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Schaltung zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Tonträgers
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in einem Videorecorder Bei einem Videorecorder ist es bekannt, das
Bildsignal durch Frequenzmodulation eines Bildträgers auf sogenannten Schrägspuren
aufzuzeichnen, die sich unter einem Winkel von ca. 60 schräg zur Bandkante erstrecken.
Die Aufzeichnung des Tonsignals erfolgt in der Weise, daß das NF-Tonsignal wie bei
einem Tonbandgerät direkt auf einer parallel zur Bandkante verlaufenden Längs spur
mit einer Breite von ca. 1 mm aufgezeichnet wird. Bei der Wiedergabe wird also von
dem Magnetband mit einem feststehenden Kopf direkt das NF-Tonsignal abgetastet.
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Für die Wiedergabe ist es bekannt, das vollständige Fernsehsignal
einem HF-Träger aufzumodulieren und diesen dem Antenneneingang eines Fernsehempfängers
zuzuführen. Dazu ist es notwendig, im Videorecorder einen Tonträger mit einer Frequenz
von 5,5 MHz zu erzeugen, der mit dem NF-Tonsignal frequenzmodulert ist. Hierzu ist
es bekannt, in einem freischwingenden Oszillator einen solchen Tonträger zu erzeugen
und
die Frequenz dieses Oszillators z.B. über eine Kapazitätsdiode mit dem NF-Tonsignal
zu steuern. Die Frequenz eines derartigen freischwingenden Oszillators ist relativ
ungenau.
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Dieses ist jedoch im allgemeinen für einen Farbfernsehempfänger nicht
kritisch, da die einzelnen selektiven Kreise genügend breitbandig bemessen sind.
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Bei der Aufzeichnung von zwei NF-Tonsignalen für eine Stereowiedergabe
oder eine Wiedergabe in zwei verschiedenen Sprachen sind für den Tonträger zwei
Frequenzen festgelegt, nämlich 5,5 MHz und 5,7421875 MHz. Diese beiden Frequenzen
sind nach einem Halbzeilenversatz miteinander gekoppelt. Diese Frequenzkopplung
ist notwendig, um Störungen des Bildes durch die Tonträger und auch Störungen bei
der Tonwiedergabe in Form eines Zwitscherns zu vermeiden. Bei der Aufzeichnung von
zwei Tonsignalen müssen also die Frequenzen der beiden Tonträger genau eingehalten
werden.
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Hierzu sind frequenznachgesteuerte FM-Modulatoren bekannt.
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Diese Modulatoren erfordern jedoch einen beträchtlichen Schaltungsaufwand,
der insbesondere bei einem Massenartikel wie einem Videorecorder unerwünscht groß
ist.
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Ein in der Frequenz stabiler Träger läßt sich mit einem Quarz-Oszillator
mit großer Genauigkeit erzeugen. Derartige Quarze sind auch relativ billig. Ein
solcher Quarz-Oszillator ist jedoch zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Tonträgers
nicht geeignet, weil seine Frequenz nicht über den notwendigen Bereich von + 50
KHz modulierbar ist, sondern nur um etwa 2 KHz nachgezogen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Schaltungsmitteln
einen FM-Modulator für den Tonträger zu schaffen, der eine ausreichend hohe Frequenzgenauigkeit
aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die gewünschte Genauigkeit der
Frequenz durch den Quarz-Oszillator sichergestellt, da dieser über die Regel schleife
die Grundfrequenz des in der Frequenz gesteuerten Oszillators bestimmt. Das bedeutet,
daß die Ruhefrequenz des in dem Oszillator erzeugten Trägers bei fehlendem NF-Tonsignal
außerordentlich genau eingehalten wird, da diese Frequenz über die Regel schleife
durch die Frequenz des Quarz-Oszillators festgelegt ist, Dadurch lassen sich mit
relativ einfachen Schaltungsmitteln die notwendigen Frequenzgenauigkeiten bei der
Aufzeichnung.von zwei Tonträgern und die notwendige Frequenzverkopplung zwischen
diesen Tonträgern einhalten. Die erfindungsgemäße Schaltung ist auch schaltungstechnisch
einfach, da der in der Frequenz gesteuerte Oszillator und die Phasenregelschleife
durch preiswerte integrierte Schaltungen realisiert werden können.
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Zur Durchführung der Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise
eine in einem Videorecorder meist bereits vorhandene Schaltung ausgenutzt werden.
Bei der Aufzeichnung des NF-Tonsignals muß der empfangene, frequenzmodulierte Tonträger
von 515 MHz demoduliert werden. Hierzu ist es bekannt, den frequenzmodulierten Tonträger
von 5,5 MHz und einen in einem freischwingenden Oszillator erzeugten Träger von
5,5 MHz einer Phasenvergleichsstufe zuzuführen, deren Ausgangsspannung als Regelspannung
auf den Oszillator einwirkt und die Frequenz dieses Oszillators jeweils auf die
Frequenz des modulierten Tonträgers nachregelt. Dabei dient die sich entsprechend
der Augenblicksfrequenz des modulierten Tonträgers ändernde Regelspannung als NF-Tonsignal.
Diese Schaltung kann invers zur Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltung ausgenutzt
werden, indem der Phasenvergleichsstufe statt
des modulierten Tonträgers
der im Quarz-Oszillator erzeugte konstante Träger zugeführt und das modulierte NF-Tonsignal
in den Weg der Regelspannung eingekoppelt wird. Dann kann wahlweise dieselbe Schaltung
bei der Aufnahme zur Demodulation des frequenzmodulierten Tonträgers zwecks Gewinnung
des NF-Tonsignals und bei der Wiedergabe zur Erzeugung des mit dem NF-Tonsignal
frequenzmodulierten Tonträgers von 515 MHz verwendet werden. Dabei wird vorzugsweise
die im Weg der Regelgleichspannung wirksame Zeitkonstante umgeschaltet.
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Diese muß bei der Funktion als Demodulator relativ klein sein, damit
die Regelspannung den Frequenzänderungen des modulierten Trägers entsprechend dem
NF-Tonsignal folgt. Bei der Funktion als Modulator hingegen muß diese Zeitkonstante
relativ groß sein damit die Regelspannung dem NF-Tonsignal nicht folgt und durch
eine Gegenkopplung die Wirkungsweise der Modualtionsschaltung verringert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
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Die Figur zeigt die Modulationsschaltung Ia, der ein erstes NFTonsignal
NF1 zugeführt wird. In dem Quarz-Oszillator 2 wird ein konstanter Träger mit einer
Frequenz von 5,5 MHz erzeugt und der Phasenvergleichsstufe 3 zugeführt. In dem freischwingenden,
in der Frequenz steuerbaren Oszillator 4 wird ebenfalls ein Träger von 5,5 MHz erzeugt
und der Phasenvergleichsstufe 3 zugeführt. Die in der Phasenvergleichsstufe 3 gewonnene
Regelspannung gelangt über das Siebglied 5 auf die Addierstufe 6 und von dort auf
den Regel eingang des Oszillators 4. Der Addierstufe 6 wird außerdem das Signal
NF1 über den Verstärker 7 zugeführt.
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Die Wirkungsweise ist folgende. Bei NF1 = 0 wird die Frequenz des
Oszillators 4 genau auf die Frequenz des Quarz-Oszillators
2 eingeregelt.
Bei vorhandenem Signal NF1 entsteht am Ausgang der Addierstufe 6 die Summe aus der
Regelspannung UR und dem Signal NF1. Dadurch wird die Frequenz des im Oszillator
4 erzeugten Trägers entsprechend dem Signal NF1 moduliert. Am rechten Eingang der
Stufe 3 steht somit ein in der Frequenz geregelter Träger. Dadurch ändert sich die
Regelspannung am Ausgang der Stufe 3. Diese Änderung wird jedoch durch das Siebglied
5 ausgeglichen, das mit einer entsprechend hohen Zeitkonstante versehen ist. Die
Grenzfrequenz liegt unterhalb der niedrigsten Frequenz des Signals NF1 z.B. bei
10-20 Hz. Der im Oszillator 4 erzeugte, entsprechend dem Signal NF1 in der Frequenz
modulierte Tonträger von 5,5 MHz gelangt auf die Addierstufe 9.
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Zusätzlich ist eine zweite Nodulationsschaltung lb mit gleichem Aufbau
vorgesehen, die jedoch auf die Frequenz von 5,7421875 MHz abgestimmt ist. Diese
erzeugt auf gleiche Weise einen Träger dieser Frequenz, der mit dem zweiten Tonsignal
NF2 frequenzmoduliert ist. Die Signale NF1 und NF2 stellen ein Stereo-Tonsignal
oder ein Tonsignal in verschiedenen Sprachen dar. Der zweite Tonträger von 5,74
MHz wird ebenfalls der Addierstufe 9 zugeführt. Am Ausgang der Addierstufe 9 stehen
also die beiden Tonträger von 5,5 MHz moduliert mit NFI, und von 5,74 MHz, moduliert
mit NF2.
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Diese beiden Tonträger, das Leuchtdichtesignal Y und der quadraturmodulierte
Farbträger F gelangen auf den Antennenmodulator 10. Dieser erzeugt an der Klemme
11 ein vollständiges Fernseh-Trägersignal, das den mit Y modulierten Bildträger,
den quadraturmodulierten PAL-Farbträger und die beiden Tonträger enthält. Dieses
Signal liegt z.B. im Kanal 35 und kann direkt dem Antenneneingang eines Fernsehempfängers
zugeführt werden.
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Der steuerbare Oszillator 4 in der Schaltung la und lb kann z.B. durch
ein IC vom Typ SN74 S124N von Texas realisiert
werden. Für die Phasenvergleichsstufe
3 kann ein IC MC1496L von Motorola verwendet werden. Die beiden erzeugetn Tonträger
von 5,5 MHz und 5,74 MHz haben einen Modulationshub von + 50 KHz.
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Die Schaltung kann bei der Aufnahme als Demodulator zur Gewinnung
der Signale NFt und NF2 aus dem modulierten Tonträger gewonnen werden. Dann wird
der Phasenvergleichsstufe 3 anstelle des im Oszillator 2 erzeugten konstanten Trägers
der frequenzmodulierte Tonträger zugeführt und die Regelspannung UR als NF-Tonsignal
verwendet. Hierbei ist dann die Zeitkonstante des Siebgliedes 5 so gering bemessen,
daß die Regelspannung UR dem NF-Tonsignal folgen kann. Deshalb wird vorzugsweise
die Zeitkonstante dieses Siebgliedes zwischen einem geringen Wert bei der Funktion
als Demodulator und einem hohen Wert bei der Funktion als Modulator gemäß der Figur
umgeschaltet.
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