DE2943801C2

DE2943801C2 - Frequenzdiskriminatorschaltung

Info

Publication number: DE2943801C2
Application number: DE2943801A
Authority: DE
Inventors: Walter Gold Princeton N.J. Gibson; Frank Chih-Shing Kendall Park N.J. Liu
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1986-01-16
Also published as: PL219324A1; JPS5561147A; DE2943801A1; IT7926842A0; ES485498A1; KR820002355B1; SE438404B; FR2440654B1; NZ191962A; US4321624A; AU536636B2; IT1124686B; SE7908774L; GB2034545A; CA1135403A; GB2034545B; FR2440654A1; AU5205479A; FI793290A; PL125477B1

Description

Signale an seinen Ausgängen liefert. Die differentiell phasenverschobenen Signale werden auf einen Quadratur- oder Phasendetektor gegeben, der die Phasendifferenz zwischen den am Filterausgang erscheinenden Signalen in ein AFA-Steuersignal sich ändernder Amplitude umwandelt. Bei der AFA-Schaltung mit Differential-Hüllkurvendetektor, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, wandelt ein lineares Filternetzwerk die Frequenzverschiebungen eines frequenzmodulierten Signals in Signale sich ändernder Amplitude um, die in differentieller Beziehung (im »Gegentakt«) zueinander stehen. Diese Signale werden auf Hüllkurvendetektoren gegeben, welche daraus ein AFA-Sieuersignal bilden. Die AFA-Schaltung mit Differential-Hüllkurvendetektor benötigt im allgemeinen weniger Bauteile als die mit Quadraturdetektor arbeitende Schaltung und wird in manchen Fällen bevorzugt, weil sich mit ihr eine schmalere, genauer kontrollierte Δ ΡΔ-RanHKr^itA αγύιρΙαπ lüRf Di» eohmaUra Ran/IKrel.

te vermindert den Einfluß des ZF-Rauschens auf den AFA-Regelkreis und führt zu einer schärferen automatischen Feinabstimmung in der Umgebung des vom Regelkreis geregelten Bildträgers.

Um die Größe und die Anzahl der Bauelemente für eine AFA-Schaltung möglichst gering zu halten, ist es wünschenswert die Schaltung in integrierter Bauweise auf einem einzigen monolithischen Schaltungsplättchen herzustellen. Bestimmte Teile der AFA-Schaltung, speziell die zum Bau des Diskriminatorsnetzwerks verwendeten reaktiven Elemente, lassen sich jedoch nicht gut in integrierter Schaltung herstellen und müssen außerhalb des integrierten Schaltungsplättchens angeordnet werden. Das Schaltungsplättchen hat aber nur eine begrenzte Anzahl von Anschlußpunkten zum Anschließen äußerer Bauteile. Es ist daher wünschenswert, die AFA-Schaltung in einer solchen Weise zu konstruieren, daß die Anzahl benötigter Verbindungen mit äußeren Bauteilen gering ist.

In der gleichnamigen DE-OS 29 43 802 ist eine AFA-Schaltung beschrieben, die nur zwei Verbindungen eines integrierten Schaltungsplättchens mit einer äußeren Diskriminatorschaltung benötigt Die dort beschriebene Diskriminatorschaltung enthält zwei Resonanzkreise, für deren einen eine angezapfte Induktivitätsspule erforderlich ist. Bei der vorliegenden Erfindung werden die in der genannten anderen Anmeldung beschriebenen Techniker, angewandt, um eine einfachere AFA-Schaltung zu realisieren, die zwei Verbindungen von einem integrierten Schaltungsplättchen zu einem äußeren Diskriminatornetzwerk hat, aber keine angezapfte Induktivitätsspu's aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Angabe einer Diskriminatorschaltung, welche das asymmetrische Verhalten der Zwischenfrequenzdurchlaßkennlinie für den auf der oberen Nyquistflanke liegenden Bildträger kompensiert Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur automatischen Feinabstimmung (AFA-Schaltung), die Steuersignale für die automatische Feinabstimmung (AFA-Steuersignale) abhängig von einem Fernseh-ZF-Signal erzeugt, wird das ZF-Signal dem Eingang eines Stromquellenverstärkers zugeführt, der Stromsignale gleicher Phase an ein Diskriminatornetzwerk liefert Der Diskriminator besteht aus zwei Resonanzkreisen. Der eine Resonanzkreis hat eine unterhalb der gewünschten Frequenz des ZF-Bildträgers liegende Resonanzfrequenz, und der andere Resonanzkreis hat eine über der gewünschten Frequenz liegende Resonanzfrequenz. Die Resonanzkreise erzeugen abhängig von den eingangsseitig zugeführten Stromsignalen Ausgangssignale, die sich differentiell (d. h. im Gegentakt zueinander) in solcher Richtung und solchem Maß ändern, wie es der Frequenzabweichung des ZF-Bildträgers von dessen gewünschter Frequenz entspricht Diese gegen läufigen Signale werden von zwei Spitzendetektoren demoduliert um als AFA-Steuersignale zu dienen. Der Stromquellenverstärker und die Spitzendetektoren lassen sich bequem auf einem einzigen integrierten Schaltungsplättchen herstellen. Das Diskriminatornetzwerk ist mit dem Stromquellentransistor und den Spitzendetektoren über zwei äußere Anschlüsse der integrierten Schaltung gekoppelt. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann das

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Einflüsse von Amplitudenänderungen des ZF-Bildträgers kompensiert, die sich aufgrund der Frequenzverschiebung des Trägers längs der Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs ergeben. Die Amplitude des Bildträgers wird höher, wenn die Bildträgerfrequenz aus ihrer normalen Lage in der Mitte der Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs in Richtung auf die Mittenfrequenz des Durchlaßbereichs abweicht, und die Bildträgeramplitud '-. wird niedriger, wenn die Bildträgerfrequenz in eine Richtung fort von der Mittenfrequenz abweicht Daher hat die automatische Feinabstimmung für Abweichungen in der letztgenannten Richtung einen kleineren Mitnahmebereich als fü? Abweichungen in der erstgenannten Richtung. Auch bekommen diejenigen Komponenten von in das AFA-System eingeführten Rauschbeiträgen, deren Frequenzen in der Nähe der Mittenfrequenz des Durchlaßbereichs liegen, ein vergrößertes Gewicht Der Diskriminator kann zum Ausgleich der fehlenden Symmetrie, die der AFA-Mitnahmebereich bezüglich der normalen Lage des ZF-Bildträgers hat, kompensiert werden, indem man die Impedanz desjenigen Resonanzkreises erhöht dessen Resonanzfrequenz sowohl von der Mittenfrequenz des Durchlaßbereichs und der gewünschten Frequenz des Bildträgers entfernt ist so daß sich eine symmetrische Diskriminatorkennlinie für Frequenzverschiebungen in der nahen Umgebung der gewünschten Frequenz des Bildträgers ergibt.

Die von den Spitzendetektoren spitzenmodulierten Signale können durch einen Differenzverstärker kombiniert werden, um ein AFA-Signal zum Anlegen an den Überlagerungsoszillator zu bilden. Gemäß einer äesonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Impedanz desjenigen Resonanzkreises, dessen Resonanzfrequenz sowohl von der Mittenfrequenz des ZF-DurchlaBbereichs als auch von der gewünschten Frequenz des Bildträgers entfernt liegt, noch weiter erhöht so daß die Kennlinie der AFA-Schaltung einen Durchgang durch die ΛΓ-Achse an einem Punkt hat, der zwischen den Sollstellen der Ton- und der Bildträgerfrequenz liegt Die Kennlinie der AFA-Schaltung hat dann eine erste Polarität für einen ersten Frequenzbreich, der neben der gewünschten Frequenz des Bildträgers und abgewandt von der Mittenfrequenz des ZF-Durchlaßbereichs liegt Die Kennlinie hat eine entgegengesetzte Polarität für einen zweiten Frequenzbereich, der sich von der Sollfrequenz des Bildträgers bis zum Punkt des Durchgangs durch die A"-Achse erstreckt und wiederum die erste Polarität für einen dritten Frequenzbereich, der sich

vom Punkt des Durchgangs durch die X-Achse zur Sollfrequenz des Tonträgers erstreckt. Die resultierende Kennlinie enthält für beide Polaritäten jeweils im wesentlichen gleiche Energie, so daß sich die Effekte des vom ZF-Verstärker durchgelassenen Rauschens praktisch auslöschen. Diese Auslöschung der Rauscheffekte verhindert eine durch Rauschen verursachte Verschiebung üer gewünschten Stelle des Bildträgers, auf die der Überlagerungsoszillator durch die AFA-Schaltung nachgestimmt wird.

Wenn das ZF-Signal geringe Frequenfverschiebungen erfährt, so daß sich der Bildträger entweder in den ersten oder in den zweiten Frequenzbereich auf den beiden Seiten seiner Sollstelle bewegt, reagiert die AFA-Schaltung mit einer Nachstimmung des Überlagerungsoszillators, wodurch das ZF-Signal zurück an seine gewünschte Stelle im ZF-Durchlaßbereich gezogen wird. Wenn jedoch das ZF-Signal eine derart große Freoiienzverschiebung erfährt, daß der Bildträger über den ersten Frequenzbereich der AFA-Kennlinie hinausrückt und somit außerhalb des normalen AFA-Regelbereichs liegt, dann wird der Tonträger, der vom Bildträger einen konstanten Frequenzabstand hat, im dritten Frequenzbereich liegen, wo die Kennlinie die gleiche Polarität wie im ersten Bereich hat. Unter diesen Bedingungen stimmt die AFA-Schaltung den Überlagerungsoszillator so nach, daß der Tonträger zurück an seine gewünschte Stelle gezogen wird, wobei der beabstandete Bildträger folgt, bis dieser wieder im ersten Frequenzbereich liegt und die normale AFA-Regelung wieder aufgenommen wire¹

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt, teilweise in Blockform und teilweise im Detail eine erfindungsgemäß ausgebildete AFA-Schaltung;

Fig.2 zeigt die Kennlinie der AFA-Schaltung nach Fig.l;

F i g. 3a bis 3e zeigen Kurven zur Veranschaulichung weiterer Verhaltensmerkmale der AFA-Schaltung nach Fig.!;

F i g. 4a bis 4d zeigen Kurven zur Veranschaulichung zusätzlicher Betriebsmerkmale der AFA-Schaltung nach F i g. 1;

F i g. 5 und 6 zeigen, teilweise in Blockform und teilweise im Detail, eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen AFA-Schaltung;

F i g. 7 zeigt, teilweise in Blockform und teilweise im Detail eine Schaltungsanordnung zum Anlegen eines sich kontinuierlich ändernden AFA-Signals an ein reaktives Element in einem Überlagerungsoszillator;

F i g. 8 veranschaulicht mit einer graphischen Darstellung den Einfluß der AFA-Regelung auf das reaktive Element nach F i g. 7.

Wie bisher wird auch im folgenden die Abkürzung AFA für den Begriff »Automatische Feinabstimmung« verwendet.

Bei der in F i g. 1 dargestellten, erfindungsgemäß aufgebauten AFA-Schaltung wird ein ZF-Signal, das einen Bildträger der nominellen oder Sollfrequenz von 45,75 MHz enthält, von einem ZF-Verstärker 10 auf die Basiselektroden zweier Stromquellentransistoren 12 und 14 gekoppelt, die in einer integrierten Schaltung untergebracht seien. Die Emitter der Stromquellentransistoren 12 und 14 sind mit Masse und ihre Kollektorer, mit äußeren Anschlußklemmen 1 bzw. 2 der integrierten Schaltung gekoppelt

An die Klemmen 1 und 2 der integrierten Schaltung ist ein externes Diskriminatornetzwerk 20 angeschlossen, das aus zwei Resonanzkreisen 22 und 26 besteht. Der Resonanzkreis 22 besteht aus der Parallelschaltung einer Induktivität 21 und eines Kondensators 23 und ist auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt, die etwas niedriger als die 45,75-MHz-Bildträgerfrequenz ist. Der Resonanzkreis 22 ist zwischen die Klemme 1 der integrierten Schaltung und eine Klemme für eine Versorgungsspannung Vcc geschaltet. Der Resonanzkreis 26 besteht

ίο in ähnlicher Weise aus der Parallelschaltung einer Induktivität 23 und eines Kondensators 27 und ist auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt, die etwas höher als die 45,75-MHz-Bildträgerfrequenz ist. Der Resonanzkreis 26 ist zwischen die Klemme 2 der integrierten Schaltung und die Versorgungsspannung Vccg^esch^a'^tet-

Die äußeren Anschlußklemmen 1 und 2 sind im inneren der integrierten Schaltung mit zwei Spitzendetektoren 40 und 30 gekoppelt, die auf dem selben integrierten Schaltungsplättchen wie die Stromquellentransistoren 12 und 14 untergebracht seien. Der Spitzendetektor 40 besteht aus einer Diode 42, deren Anode mit der Klemme 1 und deren Kathode über einen Spitzenwert-erfassenden Kondensator 44 mit Masse gekoppelt ist. Ähnlich weist der Spitzendetektor 30 eine Diode 32 auf, deren Anode mit der Klemme 2 und deren Kathode über einen Spitzenwert-erfassenden Kondensator 34 mit Masse gekoppelt ist.

Die Spitzendetektoren 30 und 40 sind mit den Eingängen eines Differenzverstärkers 50 verbunden, der zwei Transistoren 52 und 54 aufweist Im einzelnen ist die Kathode der Diode 32 mit der Basis des Transistors 52 verbunden, während die Kathode der Diode 42 mit der Basis des Transistors 54 verbunden ist. Die Emitter der Transistoren 52 und 54 sind zusammengekoppelt und über einen Widerstand 48 mit Masse verbunden. An den Kollektoren der Transistoren 52 und 54, die über jeweils einen Lastwiderstand 56 bzw. 58 mit der Versorgungsspannung Vccgckoppeii sind, werden AFA-StCücrspannungen entwickelt, die sich in reziproker Weise ändern.

Wenn den Basiselektroden der Stromquellentransistoren 12 und 14 das ZF-Signal angelegt wird, dann fließen über die Kollektorelektroden dieser Transistoren Signalströme, deren Phasen einander gleich sind und die über die Klemmen 1 und 2 auf das Diskriminatornetzwerk 20 gekoppelt werden. Jeder dieser Signalströme fließt in den jeweils zugeordneten Resonanzkreis 22 bzw. 26. Die Induktivitäten 21 und 25 bilden einen Gleichstromweg für diese Ströme zur Versorgungsspannungsquelle Vcc-

Die Resonanzkreise 22 und 26 reagieren auf die hindurchfließenden Signalströme, indem sie auf die Klemmen 1 und 2 Signale rückkoppeln, die sich mit der Frequenz des ZF-Bildträgers ändern. Wenn die ZF-BiIdtragerfrequenz auf dem gewünschten Wert (Sollwert) von 45,75 MHz ist, dann ist der Betrag des vom Resonanzkreis 22 an der Klemme 1 entwickelten Signals gleich dem Betrag ds vom Resonanzkreis 26 an der Klemme 2 entwickelten Signals. Wenn die ZF-Bildträgerfrequenz von ihrer gewünschten Lage im ZF-Durchlaßbereich abweicht, dann ändern sich die Signale an den Klemmen 1 und 2 gegenläufig, d. h. das eine nimmt zu und das andere nimmt ab. Für Frequenzabweichungen, die unter den Sollwert von 45,75 MHz gehen, nimmt der Betrag des Signals an der Klemme 1 zu und der Betrag des Signals an der Klemme 2 entsprechend ab. Für Frequenzabweichungen, die oberhalb 45,75 MHz gehen, nimmt das Signal an der Klemme 1 ab, während das Signal an der Klemme 2 zunimmt Das

Diskriminatornetzwerk 20 wandelt also Frequenzabweichungen des ZF-Bildträgers in Amplitudenänderungen der an den Klemmen 1 und 2 erscheinenden Signale um.

Die sich gegenläufig ändernden »differentiellen« Spannungen an den Klemmen 1 und 2 werden jeweils auf einen zugehörigen Spitzendetektor 40 bzw. 30 gekoppelt, und ".n den Kondensatoren 44 und 34 werden ihre Spitzenwerte erfaßt. Die in dieser Weise spitzendemodulierten Spannungen werden den beiden Eingängen des Differenzverstärkers 50 angelegt, worin sie kombiniert und verstärkt werden, um an den Kollektoren der Transistoren 52 und 54 zueinander gegenläufige AFA-Steuerspannungen zu erzeugen.

Die Arbeitskennlinie der AFA-Schaltung nach F i g. 1 ist in Fi g. 2 dargestellt. Beim vorliegenden Beispiel sei angenommen, daß das vom ZF-Verstärker 10 auf die Stromquellentransistoren 12 und 14 gegebene Signal amplitudenbegrenzt ist, um die Einflüsse vom Amplitudenänderungen des ZF-Bildträgers auf das AFA-Ausgangssignal zu eliminieren.

Die in F i g. 2 dargestellte Kennlinie 200 schneidet die X-Achse ( + 6-Volt-Achse) bei der Bildträger-Sollfrequenz von 45,75 MHz. Die Resonanzfrequenzen der Resonanzkreise 22 und 26 liegen so, daß sie in der Kennlinie 200 jeweils einen Scheitel bei 45,5 MHz bzw. bei 46,0 MHz hervorrufen. Die Kennlinie 200 ist im Bereich dieser Resonanzstellen aber begrenzt (abgeschnitten), und zwar infolge des Schaltens des Differenzverstärkers 50, der positive Ausschläge bis auf maximal +12 Volt und negative Ausschläge bis auf weitestens Null Volt zuläßt. Die AFA-Schaltung reagiert mit der größten Änderungsgeschwindigkeit au/ Änderungen der Bildträgerfrequenzen in der Umgebung von 45,75 MHz zwischen 45,7 und 45,8 MHz. Innerhalb dieses Bereichs von Frequenzen bringt die AFA-Schaltung eine Signaländerung von einem Volt für jeweils eine 8333-Hz-Anderung ucf rrctjücTiZ ucS £.1—otiuiFagcrs. Äüucfucm cTiCcTini man, daß die Kennlinie 200 innerhalb dieses Bereichs von Frequenzen symmetrisch ist.

Die in F i g. 3a gezeigte Kennlinie 400 stellt den oberen Teil des Frequenzgangs des ZF-Durchlaßbereichs dar. Die ZF-Bildträgerfrequenz fällt normalerweise auf die Mitte der oberen Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs (bei 45,75 MHz).

Die Fig.3b zeigt die Impedanzkennlinien 402 und 404 des Resonanzkreises 22 bzw. des Resonanzkreises 26. Beim vorliegenden Beispiel sind die Impedanzen und die (?-Werte der beiden Resonanzkreise einander gleich, und beide Kreise haben gleiche Bandbreite um ihre Mittenfrequenz 4 bzw. f_H. Die Kennlinien 403 und 404 überschneiden sich bei 45,75 MHz, der gewünschten Mittenfrequenz des ZF-Bildträgers.

Wenn der ZF-Bildträger, der auf die Mitte der oberen Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs 400 fällt, auf die mit dem Impedanzverhalten nach Fig.3b behaftete AFA-Schaltung gelegt wird, dann ergibt sich die in F i g. 3c dargestellte AFA-Kennlinie 406. Man erkennt, daß die Kennlinie 406 infolge der Lage des ZF-Bildträgers in der oberen Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs nicht symmetrisch ist, wenn man der AFA-Schaltung keinen Begrenzer vorschaltet, was eine typische Anordnung ist Ohne einen Begrenzer ändert sich die Amplitude des ZF-Bildträgers, wenn er von seiner Sollfrequenz von 45,75 MHz abweicht, und zwar ist wegen der schrägen Ranke des ZF-Dürch'aßbereichs die Amplitude bei niedrigeren Frequenzen höher als bei höherer; Frequenzen. Der resultierende AFA-Mitnahmebereich oberhalb 45,75 MHz wird dadurch kleiner als der Mitnahmebereich unterhall, dieser Mittenfrequenz, und das Ausgangsignal ist, wie man sieht, für maximale negative Ausschläge begrenzt, nicht aber für positive Ausschläge.

Die unsymmetrische Kennlinie 406 nach F i g. 3c läßt sich verbessern, indem man die Impedanz des Resonanzkreises 26 verändert, wie es in den F i g. 3d und 3e gezeigt ist. In F i g. 3d stellen die Kurven 410 und 412 die Impedanzen der Resonanzkreise 22 und 26 wie in Fig. 3b dar, nur daß die Impedanz des Kreises 26 höher gemacht ist. Dies läßt sich erreichen, indem man das LC-Verhältnis von Induktivität 25 und Kondensator 27 erhöht (höheres L, niedrigeres C), oder indem man den Gütefaktor Q des Kreises erhöht Da jedoch die Resonanzkreise 22 und 26 normalerweise hohe Q-Werte haben (d. h. mehr als 100), ist die Einhaltung eines geeigneten (J-Wert-Verhältnisses zwischen den Resonanzkreisen 22 und 26 bei hohen Q-Werten schwierig, und eine Induktivität 25 mit hohem Q ist teuer. Daher ist es gewohnlich wünschenswert, das LC-Verhältnis des Resonanzkreises 26 zu erhöhen, während man dessen Q-Wert beibehält Auf diese Weise behält man die gleichen Bandbreiten zwischen den 3-dB-Punkten der Resonanzkreise 22 und 26 bei, und der Überschneidungspunkt der Kurven 410 und 412 kann bei 45,75 MHz gehalten werden.

Wenn der Bildträger an der oberen Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs 400 auf eine AFA-Schaltung gegeben wird, deren Diskriminator das in F i g. 3d gezeigte Verhalten hat, dann bekommt man eine AFA-Kennlinie, wie sie mit 414 in F i g. 3e gezeigt ist Man sieht, daß die Kurve 414 hinsichtlich ihrer Amplitudenmaxima oberhalb und unterhalb der X-Achse symmetrisch ist und zwar dank der höheren Impedanz gemäß der Kurve 412 bei Bildträgerfrequenzen oberhalb 45,75 MHz. Bei diesen höheren Frequenzen wird die aufgrund der Charakteristik des ZF-Durchlaßbereichs sich ergebende Ampitiüdcnveftnindcrung durch die höhere Impedanz des Diskriminator 20 kompensiert, was der Kennlinie den mit 414 gezeigten Verlauf gibt, der sowohl für positive als auch für negative Maximalausschläge in gleicher Weise begrenzt ist Die Kennlinie 414 bevirkt daß für positive und negative Abweichungen der ZF-Frequenz gleichen Betrags in der Nähe der 45,75 MHz-Sollfrequenz jeweils ein gleiches Maß an AFA-Steuerung hervorgerufen wird.

Wenn die Impedanz des Resonanzkreises 26 noch weiter erhöht wird, erreicht man als zusätzliches Merkmal, daß die AFA-Kennlinie »zurückschlägt« und die

so X-Achse nochmals an einem Punkt kreuzt der zwischen der Stelle des Tonträgers und der Stelle des Bildträgers im ZF-Durchlaßbereich liegt In der Fig.4a stellt die Kurve 420 den Frequenzgang des ZF-Durchlaßbereichs dar, wobei der Bildträger mit 45,75 MHz auf die Mitte der oberen Restflanke des Durchlaßbereichs fällt und der Tonträger mit 41,25 MHz auf eine Stelle an der unteren Restflanke des Durchlaßbereichs fällt, wo die Frequenzgangkurve um ungefähr 20 dB niedriger liegt In der F i g. 4b stellt die Kurve 422 die Impedanz des Resonanzkreises 22 dar, und die Kurve 424 zeigt die höhere Impedanz des Resonanzkreises 26. Wie zu erkennen, haben die Kurven 422 und 424 einen ersten Überschneidungspunkt bei 45,75 MHz (der gewünschten Stelle des ZF-Bildträgers) und einen zweiten Überschneidungspunkt 426, der zwischen den Sollstellen des Tonträgers und des SikJträgers liegt Beim vorliegenden Beispiel wurden die Impedanzen und die Q-Werte der Resonanzkreise 22 und 26 so gewählt daß der zweite

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Überffchneidungspunkt bei der Frequenz 435 MHz liegt, die ungefähr der Mitte des ZF-Durchlaßbereichs 420 entspricht. Unterhalb 435 MHz überwiegt die Kurve 424 gegenüber der Kurve 422, um den zurückschlagenden Verlauf der Kennlinie zu bekommen.

Wenn die Signale des ZF-Durchlaßbereichs 420 an eine AFA-Schaltung gelegt werden, welche die Impedanzeigenschaften gemäß F i g. 4b hat, dann bekommt die Kennlinie der AFA-Schaltung den mit 430 in F i g. 4c gezeigten Verlauf. Oberhalb der 45,75-MHz-Bildträgerfrequenz hat die Kennlinie im Bereich um die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 26 ein positives Maximum und fällt dann zur X-Achse an der oberen Grenze des ZF-Durchlaßbereichs bei ungefähr 47,1 MHz ab. Die Bezug<sz3hl 432 bezeichnet die Fläche unter diesem Stück der Kurve 430.

Die Kurve 430 hat ein negatives Maximum zwischen dem bei 435 MHz liegenden Überschneidungspunkt 438 und der 45,75-MHz-Bildirägerfrequenz. Die Bezugszahi 434 bezeichnet die Fläche zwischen der X-Achse und diesem Stück der Kurve 430. Anschließend macht die Kurve 430 einen leichten positiven Ausschlag zwischen der Tonträger-Sollfrequenz von 41,25MHz und dem Überschneidungspunkt 438. Die Fläche unter diesem Stück der Kurve 430 ist mit der Bezugszahl 436 bezeichnet.

Wenn der Fernsehempfänger ein schwaches Signal oder ein reines Rauschsignal empfängt dann werden die durch den ZF-Durchlaßbereich gelangenden Rauschkomponenten der AFA-Schah mg zugeführt und könuen das AFA-Ausgangssignal beeinträchtigen. Wenn das AFA-Ausgangssignal keinen zweiten Durchgang durch die X-Achse hat wie es in F i g. 4c dargestellt ist, dann liefern die Rauschkomponenten im Gebiet 434 unterhalb 45,75 MHz einen größeren Beitrag als die Rauschkomponenten des Gebiets 432 an der oberen Restflanke des ZF-Durchlaßbereichs. Dieses UngleichgCVr'iCiii ΐΐί uCri KxauSCnurCitragcn MCigi uaZü, ucu L/Ci 45,75 MHz liegenden Durchgangspunkt auf eine niedrigere Frequenz zu verschieben, was zu einer Fehiabstimmung des Überlagerungsoszillators führt

Wenn jedoch die Kennlinie 430 den zur,. klagenden Verlauf hat, wie er in Fi g. 4c dargestellt ist, dann sind die Flächen 436 und 432 oberhalb der X-Achse zusammengenommen ungefähr so groß wie die Fläche 434 unterhalb der X-Achse. Dies führt dazu, daß die negativen Rauschkomponenten der Fläche 434 ungefähr gleich den positiven Rauschkomponenten der Flächen 436 und 432 sind und daß sich die Rauscheinflüsse auf die AFA-Kennlinie auslöschen. Im Gegensatz zur Kennlinie 430 bringt die Kennlinie 414 nach Fig.3e keine gleichen positiven und negativen Flächen zwischen ihr und der X-Achse. Der erste Durchgang der Kennlinie 430 bei 45J5 MHz bleibt daher an fester Stelle und wird nicht durch Änderungen im Rauschabstand des ZF-Signals beeinflußt

Die Kennlinie 430 bringt den weiteren Vorteil eines verbreiterten AFA-Regelbereichs. Wenn sich der ZF-Bildträger beim in Fig.4 gezeigten Beispiel auf eine Frequenz oberhalb 47,1 MHz verschiebt oder anfänglich diese Frequenzlage hat (440 in F i g. 4), dann liegt er außerhalb des ZF-Durchlaßbereichs 420 der Fig.4d und wird somit wesentlich gedämpft Der Bildträger liegt in diesem Fall außerdem jenseits der Fläche 432 der F i g. 4c und somit außerhalb des Bereichs normaler AFA-Regehing. Der Tonträger 442 jedoch, der einen festen Frequenzabstand vom Bildträger hat (45 MHz beim NTSC-System), liegt in diesem Fall ebenfalls wesentlich oberhalb seiner Sollstelle (41,25 MHz) im ΖΓ-Durchlaßbereich. Bei dieser höheren Frequenz fällt der Tonträger mit dem zurückgeschlagenen Kurvenstück der Kennlinie 430 zusammen, wo die Kennlinie positiv über die X-Achse ausschlägt. Die AFA-Schaltung reagiert auf die Lage des Tonträgers 442 in df Fläche 436 positiven Ausschlags mit einer solchen Nachstimmung des Oszillators, daß die ZF-Signale in ihrer Frequenz vermindert werden und der Tonträger 442 beginnt, sich

ίο in Richtung auf seine normale Lage bei 41,25 MHz im ZF-Durchlaßbereich zu bewegen. Diese Bewegung folgt der Bildträger nach, bis er schließlich zurück in das Gebiet 432 der F i g. 4c gerät, womit die normale AFA-Regelung des Bildträgers wieder aufgenommen wird.

Man erkennt also, daß die zurückgeschlagene Kurve nach Fi g. 4c den Bereich effektiver AFA-Regelung erweitern kann.

Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prinzipien ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt. Die F i g. 5 zeigt eine AFA-Schaitung, die zum größten Teil als monolithische integrierte Schaltung hergestellt werden kann und ein extern angeordnetes Diskriminatornetzwerk 20 aufweist. Die AFA-Schaltung empfängt ZF-Eingangssignale von einem ZF-Verstärker 130, der auf dem selben integrierten Schaltungsplättchen 100 wie die AFA-Schaltung untergebracht sein oder extern angeordnet sein kann. Die ZF-Eingangssignale werden an die Basiselektrode eines Transistors 102 gelegt, dessen Kollektor mit einer Quelle einer Versorgungsspannung Vcc und dessen Emitter mit der Basis eines Transistors 104 gekoppelt ist. Der Transistor 104 ist mit seinem Emitter an ein Bezugspotential (Masse) angeschlossen und liefert von seinem Kollektor ZF-Stromsignale über jeweils einen Widerstand 106 bzw. 108 an die Emitter zweier weiterer Transistoren 152 und 154. Die Transistoren 152 und 154 sind in gleicherweise in Basisschaltung angeordnet und werden durch Verbindung :upA·- ßgsjselsktroderi mit einem Verbindun^CTsⁿunkt zwischen einem Widerstand 120 und einer Diode 114 vorgespannt. Der Widerstand 120 liefert Vorsirom aus der Versorgungsspannungsquelle Vco und die Diode 114 hält gemeinsam mit weiteren Dioden 116 und 118 die Spannung an den Basiselektroden der Transistoren 152 und 154 auf einem Wert, der um drei Basis-Emi-'.er-Offsetspannungen (3VJw) über Massepotential liegt, und zwar infolge der diese Dioden in Durchlaßrichtung vorspannenden Reihenschaltung der Dioden zwischen dem Widerstand 120 und Masse.
Von den Kollektorelektroden der Transistoren 152 und 154 werden ZF-Signale gleicher Phase auf jeweils zugeordnete äußere Anschlußklemmen 110 und 112 der integrierten Schaltung gekoppelt An die Klemmen 110 und 112 ist ein Diskriminatornetzwerk 20 angeschlossen, das dem in F i g. 1 dargestellten Diskriminatornetzwerk entspricht Zur Erleichterung der Beschreibung ist das in F i g. 5 dargestellte Diskriminatornetzwerk 20 mit den gleichen Bezugszahlen wie das Diskriminatornetzwerk 20 nach F i g. 1 versehen und wird hier nicht mehr näher erläutert

Die an der Klemme 110 vom Resonanzkreis 22 entwickelte Spannung wird auf die Basis eines als Emitterfolge geschalteten Transistors 122 gekoppelt, dessen Kollektor mit der Versorgungsspannung V_Cc und dessen Emitter über einen Widerstand 124 mit Masse gekoppelt ist Ein Transistor 182 ist mit seiner Basis an den Emitter des Transistors 122 und mit seinem Kollektor an die Versorgungsspannung Ycc gekoppelt, und von seinem Emitter führt ein Kondensator 184 zu seinem KoI-

13 14

lektor. Der Transistor 182 und der Kondensator 184 die Erläuterung des Stromspiegels 300 zu vereinfachen,

bilden einen Spitzendetektor 180, der den Spitzenwert werden nur die Schaltungselemente 302 bis 324 auf der

der vom Resonanzkreis 22 an der Klemme 110 entwik- linken Seite der Fig.6 in ihren Einzelheiten beschrie-

kelten Spannung erfaßt. Der Spitzendetektor-Konden- ben. Diese Beschreibung gilt in gleicher Weise für die

sator 184 ist auf die Versorgungsspannimg Vcc und 5 entsprechenden Schaltungselemente 352 bis 374.

nicht auf Masse bezogen, um den Ladestrom des Spit- Der Kollektor des Transistors 198 ist mit dem Verbin-

zendetektor-Kondensators auf die kleine Schleife zu be- dungspunkt zwischen einem Kondensator 308, dem

grenzen, die den Transistor 182 und den Kondensator Kollektor eines Transistors 302 und der Basis eines

184 enthält. Wenn der Spitzendetektor-Kondensator Transistors 306 gekoppelt Der Emitter des Transistors

auf Masse bezogen wäre, enthielte die Ladestromschlei- io 302 ist über einen Widerstand 304 mit der Quelle einer

fe den gesamten Weg durch die Versorgungsquelle von Versorgungsspannung Vdd verbunden, an der auch die

Masse zurück vom Vcc-Anschluß, wodurch Rauschpro- andere Seite des Kondensators 308 liegt Die Versor-

bleme in die Schaltung eingeführt werden können. Die gungsspannung Vdd ist normalerweise so gewählt, daß

hier gezeigte Spitzendetektorschaltung 180 umgeht die- die kompatibel mit der Vefsorgungsspannung des Ober-

se Probleme indem der Spitzendetektor-Kondensator 15 lagerungsoszillators ist, dem die über die Klemmen 330

184 auf diejenige Spannung geladen wird, die vom Ver- und 380 geleiteten AFA-Ströme zugeführt werden. Der

sorgungspotential Voc nach »unten« zu dem am Emitter Emitter des Transistors 306 ist mit den Basiselektroden

des Transistors 182 erscheinenden Potential der spitzen- der Transistoren 302,310 und 322 gekoppelt Der KoI-

demodulierten Spannung geht lektor des Transistors 306 ist mit Masse verbunden.

Eine ähnliche Schaltung mit einem als Emitterfolger » Der Aüsg&ngäiransistor 310 ist mit seinem Kollektor

geschalteten Transistor 126 und einem Spitzendetektor an die äußere Anschlußklemme 330 der integrierten

170 ist mit der äußeren Klemme 112 der integrierten Schaltung und an den Kollektor eines Transistors 364

Schaltung gekoppelt um den Spitzenwert der Span- angeschlossen. Der Emitter des Transistors 310 ist über

nung zu erfassen, die durch den Resonanzkreis 26 an einen Widerstand 312 mit der Versorgungsspannung

dieser Klemme entwickelt wird. Da diese Schaltungstei- 25 Vdd verbunden. Der Transistor 322 ist mit seinem Emit-

Ie in der gleichen Weise arbeiten wie der Transistor 122 ter über einen Widerstand 324 an die Versorgungsspan-

und der Spitzendetektor 180, erübrigt sich eine nähere nung Vdd und mit seinem Kollektor an die Anode einer

Erläuterung dieser Teile. Diode 318 und an die Basis eines Transistors 314 ange- Die in F i g. 6 dargestellte Schaltungsanordnung emp- schlossen. Die Kathode der Diode 318 ist über einen

fängt an den Eingängen eines Differenzverstärkers 190 30 Widerstand 320 mit Masse verbunden, und der Emitter

die spitzendemodulierten Signale. Der vom Kondensa- des Transistors 314 ist über einen Widerstand 316 mit

tor 174 erfaßte und gespeicherte Spitzenwert wird auf Masse gekoppelt Der Kollektor des Transistors 314 ist

die Basis eines Transistors 192 gekoppelt und der vom mit der äußeren Anschlußklemme 380 der integrierten

Kondensator 184 erfaßte und gespeicherte Spitzenwert Schaltung und mit dem Kollektor des Ausgangstransi-

wird auf die Basis eines Transistors 194 gekoppelt Die 35 store 360 gekoppelt

Emitter der Transistoren 192 und 194 sind zusammenge- Im Idealfall sollte der Kollektorstrom des Transistors

koppelt und mit dem Kollektor eines Stromquellentran- 198 durch den Stromspiegel 300 kopiert und von den sistors 250 verbunden. Der Emitter des Transistors 250 Kollektoren der Transistoren 310 und 322 reproduziert

führt über einen Widerstand 256 nach Masse. Die Basis werden. Ein vereinfachter Stromspiegel, der eine nahe-

des Transistors 250 ist mit der Anode einer Diode 252 40 zu identische Stromreproduktion bewirkt enthält die

und mit einer äußeren Klemme 260 der integrierten vorstehend beschriebenen Schaltungselemente, wobei

Schaltung gekoppelt Die Kathode der Diode 252 ist anstelle des Transistors 306 eine Direkt- bzw. Gleich-

über einen Widerstand 254 mit Masse verbunden. Durch Stromverbindung von der Basis zum Kollektor des

geeignete Wahl der Werte für die Widerstände 254 und Transistors 302 vorhanden ist Eine solche Anordnung

256 wird erreicht daß der auf die Klemme 260 gegebene 45 führt jedoch zu fehlerhaften Kollektorströmen in den

Strom Ober die Diode 252 und den Widerstand 254 fließt Transistoren 310 und 322, wenn der Stromspiegel mit

und daß ein Abbild dieses Stroms über die Kollektor- pnp-Transistoren relativ niedriger /?-Verstärkung auf-

Emitter-Strecke des Transistors 250 fließt gebaut ist Wie die Fig. 6 zeigt, muß der zum Emitter

Die an den Kollektoren der Transistoren 192 und 194 des Transistors 306 führende Weg die Basisströme der entwickelten, in differentieller Beziehung zueinander 50 Transistoren 302,310 und 323 (also 3/ß) leiten. Wenn der stehenden Signale werden durch Transistoren 196 und Transistor 306 durch eine Direktverbindung zwischen 198 in ihrem Spannungspegel nach oben verschoben. Basis und Kollektor des Transistors 302 ersetzt wird, ist Der Emitter des Transistors 196 ist mit dem Kollektor der Kollektorstrom des Transistors 198 gleich der Sumdes Transistors 192 gekoppelt, und der Emitter des me des Kollektorstroms Ic des Transistors 302 und der Transistors 198 ist mit dem Kollektor des Transistors ss drei Basisströme 3/_B der Transistoren 302,310 und 322. 194 gekoppelt Die Basiselektroden der Transistoren Wenn die Transistoren 302,310 und 322 Exemplare mit 196 und 198 sind an die Versorgungsspannung Vcc an- niedriger/?-Verstärkung sind, dann haben die drei Basisgeschlossen. Die verstärkten, differentiellen Signale an ströme im Vergleich zum Strom Ic beträchtlichen Wert, den Kollektoren der Transistoren 196 und 198 werden und die jeweiligen Kollektofströme /c der Transistoren auf zwei Eingänge einer einen Stromspiegel bildenden 60 310 und 322 unterscheiden sich vom Kollektorstrom des Ausgangsschaltung 300 gekoppelt Transistors 198, der gleich Ic+3fo ist

Der Stromspiegel 300 besteht aus zwei gleichen Wenn jedoch der Stromspiegel 300 den Transistor Schaltungshälfteii, die an äußeren Klemmen 330 und 306 als Basisstromquelle für die Transistoren 302, 310 380 der integrierten Schaltung Ausgangsströme liefern. und 322 enthält, dann ist der durch 31b verursachte die sich differentiell (also gegenläufig zueinander) an- 65 Stromfehler wesentlich geringer. Dies ist deswegen so, dem. Die Schaltungselemente 302 bis 324 auf der linken weil die Basisströme 3/e über die Emitter-Kollektor-Seite der F i g. 6 entsprechen direkt den Schaltungsele- Strecke des Transistors 306 geleitet werden, der dazu menten 352 bis 374 auf der rechten Seite der Figur. Um einen Basisstrom von nur 3la/ß benötigt wobei β die

Verstärkung des Transistors 306 ist. Somit ist die Differenz von 31b zwischen einerseits den jeweiligen Kollektorströmen der Transistoren 310 und 322 und andererseits dem Kollektorstrom des Transistors 198 auf einen Differenzwert von 3/«^? geschrumpft. Wenn die ^-Verstärkung des Transistors 306 z. B. gleich 10 ist, dann wird der 3/B-Stromfehler um eine ganze Größenordnung auf 0,3/b vermindert. Diese Schaltung ist als »^-Stromspiegel« bekannt, da ihre Genauigkeit derjenigen einer Schaltung angepaßt werden kann, die anstelle des Transistors 306 eine Direktverbindung und für die Transistoren 302, 310 und 322 /^-Verstärkungen hat, die gleich dem Quadrat der ^-Verstärkungen der hier verwendeten Transistoren sind.

Die an den äußeren Anschlußklemmen 330 und 380 der integrierten Schaltung gelieferten ausgangsseitigen AFA-Ströme ändern sich »differential«; der Ausgangsstrom an der Klemme 330 ist gleich dem Kollektorstrom des Transistors 198 vermindert um den KoI- !ektorstrom des Transistors 196, und der Ausgangsstrom an der Klemme 380 ist gleich dem Kollektorstrom des Transistors 196 vermindert um den Kollektorstrom des Transistors 198. Man erkennt aus der F i g. 6, daß der Kollektorstrom des Transistors 198 durch die Stromspiegeltransistoren 302, 306 und 310 kopiert wird, um einen im wesentlichen völlig gleichen Kollektorstrom im Transistor 310 hervorzurufen. Der Kollektorstrom des Transistors 196 wird in gleicher Weise durch die Transistoren 352, 356 und 372 kopiert, um einen praktisch identischen Kollektorstrom im Transistor 372 hervorzurufen. Der Kollektorstrom des Transistors 372 wird Ober die Diode 368 geleitet, die mit dem Transistor 364 einen hochverstärkenden npn-Stromspiegel bildet, um einen angepaßten Kollektorstrom im Transistor 364 zu erzeugen. Somit ist der ausgangseitige AFA-Strom an der Klemme 330 gleich der !Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 310 und 364, die ihrerseits gleich ist der Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 198 und 1%. Der an der Klemme 380 gelieferte ausgangsseitige AFA-Strom ist in ähnlicher Weise gleich der Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 360 und 314, die ihrerseits gleich der Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 196 und 198 ist.

Wenn die Frequenz des vom ZF-Verstärker 130 in F i g. 5 gelieferten ZF-Bildträgers gleich derjenigen Frequenz ist, wo sich die Fi equenzgänge der Resonanzkreise 22 und 26 Qberschneiden, dann werden vom Diskriminatornetzwerk an den Außenklemmen 110 und 112 der integrierten Schaltung gleiche Spannungen erzeugt. Diese Spannungen werden von den Spitzendetektoren 180 und 170 spitzendemoduliert und an die Eingänge des Differenzverstärkers 190 gelegt. Die Folge ist, daß in den Transistoren 1% und 198 im wesentlichen gleiche Kollektorströme fließen und ihre Differenz keine AFA-Ausgangsströme an den Klemmen 330 und 380 erzeugt Wenn sich jedoch die Frequenz des eingangsseitigen ZF-Signals von der Überschneidungsfrequenz der Resonanzkreise 22 und 26 fortverschiebt, dann bewirken die sich gegenläufig ändernden Spannungen, die an den Klemmen 110 und 112 entwickelt und von den Spitzendetektoren 180 und 170 demoduliert werden, daß in den Transistoren 196 und 198 gegenläufige Kollektorstromänderungen hervorgerufen werden. Diese differentiellen Kollektorströme werden durch den Stromspiegel 300 kombiniert und bewirken, daß an einer der Klemmen 330 und 380 ein Strom in einer ersten Polarität und an der anderen Klemme ein gleich starker Strom entgegengesetzter Polarität fließt Diese AFA-Ströme können dazu herangezogen werden, die Reaktanz eines veränderbaren reaktiven Abstimmelements im Überlagerungsoszillator des Fernsehempfängers zu ändern.

Die verschiedenen Verschiebungen der ZF-Frequenz entsprechenden Beträge der ausgangsseitigen AFA-Ströme werden durch den aus der Diode 252 und dem Transistor 250 gebildeten Stromspiegel kontrolliert, der die Versorgungsstromquelle für den Differenzverstär ker 190 darstellt Wenn der Anschlußklemme 260 der integrierten Schaltung ein Eingangsstrom zugeführt wird, wird dieser Strom über die Diode 252 nach Masse geleitet und am Kollektor des Transistors 250 kopiert Der Kollektorstrom des Transistors 250 wird durch die

t5 Differenzverstärkertransistoren 192 und 194 aufgeteilt und den Transistoren 196 und 198 zugeführt, an deren Kollektoren die betreffenden Teilströme erscheinen. Somit wird der dem Stromspiegel 300 zugeführte Gesamtstrom durch den zur Klemme 260 gegebenen Strom kontrolliert, und entsprechend kontrolliert sind auch die Beträge der ausgangsseitigen AFA-Ströme.

Es wurde gefunden, daß wenn der Stromspiegel 300 über einen weiten Bereich von Ausgangsströmen betrieben wird, die durch die Transistoren 302 und 306 und die Transistoren 352 und 356 gebildeten beiden Schleifen unter bestimmten Signal- und Lastbedingungen zum Schwingen neigen. Diese unerwünschten Schwingungen zu verhindern ist der Grund, weswegen den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 302 und 352 die Kondensatoren 308 und 358 parallelgeschaltet wurden. Diese Kondensatoren verhindern Schwingungen in den jeweiligen Transistorschleifen dadurch, daß sie einen einzelnen dominanten Pol in den Wurzelortsdiagrammen der Übertragungsfunktionen der Schleifen bilden, wodurch der Betrieb des Stromspiegels 300 stabilisiert wird.

Die in Verbindung mit den F i g. 5 und 6 beschriebene AFA-Schaltung kann dazu verwendet werden, die Kapazität einer abstimmenden Kapazitätsdiode in einem Fernsehempfänger zu ändern, wie es in F i g. 7 veranschaulicht ist In dieser Figur ist ein Teil der in den F i g. 5 und 6 gezeigten integrierten Schaltung 100 mit dargestellt, wobei nur diejenigen internen Schaltungselemente, die mit den Außenanschlußklemmen 330 und 260 der integrierten Schaltung verbunden sind, in Einzelheiten eingezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird nur eine der AFA-Ausgangsklemmen (die Klemme 330) verwendet. Die andere Klemme (380) bleibt ohne Anschluß.

so Eine Abstimmspannung für eine Kapazitätsdiode 510 wird von einer Abstimmspannungsquelle 502 erzeugt. Die Abstimmspannung ändert sich entsprechend dem gewählten Kanal, auf den der Fernsehempfänger abgestimmt wird. Die von der Abstimmspannungsquelle 502 gelieferte Spannung VV wird über einen Widerstand Rt gekoppelt und der Kathode der Kapzitätsdiode 510 angelegt. Die Abstimmspannung wird außerdem an einen Widerstand 504 gelegt, um einen Strom h zu erzeugen, welcher der Klemme 260 der integrierten Schaltung 100 zugeführt wird. Der Strom h wird mit einem konstanten Strom i\ kombiniert, welcher der Klemme 260 aus einer Spannungsquelle Vs über einen Widerstand 506 zugeführt wird. Die Summe der Ströme /, und h wird über die Diode 252 und den Widerstand 254 nach Masse ge leitet, um im Transistor 230 einen Kollektorstrom her vorzurufen, der gleich der Summe /| + h ist. Der Kollektorstrom /i+/2 des Transistors 250 wird in der oben beschriebenen Weise im Differenzverstärker 190 aufge-

teilt, um an der Außenanschlußklemme 330 der integrierten Schaltung einen ausgangsseitigen differentiellen AFA-Strom i'afa zu erzeugen. Dieser AFA-Strom Ufa wird über einen Widerstand Rafa geleitet, um eine AFA-Steuerspannungskomponente über den Widerstand Rt an der Kathode der Kapazitätsdiode 510 zu erzeugen. Die Kapazitätsdiode 510 stellt somit eine Kapazität dar, die bestimmt ist durch die Resultierende der Abstimm- und der AFA-Spannung zwischen ihrer Kathode und Masse. Diese Kapazität ist mit einem Tuner 500 gekoppelt, um den darin enthaltenen Oberlagerungsoszillator auf die richtige Frequenz für die Umsetzung des HF-Signals in das ZF-Signal abzustimmen.

Die Kapazität der Kapazitätsdiode 510 ändert sich mit der angelegten Spannung nicht in linearer Weise ts sondern nichtlinear, wie es mit der Kurve 600 in F i g. 8 veranschaulicht ist Wie diese Figur zeigt, führt bei einem niedrigen Kanal ein kleiner Ausschlag AUfal ^im ausgangsseitigen AFA-Strom zu_ einer kleinen Spannungsändercng AVafau die eine Änderung des Kapazitätswerts der Kapazitätsdiode über einen Bereich AC bewirkt Um jedoch die gleiche Kapazitätsänderung AC bei höheren Kanälen zu bewirken, muß der AFA-Strom einen größeren Ausschlag Ai'afah machen, um einen größeren Anschlag A Vafah °er AFA-Spannung hervorzurufen. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 hat diese Charakteristik, denn wenn der Fernsehempfänger auf höhere Kanäle umgeschaltet wird, erhöht sich der Strom h und die Abstimmspannung, die von der Abstimmspannungsquelle 502 erzeugt werden. Die Summe der Ströme /Ί u.id h wird höher, so daß der Klemme 260 der integrierten Schaltung und <*em aus der Diode 252 und dem Transistor 250 bestehenden Stromspiegel mehr Strom zugeführt wird.

Der vom Transistor 250 an den Differenzverstärker 3s ISO gelieferte Strom wird daher höher sein, was den Betrag des ausgangsseitigen AFA-Stroms j'afa erhöht Der größere AFA-Strom i'afa bewirkt einen größeren Ausschlag der AFA-Spannung an der Kathode der Kapazitätsdiode 510, so daß der Bereich AC von Kapazitätswerten, über den sich die Kapazität der Kapazitätsdiode ändert, im wesentlichen gleich bleibt Die mit dcjn Tuner 500 gekoppelte Kapazität kann somit durch die AFA-Schaltung über einen praktisch gleichbleibend breiten Bereich geändert werden, dessen Grenzen sich verschieben, wenn der Fernsehempfänger von Kanal zu Kanal geschaltet wird.

Während die erfindungsgemäße AFA-Schaltung mit Vorteil in einer Ausführungsform verwendet werden kann, wie sie in F i g. 7 dargestellt ist und bei welcher der so Bereich der Beträge des ausgangsseitigen AFA-Stroms durch Änderung des der Klemme 260 zugeführten Stroms geändert wird, kann die Schaltung auch leicht dort eingesetzt werden, wo ein fester AFA-Signalbereich benötigt wird. So läßt sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen AFA-Schaltung dazu verwenden, das AFA-Steuersignal für einen Fernsehempfänger des Typs CTC-87 zu liefern, der in den RCA Service Data 1978 Nr. C-2 (herausgegsben von der RCA Corporation, Indianapolis, Indiana, USA) beschrieben ist und der einen festen AFA-Signalbereich benutzt Die AFA-Schaltung nach Fig.7 erzeugt ein ausgangsseitiges AFA-Signal mit einem vorbestimmten Bereich von Strombeträgen, wenn man an die Außenanschlußklemme 260 der integrierten Schaltung eine feste Stromquel-Ie anschließt Dies kann dadurch geschehen, daß man einen äußeren Widerstand 392 zwischen die V₀₀-Versorgunj?sklemme 390 und die Klemme 260 schaltet Der äußere Widerstand 392 !eitet einen konstanten Strom an die Diode 252 und den Transistor 250, so daß letzterer einen konstanten Emitterstrom für die Aufteilung im Differenzverstärker 190 liefert Der Bereich der Strombeträge ist bestimmt durch den für den äußeren Widerstand 392 gewählten Wert, und dies erlaubt es, das ausgangsseitige AFA-Stromsignal genau an die Erfordernisse des mit diesem Signal zu steuernden Turers anzupassen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Frequenzdiskriminatorschaltung zur Feststellung von Frequenzabweichungen eines Trägersignals von einer vorbestimmten Bezugsfrequenz mit einem ersten und einem zweiten Resonanzkreis, die auf Frequenzen oberhalb bzw. unterhalb der Bezugsfrequenz abgestimmt sind und denen das Trägersignal von einer ersten bzw. zweiten vorgeschalteten Verstärkerstufe in Form eines ersten bzw. zweiten Signalstroms zugeführt wird und denen ein erster bzw. zweiter Detektor zur Ermittlung der an den Resonanzkreisen entstehenden Trägersignalspannungen nachgeschaltet sind, dadurch ge- ic kennzeichnet, daß für ein Trägersignal, dessen Amplitude bei Frequenzabweichungen in einer Richtung größer als bei Frequenzabweichungen in der anderen Richtung ist, der erste Resonanzkreis (22) mit ,gegen die Bezugsfrequenz in einer ersten Richtung verschobener Resonaiizirequenz bei dieser eine gegebene Impedanz aufweist und der zweite Resonanzkreis (26) mit gegen die Bezugsfrequenz in einer zweiten Richtung verschobene Resonanzfrequenz bei dieser eine größere als die gegebene Impedanz aufweist, und daß die beiden Verstärkerstufen (12,14) jeweils in Reihe mit ihrem Resonanzkreis zwischen die Klemmen (+ V_m Masse) einer Betriebsspannungsquelle geschaltet sind

2. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Detektoren (30,40) ermittelten Spannungsbeträge auf einen Differenzverstärker (50) gekopi>elt werden, der daraus ein Ausgangssignai erztuijt das sich in Richtung und Betrag gemäß der Frequenzabweichung der Eingangssignale von der Bezugsfrequenz ändert

3. Diskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufen (12,14) und die Detektoren sowie ihre Verbindungsstellen als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen monolithischen integrierten Schaltungsplättchen (100) gebildet sind und jede dieser Verbindungsstellen außerdem eine Außenanschlußklemme (1, 2) des integrierten Schaltungsplättchens aufweist, während der erste und der zweite Resonanzkreis (22 und 26) vom Schaltungsplättchen getrennte Teile sind, deren jeder mit einer gesonderten der Anschlußklemmen gekoppelt ist

4. Diskriminator nach Anspruch 3 zur Verwendung in einem Fernsehempfänger, der eine Quelle jo für eine Abstimmspannung und einen Tuner mit einem Reaktanzelement enthält, das auf die Abstimmspannung und ein Signal zur automatischen Frequenzregelung anspricht, um ein Mischsignal zur Umsetzung hochfrequenter Fernsehsignale in zwischenfrequente Fernsehsignale zu erzeugen, die innerhalb eines die vorbestimmte Bezugsfrequenz enthaltenden Bandes, liegen, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Differenzverstärker (190) eine Signalkombinationsschaltung (300) gekoppelt ist welche die Ausgangssignale des Differenzverstärkers kombiniert, um ein Steuersignal zur automatischen Frequenzregelung zu bilden, das sich in Richtung und Betrag gemäß der Frequenzabweichung der Zwischenfrequenzsignale von der vorbestimmten Bezugsfrequenz ändert, und

daß die Verstärkerstufen (104, 152,154), die Detektoren (180, 170), der Differenzverstärker (190) und die Signalkombinationsschaltung (300) sowie die Verbindungen dieser Teile als integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen, monolithischen integrierten Schaltungsplättchen (100) gebildet sind und die Verbindungen außerdem eine erste bzw. eine zweite Außenanschlußklemme (110 bzw. 112) des integrierten Schaltungsplättchens aufweisen, während die Resonanzkreise (22, 26) vom Schaltungsplättchen getrennte Teile sind, die mit der ersten bzw. der zweiten Außenanschlußklemme gekoppelt sind, und daß das Steuersignal zur automatischen Frequenzregelung über eine dritte Außen anschlußklemme (330) auf das Reaktanzelement (510) gekoppelt wird, um die Frequenz des Mischsignals zu regeln.

5. Diskriminator nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine steuerbare Stromquelle (250—256), die auf dem integrierten Schaltungsplättchen gebildet ist und einen mit einer vierten Außenanschlußklemme (260) gekoppelten Eingang und einen mit dem Differenzverstärker (190) gekoppelten Ausgang hat, und eine Einrichtung (502) zum Anlegen einer Abstimmspannung an die vierte Anschlußklemme, um den Betrag der Summe der Ausgangssignale, der sich für eine gegebene Abweichung der Zwischenfrequenzsignale von der Bezugsfrequenz ergibt, zu ändern.

6. Diskriminator nach Anspruch 1 zur Verwendung in einem Fernsehempfänger, der eine Einrichtung zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals enthält, das einen bildmodulierten Träger und einen tonmodulierten Träger aufweist, die einen festen Frequenzabstand voneinander haben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalkombinationsschaltung (190,300) vorgesehen ist, welche die Detektorenausgangssignale kombiniert um ein Steuersignal zur automatischen Frequenzregelung zu gewinnen, und daß sich die Resonanzkurven des ersten und des zweiten Resonanzkreises (22, 26) derart voneinander unterscheiden, daß rfie Frequenzdiskriminatorschaltung eine Kennlinie erhält, die für einen ersten Frequenzbereich (436) und einen zweiten Frequenzbereich (432) eine erste Polarität hat und die für einen dritten Frequenzbereich (434), der an die Bezugsfrequenz angrenzt und zwischen dem ersten und dem zweiten Frequenzbereich liegt, eine Polarität hat die der ersten Polarität entgegengesetzt ist

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gütefaktor des ersten Resonanzkreises (22) im wesentlichen gleich dem Gütefaktor des zweiten Resonanzkreises (26) ist

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die vorbestimmte Bezugsfrequenz die Sollfrequenz des ZF-Bildträgers ist und daß der erste Resonanzkreis eine unterhalb dieser Sollfrequenz liegende Resonanzfrequenz hat und daß der zweite Resonanzkreis eine oberhalb dieser Sollfrequenz liegende Resonanzfrequenz hat

9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß sich der erste Frequenzbereich von der Bezugsfrequenz in Richtung höherer Frequenzen erstreckt und daß sich der zweite Frequenzbereich von einer Frequenz, die zwischen den Sollfrequenzen des bildmodulierten Trägers und des tonmodulierten Trägers liegt in Richtung niedrigerer Frequenzen erstreckt.

10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Kennlinie der automatischen Frequenzregelungsschaltung eine Nullachse bei der Be-

3 4

zugsfrequenz schneidet und daß die Summe der Flä- das wirkliche ZF-Signal vom gewünschten ZF-Signal

chen, die von der Kennlinie und der Nullachse im abweicht Die AFA-Spannung wird einem spannungs-

ersten (436) und im zweiten (432) Frequenzbereich empfindlichen Reaktanzelement im Überlagerungses-

begrenzt werden, im wesentlichen gleich ist der Flä- zülator angelegt, um die Fehlabstimmung des Oszilla-

che, die von der Kennlinie und der Nullachse im 5 tors so zu korrigieren, daß Ton- und Bildwiedergabe

dritten Frequenzbereich (434) begrenzt wird. optimal werden.

Die AFA-Spannung wird mittels einer Diskriminator-

schaltung vom ZF-Signal abgeleitet Der Diskriminator

besteht aus reaktiven Elementen und liefert ein Aus-10 gangssignal, in welchem die Frequenzverschiebungen

Die Erfindung betrifft eine Frequenzdiskriminator- des ZF-Signals als Spannungsänderungen erscheinen, schaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vor- Im allgemeinen ist die Diskriminatorschaltung auf die ausgesetzt ist Insbesondere handelt es sich für die auto- Frequenz des ZF-Bildträgers abgestimmt (45,75 MHz matische Frequenzregelung um eine Einrichtung zur beim NTSC-System), die auf die obere Restflanke des Gewinnung eines frequenzabhängigen Fehlerkorrek- 15 ZF-Durchlaßbereichs fällt Die Kennlinie der Diskrimitursignals, mit dem die Abstimmung eines Oberlage- natorschaltung ist definiert durch das Maß, um welches rungsoszillators in einem Überlagerungsempfänger ge- sich der Spannungswert des Ausgangssignals des Dissteuert werden kann. kriminators bei einer gegebenen Frecjuenzverschiebung Ein Fernsehtuner hat die Aufgabe, aus den vielen des ZF-Bildträgers ändert Diese Kennlinie sollte Rundfunkfrequenzen des Hochfrequenzbandes einen 20 zweckmäßigerweise symmetrisch sein, & h. bei gleich einzelnen, schmalen Frequenzbereich auszuwählen. Ein großen Frequenzverschiebungen v:s ZF-Bildträgers herkömmliches Fernsehtuner erfüüt diese Aufgabe mit über und unter den nominellen Miucnwert sollte die Hilfe eines Hochfrequenzverstärkers, einej Mischers Spannungsänderung des Ausgangssignals jeweils glei- und eines lokalen Überlagerungsoszillators. Das Aus- chen Betrag haben. Außerdem ist es günstig, wenn das gangssignal des Oszillators wird im Mischer mit dem 25 Ausgangssignal des Diskriminators auf kleine Verschievon der Antenne des Empfängers aufgefangenen hoch- bungen der ZF-Bildträgerfrequenz mit großen Ändefreqüenten Fernsehsignal verglichen bzw. überlagert rungen seines Spannungswerts reagiert Diese Reak-Bei dieser Überlagerung entstehen sowohl Frequenzen, tion, die durch die Steilheit der Diskriminatorkennlinie die der Summe der ursprünglichen Hochfrequenz und bemessen wird, bestimmt die Geschwindigkeit, mit weider Oszillatorfrequenz entsprechen, als auch Frequen- 30 eher der Fernsehempfänger die Frequenz des Überlagezen, die der Differenz zwischen Hochfrequenz und Os- rungsoszillators bei Verschiebungen der ZF-Signalfrezillatorfrequenz entsprechen. Mit Ausnahme der Diffe- quenzen nachstellt, und die Genauigkeit, mit welcher renzfrequenzen, die man mit »Zwischenfrequenz« (ZF) der ZF-Bildträger auf seiner gewünschten Frequenz gebezeichnet werden alle Frequenzen des Überlage- halten wird. Je steiler die Kennlinie ist desto schneller rungsprodukts ausgefiltert Die Zwischenfrequenz- 35 spricht das AFA-System an und desto besser ist seine oder ZF-Signale werden im Fernsehempfänger ver- Genauigkeit

stärkt und demoduiieri, um die gewünschte Ton- und Aus der britischen Patentschrift Nr. 9 16 160 ist eine

Bildinformation wiederzugewinnen. Frequenzdiskriminatorschaltung gemäß dem Oberbe-

Um ein Bild optimaler Qualität auf dem Fernseh- griff des Anspruchs 1 bekannt, bei welcher zwei auf

schirm und ebenso eine genaue Tonwiedergabe zu er- 40 Frequenzen oberhalb bzw. unterhalb einer durch die

halten, ist es notwendig, den Überlagerungsoszillator Ruhefrequenz des unmodulierten Trägersignals be-

des Empfängers so einzustellen, daß die Bild- und Ton- sti.nmten Bezugsfrequenz abgestimmte Resonanzkreise

träger an den richtigen Orten innerhalb dec ZF-Durch- durch je eine Verstärkerröhre angesteuert werden, de-

laßbereichs des Fernsehempfängers zu liegen kommen. nen das modulierte Trägersignal zugeführt wird. Mit

Dies gilt in besonderem Maße beim Abstimmen von 45 jedem dieser Resonanzkreise ist je ein weiterer Reso-

Farbfernsehempfängern. Hier müssen nicht nur Bild- nanzkreis magnetisch gekoppelt, dem je ein Spitzen-

und Tonträger an den richtigen Stellen im ZF-Durchlaß- gleichrichter nachgeschaltet ist Die Ausgangsspannun-

bereich sein, sondern auch der Farbhilfsträger muß die gen der Spitzengleichrichter werden den Gittern einer

richtige Lage haben, damit Farbton und Farbsäitigung Doppeltriode zugeführt, die frequenzlineare Ausgangs-

der von der Bildröhre wiedergegebenen Farben stim- 50 signale liefert Eine ähnliche Schaltung, jedoch mit gal-

men. Wenn der Überlagerungsoszillator aus irgendei- vanischer Ankopplung der Gleichrichter ist aus der bri-

nem Grunde nicht auf die richtige Frequenz gestellt ist, tischen Patentschritt 8 96 688 bekannt Die Anwendung

dann sind die Frequenzen des ZF-Signals falsch, was zur derartiger Diskriminatnrsciialtungen zur Frequenzi e

Beeinträchtigung der Wiedergabequalität von Ton und jrelu-.g in einem Rundfunkempfänger ist ferner aus der

Bild führen kann. Eine solche Fehlabstimmung kann an 55 US-PS 35 02 988 bekannt, während die Ausgestaltung

einer unrichtigen Einstellung der Feinabstimmung als integrierte Schiltung und die Verwendung von Dif-

durch den Benutzer des Fernsehgeräts liegen oder an ferenzve—.tärkern als den Diskriminatorschwingkreisen

einer Auswanderung des Überlagerungsoszillators oder nachgeschaltete Spitzengleichrichter aus der US-PS

daran, daß ein mechanischer Tuner nicht genau in die 35 77 008 bekannt ist.

Raststellung zurückspringt Um mit diesen Problemen 60 Zur Zeit gibt es zwei allgemein gebräuchliche Typen

feftigzuwerden, sind herkömmliche Empfänger mit Ein- von AFA-Schaltungen: den Typ mit Quadraturdetektor

richtungen zur Kompensation von Änderungen in Zwi- und den Typ mit Differential- oder Gegentakt-Hüllkur-

schenfrequenzen versehen. vendetektor. Bei der AFA-Schaltung mi'· Quadraturde-

Diese Kompensation erfolgt normalerweise mit Hilfe tektor werden die Frequenzverschiebungen eines fre-

einer Steuerspannung zur automatischen Feinabstim- 65 quenzmodulierten Signals in differentieli phasenver-

mung (AFA-Spanr.ung), die vom Ausgang der ZF-Ver schobene Signale umgesetzt, indem das frequenzmodu-

stärkerstufe des Empfängers abgeleitet wird. Die AFA- lierte Signal einem Filternetzwerk zugeführt wird, das

Spannung zeigt an, in welcher Richtung und wie weit zwei differentieli phasenverschobene oder verzögerte