DE967378C - Schaltung zur Wiedereinfuehrung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignale - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. NOVEMBER 1957

E 3341 VIIIaJ 2i a¹

ist als Erfinder genannt worden

in Fernsehsignale

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in elektrische Signale.

Es ist bekannt, daß bei elektrischen Signalsystemen, wie Fernsehsystemen und Impulsübertragungssystemen, die sogenannte Gleichstromkomponente 'des Signals, die Niederfrequenzkomponenten enthält, häufig verlorengeht infolge der Übertragung des Signals durch ein Schaltelement, das die Gleichstromkomponente nicht übertragen kann. Es sind verschiedene Schaltanordnungen bekannt, die dem Zweck dienen, die verlorene Gleichstromkomponente wieder einzuführen. Eine derartige Schaltung enthält einen Gleichrichter, der Signale mit festem Pegel gleichrichtet, wie Gleichlauf signale, die einen festen Pegel hätten, wenn die Gleichstromkomponente vorhanden wäre, wobei der Gleichrichter dazu dient, ein Korrektursignal herzustellen., das den Signalen zugeführt wird, so daß die Signale mit festem Pegel wieder auf einen ungefähr festen Wert gebracht werden. Während der Intervalle zwischen den Signalen mit wiederkehrendem festem Pegel sickert das Korrektursignal über einen Ableitungswiderstand weg, so daß die Diode wieder das nächste Signal mit festem Pegel gleichrichten kann und ein Korrektursignal herstellen kann aus dem Pegel dieses besonderen Signals. Bei einigen Typen von Fernsehaufnahmeröhren, wie Röhren mit

im 752/56

Kathodenpotentialstabilisation, ist vorgeschlagen, eine metallische Maschenelektrode dicht an der Aufnahmeelektrode zu verwenden. Indessen, wenn man solche Elektroden verwendet, wurde festgestellt, daß Störkomponenten in der Aufnahmeröhre erzeugt werden -und den Bildsignalen überlagert werden. Derartige Störkomponenten haben einen sinusförmigen Charakter und entstehen infolge der Mikrophonwirkung der Maschenelektrode. Ähnliche ίο Störungen können entstehen bei Verwendung von Röhren mit Mikrophonwirkung oder infolge zufälliger Aufnahme der Speisenetzfrequenz oder von Harmonischen hiervon. Wenn beim Arbeiten mit einer Wiedereinführungsschaltung nach obiger Angabe den Signalen Störsignale mit großer Amplitude und mit Frequenzen, die zwar sicher niedriger als die Wiederholungsfrequenz der Signale mit festem Pegel sind, sich trotzdem dieser Frequenz nähern, überlagert sind, oder wenn der Gleichstrompegel der Signale 'bei einer solchen Frequenz wandert, dann werden, obwohl die Signale mit festem Bezugspegel unter dem Einfluß der Gleichrichter auf einen im wesentlichen festen Pegel zurückgeführt werden, die Signale, die zwisehen aufeinanderfolgenden Signalen mit festem Bezug auftreten, eine unerwünschte Komponente von erheblicher Größe aufweisen infolge des Störsignals oder des Wanderns der Gleichstromkomponente. Indessen kann infolge des Absickerns des Korrektursignals sogar 'dieses selbst eine unerwünschte Komponente einführen.

Eine andere Art der Gleichstromkomponenten-Wiedereinführung ermöglicht die häufig als Klammer - Gleichstromkomponenten - Wiedereinführung bezeichnete Anordnung (beschrieben in der britischen Patentschrift 449242). Bei diesem Schaltungstyp wird ein Korrektursignal durch die Verwendung eines entweder in einseitiger Richtung oder in zweiseitiger Richtung leitenden Schalters hervorgerufen, der beim Auftreten eines jeden Signals mit festem Bezugspegel in Schalttätigkeit tritt, so daß jedes Signal mit festem Bezug auf einen festen und gleichmäßigen Pegel gebracht wird, der durch eine Quelle konstanten Potentials bestimmt ist. Bei diesem Schaltungstyp bleibt ebenfalls eine unerwünschte Komponente infolge Störung, die in den ursprünglichen Signalen vorhanden ist oder infolge übermäßigen Wanderns des Gleichstromkomponentenpegels in den Signalen auftritt, zwischen den festen Bezugsteilen in der oben beschriebenen Weise zurück. Im Falle, daß ein einseitig leitender Schalter verwendet wird, ist diese unerwünschte Komponente zusammen mit einer unerwünschten Verzerrungskomponente vorhanden, die dem während der Intervalle zwischen den Signalen mit festem Bezug auftretenden Absickern des Korrektursignals entstammt. Diese letztere Komponente ist indessen nicht vorhanden im Falle, wo ein zweiseitig leitender Schalter verwendet wird.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Schaltung zur Wiedereinführung der verlorenen Gleichstromkomponente herzustellen, die ebenfalls dazu dient, unerwünschte Komponenten zu entfernen oder herabzusetzen, die sonst in den Signalen, wie oben geschildert, vorhanden sein könnten.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignalen, die in jeder Zeile einen regelmäßig wiederkehrenden Signalteil enthalten, der einem festen Pegel entspricht, mit einer parallel zum Eingang liegenden Reihenschaltung einer Kapazität mit einer Schaltvorrichtung, die normalerweise nicht leitend ist und nur durch die regelmäßig wiederkehrenden Signalteile selbst oder durch andere Schaltaignale, die während dieser Teilintervalle dem Schalter zugeführt werden, leitend gemacht wird, und mit einer parallel zu dieser Kapazität liegenden Glättungsschaltung, die aus der Reihenschaltung einer zweiten Kapazität und eines Widerstandes besteht, wobei erfindungsgemäß die Zeitkonstante der Glättungsschaltung ungefähr gleich der Dauer einer Zeile ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. ι stellt schematisch eine Schaltung gemäß der vorzugsweisen Form der Erfindung dar, und Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 stellen verschiedene Wellenformen dar, die die Erfindung näher erläutern.

Die Schaltung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, enthält eine Klammer-Gleichstromkomponenten-Wiedereinführungsschaltung, und die Wirkungsweise dieser Schaltung wird beschrieben in ihrer Anwendung auf ein Beispiel zur Wiedereinführung der verlorenen Gleichstromkomponenten in Fernsehsignalen, denen eine Störung von sinusförmigem Charakter überlagert ist, die von den Mikrophon-¹ effekten in einer Fernsehaufnahmeröhre, wie oben beschrieben, herrühren kann. Die Signale werden an die Eingangsklemmen 1 eines einen Kondensator 2 enthaltenden Leitungszuges gelegt, von dem eine Verbindung zu einem in doppelseitiger Richtung leitenden Schalter 3 abzweigt, dessen eine Seite über einen Kondensator 4 mit Erde und ferner mit dem Abgriffpunkt eines Potentiometers 5 verbunden ist, das eine Gleichs-tromspannungsquelle 6 überbrückt. Der Schalter 3 wird periodisch leitend gemacht durch Anlegung von Impulsen, die bei 7 angedeutet sind, so daß der Schalter periodisch geschlossen wird; zu den Zeitpunkten, wo der Schalter geschlossen ist, werden die Signale auf ein vorbestimmtes Potential gebracht, das von der Stellung des Abgriffpunktes an dem Potentiometers abhängt. Diese Schaltung ist, wie oben angegeben, eine Klammer-Gleichstromkomponenten-Wiedereinführungsschaltung gemäß der Beschreibung des oben angegebenen Patents. Die Signale, die an die Eingangsklemmen 1 angelegt werden, können die Form haben, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, mit einer Serie von Zeilensynchronisiersignalen 8, festen Bezugsteilen 9, die eine konstante Amplitude haben würden, wenn die Gleichstromkomponente der Signale nicht verlorengegangen wäre und wenn keine Störsignale überlagert wären, und mit Bildsignalen 10, die zwecks

einfacherer Darstellung als Vollweißpegel angenommen werden. Man sieht aus Fig. 2, daß, da die Gleichstromkomponente verlorengegangen ist, die Teile g nicht auf einem festen Pegel liegen, sondern sich in der Amplitude ändern, und ferner ist eine Störung von sinusförmigem Charakter 'der Welle überlagert, wie durch die gestrichelten Linien 11 angegeben. Bei der Klammer-Gleichstromkomponenten^Wiedereinführungsschaltung wird, wie in

Jo Verbindung mit Fig. ι beschrieben, der Schalter 3 jedesmal betätigt, wenn ein Signal 9 mit festem Bezugspegel vorhanden ist, wodurch die verlorene Gleichstromkomponente wieder eingeführt wird, so daß jedes der Teile 9 auf einem festen Potential stabilisiert wird. Die Ausgangswelle, die zwischen dem Kondensator 2 und Erde entsteht, würde 'dann erscheinen, wie in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt, woraus man ersieht, daß die Teile 9 auf einen festen Pegel gebracht sind, wie durch die gestrichelte Linie 12 angegeben, so daß bei den linken Enden aller Bil'dsignalteile 10 die Störung beseitigt ist. Indessen verbleibt ein Rest der Störung, wie angegeben, bei den abfallenden Teilen der Bildsignale 10. Es ist indessen der Störungsbeseitigung mittels einer Klammer -Gleichstromkomponenten-Wiederein.führungsschaltung eine Grenze gesetzt. Der Dämpfungsfaktor k am rechten Ende jeder Zeile der Bildsignale 10 ist umgekehrt proportional der Frequenz / der Störung (die, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, eine beträchtlich niedriger liegende Frequenz hat als 'die der Zeilensynchronisierimpulse 8) und der Periode T der Impulse 8 und wird durch die Formel

k =

2nfT

dargestellt.

Gemäß der Erfindung wird die Klammer-Gleichstromkomponenten - Wiedereinf ührungsschaltung mit einer Glättungsschaltung verbunden, die einen Kondensator 17 und einen mit diesem in Serie liegenden Widerstand 14 enthält und in Brücke über den Kondensator 2 geschaltet ist; ein Ausgang wird mit den Ausgangsklemmen 15 verbunden. Der Kondensator 17 ist klein im Verhältnis zum Kondensator 2, und die Zeitkonstante der aus dem Kondensator 17 und dem Widerstand 14 bestehenden Glättungsschaltung ist von der Größenordnung der Periode T der Impulse 8. Mit dieser Schaltung wird am Kondensator 2 die Welle, die in Fig. 4 dargestellt ist, erzeugt, die im wesentlichen die Differenz zwischen der Welle in Fig. 2 und der Welle in Fig. 3 ist. Die Welle in Fig. 4 zeigt plötzlich Änderungen in der Größe jedesmal, wenn der Schalter 3 während der Teile 9 betätigt wird. Diese Welle wird durch den Kondensator 17 und Widerstand 14 geglättet und erscheint über den Kondensator 17 in der Form, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Welle ist ungefähr sinusförmig, hat praktisch dieselbe Amplitude wie die Störung, die in der Welle in Fig. 2 zu sehen ist, und hat entgegengesetzte Phase, aber ist um die halbe Gleichlaufimpulsperiode T zuzüglich der Zeitkonstante des Kondensators 17 und Widerstandes 14 verzögert. So erscheint an den Ausgangsklemmen 15 die Welle, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, aus der man sieht, daß die Störung im wesentlichen beseitigt ist unter Zurücklassung eines verhältnismäßig geglätteten Restes, der auf die vorher 'erwähnte Verzögerung zurückzuführen und daher angenähert proportional der Frequenz der Störung ist. Wenn die Zeitkonstante des Kondensators 17 und des Widerstandes 14 gleich der Hälfte der Impulsperiode T gemacht ist, so ist der Dämpf ungsfaktor derselbe, wie oben angegeben, aber verändert sich nicht merkbar über jede Zeile des Bildsignals hinweg — -d. h., der Abfall der Teile 10 ist bedeutend geringer als in Fig. 3.

Da der Rest der Störung, wie in Fig. 6 dargestellt, geglättet ist und einen ähnlichen Charakter hat wie die ursprüngliche Störung, aber eine herabgesetzte Amplitude, so kann der Ausgang aus den Klemmen 15 in eine weitere Schaltung geleitet werden, die ähnlich der in Fig. 1 dargestellten, ist, also in eine weitere Klammer-Gleichstromkomponenten-Wiedereinführungsschaltung, so daß eine weitere Schwächung des Störsignals erreicht wird. Falls gewünscht, kann ein Tiefpaßfilter in. Serie mit dem Schalter 3 gelegt werden, das eine Grenzfrequenz der Größenordnung von einem Mehrfachen des reziproken Wertes der Dauer jedes Klammerimpulses 7 hat. Der Zweck eines derartigen Filters besteht darin, jeden Störeffekt von Hochfrequenizgeräuschkomponenten herabzusetzen, die in den Signalen vorhanden sein können, wie in Fig. 2 dargestellt, einschließlich der Signalteile 9. Ein derartiges Filter braucht nur einen Widerstand 16 und einen Kondensator 13 zu enthalten, der zwischen die Verbindung des Widerstandes 16 und den Schalter 3 und die Erde gelegt ist.

An Stelle der Verwendung einer Gleichstromkomponenten - Wiedereinführungsschaltung vom Klammertyp kann die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit einer Gleichstromkomponenten-Wiedereinführungsschaltung vom bekannten Diodentyp verwendet werden. Hierbei ist es dann vorzuziehen, der Diode eine Vorspannung zu geben, derart, daß diese an einem Punkt ihrer Charkteristik von größerer Steilheit arbeitet, wodurch die Gleichstromkomponenten - Wiedereinführung genauer erfolgt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Schaltung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in Fernsehsignale, die in jeder Zeile einen regelmäßig wiederkehrenden Signalteil enthalten, der einem festen Pegel entspricht, mit einer parallel zum Eingang liegenden Reihenschaltung einer Kapazität mit einer Schaltvorrichtung, die normalerweise nicht leitend ist und nur durch die regelmäßig wiederkehrenden Signalteile selbst oder durch

   andere Schaltsignale, die während dieser Teilintervalle dem Schalter zugeführt werden, leitend gemacht wird, und mit einer parallel zu dieser Kapazität liegenden Glättungsschaltung, die aus der Reihenschaltung einer zweiten Kapazität und eines Widerstandes besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Glättungsschaltung ungefähr gleich der Dauer einer Zeile ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das korrigierte Fernsehsignal einer weiteren Wiedereinführungsschaltung zugeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   »Maintenance Manual for the Capehart Television Receiver, Chassis U-12« der Farnsworth Television & Radio Corporation, 1948.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©709752/56 10.57