DE741427C

DE741427C - Frequenzteilungsverfahren

Info

Publication number: DE741427C
Application number: DEF85145D
Authority: DE
Inventors: Dr Siegfried Fahrentholz
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1938-06-14
Filing date: 1938-06-14
Publication date: 1943-11-16

Description

Frequenzteilungsverfahren Die bekannten Frequenzteilungsverfahren, wie sie z. B. zur Erzeugung von Synchronisierimpulsen für Fernsehübertragungen verwendet werden, besitzen den Nachteil, daß das Teilungsverhältnis abhängig ist von der zu teilenden Frequenz. Verändert sich die zu teilende Frequenz, so muß bei diesem Verfahren eine Neueinstellung der Abstimmelemente bzw. Zeitkonstanten wsw. vorgenommen werden damit das vorgeschriebene Teilungsverhältnis konstant bleibt. Besonders bei Fernsehübertragungsanlagen nach dem Sprungzeilenverfahren ist eine phasensaubere Frequenzteilung, insbesondere aus der doppelten Zeilenfrequenz, wichtig, und es hat sich als großer Nachteil gezeigt, daß bei geringen Spannungsänderungen oder bei Alterungserscheinungen der Widerstände, Kondensatoren und Röhren sich das Teilungsverhältnis ändert und die Bild und Zeilensignale dann nicht mehr synchron und konphas zueinander liegen.
Die Erfindung betrifft ein Frequenzteilungsverfahren, bei dem die erwähnten Nachteile beseitigt sind und beidem jede belebige und veränderliche Frequenz in jedem beliebigen, nur durch die Zahl der vorhandenem Teilstufen bestimmten Verhältnis geteilt, werden kann.

Die Erfindung betrifft ein Freqwenzteilungsverfahren, insbesondere zur Erzeugung von Synchronisierimpwlsen bei Fernsehübertragungen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu teilende Frequenz gleichzeitig einer mit der gewünschten Teilungszahl übereinstimmenden Anzahl von Röhrenschaltungen zugeführt wird, von denen jeweils nur eine ansprechbereit ist und die so miteinander verbunden sind, daß das Ansprechen einer der gchaltungen in cyclischer Folge die nächste

Schaltung ansprechbereit macht, und daß aus

den Ansprechimpulsen -einer der Röhrenschal-

tungen die geteilte Frequenz abgeleitet wird.

Eine Einstellung der Zeitkonstante o. dgl.

bei ,einer Änderung der Mutterfrequenz ist

bei diesem Verfahren nicht notwendig. Mit

einer Anordnung, die eine rz-fache Teilung ge-

stattet, kann jede beliebige Ausgangsfrequenz,

z. B. von ioo bis 2o ooo Hz, im Verhältnis

`- geteilt werden. Gemäß der weiteren Er-

f= b

findung arbeitet das Frequenzteilungsverfah-

ren derart, daß jede Teilungsstufe nach er-

folgter Impulszählung sich selbst sperrt und

=so lange gesperrt bleibt, bis sie durch leinen

Vorimpuls der vorhergehenden Röhre für das

Ansprechen für die nächste Impulszählung

vorbereitet wird.

In der Zeichnung wird die Erfindung näher

erläutert.

Fig. i zeigt schematisch eine gemäß der

Erfindung ausgebildete Anordnung zur Fre-

quenzteilung, bei der die der Klemme i zuge-

führte Mutterfrequenz f im Verhältnis Z ge-

teilt wird. Die Mutterfrequenz wird gleichzei-

tig mittels der Leitungen 2 den einzelnen Fre-

quenzteilerstufen 3 zugeführt, von denen, bei

einem Teilungsverhältnis von --` -, it Stufen

n

angeordnet sind. Die einzelnen Teilerstufen 3

sind durch die Leitungen 4. miteinander der-

art verbunden, daß die vorhergehende Stufe

der nachfolgenden Stufte sein Signal zuführen

kann, das die nachfolgende Stufte für die Im-

pulszählung vorbereitet. Von der untersten

Frequenzteilerstufe 3, also der iz-ten Stufe, führt

eine Verbindungsleitung 4. zur ,obersten Fre-

quenzteilerstufe zurück. Es kann von dieser

Leitung an dem Punkt 5 eine Frequen a f

abgenommen werden. Gemäß der Erfindung

arbeitet die Anordnung derart, daß durch

jeden Impuls der Mutterfrequenz/ jeweils nur

eine der Frequenzteilerstufen3 anspricht und

sich diese Stufe nach Verfolgter Zählung selbst

sperrt und noch ein vorbereitendes, zum öff-

nen der folgenden Stufe geeignetes Signal

weitergibt. Auf diese Weise werden die Im-

pulse entsprechend der vorhandenen Stufen

und somit entsprechend dem gewünschten

Teilungsverhältnis abgezählt, und @es spricht

jede Teilerstufe nur auf jeden tt-ten Impuls

der Mutterfrequenz f an.

. Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Schaltanord-

nung zur-Ausführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens: Bei dieser Schaltanordnung sind

drei Teilerstufen T1, T. und T3 vorgesehen,

entsprechend einem Teiiungsverhältnis 1:3.

Die Impulse der zu teilenden Ausgangsfre-

quenz werden auf die Klemme 6 gegeben und

wirken gleichzeitig auf alle drei Teilerstufen.

Jede Teilerstufe ist aus gleichen Schaltele-

menten aufgebaut und besteht im wesentlichen

aus der Vorröhre 7 und dem Doppelröhren-

system 8 und 9. Die Impulse der Mutterfre-

quenz gelangen von der Klemme 6 über den

Widerstand i o und den Kondensator i i an das

Gitter der Vorröhre 7. Durch den Gitter-

ableitwid@erstand 12 und den Kondensator i i

:u5t eine sehr kleine Zeitkonstante gegeben, so

"däß die der Klemme 6 zugeführten rechtecki-

gen Impulse 13, wie sie in Fig. 3 dargestellt

sind, in Impulse der in Fig. ¢ dargestellten

Form umgewandelt werden, und jeder Impuls

aus einer negativen Spitze 14. und einer posi-

tiven Spitze 15 besteht. Die Vorröhre 7 ist als

Umkehrstufe geschaltet, und d:e Widerstände

16, 17 dienen zur Erzeugung der geeigneten

Gitter vorspannung. Am Anoden-,viderstand i 8

kann ein Signal abgenommen «-erden, das

über die Kapazität i9 an das Gitter 2o des

Röhrensystems 8 gelangt. Die Anode des Röh-

rensystems 8 ist über einen Kondeivsator 2 i

mit dem Gitter 22 des Röhrensystems q und

die Anode von 9 über den Kondensator 23 mit

dem Gitter 2o der Röhre 8 gekoppelt. Die

Anodenspannung der Röhren wird über die

Widerstände 2.1 und 25 zugeführt. Die Zeit-

konstanten der Kapazitätswiderst.andsanord-

nung 23 und 26 bzw. der Kapazität 21 und des

Isoli!e-r«d:derstandes des Gitters. der Röhre

sind sehr groß gewählt. Die Anode der

Röhre 9 ist über den Widerstand 12 mit dem

Gitter der Röhre 7 verbunden. Außerdem ist

die Anode der Röhre 8 jedes Systems über die

Widerstände 27 und 12 an das Gitter der

Röhre 7 des folgenden Systems geführt. Über

diese Widerstände - sind also die Teilungs-

stufen T1 bis T3 miteinander verbunden. Bei

der Anodenspannung für die Röhre 7 ist der

Minuspol, bei der für die Systeme 8 und 9

der Pluspol geerdet.

Die Wirkungsweise dieser Schaltanord-

nung ist folgende: -

Die Röhre 7 ist im Ruhezustand so weit

vorgespannt, daß nur die positive Spitze 15

der auf das Gitter treffenden Signale, die

die in Fig. q. dargestellt sind, durchgelassen

wird. Da die Röhre 7 als Umkehrstufe wirkt,

entsteht am Gitter 2o der Röhre 8 eine nega-

tive Spitze 28 entsprechend Fig. 5a. Durch

diesen negativen Impuls erhält das Gitter 22

der Röhre ,9 eine höhere positive Spannung,

als dies in Fig. 5 c dargestellt ist. Hierdurch

wird durch die Rückkopplung über den Kon-

densator 23 das Gitter 2o der Röhre 8 auf

noch höhere negative Spannung gebracht. Da-

durch kommt wieder über den Kondensator

21 die Spannung des Gitters 22 auf höhere

positive Werte, und hierdurch steigt die Span-

nung des Gitters 2o auf einen nach höheren

negativen Wert, bis die Röhre 8 gesperrt ist.

Dieses Schließen der Röhre 8 geht durch die

Rückkopplung sehr schnell vor sich; so daß

am P'un-kt 29 ein negatives. Signal, wie es

in Fig. 5b dargestellt ist, entsteht. Der Kon-

densator 23 ist negativ aufgeladen, und @es

bleibt, da die Zeitkonstante groß ist, die

Röhre 8 gesperrt. Das negative Signal an dem

Punkt 29 hat über den Widerstand i 2 das

Gitter der Röhre 7 so weit negativ vorge-i

spannt, daß auch die positiven Spitzen 15 der

folgenden auf das Gitter der Röhre 7 treffen-

den Impulse nicht mehr von der Röhre 7 hin-

durchgelassen werden.

Nach dem Einschalten hat sich dieser Vor-

gang gleichzeitig in allen drei Systemen ab-

gespielt. Da jedoch die beschriebene Impuls-

folge in Anbetracht von kleinen Ungleich-

heitern der einzelnen entsprechenden. Schalt-

elemente nicht bei allen Röhren zu genau

der gleichen Zeit ,eintreten wird, so wird eine

Teilerstufe durch das an dem Punkt 3o des

vorhergehenden Systems aufgehende positive

Signal über die Widerstände 27 und 12 so

weit _ positiv vorgespannt, daß die Röhre 7

dieser Teilerstufe auch. die auf das Gitter

der Röhre 7 auftreffende negative Spitze 1q.

hindurchläßt. Es sei angenommen, daß die

Röhre 7 der Teilerstufe T1 durch ein positives

Signal der Stufe T3 geöffnet worden ist, wäh-

rend die beiden anderen Stufen T3 und T.

durch den vorhin b:es,cliriebenen Vorgang ge-

sperrt sind. Durch das folgende auf das Git-

ter der geöffneten Röhre 7 der Stufe T1 tref-

fende negative- Signal 14 wird am Gitter 2o

der Röhre 8 der Stufe T, eine positive Spitze

3 t entsprechend Fig. 6a erzeugt. Durch die

auf das Gitter der Röhre 7 nun folgende posi-

tive Spitze 15 wird dann an dem Gitter zo der

Röhre 8 eine negative Spitze 32 erzeugt, durch

die die Röhre 8 wieder gesperrt wird. Durch

die Rückwirkung des Doppelröhrensystems 8, 9

auf die Vorröhre 7 wird diese, wie vorhin be-

schrieben, wieder gänzlich gesperrt, und @es

wird durch den am Punkt 3o auftretenden

positiven Impuls entsprechend Fig.6c über

den Widerstand 27 und 12 die Röhre 7 der

folgenden Teilerstufe 72 geöffnet, so daß wie-

der die folgende negative Spitze 14. als posi-

tive Spitze 33 entsprechend F b. 7a am Gitter

2o der Röhre in der Teilerstufie T2 auftritt.

Hierdurch wird wieder ein positiver Impuls

am Punkt 3o der Teilerstufe T2 entsprechend

FLg. 7 c und - ein negativer Impuls am Punkt

29 der Teilerstufe T2 entsprechend Fig. 7 b @er-

zeugt.

Durch diese Wirkungsweise wird also er-

zielt, daß nach jedem Impuls die betreffende

Röhre, die den Impuls gezählt hat, sich selbst

sperrt und einen positiven Impuls der fol-

genden Stufe weitergibt, so daß diese für die

Zählung des nachfolgenden Impulses vor-

bereitet ist. In den Fig. 5, 6 und 7 ist der

Spannungsverlaiuf am Gitter der Voiröhre 7

bzw. an den Punkten 29 und 3o für die ein-

zelnen Teilerstufen T1 bis T3 dargestellt, wo-

bei die gestrichelten Linien Erdpotential be-

deuten.

Fig.8 zeigt eine andere Schaltungsanord-

nung zur Ausführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens. In dieser Anordnung sind die

Schaltelemente mit den gleichen Bezugsziffern

wie in Fig. 2 bezeichnet und Haben die gleiche

Bedeutung. Die Wirkungsweise ist die gleiche

wie jene der Schaltanordnung in Fig. 2, nur

erfolgt die Übertragung des Vorbereitungs-

signals zum Öffnen der Vorröhre 7 von der

vorhergehenden Teilerstufe auf die folgende

nicht über den Widerstand 27 wie in Fig. 2

auf -das Gitter der Röhre 7, sondern durch

Steuerung über die Kathode der Röhre 7 mit-

tels der Verbindungsleitung 3q..

Die Vorröhre 7 der in Fig. 8 dargestellten

Schaltanordnung kann: auch durch eine Diode

35 ersetzt werden, wie dies in Fig.9 darge-

stellt isst. Die übrigen Bezugszeichen haben

dieselbe Bedeutung "vie in Fig. B. Der wesent-

liche Vorteil dieser Schaltanordnung gegen-

über Fig.8 besteht darin, daß zum Betrieb

jeder Teilerstufe nur ein Netzgerät erforder-

lich ist. Der Klemme 6 der Schaltanordnung

werden positive Rechtecki@mpulse entsprechend

Fig. i o zugeführt, so daß an der Anode der

Diode 35 entsprechende Impulse mit einer

positiven Spitze 36 und einer negativem Spitze

37, wie in Fig. i i dargestellt, entstehen. Die

Diode ist so vorg:spannt, daß das vom vor-

hergehenden Teilersystem auftreffende posi-

tive Vorbereitungssignal ,genügt, daß die Di-

ode des folgenden Systems sowohl die posi-

tive Spitze 36 als auch die negative Spitze

37 hindurchläßt. Die positive Spitze 36 öffnet

dann wieder, wie bei der Schaltanordnung im

Fig. 2 bzw. Fig. 8, die folgende Röhre 8 und

wird durch die darau:ffolgende negative

Spitze 6 geschlossen. Die Wirkungsweise ist

somit im übrigen die gleiche -wie bei den

Schaltanordnungen nach Fig.2 und Fig.8.

Eine besonders vorteilhafte Schaltanord-

nung, die sich durch stabiles Arbeiten und

äußerst fachen Aufbau auszeichnet, ist -in

Fig. 12 dargestellt. Die Aufgabe der V,.orröh-

ren B. in den Fig. 2 und 8 bzw. der Diode 35

in- Fi.g.9 wird bei dieser Schaltanordnung

durch die Röhre 9 übernommen. Die positiven

Rechtackimpulse gelangen wieder an die

Klemme 6, und es wird durch die Kapazitäts-

widerstandsanor:dnung kleiner Zeitkonstante

dieser Impuls wieder in einen Impuls mit

positiver und negativer Spitze umgewandelt.

Die Zeitkonstante ist im - wesentlichen von

der Kapazität 38 und den Widerständen 39

und 24 abhängig. Der Spanningsverlauf an

den Punkten 6, 41 und 42 der drei Teiler-

systeme Ti, T.. T3 ist in den Figuren r,;

biss 16 dargestellt. Fig. 13 zeigt den Signalver-

lauf am Punkt 6; die Fig. 14a und 14b. zeigen

den Spannungsverlauf an den Punkten 4 1 bzsv.

42 in der Verteilerstufe T1, die Fig. i5 a und

die Fig. i 5 h den entsprechenden Verlauf in

der Teilerstufe T. und -die Fig. i 6a und 16 b

in der Teilerstufe T... Die negative Spitze des

eintreffenden Signals im Punkt 41 schließt die

Röhre B. Dadurch wird ein negatives Signal

im Punkt 41 erzeugt, wodurch das Gitter der

Röhre 8 so stark vorgespannt wird, daß .alle

positiven und negativen Spitzen der im Punkt

4 1 :eintreffenden Signale unwirksam sind. Erst

wenn das vorhergehende System von dem

Punkt 42 aus über den Widerstand 4o dein

folgenden System einen positiven Impuls zu-

geleitet hat, wird das folgende System wieder

geöffnet, so. daß die positive Spitze des auf-

treffenden Signals auf die Röhre 8 gelangt

und diese öffnet. Die folgende negative Spitze

schließt die Röhre 8 wieder usw. Bei die-

ser Schaltanordnung kann an dem Punkt 43

jeder dritte Impuls der auf die Klemmen 6

auftreffenden Impulse abgenommen werden.

Zum Aufbau der beschriebenen Schaltan-

ordnungen können im allgemeinen beliebige

Röhren verwendet werden.

An Stelle der dargestellten Verbundröhren

können natürlich auch drei einfache Röhren

in entsprechender Anzahl- benutzt werden.

Fig. 17 zeigt eine Anwendung der Erfin-

dung in :einem elektrischen Taktgeber für 441

Zwischenzeilen. Von einem Sinusgenerator

44 (von 22 050 Hz) ausgehend, wird jeder

44 1. Impuls mittels der Teilerstufen45, 46, 47

und 48 an der Klemme 53 als Bildwechsel-

signal und jeder zweite Impuls. mittels der

Teilerstufen 59 an der Klemme 54 als Zeilen-

signal erhalten. In einem Phasenmeßgerät 5o

,wird durch Phasenvergleich der an der

Klemme 5 i zugeführten Netzfrequenz mit dem

Bildwechselsignal :eine Regelfrequenz @erzeugt,

die den Ausgangsgenerator über die Leitung

52 stets so einregelt, daß jeder 441. Impuls

in Phase stecht mit der Netzfrequenz. Zur Ein-

stellung seines derartigen Taktgebers ist also

nur erforderlich, daß die Mutterfrequenz sq

lange verändert wird, bis genau 5o Hz aus der

Zählerkette herauskommen. Dann läuft der

Taktgeber automatisch mit dem Netz syn-

chron, und ein Ausfallen ist unmöglich. da

alle Teilungsverhältnisse auf Grund des Zäh-

lerprinzips erhalten werden, selbst wenn :ein-

mal durch einen Spannungsstoß die Mutter-

frequenz geändert wird.

Die Erfindung ermöglicht es also, auf sehr

einfache Weise eine Frequenzteilung vom jeder

beliebigen Ausgangsfrequenz abzuleiten, ohne

daß bei Veränderung der Ausgangsfrequenz

die Schaltelemente der :einzelnen Teilerstufen

verändert «-erden müssen. Beire Sprungzei-

lenverfahren isst ein Ausfallen der Zwischen-

zeile unmöglich, und ein Synchronismus v3n

Bild und Zeile mit der Netzfrequenz ist leicht

betriebssicher zu erreichen. Ein weiterer Vor-

teil der Erfindung ist die einfache serien-

mäßige Herstellung der Schaltanordnungen,

da jede Teilerstufe wie die andere aufgebaut

ist und sich besondere Einstellknöpfe u. dgl.

erübrigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ins-

besonders zur Erzeugung von Synchronisier-

impulsen geeignet, bei denen die Bildwechsel-

impul:se von den Zeilenwechselimpulsen oder

von einem Vielfachen der Zeilenwechsel-

impulse abgeleitet werden. Die Erfindung eig-

net sich jedoch auch für jede andere Fre-

quenzteilung :oder für jedes andere Zählver-

fahren, bei dem eine Registrierung von Im-

pulsen auf einfache Weise gewährleistet sein

soll. Derartige Zählketten können z. B. auch

für Höhenstrahlregistrierung Verwendung fin-

den, um das Auflösungsvermögen der mecha-

nischen Zähl-,verke zu erhöhen. Das erfin-

dungsgemäße Verfahren hat gegenüber den

bekannten Anordnungen den Vorteil, daß

jeder Impuls, unabhängig davon, ob er groß

oder klein ist, registriert wird und somit eine

genaue Zählung der Impulse gewährleistet

wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Frequenzteih tngsverfahren, insbeson- dere zur Erzeugung von Synchronisier- impulsen bei Fernsehübertragungen, da- durch gekennzeichnet, daß die zu teilende Frequenz gleichzeitig einer mit der ge- wünschten Teilungszahl übereinstimmenden Anzahl von Röhrenschaltungen zugeführt wird, von denen jeweils nur eine anspre:ch- bere:it ist und die so miteinander ver- bunden sind, daß das -Ansprechen einer der Schaltungen in cyclischer Folge die nächste Schaltung ansprechhereit macht, und daß aus den Ansprechimpulsen einer der Röhrenschaltungen die geteilte Fre- quenz abgeleitet wird. 2. Anordnung zur Ausübung des Ver- fahrens nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, daß in jeder Stufe das Gitter einer Vorröhre durch negative Impulse eines Röhrensystems der gleichen Stufe gesperrt werden kann und außerdem mit dem Vorsystem verbunden ist und zur Vor- bereitung des öffnens von diesem einen positiven Impuls erhält. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stufe ein Doppelröhrensystem angeordnet ist, das

sich nach erfolgter Impulszählung selbst sperrt und das durch positive Impulse der vorhergehenden Stufe für das Öffnen zwecks Impulszählung vorbereitet wird. 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß den Teilerstufen abwechselnd positive und negative Impulse zugeführt werden. 5. Verfahren nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufeinanderfalgenden Impulsen gleicher Richtung diese in. Impulse mit einer positiven und negativen Spitze, z. B. mittels einer Kapazitätswiderstandsanordnung kleiner Zeitkonstante, umgewandelt werden. 6. Verfahren nach Anspruch I, 4 und 5 zur Synchronisierung eines Fernsehempfängers, dadurch gekennzeichnet, daß von des doppelten Zeilenfrequenz die Zeilenfrequenz und Bildwechselfrequenz abgeleitet werden und die Bildwechselfrequenz mit der Netzfrequenz verglichen und davon eine Regelspannung dem Muttergenerator zugeführt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift .... Nr. 793 I93; französische Zusatzpatentschrift Nr. 4I 005 zur französischenPatentschriftNr.72I I29; britische Patentschrift . ...... Nr. 471 73 I.