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Verfahren zur periodisch kurzfristigen Sperrung der Weiterleitung
von elektrischen Signalen In der :elektrischen Nachrichtentechnik ergibt sich manchmal
die Notwendigkeit, die Weiterleitung elektrischer Signale p(§riodisch kurzfristig
zu sperren, beispielsweise= während dieser Sperrzeitenandere Signale über denselben
t#Tb,ertraguin#,-,#skanal zu übertragen. Dies ist beispielsweise der Fall 'bei verschiedenen
Systemen. der Mehrfachtelegraphie sowie auch bei Fernsjehübertragungen, bei #denen
die übertragung des Bildinhalts kurzfristig unterbrochen wird und während dieser
Zeit Steuersignale für Kippgeräte u. dgl. übertragen werden.
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Die Sperrung der übertragungswege erfolgt im allgemeinen derart, daß
bei einer in den übertragungsweg eingeschalteten Verstärkerröhre durch Zuführen
von Sperrimpulsen der Anodenstroni unterbrochen wird. Hierbei treten jedoch im Aus,-gangskreis
der gesperrten Verstärkerstufe infolge der Unterbrechung des Anodenstromkreises
und des dadurch bedingten Fortfalles des dem Arbeitspunkt entsprechenden Sparmungsabfallies
am Anodenarbeits,widerstand zusätzliche Impulse auf, welche vielfach störend empfunden
werden.
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Die Erfindung bezweckt, durch- ein neuartiges Übertragungsverfahren
das Auftreten derartiger störender Impulse zu verhindern.
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Erfindungsgemäß werden zur Sperrung der Weiterleitung von elektrischen
Signalen diese einer Verstärkerstufe zugieführt, die durch 'Impulse zu den gewünschten
Zeiten gesperrt wird, und die mit Austastlücken versehenen Signale an einem im Anodenkreis
der Verstärkerröhre liegenden Arbeitswiderstand abgenommen, der gleichzeitig von
dem Anodenstrom einer weiteren ausgangsseitig parallel geschalteten Verstärkerröhre
durchflossen wird, deren Steuerelektrode. durch die gleichzeitig dem
Kathodenwidefstand
der Verstärkerrähre zugefäAen A:üsta's,thn'#puls,e derart gesteuert wird, daß die
Summe der im gemeinsamen Ausgangskreis der beiden Verstärkerröhren durch die Spierrimpulse
auftretenden Anodenstromänderimgen - praktisch gleich Null ist.
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Die Anwendung dieses, Verfahrens ist besonders ,zweckmäßig zur Einfügung
von Austastlücken in die von eanem Fernsehbildzerleger gelieferten Fernschsignale.
Die zu, übertragenden Signale sollen dem, mit einem hochohmigen Ableitwiderstand
versehenen Sbeuergitter der Verstärkerrö « hiie über einen Kondensator zugeführt
und an das Steuergitter eine vorzugsweise vorgiespannte Diode solcher Polarität
angeschlossen wer-den, daß die den Arbeitspunkt der Röhre bestimmende Steuergittervorspannung
auf einen von den Extrernwerten der zugeführten Signalspannungen abhängigen Wert
eingestellt wird.
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Hierbei ist es günstig, die an das Steuergitter der Verstärkerröhre
angeschlossene Diode Während der sogenannten Bildrücklaufzeiten durch Sperrim#pulse
zu sperren. Hierbei soll außerhalb der Sperrzeiten der Verstärkerröhre das Potential
der Anode der Diode mittels, einer weiteren Diodeauf dem gleichen Botential gehalten
werden wie der Fußpunkt des Gitterableitwiderstandes der Verstärkerröhre.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die mit Austastlücken versehenen
Signale an einem im Anodenkreis der Verstärkerröhre. liegendenArbeitswiderstand
abgenommen werden, der auch, vom Kathodenstrom einer weiteren, -gleichzeitig mit
der erstgenannten -Verstärkerstufe durch dieselben Spierrimpu#lse gesperrten Verstärkexröhre
in entgegen,-gesetzter Richtung durchflossen wird. Die Arbeitspunkte der beiden
Verstärkerrären werden derart gewählt, daß im Ruhezustand, als,a wenn keine Signale
zugeführt werden, sich die durch den Arheitswiderstand fließenden Anodenströme der
beiden Verstärkerröhren praktisch kompenslerenund samit der Spannungsabfall am Arbeitswiderstand
gleich Null wird. Nur die zu übertragenden Signale rufen arn, Arbeitswiderstand.
einen entsprechenden -Spannungsiabfall hervor.
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Es, ist ferner vorteilh.aft, wenn bei der Zuführung der Spierrim pulsie
die Arbeitspunkbe der beiden Verst##,k,e-rr-öllren praktisch gleichartig geformte
Teile der gleichsinnig durchlaufen. Infolge Ader endlichen S.beilheit der steuernden
Impulsflanken vergeht während des Sperrvorganges und-des öffneng der Verstärkerröhre
eine gewisse Zieitspanne. Wenn während , dieser Zeit die Momentanwerte der
beiden den Aibeitswiderstand in entgegengesetzter Richtung durchfließenden Ströme
sich nicht ganz gleichartig ändern, dann tritt als Folgedieser Differenz ein Spannungsabfa,11
am, Arbeitswiderstand und somit ein störender Spannungsimpuls iauf.
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.. Werden jedoch die vorstehend genannten BedüWungen,ein ehalten,
insbesondere der durch den 9
Anedenarbeitswid.erstand fließende Anodenstrom
drer'#Verstärkerröhre durch einen entgegengesetzt gerichteten -Ano-denstrom einer
Hilfsröhre kompensiert, besitzen ferner die Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinien
dieser beiden Röhren den gleichen Verlauf und werden schließlich bei Zuführung der
Sperrimpulse gleichartig geformte Teile der beiden Kennlinien. gleichsinnig durchlaufen,
dann ist auch das Auftreten störender - Impulse während der Sperrung und
der Freigabe der Verstärkerröhrevermieden, Im, nachstehenden wird die Erfindung
ian Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren beschrieben.
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In Fig. i werden die von einer nicht dargestellten Fernsehaufnahmekamera
gelieferten elektrisch#en Signale, Üeren zeitlicher Verlauf beispielsweise durch
Kurve i dargestellt ist, dem Steuergitter der Verstärkerröhre 2 zugieführt. Diese
Verstärk-erröhlie 2 ist als 17"athodenvierstärkerstufe geschaltet, ihr dynamischer
Widerstand beträgt etwa ioo 92. Diese Kathodenverstärkerstufe stellt somit einen
Signalgenerator mit kleinem inneren Wider-.stand dar, welcher die Signale (Kurve
i) über den Kondensator 3 an das Steuergitter 4 der Verstärkerröhre
5 liefert. Die Anode dieser Verstärkerröhre 5
ist über den Anodenarheitswiderstand
6 und die Klemme 7 mit der Anodenspannungsquelle vierbunden. Während
der Zeiträume, in denen die übeirtragung der Signale (Kurve i) gesperrt sein soll,
werden Sperrsignale über die Klemme 8 dem Steuergitter der Röhre
-9 zugeführt und mit positiver Polarität gemäß Kurvenverlauf io der Kathode
der Röhre 5 mit derartiger Amplitude zugeführt, daß die Röhre 5 gesperrt
wird. Dieselben Sperrsignale werden gleichzeitig über den Kondensator i i dem Steuergitter
12 der üblicherweise gesperrten Hilfsröhre 13 mit positiver Polarität zugeführt,
so daß während der Dauer dieser Sperrimpulsie die Röhre 13 geöffnet ist.
Die Verstärkerröhren 5 und 13 sind ausgangsseitig überdenAnodenwiderstand6
parallel geschaltet. Die Betriebsbedingungen der beiden Verstärkerröhren
5 und 13 sind derart gewählt, daß sowohl bei gesperrter Röhre 13 und geöffneter
Röhre 5 durch den Anodenarbeitswiderstand 6 praktisch der gleiche
Strom fließt, so daß durch die Sperrimpulse praktisch keine Änderung des Anodenpotentials,
dieser bei-den Verstärkerröhren auftritt. Infolgedessen werden an der Klemme 14
Über den Kondensator 15 die mit Austastlücken a versühenen Signale gemäß
Kurvenverlauf 16 abgenommen.
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Das mittlere Steuergitterpotenfial der Röhre 5
wird durch eine
sogenannte Schwarzsteuerung geregelt. Zu diesern Zweck ist an das Steuergitter 4
die Kathode der Diode 2o angeschlos.sen, welche die den Arbeitspunkt der Röhre bestimmende
Steuergittervorspannung auf ic#nen von den Extremwerten der zugeführten Signalsparmung
abhängigen Wert praktisch konstant hält. Während der sogenannten Bildrücklaufzeiten
wird die Diode 20 gC-sperrt. Zu, diesem Zweck werden der Anode der Diode2o über
den Kondensator2i negative Sperrimpulse zugeführt, die von einer als Y#.a-tho#deilvetstärkerstufe
geschalteten Röhre 22 geliefert werden. Außerhalb der Sperrzeiten der Röhre
5 wird das Anodenpotential der Diode 2o mitttelseiner weiteren
Diode
23 auf dem gleichen Potential gehalten wie der Fußpunkt des Gittcrableitwiderstandes
24 der Verstärkerröhre 5.
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Fig. 2 zeigt -eine zur Herstellung der sogenannten Modulationslücken
dienende Verstärkerstufe einer Fernsehsendeeinrichtung. Die weiterzuleitenden bzw.
mit Modulationslücken zu verseUenden, von der Fernsehkamera gelieferten Signale
21 werden mit positiver Modulationseinrichtung über die. Klemme 22 und den Kondensator
23 dem Steuergitter 24 einer Verstärkerröhre 25 zugeführt. Die zur
Herstellun g der Modulationslücken bzw. zur periodischen Spierrung der Verstärkerröhre
25 dienenden Sperrimpulsie 26 werden übier die Klemme 27 und
den Kondensator 28 an das Steuergitter 29 der VerstärkerrÖhre 30 geführt.
Am Anodenarbeitswiderstand 3 1 di#eser Röhre ;entstehen verstärkte Sperrsignale
3 2 negativer Polarität, die: über einen Kondensator 33 dem Steuergitter
34 der Verstärkerröhre 35 zugeleitet werden, während die am nicht abgeblockten
gemeinsamen Kathodenwiderstand 36
vo,n i 6o Q der Röhren 2
5 und 3 o entstehenden, die gleiche Polarität wie die, Impulse
26 aufweisenden Sperrsignale37 die Röhre 25 sperren. Im Anodenkreis der Röhre
25 liegt der Anodenarbeitswiderstand 38 von i k.Q. Dieser Widerstand
38 liegt gleichzeitig im Kathodenkreis der Röhre35. Die Polarität der Röhrc35
ist derart gewählt, daß im Ruhezustand, also wenn über die Klemme 22 keine Signale
2 1 zugeführt wer-den, sich der Ano denstrom der Röhre 25 und der Kathodenstrom,
also. der um den geringen Schirmgittlerstrom vermehrte Anodenstrom :der Röhre
3 5 im, Widerstand 3 8 gerade kompensieren. In diesem Betriebszustand
tritt also, am Anodenarbeitswiderstand 38 überhaupt kein Spannungsabfall
auf. An der Klemme 39 werden die in der Röhre 25 verstärkten und in der Phasenlage
umgekehrten Signale 2 1 abgenommen.
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Sobald ein Spürrimpuls 26 der Verstärkerröhre 30
zug,eführt
wird, werden die beiden Röhren 25 und 35 gesperrt. Während dieser
Zeit wird die Weiterleitung der Signale 2 1 unterbrochen, und die an der Klemme
39 abgenommenen Signale weisen eine Lücke von dier Dauer des Sperrimpulses
26 auf. Da am Anodenarb eitswiderstand 3 8 im Ruhezustand keinerlei
Spannungsabfall vorhanden ist, wird während der Sperrung der Röhre 5 sich
das. AnodehL potential dieser Röhre nicht ändern und daher an der Klemme
39 kein zusätzlicher Impuls auftreten. Fig. 3 zeigt diese Verhältnisseetwas
deutlicher. Hier ist das Signal nochmals mit willkürlich gewähltem zeitlichen Verlauf
dargestellt, ebienso, das mit einer Modulationslücke versehene Signal 40, allerdings
zwecks besserer Vergleichbarkeit mit entgegiengesetzter Polarität. Bei Nichtvorhandensein
der Röhre 3 5, also wenn im Ruhezustand am Anodenarbeitgwiderstand
38 infolge des Anodenstroms der Röhre 25 ein. Spannungsabfall wäre,
würde Heia Sperrung der Röhre 25 ein, Anodenstromverlauf gemäß Kurve 4oa
auftreten.
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Werden keine symmetrischen Signale, sondern unsymmetrische Signale
übertragen, wie dies beispielsweise, bei Fernsehübertragungen der Fall ist, bei
denen die Signale vön einem bestimmten vorgegebenen Bezugswert (S,chwarzwert) einseitig
ge-
richtet sind, dann ist es zweckmäßig, das Steuergitter 24 der Röhre 25
durch eine sogenannte Schwarzsteuerung zu regeln. Hierzu dient eine entsprechend
vorgespannte Diode 41, die den Arbeitsp#unkt der Röhre 25 bestimmt. Die Vorspannlung
der Diode wird von der mittels eines aus Kathodenwiderstand 36 und durch
Kondensator 42 überbrückten Widerstand 43 bestehenden Widerstandskombination abgenommen
und gleichzeitig die Gittervorspannung für die Verstärkerröhre io gewonnlen. Um
die Vorspannung der Verstärker#öhre 5
von Odem jeweiligen Momentanwert des
Katho#denstroms dieser Röhre 25 weitgehend unabhängig zu halten, wird ein
von der Anodenspannungsquelle abgezweigter Hilfsstrom über den Regelwiderstand 44
über die Widerstandsreihenschaltung 3 6 und 43 geführt.
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Durch diesie Schwarzsteuerung wird bewirkt, daß das jieweils auftretende
negativste Potential der Modulationsspannungen 21 demselben Punkt der Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlipie
der Röhre 25 zugeordnet wird. Die Diode41 wird während der sogenannten Bildrücklaufzeiten
durch besondere Sperrsignale blockiert, die über Klemme 46 mit negativer Polarität
zuggeführt werden.
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Der in die Kathodenzuleitung der Röhre 35 eingeschaltete Kathodenwiderstand
47 dient dazu, um den Kennlinienverlauf der Verstärkerröhre 35 in. dem durch
den Sperrimpuls durchsteuerten Gebiet an den Kennlinienverlauf der Röhre
25 anzugleichen. Eine aus den Widerständen 48 und 49 gebildete Spannungsteilers#chaltung
dient zur Einstellung des Arbeitspunktes für das Steuergitter 34 der Röhre
3 5.
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In Fig. 4 sind die Kennlinien und Arbieitsp#unkte der Röhren 25, 3o
und 35 dargestellt, und zwar durch Kurvea für Röhre 2 5, Kurve
b für Röhre 3 5
und Kurve c für Röhre 3 o. Die Röhren
2 5 und 3 5
können Mit verschiedenen Anodenspannungen betrieben
werden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Rücksicht auf die zur Verfügung
stehenden Spannungen Mit 2 10 und mit 70 V. Wichtig ist nur, daß die
Kennlinlen von dem eingestellten Arbeitspunkt an in Richtung nach negativen Steuergittervorspannungen
gleichartig verlaufen. Dies läßt sich durch. entsprechende Wahl der Arbeitspunkte
sowie Linearisilerungsmaßnahmen, beispielsweise Einschaltung von Gegenkopplungswiderständen
in die Kathodenleitung, ohne Schwierigkeiten mit hinreichlender Genauigkeit erreichen.
Die gezeichnete Einstellung der Arbeitspunkte gilt für den Fall, daß über die Klemme
22 einseitig positiv gerichtete iSignale zugeführt werden. Aus Kurve c läßt
sich erschen, daß die Röhre 3o normalerweise gesperrt ist und nur während der Dauer
der Sperrimpulse geöffnet ist.
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Die ferfindungsgemäßen Schaltanordnungen bleten gegenüber Schaltungen
mit entgegengesetzter Steuerung der zur Sperrung dienenden Röhren den Vorteil einer
wesentlicli geringeren Störanfälligkeit, da nur in der positiv gesteuerten Hilfsröhre
io
.wesentliche Stromänderungen hervorgerufen werden, die eine Änderung
des- - Austastlückenniveaus zur Folge haben, Hingegen werden die beiden für
die Sighalübertragung in erster Linie maßgebenden Röhren 5 und 15
weit ins negative Sperrgebiet ge-.steuert. Somit werden den Impulsen überlagerte
Störungen sowie Schwankungen der Impulshöhe .nicht auf die Impulslücke übertragen.
Impulshöhenänderungen können allerdings auch bei der er:findungsgemäßen Anordnung
den Arbieitspunkt der zweiten Verstärkerröhre, die den Sperrimpuls über eine Zeitkonstante
erhält und deren Arbeitspunkt daher-von der mittleren Spannung der Sperrimpulse
abhängig ist, entsprechend verlagern. jedoch -ist diese Verlagerung nur gering.
Zum Beispiel würde die Arbeitspunktverlagerung bei einem Sperrimpulsanteil von io%
der Zeit des Signalübertragungsanteils um etwa eine Zelmerpotenz günstiger sein
als bei- entgegengesetzter Steuerung.
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Bei zeitlich ungünstigen Impulsverhältnissien kann die bei Tastimpulsen
veränderlicher Höhe auftretende Arbieitspunktverlagerung durcIieine Scliwarzsteuerung
Moder auch durch Verlegen des Arbeits, punktes der zweiten Verstärkerröhre an geeigneter
Stelle ins Gitterstromgebiet im wesentlichen blehoben werden.