DE954338C - Schaltung zur selbsttaetigen Verstaerkungsregelung in einem Fernsehempfaenger - Google Patents
Schaltung zur selbsttaetigen Verstaerkungsregelung in einem FernsehempfaengerInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1956
N 4651 VIIIaI 21 a*-
ist als Erfinder genannt worden
Bekanntlich kommen auch bei Fernsehempfängern Schaltungen zur selbsttätigen Verstärkungsregelung
zur Verwendung.
Ebenso wie bei normalen Rundfunkempfängern besteht die Regelkurve dabei im allgemeinen aus
zwei Teilen.
Nimmt die Amplitude des empfangenen Hochfrequenzsignals von Null an zu, so· wird' das der
Wiedergaberöhre zugeführte Signal anfangs etwa proportional zur empfangenen Hochfrequenzamplitude
zunehmen.
Hat das empfangene Hochfrequenzsignal eine bestimmte
Amplitude erreicht, so wird die Verstärkungsregelung betätigt, und es bleibt das der
Wiedergaberöhre zugeführte Signal bei einer weiteren Zunahme der Stärke des empfangenen
Signals nahezu gleich stark.
Es ist nun bei einem Fernsehempfänger sehr erwünscht, daß auftretende starke Störimpulse auf
einen Wert begrenzt werden, der denjenigen des gewünschten Signals nur wenig übersteigt.
Solange die selbsttätige Verstärkungsregelung tätig ist und also die Amplitude des demodulierten.
Signals etwa konstant ist, kann dieser Bedingung leicht durch Verwendung eines Begrenzers entsprochen
werden, der beim Überschreiten dieser Amplitude betätigt wird.
Beim Empfang eines Hochfrequenzsignals mit kleiner Amplitude, z. B. eines weit entfernten
Senders, wobei die selbsttätige Verstärkungsrege-
lung noch nidht wirksam ist, ist eine derartige Begrenzung
ohne weiteres nicht recht möglich, und es wird also das Verhältnis zwischen der Amplitude
des gewünschten Signals und der Amplitude der Störimpulse ungünstig werden.
Jedoch ist gerade unter solchen· Umständen, eine
richtige Begrenzung der Störsignale sehr wichtig. Die Erfindung bezweckt eine Schaltung für automatische
Verstärkungsregelung zu schaffen, bei der ίο die Amplitude der Störsignale unabhängig von der
Amplitude des empfangenen Signals nahezu auf die Amplitude dieses empf angenenSignals begrenzt wird.
Dies wird ereicht bei einer Schaltung für selbsttätige, mit Schwellwert arbeitende Verstärkungsregelung
in einem Fernsehempfänger, bei der die Regelspannung von einer regelmäßig wiederkehrenden
Komponente maximalen Scheitel wertes und konstanten Bezugsniveäus des Signalgemisches
abgeleitet wird, wenn gemäß der Erfindung das demodulier te Signal auf galvanischem Wege einem
Steuergitter einer Entladungsröhre zugeführt wird, deren Ausgangskreis über eine galvanische Kopplung
eine Vorspannung für das Steuergitter dieser Röhre entnommen wird, mit der der Scheitelwert
der Anodenspannung der Röhre nahezu stabilisiert wird, und daß unter Steuerung dieser Vorspannung
bei Überschreitung des Schwellenwertes die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung erzeugt
wird.
Die Schaltung nach der Erfindung und ihre weiteren1 Kennzeichen werden an Hand einer in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsform beispielsweise näher erläutert,
Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Schaltung
nach der Erfindung, deren Wirkungsweise an Hand der in den Fig. 2 a, 2 b und 2 c -dargestellten Anodenstrom-Gitterspariinungs-Kurven
erläutert wird. Ein geänderter Teil der Schaltung nach Fig. 1, mit der
außerdem eine einfache Trennung von Synchronisationsund. Bildsignal erzielt wird, ist in der
Fig. 3 dargestellt.
In Fig. ι wird das über der Spule 1 auftretende
Hochfrequenz- oder Zwischenf requenzfernsehsignal mittels der Diode 2 und der Parallelschaltung eines
Kondensators 3 und eines Widerstandes 4 demoduliert.
Das über dem Widerstand 4 auftretende demodulierte Signal wird über die Spule 5 dem Steuergitter
der Röhre 6 zugeführt.
Im Steuergitterkreis ist zwischen1 den Widerstand
4 und die geerdete Kathode der Röhre 6 ein Kondensator 7 geschaltet.
Beim Empfang eines in negativem Sinne auf eine Trägerwelle modulierten Fernsehsignals tritt bei
der dargestellten Durchlaßrichtung der Diode 2 ein demoduliertes Fernsehsignal am Steuergitter der
Röhre 6 auf, wobei die Synohronisationsimpulse
das< Potential des Steuergittere herabsetzen.
Am Anodenwiderstand 8 der Röhre 6 tritt dabei ein Signal mit positiv gerichteten Synchronisationssignalen auf.
Die Anode der Röhre 6 ist mit den Anoden der Dioden 9 und 10 verbunden, von denen die erstgenannte
parallel zum Anodenwiderstand 8 geschaltet ist.
Die Diode 10 ist in Reihe mit dem Kondensator 11 parallel zur Röhre 6 geschaltet.
Weiter ist die Anode der Röhre 6 über einen Widerstand 12 verbunden mit dem positiven Pol
einer Spannungsquelle, die eine höhere Spannung hat als diejenige der Anodenspeisequelle.
Die Kathode der Diode 10 ist über die Reihentschaltung der Widerstände 13, 14 und 15 mit dem
negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden, deren andere Klemme geerdet ist.
Eine Anzapfung des Widerstandes 14 ist mit der
nicht geerdeten Seite des Kondensators 7 und mit dem Steuergitter der Entladungsröhre 16 verbunden.
Mittels- des an die Anodenspeisequelle (+) angeschlossenen
Spannungsteilers 17, 18, dessen regelbarer Teilwiderstand 18 in die Kathodenleitung
der Röhre i6> eingeschaltet ist, wird der Kathode der Röhre 16 eine feste positive Vorspannung
gegeben.
Die Anode der Röhre 16 ist einerseits über den Widerstand 19 mit der Anodenspeisequelle (+) und
andererseits über die Reihenschaltung der Widerstände 20 und 21 mit der negativen Spannungsquelle verbunden. Wie weiter unten dargetan wird,
wird die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung· dem Verbindungspunkt der
Widerstände 20 und 21 entnommen, wie mit einem Pfeil angedeutet ist.
Es sei zunächst angenommen, daß die Diode 9 und der Widerstand 12 nicht vorhanden sind.
Die negative Vorspannung für das Steuergitter der Röhre 6 wird mittels des Spannungsteilers 14
derart eingestellt, daß, wenn kein Signal empfangen wird, also keine Spannung am Widerstand^ auftritt,
die Röhre 6 nur einen kleinen Anodenstrom durchläßt. Die dabei über dem Kondensator 7 auftretende
negative Vorspannung V7 ist in Fig. 2 a längs der Abszisse der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kurve
angedeutet. Bei diesem Vorspannungswert wird der Widerstands von einem Anodenstrom
iaQ durchflossen.
Da die Anodenspannung positiv gegenüber der negativem Hilfsspannungsquelle (—) ist, mit der
die Kathode der Diode 10 über die verhältnis- no
mäßig hochohmigen Widerstände 13, 14 und 15
verbunden ist, ist die Diode 10 zunächst leitend, und der Kondensator 11 wird bis auf die an der Anode
der Röhre 6 stehende Spannung aufgeladen. Da ja der eingestellte Anodenstromwert iag klein ist, ist
auch, der Spannungsabfall am Anodenwiderstand 8 klein, und die Anodenspannung entspricht nahezu
der Spannung der Anodenspeisequelle (+).
Tritt nun an der Spule 1 ein Signal auf, so entsteht
am i?C-Glied 3, 4 eine im Takte der Modulation schwankende zusätzliche negative Gitterspannung·.
Diese setzt die Steuerspannung zwischen Gitter und Kathode der Röhre 6 herab, wobei durch
den verringerten Anodenstrom der Spannungsabfall am Anodenwiderstand 8 geringer und die
Anodenspannung etwas mehr positiv wird. Diese
Spannungszunahme überträgt sich über die Diode io auf den Kondensator ii und weiter auf den Abgriff
am Potentiometer 14; die Spannung V1 (am
Kondensator 7) nimmt zu, was der durch das demodulierte Signal bewirkten Herabsetzung der
S teuer spannung der Röhre 6 entgegenwirkt. Man erhält also· bei richtiger Einstellung des Abgriffes
am Potentiometer 14 eine Stabilisierung des Arbeitspunktes der Röhre 6, und zwar, da die
Diode 10 zusammen mit dem Kondensator 11 und
den eingeschalteten Widerständen als Spitzengleichrichter wirkt, auf den Maximalwert der
Anodenspannung,' d. h. auf den Minimalwert des Anodenstromes bzw. auf den am stärksten negativen
Wert des Eingangssignals, also bei. den Spitzen der Synchronisierimpulse; dies lassen die
Fig. 2 a, 2 b und 2 c deutlich erkennen.
Im Fig. 2b ist unterhalb der Abszisse das am
Steuergitter der Röhre 6 auftretende Fernsehsignal dargestellt, wobei die Spitzen des Synchronisationssignals
22 in der Nähe des Sperrpunktes V c der vFj-Kurve liegen und ein Störimpuls 23 praktisch
auf den Scheitelwert dies Synchronisationssignals begrenzt wird, da seine den Sperrpunkt überschreitenden
Teile wirkungslos bleiben.
Die negative Vorspannung V1 ist, wie aus Fig. 2 b
hervorgeht, beim Auftreten eines Signals kleiner als im Falle nach Fig. 2 a; wenn das Eingangssignal
weiter ansteigt, verschiebt sich bei unveränderter Lage der Synehronisierspitzen die Spannung
V1 immer weiter in Richtung nach positiveren Werten — wie z. B. Fig. 2 c zeigt —, und schließlich
könnte Übersteuerung eintreten; es wird daher selbsttätige Verstärkungsregelung angewendet.
Diese kann aber nicht wie bei bekannten Schaltungen von der Höhe der Synchronisierimpulsköpfe
abgeleitet werden, da deren Lage mit Rücksicht auf die gewünschte, schon bei kleinen Biil·-
gangssignalen wirksame Störimpulsbegrenzung auf einen festen Pegel in der Nähe des Sperrpunktes
der Röhre 6 stabilisiert ist.
Nach der Erfindung· wird nun die Spannung zur
selbsttätigen Verstärkungsregelung von der die beschriebene Stabilisierung bewirkenden Regelspannung
V1 dadurch abgeleitet, daß diese dem Gitter einer Regelspannungsverstärkerröhre 16 zugeführt
wird'. Mit Hilfe der am Widerstand 18 auftretenden positiven Kathodenspannung ist die Röhre 16 bei
kleinen Eimgangssignalen, also bei stark negativer Stabilisierungsspannung V1, gesperrt, und die
selbsttätige Verstärkungsregelung ist unwirksam. Wenn die Spannung V1 bei großem Eingangssignal
so weit weniger negativ geworden ist, daß die Röhre 16 Strom führt, wird deren Anodenspannung
kleiner, d.h. stärker negativ. Mit Hilfe des Spannungsteilers 20, 21 wird eine Verschiebung der
an der Anode der Röhre 19 auftretenden Spannung nach negativen Werten derart vorgenommen,
daß dem Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 ©ine Regelspannung (durch einen Pfeil angedeutet)
für selbsttätige Verstärkungsregelung entnommen werden kann. Diese Regelspannung beeinflußt
in bekannter Weise den Verstärkungsgrad von einer oder mehreren! dem Demodulator 1, 2, 3, 4
des Empfängers vorangehenden Stufen.
Wird diese Regelung z. B. bei der in Fig. 2 c dargestellten Größe der Spannung V1 betätigt, so wird
bei zunehmender Stärke des empfangenen Signals die Amplitude des demodulierten Signals sich praktisch
nicht mehr ändern. Es bleibt also die Lage dieses Signals und der Störsignale in bezug auf die
vFg-Kurve der Rohre 6 die gleiche, wie in Fig. 2 c
dargestellt.
Ein weiterer Vorzug der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß durch Regelung
der Größe des Widerstandes 18 eine Kontrastregelung erzielt werden kann, ohne, daß die
Begrenzung von Impulsstörungen vermindert wird,. Durch die Größe dies Widerstandes 18 ist ja der
Schwellwert bestimmt, bei dem die Spannung V1 und damit die Größe dies maximalen Videosignals
im Steuergitterkreis des Röhre 6 durch selbsttätige Verstärkungsregelung konstant gehalten wird.
Hat die ia-^s-Kurve der Röhre 6 in der Nähe
des Sperrpunktes einen gekrümmten Verlauf, so werden die im Anodenkreis der Röhre 6 auftretendien
Synchronisierimpulse in ihrer Amplitude im Verhältnis zum Bildsignal verkleinert, und die
Güte der Störbegrenzung wird herabgesetzt.
Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist die Diode 9 parallel zum Anodenwiderstand 8 geschaltet, wobei
die Anoden der Diode 9 und der Röhre 6 miteinander und über einen Widerstand 12 mit einer
höheren positiven Hilfsspannungsquelle (+ +) verbunden sind. Der Anodenstrom der Röhre 6 besteht
nun aus zwei Teilen, von denen der eine über den Anodfenwidierstand 6 der normalen Speisequelle
(+) und der andere über den Widerstand 12 der Hilfsspannungsquelle (+ +) zufließt. Wenn der
Anodenstrom so niedrig geworden ist, daß der Strom durch den Widerstand 8 gerade Null ist,
liegt am Widerstand! 12 die Differenz der Spannungen
der Speisequelle (+) und der Hilfsspeisequelle
(++), und der infolgedessen durch den Widerstand 12 fließende· Strom ist genau gleich dem
Anodenstrom der Röhre 6. Wird der Anodenstrom der Röhre 6 noch niedriger, so fließt ein Strom
durch die Diode 9, wobei der Anodenausgangswiderstand8
praktisch kurzgeschlossen ist. Es ergibt sich so, daß· dier untere, meist in störender
Weise, gekrümmte Teil der Charakteristik 6 gewissermaßen abgeschnitten und unwirksam gemacht
wird. Der darüberiiegende, meist in erwünschter Weise geradlinige Teil aber bleibt praktisch
unbeeinflußt, weil in diesem Gebiet die Diode 9 gesperrt ist.
Bei Verwendung der Diode 9 zusammen mit dem Widerstand 12 soll beim Fehlen von Eingangssignalen die Vorspannung des Steuergitters der
Röhre 6 derart eingestellt werden, daß gerade in diesem geraden Teil der Röhrenkennlinie gearbeitet
wird.
Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß bei der Schaltung nach Fig. 1 die Zeitkonstante des aus
dem Kondensator 11, dem Widerstand 13 und dem
oberen Teil des Widerstandes 14 bestehenden
Spitzengleichrichternetzwerkes zweckmäßig etwa das Zwei- bis Zehnfache der Dauer einer Zeile des
Fernsignals beträgt.
Die Schaltung nach der Erfindung hat weiter einen wichtigen Vorteil im Zusammenhang mit der
in einem Fernsehempfänger erforderlichen Trennung von Bildsignal und Synchronisationssignal.
Fig. 3 stellt einen Teil der Schaltung nach Fig. ι
dar, der geändert ausgebildet ist und dessen mit
ίο Fig. ι übereinstimmende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind.
Die Anode der Röhre 6 ist mit dem Steuergitter einer Röhre 24 verbunden. In der Kathodenleitung
liegt wieder der Kondensator 11, und in den Anodenkreis ist ein Widerstand 26 aufgenommen,
der an einem Punkt höheren Potentials liegt.
Die Scheitelwerte des Signals an der Anode 8, d. h. der Synchronisationsimpulse, laden jeweils
den Kondensator 1 r bis zum erforderlichen Wert auf, wobei im Anodenkreis 26 an diesen Zeitpunkten
Stromstöße auftreten, so daß diesem Widerstand das Synchronisationssignal entnommen werden
kann.
Claims (9)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Schaltung für selbsttätige, mit Schwellwert arbeitende Verstärkungsregelung in einem Fernsehempfänger, bei der die Regelspannung von einer regelmäßig wiederkehrenden Komponente maximalen Scheitelwertes und konstanten Bezugsniveaus des Signalgemisches abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das demodulierte Signal auf galvanischem Wege einemSteuergitter einer Entladungsröhre (6) zugeführt wird, deren Ausgangskreis über eine galvanische Kopplung eine Vorspannung für das Steuergitter dieser Röhre (6) entnommen wird, mit der der Scheitelwert der Anodenspannung der Röhre nahezu stabilisiert wird, und daß unter Steuerung dieser Vorspannung bei Überschreitung des Schwellenwertes die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung erzeugt wird.
- 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung dem Steuergitter einer zweiten Entladungsröhre zugeführt wird, die beim Überschreiten eines bestimmten Wertes der Vorspannung leitend wird und deren Ausgangskreis die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung entnommen wird.
- 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Entladungsröhre mit der Anode einer Diode und die Kathode der Diode einerseits über einen Kondensator mit der Kathode der erstgenannten Röhne und andererseits über einen Widerstand mit einer negativen Vorspannungsquelle verbunden ist und eine Anzapfung diesesWiderstandes über einen Kondensator mit der Kathode der erstgenannten Röhre in Verbindung steht, wobei die über dem letztgenannten Kondensator auftretende Spannung dem Steuergitter der erstgenannten Entladungsröhre zugeführt wird.
- 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der zweiten Entladungsröhre, über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Anodenspeisequelle und über einen zweiten Widerstand mit der negativen Vorspannungsquelle verbunden ist und die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung einer Anzapfung dieses zweiten Widerstandes entnommen wird.
- 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathodenleitung der zweiten Entladungsröhre ein Regelwiderstand aufgenommen und die Kathode dieser Röhre über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Anodenspeisequelle verbunden ist.
- 6. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Anodenwiderstand der ersten Entladungsröhre eine Diode geschaltet ist, deren Anode mit der Anode der erstgenannten Röhre verbunden ist, und diese Anoden über einen Widerstand an einem Punkt höheren Potentials als der positive Pol der Anodenspeisequelle liegen.
- 7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Entladungs röhre beim Fehlen eines demodulierten Signals am Steuergitter gerade leitend ist.
- 8. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Röhre mit einer Spitzengleichrichterschaltung verbunden ist, der die Vorspannung des Steuergitters der Röhre entnommen wird, und von einem anderen Ausgangskreis dieses Gleichrichters das Synchronisationssignal abgenommen wird.
- 9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Röhre mit dem Steuergitter einer dritten Entladungsröhre verbunden ist, in deren Kathodenkreis ein mit der Kathode der erstgenannten Röhre verbundener Kondensator aufgenommen ist, und der Anodenkreis dieser dritten Röhre einen Widerstand enthält, über dem das Synchronisationssignal auftritt.In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung ρ49420 Villa/britische Patentschriften Nr. 537599, 553381, 623431;H. Pitsch, »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, 1948, §§350 ff.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609704 12.50
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