und Bildspektren am besten einzustellen.

Der Diplexer 15 vorzugsweise in passiver Form mittels eines Richtkopplers ausgeführt, der an seinem direkten Übertragungsweg das Videosignal und an seinem gedämpften Übertragungsweg das Tonsignal empfängt. Eine ausreichende Entkopplung wird mit Hilfe einer Dämpfung in der Größenordnung von 8 dB erzielt, die bei einem frequenzmodulierten Tonträger mit diesem Leistungspegel (vor der Endverstärkung) ohne weiteres zulässig ist.

Für den häufig vorkommenden Fall, daß die Endverstärkerstufe 32 mit Röhren arbeitet, während die Verstärker 17 und 19 Transistorverstärker sind, zeigt die Erfahrung, daß die Kennlinien im wesentlichen komplementär zueinander sind, was vorteilhaft zur Vereinfachung der Kompensationsanordnung 20 gemäß einer anschließend zu beschreibenden Ausführungsform ausgenutzt werden kann.

Nach F i g. 3 enthält die Kompensationsanordnung 20 einen einzigen Hybridkoppler 50, der zu dem zwischen dem Eingang 21 und dem Ausgang 22 dieser : Kompensationsanordnung über zwei erste Anschlüsse dieses Kopplers 50 übertragenen Signal einen Teil des mit dem Ton modulierten Zwischenfrequenzsignals addiert, das an den Sekundäreingang 23 der Kompensationsanordnung angelegt und zu einem dritten Anschluß : des Hybridkopplers 50 über einen Phasenschieber 51 und ein Dämpfungsglied 52 übertragen wird. Der Phasenschieber und das Dämpfungsglied haben den Zweck, die Phase und den Pegel dieses eingegebenen Signals einzustellen, damit im Verstärker 19 eine Intermodulation erhalten wird, die die in der Endverstärkerstufe 32 erzeugte Intermodulation kompensiert, da angenommenerweise deren Kennlinien komplementär zueinander verlaufen.

Bei beiden Versionen der Kompensationsanordnung 20 ergibt sich eine Verstärkungsanordnung, die vollständig von den Videosignalen und den Tonfrequenzsignalen losgelöst ist; dies gestattet ein Arbeiten der Verstärker mit hohem Pegel, also mit hohem Wirkungsgrad, wobei nur die Leistungsverstärkung Verzerrungsprodukte erzeugt, die lokalisiert sind und mit Hilfe der beschriebenen Anordnungen leicht korrigiert werden können.

Auf Grund der insbesondere in dem breitbandigen Verstärker 19 erzielten Verstärkung mit hohem Pegel kann es günstig sein, vor diesen Verstärker eine Korrekturanordnung 7 zur Linearitätsvorkorrektur einzuschalten. Bei Verwendung einer addierenden Kompensationsanordnung, wie sie in Fig.3 dargestellt ist, kann diese Vorkorrekturanordnung dazu vorgesehen werden, die Kompensation der Kennlinien zwischen den Verstärkern 19 und 32 zu verbessern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkungsanordnung für Video- und Tonfrequenzsignale zur Speisung eines Einkana!-Leistungsverstärkers, mit einem ersten Modulator, der ein s erstes Zwischenfrequenzsignal mit dem Videosignal moduliert, und einem zweiten Modulator, der ein zweites Zwischenfrequenzsignal mit dem Tonfrequenzsignal moduliert, gekennzeichnet d u r c h folgende Merkmale: '<'