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Anordnung zur Umwandlung von Impulsen, vorzugsweise zur Synchronisierung
der Ablenkorgane eines Fernsehgerätes Schaltet man eine Impulsreibe an eine Reihenschaltungvon
Kapazität und@#,'iderstand, deren Zeitkonstante groß gegenüber der Periodendauer
der Impulsfolgefrequenz ist, so entsteht am Widerstand eine Impulsspannung, deren
Spannungsmittelwert einen Gleichspannungsanteil liefert, welcher in einem Einschwingvorgang
gegen Null abklingt. Die Dauer dieses Einschwingvorganges wird durch die Zeitkonstante
des betreffenden RC-Gliedes bestimmt. Diese durch den Einschwingv organg hervorgerufene
Niveauverlagerung innerhalb der Impulsreihe bewirkt bekanntlich, claß der Rückfrontimpuls
jedes Einzelimpulses der Impulsreihe vom Beginn des Einschwingvorganges an die Spannung
Null in der der eigentlichen Impulsspannung entgegengesetzten Richtung überschreitet.
Die Arnplitude dieser Rückfrontimpulse weist dabei in bezug auf die Spannung Null
eine stetig ansteigende Tendenz auf, bis der Einschwingvorgang abgeklungen ist.
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Soll der Einschwingvorgang nur wenige Impulse enthalten, so muß die
Zeitkonstante des RC-Gliedes entsprechend klein sein. Dabei bewirkt das RC-Glied
gleichzeitig eine Differenzierung der Impulse, wenn deren Impulszeit und Impulsdauer
in der gleichen Größenordnung liegen. Mit einer derart differenzierten Impulsreihe
lassen sich demnach die bereits beschriebenen, gegenüber der Spannung Null in ihrer
Amplitude ansteigenden Rückfrontimpulse erzeugen.
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Diese Methode wird besonders in der Fernsehtechnik ausgenutzt, um
die AbIenkschaltungen eines Fernsehempfängers zu synchronisieren. Zu diesem
Zweck
wird das in einem Fernsehsignalgemisch enthaltene Synchronsignal, welches zur Steuerung
der Ablenkschaltungen dient, aus in ihrer Folgefrequenz und ihrem Impulsverhältnis
unterschiedlichen Impulsgruppen mit konstanter Amplitude zusammengesetzt. Differenziert
man dieses Synchronsignal in der oben beschriebenen Weise, beispielsweise durch
Leitungüberdaserwähnte RC-Gliedmitentsprechender Zeitkonstante, so wird durch jede
Impulsgruppe mit den angegebenen Unterschieden gegenüber der vorhergehenden Impulsgruppe
der oben beschriebene Einschwingv organg hervorgerufen. Es entstehen dabei die gegenüber
der Spannung Null oder einem passend gewählten Bezugspotential in ihrer Amplitude
ansteigenden Rückfrontimpulse, die in bekannter Weise mittels eines Gleichrichters,
der bei Überschreiten des Bezugspotentials leitend wird, abgetrennt werden können.
Der erste abgetrennte Impuls dient dann zur Synchronisierung des entsprechenden
Ablenkgenerators. Dabei macht sich jedoch der Nachteil bemerkbar, daß der folgende
abgetrennte Impuls in seiner Amplitude gegenüber dem vorhergehenden größer ist,
so daß der Ablenkgenerator unter Umständen nicht vom ersten, sondern erst vom zweiten
oder sogar dem dritten mitgezogen wird. Die von diesem Generator gelieferte Ablenkspannung
wird dabei in ihrer Phase um das Zeitintervall einer oder zweier Perioden der synchronisierenden
Impulsfolgefrequenz verschoben. Es entsteht so eine Unsicherheit in dem beim Fernsehen
erforderlichen Synchronismus zwischen dem Fernsehsignalgemisch und den Ablenkschaltungen
eines Fernsehempfänger, wodurch die Güte des wiedergegebenen Bildes beeinträchtigt
wird.
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Die Erfindung beseitigt bei ihrer Anwendung auf Ablenkschaltungen
eines Fersehempfängers diesen Nachteil der unsicheren Synchronisierung. Sie hat
eine Anordnung zur Erzeugung von in ihrer Amplitude abnehmenden Rückfrontimpulsen
aus den Impulsen einer Impulsgruppe zum Gegenstand, deren Spannungsmittelwert einem
abklingenden Einschwingvorgang folgt. Erfindungsgemäß wird die Impulsgruppe einem
eine Ventileinrichtung, insbesondere eine Diode, enthaltenden Vierpol zugeführt,
welcher nur infolge Öffnens der Ventileinrichtung bei Überschreiten eines Bezugspotentials
als Differenzierglied wirkt und somit nur die das Bezugspotential infolge des Einschwingvorganges
überschreitenden Rückfrontimpulse differenziert, wobei der die Ventileinrichtung
durchfließende Strom die gewünschten Rückfrontimpulse mit abnehmender Amplitude
am Ausgang des Vierpols ergibt.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung sei an Hand von Fig. r näher erläutert.
An den Vierpol wird eine durch vorhergehende Differenzierung erzeugte Impulsspannungangeschlossen
(starkausgezogeneLiniea), deren Spannungsmittelwert einem Einschwingvorgang folgt.
Dieser ist so kurz, daß gleichzeitig die einzelnen Impulse schwach differenziert
sind. Durch den Einschwingvorgang entstehen die bereits beschriebenen Rückfrontimpulse,
die ein Bezugspotential, hier die Spannung U = 0, überragen. Ihre Amplitude folgt
der während des Einschwingvorganges mit zunehmender Zeit ansteigenden strichpunktierten
Linie d. Infolge des Öffnens der Ventileinrichtung bei Überschreiten des Bezugspotentials
(U = 0) werden nun diese Rückfrontimpulse differenziert, und zwar in diesem hier
betrachteten Fall so stark, daß der Augenblickswert der Spannung am Ende dieses
Differenziervorganges, der durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, auf Null
(Punkt 0) abgesunken ist. Jeder auf diesen Differenziervorgang folgende neue Impuls
verläuft weiterhin entsprechend der Kurvenform der Impulsspannung a, jedoch durch
den mittels der Ventileinrichtung bewirkten Differenziervorgang im Niveau verschoben
(gestrichelte Kurve b) ; d. h., der neue Impuls gemäß der Kurve a setzt sich an
den Punkt 0 nach unten an, erreicht also entsprechend dem Amplitudensprung der Kurve
a den Wert Uo. Durch den Differenziervorgang im Vierpol erreichen die Impulse immer
wieder den gleichen Absolutwert U,, des ersten Impulses, von dem ab dann die Impulsspannung
b parallel zur Kurve a verläuft. Da infolge Abklingens des Einschwingvorganges
der Niveauunterschied zwischen Vorder- und Rückfront der Impulse immer geringer
wird, nimmt die Amplitude der das Bezugspotential überschreitenden Rückfrontimpulse
ständig ab, was durch die strichpunktierte Linie e angedeutet ist. In Fig. a sind
nochmals die das Bezugspotential überragenden, stark differenzierten Rückfrontimpulse
dargestellt. Ihr Verlauf ist mit c bezeichnet.
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Eine zweckmäßige Schaltung des Vierpols zeigt Fig. 3. Er stellt ein
RC-Glied dar, dessen Zeitkonstante bei gesperrter Ventileinrichtung gegenüber der
Folgefrequenz der zugeführten Impulse groß und bei geöffneter Ventileinrichtung
derart verkleinert ist, daß der Vierpol als Differenzierglied für die Impulse wirkt.
Seinen Eingangsklemmen Ei, E2 wird die Impulsgruppe zugeführt deren Spannung beispielsweise
gemäß Kurvenzug a der Fig. z verläuft. An den beider. Eingangsklemmen El, L2 liegt
die Reihenschaltung des Kondensators C und des Widerstandes R,, deren Zeitkonstante
groß gegenüber der Folgefrequenz der angelegten Impulse ist. Parallel zum Widerstand
R, liegt die Reihenschaltung einer Diode D (Ventileinrichtung) und eines Widerstandes
R2, dessen Enden mit den Ausgangsklemmen A, und A z des Vierpols verbunden sind.
Infolge der großen Zeitkonstante des RC-Gliedes Ri C steht am Widerstand R, die
- abgesehen von einer Niveauverschiebung - unverformte, dem Eingang zugeführte Impulsspannung
a. Bei Überschreiten des Bezugspotentials, hier der Spannung Null, wird die Diode
D leitend und schaltet damit parallel zum Widerstand R, den Widerstand R., dessen
Wert so klein ist, daß er für den Wert der Zeitkonstante des RC-Gliedes maßgebend
wird, die jetzt kleiner als die Dauer der angelegten Rückfrontimpulse ist. Damit
wird jeder das Bezugspotential überschreitende Rückfrontimpuls differenziert, wobei
der Kondensator C sich über die Diode D und über den Widerstand R2 schnell oder
langsam auflädt, je nachdem, wie groß die Zeitkonstante des RC-Gliedes
R, -C ist. Der Kondensator C kann sich dabei höchstens bis zur Spitzenspannung
der über dem Bezugspotential liegenden Rückfrontimpulse aufladen. Dazu muß die Zeitkonstante
des RC-Gliedes 12.,-C so klein sein, daß der Aufladungsvorgang vor Beginn eines
neuen Impulses
beendet ist. Lädt sich der Kondensator C jedesmal
auf diesen Spitzenwert auf, wie dies zur Erzielung einer Spannung gemäß dem Kurvenzug
c in Fig. 2 erforderlich ist, so beginnt am Widerstand R1 jeder auf den Aufladungsvorgang
(Differenzierung) folgende Impuls bei der Spannung Null. Am Widerstand R1 steht
demnach eine Spannung gemäß Kurvenzug b in Fig. i. Während des Einschwingvorganges
wird der Kondensator C mit jedem das Bezugspotential überragenden Rückfrontimpuls
aufgeladen, da die Amplitude dieser Rückfrontimpulse gegenüber dem Bezugspotential
ständig zunimmt. Dies kommt in der Fig. i dadurch zum Ausdruck, daß der Potentialunterschied
zwischen den Spannungsmittelwerten der Kurven a und b in Abhängigkeit
von der Zeit größer wird. Dieser Potentialunterschied ist gerade die jeweilige Gleichspannung,
auf die der Kondensator C aufgeladen wurde. Ist der Einschwingvorgang abgeklungen
und hat sich der Kondensator C auf den vollen Spitzenwert der das Bezugspotential
überragenden Rückfrontimpulse im eingeschwungenen Zustand aufgeladen, so findet
keine Nachladung mehr statt. Die Aufladungsstromstöße klingen damit von einem Maximalwert
beim ersten Impuls nach 0 ab. (Die geringe Entladung des Kondensators C über den
Widerstand R1 während der Zeit zwischen den Differenzierungen ist hierbei vernachlässigt,
da sie wegen der großen Zeitkonstante des RC-Gliedes R, -C nicht ins Gewicht fällt.)
Die die Diode D durchfließenden Impulsströme, welche die gewünschte abnehmende Amplitude
aufweisen, bewirken an dem Widerstand R, entsprechende Spannungsabfälle, die an
den Ausgangsklemmen A1 und A2 des Vierpols abnehmbar sind. Am Widerstand R2 steht
damit eine Spannung, die dem Kurvenzug c in Fig. 2 entspricht.
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Die beschriebene Anordnung läßt sich besonders vorteilhaft zur Erzeugung
der Synchronisierungsimpulse verwenden, die den die Vertikalfrequenz eines Fernsehgerätes
liefernden Generator mitziehen. Durch die Vertikalfrequenz wird der Bildwechsel
bewirkt. Der erfindungsgemäßen Anordnung leitet man zu diesem Zweck das Synchronsignal
des Fernsehsignalgemisches zu, welches den sogenannten Vertikalsynchronimpuls enthält,
der, wie der Name sagt, die Vertikalfrequenz synchronisiert. Dieser besteht aus
einer Gruppe von verlängerten Halbzeilenimpulsen. Die Rückfront des ersten dieser
verlängerten Halbzeilenimpulse wird im allgemeinen zur Synchronisierung des Vertikalfrequenzgenerators
benutzt. Diese Gruppe wird nun einer Differenzierung unterworfen, welche den erforderlichen
beschriebenen Einschwingvorgang bewirkt. Der erste verlängerte Halbzeilenimpuls
entspricht dann dem ersten unterhalb des Bezugspotentials liegenden Impuls im Kurvenzug
a gemäß Fig. i. Seine Rückfront schwingt infolge des Einschwingvorganges über das
Bezugspotential hinaus und wird - soweit sie das Bezugspotential überschreitet -
in der erfindungsgemäßen Anordnung besonders differenziert. Am Ausgang des Vierpols
steht dann der erste Impuls des Kurvenzuges c gemäß Fig.2, dessen Amplitude gegenüber
den folgenden Impulsen größer ist und der damit eine sichere Synchronisierung der
Vertikalfrequenz gewährleistet. Da nun in einem Fersehsignalgemisch die Vertikal-Synchronimpulse
mit der Bildwechselfrequenz aufeinanderfolgen, muß dafür gesorgt werden, daß sich
der Kondensator C in der Pause zwischen zwei Vertikalsynchronimpulsen, die gegenüber
der Dauer eines Vertikalsynchronimpulses groß ist (- ioo : i), entladen kann, damit
der erste Halbzeilenimpuls jedes Vertikalsynchronimpulses einen entladenen Kondensator
vorfindet und damit die ganze Gruppe der Halbzeilenimpulse dem beschriebenen erfindungsgemäßen
Vorgang unterworfen werden kann. Würde der Kondensator C nämlich seinen am Ende
des Einschwingvorganges erhaltenen Spannungswert beibehalten, so könnte der erste
Rückfrontimpuls im folgenden Vertikalsynchronimpuls keinen Stromstoß über die Diode
hervorrufen, da die vom vorhergehenden Vertikalsynchronimpuls erhalten gebliebene
maximale Kondensatorspannung größer wäre als die das Bezugspotential überragende
Amplitude dieses ersten Rückfrontimpulses. Diese erforderliche Kondensator-' entladung
erfolgt über den Widerstand R1. Infolge der langen Pause zwischen zwei Vertikalsynchronimpulsen
kann die Zeitkonstante R,-C dieses Entladungsvorganges gegenüber der Zeitkonstante
R.-C des Differenziervorganges der Rückfrontimpulse so groß sein, daß sie bei dieser
Differenzierung nicht ins Gewicht fällt. Damit gilt die Beschreibung zu Fig. 3 auch
für diesen hier erläuterten Fall. Der Vierpol liefert also im Takt der Vertikalsynchronimpulse
Gruppen von in ihrer Amplitude abnehmenden Rückfrontimpulsen, von denen der erste
jeweils zum Mitziehen des die Vertikalfrequenz liefernden Generators dient und infolge
seiner gegenüber den anderen Rückfrontimpulsen größeren Amplitude für einen sicheren
Synchronismus sorgt.
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In der Fig. q. ist das von einem Fernsehsignalgemisch abgetrennte
Synchronsignal dargestellt. Darin sind mit i die für die Synchronisierung des Zeilenwechsels
bestimmten Horizontalimpulse, mit 2" bzw. 2b die den Vertikalsynchronimpuls umgebenden
sechs Vor- und sechs Nachtrabanten und mit 3 die sechs den Vertikalsynchronimpuls
bildenden verlängerten Halbzeilenimpulse bezeichnet, wie sie beispielsweise nach
der euröpäischen Norm zusammengesetzt sind. Wie ersichtlich, folgen die verlängerten
Halbzeilenimpulse 3 einem Einschwingvorgang, der durch eine schwache Differenzierung
des hier dargestellten Synchronsignals bewirkt ist. Schließt man ein so differenziertes
Synchronsignal an den erfindungsgemäßen Vierpol an, so bewirkt die Rückfront der
Vortrabanten 2," sowie einiger vorhergehender Horizontalimpulse i kleine Stromstöße
über die Diode, da infolge der schwachen Differenzierung des Synchronsignals die
beiden Impulsflanken jedes Impulses im Niveau gegeneinander verschoben sind. Da
die Trabanten 2a, 2b und die Horizontalimpulse i aber schmal sind, ist diese Niveauverschiebung
sehr gering, so daß die Rückfronten dieser Impulse das Bezugspotential nur wenig
überschreiten. Sie reichen zur Synchronisierung nicht aus. Die geringe dabei aufgenommene
Ladung des Kondensators C kann deshalb in den Impulspausen zwischen den Vortrabanten
2" und den Horizontalimpulsen i über den Widerstand R, ganz oder zum
größten
Teil wieder abgegeben werden. Die erste verlängerte Halbzeilenimpuls 3 findet demnach
einen praktisch entladenen Kondensator C vor. Es spielt sich dann der bereits beschriebene
Vorgang der Differenzierung der einzelnen Rückfrontimpulse ab, bis auf den letzten
verlängerten Halbzeilenimpuls 3 der erste Nachtrabant 2b folgt. Der Spannungsmittelwert
der Nachtrabanten 2b verschiebt sich nun wieder nach einem Einschwingvorgang, der
durch die vorausgehende schwache Differenzierung des Synchronsignals bestimmt ist.
Am Ende des den verlängerten Halbzeilenimpulsen 3 überlagerten Einschwingvorganges
bestand nun die Spannung am Widerstand R1 (gestrichelt gezeichnet) außer aus der
Impulsspannung noch aus der maximalen Spannung am Kondensator C. Gemessen am Widerstand
R1 ist also der Spannungsmittelwert der Nachtrabant 2b um diese letztere Spannung
gegenüber dem der Vortrabanten 2" in seinem Potential verlagert.
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Es beginnt jetzt die Entladung des Kondensators C über den Widerstand
R1, was durch die im rechten Teil der Figur liegende leicht ansteigende gestrichelte
Linie angedeutet ist. Der Spannungsmittelwert der weiteren Impulse (gemessen am
Widerstand R1) verläuft entsprechend dieser gestrichelten Linie, die sich langsam,
bestimmt durch die Zeitkonstante R,-C, der Spannung Null nähert. Die Impulse nehmen
schließlich eine solche Lage ein, wie sie im linken Teil der Fig. 4 eingezeichnet
ist.