DE960729C - Anordnung zur Schwarzsteuerung von Signalen ohne Beschneidung der Signalspitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von Signalspannungen beliebiger. Kurvenform, beispielsweise Fernsehsignalen, und hat insbesondere eine verbesserte Anordnung zur Schwarzsteuerung zum Ziele.

Bei Endstufen von Breitbandverstärkern besteht aus wirtschaftlichen Gründen vielfach der Wunsch, die Kennlinien dieser Endstufen unabhängig von der Form des zu verstärkenden Signals immer im

ίο gleichen Bereich auszusteuern. Dies wird normalerweise mit Hilfe von Schwarzsteuerschaltungen, welche an das Gitter einer Verstärkerröhre angeschlossen werden, erreicht. Ohne diese Maßnahme muß man einen solchen Verstärker mit Rücksicht auf die verzerrungsfreie Übertragung schmaler positiver oder schmaler negativer Impulse für die doppelte Anodenstromaussteuerang dimens ion i eren.

Bei den bisher in solchen Verstärkern üblicherweise verwendeten Schwarzsteuerungen werden zur Gewinnung der Gleichstromkomponente die höchsten Spitzen des Signals gleichgerichtet. Hierdurch wird zwangläufig der Kurvenverlauf des übertragenen Signals im Bereich der Extremwerte verfälscht, d. h., es werden schmale positive oder negative Spitzen· des Signals abgeschnitten. Dies ist insbesondere bei Oszillographen, mit denen man beispielsweise Einschwingvorgänge an Impulsen beobachten will, störend. Alle bisher bekannten Schaltungen weisen diesen Nachteil auf.

Es sind bereits Schaltungen bekannt, bei denen eine dem Schwarzwert des Bildsignals entsprechende Spannung in einer zum Weg des Bildsignals parallel liegenden Anordnung zur S Schwarzsteuerung gewonnen wird. Die Schwarzsteuerung erfolgt dabei an einer Stelle, an der die Signalamplitude für ein gutes Arbeiten der Schwarzsteuerschaltung zu klein ist. Das vom Hauptweg abgezweigte Bildsignal wird, deshalb ίο vorerst durch eine Röhre entsprechend verstärkt und das dem Ausgang dieser Röhre entnommene Signal ausreichender Größe einer Schwarzsteuerdiode zugeführt. Da der Arbeitspunkt der Verstärkerröhre auf dem steilen Teil der Röbrenkennlinie bei kleiner negativer Gittervorspannung gewählt werden muß, kann die Röhre durch Spitzen des Bildsignals bis in das Gitterstromgebiet ausgesteuert werden, wodurch eine Verformung der Bildsignale verursacht wird. Ferner weist diese ao Schaltung den Nachteil auf, daß die Höhe der von der Schwarzsteuerdiode gelieferten Spannung von der Verstärkung der Röhre abhängig ist. Es muß daher eine Regelmöglichkeit für die Ausgangsspannung vorgesehen werden, und diese muß bei Änderung der Röhrendaten nachgeregelt werden.

Es sind auch Schaltungen zur Abtrennung des Synchronisiersignals bekannt, die außerdem eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung und eine Korrekturspannung für den Schwarzwert an den S teuer elektroden der Bildröhre liefern. Damit sollen Änderungen des Schwarzpotentials durch die Amplitudenunterschiede des Synchronisiersignals bei verschieden großem Bildsignal nach einem Gleichstromverstärker mit festem Potential der Spitzen des Synchronisiersignals während der Zeit der Synchronisierimpulse korrigiert werden. Bei einer derartigen getasteten Schwarzsteuerung ist ein normgerechtes Fernsehsignal Voraussetzung; außerdem muß das zu korrigierende BiIdsignal bereits die Gleichstromkomponente enthalten. Demgegenüber ist die erfrndungsgemäße Schaltung auf Signalspannungen beliebiger Kurvenform, bei denen das Gleichstrompotential nicht festliegt, anwendbar.

Erfindungsgemäß werden bei einer Anordnung zum Übertragen von Signalspannungen beliebiger . Kurvenform, beispielsweise von Fernsehsignalen, die zu verstärkenden Signale gleichzeitig dem Steuergitter einer im Übertragungsweg der zu verstärkenden Signale liegenden Verstärkerröhre und dem Steuergitter einer außerhalb des direkten Übertragungsweges liegenden Kathodenverstärkerröhre zugeführt» und hinter der Kathodenverstärkerröhre wird eine Schwarzsteuerungsschaltung angeordnet, welche ebenfalls mit dem Gitter der Verstärkerröhre verbunden ist.

Durch diese Scbwarzsteuerungsschaltung wird die Gittervorspannung der Verstärkerröhre, mit deren Gitter die Schwarzsteuerungsschaltung verbunden ist, derart geändert, daß die Kennlinie unabhängig von der Form des zu verstärkenden Signals immer im gleichen Bereich ausgesteuei~t wird.

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß ein Abschneiden der höchsten Signalspitzen nur außerhalb des direkten Übertragungsweges auftritt, während die zu verstärkenden Signale in ihrer ursprünglichen Form auf das Gitter der Verstärkerröhre gelangen. Unter direktem Übertragungsweg ist dabei die Verbindung der Anode einer Verstärkerröhre über einen Koppelkondensator mit dem Steuergitter der nächsten Verstärkerröhre verstanden.

Ein weiterer Vorteil der erfindüngsgemäßen Schaltung besteht darin, daß durch die Kathodenverstärkerstufe mit einer Verstärkungsziffer nahe 1 die Schwarzsteuerdiode automatisch eine dem Spitzenwert des Eingangssignals entsprechende Spannung liefert, wofür keinerlei Justierung erforderlich ist und die praktisch unabhängig von den Daten der Kathodenverstärkerröhre konstant bleibt. Die hinter der Kathodenverstärkerstufe liegende Schwarzsteuerschaltung ist über einen Gitterableitwiderstand mit dem Gitter der Verstärkerröhre verbunden. Die zu verstärkenden Signale gelangen sowohl über den Koppelkondensator als auch von der Schwarzsteuerschaltung aus über den Gitterableitwiderstand an das Steuergitter der Verstärkerröhre. Dadurch, daß dem Gitterableitwiderstand von beiden Seiten aus Signale zugeführt werden, tritt eine gewisse Kompensationswirkung ein, und dieser Widerstand kann wesentlich kleiner gewählt werden als ohne Anwendung dieser Schaltung, beispielsweise ein Zehntel dieses Wertes. Gleichzeitig kann der Koppelkondensator kleiner gewählt werden als gewöhnlich, da die tiefen Frequenzen über die außerhalb des Übertragungsweges liegende Kathodenverstärkerstufe dem Steuergitter der Verstärkerröhre zugeführt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Dabei sind alle nicht unbedingt zum Verständnis notwendigen Schaltungseinzelheiten der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Es zeigt

Fig. ι die erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 2 das Beispiel eines zu verstärkenden Signals,

Fig. 3 eine andere Art der erfindungsgemäßen Anordnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die zu verstärkenden impulsförmigen Spannungen der Röhre 1 entnommen und über den Koppelkondensator 2 (0,1 μΈ) der Röhre 3 zugeführt. Die Röhre 3 kann beispielsweise die Endstufe eines Breitbandverstärkers sein. Von der Röhre 1 werden die zu verstärkenden Signale gleichzeitig über den Koppelkondensator 4 (0,1 //F) dem Steuergitter der Kathodenverstärkerröhre 5 zugeführt. Der Gitterableitwiderstand 6 (1 Mi3) dieser Röhre ist gleichzeitig mit dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 7 (3 IcQ) und 8 (300 Ω) verbunden. Gelangt ein Signal an das Steuergitter der Röhre 5, so fließt in dieser ein der Signalstärke entsprechender Strom, und das der Kathode benachbarte Ende des Widerstandes 8

wird positiv gegen Erde. Diese Spannung ruft über den Kondensator 9 (0,5 μΈ) einen Stromfluß in der Diode 10 hervor. Dadurch wird der Kondensator 9 aufgeladen und die Diode um den Betrag der an 9 auftretenden Spannung vorgespannt. Parallel zur Diode 10 liegt der Widerstand 11. Die Kathode der Diode ist mit einer Spannungsquelle Ug verbunden, welche die Gittervorspannung für die Röhre 3 liefert. Die am Kondensator 9 auftretende Spannung gelangt über den Gitterableitwiderstand 12 (100 ki3) an das Steuergitter der Röhre 3. Sie addiert sich also zu dier von der Spannungsquelle gelieferten Gittervorspannung.

Durch den schon oben beschriebenen Effekt, daß dem Gitterableitwiderstand die zu verstärkenden Signale von beiden Seiten zugeführt werden, wodurch an diesem eine gewisse Kompensation der Signalspannung eintritt, kann der Widerstand 12 in der Größenordnung von 100 kß gewählt werden, während seine Größe in den bisher bekannten Schaltungen etwa ι ΜΩ beträgt. Durch die Kompensationswirkung wirkt der Gitterableitwiderstand 12 wie ein Widerstand von ι Μ.Ω. Gleichzeitig kann der Koppelkondensator 2 beispielsweise o,r μΥ groß gewählt werden, ohne daß eine Verzerrung der zu verstärkenden Signale eintritt, da die tiefen Frequenzen auf dem Wege über die Kathodenverstärkerröhre 5 und den Gitterableitwiderstand: 12 dem Steuergitter der Röhre 3 zugeführt werden. Zur Erzielung der notwendigen Bandbreite wäre ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Schwarzsteuerung ein Koppelkondensator von etwa ι μ¥ erforderlich.

Tritt beispielsweise hinter der Röhre 1 ein Signal der in Fig. 2 a dargestellten Form auf, so wird sich hinter dem Koppelkondensator 4 ein Signal einstellen, das symmetrisch zu der Mittellinie A liegt. Würde dieses Signal direkt dem Steuergitter der Röhre 3 zugeführt werden, so würde die Gefahr einer Übersteuerung der Röhre 3 bestehen. Die Diode 10 richtet nun den zwischen den Linien A und B gelegenen Teil des Signals gleich, und die Gittervorspannung der Röhre 3 wird um den dem Unterschied' zwischen A und B entsprechenden Spannungswert geändert. Beispielsweise sei angenommen, daß die in Fig. 2 a dargestellte Linie A der Spannung ο Volt entspricht und das Signal zwischen +1 und —1 Volt sich erstrecke. Das Steuergitter der Röhre 3 wird nun durch die errindungsgemäße Anordnung auf —■ 1 Volt vorgespannt, so daß sich das Signal am Steuergitter der Röhre 3 zwischen den Werten ο und —2 Volt erstreckt. Dabei ist angenommen, daß die Gittervorspannung der Röhre 3 beispielsweise ο Volt betrage. Diese Gittervorspannung kann selbstverständlich auf jeden erforderlichen Wert festgelegt werden, ohne daß sich an der beschriebenen Wirkungsweise etwas ändert.

Soll die Schwarzsteuerung auf das unterhalb der Nullinie sich erstreckende Potential erfolgen, so muß eine Anordnung gemäß Fig. 3 gewählt werden, wobei lediglich die Diode io_a umgekehrt gepolt ist wie die Diode 10 in Fig. 1. In diesem Falle würde die zwischen den Linien A und C in Fig. 2 a liegende Spannung durch die Diode io_a gleichgerichtet werden, wodurch die Gittervorspannung der Röhre 3 um beispielsweise 1 Volt erhöht würde.

Die beschriebene Anordnung kann selbstverständlich auch zur Schwarzsteuerung in einem Fernsehempfänger verwendet werden·, wobei die Polung der Diode 10 von der Polarität des an der Röhre 1 auftretenden Fernsehsignals abhängt. Bei positiver Polarität des Fernsehsignals wird man eine Anordnung gemäß Fig. 1 wählen, während bei negativer Polarität eine Anordnung gemäß Fig. 3 gewählt wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Einführung der Gleichstromkomponente bei der Übertragung von Signalspannungen beliebiger Kurvenform, beispielsweise Fernsehsignalen, bei der die zu übertragenden Signale gleichzeitig dem Steuergitter einer im Übertragungsweg liegenden Verstärkerröhre und dem Steuergitter einer außerhalb des direkten Übertragungsweges liegenden Röhre zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Röhre das gesamte Frequenzband der zu übertragenden Signale verarbeitet und als Kathodenverstärker mit einem Verstärkungsfaktor nahe 1 geschaltet ist, und in deren Kathodenkreis die Gleichstromkomponente gewonnen und dem Hauptkanal mit voller Amplitude zugeführt wird, wodurch jede Belastung der Signale des Hauptkanals und die damit verbundenen Verzerrungen vermieden werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode der Schwarzsteuerungsdiode auf einem Potential liegt, das der Steuergittervorspannung der Verstärkerröhre (3) ohne Anwesenheit eines zu verstärkenden Signals entspricht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelkondensator (2) der Verstärkerröhre (3) wesentlich — vorzugsweise zehnmal — kleiner ist, als es ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Schwarzsteuerung zur Erzielung der notwendigen Bandbreite des Verstärkers erforderlich wäre.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 680 544.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 6W 657/147 10'. (609 845 3.57)