DE3010242A1

DE3010242A1 - Fernsehempfaenger mit uebersteuerungsschutz

Info

Publication number: DE3010242A1
Application number: DE19803010242
Authority: DE
Inventors: Jack Rudolph Harford
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1979-03-16
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1980-09-25
Also published as: GB2046041B; US4237490A; DE3010242C2; JPS55127771A; JPH0211070B2; FR2451686A1; HK24287A; FR2451686B1; IT1129645B; CA1135838A; GB2046041A; IT8020550A0

Description

ROA 72784 Ks/Ki

U.S. Serial No: 021,326

Filed: March 16, 1979

SCA Corporation
New York, N.Y., V. St. v. A,

Fernsehempfänger mit Übersteuerungsschutz

Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkungseinrichtungen für Fernsehsignale und betrifft insbesondere eine Schaltungsanordnung, die verhindert, daß ein Fernsehverstärker durch Eingangssignale übersteuert wird.

Um auf einer Fernsehbildröhre ein genau synchronisiertes Bild mit richtigem Kontrast und richtiger Farbsättigung wiederzugeben, müssen die Pegel der Synchronisiersignale im demodulierten Videosignal konstant gehalten werden. Dies erreicht man dadurch, daß man die Verstärkung der Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzverstärker (HF- und ZF-Verstärker) im Fernsehempfänger automatisch abhängig von den gefühlten Pegeln der Synchronimpulse im Fernsehsignal regelt. Eine Einrichtung zur automatischen Verstärkungsregelung (AVR) fühlt den Pegel dieser Synchronimpulse und stellt den Verstärkungsfaktor der HF- und ZF-Verstärker so ein, daß die Synchronimpulse des Videosignals auf einer gewünschten Amplitude konstant gehalten werden. Wenn die Signalpegel der mit konstanter Amplitude auftretenden Synchronimpulse richtig eingehalten werden, dann bleibt auch der

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Pegel des die Bildinformation enthaltenden Teil des Fernsehsignals innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs,

Das AVR-System regelt auf diese Weise ständige Signalschwankungen aus, die etwa durch nahe vorbeifliegende Flugzeuge oder durch Signalschwund (Fading) verursacht werden können. Der einwandfreie Betrieb des AVR-Systems kann jedoch durch plötzliche Diskontinuitäten im Signal nachhaltig gestört werden, indem ein Zustand eintritt,der als sogenannter "lockout" bekannt ist. Wenn der Fernsehempfänger auf einen schwache Signale führenden Kanal abgestimmt ist oder über einen oder mehrere im betreffenden Empfangsgebiet unbenutzte Kanäle hinweggeschaltet wird, dann stellt sich das AVR-System auf hohe Verstärkung. Wenn der Empfänger dann plötzlich auf einen mit einem starken Signal besetzten Kanal geschaltet wird, dann kann das empfangene HF-Signal dazu führen, daß die HF- und ZF-Verstärker übersteuert werden. Im Falle einer solchen Übersteuerung werden die ZF-Ver Stärkertransistor en durch das starke ZF-Signal in einen Sättigungszustand getrieben· Im Sättigungsbetrieb geraten die Verstärkertransistoren in einen Ladungsspeicherzustand, bei welchem das Ausgangssignal den hochfrequenten Änderungen des ZF-Eingangssignals nicht mehr folgen kann. Dies kann dazu führen, daß eine Signalinversion stattfindet bzw. daß der demodulierte Videosignalpegel abnimmt, wenn der Pegel des Eingangssignals ansteigt. Das AVR-System reagiert auf diesen abnehmenden Signalpegel mit einer Erhöhhung der Verstärkung des ZF-Verstärkers, was zur Folge hat, daß die Verstärkertransistoren noch weiter in die Sättigung getrieben werden und der Pegel des demodulierten Videosignals noch weiter absinkt. Das AVR-System sperrt sich also gleichsam selber aus (" I/ockout"), indem es auf abnehmende Signalpegel mit einer Erhöhung der Verstärkung der ZF-Verstärker antwortet, was den Übersteuerungszustand unterstützt und aufrechterhält·

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dieses Festfahren eines Fernsehempfängers in einen Übersteuerungszustand zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentan-

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epruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß den Prinzipien der Erfindung ist ein Übersteuerungsdetektor vorgesehen,um ein Übersteuerungssignal zu erzeugen, wenn ein ZF-Signal einen vorbestimmten Pegel übersteigt. In bevorzugter Ausführungsform ist der Übersteuerungsdetektor mit einem Eingang an den Emitterkreis eines in Emitterschaltung angeordneten Transistors eines Fernseh-ZF-Verstärkers angeschlossen· Venn die Spitzenwerte des an den Übersteuerungsdetektor gelegten ZF-Signals den vorbestimmten Pegel überschreiten, beginnt ein Transistor im Detektor als C-Verstärker zu arbeiten, so daß er ein periodisches Übersteuerungssignal erzeugt. Das Übersteuerungssignal wird dem Eingang der das HF-Signal regelnden Schaltung des AVR-Systems angelegt, um die Verstärkung des HF-Verstärkers des Fernsehempfängers zu vermindern. Sie Verstärkung des ZF-Verstärkers wird durch das Übersteuerungssignal nicht beeinflußt, so daß keine Verschlechterung des Rauschabstandes im ZF-Verstärker stattfindet.

Sie Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt, teilweise in Blockform und teilweise im Setail, eine erfhdungsgemäße Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung;

Figur 2 zeigt die in Figur 1 dargestellte Anordnung in näheren Einzelheiten.

Sie in Figur 1 gezeigte Anordnung ist ein automatisches AVR-System zur Regelung der HF- und der ZF-Ver Stärkung in einem Fernsehempfänger. Ein über Rundunk gesendetes Fernsehsignal wird von einer Antenne 10 aufgefangen und einem HF-Verstärker 12 zugeführt, der es in einer geregelten Weise verstärkt. Sas verstärkte HF-Signal wird auf eine Oszillator- und Fre-

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quenzumsetzerschaltung 14 gegeben, worin es in herkömmlicher Weise mit einem von einem Überlagerungsoszillator kommenden Signal gemischt wird, um ein zwischenfrequentes Fernsehsignal (ZF-Signal)zu erzeugen. Das ZF-Signal liegt im gewohnten ZF-Durchlaßbereich und wird auf einen ersten Zi¹-Verstärker 20 gegeben. Der erste ZP-Verstärker 20 verstärkt das ZF-Signal in verstärkungsgeregelter Weise. Das ZF-Signal wird anschließend über einen Stimmkreis 22, der die gewünschte Form des ZF-Durchlaßbereichs herstellt, auf einen zweiten ZF-Verstärker 40 gekoppelt. Der zweite ZF-Verstärker 40 bringt in geregelter Weise eine weitere Verstärkung des ZF-Signals, das anschließend über einen Stimmkreis 56 auf einen dritten ZF-Verstärker 60 gekoppelt wird. Der dritte ZF-Verstärker arbeitet mit fester Verstärkung und liefert ein endgültiges ZF-Signal. Es können aber auch weitere nachfolgende ZF-Ver stärker stuf en vorgesehen sein, falls ein ZF-Signal mit höherem Pegel gewünscht wird.

Das endgültige ZF-Signal wird einer Einrichtung 70 zugeführt, die einen Video-Demodulator (Videodetektor) und Verstärker enthält, um das Videosignal in herkömmlicher Weise zu demodulieren und ein verstärktes Videosignal am Ausgang zu liefern. Das Videosignal wird dann nachfolgenden Schaltungsanordnungen zur weiteren Signalverarbeitung und schließlichen Darstellung auf einer Fernsehbildröhre (nicht dargestellt) zugeführt. Das verstärkte Videosignal wird ferner an eine AVR-Schaltung 72 gelegt, die ein AVR-Steuersignal erzeugt, dessen Pegel sich als Funktion des Videosignalpegels ändert. Die AVE-Schaltung kann von einem Typ sein, wie er in der Patentanmeldung P 29 33 396.8-31 beschrieben ist.

Das AVR-Steuersignal wird einer Vorspannungsschaltung für die automatische Verstärkungsregelung des ZF-Signals zugeführt, die im folgenden kurz ZF-AVR-Vorspannungsschaltung genannt wird und in den Figuren mit der Bezugszahl 80 bezeichnet ist. Die ZF-AVR-Vorspannungsschaltung 80 liefert auf einer ZF-AVR-Sammelleitung 100 eine Spannung zur automatischen Regelung' der ZF-Ver Stärkung (ZF-AVR-Spannung). Diese Spannung kann so gewählt

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sein, daß sie die "Verstärkung des ersten und des zweiten ZF-Ver stärker s 20 entweder nach der Vorwärts--Regelungsmethode oder nach der Rückwärts-Regelungsmethode regelt. Bei der Vorwärts-Regelungsmethode wird die Verstärkung der Verstärker unter Vorspannen der Transistorverstärker in Durchlaßrichtung vermindert, und bei der Rückwärts-Regelungsmethode wird die Verstärkung durch Reduzierung der Durchlaß-Vorspannung des Verstärkers vermindert. Wie allgemein "bekannt, hat jede Methode ihre eigenen Vor- und Nachteile. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch jede dieser Methoden angewandt werden.

Die auf der Sammelleitung 100 erscheinende ZF-AVR-Spannung wird dem ersten und dem zweiten ZF-Verstärker 20 und 40 zugeführt und außerdem, über einen Entkopplungswiderstand 102 und eine Leitung 211, auf den Eingang einer Vorspannungsschaltung 150 zur automatischen Verstärkungsregelung des HF-Signals (HF-AVR-Vorspannungsschaltung) gegeben. Die HF-AVR-Vorspannungsschaltung I50 erzeugt eine HP-AVR-Spannung, die den Verstärkungsfaktor des HF-Verstärkers 12 regelt. Im allgemeinen wird eine Verminderung der Verstärkung des HF-Verstärkers 12 so lange aufgeschoben, bis die Verstärkungsfaktoren der ZF-Verstärker auf praktisch ihre Minimalwerte reduziert worden sind. An diesem Punkt ist der Rauschabstand im HF-Verstärker 12 normalerweise hoch genug, um einer Reduzierung der HF-Verstärkung ohne Gefahr des Einführens wesentlicher Rauschprobleme in den Bnpfanger zu gestatten. Der Punkt, bei welchem die Verminderung der HF-Verstärkung beginnen soll, wird durch die Einstellung eines veränderbaren Widerstandes 190 bestimmt, der den Pegel einstellt, bei welchem die von der Sammelleitung 100 kommende ZF-AVR-Spannung zur Auslösung der HF-Verstärkungsreduzierung ausreicht.

In der dargestellten Anordnung ist ein Übersteuerungsdetektor 200 vorgesehen, der von einem Punkt zwischen Eingangs- und Ausgangsklemme des zweiten ZF-Verstärkers 40 ein ZF-Signal empfängt. Der Über Steuerungsdetektor empfängt außerdem von einer Schaltung 210 einen Vorspannungs-Schwellenwert. Beim

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Eintreten eines Zustandes der Signalübersteuerung erzeugt der Übersteuerungsdetektor 200 an seinem Ausgang ein Übersteuerungssignal, das auf den Steuer eingang der HP-AVE- Vor spannungsschaltung 150 gekoppelt wird.

Während des Empfangs von schwachen Rundfunksignalen und von Rundfunksignalen nomineller Stärke wirkt das AVR-System nach Figur 1 so, daß ein konstanter Videosignalpegel am Ausgang des Videodetektors und -Verstärkers 70 eingehalten wird. Die AVR-Schaltung 72 erzeugt ein AVR-Steuersignal, das den Pegel der Synchronimpulse des demodulierten Vxdeosignals ändert. Während des Empfangs eines schwachen Rundfunksignals erzeugt die ZF-AVR-Vorspannungsschaltung 80 eine ZF-AVR-Spannung auf der Sammelleitung 100, die den ersten und den zweiten ZP-Verstärker 20 und 40 in einem Zustand hoher Verstärkung hält. Wenn der Pegel des Empfangssignals (und somit der Videosignalpegel) ansteigt, veranlaßt die AVR-Schaltung 72 die ZF-AVS-VorSpannungsschaltung 80, die ZF-AVR-Spannung im Sinne einer Verminderung der Verstärkung der ZI¹-Verstärker 20 und 40 zu ändern. Wenn an den ZF-Verstärkern 20 und 40 im wesentlichen der volle Bereich durchlaufen ist, über den die Verstärkung dieser Verstärkung vermindert werden kann, löst die über den Widerstand 102 auf die HF-AW-Vorspannungsschaltung gekoppelte ZF-AVR-Spannung den Beginn der Verminderung der HP-Verstärkung aus, was die letzte Stufe der automatischen Verstärkungsreduzierung im Empfänger ist.

Wenn der Fernsehempfanger kein Rundfunksignal empfängt, was gewöhnlich während des Wechsels der Kanäle der FaIl ist, dann veranlaßt das AVR-System die HB¹- und ZF-Verstärker 12, 20 und 40, mit hoher Verstärkung zu arbeiten. Gelangt der Kanalwähler schließlich in eine Stellung, bei welcher ein Rundfunksignal empfangen wird, dann kann der plötzliche Empfang eines starken Signals den Empfänger buchstäblich überwältigen, so daß der weiter oben beschriebene Zustand der Aussperrung (Lockout) erreicht wird. Während dieses Zustandes eines starken Signals und einer hohen Verstärkung kann das vom zweiten ZF-

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Verstärker 40 zum Übersteuerungsdetektor 200 gekoppelte ZF-Signal einen Signalpegel in der Größenordnung von 800 bis 900 Millivolt haben, was im Vergleich zu einem normalen Signalpegel von 100 Millivolt oder weniger sehr hoch ist. Die Spitzenwerte dieses 800- bis 900-Millivolt-Signals sind höher als der Schwellenwert, der von der Vorspannungs-Schwellenwert schaltung 200 an den Über st euerungs detektor 200 gelegt wird, so daß der Übersteuerungsdetektor jedesmal beim Überschreiten der Schwelle ein Übersteuerungssignal erzeugt. Das Übersteuerungssignal wird dem Eingang der HF-AVR-Vorspannungsschaltung 150 angelegt, und obwohl es in der Form nur kurzzeitiger Impulse erscheinen kann, reicht es aus, die Verzögerung der HF-Verstärkungsregelung zu überwinden und die Reduzierung der HF-Verstärkung durch die Vorspannungsschaltung 150 auszulösen. Somit wird durch Herabsetzung der Verstärkung der allerersten Verstärkerstufe im Fernsehempfänger eine Signalübersteuerung und eine AVR-Aussperrung in allen nachfolgenden Verstärkerstufen verhindert. Dadurch daß man das Über st euerungs signal an den HF-Verstärker und nicht an die ZF-Verstärker gibt, wird das Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis (Stör- oder Rauschabstand) in den ZF-Verstärkern durch die Übersteuerungskorrektur nicht verschlechtert, und da das Verhalten des ZF-Ver stärkers hinsichtlich des Rauschabstandes hauptsächlich während schwacher Signale kritisch ist, wird der Gesamteinfluß des Fernsehempfängers auf den Rauschabstand durch diese Methode des Aussperrungsschutzes nicht verschlimmert.

In der Figur 2 sind einige der in Figur 1 als Blöcke gezeigten Schaltungen ausführlicher dargestellt, und zwar unter Verwendung der gleichen Bezugszahlen wie in'Figur 1. Der erste ZF-Ver stärker 20, der ZF-Signale von der Oszillator- und Umsetzerschaltung 14· empfangt, ist außerdem über einen Widerstand 130 an eine Versorgungsspannung (+B) angeschlossen. Das vom ersten ZF-Verstärker 20 erzeugte verstärkte ZF-Signal wird über den abgestimmten Schwingkreis 22 auf die Basis eines Transistors 42 im zweiten ZF-Verstärker 40 gekoppelt. Der

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Transistor 42 ist mit seinem Kollektor an eine zweite Versorgung sspannung (+V) angeschlossen, die von der Versorgungsspannung +B abgeleitet sein kann. Der Emitter des Transistors 42 ist über einen Widerstand 44 mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden und außerdem an die Basis eines Transistors 46 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 46 ist über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 48 und einer in Durchlaßrichtung vorgespannten ΡΓΝ-Diode 50 mit Masse verbunden, und sein Kollektor ist an den Emitter eines weiteren Transistors 52 angeschlossen. Die Basis des Transistors 52 ist über die Reihenschaltung eines Widerstandes 54 und des Widerstandes 130 mit der Vers or gungs spannung +B verbunden, und sein Kollektor ist über den abgestimmten Schwingkreis 56 mit dem dritten ZF-Verstärker 60 gekoppelt. Die Transistoren 46 und 52 sind als Kaskodeverstärker geschaltet, wobei der Transistor 46 zum Zwecke der Verstärkungsregelung durch die auf der Sammelleitung 100 erscheinende ZF-AVR-Spannung vorgespannt wird. Der erste ZF-Verstärker 20 kann im wesentlichen in der gleichen Weise wie der zweite ZF-Verstärker 50 aufgebaut sein. Diese ZF-Verstärkerschaltung ist ausführlicher in einer zeitlich gleichrangigen Patentanmeldung P (Vertreteraktenzeichen: EGA 7I 205) beschrie

Die AVR-Steuerspannung vom Ausgang der AVR-Schaltung 72 wird in der ZF-AVR-Vorspannungsschaltung 80 über einen Widerstand 82 auf die Basis eines Transistors 90 gekoppelt. Der Transistor 90 ist mit seinem Kollektor an +V_„ angeschlossen, und sein Emitter ist über einen Widerstand mit Masse und außerdem mit der Basis eines Transistors 92 verbunden. Der Emitter des Transistors 92 ist über eine in Durchlaßrichtung vorgespannte PIH-Diode 94 mit Masse verbunden, und sein Kollektor ist an die ZF-AVR-Leitung 100 angeschlossen. Die Basis des Transistors 90 ist über einen Kondensator 86 ebenfalls mit der ZF-AVR-Leitung 100 verbunden, und die am Ausgang der AVR-Schaltung 72 erscheinende AVR-Steuerspannung wird über einen Widerstand 84 auf diese Leitung 100 gekoppelt.

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Die ZF-AVR-Spannung an der Leitung 100 wird jeweils über eine Serienschaltung zweier Widerstände 104 und 106 bzw. 110 und 112 an den Eingang des ersten und des zweiten ZF-Verstärkers 20 und 40 gelegt. Die ZF-AVR-Sammelleitung 100 ist für nominelle Werte des ZF-Signalpegels nebengeschlossen, und zwar durch einen Kondensator 108, der zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 104 und 106 und Masse liegt, und durch einen Kondensator 114, der zwischen dem Verbindungspunkt 110 und 112 und Hasse liegt.

Eine Schaltung 120 dient dazu, eine Gleichvorspannung an die ZF-AVR-Sammelleitung 100 zu legen. Biese Schaltung 120 enthält einen Transistor 122, dessen Kollektor über den Widerstand 130 mit der Versorgungsspannung +B gekoppelt ist und dessen Emitter über einen Widerstand 128 mit der ZF-AVR-Sammelleitung 100 verbunden ist. Ein Widerstand 124 führt vom Kollektor zur Basis des Transistors 122, und ein weiterer Widerstand 126 führt von der Basis zum Emitter des Transistors 122. Bei dem in figur 2 dargestellten Beispiel bleibt die Spannung am Kollektor des Transistors 122 auf einem Spannungspegel über Hassepotential, der ungefähr gleich dem Neunfachen der an einem Basis-Emitter-Übergang abfallenden Offsetspannung ist (also 9V^_e). Ein solcher "Mehrfach-V^g-Spannungserzeuger" 120 ist ausführlicher in der zeitlich gleichrangigen Patentanmeldung P (Vertreteraktenzeichen: EOA 73 308) beschrieben.

Eine ausführliche Beschreibung der Arbeitsweise der ZF-AVR-Vorspannungsschaltung 80 und der hier beschriebenen automatischen ZF-Verstärkungsregelung findet sich in der weiter oben genannten Patentanmeldung (Vertreteraktenzeichen: RCA 71 205). Für die vorliegende Beschreibung reicht die Feststellung, daß die von der AVB-Schaltung 72 erzeugte AVR-Steuerspannung bei ansteigendem Videosignalpegel steigt, daß die ZF-AVR-Vorspannungsschaltung 80 auf diesen Anstieg mit einer Verminderung der ZF-AVR-Spannung an der Sammelleitung 100 antwortet und daß diese Verminderung der ZF-AVR-Spannung unter Anwendung der

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Rückwärts-Regelungsmethode eine Abnahme der Verstärkung des ersten und des zweiten ZiMTerstärkers 20 und 40 bewirkt.

Die ZF-AVR-Sammelleitung 100 ist in der HF-AVR-Vorspannungsschaltung 150 über den Entkopplungswider stand 102 und die Leitung 211 mit der Basis eines Transistors 154· verbunden. Die Basis des Transistors 154- ist außerdem über einen Kondensator 152 mit Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors 154- ist an die Versorgungsspannung +V^_n angeschlossen, und sein Emitter ist über einen Widerstand 156 mit Masse verbunden und außerdem über einen Widerstand 158 an die Basis eines Transistors 160 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 160 ist über eine in Durchlaßrichtung gespannte PIN-Diode 162 mit Masse verbunden, und sein Kollektor ist an die Basis eines Transistors 166 und an den veränderbaren AVR-Verzögerungswiderstand I90 angeschlossen. Die PIN-Diode 162 schafft in der HF-AVR-VorSpannungsschaltung I50 eine Halbleiterübergangs-Geometrie, die derjenigen der diese Schaltung ansteuernden ZIVAVR-Vorspannungsschaltung 80 folgt. Man erkennt, daß zwischen der Basis des Transistors 154- und der an Masse liegenden Kathode der Diode 162 eine Gleichvorspannung von 3Vj₃₆ herrscht, die der Gleichvorspannung in der Zl-AVfi-Vorspannungsschaltung 80 zwischen der Basis des Transistors 90 und der an Masse liegenden Kathode der PIN-Diode 94- angepaßt ist. Eine Zenerdiode 164-liegt mit ihrer Anode an der Basis des Transistors 160 und mit ihrer Kathode am Kollektor dieses Transistors. Die Zenerdiode 164- wirkt als Klemmelement für den Dynamikbereich, um starke Erhöhungen der Kollektor spannung des Transistors 160 zu verhindern, die während der Kanalumschaltung auftreten können. Wenn der Fernsehempfänger während der Kanalumschaltung vorübergehend ein sehr starkes Rundfunksignal empfängt, dann reagiert das AVR-System mit einer Herabsetzung der Verstärkung der HE¹- und ZP-Verstärker. Eine solche Verstärkungsverminderung wird dazu führen, daß der Transistor 160 nichtleitend wird, und ohne die vorhandene Zenerdiode 164- könnte seine Kollektorspannung auf den Wert der Versorgungsspannung +B ansteigen, die an den

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veränderbaren Widerstand I90 gelegt ist. Venn der Kanalwähler dann schließlich auf einem Kanal stehenbleibt in welchem ein schwaches Rundfunksignal empfangen wird, dann sollte der HF-Verstärker in einen Zustand hoher Verstärkung versetzt werden, und der Transistor 160 müsste hierzu leitend werden, damit sich seine Kollektor spannung zum Zwecke der Erhöhung der HF-Verstärkung vermindert. Das AVR-System enthält jedoch viele Verzögerungen, die eine solche Wiederherstellung durch die HF-AVE-Vorspannungsschaltung I50 verlangsamen können, und sie kann einen mit dem Kollektor des Transistors 160 gekoppelten Kondensator enthalten. Die Zenerdiode verhindert eine solche Langsamkeit der durch die HF-AVR-Vorspannungsschaltung zu bewirkenden Erholung oder Wiederherstellung, indem sie die Kollektor spannung des Transistors 160 auf einen Maximalwert klemmt, von dem aus sich die Schaltung schnell wieder einstellen kann.

Der Transistor 166 ist mit seinem Kollektor an die Versorgungsspannung +V und mit seinem Emitter an die Basis eines

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Transistors 168 angeschlossen. Der Transistor 168 liegt mit seinem Kollektor an +V„„ und erzeugt an einem Emitter I70 eine vorwärts-regelnde AVR-Spannung für den HF-Verstärker 12 im Fernsehempfänger. Der Transistor 168 hat einen zweiten Emitter 172, der über zwei hintereinandergeschaltete Widerstände 174- und 176 mit Masse verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 174· und 176 ist an die Basis eines Transistors 180 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand 182 mit Masse verbunden ist und der an seinem Kollektor eine "rückwärts-regelnde" HF-AVR-Spannung erzeugt. Die HF-AVR-Vorspannungsschaltung 150 erzeugt also AVR-Spannungen sowohl für Vorwärts- als auch für Rückwärtsregelung, so daß sie mit einem HF-Verstärker verwendet werden kann, der die eine oder die andere oder beide Regelungsmethoden benötigt. Es sei ferner erwähnt, daß die Bereiche der HF-AVR-Spannungen nicht fest sind sondern vom Benutzer durch Wahl der Lastimpedanz an den Ausgängen der HF-AVR-Vorspannungsschaltung bestimmt werden können.

Der Emitter des Transistors 46 im zweiten ZF-Verstärker 40 ist mit der Basis eines im ÜberSteuerungsdetektor 200 enthaltenen Transistors 202 verbunden. Der Emitter des Transistors 202 ist über einen Widerstand 204 mit Masse gekoppelt, und sein Kollektor ist mit dem Eingang der HF-AYR-Vorspannungsschal tung I50 an der Basis des Transistors 154 verbunden. Die Schaltung 210 zur Einstellung des ■Vorspannungs-Schwellenwerts besteht aus einer Reihenschaltung einer Diode 206 und eines Widerstandes 208, wobei die Anode der Diode 206 mit der Versorgungsspannung +V_rt_ und der Widerstand 208

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mit dem Emitter des Transistors 202 verbunden ist· Bei dem in Eigur 2 dargestellten Beispiel beträgt die Gleichvorspannung an der Basis des Transistors 202 infolge der PIN-Diode 50 ungefähr 1V^₆. Die Gleichvorspannung am Emitter des Transistors 202 wird durch die Schaltung 210 auf ungefähr 280 mV gehalten. Somit bewirkt ein Spitzensignalpegel von 280 mV an der Basis des Transistors 202, daß dieser Transistor gut leitet.

Der Transistor 202 des Übersteuerungsdetektors 200 spricht auf den am Emitter des Transistors 46 erscheinenden ZF-Signalpegel an, um ein Übersteuerungssignal zu erzeugen. Dieser spezielle Punkt im zweiten ZF-Verstärker 40 wurde als Eingangssignalquelle für den Übersteuerungsdetektor 200 aus verschiedenen Gründen gewählt. Zum ersten ist der Emitter des Transistors 46 auf einen relativ nxedrigen Gleichstroapegel vor ge spannt, der beim vorliegenden Beispiel ungefähr 1Vj₃₆ über Masse beträgt. Dieser niedrige Pegel erlaubt, daß sich das ZF-Signal an diesem Punkt über einen beträchtlichen Bereich ändern kann, bevor es auf den Pegel der Versorgungsspannung +V „ am Ausgang des ersten ZJ-Verstärkers 20 begrenzt wird,

und ferner daß der Transistor 202 nahe diesem nxedrigen Pegel vorgespannt werden kann. Zua zweiten ist zu beachten, daß im Falle starker Signale die letzteren Ver stärker stuf en im Fernsehempfänger erwartungsgemäß eher übersteuert werden als die vorangehenden Stufen, da die Verstärkungen der ver-

schiedenen Verstärkerstufen kumulativ sind. Speziell wird der zweite ZF-Verstärker 40 im allgemeinen früher als der erste ZIP-Verstärker 20 übersteuert werden. Unter diesen Übergangsbedingungen wird der Transistor 46 durch den hohen Pegel des an seiner Basiselektrode erscheinenden ZF-Signals in Richtung der Sättigung getrieben. Das ZE-Signal am Kollektor des Transistors 46 wird sich in seinem Pegel stabilisieren, ja sein Pegel kann sogar abnehmen, wenn der Transistor 46 in die Sättigung gerät. Somit wird das ZF-Signal am Ausgang des zweiten ZIP-Ver stärkers keine wahre Anzeige der ÜberSteuerungsbedingung erbringen, und der abnehmende Signalpegel an diesem Punkt würde fälschlich anzeigen, daß eine einwandfreie AIiS-Regelung stattfindet. Das Signal am Emitter des Transistors 46 ist jedoch ein praktisch unverstärktes Abbild des noch akzeptierbaren Signals an der Basis des Transistors 42 (vermindert um die V_ve-Off set spannungen an den Transistoren 42 und 46), weil die Transistoren 42 und 46 als Emitterfolger arbeiten. Daher gibt das ZIP-Signal am Emitter des Transistors 46 eine wahrhafte Anzeige der Übersteuerungsbedingung zu einem Zeitpunkt, wo das Signal am Ausgang des zweiten ZI?-Verstärkers fälschlich zufriedenstellende Betriebsbedingungen anzeigt.

Wie weiter oben erwähnt, nimmt die ZIP-AVR-Spannung an der Sammelleitung 100 ab, wenn der Pegel des ZF-Signals ansteigt. Die abnehmende ZIP-AVR-Spannung regelt die Verstärkung des ersten und des zweiten ZF-Verstärkers 20 und 40 nach der Rückwärts-Regelmethode und vermindert die Verstärkung dieser Verstärker über 40 Dezibel. Wenn die ZIP-Ver stärker die Grenze der ZI¹-Verstärkungsreduzierung erreichen, bewirkt die niedrige Zf-AVR-Spannung, die über den Entkopplungswiderstand 102 an die Basis des Transistors 154 gelegt wird, daß dieser Transistor seine Leitfähigkeit vermindert. Die Spannung am Emitter des Transistors 154 nimmt mit Sperrung des Transistors ab, was zur Folge hat, daß die Leitfähigkeit des Transistors 160 verringert wird. Mit Sperrung des Transistors 160

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steigt die Spannung am Kollektor dieses Transistors mit einer Geschwindigkeit an, die durch die Einstellung des veränderbaren HF-AVR-VerzögerungswiderStandes 190 bestimmt ist· Schließlich wird an der Basis des Transistors 166 ein Spannungswert erreicht, der zum Einschalten dieses Transistors genügt, was seinerseits zur Folge hat, daß der Transistor 168 zu leiten beginnt. Es fließt dann Strom über den ersten Emitter I70 des Transistors 168, und dieser Strom kann dazu herangezogen werden, eine ansteigende AVR-Spannung zur Verstärkungsregelung des HP-Verstärkers in der Vorwärts-Regelmethode zu erzeugen. Gleichzeitig fließt Strom über den zweiten Emitter 172 des Transistors 168, der bewirkt, daß der Transistor 180 zu leiten beginnt. Es fließt dann Strom über den Kollektor des Transistors 180 in einer Polarität, die der Polarität des über den ersten Emitter I70 des Transistors 168 fließenden Stroms entgegengesetzt ist. Der Kollektorstrom des Transistors 180 kann dazu verwendet werden, eine abnehmende AVß-Spannung zur Verstärkungsregelung des HP-Verstärkers nach der Rückwärts-Jüegelmethode zu erzeugen.

Der Nominalbereich der ZF-Signale am Eingang des ersten ZF-Verstärkers 20 geht von 100 Mikrovolt bis 100 Millivolt. Innerhalb dieses Bereichs von Eingangssignalpegeln ist das AVR-System fähig, den gewünschten Pegel des demodulierten Videosignals aufrechtzuerhalten. Die Oszillator- und Umsetzerschaltung 14 ist jedoch fähig, Eingangssignale mit Pegeln hoch bis etwa 1 Volt zu liefern, wenn der HP-Verstärker 12 im hochverstärkenden Zustand ein starkes HF-Signal empfängt. Es hat sich gezeigt, daß bei der in Figur 2 dargestellten Anordnung eine AVR-Aussperrung bei ZF-Signalpegeln oberhalb 800 Millivolt erfolgen kann, wenn der Anordnung solche Eingangssignale während ihres Betriebs im hochverstärkenden Zustand angelegt werden. Bei diesen hohen Signalpegeln liegen aber die Spitzenwerte des ZF-Signals am Emitter des Transistors 46 über dem Schwellenwert, der zum Einschalten des Transistors 202 notwendig ist. Der Transistor 202 leitet daher während dieser Signal-

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spitzen in einer Betriebsart, die gemeinhin als C-Verstärkung bekannt ist. Dieses periodische Leiten des Transistors 202 vermindert den Spannungspegel an der Basis des Transistors 154,so daß die Leitfähigkeit dieses Transistors herabgesetzt wird und dadurch die HF—Verstärkungsreduzierung durch die HF-AVR-Vorspannungsschaltung 150 beginnt. Infolge der hiermit bewirkten Verminderung der Verstärkung des HF-Verstärkers nimmt der ZF-Signalpegel am Eingang der Oszillator- und Umsetzerschaltung 14 und am Eingang des ersten und des zweiten ZF-Verstärkers 20 und 40 ab, so daß die AVR-Aus sperrung verhindert wird. Die Verstärkung des Fernsehempfängers wird dann durch das AVR-System geregelt, um den Empfänger an die empfangenen starken HF-Signale anzupassen.

Der C-Verstärkerbetrieb des Transistors 202 im Übersteuerungsdetektor bringt es mit sich, daß das Eingangssignal an der Basis des Transistors 154 eine Wechselsignalkomponente hat. Diese Wechselkomponente wird jedoch durch den Kondensator 152 beträchtlich gedämpft, der als Nebenschluß am Eingang der HF-AVE-Vorspannungsschaltung 150 liegt.

Es wurde gefunden, daß sehr starke ZF-Signale am Eingang des ersten ZF-Verstärkers 20 in gedämpfter Form an der ZF-AVR-Sammelleitung 100 erscheinen. Diese Eingangssignale werden über die Widerstände 104 und 106 auf die Sammelleitung 100 gekoppelt, sie erfahren jedoch eine Dämpfung um ungefähr 10 Dezibel durch Wirkung von Tiefpaßfiltern, die durch den Widerstand 106 und den Kondensator 108 und durch den Widerstand 104 und den Kondensator 86 gebildet sind. In ähnlicher Weise werden vom Eingang des zweiten ZF-Verstärkers 40 über die Widerstände 112 und 110 ZF-Signale in gedämpfter Form auf die ZF-AVK-Sammelleitung 100 gekoppelt. Falls die in dieser Weise vom Eingang des zweiten ZF-Verstärkers 40 kommenden Signale durch den ersten ZF-Verstärker 20 und den Stimmkreis 22 derart verzögert worden sind, daß sie gegenphasig zu den vom Eingang des ersten ZF-Verstärkers 20 kommenden ZF-Signalen erscheinen, dann neigen diese Komponenten zur gegenseitigen

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Auslöschung, so daß ihr Einfluß auf das AVR-System vernachlässigbar ist. Wenn die "besagten Signale jedoch phasengleich auf die ZF-AVIi-Sammelleitung gekoppelt werden, vereinigen sie sich additiv und gelangen über den Entkopplungswiderstand 102 auf den Eingang der HF-AVR-Vorspannungsschaltung 150. Obwohl der Eingang der HF-ATO-Vorspannungsschaltung 150 durch den Kondensator 152 nebengeschlossen ist, können die Spitzenwerte dieser ZI-Signale solche Phase und Polarität haben, daß sie den Transistor 154- ia. einem leitenden Zustand halten, womit dem Betrieb des Transistors 202 des Übersteuerungsdetektors entgegengewirkt wird. Bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel kommt jedoch der vom Transistor 202 gelieferte Strom aus einer Impedanz, die hauptsächlich durch den 200 0hm betragenden Emitterwiderstand des Transistors 202 bestimmt ist, während die auf der ZF-AVE-Sammelleitung 100 erscheinenden ZF-Signalkomponenten aus einer Impedanz geliefert werden, die hauptsächlich durch den 2000 0hm betragenden Widerstandswert des Entkopplungswiderstandes 102 bestimmt ist. Somit überwiegt der vom Transistor 202 gezogene Strom den vom Entkopplungswider stand 102 gelieferten Strom, und die HF-AVR-Vorspannungsschaltung wird in den die Aussperrung des AVR-Systems verhindernden Betriebszustand versetzt.

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Claims

PATENTANWALT!,

I)R. I)IKTEK V. BEZOLD

DIPL. IN(J. PETER SCHÜTZ

DIPL·. IXCJ. WOLFGANO HISUSLER

HAHlA-TIIKHESUSTRiSSE 22

POSTFACH 8HOHI)H
D-8OOO MUEACUEiV 88

TELEFON 089/47 β» 118

ECA 72 784 Ks/Ki mnt««

U.S. Serial No: 021,326 ιμ«καμμ

Filed: March 16, 1979

ECA Corporation
New York, N.T., V. St. v. A.

Fernsehempfänger mit Ü"bersteuerunp;ssch.utz

Patentansprüche

1. Fernsehempfänger mit einer Hochfrequenz-Verstärkerstufe, einer mit dieser Stufe gekoppelten Umsetzeinrichtung zum Umsetzen eines Hochfrequenzsignals in ein Zwischenfrequenzsignal, einer mit der Umsetζeinrichtung gekoppelten Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe, der das Zwischenfrequenzsignal mit einer Amplitude zuführbar ist, die unter Umständen ausreicht, diese Stufe zu übersteuern, ferner
mit einer Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung, die einen auf ein demoduliertes Videosignal ansprechenden Steuersignalgeber zur Ableitung eines Steuersignals zur automatischen Verstärkungsregelung (AVR-Steuersignal) enthält und eine auf dieses AVR-Steuersignal ansprechende Einrichtung zum Beeinflussen der Verstärkung

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OSTSCHECK MÜNCHEN NH. 69148-800 - BANKKONTO HYPOBANK MÜNCHEN (BLZ 7OO2OO40) KTO. 60β()237378 SWIFT HVPOIlE MM

ORIGINAL INSPECTED

der Hochfrequenz-Verstärkerstufe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung folgendes enthält:

einen Übersteuerungsdetektor (202), der mit der Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe (40) gekoppelt ist und unabhängig von der das AVR-Steuersignal erzeugenden Einrichtung (72) ein Übersteuerungssignal erzeugt, wenn das Zwischenfrequenzsignal einen Schwellenwert übersteigt;

eine Einrichtung (102, 150, 211), die das Übersteuerungssignal dazu heranzieht, um die Verstärkung der Hochfrequenz-Verstärker stufe (12) ohne Beeinflussung der Verstärkung der Zwischenfrequenz-Verstärker stufe (20, 40) zu vermindern, und die eine Anordnung (150) aufweist, um die Einrichtung (80, 102, 150), welche die Verstärkung der Hochfrequenz-Verstärker stufe beeinflußt, zusätzlich auf das Übersteuerungssignal im Falle seiner Erzeugung ansprechen zu lassen.

2. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Übersteuerungssignal heranziehende Einrichtung (102, 111) eine Ausgangsimpedanz eines ersten Impedanzwerts hat, wenn der Übersteuerungsdetektor (202) kein Übersteuerungssignal erzeugt, und eines zweiten, kleineren Impedanzwerts, wenn der Übersteuerungsdetektor ein Übersteuerungssignal erzeugt.

J. Fernsehempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf das AVR-St euer signal ansprechende Einrichtung (80, 120) zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz-Verstärkungssteuerspannung sowie eine Einrichtung (104, 106 oder 110, 112) vorgesehen ist, welche die Zwischenfrequenz-Verstärkungssteuerspannung dazu heranzieht, die Verstärkung der Zwischenfrequenz-Verstärker stufe (20, 40) zu beeinflussen, und daß die das Üb er steuerungs signal heranziehende

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Einrichtung eine Anordnung (102) enthält, die eine gegebene Impedanz eines zwischen dem ersten und dem zweiten Impedanzwert liegenden Werts hat, um die Zwischenfrequenz-Verstärkungssteuerspannung an diejenige Einrichtung zu legen, welche die Verstärkung der Hochfrequenz-Verstärkerstufe (12) beeinflußt.

4. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe (40) einen Eingang (Basis von 46) zum Empfang eines Zwischenfrequenzsignals enthält und einen Ausgang (Kollektor von 46)hat, an dem normalerweise ein verstärktes Zwischenfrequenzsignal erzeugt wird, und daß die Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe ferner einen Anschluß (Emitter von 46) hat, an dem normalerweise ein im wesentlichen unverstärktes Zwischenfrequenzsignal erzeugt wird und die mit dem Eingang des Übersteuerungsdetektors (202) gekoppelt ist.

5. Fernsehempfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe (40) einen Transistor (46) enthält, der in Emitterschaltung angeordnet ist und dessen Basis den Eingang und dessen Kollektor den Ausgang und dessen Emitter den genannten weiteren Anschluß der Zwischenfrequenz-Verstärker stufe (40) darstellt.

6. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersteuerungsdetektor (200) einen Transistor (202) aufweist, dessen Basis mit der Zwischenfrequenz-Verstärkerstufe (40) gekoppelt ist und dessen Kollektor mit der das Übersteuerungssignal heranziehenden Einrichtung (102, 150, 211) gekoppelt ist und daß der Übersteuerungsdetektor ferner eine mit dem Emitter dieses Transistors gekoppelte Einrichtung (206, 208) enthält, um an diesem Emitter einen vorbestimmten Spannungspegel zu erzeugen.

7. Fernsehempfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert im wesentlichen gleich dem vorbe-

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stimmten Spannungspegel plus der Basis-Snitter-Spannung des Transistors (202) ist.

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