-
Schaltung zur Abtrennung der Synchronsignale aus dem Signalgemisch
bei Fernsehempfängern Die Erfindung betrifft eine Schaltung für Fernsehempfänger,
die dazu dienen soll, aus dem Signalgemisch, d. h. dem niederfrequenten Gemisch
von Bildsignalen und Synchronisierimpulsen, die Synchronsignale vom Bildinhalt völlig
zu trennen. Dabei soll sie trotz veränderlichen Eingangsamplituden und veränderlichem
Bildinhalt am Ausgang Impulse von möglichst konstanter Amplitude und Breite liefern.
Außerdem werden an eine solche Schaltung die Forderungen gestellt, daß erstens der
Schwarzpegel konstant gehalten wird und zweitens der »Abtrennbereich« möglichst
klein ist. Unter dem letzteren ist zu verstehen, daß diejenige kleinste Amplitude
der eingangsseitigen Synchronimpulse, die noch ausreicht, um eine konstante Ausgangsamplitude
zu: liefern, einen gewissen Wert nicht übersteigen soll. Es muß nämlich von einem
guten Fernsehempfänger gefordert werden, daß die Synchronisierung durch die Synchronsignale
erst bei so niedrigen Eingangsamplituden ausfällt, bei denen auch die Bildinhaltssignale
nicht mehr ausreichen, um ein brauchbares Fernsehbild zu erzielen. Wie weit diese
Forderungen gleichzeitig erfüllbar sind, hängt u. a. auch davon ab, welches der
bekannten Synchronisierverfahren, ob z. B. die Rückfrontsynchronisierung oder das
Integrationsverfahren, bei den betreffenden Fernsehempfängern angewendet wird. Die
Erfindung soll daher weiter unten an Hand zweier Ausführungsbeispiele, die sich
auf die genannten beiden Synchronisierverfahren beziehen, näher erläutert werden.
-
Die Schaltung gemäß der Erfindung geht von einer bekannten Schaltung
aus, bei der zur Abtrennung der Synchronsignale aus dem Signalgemisch
zwei
Trioden vorgesehen sind, von denen die erste kathodengesteuert ist und einen extrem
hohen Anodenwiderstand besitzt. Die zweite Triode ist mit ihrem Gitter galvanisch
an die Anode der ersten Triode angekoppelt und kann entweder nur als Anodenverstärker
oder gleichzeitig als Kathoden-und Anodenverstärker geschaltet sein, je nachdem,
ob man -für das weitere Synchronisierverfahren entweder nur positive Impulse benötigt,
wie bei Anwendung des Integrationsverfahrens für die Abtrennung der Vertikal-Synchronimpulse
oder auch negative Impulse, wie bei Anwendung der Rückfrontsynchronisierung.
-
Gemäß der Erfindung erhält bei einer derartigen Schaltung mit zwei
Trioden das Gitter der ersten Triode eine positive Vorspannung, insbesondere von
dem Abgriffpunkt eines Spannungsteilers. Zur Sperrung der zweiten Triode kann die
Kathode dieser Röhre eine feste positive Vorspannung erhalten, die entweder von
einem Spannungsteiler abgenommen wird oder durch einen, von einem Kondensator überbrückten
Kathodenwiderstand erzeugt wird.
-
An Hand der Abbildungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
In Abb. i -sind mit i und 2 die beiden Trioden bezeichnet, die vorzugsweise auch
in einem gemeinsamen Röhrenkolben untergebracht sein können. Das Gitter der Röhre
:2 ist galvanisch mit der Anode der Röhre i verbunden. An der Kathode der Röhre
i, die über dem Widerstand 3 an Masse liegt, wird über einen Koppelkondensator q.
und einen kleinen Ankoppelwiderstand 5 das Signalgemisch in solchem Sinne zugeführt,
daß die Bildinhaltssignale in positiver Richtung, die Synchronimpulse in negativer
Richtung liegen. Das Gitter der Röhre i liegt an einem Spannungsteiler zwischen
Masse und der Anodenspan-_nungsquelle von etwa Zoo V, der aus den Widerständen 6,
7 und 7a gebildet ist, und erhält dadurch eine Vorspannung von etwa -I- 5 V. Der
Anodenwiderstand 8 der Röhre i ist extrem hoch und hat z. B. den Wert von i MSZ.
-Am Kathodenwiderstand 9 der Röhre 2 können die abgetrennten Synchronimpulse mit
negativer Richtung abgenommen werden.
-
Abb. 3 zeigt den Verlauf des Kathodenstroms Ik 1 der Röhre i als Funktion
der Kathodenspannung Uk 1 für den Fall, daß .die Gittervorspannung gleich Null ist,
daß also der Widerstand 6 in Abb. i den Wert Null hat. Diese Kennlinie wird von
dem Signalgemisch ausgesteuert, wie unterhalb der Abszissenachse in Abb. 3 dargestellt.
Der mittlere Kathodenstrom erzeugt am Widerstand 3 eine Vorspannung und bestimmt
damit die Lage der Wechselstromachse, die in Abb. 3 mit w bezeichnet ist. Kathodenstrom
beginnt bei einer Spannung U" zu fließen, die dem Punkte a entspricht. Bei der Spannung
Ub hat die Kennlinie einen Knick b, was darauf zurückzuführen ist, daß bei dieser
Spannung Gitterstrom zu fließen beginnt. Wie der Kennlinienverlauf zeigt, ist eine
Aussteuerung bis zu. Kathodenspannungen, die wesentlich kleiner sind als Ub, kaum
möglich, da in diesem Bereich die Kennlinie sehr steil verläuft und daher die Vorspännung
stark ansteigt und die Wechselstromachse ins Positive verschiebt. Die Schaltung
erfüllt also bereits die eine der eingangs erwähnten Forderungen, daß sich der Schwarzpegel
bei veränderlichem Bildinhalt und konstanter Impulsamplitude nicht wesentlich verschiebt.
Dazu muß allerdings die Amplitude der Steuerspannung genügend groß sein, um die
Kennlinie bis zum Punkt b auszusteuern.
-
Die weitere Forderung nach kleinstmöglichem Abtrennbereich bedeutet,
daß schon Impulse, deren Amplitude gleich der Differenz aus den Spannungen U" und
Ub ist, .die Röhre bis zum Gitterstromeinsatz aussteuern müssen. Wie man aus Abb.
3 sieht, steuert aber nur ein Teil der Impulsamplitude die Röhre i aus. Setzt man
weiter voraus, daß der Bildinhalt schwarz sei, d. h. daß die Wechselstromachse w
nahezu mit dem Schwarzpegel s übereinstimmt, so erkennt man die minimale Vorspannung,
die sich einstellen müßte, wenn die Triode i bis zum Gitterstromeinsatz ausgesteuert
wird. Sie ist um etwa ioo/o kleiner als die Differenz U" Ub, wenn man.gemäß der
CCIR-Norm annimmt, daß die Impulsdauer etwa iho der Zeit zwischen zwei Impulseinsätzen
beträgt. Der mittlere Anodenstrom, der bei der Aussteuerung bis zum Gitterstromeinsatz
durch den Widerstand 3 fließt, darf also nur so groß sein, daß sich die Vorspannung
o,9 (Uj Ub) einstellt. Läge, wie bei der in Abb. 3 dargestellten Kennlinie angenommen,
das Gitter an Masse, so würde der mittlere Anodenstrom bei Aussteuerung bis zum
Gitterstromeinsatz wesentlich größer. Die Vorspannung wird also zu groß und die
Wechselstromachse wird so weit ins Positive verschoben, daß wesentlich größere Impulsamplituden,
als dem gewünschten minimalen Abtrennbereich entspricht, notwendig sind, um die
Röhre bis zum Gitterstromeinsatz auszusteuern. Dieser Mangel wird durch die gemäß
der Erfindung eingeführte Vorspannung des Gitters der Röhre i behoben. Da auch die
Kathode infolge des Spannungsabfalls am Widerstand 3 durch den mittleren Anodenstrom
positiv vorgespannt ist, wird die Spannung zwischen Kathode und Gitter verringert.
Wie oben erwähnt, soll die Kathode um den Betrag o,9 (U"-Ub) positiver sein als
das Gitter. Wenn diese Forderung für die Gittervorspannung erfüllt ist, kann bereits
ein Signalgemisch, in dem die Impulsamplitude gleich Uä Ub ist, bei Bildinhalt »schwarz«
die Röhre i bis zum Gitterstromeinsatz aussteuern. Ist der Bildinhalt heller oder
die Impulsamplitude größer, so fließt Gitterstrom, und der mittlere Kathodenstrom
steigt entsprechend der gezeichneten Kennlinie steil an, so daß sich automatisch
die entsprechende Vorspannung einstellt. Wegen der großen Steilheit der Gittercharakteristik
in diesem Bereich verschiebt sich dabei die Lage der Impulsspitzen nur in kleinen
Grenzen.
-
Die eingangs gestellte weitere Forderung, bei variablen Eingangsamplituden
absolut konstante Ausgangsamplituden an der Röhre 2 zu erhalten, wäre bei normaler
Schaltung der Röhre 2 noch nicht erfüllt, weil nach Gitterstromeinsatz in der Röhre
i der Anodenstrom in der Röhre 2 noch weiter abnimmt.
Es besteht
also die Forderung, daß der Anodenstrom der Röhre :2 bereits vor dem Gitterstromeinsatz
in Röhre i den Wert Null annimmt. Eine als Kathodenverstärker arbeitende Röhre kann
sich aber selbst in einer Schaltung, wie sie bisher beschrieben wurde, nie ganz
sperren; deswegen wird gemäß weiterer Erfindung die Kathode der Röhre 2 durch den
Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 9 und io, auf ein festes positives
Potential gelegt. Diese Vorspannung wird so gewählt, daß noch vor Einsatz von Gitterstrom
in der Röhre i die Kathode der Röhret um den Aussteuer-Bereich dieser Röhre positiver
ist als das Gitter. Dadurch ist es möglich, aus dem Synchronimpuls einen Bereich
konstanter Amplitude herauszuschneiden. An dem Abgriffpunkt des Anodenwiderstandes
11, 12 der Röhre 2 treten die Synchronimpulse im positiven Sinne auf und können
direkt der Schaltung zur Horizontalablenkung zugeführt werden.
-
Zur Trennung der Horizontalimpulse von den Vertikalimpulsen ist in
dem Ausführungsbeispiel der Abb. i die Rückfrontsynchronisierung gewählt. Hier erfolgt
die Trennung mit Hilfe einer Pentode 13, deren Gitterzeitkonstante durch geeignete
Bemessung des Kondensators 14 und des Gitterwiderstandes 15 so gewählt ist, daß
die breiteren Bildimpulse gegenüber den Zeilenimpulsen eine maximale Spitzenüberhöhung
ergeben. Die Vorspannung ist so eingestellt, daß nur die Bildimpulsspitze die Röhre
aussteuert, die Zeilenimpulse also vollständig abgetrennt werden. Dieses Verfahren
erfordert negative Impulse am Gitter der Röhre 13, weshalb dieses über den Kondensator
14 an die Kathode der Röhre 2 angeschlossen ist. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist
ein einwandfreier Zeilensprung unter Vermeidung des Paarigwerdens der Zeilen, weil
die Zeilenimpulse von den Bildimpulsen restlos getrennt werden können.
-
In Abb.2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben,
bei dem zur Trennung der Horizontal- und Vertikalimpulse das Integrationsverfahren
angewendet wird. Hier sind negative Impulse am Ausgang der Schaltung zur Abtrennung
der Synchronimpulse vom Bildinhalt nicht erforderlich. Aus diesem Grund wird die
positive Vorspannung der Kathode der Röhre 2 durch ein RC-Glied aus dem Widerstand
2o und dem Kondensator 2i erzeugt, welches an Stelle des Spannungsteilers 9, io
der Abb. i tritt. Im übrigen ist die Schaltung im wesentlichen die gleiche wie in
Abb. i, was durch gleiche Bezugszeichen für die entsprechenden Teile zum Ausdruck
kommt.
-
Zur Erzeugung der Steuerimpulse für die Vertikalablenkung wird das
Synchronsignal, d. h. das Gemisch aus Horizontal- und Vertikalimpulsen, in positiver
Polarität an der Anode der Röhre 2 abgenommen und über den Koppelkondensator 23
einem Tiefpaß, bestehend aus den Längswiderständen 24, 25 und den Querkapazitäten
26, 27 zugeführt, der das Impulsgemisch integriert. Es wird vorausgesetzt, daß das
Synchronsignal nach der CCIR-Form aufgebaut ist, d. h. daß der Vertikalimpuls aus
sechs verbreiterten Horizontalimpulsen besteht. Die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters
ist so bemessen, daß die Summe der sechs verbreiterten Impulse einen einzigen verformten
Impuls ergibt, während die Horizontalimpulse weitgehend unterdrückt werden. Der
integrierte Vertikalimpuls dient in bekannter Weise zur Steuerung einer Pentode
28, deren Vorspannung so eingestellt ist, daß auch die letzten Reste der Horizontalimpulse,
die in der Steuerspannung noch vorhanden sind, die Röhre nicht mehr aussteuern.
An der Anode der Röhre 28 ist die Vertikalsynchronisierungsschaltung angeschlossen.