DE4033670A1 - Anhebeschaltung der rueckkopplungsart - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anhebeschaltung der Rückkopplungsart, bei der die Verstärkung des Ausgangssignales gegenüber dem Eingangssignal entsprechend der Frequenzvergrößerung der Eingangssignale zunimmt, und insbesondere eine Anhebeschaltung, bei der die Anhebecharakteristiken variabel gestaltet werden können, indem lediglich die Schaltungsverbindung und der Widerstandswert ohne neuen Schaltungsaufbau geändert werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Satz oder System, das angenommen wird.

Die wie in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Schaltung umfaßt einen Verstärker 100 und einen Tiefpaßfilter 103, der aus einem Widerstand R4 und einem Kondensator C1 besteht. Eingangssignale Vi werden der positiven Seite des Verstärkers 100 sowie der Eingangsseite des Tiefpaßfilters 103 zugeführt, während die Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 103 mit der negativen Seite des Verstärkers 100 verbunden ist.

Die herkömmliche Schaltung obigen Aufbaus arbeitet auf folgende Weise:

Die Charakteristiken des Ausgangssignales Vo gegenüber dem Eingangssignal Vi, d. h. die Übertragungscharakteristiken, können basierend auf der folgenden Formel berechnet werden:

Vo = (Vi - Lp Vi) · Ga (1)

wobei Lp eine übertragungscharakteristische Funktion des Tiefpaßfilters darstellt und Ga die Verstärkung des Verstärkers 100.

Formel 1 kann auch umgeschrieben werden in:

Vo/Vi = (1 - Lp) · Ga (2).

Die übertragungscharakteristische Funktion Lp für den Tiefpaßfilter 103 kann basierend auf folgender Formel berechnet werden:

Formel 3 kann in Formel 2 eingesetzt werden, wobei man dann folgende Formel erhält:

Hier kann festgestellt werden, daß die Anhebeschaltung der Fig. 1 eine Übertragungscharakteristik nach Formel 4 aufweist, während die Verstärkungscharakteristiken für unterschiedliche Frequenzen, wie in Fig. 2 gezeigt, ausgedrückt werden können.

Wie in Fig. 2 gezeigt, arbeitet daher die Anhebeschaltung in der Weise, daß, je höher die Frequenz (f) des Signales ist, desto größer die Verstärkung wird.

Wird eine Aufnahme auf einem Band eines Videokassettenrekorders in Form einer FM-Modulation der Leuchtdichtesignale durchgeführt, so werden die Rauschanteile mit höherem Pegel proportional dem Frequenzpegel aufgezeichnet.

Um die S/N-(Signal/Rausch-)Charakteristiken während der Wiedergabe zu verbessern, werden daher die Leuchtdichtesignale während der Aufnahme angehoben.

Der Pegel der Anhebung gegenüber der Frequenz wird durch die übliche Angabe bestimmt; in dem Fall jedoch, in dem die Angabe geändert wurde, um die Quantität der Anhebung zum Zwecke der Verbesserung der Bildqualität zu ändern, ist die veränderbare Quantität bei der herkömmlichen Schaltung begrenzt. Aus diesem Grunde ist es notwendig, daß die herkömmliche Schaltung neu erstellt wird. Bei der herkömmlichen Schaltung ist die Übertragungscharakteristik bei f = fc 1/√2, wie dies aus Formel 4 und Fig. 2 erkennbar ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Grenzen herkömmlicher Schaltungen zu überwinden.

Aus diesem Grunde soll die vorliegende Erfindung eine Anhebeschaltung der Rückkopplungsart vorsehen, bei der die Anhebequantität verändert werden kann, um an die geänderten Angaben angepaßt zu sein, wobei die Notwendigkeit für eine neue Schaltung ausgeschlossen wird.

Obiges Ziel und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigt

Fig. 1 eine schaltungsgemäße Darstellung des Aufbaus der herkömmlichen Anhebeschaltung;

Fig. 2 die Frequenzcharakteristiken der herkömmlichen Anhebeschaltung;

Fig. 3 und 4 schaltungsmäßige Darstellungen der Anhebeschaltung der Rückkopplungsart gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine detaillierte schaltungsmäßige Darstellung der Fig. 3;

Fig. 6 eine detaillierte schaltungsmäßige Darstellung der Fig. 4; und

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Frequenzcharakteristiken der Anhebeschaltung der Rückkopplungsart gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt die Anhebeschaltung der Rückkopplungsart gemäß der vorliegenden Erfindung; drei Operationsverstärker und einen Tiefpaßfilter 303, bestehend aus einem Widerstand R4 und einem Kondensator C1.

Gemäß Fig. 3 ist ein Eingangsterminal Vi mit den positiven Seiten eines ausgangsseitigen Verstärkers 300 und eines eingangsseitigen Verstärkers 301 verbunden, sowie mit der negativen Eingangsseite eines rückkopplungsseitigen Verstärkers 302. Die Ausgangsseite des Verstärkers 301 ist mit der Eingangsseite des Tiefpaßfilters 303 verbunden, und die Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 303 ist mit der negativen Seite des Verstärkers 300 sowie mit der positiven Seite des Verstärkers 302 verbunden, während die Ausgangsseite des Verstärkers 302 mit der negativen Seite des Verstärkers 301 verbunden ist, und der Ausgang Vo des Verstärkers 300 das End-Ausgangssignal liefert.

Gemäß der ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung der vorliegenden Erfindung darstellenden Fig. 4 ist die negative Seite des Rückkopplungsverstärkers 402 sowohl mit der Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 403 wie auch mit der Eingangsseite des Verstärkers 401 verbunden, und die positive Seite des Verstärkers 402 ist mit der positiven Eingangsseite des Verstärkers 401 verbunden, dem das Eingangssignal Vi zugeführt wird.

Fig. 5 ist eine detaillierte schaltungsmäßige Darstellung der Fig. 3, und Fig. 6 ist eine detaillierte schaltungsmäßige Darstellung der Fig. 4.

Die Übertragungscharakteristiken der Schaltung von Fig. 3 können auf folgende Weise erhalten werden:

Zunächst kann eine Gleichung für den Weg über den Verstärker 301, den Tiefpaßfilter 303 und den Verstärker 302 folgendermaßen bestimmt werden:

[(Vi - Vf) · Gb · Lp - Vi] Gc = Vf (5)

wobei Gb die Verstärkung des Verstärkers 301 und Gc die Verstärkung des Verstärkers 302 darstellt.

Formel 5 ist auf den Fall anwendbar, bei dem die Eingangsseite des Verstärkers 302 mit der Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 303 und die negative Eingangsseite des Verstärkers 302 mit dem Eingangsterminal Vi verbunden ist.

In dem Fall entgegengesetzter Polarität wie in Fig. 4 jedoch, d. h. im Falle, daß die positive Eingangsseite des Verstärkers 302 mit dem Eingangsterminal Vi und die negative Eingangsseite des Verstärkers 302 mit der Ausgangsseite des Tiefpaßfilters 303 verbunden ist, muß die linke Seite von Formel 5 lediglich mit -1 multipliziert werden.

Formel 5 kann für Vf folgendermaßen berechnet werden:

Vo = [Vi - (Vi - Vf) Gb · Lp] · Ga (7)

Formel 6 kann in Formel 7 folgendermaßen eingesetzt werden:

Formel 8 kann weiter abgeändert werden, indem man sie wie folgt in Formel 3 einsetzt:

Ist die Verstärkung des Verstärkers 301 1, so kann die folgende Formel erhalten werden:

Die Übertragungscharakteristiken für die Frequenz der Formel 10, werden, wie in Fig. 7 gezeigt, und aus diesem Grunde nimmt die Verstärkung bei zunehmender Frequenz zu, wobei eine Anhebung realisiert wird.

Die folgenden Tabellen zeigen die Simulationszustände der Anhebeschaltung der Rückkopplungsart gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bei den Simulationen 1 und 2 für Fig. 6 ist die Basis eines Transistors Q15 mit einem Knoten 24 verbunden, während bei den Simulationen 3 und 4 der Fig. 5 die Basis des Transistors Q15 mit einem Knoten 25 verbunden ist. Die Simulationen umfassen "Eingabewerte", "Vorspannung, kleines Signal" und "Wechselstromanalyse".

Die Liste der "Eingabewerte" zeigt Zahlen für die unterschiedlichen Knoten sowie Widerstände und Spannungen für die mit den verschiedenen Knoten verbundenen Komponenten. Wie in Simulation 1 gezeigt, heißt das beispielsweise, daß Knotenzahlen 31, 1 und 2 jeweils dem Kollektor, der Basis und dem Emitter des Transistors Q1 zuzuordnen sind, wohingegen Knotenzahlen 5, 4 und 3 jeweils dem Kollektor, der Basis und dem Emitter des Transistors Q2 zuzuordnen sind, und die Kollektoren, Basen und Emitter der Transistoren Q3 bis Q18 in gleicher Weise den Knotennummern zuzuordnen sind.

Hier bezeichnet "0" einen Erdungsknoten, und demzufolge kann erkannt werden, daß der Spannungsunterschied zwischen dem geerdeten Knoten und dem Knoten Nr. 30 5 V beträgt, und daß der Wert des Widerstandes R1 zwischen den Knoten 2 und 3 4,313 kΩ beträgt.

"Vorspannung, kleines Signal" zeigt die den entsprechenden Knoten zugeführten Spannungen, während "Wechselstromanalyse" die Variationen der Ausgangsspannungen V0 gegenüber der Zunahme der Frequenz FREQ darstellt, d. h. die Änderung der Spannung V14 ist dann die in dem Knoten 14 auftretende Spannung.

Wie zuvor beschrieben, ermöglicht die Anhebeschaltung der Rückkopplungsart gemäß der vorliegenden Erfindung die Erzielung allgemeiner Charakteristiken, und demzufolge kann sie jeden Anhebebedingungen gerecht werden.

Claims (1)

1. Anhebeschaltung der Rückkopplungsart, mit einem eingangsseitigen Verstärker (301; 401), einem Tiefpaßfilter (303; 403), einem ausgangsseitigen Verstärker (300; 400) und einem rückkopplungsseitigen Verstärker (302; 402),
   wobei der eingangsseitige Verstärker (301; 401) ein Eingangssignal Vi durch seinen positiven Terminal empfängt,
   der Tiefpaßfilter (303; 403) aus einem Widerstand (R4) und einem Kondensator (C1) besteht, das Ausgangssignal des eingangsseitigen Verstärkers (301; 401) empfängt und sein Ausgangssignal sowohl dem negativen Terminal des ausgangsseitigen Verstärkers (300; 400) wie auch einer Eingangsseite des rückkopplungsseitigen Verstärkers (302; 402) zuführt,
   der ausgangsseitige Verstärker (300; 400) das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters (303; 403) durch seinen negativen Terminal empfängt und das Eingangssignal Vi durch seinen positiven Terminal empfängt, um sein Ausgangssignal Vo zu erzeugen, und
   wobei der rückkopplungsseitige Verstärker (302; 402) das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters (303; 403) durch einen seiner Eingangsterminals empfängt, das Eingangssignal Vi durch den anderen seiner Eingangsterminals empfängt, und die Ausgangssignalcharakteristiken seines Ausgangsterminals entsprechend dem Systemstandard und dem anzupassenden Satz variiert.