DE892612C

DE892612C - Limiter circuit

Info

Publication number: DE892612C
Application number: DEF4586D
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr-Ing Dillenburger
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1942-07-02
Filing date: 1942-07-02
Publication date: 1953-10-08

Description

Begrenzerschaltung Die Erfindung betrifft eine Begrenzerschaltung, wie sie z. B'. bei Übertragungen mittels Frequenzmodulation benötigt wird. Die Begrenzerschaltung hat die Eigenschaft, eine in Ader Amplitude stark schwankende Schwingung so zu beschneiden, daß im Ausgang der Schaltung eine Schwingung konstanter Amplitude erhalten wird, wobei jedoch der Frequenzinhalt der Schwingung nicht wesentlich verändert oder verzerrt werden soll.Limiter circuit The invention relates to a limiter circuit, how they z. B '. is required for transmissions using frequency modulation. The limiter circuit has the property of cutting an oscillation with strong amplitude fluctuations in such a way that that an oscillation of constant amplitude is obtained in the output of the circuit, however, the frequency content of the oscillation is not significantly changed or distorted shall be.

Es sind verschiedene Begrenzerscbaltungen bekannt, die aber in der Regel den Nachteil aufweisen, daß frequenzabhängige Glieder in der Schaltung vorhanden sind, durch die besonders bei Breitbandübertragungen, wie z. B. bei frequenzmodulierten Bildsignalen, eine Verzerrung oder Veränderung des Frequenzinhalts der übertragenen Signale eintritt, sei es, daß bestimmte Frequenzbereiche besonders hervorgehoben oder andere unterdrückt werden.Various limiter circuits are known, but in the Usually have the disadvantage that there are frequency-dependent elements in the circuit are, through which especially in broadband transmissions such. B. with frequency-modulated Image signals, a distortion or change in the frequency content of the transmitted Signals occurs, be it that certain frequency ranges are particularly emphasized or others are suppressed.

Die Erindunig hat zum Ziel, eine Begrenzerschaltung zu schaffen, die keine Zeitkonstante aufweist, so daß Signale praktisch beliebiger Bandbreite in ihrer Amplitude begrenzt werden können, ohne daß zusätzliche Verzerrungen auftreten.The aim of the Erindunig is to create a limiter circuit that has no time constant, so that signals of practically any bandwidth in their amplitude can be limited without additional distortion occurring.

Gemäß der Erfindung wird im Ausgangskreis eines Röhrengenerators, der die zu begrenzende Schwingung liefert, als amplitudenabhängiger Dämpfungswiderstand der dynamische Widerstand eines Kathodenverstärkers vorgesehen. Der Ausgangskreis kann in verschiedener Weise geschaltet sein. Enthält er z. B. eine Filterspule oder ein Bandfilter, so wird der Innenwiderstand der Begrenzerröhre als Dämpfurngswiderstand zweckmäßig .der Filterspule b.zw. der Sekundärspule des Bandfilters parallel geschaltet.According to the invention, in the output circuit of a tube generator, which supplies the oscillation to be limited, as an amplitude-dependent damping resistance the dynamic resistance of a cathode amplifier is provided. The starting circle can be switched in different ways. Does it contain z. B. a filter coil or a Band filter, the internal resistance of the limiter tube is called Damping resistance expedient of the filter coil or the secondary coil of the belt filter connected in parallel.

Die Vorspannung der Begrenzerröhre ist so gewählt, daß der Arbeitspunkt in der Nähe des unteren Kennlinienknicks liegt, so daß eine Halbwelle der zugeführten Schwingungen durch den Kennlinien-knick und die andere Halbwelle durch die Herabsetzung des Dämpfun@gswiderstandes während dieses Schwingungsteils begrenzt wird.The bias of the limiter tube is chosen so that the operating point is in the vicinity of the lower curve kink, so that a half-wave of the supplied Vibrations due to the kink in the characteristic curve and the other half-wave due to the reduction of the damping resistance is limited during this vibration part.

Die-Begrenzeranordnung kann sowohl auf der Sendeseite als auch auf der Empfangsseite einer Frequenzmodulationsübertragungsanlage benutzt werden. Sie ist auch nicht darauf beschränkt, in Frequenzmodulationssystemen Anwendung zu finden, sondern kann überall dort benutzt werden, wo es auf eine amplitudenmäßige Beschneidung einer Schwingung ankommt.The limiter arrangement can be on the transmitting side as well as on the receiving side of a frequency modulation transmission system. she is also not limited to being used in frequency modulation systems, but can be used wherever there is an amplitude-wise circumcision a vibration arrives.

Infolge ihrerFrequenzunaibhängdgkeit eignet sich die B3egrenzerschaltung besonders für Übertragungssysteme mit breiten Frequenzbändern, wie sie z. B. in der Fernsehtechnik bei Übertragung der Bildsignale auftreten. Es kann sich dabei um Einseitenband- oder Zweiseitenbandübertragungen handeln. Vor dem Begrenzer wird zweckmäßig die Schwingung so weit verstärkt, daß die schwächste Amplitude noch eine Aussteuerung des Begrenzungsbereichs bewirkt.Due to its frequency independence, the B3 limiter circuit is suitable especially for transmission systems with wide frequency bands, as z. Am occur in television technology when the image signals are transmitted. It can turn out to be single-sideband or double-sideband transmissions. Before the limiter will expediently the oscillation is amplified to such an extent that the weakest amplitude is still one Control of the limitation range causes.

Die begrenzte Schwingung wird im Anodenkreis der Begrenzerröhre abgenommen. An der Kathode der Begrenzerröhre läßt sich ferner eine gleichgerichtete Spannung abnehmen, bei der die eine Halbwelle unterdrückt, die andere Halbwelle aber roll ausgebildet ist. Es kann auch gleichzeitig im Anodenkreis die begrenzte Schwingung und an der Kathode .die gleichgerichtete Schwingung abgenommen werden, so daß die Anordnung sowohl die Aufgabe einer Begrenzerröhre als auch eines Gleichrichters erfüllt und eine besondere Gleichrichterstufe sich gegeben'enialls erübrigt.The limited oscillation is picked up in the anode circuit of the limiter tube. A rectified voltage can also be found at the cathode of the limiter tube decrease in which one half-wave is suppressed, but the other half-wave is rolling is trained. The limited oscillation can also occur in the anode circuit at the same time and at the cathode .the rectified oscillation can be picked up so that the Arrangement both the task of a limiter tube and a rectifier fulfilled and a special rectifier stage is sometimes unnecessary.

Im folgenden wird an Hand der Figuren ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.In the following, an embodiment of the Subject of the invention described.

Fig. i zeigt ein Schaltbild der Anordnung, Fig.2 die Charakteristik der verwendeten Röhre, Fig. 3 einen Schwingungszug vor und nach der Begrenzung und Fig. 4 ein weiteres Schaltbild.Fig. I shows a circuit diagram of the arrangement, Fig. 2 the characteristic of the tube used, Fig. 3 shows a vibration train before and after the limitation and 4 shows a further circuit diagram.

Die. Schaltung der Fig. i enthält ein Filter 9, -dessen Eingangskreis an den Klemmen i und 2 eine frequenzmodulierte Schwingung wechselnder Amplitude zugeführt wird. Im Sekundärkreis des Filters liegt ein Dämpfungswiderstand 3 von beispielsweise 2ooo Ohm, der auf der einen Seite geerdet und auf der anderen Seite an die Kathode einer Begrenzerröhre 4 angeschlossen ist. Die Sekundärweite des Filters ist über -den Kondensator 6 wechselstrommäßig geerdet, während dem Gitter der Röhre 4 bei 5 eine negative Vorspannung zugeführt wird. An die Anode der Röhre 4 ist ein Ausgangskreis mit den Klemmen 7 und ä angeschlossen. Die Röhre 4 möge die Kennlinie der Fig. 2 aufweisen. In der Kennlinie ist der Anodenstrom in Abhängigkeit von der Spannung zwischen Kathode und Gitter dargestellt. Die Vorspannung ist so gewählt, daß der Arbeitspunkt in der Nähe des unteren Kennlinienknicks, z. B. bei io, liegt.The. The circuit of FIG. I contains a filter 9, the input circuit of which is supplied to terminals i and 2 with a frequency-modulated oscillation of alternating amplitude. In the secondary circuit of the filter there is a damping resistor 3 of, for example, 2,000 ohms, which is grounded on one side and connected to the cathode of a limiter tube 4 on the other side. The secondary width of the filter is earthed alternately via the capacitor 6, while a negative bias voltage is applied to the grid of the tube 4 at 5. To the anode of the tube 4, an output circuit with the terminals 7 and the like is connected. The tube 4 may have the characteristic curve of FIG. The characteristic curve shows the anode current as a function of the voltage between the cathode and the grid. The preload is chosen so that the operating point near the lower curve kink, z. B. at io, is.

Dem Eingangskreis wird z. B. eine Schwingung nach Fig. 3 a zugeführt. Für die positive Halbwelle der Schwingungen an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 3 und der Kathode der Röhre 4 wirkt die Röhre begrenzend oder auch sperrend, je nachdem welcher Arbeitspunkt auf der Kennlinie gewählt wird. Während der nun folgenden negativen Halbwelle führt die Röhre für jeden Momentanwert der Wechselspannung mehr oder weniger Strom. Der sich hieraus ergebende dynamische Innenwiderstandder Kathodenstufe zwischen Erde und Kathode ist für die Begrenzung der negatifven Halbwelle bestimmend. Dieser dynamische Innenwiderstand ist annähernd gleich dem jeweiligen Reziprolcwert der Steilheit. Ist die maximale Steilheit der Röhre nach der Kennlinie in Fig. 2 z. B. gleich 15 mA/V, so geht .der Dämpfungswiderstan.d von dem Wert des Widerstandes 3 gleich 2ooo Ohm auf beispielsweise 70 Ohm herunter. Dieser Wert wird erreicht, sobald die Spannung zwischen Kathode und Gitter einen Punkt der Kennlinie erreicht, in dem der betreffende Steilheitswert vorhanden ist. Die bei der negativen Halbperiode auftretende Maximalspannung am Filter erniedrigt sich hierdurch im Verhältnis von 2000 :70, wenn nur dafür gesorgt ist, daß der Primärkreis des Filters von einer Röhre, z. B. einer Pentbde mit großem Innenwiderstand, gespeist wird. Es tritt daher auch für diese negative Halbwelle eine recht scharfe Begrenzung auf, die um so stärker ist, je stärker das Verhältnis zwischen dem Widerstand 3 und dem sich ergebenden Dämpfungswiderstand ist. Dies hängt aber wiederum von der Steilheit der Röhre ab. Die sich ergebende Schwingung hat dann die Form der Fig. 3ib. Es ist zweckmäßig, den Arbeitspunkt auf der Röhrencharakteristik so einzustellen, daß sich eine symmetrische Begrenzung der positiven und negativen Halbwellen ergibt.The input circle is z. B. an oscillation according to Fig. 3 a supplied. For the positive half-wave of the oscillations at the connection point between the resistor 3 and the cathode of the tube 4, the tube has a limiting or blocking effect, depending on which operating point is selected on the characteristic curve. During the negative half-wave that now follows, the tube carries more or less current for each instantaneous value of the alternating voltage. The resulting dynamic internal resistance of the cathode stage between earth and cathode is decisive for the limitation of the negative half-wave. This dynamic internal resistance is approximately equal to the reciprocal value of the slope. If the maximum slope of the tube according to the characteristic curve in FIG. B. equal to 15 mA / V, the damping resistance goes down from the value of the resistor 3 equal to 2,000 ohms to, for example, 70 ohms. This value is reached as soon as the voltage between the cathode and grid reaches a point on the characteristic curve at which the relevant slope value is present. The maximum voltage occurring at the filter during the negative half-cycle is thereby reduced in a ratio of 2000:70, if only care is taken that the primary circuit of the filter is supported by a tube, e.g. B. a Pentbde with a large internal resistance is fed. There is therefore also a very sharp limitation for this negative half-wave, which is the stronger the stronger the ratio between the resistance 3 and the resulting damping resistance. But this in turn depends on the steepness of the tube. The resulting oscillation then has the form of FIG. 3ib. It is advisable to set the operating point on the tube characteristic so that there is a symmetrical limitation of the positive and negative half-waves.

Die Begrenzerwirkung ist um so stärker, je früher auf der Kennlinie der Maximalwert der Steilheit erreicht wird, d. h. je schärfer der untere Kennlinienknick ausgebildet ist. Es ist zweckmäßig, den Widerstand 3 so groß wie möglich zu machen und eine Röhre möglichst großer Steifheit, also möglichst kleinen Innenwiderstandes zu benutzen.The earlier on the characteristic, the stronger the limiting effect the maximum value of the slope is reached, d. H. the sharper the lower curve kink is trained. It is useful to make the resistor 3 as large as possible and a tube with the greatest possible rigidity, i.e. the smallest possible internal resistance to use.

An die Stelle des in Fig. i dargestellten Filters kann auch ein einfacher Resonanzkreis oder auch nur ein Widerstand treten, der als Außenwiderstand einer Verstärkerröhre arbeitet, welche vorzugsweise einen hohen Innenwiderstand aufweist. Die An'kopplung kann dann kapazitiv verfolgen, wie dies in Fig. 4 idargestellt ist. Eine Pentode 12 großer Steilheit und hohen Innenwiderstandes in der Größenordnung von z. B. ioo kOhm enthält in ihrem Anodenkreis einen Widerstand 13, der iebenfalls verhältnismäßig groß ist und z. B. 5ooo Ohm beträgt. An die Anode der Pentode ist über einen Kondensator 14 die Kathode der Begrenzerröhre q. angeschlossen. Das Gitter der Begrenzerröhre ist wieder negativ vorgespannt, und die Kathode ist über den Widerstand 3 geerdet. Im Anodenkreis der Begrenzerröhre wird die begrenzte Schwingung abgenommen. Auch. bei dieser Anordnung erfolgt die Begrenzung durch den amplitudenabhängigen Dämpfungswiderstand, -der durdh den dynamischen Innenwiderstand der Begrenzerröhre gebildet wird.A simple filter can also be used in place of the filter shown in FIG Resonance circuit or even just a resistance occur as an external resistance Amplifier tube works, which preferably has a high internal resistance. The coupling can then track capacitively, as shown in FIG. A pentode 12 of great steepness and high internal resistance in the order of magnitude from Z. B. ioo kOhm contains a resistor 13 in its anode circuit, which also is relatively large and z. B. 5000 ohms amounts to. To the anode the pentode is the cathode of the limiter tube q via a capacitor 14. connected. The limiter tube grid is again negatively biased and the cathode is off grounded via resistor 3. In the anode circuit of the limiter tube, the limited Vibration decreased. Even. in this arrangement, the limitation is made by the amplitude-dependent damping resistance, -through the dynamic internal resistance the limiter tube is formed.

Sowohl in der Schaltung der Fig. i als auch der der Fig. q. kann eine aus,den positiven Halbwellen bestehende gleichgerichtete Schwingung an der Kathode am Punkt 15 abgenommen werden, so daß für diesen Ausgangskreis die Anordnung als Gleichrichter wirkt.Both in the circuit of FIG. I and that of FIG. Q. can a from, the positive half-waves existing rectified oscillation at the cathode be removed at point 15, so that the arrangement as Rectifier works.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Limiter circuit, e.g. B. to limit frequency-modulated Vibrations, characterized in that in the output circuit one of the to be limited Vibration-producing arrangement as an amplitude-dependent damping resistance of the dynamic resistance of a cathode amplifier is provided. a. Circuit after Claim ii, characterized in that the output circuit is high to a generator Internal resistance is attached. 3. Circuit according to Ansprudh i, characterized in that (that the internal resistance of the limiter tube as the damping resistance of a filter coil is connected in parallel. q .. Circuit according to claim i, characterized in that that the cathode of the limiter tube via a capacitor to the output circuit of the Generator is connected. 5. Circuit according to claim i, characterized in that that a tube as steep as possible is used as the limiter tube. 6th Circuit according to Claim i, characterized in that the limiter tube with its Cathode to the secondary coil of a tuned to the frequency band to be transmitted Filter is connected.