DE2949066A1

DE2949066A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer saegezahnspannung

Info

Publication number: DE2949066A1
Application number: DE19792949066
Authority: DE
Inventors: Dieter 2358 Kaltenkirchen Kunze
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1979-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1981-06-11
Also published as: FR2471700B1; JPS56103531A; GB2064909A; US4393314A; GB2064909B; DE2949066C2; FR2471700A1

Description

PHILIPS PATENTVERWALTÜNG GMBH PHD 79-143

Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung an einem Kondensator/ der durch einen ersten Strom aufgeladen wird, bis eine erste Schwellenspannung erreicht ist und der durch einen zweiten

S Strom entladen wird, bis eine zweite Schwellenspannung erreicht ist, wobei im Zeitpunkt des Erreichens einer dieser Schwellenspannungen die Richtung und ggf. die Stärke des dem Kondensator zugeführten Gleichstromes umgeschaltet wird und wobei der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Schwellenspannung sowie der Auflade- und der Entladestrom die Eigenfrequenz der erzeugten Sägezahnspannung bestimmen und wobei die Eigenfrequenz unter dem Einfluß eines Synchronsignaldetektors, der das Vorhandensein des Synchronsignals prüft, umschaltbar ist, und wobei wenigstens einer der beiden Umschaltzeitpunkte der Kondensatorladung durch zugeführte Synchronsignale mit einer nahezu konstanten Nennwiederholungsfrequenz bestimmbar und damit der Sägezahn durch die Synchronsignale synchronisierbar ist, und wobei die Eigenfrequenz beim Fehlen von Synchronimpulsen praktisch auf dan Nennwert

(Normwert) gebracht wird, nach Patent (Patentanmeldung P 29 28 264.2).

Eine derartige Schaltung, die z.B. in der Zeilenablenkschaltung in einem Fernsehempfänger Anwendung finden kann, ist vorgeschlagen in der älteren deutschen Patentanmeldung P 29 28 264.

Der Synchronsignaldetektor kann das Vorhandensein der Synchronimpulse durch Spitzengleichrichtung prüfen; dabei wird in der Regel, z.B. durch Änderung des mittleren Ladungszustandes eines Kondensators, eine Zeitkonstante wirksam, so

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daß erst nach einer gewissen Zeit die erforderliche Umschaltung vorgenommen werden kann. Dann ist in der Regel noch die Phasensynchronisierung erforderlich, so daß der ganze, Einfangvorgang eine längere Zeit in Anspruch nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne störende Verzögerungen die Umschaltung gleichzeitig mit der Synchronisierung vorzunehmen, so daß der synchronisierte Zustand momentan erreicht wird. Dies kann z.B. Anwendung finden für die Synchronisierung der Zeilenablenkung in einem Fernsehempfänger. Insbesondere dann, wenn die Zeilenfrequenz gleichzeitig zum Schalten einer anderen Stufe, z.B. für die Gewinnung der Speisespannung oder für die Hochspannungserzeugung, verwendet wird, sind so störende Frequenz-Schwankungen, die sich als Spannungsschwankungen auswirken können, weitgehend vermieden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Synchronsignaldetektor eine Koinzidenzstufe dient, der ein einem bestimmten Zeitbereich, z.B. dem Rücklauf, der Sägezahnspannung und ein einem bestimmten Zeitbereich des zugeführten Synchronsignals entsprechendes Signal zugeführt werden und die bei Koinzidenz dieser beiden Signale ein Signal an eine Umschaltstufe liefert, durch die die Eigenfrequenz der Sägezahnschaltungsanordnung von einem der Nennfrequenz wenigstens nahezu entsprechenden Wert auf einen niedrigeren Wert umgeschaltet wird.

Wenn Synchronsignale auftreten, die aber noch nicht in Synchronismus mit dem Rücklauf des Sägezahnes sind, läuft dieser unverändert, vorzugsweise etwa in der Nennfrequenz, weiter. Erst wenn die erwähnte Koinzidenz eintritt, wird der Sägezahn umgeschaltet, und momentan ist exakte Phasenübereinstimraung erreicht. Ein Fangvorgang, bei dem das Fernsehbild erst einige Zeit hin und her wackelt oder mit gestörtem Synchronismus läuft, ist so vermieden. Wenn andererseits die

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Synchronimpulse wegfallen, z.B. weil auf einen anderen Sender abgestimmt wird, wird der Sägezahn nur über eine einzige Periode wesentlich verlängert: Dann wird momentan auf die Nennfrequenz umgeschaltet, so daß angeschlossene Stufen, wie die Hochspannungserzeugung oder eine geschaltete Speisequelle, wenigstens annähernd in ihrer Sollfrequenz weiter arbeiten.

Vorzugsweise ist die Schaltung so ausgebildet, daß bei eingeschalteter niedrigerer Eigenfrequenz der Rücklauf durch einen Synchronimpuls nur dann ausgelöst wird, wenn vom Periodenanfang auch ein bestimmtes Zeit- oder Spannungsintervall verstrichen ist. Störimpulse, die im Anfangsteil des Hinlaufes auftreten, können dann keine Fehlsynchronisation mit starken Bildstörungen bewirken. Nach einer anderen Weiterbildung wird das Umschaltsignal einer Umschaltstufe zugeführt, die bei vorliegender Koinzidenz die die Frequenz der Sägezahnspannung bedingende Oszillatorschaltung von einem der Nennfrequenz entsprechenden Wert auf einen niedrigeren Wert umschaltet und ggf. bei fehlender Koinzidenz wieder zurückschaltet.

Vorzugsweise wird die Frequenz der Sägezahnspannung durch ein vom Rücklauf der Sägezahnspannung mit längerer Eigenperiode ausgelöstes zweites Umschaltsignal wieder auf die Nennfrequenz zurückgeschaltet.

In einer besonderen Ausfuhrungsform betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer ggf. synchronisierbaren Sägezahnspannung bestimmter Frequenz an einem Kondensator durch Schalten der Aufladung bzw. Entladung in Abhängigkeit davon, daß die Sägezahnspannung einen ersten oder einen zweiten Schwellwert erreicht hat, insbesondere nach Anspruch 1, bei der mittels je einer Übertragungsstufe die, z.B. von einem Spannungsteiler gelieferten Schwellenspannungen und die Kondensatorspannung an eine Vergleichs-

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stufe zugeführt werden, die ein Schaltsignal liefert, wenn die beiden zugeführten Spannungen wenigstens annähernd gleich sind, wobei nach dem Kennzeichen die Ubertragungsstufe gebildet wird durch eine Differenzverstärkerstufe, deren Ausgangszweige über eine Stromspiegelschaltung gespeist werden und die mit einem Impedanzwandler abgeschlossen ist derart, daß die Schwellenspannung über den Differenzverstärker an die Vergleichsstufe übertragen wird und daß diese übertragung mittels eines von einer Umschaltstufe gelieferten Schaltsignals gesteuert wird, durch das der für beide Stufen des Differenzverstärkers gemeinsame, insbesondere den verbundenen Emittern zugeführte, Speisestrom geschaltet wird.

Dabei können nach einer weiteren Ausführungsforra zwei übertragungsstufen angebracht sein, wobei deren Speisestrom alternativ geschaltet wird durch die (erste) Vergleichsstufe, die abhängig vom Vorzeichen der Differenz zwischen der Sägezahnspannung und der Schwellenspannung betätigt wird.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß drei übertragungsstufen angebracht sind, wobei die erste Ubertragungsstufe alternativ zu der zweiten und der vierten Ubertragungsstufe eingeschaltet werden durch eine (zweite) Vergleichsstufe, wobei die der zweiten und der vierten Ubertragungsstufe zugeordneten npn-Schalttransistoren mit ihren Basen und ihren Emittern parallel geschaltet sind derart, daß, wenn beide Übertragungsstufen emitterseitig an eine Stromzuführung angeschlossen sind, diejenige Ubertragungsstufe Strom führt, die an der niedrigeren Schwellenspannung liegt. Dabei wird zweckmäßig zum Synchronisieren der gemeinsame Stromzweig des über die parallel liegenden Transistoren der Vergleichsstufe angesteuerten, der längeren Sägezahn-Eingangsperiode zugeordneten Ubertragungsstufen-Differenzverstärkers unterbrochen. Dadurch ist es möglich,

eine Synchronisierung erst zu ermöglichen, wenn ein dem zweiten Spannungspegel entsprechender Wert der Sägezahn-

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spannung unterschritten ist. Vorher auftretende Impulse, die z.B. durch Störungen gebildet sein können/ werden nicht wirksam.

Diese Unwirksamkeit wird nach einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung insbesondere dadurch erreicht, daß in der Vergleichsstufe die Transistoren, deren Kollektoren den Strom für die zweite und die vierte Ubertragungsstufe liefern, mit ihren Basen und mit ihren Emittern parallel geschaltet sind derart, daß bei Unterbrechung der Stromzufuhr zur vierten Übertragungsstufe die zweite Ubertragungsstufe Strom führt, wenn die Kondensatorspannung größer ist als die zweite Schwellenspannung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die
in Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung, in Fig. 2 den Verlauf der erhaltenen Sägezahnspannung und in Fig. 3 ein Detailschaltbild der Erfindung zeigt.

An einem Kondensator 1, dem ein Entladewiderstand 2 parallel liegt, wird gemäß Fig. 1 mittels einer Ladestufe 3 in einem, nachstehend Rücklauf genannten, Intervall t bis t.. eine bis zu einem oberen Schwellwertpotential, einem Pegel P₁, ansteigende Spannung U₁ erzeugt, wie Fig. 2 zu entnehmen ist. Während des nachfolgenden, Hinlauf genannten, Intervalles ist die Ladestufe 3 unwirksam, und die Spannung am Kondensator 1 klingt exponentiell und so mit einer gewissen Annäherung zeitproportional ab, bis die Ladestufe 3 erneut eingeschaltet wird. Die Ladestufe 3 wird periodisch betätigt von einer Rücklaufachaltstufe 4, deren Eingang 5 an die Sägezahnspannung U₁ des Kondensators 1 angeschlossen ist, während ihr Eingang 6 an einer einen bestimmten Pegel führenden Leitung 7 mit dem Schaltungspunkt P liegt. Wenn die Leitung einen Pegel P₁ von z.B. 5,2 Volt führt, wird durch die Rück-

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laufschaltstufe 4 die Ladestufe 3 eingeschaltet solange, bis die Spannung U₁ am Kondensator 1 den Wert P₁ erreicht hat; dann wird der Ladevorgang beendet, und die Entladung des Kondensators 1 über den Widerstand 2 beginnt.

Solange von einem Eingang 11 Synchronimpulse nicht wirksam die Schaltung erreichen, wird durch die Umschaltstufe 12 entsprechend einem schematisch dargestellten Schalter 13 eine erste Vergleichsstufe 14 in Tätigkeit gesetzt. Dieser Vergleichsstufe 14 werden von der Leitung 7 und vom Kondensator 1 wiederum das Schwellwertpotential P bzw. die Spannung U₁ zugeführt. In der Anfangslage ist der vom Ausgang der Stufe 14 betätigte Schalter 15 geschlossen derart, daß über die erste tibertragungsstufe 16 das Potential P₁ an der Leitung 7 wirksam ist. Solange die Spannung U₁ kleiner als P₁ ist, bleibt die dargestellte Schaltung erhalten, und der Kondensator C₁ wird im Rücklauf zwischen den Zeitpunkten t und t₁ schnell aufgeladen. Wenn die Kondensatorspannung U₁ den Wert P₁ erreicht hat, bewirkt die Vergleichsstufe 14 ein öffnen des Schalters 15 und ein Schließen des Schalters derart, daß nun über eine dritte Durchlaßstufe 18 das Potential Pj von z.B. 3,5 V an der Leitung 7 wirksam ist.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Spannung U₁: Im Zeitpunkt t beginnt der Rücklauf, bis im Zeitpunkt t₁ der Spannungswert P₁ erreicht ist. Dann ist die Rücklaufschaltstufe 4 gesperrt; mit der Entladung durch den Widerstand 2 beginnt der Hinlauf. Durch die erste Vergleichsstufe 14 wird das Potential P^ an der Leitung 7 gehalten, bis die Spannung U₁ den Wert P, unterschreitet. Dann werden durch die Vergleichsstufe 14 der Schalter 17 geöffnet und der Schalter 15 geschlossen, so daß an der Leitung 7 wieder der oberste Potentialwert P₁ liegt. Entsprechend ändert sich die Spannungsdifferenz an den Eingängen 5 und 6 der Rücklaufschaltstufe 4, die Ladestufe 3 wird eingeschaltet und der nächste Rücklauf wird durchgeführt.

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Das jeweilige Potential des Punktes P liegt auch am Eingang 21 einer Rücklauf-Vorstufe 22, an deren anderem Eingang 23 eine feste Spannung B von z.B. 3,9 Volt liegt, die etwas niedriger ist als die Spannung, die dem an der Leitung möglichen obersten Wert P₁ entspricht. Die Rücklauf-Vorstufe 22 ist somit immer dann wirksam,wenn der Wert P₁ an der Leitung 7 vorhanden ist. Die Vorstufe 22 liefert dann ein Steuersignal für die Rücklaufschaltstufe 4 und ermöglicht damit das Einschalten der Ladestufe 3. Außerdem liefert die Vorstufe 22 einen im RücklaufIntervall auftretenden Impuls, der über einen Durchgangsschalter 24 der Umschaltstufe 12 zugeführt wird und diese so steuert, daß der Schalter 13 in die dargestellte Lage versetzt wird, so daß die erste Vergleichsstufe 14 wirksam ist. So ist sichergestellt, daß beim Fehlen von Synchronimpulsen die Sägezahn-Umladung der Kondensatorspannung U₁ immer wieder zwischen dem Pegel P.. und dem Pegel P₃ erfolgt. Fig. 2 zeigt, daß die Spannung U₁ den Wert P₃ im Zeitpunkt t₃ erreicht; diese Bemessung ist so gewählt, daß das Intervall t bis t₃ die Periode der Nennfrequenz darstellt, die z.B. der Zeilenfrequenz einer Fernsehnorm wenigstens annähernd entspricht.

Wenn an der Klemme 11 Synchronimpulse auftreten, werden diese über eine Bearbeitungsstufe 30, in der ggf. auch eine Verzögerung vorgenommen wird, übertragen an den Eingang 31 einer Koinzidenzstufe 32. Dieser wird an einem Eingang 33 von einer Stufe 34 ein für die Koinzidenz geeignetes Signal zugeführt. Dies kann z.B. ein solches sein, das außerhalb des Rücklaufes auftritt und in der Stufe 32 die übertragung eines Signales von der Stufe 31 verhindert derart, daß Synchronimpulse nur während des Rücklaufes an den Ausgang 35 der Koinzidenzstufe 32 gelangen. Eine Impulsstufe 34 kann mit ihren Eingängen 36 und 37, wie die Rücklauf-Vorstufe 22, einerseits an den Pegel P der Leitung 7 und andererseits an die Vergleichsspannung B angeschlossen sein; die Stufe 34 gibt dann an ihrem Ausgang 38 ein Signal ab, solange die Spannung vom

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Punkt P am Eingang 36 größer ist als der Wert B am Eingang 3.7, d.h., solange die Rücklauf-Umladung am Kondensator 1 dauert.

Da zwischen dem Eingang 31 und dem Eingang 33 der Koinzidenzstufe 32 Koinzidenz/ also zeitliche Übereinstimmung, vorliegen muß, tritt am Ausgang 35 ein Signal nur dann auf, wenn der Synchronimpuls am Eingang 31 zeitgleich ist mit dem Rücklauf der Sägezahnspannung U₁. Das bedeutet, daß dann Synchronimpulse mit der richtigen Phasenlage vorliegen, und das am Ausgang 35 auftretende Signal betätigt die Umschaltstufe 12 derart, daß der Schalter 13 in die andere Lage gebracht wird. Dadurch wird die erste Vergleichsstufe 14 unwirksam, und die Schalter 15 und 17 sind beide offen. Da gerade der Rücklauf stattgefunden hat, wird nun über die in Tätigkeit gesetzte zweite Wechselstufe 39 der Schalter 40 geschlossen und das Potential P. von z.B. 3,32 Volt über die vierte Durchschaltstufe 41 an der Leitung 7 wirksam, so daß gemäß Fig. 2 ein Abfall der Spannung U₁ bis zum Zeit- ' punkt ti möglich wäre. Sofern Synchronimpulse auftreten,■ wird durch diese die Stufe 39 umgeschaltet derart, daß der Schalter 40 wieder geöffnet und ein dem Schalter 15 parallel liegender Schalter 42 geschlossen wird, durch den das Potential P. an der Leitung 7 wirksam gemacht wird; dadurch wird unmittelbar der Rücklauf eingeleitet. Dies entspricht in Fig. 2 etwa der bei t_ eingezeichneten gestrichelten Linie mit dem Unterschied, daß bei Synchronisierung von außen dieser Rücklauf nicht vom Potential P₃ abhängig ist, sondern direkt erfolgt.

Während des Rücklaufes wird von der Rücklauf-Vorstufe 22 ein Rücklaufimpuls geliefert, durch den über die Umschaltstufe der Schalter 13 in die zur Nenn-Eigenfrequenz gehörende Lage zurückgestellt werden könnte. Damit dies beim Auftreten von Synchronimpulsen, also im synchronisierten Betrieb, nicht geschieht, wird beim Auftreten von Synchronimpulsen von der

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Bearbeitungsstufe 30 über die gestrichelt dargestellte Linie der Schalter 24 für das folgende Intervall bis hinter den nächsten Rücklauf geöffnet und so das Rückstellen der Stufe 12 verhindert.

Wenn nach einem synchronisierten Betrieb die Synchronimpulse wieder wegfallen, fällt die in Fig. 2 dargestellte Sägezahnspannung U- länger ab, bis die durch den geschlossenen Schalter 40 wirksame Spannung P. an der Leitung 7 erreicht ist.

Dann wird die zweite Vergleichsstufe 39 umgeschaltet derart, daß der Schalter 42 wieder geschlossen und somit der Rücklauf eingeleitet wird. Da in diesem Intervall ein Synchronimpuls nicht aufgetreten ist/ ist der Schalter 24 geschlossen, und durch den Rücklaufimpuls wird über die Stufe 12 der Schalter 13 in die dargestellte Lage gebracht derart, daß durch die erste Vergleichsstufe 14 nunmehr wieder die Pegel P₁ und P^ alternativ wirksam sind und die Nennfrequenz eingeschaltet ist.

Wenn ein Synchronimpuls eintrifft, wird dieser der zweiten Vergleichsstufe 39 zugeleitet; diese schließt dann einen Schalter 43, so daß über eine Umschaltstufe 44 ein Potential P, von z.B. 3,65 Volt an der Leitung 7 auftritt. Solange noch die Spannung U₁ größer ist als dieser Wert, wird die Einleitung des Rücklaufes verhindert. So wird sichergestellt, daß Störimpulse, die im Anfangsteil des Hinlaufes auftreten, nicht wirksam werden können. Erst wenn die Kondensatorspannung U₁ den Pegel P- unterschritten hat, kann die äußere Synchronisierung wirksam werden.

Die Durchschaltstufen 16, 18, 41 und 44 können z.B. durch Dioden realisiert sein, sie bewirken, daß an der Leitung 7 jeweils die niedrigste der durch einen der Schalter 15, 17, 40, 42 und 43 ggf. gleichzeitig angelegten Spannungen wirksam wird.

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Fig. 3 zeigt ein Detailschaltbild einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Der Kondensator 1 mit dem parallel liegenden Entladewiderstand 2, der einerseits an Masse liegt, ist mit dem anderen Belag an die Basis eines npn-Transistors 51 angeschlossen, der mit einem gleichartigen Transistor 52 einen Differenzverstärker bildet, dessen Kollektorzweige über eine Stromspiegelschaltung mit den pnp-Transistoren 53 und 54 miteinander und mit dem positiven Pol der Speisequelle +U von z.B. 8 Volt verbunden sind, deren anderer Pol an Erde liegt.

Durch die Stromspiegelschaltung 53, 54 fließen in den Transistoren 51 und 52 gleiche Ströme; ihre Emitter sind verbunden und an den Kollektor eines Stromquellentransistors 55 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand 56 von 2 kOhm an Masse liegt. Die Basis des Transistors 55 liegt an einer konstanten Spannung von z.B. 1,0 Volt, die durch einen Spannungsteiler 57, 58 aus der Speisespannung U abgeleitet ist. Vom Emitter eines npn-Transistors 59, dessen Kollektor an der Speisequelle +U und dessen Basis am Kollektor des Transistors 52 liegt, wird ein Strom in den Kreis der Basis des Transistors 52 eingeführt, die über eine Diode 60 an einen weiteren Stromquellentransistor 61 mit Emitterwiddrstand 62 von 2 kOhm angeschlossen ist.

Die Transistoren 51, 52 und 59,wirken als Impedanzwandler für die am Kondensator 1 anliegende Spannung U₁, die infolgedessen einerseits an der Basis eines npn-Transistors 64 und andererseits, um den Spannungsabfall von etwa 0,6 Volt an der Diode 60 vermindert, an den Basen von npn-Transistoren 65, 66 und 67 auftritt.
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Wenn die Schaltungsanordnung in Gang gesetzt wird, ist sie auf die Nennfrequenz, die Zeilenfrequenz von 15625 Hz, durch die Umschaltstufe 12 eingestellt. Diese enthält eine Flip-Flop-Stufe mit zwei npn-Transistoren 70 und 71, deren Emitter über einen Widerstand 72 von 1 kOhm bzw. einen Widerstand 73 von 2 kOhxn an Masse liegen. Der Kollektor des Transistors 70

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ist mit der Basis des Transistors 71 verbunden und liegt am Kollektor eines Stromquellen-pnp-Transistors 74 mit einem zur Speisequelle +U eingeschalteten Emitterwiderstand 75 von 2 kOhm. Die Basisspannung des Transistors 74 ist durch einen der Speisequelle parallel geschalteten Spannungsteiler 76, 77 auf etwa 7 Volt festgelegt. Der Kollektor des Transistors 71, der über einen Widerstand 79 von 15 kOhm mit der Basis des Transistors 70 verbunden ist, liegt am Kollektor eines weiteren pnp-Stromquellentransistors 80 mit Emitterwiderstand 81 von 2 kOhm, der ebenfalls an den Basisspannungsteiler 76, 77 angeschlossen ist.

Die Transistoren 70 und 71 sind emitterseitig mit den Emittern von npn-Transistoren 82 bzw. 83 verbunden, deren Basen am Basisspannungsteiler 57, 58 liegen; so werden zwei Differenzverstärker 70, 82 und 71, 83 gebildet.

Beim Einschalten ist der Transistor 70 stromführend und der Transistor 71 gesperrt. Demzufolge führt der Transistor 83 strom und speist einen Differenzverstärker, der aus dem npn-Transistor 67 und dem mit ihm emitterseitig verbundenen npn-Transistor 85 besteht.

An der Speisequelle U liegt ein Spannungsteiler aus den Widerständen 86, 87, 88, 89 und 90 derart, daß an seinen Abgriffen Pegelwerte P₄, P₃, P₂ und P₁ von 3,32 V, 3,50 V, 3,65 V und 5,2 V abgenommen werden können. An diese Abgriffe sind die Basen von zu Ubertragungsstufen gehörenden npn-Transistoren 91, 92, 93 und 94 angeschlossen, deren Kollektoren gemeinsam eine Stromspiegelschaltung aus den pnp-Transistoren 95 und steuern. An den anderen Zweig der Stromspiegelschaltung 95, sind vier, in der Zeichnung kombiniert dargestellte Transistoren 97, 98, 99 und 100 mit ihren verbundenen Kollektor- und Basiselektroden angeschlossen. Die Emitter der Tran-³⁵sistoren 91 und 97 liegen an den Kollektoren des Transistors 85 und eines npn-Transistors 101, dessen Basis an die des

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Transistors 85 angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren 92 und 98 liegen am Kollektor des Transistors 65, die Emitter der Transistoren 93 und 99 liegen am Kollektor des Transistors 67 und die Emitter der Transistoren 94 und B 100 liegen am Kollektor des Transistors 66.

Je nach der Ansteuerung ist einer der Transistoren 97, 98, 99 und 100 leitend und überträgt das Potential des zugeordneten Transistors 91, 92, 93 bzw. 94 als Impedanzwandler auf seine Basisseite mit dem Schaltungspunkt P, der an der Basis eines als Emitterfolger wirkenden npn-Transistors 102 liegt; dessen Emitter ist an den Kollektor eines Stromquellentransistors 102aangeschlossen, dessen Basis mit dem Abgriff des Spannungsteilers 57, 58 verbunden ist und dessen Emitter über einen Widerstand von 2 kOhm an Masse liegt. Das Potential des Punktes P wird - vermindert um die Basis-Emitter- Spannung - vom Emitter des Transistors 102 zu den Basen der Transistoren 85 und 101 übertragen.

In der behandelten Anfangslage führt der Transistor 83 Strom, so daß die Transistoren 67 und 85 angesteuert werden, die in Form eines Differenzverstärkers die in Fig. 1 dargestellte erste Vergleichsstufe 14 bilden. Da die Kondensatorspannung Null ist und die Basis des Transistors einen mininalen Wert hat, leitet zunächst der Transistor 85, so daß das Potential P₁ von 5,2 Volt auf den Punkt P übertragen wird. An den Punkt P ist weiter die Basis eines pnp-Transistors 103 angeschlossen, dessen Emitter mit dem des Transistors 64 verbunden ist, so daß ein Differenzverstärker gebildet wird, in dessen Kollektorzweigen eine Stromspiegelschaltung aus den pnp-Transistoren 104 und 105 liegt. Die Emitter sind an den Kollektor eines Rücklaufvorstufen-Transistors 106 angeschlossen, dessen Emitter an einer Stromquelle 107, 108 liegt. Wenn im Rücklaufintervall die Spannung am Punkt P höher ist als die der Basis des Transistors 64 zugeleiteten Spannung U₁ des Kondensators 1, fließt vom Ver-

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bindungspunkt der Kollektoren der Transistoren 64 und 105 ein Strom zur Basis eines npn-Transistors 109/ dessen Emitter über einen Widerstand 110 von 1 kOhm an den Kondensator 1 angeschlossen ist. Zwischen Basis und Emitter des Transistors 109 liegt ein Widerstand 111von 68 kOhm. Die Kondensatorspannung U₁ wird weiter über einen Kondensator 112 auf die Basis eines npn-Transistors 113 übertragen, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 109 verbunden ist. Durch den parallel zum Widerstand 58 liegenden Spannungsteiler 114, 115 und einen Längswiderstand 116 von 22 kOhm ist die Basis des Transistors 113 auf 0/6 Volt vorgespannt. Dadurch und durch den beschriebenen Rückkopplungskreis mit dem Kondensator 112 wird erreicht, daß der Kondensator 1 mit einer gegebenen Steilheit von etwa 1 Volt/,us aufgeladen wird. Wenn die Kondensatorspannung U- den Wert P₁ erreicht hat und überschreitet, wird der Transistor 64 leitend und übernimmt den Strom vom Transistor 105, so daß der Ladetransistor 9 stromlos und die Ladung beendet wird. Auch zwischen den Transistoren 67 und 85 kehrt sich das Vorzeichen der Spannungsdifferenz um derart, daß nun der Transistor 67 Strom führt und über die dritte tfbertragungsstufe (18 in Fig. 1) mit den Transistoren 93 und 99 die Spannung P₃ von 3,5 Volt zum Punkt P übertragen wird. Dadurch wird die Basisspannung des Transistors 106 entsprechend abgesenkt. Sein Emitter liegt jedoch weiterhin am Emitter eines npn-Transistors 117, der über einen Widerstand 117a von 47 kOhm mit seiner Basis und dem Emitter eines weiteren npn-Transistors 1i8 verbunden ist. Die Basis des Transistors 118 liegt an einem festen Spannungswert B von 4,5 Volt und sein Kollektor ist an die Speisequelle +U angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 117 steuert eine Stromspiegelschaltung aus den pnp-Transistoren 119 und 120.

Infolge der Transistoren 117 und 118 kann die Emitterspannung des Transistors 106 nicht niedriger werden als etwa 3,3 Volt; der Transistor 106 ist also gesperrt, sobald die Spannung am

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am Punkt P niedriger ist als 4,5 Volt. Dann wird auch die Stromzufuhr zur Rücklaufschaltstufe 4 mit den Transistoren 64, 103 gesperrt, und der Rücklauf bleibt beendet. Die Rücklaufschaltstufe 22 wird also, insbesondere mittels einer Vorstufe 22 unwirksam gemacht, wenn der Vergleichspegel P einen etwas unterhalb des obersten Wertes P. (etwa bei B) oder tiefer liegenden Wert annimmt.

Der Kondensator 1 wird im Hinlaufintervall über den Widerstand 2 entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Kurve entladen, bis er die infolge des leitenden Transistors 67 auf den Punkt P übertragende Spannung Ρ~ erreicht. Dann wird der Differenzverstärker 67, 85 umgeschaltet derart, daß der Transistor 85 leitet und die Transistoren 91 und 97 der ersten Übertragungsstufe (44 in Fig. 1) speist, so daß die Spannung P- am Punkt P erscheint und die Transistoren 106 und 103 wieder Strom führen; dadurch wird die Ladestufe mit dem Transistor 109 eingeschaltet.

während jedes Rücklaufintervalles wird von der Stromquelle 104, 105 ein mit dem Emitter an der Speisespannung +U liegender pnp-Transistor 122, dessen Basis mit den Basen der Transistoren 104 und 105 verbunden ist, geöffnet. Der Kollektorstrom des Transistors 122 fließt über einen als Diode ge- ^' ²⁵ schalteten npn-Transistor 123 zur Basis des Transistors 70. Da dieser in dem bisher beschriebenen der Nennfreguenz entsprechenden Zustand bereits geöffnet ist, erfolgt keine Veränderung .

Außerhalb des Rücklaufes ist der Transistor 106 gesperrt, und die Transistoren 117 und 118 führen Strom zum Stromquellen-Transistor 107. Demzufolge führt auch der Transistor 120 Strom und steuert die Basis eines npn-Transistors 125 leitend, dessen Emitter an Masse liegt. Der Basis-Emitterstrecke des Transistors 125 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors 126 parallel, dessen Basis über

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einen Spannungsteiler 127, 128 aus Widerständen von 22 bzw. 39 kOhm am Kollektor des Transistors 70 liegt. Da dieser Strom führt und somit eine niedrige Kollektorspannung von etwa 1 Volt aufweist, ist der Transistor 126 stromlos.

Von einer Klemme 11 können negativ gerichtete synchronisierende Impulse zugeführt werden. Diese werden den Basen von emitterseitig an der Speisespannung +U liegenden pnp-Transistoren 130 und 131 zugeführt. Der Kollektor des Transistors 130 ist verbunden mit dem Kollektor des Transistors 125 und über Widerstände 132 und 133 von 22 bzw. 28 kOhm mit den Basen von emitterseitig an Masse liegenden npn-Transistoren 134 und 135.

Wenn, wie beschrieben, die Schaltung auf die Nennfrequenz eingestellt ist und zwischen zwei Rücklaufintervallen der Hinlauf auftritt, ist der Transistor 125 leitend und verhindert/ daß Impulse von der Klemme 11 über den Transistor 130 in die Schaltung hineingelangen können. Wenn also in dem in Fig. 1 zwischen den Zeitpunkten t- und t₃ dargestellten Intervall Synchronimpulse auftreten, bleiben diese ohne Wirkung. Da die Frequenz der von außen zugeführten Synchronimpulse und die von der beschriebenen Schaltung erzeugte Sägezahn-Nennfrequenz stets etwas verschieden sind, verschieben sich die Synchronimpulse in dem erwähnten Hinlaufteil, bis sie schließlich das Rücklaufintervall erreichen.

Während des Rücklaufes ist der Transistor 125 nicht stromführend. Die vom Transistor 130 in diesem Zeitbereich/ also in Koinzidenz, übertragenen Synchronimpulse können dann mit positiver Polarität den Widerständen 132 und 133 und damit den Basen der Transistoren 134 und 135 zugeführt werden. Der Transistor 135 wird leitend, und seine Kollektorspannung sinkt auf einige zehntel Volt, so daß der Transistor 70 gesperrt wird. Das Flip-Flop 70, 71 schaltet also um so, daß der Transistor 71 und auch der Transistor 82 leiten, über

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den Transistor 82 erhalten die die zweite Vergleichsstufe bildenden Transistoren 65, 66 und 101 emitterseitig ein Schaltsignal, das das vorher vom Transistor 83 gelieferte Schaltsignal ersetzt und den Speisestrom für die Emitter der Differenzverstärker, die die Ubertragungsstufen 16, 18, 41 bzw. 44 bilden, vorzugsweise alternativ, umschaltet. Im RücklaufIntervall ist die Kondensatorspannung U₁ kleiner als die am Punkt P liegende Spannung P₁. Dementsprechend leitet der Transistor 101 und schaltet anstelle des Transistors 85 die Spannung P. durch. Wenn die Spannung U₁ den Wert P₁ erreicht, erfolgt, wie oben erwähnt, die Beendigung des Rücklaufes, der Transistor 101 wird nichtleitend, und der Strom vom Transistor 82 fließt den Transistoren 65 und 66 zu. Den Strom übernehmen nun die Transistoren 94 und 100 mit der niedrigeren Spannung P*. Der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 66 liegt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 65 parallel; da der Transistor 66 Strom führt, ist auch der Transistor 65 durchlässig, und er kann zum Transistor 92 Strom führen, wenn die Sägezahnspannung U₁ so weit unter P2 liegt, daß sich die erforderliche Basis-Kollektor- Spannung am Transistor 65 und Emitter-Basis-Spannung am Transistor 92 ausbilden können. Ist die Sägezahnspannung U₁ größer, so fließt durch den Transistor 65 kein Strom, die zweite Ubertragungsstufe 16 mit den Transistoren *-- 25 92 und 98 wird wirksam, und am Punkt P tritt das Potential P- auf. Dann wird die zweite Vergleichsstufe 39 mit den Transistoren 65, 66 und 101 nicht umgeschaltet, und eine Synchronisierung durch Auslösen des Rücklaufes erfolgt nicht.

Wenn der nächste Synchronimpuls an der Klemme 11 auftritt und der Transistor 131 leitend wird, übernimmt er den Strom vom Transistor 66 und unterbricht damit den Speisestrom für den, die vierte Ubertragungsstufe 41 bildenden Differenzverstärker 94, 100. Wenn die Sägezahnspannung U₁ in dem vorstehend erwähnten Maße kleiner ist als P , so daß die Transistoren 65, 92, 98 stromlos sind, ist keine der über-

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tragungsstufen 16, 18, 41 und 44 geöffnet, das Potential am Punkt P wird nicht festgehalten und steigt an. Erforderlichenfalls kann dazu ein besonderer Widerstand zwischen dem Punkt P und +U eingeschaltet werden. Dann wird die von U₁ bestimmte Spannung am Transistor 65 kleiner als die vom Punkt P bestimmte Spannung am Transistor 101, und der Differenzverstärker 65, 66, 101 wird so umgeschaltet, daß der Transistor 101 leitet und das Potential P.. am Punkt P auftritt; so wird durch den Synchronimpuls der Rücklauf eingeleitet. Ist die von der Sägezahnspannung U. abgeleitete Basis-Spannung des Transistors 65 im Vergleich zu P- noch so hoch, daß vom Kollektor des Transistors 65 der Transistor 92 an der Emitter-Basis-Strecke nicht geöffnet wird, so fließt kein Strom durch die Stromspiegel-Transistoren 95 und 96, und die Schaltung am Punkt P ist praktisch stromlos; etwaige Leckströme werden über den Emitterzweig des Transistors 102 abgeleitet zu einem Stromquellentransistor 102a, dessen Emitter über einen Widerstand 102b von 2 kOhm an Erde liegt und dessen Basis am Abgriff des Spannungsteilers 57, 58 liegt.

So ist verhindert, daß der Transistor 102 den Transistor 106 im Anfangsteil des Hinlaufes zwischen t. und t~ (vgl.Fig.2) leitend steuert und den Rücklauf einleitet. Wenn der in dieser Weise verfrüht auftretende Synchronimpuls vorbei ist, übernimmt der Transistor 94 wieder den Strom vom Transistor 66, und die Schaltung läuft wie vorher weiter, bis ein Synchronimpuls nach dem Zeitpunkt t. auftritt oder der Sägezahn bis t₄ durchlaufen wird.

Der Synchronimpuls wurde vom Kollektor des Transistors 130 über den Widerstand 132 auf dem Transistor 134 zugeführt, dessen Kollektor über einen Widerstand 136 von 22 kOhm am Emitter eines pnp-Transistors 137 und am Kollektor des Transistors 122 liegt. Die Basis und der Kollektor des Transistors 137 sind mit dem Kollektor bzw. der Basis des Transistors 134 verbunden. So wird zwischen den Emittern der Transistoren 137 und 134 ein Thyristor gebildet, der durch

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einen über den Widerstand 132 zugeführten positiven Impuls gezündet werden kann und der erlischt, wenn seine Speisung über den Transistor 122 (nach Beendigung des Sägezahn-RÜcklaufes) abgeschaltet wird. Wenn der Thyristor 134, 137 durch einen Synchronimpuls gezündet ist, kann der über den Transistor 122 geführte Rücklaufimpuls nicht zum Transistor 70 durchdringen und diesen in die Anfangslage für Nennfrequenz zurückstellen. Solange also Synchronimpulse erscheinen, bleibt der Sägezahngenerator in der synchronisierbaren Lage. Dies ändert sich erst, wenn ein Synchronimpuls ausfällt und die Entladekurve bis zum Potential P. durchlaufen wird; der dann auftretende Rücklaufimpuls schaltet in die Nennfrequenzlage zurück.

Patentansprüche; 30

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Claims

PHD 79-143 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Sägezahnspannung an einem Kondensator/

der durch einen ersten Strom aufgeladen wird, bis eine erste Schwellenspannung erreicht ist/ und der durch einen zweiten Strom entladen wird/ bis eine zweite Schwellenspannung erreicht ist,

wobei im Zeitpunkt des Erreichens einer dieser Schwellenspannungen die Richtung und ggf. die Stärke des dem Kondensator zugeführten Gleichstromes umgeschaltet wird und wobei der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Schwellenspannung sowie der Auflade- und der Entladestrom die Eigenfrequenz der erzeugten Sägezahnspannung bestimmen und wobei die Eigenfrequenz unter dem Einfluß eines Synchronsignaldetektors / der das Vorhandensein des Synchronsignals prüft/ umschaltbar ist,

und wobei wenigstens einer der beiden Umschaltzeitpunkte der Kondensatorladung durch zugeführte Synchronsignale mit einer nahezu konstanten Nennwiederholungsfrequenz bestimmbar und damit der Sägezahn durch die Synchronsignale synchronisierbar ist

und wobei die Eigenfrequenz beim Fehlen von Synchronimpulsen praktisch auf den Nennwert (Normwert) gebracht wird, nach

Patent (Patentanmeldung P 29 28 264.2),

dadurch gekennzeichnet/ daß als Synchronsignaldetektor eine Koinzidenzstufe (32) dient/ der ein einem bestimmten Zeitbereich/ z.B. dem Rücklauf/ der Sägezahnspannung und ein einem bestimmten Zeitbereich des zugeführten Synchronsignals entsprechendes Signal zugeführt werden und die bei Koinzidenz dieser beiden Signale ein Signal an eine Umschaltstufe (12/ 13) liefert,

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ORIGINAL INSPECTED

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durch die die Eigenfrequenz der Sägezahnschaltungsanordnung von einem der Nennfrequena wenigstens nahezu entsprechenden Wert auf einen niedrigeren Wert umgeschaltet wird.

S

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung auf einen der Nennfrequenz nahezu entsprechenden Wert umgeschaltet wird, wenn ein Synchronimpuls (von 11) vor Ende der Eigenperiode der Sägezahnschaltung nicht auftritt und der die Eigenfrequenz bedingende Rücklauf des Sägezahnes ausgelöst wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter niedrigerer Eigenfrequenz der Rücklauf ausgelöst wird, wenn ein Synchronimpuls (von 11) auftritt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf nur dann ausgelöst wird, wenn vom Periodenanfang ein bestimmtes Zeit- oder Spannungsintervall (t₂) durchlaufen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronimpuls (von 11) der Sägezahn-Schaltstufe (38) über eine Bearbeitungsstufe (30) zugeführt wird, die nur geöffnet ist, wenn ein bestimmter Zeit- bzw. Spannungsbereich des Sägezahnes überschritten ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltsignal einer Umschaltstufe (12) zugeführt wird, die bei vorliegender Koinzidenz die die Frequenz der Sägezahnspannung, z.B. durch den einem Kondensator zugeführten Lade- und/oder Entladestrom, bedingende Oszillatorschaltung von einem der Nennfrequenz entsprechenden Wert auf einen niedrigeren Wert umschaltet und ggf. bei fehlender Koinzidenz wieder zurückschaltet.

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7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß die Frequenz der Sägezahnspannung durch ein vom Rücklauf der Sägezahnspannung mit längerer Eigenperiode ausgelöstes zweites Umschaltsignal wieder auf die Nennfrequenz zurückgeschaltet wird.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß die Rücklauf-Schaltstufe (4)/ insbesondere mittels einer Vorstufe (22) / unwirksam gemacht wird, wenn der Vergleichspegel (P) einen etwas unterhalb des obersten Wertes (P-) (etwa bei B) oder tiefer liegenden Wert annimmt.

9. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer ggf. synchronisierbaren Sägezahnspannung bestimmter Frequenz an einem Kondensator durch Schalten der Aufladung bzw. Entladung in Abhängigkeit davon/ daß die Sägezahnspannung einen ersten oder einen zweiten Schwellwert erreicht, insbesondere nach Anspruch 1, bei der mittels je einer Ubertragungsstufe die, z.B. von einem Spannungsteiler gelieferten, Schwellenspannungen und die Kondensatorspannung an eine Vergleichsstufe zugeführt werden, die ein Schaltsignal liefert, wenn die beiden zugeführten Spannungen wenigstens annähernd gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstufe (16) durch eine Differenzverstärkerstufe (91, 97) gebildet wird, deren Ausgangszweige über eine Stromspiegelschaltung (95, 96) gespeist werden und die mit einem Impedanzwandler (96/ 97) abgeschlossen ist derart, daß die Schwellenspannung (P.) über den Differenzverstärker (91, 97) an die Vergleichsstufe (67, 85) übertragen wird und daß diese übertragung mittels eines von einer Umschaltstufe (12) gelieferten Schaltsignals gesteuert wird, durch das der für beide Stufen des Differenzverstärkers (91, 97) gemeinsame, insbesondere den verbundenen Emittern zugeführte, Speisestrom geschaltet wird.

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10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet/ daß zwei Ubertragungsstufen (16 und 18) angebracht sind und ihr Speisestrom alternativ eingeschaltet wird durch die (erste) Vergleichsstufe (6 7, 85), die abhängig vom Vorzeichen der Differenz zwischen der Sägezahnspannung (U₁) und der Schwellenspannung (P₁ bzw. P₃) betätigt wird.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß drei Übertragungsstufen (16, 40, 42) angebracht sind, wobei die erste Ubertragungsstufe (91, 97) alternativ zu der zweiten und der vierten Übertragungsstufe (92, 98 bzw. 94, 100) eingeschaltet werden durch eine (zweite) Vergleichsstufe (65, 66, 101), wobei die der zweiten und der vierten übertragungsstufe zugeordneten npn-Schalttransistoren (98 und 100) mit ihren Basen und ihren Emittern parallel geschaltet sind derart, daß, wenn beide Übertragungsstufen emitterseitig an eine Stromzuführung angeschlossen sind, diejenige übertragungsstufe (94, 100) Strom führt, die an der niedrigeren Schwellenspannung (P₄) liegt.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Synchronisieren der gemeinsame Stromzweig des über die parallel liegenden Transistoren der Vergleichsstufe (64, 65, 101) angesteuerten, der längeren Sägezahn- Eingangsperiode zugeordneten Übertragungsstufen-Differenzverstärkers unterbrochen wird.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vergleichsstufe (64, 65, 101) die Transistoren (69 und 65), deren Kollektoren den Strom für die zweite und die vierte Übertragungsstufe (92, 98 und 94, 100) liefern, mit ihren Basen und mit ihren Emittern parallel geschaltet sind derart, daß bei Unterbrechung der Stromzufuhr zur vierten Übertragungsstufe (41; 94, 100) die zweite Übertragungsstufe (44; 92, 98) Strom führt, wenn die Kondensatorspannung (U₁) größer ist als die zweite Schwellenspannung (P₃).

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