DE3138225C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtastanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist und beispielsweise aus der US-PS 35 43 169 oder der Zeit­ schrift "Electronic Engineering" vom juni 1983, Seiten 58/59 bekannt sind.

In Signalverarbeitungssystemen, wie etwa einem Fernsehempfänger, müssen in den Signalen enthaltene Informationen abgetastet werden. Häufig ist bei dem Abtastprozeß eine erhebliche Verstärkung notwendig, um einen Informationsabtastwert ausreichend hohen Pegels für die weitere Verwendung zu erhalten. Dies ist beispielsweise bei einer Schaltung zur automatischen Regelung der Bildröhrenvorspannung in einem Fern­ sehempfänger der Fall. Hier muß die (veränderliche) Amplitude eines kleinen Impulses von wenigen mV_eff abgetastet werden, um daraus ein Regelsignal abzulei­ ten, welches die Bildröhrenvorspannung automatisch über einen Bereich von mehreren Volt regeln kann. Die Signalabtastung sollte vorzugsweise so erfolgen, daß beim Abtastprozeß auftretende Offset-Spannungen den Abtastwert nicht verfälschen. Insbesondere sollten bei großer Signalverstärkung solche Offset-Spannungen nicht mit verstärkt werden, um Verfälschungen oder gar ein Überdecken der Ausgangsabtastwerte zu vermei­ den.

Wenn kleine Signale abgetastet werden, dann sollte die Abtastschaltung eine genügend hohe Verstärkung haben, damit ein Ausgangsabtastwert ausreichend ho­ her Größe entsteht. Dies gilt insbesondere, wenn die Abtastschaltung in einem Regelsystem mit geschlosse­ ner Servo-Schleife enthalten ist, bei welchem die Größe der Restabweichung einen vernachlässigbar kleinen Wert hat. Dazu benötigt man aber normalerweise eine sehr hohe Schleifenverstärkung. Auch sollte die Abtast­ schaltung linear arbeiten, um den Ausgangsabtastwert nicht zu verzerren. jedoch treten bei hochverstärken­ den Abtastschaltungen typischerweise verschiedene nichtlineare Betriebsformen infolge inhärenter Nichtli­ nearitäten und infolge von zufälligen Signalen, wie bei­ spielsweise Rauschen, auf.

Soll der abgetastete Signalwert auf einen Bezugspe­ gel geregelt werden, dann braucht man eine Bezugs­ spannungsquelle. In einem solchen Fall sollen aber uner­ wünschte Anderungen der Bezugsspannung beispiels­ weise durch Drift oder Temperaturauswirkungen sich nicht auf den Abtastwert auswirken.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Abtastung elektrischer Si­ gnale geringen Pegels die Verfälschungen der Abtast­ werte durch Offset-Fehler, Nichtlinearitäten und Be­ zugsspannungsschwankungen minimal zu halten.

Erfindungsgemäß wird hierbei ein Transkonduktanz­ verstärker verwendet, worunter beispielsweise gemäß dem "Radio Shack Dictionary of Electronics" 4. Auflage, 1974, Seite 610, ein Verstärker zu verstehen ist, der durch eine Eingangsspannung angesteuert wird und ei­ nen zu dieser Eingangsspannung proportionalen Aus­ gangsstrom liefert, also ein Verstärker, dessen Ein­ gangswiderstand groß gegen den Widerstand der Ein­ gangsspannungsquelle und dessen Ausgangswiderstand groß gegen den Lastwiderstand ist.

Außer diesem Transkonduktanzverstärker enthält die erfindungsgemäße Schaltung eine mit dem Eingang des Transkonduktanzverstärkers gekoppelte Klemmschal­ tung und eine Schalteranordnung, über welche sich der Verstärkerausgang mit dem Abtastspeicherkondensa­ tor koppeln läßt. Diese Schalteranordnung wird durch Zeitsignale gekoppelt, welche eine Klemmintervallkom­ ponente entsprechend dem Bezugsintervall des Ein­ gangssignals und eine Abtastintervallkomponente ent­ sprechend dem Signalintervall des Eingangssignals ent­ halten. Diese Zeitsignale dienen zur Aktivierung der Klemmschaltung während der Klemmintervalle und zu ihrer Abschaltung während der Abtastintervalle. Sie steuern ferner die Schalteranordnung so, daß die Aus­ gangsströme des Transkonduktanzverstärkers während der Abtastintervalle zum Abtastspeicherkondensator gelangen, und koppeln den Verstärkerausgang während der Klemmintervalle von diesem Kondensator ab. Ein Anwendungsgebiet der Erfindung findet sich bei einer Abtastschaltung in einem System zur automatischen Regelung des Schwarzpegelstroms, der in der Bildröhre eines Fernsehempfängers fließt, zur Ableitung eines Si­ gnalabtastwertes als Maß für die Größe des Schwarzpe­ gelstromes in der Bildröhre.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen im einzelnen erläutert, die in den beilie­ genden Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teiles eines Farbfern­ sehempfängers mit einer Schaltung gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 2 ein Teilschaltbild aus dem in Fig. 1 gezeigten Empfänger;

Fig. 3 ein anderes Teilschaltbild aus dem in Fig. 1 gezeigten Empfänger mit einer Abtastschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 zusätzliche Details eines Teils der Abtastschal­ tung nach Fig. 3;

Fig. 5 Schwingungsformen zum Verständnis der Be­ triebsweise der Abtastschaltung gemäß Fig. 3; und

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform eines Teils der Schaltung nach Fig. 3.

In Fig. 1 liefern die Fernsehsignal-Verarbeitungs­ schaltungen 10, die beispielsweise einen Video-Demo­ dulator und Verstärker- und Filterstufen enthalten, ge­ trennte Leuchtdichte und Farbkomponenten (Y bzw. C) eines Farbfernsehsignalgemisches an eine Demodula­ tormatrix 12. Die Matrix liefert Ausgangssignale r, g und b, die durch Schaltungen 14 a, 14 b und 14 c zu verstärkten Farbbildsignalen R, G und B verarbeitet und an die Kathoden 16 a, 16 b und 16 c einer Farbbildröhre 15 gelie­ fert werden, die in diesem Beispiel für alle drei Katho­ den 16 a, 16 b und 16 c ein gemeinsames Gitter 18 hat.

In der Schaltung 14 a wird ein Ausgangssignal r der Matrix 12 über ein getastetes Tor 20 (beispielsweise ein elektronischer Analogschalter) unter Steuerung durch ein von einem Impulsgenerator 28 erzeugtes Tastsignal V _K zum Videosignaleingang eines Bildröhrentreibers gekoppelt oder von ihm abgetrennt. Der Treiber 21 enthält eine Signalverstärkerschaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignals R hohen Pegels, welches der Ka­ thode 16 a der Bildröhre zugeführt wird. Die Kathode 16 a ist an einen Eingang einer Abtastschaltung 22 ange­ schlossen, die durch ein Zeitsignal V _C und durch Zeitsi­ gnale V _S (das komplementäre Signal zum Signal V _C ), welche ebenfalls vom Impulsgenerator 28 erzeugt wer­ den, getastet wird, um ein Ausgangsregelsignal zu er­ zeugen, welches dem Vorspannungsregeleingang des Treibers 21 zur Veränderung der Vorspannung der Ver­ stärkerschaltungen innerhalb des Treibers 21 zugeführt wird, um den von der Kathode 16 a geführten Schwarz­ pegelstrom zu regeln, wie noch erörtert werden wird.

Der Impulsgenerator 28 erzeugt ferner einen Span­ nungsimpuls V _G während periodischer Intervalle, wenn der Kathodenstrom der Bildröhre 15 überwacht, d. h. abgetastet werden soll. Dieser Impuls hat eine positive Polarität und feste Amplitude (beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 10 bis 20 Volt) und wird dem Bild­ röhrengitter 18 zur Durchlaßvorspannung während der Abtastintervalle zugeführt. Der Impulsgenerator 28 lie­ fert außerhalb des Gitterimpulsintervalls eine Vorspan­ nung für das Gitter 18.

Die Signale V _S , V _C , V _K und V _G vom Impulsgenerator 28 sind bezüglich der Horizontal-Rücklauf-Austastin­ tervalle und der Vertikal-Rücklauf-Austastintervalle des Fernsehsignals synchronisiert. Diese Signale werden während einer zeitlichen Periode nach dem Ende der Vertikal-Rücklauf-Austastung, jedoch vor Beginn des Bildintervalls des Fernsehsignals, welches die auf der Bildröhre wiederzugebende Bildinformation enthält, er­ zeugt, d. h., daß diese Signale während eines Teils eines größeren Zeitintervalls erzeugt werden, welches wenige Horizontalzeilen umfaßt, in denen keine Bildinforma­ tion vorhanden ist. Das Signal V _K sperrt das Tor 20 für eine Zeitdauer, welche ein Bezugs- oder Einstellintervall von etwa vier Horizontalzeilen Dauer umfaßt, in dem das Signal V _C abgeleitet wird, und für ein nachfolgendes Abtastintervall von etwa 2 Horizontalzeilen Dauer, in dem die Signale V _G und V _S erzeugt werden.

Während des Abtastintervalls arbeitet die Bildröhre bezüglich der Gitterimpulse V _G als Kathodenfolger, wo­ bei ein gleichphasiges Abbild des Gitterimpulses V _G an der Kathode der Bildröhre während des Abtastinter­ valls auftritt. Die Amplitude des induzierten Kathoden­ impulses ist proportional dem Pegel des Kathoden­ schwarzstroms, jedoch ist sie wegen der relativ niedri­ gen Durchlaßsteilheit bei Gitteransteuerung der Katho­ denstrahlröhre gegenüber dem Gitterimpuls erheblich gedämpft. Die Amplitude des induzierten Kathodenaus­ gangsimpulses ist typischerweise sehr klein, nämlich im vorliegenden Beispiel in der Größenordnung weniger Millivolt.

Das Signal V _K sperrt das Tor 20 während der Bezugs­ und Abtastintervalle, so daß der Ausgang der Matrix 12 dann vom Treiber 21 und der Bildröhre 15 abgekoppelt ist. Die Abtastschaltung 22 arbeitet unter Steuerung durch die Signale V _C und V _S und liefert einen verstärk­ ten Ausgangsabtastwert, welcher die Amplitude des vom Signal V _G induzierten Kathodenausgangsimpulses wiedergibt. Der Ausgangsabtastwert der Abtastschal­ tung 22 dient der Veränderung des durch die Vorspan­ nung bestimmten Arbeitspunktes des Treibers 21, falls erforderlich, in einer Richtung zur Erzeugung einer (Ka­ thoden-)Vorspannung am Ausgang des Treibers 21, die ausreicht, um den gewünschten Wert des Kathoden­ schwarzstromes unter Wirkung der geschlossenen Schleife einzustellen. Das Tor 20 ist zu anderen Zeiten leitend, so daß Signale von der Matrix 20 über den Trei­ ber 21 zur Bildröhre gekoppelt werden können.

Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten des Treibers 21. Die­ ser enthält einen Verstärker 34 und eine aktive Last­ schaltung mit einem Transistor 35. Bei Videosignalen wird das Farbsignal r über einen Anschluß T ₁, das Tor 20 und eine Eingangsschaltung 30 dem Basiseingang des Transistors 34 zugeführt. Am Kollektor dieses Transi­ stors erscheint ein verstärktes Abbild des Eingangssi­ gnals r, welches über eine Ausgangskoppelschaltung 40, einen Widerstand 52 und einen Anschluß T ₂ der Katho­ de 16 a der Bildröhre zugeführt wird. Während des Ab­ tastintervalls, wenn das Signal r mittels des Tores 20 abgekoppelt ist, entsteht am Ausgang der Treiberschal­ tung 21 eine einen Schwarzpegel darstellende Vorspan­ nung, und am Anschluß T ₂ erscheint ein induzierter Ka­ thodenausgangsimpuls, welcher den Kathodenschwarz­ strom darstellt. Der Kathodenausgangsimpuls wird mit Hilfe eines hochohmigen Spannungsteilers mit Wider­ ständen 55 und 56 abgefühlt, und der abgefühlte Katho­ denausgangsimpuls wird über einen Anschluß T ₃ dem Eingang der Abtastschaltung 22 zugeführt. Eine von der Abtastschaltung 22 gelieferte Regelspannung gelangt über einen Anschluß T ₄ zur Basis des Verstärkertransi­ stors 34. In diesem Beispiel wird der Kathodenschwarz­ strom erhöht bzw. erniedrigt, wenn der Basisvorstrom des Transistors 34 infolge des Regelsignals der Abtast­ schaltung 22 größer bzw. kleiner wird.

Fig. 3 zeigt die Abtastschaltung 22 in weiteren Einzel­ heiten. Hier wird der über den Anschluß T ₃ eingekop­ pelte Kathodenausgangsimpuls durch eine Abtast- und Halteschaltung verarbeitet, die einen Transkonduktanz­ verstärker 65 enthält. Dieser erzeugt einen Ausgangs­ strom I ⁰ mit hoher Impedanz in Abhängigkeit von der Eingangsspannung V _i und der Transkonduktanz oder Steilheit g _m des Verstärkers (die in diesem Beispiel etwa 5 mS beträgt) nach der Gleichung: I ₀=V _i ×g _m .

Der Verstärker 65 enthält als Eingangsdifferenzver­ stärker geschaltete erste und zweite emittergekoppelte Transistoren 66 und 68 und eine Stromspiegelschaltung mit einem als Diode geschalteten Eingangstransistor 71 und einem Ausgangstransistor 74, die in der dargestell­ ten Weise in den Kollektorkreis des Transistors 68 ge­ schaltet sind. Eine erste Konstantstromquelle mit einem in Durchlaßrichtung vorgespannten Transistor 69 und einer Impedanz R liefert einen Betriebsstrom I für die Transistoren 66 und 68. Eine zweite Konstantstromquel­ le mit einem in Durchlaßrichtung vorgespannten dritten Transistor 75 und einer Impedanz 2 R liefert einen Be­ triebsstrom I/2 für den Transistor 74. Eine Bezugs­ gleichspannungsquelle V _REF ist an den nicht-invertieren­ den Eingang des Verstärkers 65, nämlich an die Basis des Transistors 68, angeschlossen. Das abzutastende Eingangssignal (also der Kathodenausgangsimpuls) wird über einen Anschluß T ₃ und einen Klemmkonden­ sator 84 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 65, also die Basis des Transistors 66, gelegt.

Eine Transistoren 92, 94, 96, 98 enthaltende Schalter­ anordnung 68′ ist mit dem Ausgangskreis des Transkon­ duktanzverstärkers 65, ferner mit dessen Eingang, näm­ lich der Basis des Transistors 66, und mit einem mittel­ wertbildenden Abtastspeicherkondensator 70 gekop­ pelt. Der Schalter 68′ hat eine Klemm- und eine Abtast­ stellung. Ein Ausgangsstromanschluß des Verstärkers 65 wird durch die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 74 und 75 gebildet. In der (dargestell­ ten) Abtaststellung koppelt der Schalter 68′ den Spei­ cherkondensator 70 an die Kollektoren der Ausgangs­ transistoren 74 und 75 des Transkonduktanzverstärkers 65. In der Klemmstellung ist der Kondensator 70 vom Verstärker 65 abgetrennt, und die Kollektoren der Transistoren 74 und 75 sind über den Schalter 68′ mit dem Klemmkondensator 84 an der Basis des Transistors 66 verbunden. In der Klemmstellung schließt der Schal­ ter 68′ eine Gegenkopplungsstromschleife vom Kollek­ torausgang des Transistors 68 zum Basiseingang des Transistors 66.

Gemäß Fig. 4 ist die Schalteranordnung 68′ mit emit­ tergekoppelten PNP-Transistoren 92 und 94 und emit­ tergekoppelten NPN-Transistoren 96 und 98 gezeigt. Während der Abtastintervalle t _M , wenn Eingangssignale abgetastet werden sollen, sind durch die Zeitsignale V _C und V _S die Transistoren 94 und 98 in Durchlaßrichtung und die Transistoren 92 und 96 in Sperrichtung vorge­ spannt. Umgekehrt sind während der Klemmintervalle, die den Abtastintervallen vorausgehen, infolge der Si­ gnale Vcund V _S die Transistoren 92 und 96 in Durchlaß­ richtung und die Transistoren 94 und 98 in Sperrichtung vorgespannt.

Betrachten wir wieder Fig. 3: damit der am Abtast­ speicherkondensator 70 vorhandene Signalabtastwert Amplitudenänderungen des abgetasteten Kathodenaus­ gangsimpulses genau wiedergibt, muß ein Bezugspegel für das abgetastete Signal hergestellt werden. Dies er­ folgt während des Klemmbezugsintervalls, welches dem Abtastintervall vorausgeht.

Während des Klemmintervalls ist der Kollektoraus­ gang des Transistors 68 mit dem Klemmkondensator 84 am Basiseingang des Transistors 66 über den Transistor 74 und den Schalter 68′ gekoppelt, und damit wird ein Stromgegenkopplungszweig gebildet. Der Abtastspei­ cherkondensator 70 ist zu dieser Zeit vom Verstärker 65 abgetrennt. Der Klemmkondensator 84 lädt sich über die von den Transistoren 68, 71 und 74 geführten Strö­ me auf, bis die Basisspannungen der Transistoren 66 und 68 im wesentlichen gleich sind (also die Differenzein­ gangsspannung des Transkonduktanzverstärkers 65 praktisch null ist). Zu dieser Zeit teilt sich der vom Tran­ sistor 69 gelieferte Strom I gleichmäßig zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 66 und 68 auf, wobei die Kollektorströme der Transistoren 68 und 74 gleich dem Kollektorstrom (I/2) des Transistors 75 sind. Daher fließt der gesamte Kollektorstrom des Transistors 74 als Kollektorstrom im Transistor 75. Der beschriebene Stromgegenkopplungszweig nimmt vor dem Ende des Klemmintervalls einen Stromnullzustand an, wenn der Transistor 75 den gesamten Kollektorstrom des Transi­ stors 74 aufnimmt und der Gegenkopplungsstrom zur Basis des Transistors 66 und zum Klemmkondensator 84 null ist.

Durch die Stromrückführungswirkung wird somit der Basiseingang des Transistors 66 während des Klemmbe­ zugsintervalls im Zusammenwirken mit dem Klemm­ kondensator 84 in Abhängigkeit von V_REF auf einen Gleichspannungspegel geklemmt. Die Wirkung dieser Eingangsklemmung läßt sich aus der Kurvenform ge­ maß Fig. 5 ersehen, wo der während der Abtastinter­ valls t _M positiv gerichtete Kathodenausgangsimpuls ei­ ne (variable) Spitzenamplitude Δ V_SS bezüglich des in Abhängigkeit von V_REF erzeugten Bezugspegels zeigt.

Während des nachfolgenden Abtastintervalls, wo der Abtastspeicherkondensator 70 über den Schalter 68′ an den Ausgang des Transkonduktanzverstärkers 65 ange­ koppelt ist, bleibt die vorherige Ladung auf den Kon­ densator 70 unverändert, bis das dem Eingang T ₃ und dem Klemmkondensator 84 zugeführte Eingangssignal ausreicht, um die symmetrische Basisvorspannung des Transistors 66 zu verändern, welche sich während des vorangegangenen Klemmintervalls eingestellt hat. Bei­ spielsweise verursacht ein Anwachsen der Basisspan­ nung des Transistors 66, welches durch einen Amplitu­ denanstieg des abzutastenden Eingangsimpulses verur­ sacht worden ist, ein entsprechendes Absinken des Kol­ lektorstroms des Transistors 68 und wegen der Strom­ spiegelwirkung auch des Kollektorstroms der Transi­ storen 71 und 74. Der Kondensator 70 lädt sich dann über den Transistor 75 auf einen Wert um, welcher der verringerten Stromleitung des Transistors 74 entspricht, so daß dadurch die Spannung am Kondensator 70 her­ abgesetzt wird. In diesem Augenblick arbeitet der Tran­ sistor 75 bezüglich der Entladung des Kondensators 70 als Stromsenke. Ahnlich verursacht ein Absinken der Basisspannung des Eingangstransistors 66 einen ent­ sprechenden Anstieg des Kollektorstroms des Aus­ gangstransistors 74. Der Kondensator lädt sich über den Transistor 74 infolge der stärkeren Stromleitung auf, wobei die Spannung am Kondensator 70 ansteigt. In diesem Fall arbeitet der Transistor 74 bezüglich der Aufladung des Kondensators 70 als Stromquelle.

Der am Abtastspeicherkondensator 70 während der Abtastintervalle erzeugte Spannungsabtastwert ist pro­ portional der Differenz zwischen dem Klemmbezugspe­ gel und der Amplitude des Kathodenausgangsimpulses, welcher den Wert des Kathodenschwarzstromes dar­ stellt. Die im Kondensator 70 gespeicherte Spannung wird über eine Pufferschaltung 85 mit dem Verstär­ kungsgrad 1 (beispielsweise mit einer hohen Eingangs­ impedanz in der Größenordnung von 10⁹ Ohm) einem Eingang einer Vergleichsschaltung 87 zugeführt. Eine beispielsweise der Spannung V _REF entsprechende Be­ zugsspannung wird dem anderen Eingang der Ver­ gleichsschaltung 87 zugeführt. Diese erzeugt aufgrund der Eingangsspannungen ein Regelsignal an ihrem in­ vertierenden Ausgang, welches die Differenz zwischen der Eingangsbezugsspannung und dem Spannungsab­ tastwert vom Kondensator 70 darstellt. Diese Regel- 6 spannung wird über einen Anschluß T ₄ dem Videotrei­ ber 21 (Fig. 2) zur Regelung von dessen Vorspannung in einem solchen Sinne zugeführt, daß übermäßig hohe oder niedrige Schwarzstromleitungen durch die Wir­ kung der geschlossenen Servo-Schleife kompensiert 6 werden.

Das beschriebene Abtastsystem mit dem Transkon­ duktanzverstärker 65 weist einige signifikante Vorteile auf.

Änderungen des Pegels der Bezugsspannung V _REF von einem Klemmintervall zum nächsten stören nicht die Genauigkeit des Signalabtastwertes, der am Abtast­ speicherkondensator 70 während des Abtastintervalls auftritt. Anders ausgedrückt folgen die Verstärkeraus­ gangsströme (entsprechend den von den Transistoren 74 und 75 geführten Strömen zur Aufladung bzw. Entla­ dung des Kondensators 70) in vorhersagbarer Weise Änderungen des Eingangssignals und bleiben propor­ tional dem Produkt der Verstärkertranskonduktanz g _m mit der Eingangsspannung, selbst wenn V_REF sich von einem Klemmintervall zum nächsten verändert. Dieses Ergebniss erhält man, weil der während der Klemmin­ tervalle fließende Rückführungsstrom sich auf einen symmetrischen Nullstromzustand einstellt (wie bereits erwähnt), wodurch der Rückführungsstrom und der re­ sultierende Verstärkerausgangsstrom vor dem Ende des Klemmintervalls null werden. Unmittelbar vor Beginn des Abtastintervalles sind daher die von den Eingangs­ transistoren 66 und 68 geführten Ströme gleich, und der gesamte Kollektorstrom des Ausgangstransistors 74 fließt im Ausgangstransistor 75. Es fließt daher zu Be­ ginn des Abtastintervalls kein resultierender Aus­ gangsstrom vom oder zum Abtastspeicherkondensator 70, selbst wenn V_REF seinen Wert vom einen Klemmin­ tervall zum nächsten verändert, solange nicht das Ein­ gangssignal sich so ändert, daß eine Eingangssignalun­ symmetrie mit entsprechender Ausgangsstromunsym­ metrie auftritt.

Der am Abtastspeicherkondensator 70 entstehende Signalabtastwert wird nicht durch Offset-Spannungen beeinträchtigt, die im Transkonduktanzverstärker 65 oder der Schalteranordnung 68′ auftreten. Während der Klemmbezugsintervalle dient beispielsweise der sym­ rnetrische Nullstromzustand, von dem schon die Rede war, dazu, Offset-Effekte zu vermeiden. Während der Abtastintervalle haben jegliche Offset-Spannungen des Schalters 68′ (ebenso wie jegliche Offset-Spannungen, die zwischen dem Ausgang des Verstärkers 65 und dem Kondensator 70 auftreten können) keine Wirkung auf den Ausgangsabtastwert, da der am Kondensator 70 entstehende Abtastwert von den Ausgangsströmen der Transistoren 74 und 75 abhängt und nicht von einer Ausgangsspannung.

Das beschriebene System mit der geschlossenen Re­ gelschleife mit dem Transkonduktanzverstärker 65 hat eine ausreichend hohe Verstärkung, um die Regelab­ weichung der Schleife auf einen vernachlässigbaren Grad herabzusetzen, selbst wenn die Transkonduktanz­ verstärkung g _m des Verstärkers 65 nicht ungewöhnlich groß ist. Auch bei der hohen Verstärkung des Verstär­ kers 65 hat dieser eine lineare Übertragungsfunktion beim Vorhandensein zufälliger Eingangssignale wie Rauschstörungen. In diesem Beispiel soll der Verstärker 65 ein Eingangssignal mit einer Amplitude in der Grö­ ßenordnung weniger Millivolt verstärken. Die Übertra­ gungskennlinie bleibt linear und der Ausgangsabtast­ wert wird nicht verfälscht, selbst wenn Eingangsstörun­ gen relativ hoher Pegel vorliegen (etwa in der Größen­ ordnung einiger zehn Millivolt) wie es beispielsweise bei weißem Rauschen, thermischem Rauschen und horizon­ talfrequenten Ablenkstörsignalen der Fall ist. Es ist un­ wahrscheinlich, daß solche hohen Störungspegel Anlaß dazu geben, daß der dynamische Bereich des Transkon­ duktanzverstärkers 65 durch Sättigung der Ausgangs­ transistoren überschritten wird oder daß die maximalen Ausgangsströme des Verstärkers überschritten werden.

Beispielsweise erzeugt ein Eingangsrauschen in der Größenordnung von 20 Millivolt einen Verstärkeraus­ gangsstrom von 1 Milliampere, und dies liegt gut inner­ halb des zulässigen Ausgangsstroms des Verstärkers 65.

Die Dauer des Abtastintervalls (im vorliegenden Bei­ spiel zwei Horizontalzeilen) wird so gewählt, daß sie einem Zeitraum entspricht, in dem der Mittelwert von Störungen, wie sie bei einem Fernsehempfänger auftre­ ten können, null ist.

Solche Störungen rufen praktisch keine Verfälschun­ gen des am Abtastspeicherkondensator 70 entstehen­ den Abtastwertes hervor, nämlich weil der Kondensator 70 mittelwertbildend wirkt und durch die Ausgangsströ­ me des Transkonduktanzverstärkers 65 stromgesteuert (geladen und entladen) wird. Daher zeigt die mittlere Ladung, die im Kondensator 70 infolge solcher Störun­ gen über das Uberwachungsintervall gespeichert ist, praktisch keinen Unterschied zu der gespeicherten La­ dung, die beim Fehlen von Störungen zu erwarten wäre.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Abtast­ schaltung nach Fig. 3. Sie enthält einen Transkonduk­ tanzverstärker mit Transistoren 100 und 101, die als hochverstärkender Darlington-Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz geschaltet sind. Die Kollektorströ­ me der Transistoren 100 und 101 werden von einer Kon­ stantstromquelle 105 geliefert. Die abzutastenden Ein­ gangssignale werden dem Basiseingang des Transistors 100 über einen Klemmkondensator 107 zugeführt. Ein elektronischer Klemmschalter 110 leitet nur während der Klemmintervalle unter Steuerung durch das Signal V _C , um eine Klemmbezugsspannung an den Basisein­ gang des Transistors 100 entsprechend dem Kollektor­ ausgangspotential der Transistoren 100, 101 zu liefern. Ein elektronischer Abtastschalter 112 leitet nur wäh­ rend der Abtastintervalle unter Steuerung durch das Signal V _S und koppelt den Abtastspeicherkondensator 115 an den Kollektorausgang des Transistors 101 zur Erzeugung eines Signalabtastwertes am Kondensator 115. Das Ausgangsabtastsignal kann anschließend in der in Fig. 3 veranschaulichten Weise verarbeitet werden.

Claims (9)

1. Abtastanordnung mit einem Verstärker, dessen Ausgangssignal über eine einen Abtastschalter, ei­ nen Abtastspeicherkondensator und eine Ver­ gleichsschaltung enthaltende Rückkopplungsschal­ tung auf seinen Eingang zurückgekoppelt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Rückkopplungs­ schaltung vor dem Abtastschalter (112) ein Trans­ konduktanzverstärker (65; 66, 68, 69, 71, 74; 100, 101, 105) eingefügt ist, dessen Eingang das Aus­ gangssignal des Verstärkers (21) als abzutastendes Signal über einen Klemmkondensator (84; 107) zu­ geführt wird und dessen Ausgang über einen Rück­ kopplungsschalter (110) mit seinem Eingang ver­ bunden ist, und daß während des Klemmintervalls der Rückkopplungsschalter geschlossen und der Abtastschalter (112) offen ist und während eines nachfolgenden Abtastintervalls (t _M ) der Abtast­ schalter geschlossen und der Rückkopplungsschal­ ter offen ist.

2. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transkonduktanzverstärker (65; 66, 68, 69, 71; 100, 101, 105) ferner einen Be­ zugseingang (Basis des Transistors 68) hat, dem ein Bezugspotential ( V_REF) zuführbar ist, derart, daß während der Klemmintervalle für den Klemmkon­ densator (84) eine Klemmbezugsspannung geliefert wird

3. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der im Abtastspeicherkondensa­ tor (70) gespeicherte Spannungsabtastwert über ei­ ne Pufferschaltung (85) hoher Eingangsimpedanz der Vergleichsschaltung (87) zugeführt wird.

4. Abtastanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwen­ dung in einem System mit einem Signalverarbei­ tungskanal, wobei der Signaleingang des Transkon­ duktanzverstärkers (65; 66, 68, 69, 71, 74; 100, 101, 105) mit einem ersten Schaltungspunkt (T ₃) des Si­ gnalverarbeitungskanals gekoppelt ist, während der Verstärkerausgang mit einem zweiten Schal­ tungspunkt (T ₄) des Signalverarbeitungskanals ge­ koppelt ist, der zur Bildung einer geschlossenen Regelschleife vor dem ersten Schaltungspunkt liegt.

5. Abtastanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Transkonduktanz­ verstärker (65; 66, 68, 69, 71, 74; 100, 101, 105) einen ersten und einen zweiten, als Differenzver­ stärker geschalteten Transistor (66, 68) enthält und der erste Transistor (66) eine Eingangselektrode zur Zuführung der abzutastenden Signale, eine Ausgangselektrode und eine Bezugselektrode auf­ weist und der zweite Transistor (68) eine mit einem Bezugspotential (V _REF) gekoppelte Eingangselek­ trode, eine Ausgangselektrode und eine mit der Be­ zugselektrode des ersten Transistors gekoppelte Bezugselektrode hat, daß mit den Bezugselektro­ den dieser beiden Transistoren eine erste Strom­ quelle (69, R) zur Betriebsstromzuführung gekop­ pelt ist, und daß im Kollektorkreis des zweiten Transistors (68) der Eingang eines Stromspiegels (71, 74) liegt, dessen Stromausgang mit einer zwei­ ten Stromquelle (75, 2 R) koppelbar ist.

6. Abtastanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der von der zweiten Stromquelle (75, 2 R) gelieferte Strom praktisch gleich demjeni­ gen Strom ist, der von einem Ausgangstransistor (74) des Stromspiegels geführt wird, wenn die Ein­ gangsspannungen der ersten und zweiten Transi­ storen (66, 68) praktisch gleich sind.

7. Abtastanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine den Abtastschalter und den Rückkopplungsschalter bildende Schalteranord­ nung (68′) während der Klemmintervalle den Aus­ gangsstrom des Stromspiegelausgangstransistors (74) zum Klemmkondensator (84) am Eingang des ersten Transistors (66) leitet und den Stromspiegel­ ausgang vom Abtastspeicherkondensator (70) ab­ koppelt, dagegen während der Abtastintervalle den Stromspiegelausgang vom Eingang des ersten Transistors abtrennt und den Ausgangsstrom des Stromspiegels dem Abtastspeicherkondensator zu­ führt.

8. Abtastanordnung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Stromquelle (75, 2 R) einen dritten Transistor (75) enthält, dessen Haupt­ stromstrecke in Reihe mit der Hauptstromstrecke des Ausgangstransistors (74) des Stromspiegels und in gleicher Polungsrichtung mit dieser liegt, und daß die Schalteranordnung (68′) den Abtastspei­ cherkondensator (70) während der Abtastintervalle an einen Schaltungspunkt zwischen den Haupt­ stromstrecken dieser beiden Transistoren ankop­ pelt.

9. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transkonduktanzverstärker (65; 66, 68, 69, 71; 100, 101, 105) einen Inverterver­ stärker mit einem Transistor (101) und eine mit dessen Ausgangselektrode gekoppelte Konstant­ stromquelle (105) aufweist.