DE3715825C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Verstärkungsregel-(AVR-) Schaltung zum Regeln der Verstärkung eines Videosignals in einem Fernsehempfänger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Diese AVR-Schaltung ist für eine AVR-Operation bei einem Videosignal ausgelegt, auf das die Abweichungs- oder Offsetverarbeitung wahlfrei angewandt wird, z. B. das Synchronsignal zum Verwürfeln des Videosignals beim Kabel- oder Münzfernsehen.

Eine AVR-Schaltung hält bekanntlich die Verstärkung auf einem konstanten Pegel. In einem Fernsehempfänger erfaßt oder demoduliert z. B. die AVR-Schaltung den Signalpegel des durch Videogleichrichtung oder -demodulation gewonnenen Videosignals. Auf der Grundlage des erfaßten Pegels regelt die AVR-Schaltung die Verstärkung eines Zwischen­ verstärkerkreises (ZF-Kreises) und eines Hochfrequenz­ kreises (HF-Kreises) im Tuner. Die AVR-Operation für den ZF-Kreis wird als ZFAVR (IFAGC), diejenige für den HF-Kreis als HFAVR (RFAGC) bezeichnet.

Diese beiden Arten der AVR-Operation (HFAVR und ZFAVR) sind erforderlich, um einen Kompromiß zwischen Rausch­ zahl und Kreuzmodulations-Verzerrung (Klirrfaktor) zu erreichen. Für die Erzielung einer guten Rauschzahl sollte die Verstärkung des HF-Kreises möglichst groß sein. Eine große Verstärkung des HF-Kreises kann jedoch zur Erzeugung eines verzerrten Signals aufgrund der bei einem Verstärker im HF-Kreis vorhandenen Nichtlinearität führen. Dieses verzerrte Signal ruft Kreuzmodulations-Interferenz hervor. Der HF- und der ZF- Kreis müssen daher einer AVR-Regelung unterworfen werden, um eine zufriedenstellende Leistung bezüglich sowohl der Rauschzahl als auch der Kreuzmodulations-Inter­ ferenz (oder -Störung) zu erzielen.

Im allgemeinen gilt beim Verstärker wegen einer kenn­ zeichnenden oder deutlichen Nichtlinearität die nachstehend angegebene Beziehung zwischen Ein­ gangssignalspannung und Ausgangssignalspannung des Ver­ stärkers:

Darin bedeuten:

Y(e) Ausgangssignalspannung des Verstärkers
e Eingangssignalspannung des Verstärkers
Kn der die Linearität des Verstärkers ausdrückende Koeffizient
n Klirrfaktor

In obiger Gleichung (1) enthält die Nichtlinearitätsver­ zerrung die Verzerrungs- oder Klirrfaktorkomponenten sehr hoher Ordnung. Die letzteren, die bei praktischer Anwendung berücksichtigt werden müssen, sind jedoch solche, die höchstens bis zur zweiten Ordnung (n=2) oder zur dritten Ordnung (n=3) reichen.

Wenn die durch Gleichung (1) ausgedrückte Verzerrung in einem Tuner erzeugt wird, treten Kreuzmodulations- und Schwebungs-Interferenz auf. Das Ausmaß der Kreuzmodulation, welches das Ausmaß oder den Grad der Kreuzmodulations- Interferenz repräsentiert, ist dem Quadrat des die Kreuzmodulations-Interferenz hervorrufenden Signals proportional. Die Kreuzmodulations-Interferenz erscheint deutlich in einem System mit einer Anzahl von Über­ tragungskanälen, z. B. einer Gemeinschaftsantennen- oder Kabel-Fernsehanlage (CATV).

Schwebungsinterferenz tritt auf, wenn eine Anzahl von Hochfrequenzsignalen gleichzeitig übertragen werden; sie tritt auch auf, wenn die im Verstärker erzeugte verzerrte Komponente im Frequenzband des Hoch­ frequenzsignals vorliegt.

Bei der HFAVR beim HF-Kreis mit einer Anzahl von Mischern oder Mischstufen ist ein HF-Verstärker an der Vorstufe des ersten Mischers vorgesehen. Die Verstärkung des HF- Verstärkers wird zur Verringerung von Verzerrung geregelt. Diese Maßnahme ist vom Standpunkt der verringerten Ver­ zerrung, nicht aber vom Standpunkt der Verringerung des Träger-Rauschen-Verhältnisses zweckmäßig. Das Träger- Rauschen-Verhältnis (C/N) bestimmt sich allgemein zu:

C/N [dB] = ei [dBµ] - NF [dB] - 0,86 dB (2)

Darin stehen ei für die Eingangssignalspannung des Ver­ stärkers und NF für die Rauschzahl. Wenn die Zahl der in Kaskade geschalteten Verstärker zu "m" vorausgesetzt wird, bestimmt sich das Gesamt-C/N-Verhältnis (C/N)m zu:

(C/N)m [dB] = (C/N) [dB] - 10 log₁₀ m (3)

Das Gesamt-C/N-Verhältnis (C/N)m ist der Zahl der in Kaskade geschalteten Verstärker umgekehrt proportional. Dies bedeutet, daß dann, wenn eine Zahl "m" von Verstärkern gleicher Leistung in Kaskade geschaltet sind, das C/N- Verhältnis sich um 10 log₁₀ m (dB) verschlechtert.

Um somit das C/N-Verhältnis bei einer Kaskadenschaltung von "m" Verstärkern auf demjenigen für eine einzige Ver­ stärkerstufe zu halten, ist der Eingangssignalpegel ei an jedem Verstärker vorgegeben zu:

ei [dBµ] = e min [dBµ] + 10 log₁₀ m (4)

Darin bedeutet e min den mittels obiger Gleichung (2) berechneten Mindestsignalpegel.

Wie sich aus obiger Beziehung ergibt, ist es für die Erzielung eines vorbestimmten C/N-Verhältnisses erforder­ lich, daß das Signal einen vorbestimmten Pegel aufweist. Die Verstärkung eines Verstärkers mit einer Funk­ tion zur Verbessung des C/N-Verhältnisses muß daher auf einer solchen Größe gehalten werden, daß die Klirr- oder Verzerrungscharakteristika nicht beeinträchtigt werden.

Wenn "m" Verstärkerstufen in Kaskade geschaltet sind, bestimmt sich die Gesamt-Rauschzahl NFt zu:

Darin bedeuten G₁, G₂, . . ., G _m die Leistungsverstärkungen der einzelnen Verstärker und NF₁, NF₂, . . ., NF _m die Rauschzahlen der jeweiligen Verstärker.

Gleichung (5) zeigt, daß eine größere Verstärkung des HF- Verstärkers eine zufriedenstellend kleine Rauschzahl liefert.

Aus den oben genannten Gründen wird die AVR-Operation bei HF- und ZF-Kreis durchgeführt. Der HF-Kreis wird zur Unter­ drückung der Verzerrung geregelt, während der ZF-Kreis so geregelt wird, daß die Signalverstärkung konstant bleibt.

In den letzten Jahren sind Münzfernsehsysteme, wie Kabel- oder Gemeinschaftsantennenfernsehanlagen (CATV) ent­ wickelt worden. In solche Systeme sind verschiedene Arten von Schutzsystemen eingebaut worden, um eine Benutzung des Fernsehgeräts durch andere Personen als die Teilnehmer zu verhindern. Bei einem solchen Schutzsystem wird z. B. ein verwürfeltes Signal als Sendersignal benutzt. Mittels einer im Teilnehmer-Anschluß vorgesehenen Entwürfelungs­ schaltung wird das verwürfelte Signal entwürfelt und damit ein normales Videosignal gewonnen.

Für das Verwürfeln des Videosignals werden verschiedene Systeme angewandt. Diese umfassen HF-Verwürfelung und Basisband-Verwürfelung. Letztere läßt sich in das Video­ einblendungs-, das Synchronoffset- und das Synchronunter­ drückungssystem klassifizieren.

Beim Münzfernsehen, wie bei einer Gemeinschaftsfernseh­ anlage (CATV), wird ein Mehrkanal-Sendersignal empfangen. In diesem Fall entsteht aufgrund der Nichtlinearitätsver­ zerrung der aktiven Elemente im HF-Verstärker und im Mischer für die Frequenzumwandlung im Tuner ein durch obige Gleichung (1) ausgedrücktes, unerwünschtes ver­ zerrtes Signal. Das verzerrte Signal bzw. die Kreuzmodu­ lations-Verzerrung beeinträchtigt das Videosignal. Zur Verhinderung der Auswirkung dieser Verzerrung wird die Verstärkung des Tuners geregelt.

Die Eingangsfeldstärke (AVR-Verzögerungspunkt), bei welcher die HFAVR-Operation unter Berücksichtigung von Kreuz­ modulations-Verzerrungspegel und Rauschzahl einsetzt, wird vorherbestimmt. Mit anderen Worten: die Feld­ stärke, bei welcher die HFAVR-Operation zusammen mit der ZFAVR-Operation eingeleitet wird, wird vorherbestimmt. Damit wird die Verstärkung des Eingangssignals zweckmäßig geregelt.

Als Ergebnis wird eine optimale Verstärkungsregelung des Eingangssignals durch die ZFAVR- und HFAVR-Operationen durchgeführt. Die AVR-Operationen müssen jedoch der Änderung des Eingangspegels folgen können.

Dieses Erfordernis wirft Schwierigkeiten auf, speziell dann, wenn die AVR-Operation bezüglich eines Video- Verwürfelungssignales erfolgt, dessen Horizontal­ synchronsignal versetzt (offset) ist. Dies bedeutet, daß die Ansprechcharakteristika von ZFAVR und HFAVR voll berücksichtigt werden müssen.

Aus der DE-AS 28 34 886 ist eine Videosignal-Verar­ beitungsschaltung für Fernsehempfänger bekannt, die einen Tuner, einen Zwischenfrequenzverstärker, einen Videodetektor (Demodulator), eine ZF-Verstärkungsregel­ schaltung, eine Zeitkonstantenschaltung, eine HFAVR- Schaltung und eine AVR-Schaltung hat. In dieser Video­ signal-Verarbeitungsschaltung wird die Verstärkung des Zwischenfrequenzverstärkers in der ZF-Verstärkungsregel­ schaltung und in der AVR-Schaltung eingestellt. Die AVR-Schaltung, die mit dem Verstärkungssteueranschluß des Zwischenfrequenzverstärkers verbunden ist, arbeitet, wenn der Pegel des Zwischenfrequenz-Ausgangssignales einen vorbestimmten Wert erreicht, und sie steuert die Verstärkung.

Weiterhin ist in der DE 30 10 242 C2 ein Fernseh­ empfänger beschrieben, der über eine Schaltung verfügt, mit der eine Übersteuerung vermieden werden soll. Diese Schaltung hat eine HF-Regelsignalstufe, die mit einer Zeitkonstantenschaltung verbunden ist. In der Schaltung wird die Verstärkung eines HF-Verstärkers entsprechend dem erzeugten Übersteuerungssignal gesteuert, wenn ein Zwischenfrequenzsignal einen vorbestimmten Pegel über­ schreitet.

Die DE 29 21 777 C2 beschreibt eine automatische Ver­ stärkungsregelschaltung, bei welcher eine AVR-Zeit­ konstante abhängig von einem Rauschsignal verändert wird. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel dieser bekannten Verstärkungsregelschaltung werden die Ladeströme und Entladeströme eines AVR-Kreises abhängig von einem externen Rauschen so gesteuert, daß die AVR-Zeitkonstante zunimmt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Ladeströme und Entladeströme des AVR-Kreises abhängig von einem Impulsrauschen gesteuert, so daß die AVR- Zeitkonstante zunimmt. Nach einem weiteren Ausführungs­ beispiel wird der Widerstandswert einer AVR-Zeitkonstanten­ schaltung abhängig von einem Rauschsignal so verändert, daß der Entladewiderstand zunimmt.

Schließlich beschreibt die DE-OS 30 10 242 einen Fernsehempfänger mit Übersteuerungsschutz, bei dem ein Festfahren in einem Übersteuerungszustand vermieden werden soll. Hierzu erzeugt ein Übersteuerungsdetektor ein Übersteuerungssignal, wenn ein Zwischenfrequenzsignal einen vorbestimmten Pegel übersteigt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer AVR- Schaltung, mit welcher die Ansprechcharakteristik der HFAVR ohne Beeinträchtigung der Ansprechcharakteristik der ZFAVR geregelt werden kann und mit welcher damit eine stabile automatische Verstärkungsregelung (AVR) am Empfangswellensignal, wie dem Verwürfelungssignal ohne Synchronsignal, durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer automatischen Verstär­ kungsregel-Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kenn­ zeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 11.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer AVR-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2A bis 2D graphische Wellenformdarstellungen zur Verdeutlichung einer AVR-Operation, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 2A die Wellenform eines Videodemodulationsausgangssignals, Fig. 2B eine ZFAVR-Wellenform, Fig. 2C eine reproduzierte Video­ wellenform und Fig. 2D eine Horizontal-Synchronaus­ gangswellenform,

Fig. 3A bis 3D den Fig. 2A bis 2D entsprechende graphische Wellenformdarstellungen zur Erläuterung der Arbeits­ weise der AVR-Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 4A bis 4D graphische Wellenformdarstellungen des Signals bei einem Abstimmübergang für Kanalwahl an Schaltungspunkten bei der AVR-Schaltung nach Fig. 1 und

Fig. 5 eine graphische Wellenformdarstellung der HFAVR- Spannung während des Abstimmübergangs bei der AVR- Schaltung nach Fig. 1.

Fig. 1 veranschaulicht eine AVR-Schaltung gemäß der Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einer Videosignal­ schaltung für die Verarbeitung eines verwürfelten Video­ signals in einem Münzfernsehsystem, wie einem Kabel- oder Gemeinschaftsfernsehsystem (CATV). Von den verschiedenen Signalverwürfelungssystemen wird in der folgenden Beschreibung auf ein Synchronoffsetsystem zum wahlfreien Versetzen des Snychronsignals als Beispiel Bezug genommen.

Gemäß Fig. 1 wird ein verwürfeltes Mehrkanal-CATV-Signal einem (Aufwärts- und Abwärts-)Tuner 1 eingespeist. Im Tuner 1 wird das Eingangssignal über ein Hochpaßfilter 2 einem Hochfrequenz- bzw. HF-Verstärker 3 mit variabler Verstärkung zugeführt. Die Verstärkung des Verstärkers wird eingestellt, und zwar hauptsächlich, um die durch Gleichung (1) ausgedrückte Nichtlinearitätsverzerrung auf eine zweckmäßige Größe zu setzen. Das Ausgangssignal des HF-Verstärkers 3 wird über ein Tiefpaßfilter 4 einem ersten Mischer bzw. einer ersten Mischstufe 5 zugeführt. Ein erster Empfangsoszillator 7 gibt eine Schwingfrequenz entsprechend der durch einen Abstimmregler 6 bezeichneten oder bestimmten Senderstation aus. Unter Heranziehung des Ausgangssignals vom ersten Empfangsoszillator 7 bewirkt der erste Mischer 5 eine Hochfrequenzumwandlung des Fern­ sehsignals vom HF-Verstärker 3. Das hochfrequenzumgewandelte Ausgangssignal des ersten Mischers 5 wird durch einen Tuner-Zwischenfrequenz- bzw. -ZF-Verstärker 9 ver­ stärkt, nachdem sein unerwünschter Signalanteil durch ein Bandpaßfilter 8 beseitigt worden ist. Sodann wird dieses Signal über ein Bandpaßfilter 10 einem zweiten Mischer 11 zugeführt. Unter Heranziehung des Ausgangssignals eines zweiten Empfangsoszillators 12 bewirkt der zweite Mischer 11 eine Niederfrequenzumwandlung des hochfrequenzumgewandelten Fernsehsignals. Das niederfrequenzumgewandelte Signal wird über ein Bandpaßfilter 13 zu einer Ausgangsklemme AUS des Tuners 1 ausgegeben.

Das Ausgangssignal vom Tuner 1 wird einem Zwischenfrequenz- bzw. ZF-Verstärker 20 eingespeist. Mittels der ZFAVR- Operation wird die Verstärkung des ZF-Verstärkers 20 so geregelt, daß die durch Gleichung (5) bestimmte Rausch­ zahl nicht beeinträchtigt wird und sein Ausgangssignal auf einem vorbestimmten konstanten Pegel bleibt. Das Ausgangs­ signal des ZF-Verstärkers 20 wird einem Videodetektor 30 zugeführt, in welchem eine Videomodulation stattfindet. Das demodulierte Videosignal wird einem Entwürfeler 40 zugeliefert, in welchem eine Entwürfelungsverarbeitung zum Reproduzierten des Video­ signals ausgeführt wird.

Das Ausgangssignal des Videodetektors 30 wird auch einem ZFAVR-Kreis 50 zugeführt, welcher eine ZFAVR-Gleich­ spannung entsprechend dem Pegel (oder der Größe) des video­ demodulierten Ausgangssignals erzeugt. Die Verstärkung des ZF-Verstärkers 20 wird durch die so erzeugte ZFAVR- Spannung geregelt. Die Zeitkonstante für die ZFAVR (d. h. auto­ matische Zwischenfrequenzverstärkungsregelung) wird durch einen Widerstand R 20 und einen Kondensator C 20 vorgegeben.

Das Ausgangssignal des ZFAVR-Kreises 50 wird auch einem HFAVR-Kreis 60 eingespeist, welcher die sogenannte AVR- Verzögerung ausführt, um die HFAVR (d. h. automatische Hochfrequenzverstärkungsregelung) der ZFAVR-Operation folgen zu lassen, und welcher eine HFAVR-Spannung zum Regeln der Verstärkung des HF-Verstärkers 3 des Tuners 1 erzeugt. Die Größe der AVR-Verzögerung wird durch einen variablen Widerstand bzw. Regelwiderstand 62 einge­ stellt.

Das Ausgangssignal des HFAVR-Kreises 60 wird einem Parallel­ kreis aus einem Kondensator C 10 und einem Reihenkreis mit einem Widerstand R 10, einem Zeitkonstantenregler 70 und einem Kondensator C 30 zugeführt. Der Regler 70 besteht aus zwei Dioden D 1 und D 2 sowie einem Widerstand R 30, die zueinander parallelgeschaltet sind. Der Kondensator C 10 dient zum Entfernen oder Beseitigen der Videokomponente.

Die HFAVR-Spannung wird von einem Verzweigungspunkt D des Zeitkonstantenreglers 70 und des Kondensators C 30 abge­ nommen. Diese Spannung wird dem HF-Verstärker 3 des Tuners 1 über eine Klammerschaltung 80 zugeführt, die zum Anklammern der HFAVR-Spannung auf eine Größe unter einem AVR-Pegel des HFAVR-Verstärkers 3 dient und die einen Widerstand R 80 sowie eine Zener-Diode ZD aufweist.

Der Zeitkonstantenregler 70 ist so ausgelegt, daß er nach Maßgabe der Größenänderung der Ausgangsspannung vom HFAVR- Kreis 60 die HFAVR-Zeitkonstante wählt. Wie oben erwähnt, umfaßt dieser Regler 70 die Dioden D 1 und D 2 sowie den Widerstand R 30, die zueinander parallelgeschaltet sind. Wenn die Ausgangsspannungsänderung des HFAVR-Kreises 60 die Diodenspannung übersteigt, wird eine der Dioden leitend. Wenn die Diode D 1 oder D 2 leitet, entspricht eine Zeitkonstante des Zeitkonstantenkreises, der mit dem Aus­ gang des HFAVR-Kreises 60 verbunden ist, etwa (C 10+C 30)×R 10.

Wenn dagegen die Ausgangsspannungsänderung des HFAVR-Kreises 60 kleiner ist als die Durchlaßspannung der Diode, befinden sich die Dioden D 1 und D 2 in einem Sperrzustand. In diesem Fall entspricht die Zeitkonstante etwa (C 10+C 30)×(R 10+R 30). Da der Widerstand R 30 von einem hochohmigen Typ ist, ist diese Zeitkonstante länger als in dem Fall, wenn die Diode D 1 oder D 2 leitet.

An dieser Stelle ist zu beachten, daß die Dioden D 1 und D 2 nicht gleichzeitig leitend gemacht bzw. durchgeschaltet werden. Wenn eine die Diodenspannung übersteigende Erhöhung der Ausgangsspannung des HFAVR-Kreises 60 auftritt, wird die Diode D 2 leitend. Im Fall einer die Diodenspannung übersteigenden Verringerung der Ausgangsspannung wird dagegen die Diode D 1 leitend. Auf diese Weise regelt der Zeitkonstantenregler 70 die Zeitkonstante beim HFAVR-Vor­ gang in Übereinstimmung mit der Größenänderung der Aus­ gangsspannung des HFAVR-Kreises 60.

Wie erwähnt, werden in der AVR-Operation die Verstärkungen des ZF-Verstärkers 20 und des HF-Verstärkers 3 des Tuners 1 unter Berücksichtigung der Signal-Rauschzahl und der Kreuzmodulations-Verzerrung geregelt. Dabei muß auch die Ansprechzeitcharakteristik berücksichtigt werden. Allgemein muß die Ansprechzeit beim HFAVR-Vorgang kürzer sein als beim ZFAVR-Vorgang. Ein Grund hierfür liegt darin, daß die ZFAVR an dem Signal vorgenommen wird, das nach der Videomodulation erhalten wird und selbst ein demoduliertes Videosignal ist. Ein anderer Grund besteht darin, daß der HFAVR-Kreis die AVR-Operation mit einer Verzögerung gegenüber der ZFAVR-Operation ausführt und eine Beeinträchtigung von Charakteristiken, wie Kreuz­ modulations-Verzerrung, verhindert.

Die AVR-Detektion oder -Demodulation in der AVR-Operation läßt sich in eine Spitzen-AVR-Demodulation, eine Mittelwert-AVR-Demodulation und eine unverzögerte oder getastete AVR-Demodulation klassifizieren. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird beispielsweise die Spitzen(wert)demodulation angewandt.

Es sei angenommen, daß das der Schaltung gemäß Fig. 1 eingespeiste Videosignal gemäß Fig. 2A ein verwürfeltes Videosignal ist, in welchem das Synchronsignal wahlfrei versetzt ist. Die ZFAVR-Spannung fällt ab, weil das Synchronsignal mit einem niedrigen Pegel zum Zeitpunkt t 1 erfaßt wird. Zu einem Zeitpunkt t 2 eines Signals, dessen Synchronsignal versetzt ist, steigt die ZFAVR-Spannung gemäß Fig. 2B an. Auch wenn dabei keine außerordentlich große Änderung im Pegel des Bildsignals des Videosignals vorliegt, wird daher die Verstärkung des ZF-Verstärkers 20 unbeabsichtigt ver­ größert, weil das Synchronsignal versetzt ist. Infolgedessen tritt im reproduzierten Bild ein Flackern auf. In einem Extremfall wird das Bild­ signal des reproduzierten Videosignals unter den normalen Sockelpegel oder sogar unter den Bezugspegel V _REF für die Synchrontrennung verstärkt (vgl. Fig. 2C). In diesem Fall wird, wie in Fig. 2D gezeigt, die normale Synchrontrennung schwierig, und die Entwürfelungsoperation kann nicht durchgeführt werden.

Um dies zu vermeiden, wird die Kapazität des den Zeit­ konstantenkreis für ZFAVR bildenden Kondensators C 20 vergrößert, um die Wellenform der ZFAVR-Spannung auf die in Fig. 2B in strichpunktierter Linie angegebene Weise umzuformieren. Dies geschieht unabhängig von der Ankunft bzw. vom Empfang des Synchronoffset-Spannungs­ signals. Mit anderen Worten: durch Vergrößerung der Kapazität des an die Ausgangsklemme des ZFAVR-Kreises 50 angeschlossenen Kondensators C 20 wird die ZFAVR für das Videosignal, bei dem das Horizontalsynchronsignal fehlt, wirksam.

Falls jedoch die ZFAVR-Zeitkonstante lang ist, muß die Zeitkonstante für die HFAVR ebenfalls lang eingestellt werden, weil die HFAVR mit einer gewissen Verzögerung gegenüber der ZFAVR-Operation ausgeführt werden muß. Infolgedessen muß auch die HFAVR-Zeitkonstante ver­ größert werden. Die einfache Vergrößerung der HFAVR-Zeitkonstante hat eine Beeinträchtigung der Ansprechcharkteristik beim HFAVR-Vorgang zur Folge. Zur Vermeidung einer solchen Beeinträchtigung wird erfindungsgemäß dann, wenn eine die Diodenspannung über­ steigende plötzliche Änderung in der Ausgangsspannung vom HFAVR-Kreis 60 auftritt, entweder die Diode D 1 oder die Diode D 2 leitend gemacht, um damit die Verschlechterung der Ansprechcharakteristik beim HFAVR-Vorgang zu kompensieren.

Wie oben beschrieben, wird mit der Vergrößerung der ZFAVR- Zeitkonstante die AVR-Verzögerung eingeführt, während die HFAVR-Zeitkonstante durch den Zeitkonstantenregler 70 geregelt wird. Infolgedessen wird eine stabile AVR-Operation gewährleistet. Auch wenn dabei in mehreren aufeinander­ folgenden Zeilen kein Horizontalsynchronsignal enthalten ist (vgl. Fig. 3A), kann somit gemäß Fig. 3B eine stabile ZFAVR-Spannung im Vergleich zu der in Fig. 2B gezeigten ZFAVR-Spannung gewonnen werden. Infolgedessen wird das reproduzierte Videosignal auch erst dann verstärkt, wenn es gemäß Fig. 3C unter den Bezugspegel V _REF abfällt, wobei gemäß Fig. 3D die normale Synchrontrennung möglich ist.

Die Stabilisierung des AVR-Systems ist nicht nur bei Ankunft bzw. Empfang des genannten verwürfelten Video­ signals, sondern auch während des Abstimmübergangs erforderlich. Eine Schaltung zum Stabilisieren des Systems während des Abstimmübergangs ist mit dem ZFAVR-Kreis 50 verbunden. Wie dargestellt (Fig. 1), ist eine Parallel­ schaltung aus einem Widerstand R 20 und dem Kondensator C 20 zum Einstelllen der Zeitkonstante des ZFAVR-Kreises 50 zu einem Kondensator C 40 parallelgeschaltet. Der Kondensator C 40 ist so geschaltet, daß er über einen Puffer­ verstärker 90 und ein Gatter oder Torelement G 1 aufgeladen und entladen und über ein Gatter G 2 entladen wird. Die Gatter G 1 und G 2 werden durch ein vom Abstimm­ regler 6 geliefertes Wählsignal getort. Das Gatter G 2 wird mit dem Wählsignal über einen Inverter 95 beschickt, so daß das Gatter G 2 sperrt, wenn das Gatter G 1 durchgeschaltet ist.

Während des Abstimmübergangs ist daher das Gatter G 1 leitend, wobei der Ausgang des ZFAVR-Kreises 50 am Kondensator C 40 liegt. Zunächst wird der Kondensator C 40 durch die ZFAVR-Spannung aufgeladen. Im folgenden ist anhand der Zeitsteuerdiagramme gemäß Fig. 4A bis 4D die Operation während des Abstimmübergangs beschrieben. Gemäß Fig. 4A wird von einem Zeitpunkt t 1 der Abstimmung bis zu einem Zeitpunkt t 2, zu dem das Wählsignal am Punkt B gemäß Fig. 1 seinen Zustand ändert (Fig. 4B), der Kondensator C 40 aktiv auf einen vorbestimmten Wert aufgeladen. Zum Zeitpunkt t 2 sperrt das Gatter oder Torelement G 1. Hierdurch wird die Stabilisierung der ZFAVR-Spannung während des Abstimmübergangs beschleunigt. Hierdurch wird eine plötzliche Änderung der Spannung am Punkt C, d. h. der Ausgangsspannung des HFAVR-Kreises 60, verhindert. Ab dem Zeitpunkt t 2 ist das Gatter G 2 leitend bzw. durchge­ schaltet, um die Stabilisierung der ZFAVR-Spannung zu beschleunigen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 4D gezeigt, beruhigt sich daher die Spannung am Punkt D, d. h. die HFAVR-Spannung, schneller als bei der bisherigen Anordnung, bei welcher sie sich erst zum Zeitpunkt t 3 beruhigt (vgl. gestrichelte Linie in Fig. 4D).

Fig. 5 veranschaulicht eine Änderung der HFAVR-Spannung während des Abstimmübergangs. In Fig. 5 steht die ausge­ zogene Linie für die Übergangscharakteristika bzw. -kenn­ linien für den Fall, daß der Kondensator C 40 während des Abstimmübergangs nicht aufgeladen wird und der Zeitkon­ stantenregler 70 nicht betätigt wird bzw. wirksam ist. Eine gestrichelte Linie veranschaulicht die Stabilisierung oder Beruhigung der HFAVR-Spannung während des Abstimmübergangs. Diese Stabilisierung resultiert aus dem Zusammenwirken der Übergangs- oder Einschwingladung zum Kondensator C 40 mit der Wirkungsweise des Zeitkonstanten­ reglers 70.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, kann die HFAVR-Spannung auch dann stabilisiert werden, wenn die ZFAVR-Zeitkonstante bis zu einem gewissen Grad vergrößert wird, um das ver­ würfelte Signal zu berücksichtigen, das durch Unterwerfen des Eingangs-Videosignals der Offset-Verarbeitung geformt wird, und im Fall, daß sich die elektrische Feld­ stärke aufgrund von z. B. Schwankung plötzlich ändert; auf diese Weise kann die Stabilisierung des AVR-Systems realisiert werden. Auf diese Weise können unabhängig vom Zustand des Empfangssignals sowohl der HFAVR- als auch der ZFAVR-Vorgang optimal geregelt werden, um damit den Anforderungen an Signalverzerrungs- und Rauschzahlleistung zu entsprechen.

Bei der beschriebenen AVR-Schaltung gemäß der Erfindung kann aufgrund der Anordnung des Zeitkonstantenreglers 70 in der HFAVR-Schaltung die Ansprechcharakteristik beim HFAVR-Vorgang ohne Beeinträchtigung der Ansprech­ charakteristik der ZFAVR-Operation geregelt werden. Infolgedessen kann auch dann, wenn das Eingangssignal ein verwürfeltes Signal ohne das Horizontalsynchronsignal ist, eine stabile AVR-Operation gewährleistet werden. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die HFAVR- Spannung die AVR-Zeitkonstante nur dann regelt, wenn die Pegeländerung der HFAVR-Spannung eine vorbestimmte Größe übersteigt. Aufgrund dieses Merkmals kann die HFAVR- Anordnung die Zeitkonstante zweckmäßig so regeln oder einstellen, daß das AVR-System stabilisiert wird, während es seine Nachlaufcharakteristik für eine Pegel­ änderung des Empfangssignals beibehält.

Die erfindungsgemäße AVR-Schaltung ist für die Regelung der HFAVR-Zeitkonstante nicht nur bei Anwendung der Spitzenwert-AVR-Demodulation, sondern auch im Fall anderer Arten der AVR-Demodulation, wie unverzögerte oder getastete AVR-Demodulation, anwendbar.

Auch bei Verwendung einer beliebigen Art einer AVR-Demodu­ lationseinrichtung können die Ansprech­ charakteristik und die Verstärkungsregelung optimal geregelt bzw. durchgeführt werden, so daß Rauschzahl und Signalverzerrungs-Charakteristik nicht beeinträchtigt werden.

Obgleich die Erfindung vorstehend beispielhaft in Ver­ bindung mit einem ein verwürfeltes Videosignal verwendenden Gemeinschaftsfernsehsystem (CATV) beschrieben ist, ist sie ersichtlicherweise auch auf einen normalen Fernsehempfänger für den Empfang der normalen Sender- Fernsehprogramme anwendbar.

Wie erwähnt, wird bei der beschriebenen Ausführungsform das Ausgangssignal des Videodetektors oder -demodulators 30 empfangen. Eine Abwandlung, bei welcher das durch den Entwürflerkreis 40 entwürfelte Videosignal empfangen wird, liegt ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung.

Claims (11)

1. Automatische Verstärkungsregel-(AVR-)Schaltung zum Regeln der Verstärkung eines Videosignals in einem Fernsehempfänger, mit:
einem Tuner (1) mit einer Eingangsklemme (EIN) zum Empfangen eines Hochfrequenz-(HF-)Videosignals, einem HF-Verstärker (3) zum Verstärken des an der Eingangsklemme empfangenen HF-Videosignals, einer Frequenzwandlereinheit (5, 7) zum Frequenzum­ wandeln des durch den HF-Verstärker (3) verstärkten HF-Videosignals in ein Zwischenfrequenz-(ZF-)Video­ signal und einer Ausgangsklemme (AUS) zum Ausgeben des von der Frequenzwandlereinheit (5, 7) kommenden ZF-Videosignals,
einem ZF-Verstärker (20) zum Verstärken des an der Ausgangsklemme des Tuners (1) ausgegebenen ZF-Videosignals,
einer Demodulationsschaltung (30) zum Video­ demodulieren des Ausgangssignals des ZF-Verstärkers (20),
einem automatischen Zwischenfrequenzverstärkungs­ regel-(ZFAVR-)Kreis (50) zum Erzeugen eines ersten Spannungssignals für das Regeln der Verstärkung des ZF-Verstärkers (20) nach Maßgabe des Pegels des von der Demodulationsschaltung (30) abge­ gebenen demodulierten Signals,
einer ersten Zeitkonstantenschaltung (R 20, C 20) zum Anlegen einer ersten Zeitkonstanten an das vom ZFAVR-Kreis (50) erzeugte erste Spannungssignal und zur Lieferung des ersten Spannungssignals mit der ersten Zeitkonstante als ein ZFAVR-Spannungssignal zum ZF-Verstärker (20),
einem automatischen Hochfrequenzverstärkungs­ regel-(HFAVR-)Kreis (60) zum Erzeugen eines zweiten Spannungssignals für die Regelung der Verstärkung des HF-Verstärkers (3) des Tuners (1) nach Maßgabe des Pegels des vom ZFAVR-Kreis (50) erzeugten ZFAVR-Spannungssignals und
einer HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) zum Anlegen als eine zweite Zeitkonstante an das vom HFAVR-Kreis (60) erzeugte zweite Spannungssignal und zur Lieferung des zweiten Spannungssignals mit der zweiten Zeitkonstante als HFAVR-Spannungssignal zum HF-Verstärker (3) des Tuners (1),
dadurch gekennzeichnet, daß
die HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) die zweite Zeitkonstante oder eine hierzu kleinere dritte Zeitkonstante (R 10, C 10, C 30) an das zweite Spannungssignal anlegt und das zweite Spannungssignal mit der zweiten oder dritten Zeit­ konstanten als das HFAVR-Spannungssignal zum HF- Verstärker (3) des Tuners (1) speist, wobei die zweite und die dritte Zeitkonstante länger als die erste Zeitkonstante sind, und
eine HFAVR-Zeitkonstantenregeleinheit (70) die zweite oder dritte Zeitkonstante der HFAVR-Zeit­ konstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) gemäß der Änderung im Pegel des durch den HFAVR-Kreis (60) erzeugten zweiten Spannungssignals auswählt, so daß, wenn die Änderung im Pegel des zweiten Spannungssignals größer ist als ein vorbestimmter Wert, die dritte Zeitkonstante gewählt wird, die kürzer ist als die zweite Zeitkonstante.

2. AVR-Schaltung nach Anspruch 1 zum Regeln der Ver­ stärkung eines unverwürfelten Videosignals oder eines verwürfelten Videosignals, in welchem das Synchronsignal wahlfrei von einem Videosignal versetzt ist, für einen Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Zeitkonstantenschaltung die erste Zeitkonstante (vgl. R 20, C 20) oder eine vierte Zeitkonstante (R 20, C 20, C 40) an das erste Spannungssignal anlegt und das erste Spannungssignal mit der ersten oder vierten Zeitkonstanten als das ZFAVR-Spannungssignal zum ZF-Verstärker (20) speist und
eine ZFAVR-Zeitkonstantenregeleinheit (60, 90, 95, G 1, G 2) die erste Zeitkonstante der ersten Zeitkonstantenschaltung bei Empfang des unverwürfelten Videosignals an der Eingangsklemme des Tuners (1) und die vierte Zeitkonstante der ersten Zeitkonstantenschaltung bei Empfang des verwürfelten Videosignals an der Eingangsklemme des Tuners (1) wählt, wobei die vierte Zeitkonstante viel länger als die erste Zeitkonstante ist.

3. AVR-Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Entwürfeler (40) zum Entwürfeln des demodu­ lierten Ausgangssignals von der Demodulations­ schaltung (30).

4. AVR-Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die HFAVR-Zeitkonstantenregelein­ heit (70) die dritte Zeitkonstante wählt, wenn die Änderung im Pegel des zweiten Spannungssignales größer ist als ein vorbestimmter Wert.

5. AVR-Schaltung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die HFAVR-Zeitkonstantenregel­ einheit (70) den Widerstandswert der HFAVR-Zeitkon­ stantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) vermindert, wenn die Änderung im Pegel des zweiten Spannungs­ signales größer als der vorbestimmte Wert ist.

6. AVR-Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) eine Reihenschaltung mit ersten und zweiten Widerständen (R 10 und R 30) und einem ersten Kondensator (C 30), die in Reihe an die Ausgangs­ klemme des HFAVR-Kreises (60) angeschlossen sind, aufweist, wobei das HFAVR-Spannungssignal vom Knotenpunkt zwischen dem zweiten Widerstand (R 30) und dem ersten Kondensator (C 30) abnehmbar ist, und daß die HFAVR-Zeitkonstantenregeleinheit (70) eine Nebenschlußeinrichtung aufweist, um das Signal den zweiten Widerstand (R 30) der HFAVR-Zeitkonstanten­ schaltung überbrücken zu lassen, wenn die Änderung im Pegel des zweiten Spannungssignales größer als der vorbestimmte Wert ist.

7. AVR-Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußeinrichtung eine nicht­ lineare Elementeinrichtung (D 1, D 2) aufweist, die parallel zum zweiten Widerstand (30) der HFAVR-Zeit­ konstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) geschaltet ist.

8. AVR-Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Elementeinrichtung (D 1, D 2) folgendes umfaßt: ein zum zweiten Widerstand (R 30) der HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) parallelgeschaltetes erstes nichtlineares Element (D 2), das leitend ist, wenn eine Vergrößerung des zweiten Spannungssignals den vorbestimmten Wert übersteigt, und ein zum zweiten Widerstand (R 30) der HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) parallelgeschaltetes zweites nichtlineares Element (D 1), das leitend ist, wenn eine Ver­ kleinerung des zweiten Spannungssignals den vorbe­ stimmten Wert übersteigt.

9. AVR-Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste nichtlineare Element eine Diode (D 2 ) ist, deren Anode an den Knotenpunkt zwischen erstem Widerstand (R 10) und zweitem Widerstand (R 30) der HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) angeschlossen und deren Kathode mit dem Knotenpunkt zwischen dem zweiten Widerstand (R 30) und dem ersten Kondensator (C 30) der HFAVR-Zeitkon­ stantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) verbunden ist, und daß das zweite nichtlineare Element eine Diode (D 1) ist, deren Anode an den Knotenpunkt zwischen dem zweiten Widerstand (R 30) und dem ersten Kondensator (C 30) der HFAVR-Zeitkonstantenschaltung angeschlossen und deren Kathode mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten Widerstand (R 10) und dem zweiten Widerstand (R 30) der HFAVR-Zeitkonstantenschaltung (R 10, R 30, C 10, C 30) verbunden ist.

10. AVR-Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um die erste Zeitkonstante während des Abstimmübergangs vorübergehend länger ein­ zustellen als die zweite und dritte Zeitkonstante.

11. AVR-Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zeitkonstante länger als die vierte Zeitkonstante ist.