DE2931597A1

DE2931597A1 - Monolithisch integrierte halbleiterschaltung fuer fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE2931597A1
Application number: DE19792931597
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Ikeda; Yasuhiro Nunogawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1980-03-06
Also published as: JPS5527759A; MY8500661A; GB2030817A; JPS6121032B2; GB2030817B; SG41184G; HK35485A; US4237487A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger

Die Erfindung betrifft eine monolithisch integrierte Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger.

Eine Signalyerarbeitungsschaltung, die als monolithisch integrierte Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger ausgebildet ist, ist bekannt aus beispielsweise ¹¹ IEEE JOURNAL OF SOLIDSTATE CIRCUITS, Bd. SC-4" ( August 1969 ) Nr. 4, S. 202 - 210."

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An der Aussenseite der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ist ein Abstimmglied, ein Videozwischenfrequenzverstärker und ein Video-Detektor angeordnet. Die von dem Abstimmglied erhaltenen Videozwischenfrequenz-Ausgangssignale werden durch den Videozwischenfrequenz-Verstärker verstärkt und das Ausgangssignal des Videozwischenfrequenz-Verstärkers ist dem Eingang des Video-Detektors zugeführt. Die erfassten öder Erfassungssignale,die von dem Video-Detektor erzeugt werden, werden dem Eingang eines Videoverstärkers in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung zugeführt. Die Video-Ausgangssignale des Videoverstärkers in der integrierten Schaltung werden dem Eingang eines Synchronsignaltrenngliedes oder, kurz, Synchronseparators in der integrierten Schaltung zugeführt. Qxe Ausgangssignale des Synchronseparators werden einer Vertikalschwingungssignal-Ausgangsschaltung und einer Horizontalschwingungssignal-Ausgangsschaltung zugeführt.

Bei der Entwicklung einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger mit einem Videozwischenfrequenz-Verstärker, einem Video-Detektor, einem Synchronseparator und dergl., die in einem einzigen Halbleitertyp ausgebildet sind, haben die Erfinder die im Folgenden erläuterten Schwierigkeiten festgestellt.

Das ausgangsseitige Ansprechverhalten eines Synchronseparators bei einem Fernsehempfänger erreicht scharfe, impulsförmige Signalverläufe und besitzt grosse Ausgangsspannung. Folglich werden, wenn eine Hochfrequenz-

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verstärkerschaltung wie ein Videozwisehenfreqüenz-Verstärker und der Synchronseparator in Form einer einzigen monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet sind, harmonische Komponenten des Synchronimpulses zur Hochfrequenzverstärkerschaltung rückgeführt, wodurch Schwingungen und Nebensprechen bzw. Übersprechen auftreten, Um diese Nachteile zu vermeiden, müssen daher die Hochfrequenzschaltung mit hohem Verstärkungsfaktor und der Synchronseparätor in Form von jeweils getrennten monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen ausgebildet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Unstabilitätsfaktoren wie Schwingungen oder übersprechen bei einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger mit einer Hochfrequenzverstärkerschaltung wie einem Videozwischenfrequenz-Verstärker und einem Synchronseparator in einem einzigen Halbleiterchip auszuschliessen.

Gemäss einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist, um dies zu erreichen, ein Tiefpassfilter an der Ausgangsseite des Synchronseparators vorgesehen, um harmonische Komponenten des Synchronseparator-Ausgangssignals zu unterdrücken, wodurch unstabile Faktoren wie Schwingungen oder dergl. entfernt werden.

eine

Die Erfindung gibt also monolithisch integrierte Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger mit einem Videozwischenfrequenz-Verstärker, einem Video-Detektor und einem Synchronseparator an. Die Videozwischenfrequenzsignale werden dem Videozwischenfrequenz-Verstärker über

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einen extern angeordneten Eingangsanschluss der integrierten Schaltung zugeführt. Der Synchronseparator sendet Synchronseparator-Ausgangssignale an einen Ausgangsanschluss der integrierten Schaltung. Ein Tiefpassfilter ist insbesondere zwischen dem Ausgangsanschluss der integrierten Schaltung und dem Synchronseparator angeschlossen. Die Zeitkonstante des Tiefpassfilters ist so gewählt, dass die Impulsbreite der Synchronseparator-Ausgangssignale, die von dem Ausgangsanschluss er-, halten werden, nahezu gleich der Impulsbreite der Horizontal-Synchronimpulse des Videosignalgemisches sind und dass harmonische Komponenten in dem Horizontal-Synchronimpuls verringert sind.

Die Erfindung: wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Aüsführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen ;

Fig. 1 ein Schaltbild eines Synchronseparators in einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung, die in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger gemäss dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 3 im Schnitt einen Transistor und einen Kondensator des Synchronseparators in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger gemäss dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

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Fig. 4A- D Signalverläufe für jeden der Schaltungsblöcke gemäss Fig. 2 ,

Fig. 5 einen internen Schaltungsaufbau und eine externe Peripherie-Schaltung der Signalverarbeitungsschaltung, die in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger gemäss dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild des Synchronseparators gemäss der Erfindung.

Die Schaltungsanordnung besteht aus einer Basis-Zeitkonstanten-Synchronseparator-Transistorschältung 1, einer die Ausgangssignalverstärkung erhöhenden Schaltung 2, einem Tiefpassfilter 3 und einer Emitterfolger-Ausgangsstufenschaltung .

Bei der obigen Basis-Zeitkonstanten-Synchronseparator-Transistorschaltung 1 wirkt ein pnp-Transistör Q- als Synchronseparator-Transistor, wobei eine durch Widerstände R₂ und R-, geteilte Spannung als Basisvorspannung verwendet wird, ein Videosignalgemisch Vin über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R- und einem Kondensator .C- zugführt wird und ein Synchronsignal Vsync von dem vom Collector des Transistors Q- austretenden Videosignalgemisch abgetrennt wird.

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- TO -

Der Transistor Q₁ wird durch den Pegel Vp eines Spitzenwertes des Synchronsignals im Videosignalgemisch leitend gehalten, wodurch der Kondensator C₁ elektrisch geladen wird. Nachdem das Synchronsignal hindurchgetreten ist, wird die in dem Kondensator C₁ gespeicherte elektrische Ladung über die Widerstände R₂ und R₃ entladen. Wenn die Zeitkonstante für die Entladung so eingestellt ist, dass sie grosser als eine Horizontalperiode ist, wird der Transistor Q₁ während einer Periode nichtleitend bzw. gesperrt gehalten in der das Videosignal zugeführt wird. Folgich kann das Synchronsignal Vsync von dem Collector des Transistors Q₁ abgeleitet bzw. abgeführt werden.

Die die Ausgangsverstärkung erhöhende Schaltung 2 und ein Widerstand R_g bilden ein
Synchronseparator-Transistor

ein Widerstand R_g bilden eine Collectorlast für den

Die die Ausgangsverstärkung erhöhende Schaltung 2 besteht aus einem Transistor Q₂ in Dioden-Schaltung, einem Widerstand R-/der mit dem Emitter des Transistors Q₂ verbunden ist, einem Transistor Q₃^der basisseitig mit der Basis des Transistors Q„ verbunden ist und der collectorseitig mit einem Versorgungsanschluss Vcc verbunden ISt_-, und einem Widerstand R,-, der mit dem Emitter des Transistors Q₃ verbunden ist. Die anderen Enden der Emitterwiderstände R₄ und R₅ sind gemeinsam mit dem Widerstand R_g verbunden. In der Schaltung 2 fliessen, wenn Transistoren Q₂ und Q₃ gleicher Grosse bzw. gleichen Typs verwendet sind, Emitterströme in umgekehrt proportionalem Verhältnis zu den Widerstandswerten der Emitterwiderstände R, und R₅. Wenn

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beispielsweise das Verhältnis des Widerstands R. zum Widerstand Rg auf 4 zu 1 eingestellt ist, ist der Emitterstrom des Transistors Q_: vier Mal grosser als der Emitterstrom des Transistros Q₂. Der Emitterstrom des Transistors Q₂ ist durch den Collectorstrom des Syn^chronseparator -Transistors Q₁ bestimmt. Folglich ist die Summe der Ströme der beiden Transistoren Q₂ und Q₁. der in den Lastwiderstand R_c -fIiesst" fünf Mal grosser als der Ausgangsstrom des Transistors Q₁-Die Verstärkung bzw. der Verstärkungsfaktor ( Gewinn ) des Transistors Q₁ ist wesentlich erhöht.

und
Ein Widerstand R7 ein Kondensator C_2/die mit dem Collector des Transistors Q₁ verbunden sind, bilden ein TEfpassfilter 3, das harmonische Komponenten des Synchronimpulses entfernt, das von dem Collector des Transistors Q₁ erhalten wird. Insbesondere sollte, wenn der Synchronseparator und der Videozwischenfrequenz-Verstärker in Form einer einzigen monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet werden sollen, die Zeitkonstante so ausgewählt sein, dass die harmonischen Komponenten nahe den Videozwischenfrequenzsignalen oder harmonische Komponenten nahe bei beispielsweise 58,75 MHz entfernt bzw. unterdrückt werden.

Eine Emitterfolger-Ausgangsstufenschaltung besteht aus einem Transistor Q^, dem der Synchronimpuls über das Tiefpassfilter 3 zugeführt wird, und aus einem Emitterwiderstand Rg des Transistors Q..

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Der durch die Emitterfolgar-Ausgangsstufenschaltung erhaltene Synchronimpuls Vsync beschreibt einen Ausgangssignalverlauf mit einer Impulsbreite P ',die nahezu gleich der Impulsbreite P„ des Horizontal-Synchronsignals ist,ohne harmonische Komponenten zu erhalten, wie das in der Zeichnung dargestellt ist.

Selbst wenn der Synchronseparator 4 ( Fig. 2) aus den Transistoren Q₁ bis Q. , den Widerständen Ra bis R_Q und dem Kondensator C₀ als monolithisch

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integrierte Halbleiterschaltung 13 ausgebildet ist, die Videozwischenfrequenz-Verstärker 5 bis 7 ,enthält die Hochfrequenzschaltungen mit hohem Verstärkungsfaktor sind, wie in Fig. 2 dargestellt, werden Synchronimpulse, von denen harmonische Komponenten entfernt sind, an einem Synchronseparator-Ausgangsanschluss P₃ erzeugt.

Folglich kann die Menge der Hochfrequenzkomponenten die zum Eingangsanschluss P₁ des Videozwischenfrequenz-Verstärker 5 rückgeführt wird, stark verringert werden trotz des Vorhandenseins einer kapazitiven Kopplung zwischen den Anschlüssen in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung. Folglich tritt das erwähnte Problem wie das der Schwingungen nicht auf.

Hier besteht eine Zeitkonstantenschaltung 1' an der Aussenseite der integrierten Schaltung 13 aus Spannungsteiler-Widerständen R₂ und R₄, einem Widerstand R₁ und einem Kondensator C., die reihengeschaltet sind.

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Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt die monolithisch integrierte Halbleiterschaltung 13 für Fernsehgeräte eine Zwischenfrequenz-Verstärkerschaltung aus einem ersten Zwischenfrequenz-Verstärker 5, einem zweiten Zwischenfrequenz-Verstärker 6, einem dritten Zwischenfrequenz-Verstärker 7, sowie einen Video-Detektor 8_/ der das Äusganssignal der Videozwischenfrequenz-Verstärkerschaltung 5 bis 7 empfängt/ sowie weiter einen Videoverstärker 9, der das Ausgangssignal des Video-Detektors 8 empfängt, einen Rauschunterdrücker 10, der das Ausgangssignal des Videoverstärkers 9 empfängt und einem AVR-Detektor 11 ( AVR: Automatische Verstärkungs-Regelung )^ der das Videosignalgemisch über den Rauschunterdrücker 10 empfängt, den Synchronseparator 4 und einen AVR-Verstärker 12, der das Ausgangssignal des AVR-Detektors 11 empfängt.

Ein Zwischenfrequenz-Äusgangssignal einer Abstimmschaltung wird dem Eingangsanschluss P.. des ersten Videozwischenfrequenz-Verstärkers 5 zugeführt. Die Gewinne bzw. Verstärkungsfaktoren von erstem, zweitem und drittem Videozwischenfrequenz-Verstärker 5, 6,7 werden durch das Ausgangssignal des AVR-Detektors 11 gesteuert. Der AVR-Verstärker 12 vergleicht eine interne Bezugsspannung mit einem Ausgangssignal des AVR-Detektors 11 und gibt ein Verstärkungsfaktor-Steuersignal an die Abstimmschaltung über einen extern angeordneten Anschluss P₂ ab.

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Das Ausgangssignal des Synchronseparators 4 wird über den extern angeordneten Anschluss P₃ erhalten. Synchronimpulse ( Horizontal-Synchronimpulse ) werden auch einer Horizontal-AFN-Schaltung ( AFN: Automatische Frequenz-Nachstimmung ), einer Horizontal-Schwingungsschaltung und dergl. über den extern angeordneten Anschluss P₃ zugeführt.

Ein extern angeordneter Anschluss P. ist vorgesehen, um das Videosignalgemisch zu erhalten, das dem Videoverstärker, dem Bandpassverstärker oder dergl. zugeführt wird.

Die Zeitkonstantenschaltung 1', die die gleiche Zeitkonstante besitzt wie sie durch die Widerstände R- bis R- und den Kondensator C₁ gemäss Fig. 1 bestimmt ist, ist zwischen dem Anschluss P₄ und einem Anschluss P₅ der integrierten Halbleiterschaltung 13 angeschlossen. Folglich'erzeugt die Schaltung, die die gleiche Schaltungsanordnung aus Transistoren Q₁ bis Q₃, Widerständen R₄ bis Rg und einem Kondensator C₃ gemäss Fig. 1 besitzt und in der integrierten Halbleiterschaltung 13 eingefügt ist,-synchrone Trennsignale am Anschluss P,,. - Γ ~.-J ^:

Die Horizontal-Synchronimpulse, die der Horizontal-AFN-Schaltung und der ( nicht dargestellten ) Horizontal-Schwingungsschaltung zugeführt werden, können von dem Ausgangsanschluss P₃ über ein Hochpassfilter 14

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(Differentiationsschaltung ) ausserhalb der integrierten Schaltung 13 erhalten werden. Die Vertikal-Synchronimpulse, die der Vertikal-AFN-Schaltung und der ( nicht dargestellten ) Vertikal-Schwingungsschaltung zugeführt werden,, können andererseits von dem Aüsgangsanschluss P, über ein Tiefpassfilter 15 ( Integrationsschaltung ) und einen Doppelbegrenzer 16 ausserhalb der integrierten Schaltung 13 erhalten werden.

Die Signaiverläüfe A bis D in Fig. 4 zeigen die Signalverläufe bei jedem der Schaltungsblöcke gemäss Fig. 2, wobei Fig. 4A den Signalverlauf des Video-" signalgemisches Vin zeigt, das am Aüsgangsanschluss P, des Videoverstärkers 9 erhalten wird, Fig. 4B die Synchronsignale Vout zeigt, die von dem Ausgangsanschluss Ρ-, des Synchronseparators 4 erhalten werden, wobei die Synchronsignale Vout Vertikal-Synehronsignale einer Impulsbreite einer Periode P'v enthält, Fig. 4C Aüsgangfflignale des Tiefpassfilters 15 und Fig. 4D Vertikal-Synchronimpulse zeigen/ die von dem Doppelbegrenzer erzeugt sind, wobei der Vertikal-Synchronimpuls eine Impulsbreite einer Periode P¹¹V besitzt, die nahezu gleich einer Periode P'v des Vertikal-Synchronsignals ist. '_

Der Kondensator C, des Tiefpassfilters 3 kann zwischen der Basis des Transistors Q₄ der Emitterfolge Ausgangsstuf endschaltung und einem zweiten Massepunkt der Schaltung angeschlossen sein. Bezüglich der integrierten Halbleiterschaltung ist es jedoch besser, den Kondensator C₂ zwischen

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der Basis des Transistors C₄ und dem Versorgungsanschluss Vcc wie in Fig. 1 dargestellt anzuschliessen. In diesem Fall können die Widerstände R-,, R_Q und der Kondensator C₂ und der Transistor Q. in einem gemeinsamen Halbleiterbreich ausgebildet werden anstelle einer Ausbildung in Halbleiterbereichen, die voneinander elektrisch isoliert sind. Folglich müssen keine Flächen der Halbleiterbereiche für elektrische Isolation vorgesehen werden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Transistor Q. und den Kondensator C₂ der integrierten Halbleiterschaltung. Dabei sind in Fig. 3 dargestellt ein p-Siliciumsubstrat 20, eine η -Collectorleitschicht 21 (Subcollector, buried layer ), eine auf dem Substrat 20 ausgebildete epitaxial aufgewachsene n-Schicht 22 und ein ρ -Isolationsbereich 23. Ein Teil 22' der epitaxial aufgewachsenen n-Schicht 22 ist von den anderen Teilen mittels des p-Siliciumsubstrats 20 und des ρ -Isolationsbereichs 23 elektrisch isoliert.

Der Kondensator C„ besteht aus einer pn-übergangskapazität zwischen der n-Schicht 22' und einem p-Bereich 25. Der Transistor Q. besteht aus der als Collector dienenden n-Schicht 22', einem p-Basisbereich 26 und einem η -Emitterbereich 27.

An der Oberseite der n-Schicht 22 ist ein Silciumoxidfilm 24 ausgebildet. Auf dem Siliciumoxidfilm sind weiter aus einem Aluminiumfilm bestehende Leiterbahnen 29, 30, ausgebildet.

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Der p-Bereich 25 wird beispielsweise simultan mit dem Basisbereich 26 des Transistors Q₄ gebildet. Obwohl nicht dargestellt, können die Widerstände R₇ und Rg als p'-Halbleiterwiderstandsbereiche an der Oberseite der n-Schicht 22' simultan mit dem Basisbereich 26 gebildet werden.

Wie erwähnt, können Fernsehempfängerschaltungen, die bisher in zwei oder drei Chips ausgebildet worden sind, nunmehr in einem einzigen Chip gemäss dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet werden. Folglich kann die Anzahl der Teile, aus denen die Fernsehempfängerschaltung besteht, verringert werden, wodurch sie Herstellkosten verringert und die Zuverlässigkeit erhöht werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das obige Ausführungsbeispiel allein beschränkt. Jede SyxLchronseparatoT-Schaltung kann als einzelne monolithisch integrierte Halbleiterschaltung zusammen mit der Hochfrequenzschaltung mit hohem Verstärkungsfaktor ausgebildet werden, vorausgesetzt, der Ausgangsteil ist mit einem Tiefpassfilter versehen.

Weiter können andere Schaltungen anstelle der Hochfrequenzschaltung mit hohem Verstärkungsfaktor und der Synchronseparator^Schaltung in verschiedenster Weise miteinander kombiniert werden.

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Fig. 5 zeigt eine interne Schaltungsanordnung der Signalverarbeitungsschaltung die in der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung gemäss dem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, sowie die externen peripheren Schaltungen. Die Schaltungselemente innerhalb einer Strichpunktlinie IC sind in einem einzigen Siliciumchip ausgebildet. Andererseits sind die Schaltungselemente ausserhalb der Strichpunktlinie IC diskrete Bauelemente_/die ausserhalb der integrierten Halbleiterschaltung angeordnet sind.

Ziffern innerhalb von Kreisen bedeuten dabei die Ziffern für die Anschlüsse externer Verbindungen.

Die Videozwischenfrequenz-Ausgangssignale eines Abstimmglieds eines Fernsehempfängers werden Eingangsanschlüssen 1 und 16 der integrierten Schaltung IC über ein Bandpassfilter zugeführt, dass eine vorgegebene Bandpass-Charakteristik, beispielsweise 54,25 bis 60,25 MHz, besitzt. Die sekundärseitigen Anschlüsse eines Videozwischenfrequenz-Wandlers L-, der einen Teil des Bandpassfilters bildet, sind mit den Eingangsanschlüssen 1 und 16 über Eingangskoppelkondensatoren C₁₀ bzw. C₁₁ verbunden.

Der erste Viedeozwischenfrequenz-Verstärker 5 besteht aus Transistoren Q₁₀ bis Q₁,, Dioden D₁ und D, und Widerständen R₁₀ bis R-IQ- Die den Eingangsanschlüssen 1, zugeführten Videozwischenfrequenz-Signale werden dann den Basen eines Paars von Differenztransistoren Q₁- und

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Q₁₃ über Emitterfolger-Transistoren Q₁₀ und Q₁₁ zugeführt. Die Differenz-Ausgangssignale des ersten Videozwischenfrequenz-Verstärkers 5 werden an Lastwiderständen R₁₈ ^un<i R₁₉ erzeugt und werden zum zweiten Videozwischenfrequenz-Verstärker 6 übertragen.

Die AVR-Signale, die von dem AVR-Detektor 11 dem Anschluss 6 zugeführt werden, werden einer Reihenschaltung aus einem Widerstand R₃₀ und einem Transistor Q₃₀ zugeführt. Wenn die ÄVR-Signale zunehmen, nimmt der in die Reihenschaltung fliessende Strom zu. Die Stromzunahme unterstützt die Erhöhung des Collectorstroms eines Stromquellentransistors Q₁₄ im ersten Videozwischenfrequenz-Verstärker 5. Wenn der Collectorstrom über einen vorgebebenen Wert ansteigt, werden die Dioden D₁ und D, durchgeschaltet. Der dynamische Widerstand der Dioden D₁ und D, im Leitzustand der Dioden D₁ und D^ nimmt mit zunehmendem Collectorstrom ab, wodurch der Spannungsgewinn des ersten Videozwischenfrequenz-Verstärkers 5 erhöht wird. Wenn der Collectorstrom unter dem vorgegebenen Wert ist, sind die Dioden D₁ und D„ gesperrt. In diesem Fall wird der Spannungsgewinn durch die Widerstände R₁₅ und R₁₆ bestimmt, die mit den Emittern des Paars der Differenztransistoren Q₁~ und Q₁₃ verbunden sind, wodurch der Spannungsgewinn verringert wird.

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Der zweite Videozwischenfrequenz-Verstärker 6 besteht aus Transistoren Q₁₅ bis Q₁₉/ Dioden D₃ und D. und Widerständen R₂₀ bis R,,/ und der dritte Videozwischenfrequenz-Verstärker 7 besteht aus Transistoren Q₂₀ bis Q„₄, Dioden D₅ und Dg und Widerständen R₃₇ bis R₃₃· Diese Verstärker 6 und 7 arbeiten in der gleichen Weise wie der erwähnte erste Videozwischenfrequenz-Verstärker 5, weshalb deren Betriebsweise nicht nochmals wiederholt wird.

Die Differenz-Ausgangssignale des dritten Videozwischenfrequenz-Verstärkers 7 werden dem Video-Detektor 8 über Emitterfolger-Transistoren Q₃₅ und Q₃₆ zugeführt.

Ein Versorgungsanschluss 12 ist mit einer Versorgungsspannung Vcc versorgt, die durch Widerstände R₃₆ und R₃₇ geteilt wird. Die so geteilte Spannung wird als Betriebsspannung dem ersten, dem zweiten und dem dritten Videozwischenfrequenz-Verstärker 5, 6, 7 über Emitterfolger-Transistoren Q₂₇ und Q₂₈ zugeführt.

Der Video-Detektor 8 besteht aus Transistoren Q₃₁ bis Q₄₁, Dioden D₇ und D„/ Widerständen R₃₈ bis R₄₅ und einem Resonanzkreis ( L₃, C.₂» ^R4c ), der zwischen Anschlüssen 8 und 9 der integrierten Schaltung IC angeschlossen ist und der auf 58,75 MHz abgestimmt ist. Der Video-Detektor dieser Bauart ist ein sogenannter Niederpegel-Detektor (vergleiche IEEE TRANSACTIONS ON BROADCAST AND TELEVISION RECEIVERS, Bd. BTR-15 (Juli 1969 ) Nr. 2, S. 159 - 166).

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Die an den Widerständen R₄₄ und R₄₁- erhaltenen Videoerfassten Ausgangssignale werden einem ersten Videoverstärker 9a zugeführt. Der erste Videoverstärker 9a besteht aus Transistoren Q₄- bis Qr₁ und Widerständen R₄, bis R₅₁ und erzeugt ein Ausgangssignal am Collector des Transistors Q₄₄- Das Ausgangssignal wird einem zweiten Videoverstärker 9b zugeführt, der aus Transistoren Q₅₂ bis Q₁-Q und Dioden D„ und D_1n besteht und der ein Videosignalgemisch Vin am Anschluss 11 erzeugt, wie das im Signalverlauf gemäss Fig. 4A dargestellt ist.

Eine erste Vorspannungsschaltung 17 aus Transistoren Q₅₉ bis Q₆₁, Dioden D₁₁, D₁₂ und D₁₃, einer Z-Diode ZD₁ und Widerständen R₅₂ bis Rc₄, eine zweite Vorspannungsschaltung 18 aus Transistoren 0_fi2 und Q_ß_, und Widerständen R₅₅ bis R₅₉ und eine dritte Vorspannungsschaltung 19 aus Transistoren Q₆₄ bis Q_ßg und Widerständen R_g0 bis R_g3 führen jeweils Vorspannungen zu verschiedenen Schaltungsteilen der integrierten Schaltung IC.

Das Videosignalgemisch Vin, das dem Anschluss 11 zugeführt wird, wird einem Synchronseparator-Eingangsanschluss 14 zugeführt. Ein Schaltungsnetzwerk aus einer Diode D₁₄, Widerständen R₁ bis R-, R₅₄ und Kondensatoren C₁, C₁₃ und C₁₄ ist zwischen den Anschlüssen 11 und 14 angeschlossen. Die Diode D;. in dem Schaltungsnetzwerk schwächt negatives impulsförmiges Rauschen ab, das in dem Videosignalgemisch Vin enthalten ist.

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Im wesentlichen wird das Videosignalgemisch Vin der Basis des Transistors Q₁ im Synchronseparator 1 über eine Reihenschaltung aus¹ dem Widerstand R- und dem Kondensator C₁ zugeführt. Die Betriebsweise der den Ausgangsverstärkungsfaktor erhöhenden Schaltung 2 und die Betriebsweise des Tiefpassfilters 3 sind so wie anhand Fig. 1 erläutert und werden daher nicht wiederholt. Der Kondensator C„ und der Ausgangstransistor Q. des Tiefpassfilters 3 sind wie in der in Fig.3 dargestellten monolithisch integrierten Schaltung ausgebildet.

Auf diese Weise werden Synchronseparator-Ausgangssignale Vsync mit einer Impulsbreite P ' am Synchronseparator-Ausgangsanschluss 13 erzeugt, die nahezu gleich der Impulsbreite P„ der Horizontal-Synchronsignale des Videosignalgemischs Vin ist. Die Zeitkonstante des = Tiefpassfilters 3 ist auf einen solchen Wert eingestellt, dass die obige Impulsbreite P ' erhalten wird und dass harmonische Komponenten von den Horizontal-Synchronimpulssignalen entfernt sind. Folglich können, da es möglich ISt₇ die Menge der harmonischen Komponenten stark zu verringern, die von dem Synchronseparator-Ausgangsanschluss 13 zu den Eingangsanschlüssen 1,- 16 des ersten Videozwischenfrequenz-Verstärkers 5 rückgeführt werden, unstabile Faktoren wie Schwingung und Obersprechen entfernt werden. -.-"-""

Der Rauschunterdrücker 10 besteht aus Transistoren Q,-.

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bis Q₇C/ einer Z-Diode ZD₂, Widerständen R₆₅ bis R₇₁/ R₇₃ und Kondensatoren C. g MsC,_g.

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Der AVR-Detektor 12 besteht aus Transistoren Q_n, bis

Q_QC, einer Diode D_1C, Widerständen R-, bis R₀₀ und

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einem Kondensator C..Q.

Das von dem Collector des Transistors Q₁.* des zweiten Videoverstärkers 9b erhaltene Videosignalgemisch wird der Basis des Transistors O_n, des AVR-Detektors 11 über Widerstände R_fi,- und R,, und den Basis/Emitter-Übergang des Transistors Q₆- des Rauschunterdrückers

10 zugeführt. Das Videosignalgemisch wird durch das Paar der Differenztransistoren Q₇₆ und Q₇₇ und dem gemeinsamen Emittertransistor Q₇₉ des AVR-Detektors

11 verstärkt und der Basis des Transistors Q₈₀ zugeführt. Der Transistor Q_0n, die Widerstände R-,,- und

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Rg- und der Kondensator C. „ wirken als Emitterfolger-Detektor zum Erfassen von Spitzenwerten von Horizontal-Synchronimpulssignalen im Videosignalgemisch. Folglich wird der Anschluss 5 der integrierten Schaltung IC auf einer Spannung gehalten, die nahezu gleich dem Spitzenwert der Horizontal-Synchronimpulssignale ist. Die Spannung wird durch ein Paar von Differenztransistoren Qg₁, Qg, des AVR-Detektors 11 verstärkt und als AVR-Spannung dem Anschluss ö^über Stromspiegeltransistoren Qg, und Q05 zugeführt.

Wenn die AVR-Spannung, die von dem AVR-Detektor 11 zum Anschluss 6 geführt wird, einer Reihenschaltung aus dem Widerstand R₃₀ und dem Transistor Q₃₉ zugeführt wird, werden die Spannungsgewinne bzw. -Verstärkungsfaktoren von erstem, zweitem und drittem Videozwischenfrequenz-Verstärker 5, 6, 7 wie bereits erwähnt gesteuert.

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Das von dem Collector des Transistors Q₅₄ des zweiten Videoverstärkers 9b erhaltene Videosignalgemisch wird andererseits der Basis des Transistors Q₇^ über die Widerstände R_fil- und R_fifi und den Basis/Emitter-Übergang des Transistors Q₆₇ des Rauschunterdrückers 10 zugeführt. Foldich wird die Spannung des Kondensators C₁₀

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( Spannung am Anschluss 10 ), an den der Emitter des Transistors Q₇-, über den Widerstand R_fiq angeschlossen ist, auf einen Durchschnittswert des Videosignalgemischs gehalten. Die Durchschnittsspannung wird der Basis des Transistors Q_gg über den Basis/Emitter-Übergang des Transistors Q₇₄ und den Widerstand R₇₀ zugeführt.

Das von dem Emitter des Transistors Q₁₅₅ des zweiten Videoverstärkers 9b erhaltene Videosignalgemisch wird der Basis des Transistors Q_fio des Rauschunterdrückers 10 über den Widerstand R_gg zugeführt. Daher wird, wenn das Videosignalgemisch negativ werdende Rausehimpulse besitzt, die kleiner sind als die erwähnte der Basis des Transistors Q_gg zugeführte Durchschnittsspannung, der Transistor Qgg gesperrt und der Transistor Q_gg durchgeschaltet während tier Periode der Rauschimpulse. Folglich fliesst ein starker Strom in die Stromspiegeltransistoren Q_n-_Λ und Q-„,wodurch der Transistor Q_cn durchgeschaltet wird. Wenn der Transistor Q₆₇ leitend ist, wird der Transistor Q_nc des AVR-Detektors 11 leitend und werden die Transistoren Q₇₇, Q_7g und Q„_o nichtleitend bzw. gesperrt. -

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Folglich wird während der Periode der negativ werdenden Impulse die am Anschluss 5 aufrechterhaltene · Spannung nicht durch die Rauschimpulse beeinflusst. Folglich wird die am Anschluss 6 erhaltene AVR-Spannung nicht durch die Rauschimpulse beeinflusst.

Die AVR-Spannung am Anschluss 6 wird dem AVR-Verstärker über eine HF-Verzögerungseinstellschaltung aus Widerständen Rg., und Rg. und Kondensatoren C₂₀ und C₂₁ und dem Anschluss zugeführt. Der AVR-Verstärker 12 besteht aus Transistoren Q₈₇ bis Q_g7, Dioden D₁₆ bis D.-,/einer Z-Diode ZD₃ und Widerständen R₃₅ bis R₉₀ und erzeugt über den Anschluss ein verzögertes ÄVR-Signal zum Steuern des Spannungsgewinnes bzw. des -Verstärkungsfaktors des Hochfrequenz-Verstärkers im nicht dargestellten Abstimmglied.

Wenn die AVR-Spannung am Anschluss 6 hoch ist, sind die Transistoren Q₃₇ und Q_g8 des AVR-Verstärkers 12 leitend und die Transistoren Qg₉ bis Q₉₂ nichtleitend .Folglich wird die verzögerte AVR-Spannung am Anschluss 3 durch eine relativ kleine Spannung vom Transistor Q₉-, bestimmt.

Wenn die ÄVR-Spannung am Anschluss 7 abgesenkt wird, nehmen die Leitfähigkeiten der Transistoren Qg₇ und Qo0 ab und nehmen die Leitfähigkeiten der Transistoren Qg₉ bis Q₉₂ zu, wodurch die verzögerte ÄVR-Spannung am Anschluss 3 erhöht wird.

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Jedoch ist der Anstieg der verzögerten AVR-Spannung durch die Z-Spannung der Z-Diode ZD-. und die Durchlass-Spannung der Diode D._Q begrenzt.

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Leerseite

Claims

PatetrfafflvSltö

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8000. München 22 - Stelnedorfetr. 10

680-29.986p 3. Aug. 1979

AN S P R Ü C HE

Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung für Fernsehempfänger,
gekennzeichnet durch,

eine Hochfrequenz-Verstärkerschaltung (5, 6, 7) zum Verstärken von Video-Zwischenfrequenzsignalen, wobei ein Eingangsanschluss der Hochfrequenz-Verstärkerschaltung (5, 6, 7 ) mit einem, extern angeordneten Eingangsanschluss ( P- ) der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ( 13 ) verbunden ist, einen Video-Detektor ( 8 ), der Ausgangssignale von der Hochfrequenz-Verstärkerschaltung ( 5, 6, 7 ) empfängt und ein Signalgemisch als erfasste Ausgangs-

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signale erzeugt,

einen Synchronseparator ( 4 ) , der die erfassten Ausgangssignale des Video-Detektors (8) erfasst und Synchronseparatpr -Ausgangssignale an einem extern angeordneten Ausgangsanschluss ( P₃ ) der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung (13) erzeugt, und

ein Tiefpassfilter ( 3 ) , das zwischen dem extern angeordneten Ausgangsanschluss ( P₃ ) und dem Ausgang des Synchronseparators ( 4 ) angeschlossen ist, wobei die Zeitkonstante des Tiefpassfilters ( 3 ) so gewählt ist, dass die sich ergebenden Synchronseparator -Ausgangssignale eine Impulsbreite besitzen, die nahezu gleich der Impulsbreite der Horizontal-Synchronimpulse des Videosignalgemisches ist, und verringerte harmonische Komponenten der Horizontal-Synchronimpulse besitzen.
2. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenz-Verstärkerschaltung ( 5,6,7 ) eine mehrstufige Verstärkerschaltung ist.
3. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen .Videoverstärker ( 9 ), wobei der Synchronseparator ( 4 ) die erfassten Ausgangssignale des Video-Detektors ( 8 ) über den Videoverstärker ( 9 ) empfängt.=

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4. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3,

gekennzeichnet durch

einen automatischen Verstärkungsregler-Detektor ( 11 ), der das Videosignalgemisch von dem Videoverstärker ( 9 ) empfängt, wobei der Verstärkungsfaktor der Hochfrequenz-Verstärkerschaltung ( 5,6,7 ) durch eine automatische Verstärkungsregel-Spannung gesteuert ist, die von dem automatischen Verstärkungsregler-Detektor ( 11 ) erzeugt ist, und

einen automatischen Verstärkungsregler-Verstärker ( 12), der die automatische Verstärkungsregler-Spannung empfängt und eine verzögerte Verstärkungsregler-Spannung an einen anderen extern angeordneten Anschluss ( P^) der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ( 13 ) abgibt.
5. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung, nach Anspruch 4,

gekennzeichnet durch

einen Rauschunterdrücker ( 10"'), der zwischen dem Videoverstärker ( 9. ) und dem automatischen Verstärkungsregler-Detektor ( 11 ) angeschlossen ist.
6. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 5, ι gekennzeichnet durch .

eine Emitterfolger-Ausgangsschaltung_/die zwischen ; dem Tiefpassfilter ( 3 ) und dem extern angeordneten Ausgangsanschluss ( P₃ ) angeschlossen ist.

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7. Fernsehempfänger mit einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch

ein Hochpassfilter (14), das mit dem extern angeordneten Ausgangsanschluss ( P₃ ) der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung ( 13 ) verbunden ist, um Horizontal-Synchronsignale zu erhalten, und ein weiteres Tiefpassfilter ( 15 ) und einen Doppelbegrenzer (16), die mit dem extern angeordneten Ausgangsanschluss ( P₃ ) verbunden sind, um Vertikal-Synchronsignale zu erhalten.

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