DE976144C - Elektrischer Schalter mit einer durch Schaltimpulse gesteuerten Elektronenroehre - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1963

E 2354 Villa/2iai

Elektronenröhre

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einer Elektronenröhre, die durch Schaltimpulse vom nichtleitenden in den leitenden Zustand gesteuert wird.

In einer Reihe von Fällen ist es wünschenswert, eine Meßeinrichtung in eine Schaltung einzuschalten, um die Arbeitsbedingungen der Schaltung in bestimmten Augenblicken zu kontrollieren. Diese Notwendigkeit tritt z. B. bei der automatischen Verstärkungsregelung von Fernsehschaltungen auf. Zu diesem Zwecke ist es bereits bekannt, ein Korrektionssignal zur Erzeugung einer Verstärkungsregelung dadurch zu erhalten, daß man die Amplitude von regelmäßig auftretenden, einer bestimmten Bildhelligkeit, insbesondere dem Schwarzwert, entsprechenden Signalen einer Meßvorrichtung zuführt und in dieser eine Regelspannung ableitet. Solche Anordnungen sind z. B. für die Wiedereinführung der mittleren Bildhelligkeit und zur Fadingregelung bekannt (britische Patentschrift 458585). Hierbei bestehen die übertragenen Fernsehsignale aus den eigentlichen Bildhelligkeitssignalen, deren Amplitude von einem bestimmten Schwarzwert in der einen Richtung gegeben wird, und dazwischen regelmäßig wiederkehrenden Synchronisierimpulsen, deren Amplitude einen festen Wert in der anderen Richtung, vom Schwarzwert aus gesehen, besitzt. Dabei ist dafür gesorgt, daß die Signalspannung kurz vor und nach jedem Synchronisierimpuls die dem Bildschwarz entspre-

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chende Größe besitzt (Schwarzschulter). Bei solchen Anordnungen werden Schalter gebraucht, welche in Abhängigkeit von den Synchronisierimpulsen eine Meßeinrichtung kurzzeitig einschalten, um die dem Bildschwarz entsprechende Amplitude zu messen und aus dieser gemessenen Spannung eine Regelspannung abzuleiten, die dafür sorgt, daß das Bildschwarz stets mit derselben Amplitude wiedergegeben wird. Hierfür sind ίο Schalter bekannt, bei denen die Korrektionsspannung durch periodisch wiederkehrende Aufladung eines Kondensators über eine als Schalter wirkende, gesteuerte Elektronenröhre zustande kommt, die nur während der Dauer des festen Bezugspegels, insbesondere der Schwarzschulter, geöffnet ist.

Zur Steuerung der Elektronenröhre dienen bei bekannten Anordnungen, von denen eine in der eingangs erwähnten britischen Patentschrift 458 585 beschrieben wird, besondere, eigens zu diesem Zweck erzeugte Steuerimpulse, die von einem Multivibrator geliefert werden oder durch Verzögerungsleitungen von dem Synchronimpuls abgeleitet werden.

Gemäß der Erfindung ist zwischen das Gitter und die Kathode der gesteuerten Elektronenröhre parallel mit einem Widerstand die Reihenschaltung eines Kondensators mit der Sekundärwicklung eines Transformators eingeschaltet, dessen Primärwicklung die Synchronimpulse zugeführt werden, wobei diese Schaltelemente so bemessen sind, daß die Elektronenröhre nur während der Dauer des auf den Synchronimpuls folgenden Bezugspegels leitend ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind zwei derartige parallelliegende, entgegengesetzt gepolte Schaltröhren vorgesehen, so daß die Schaltstrecke in beiden Richtungen während der Dauer des Bezugspegels durchlässig ist.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Abbildungen erläutert werden. In Abb. 1 ist die Anwendung eines Schalters gemäß der Erfindung bei einem Fernsehempfänger zur automatischen Verstärkungsregelung dargestellt. Dem Gitter der Röhre 11 in Kathodenfolgeschaltung mit einem großen Kathodenwiderstand 12 und einem geeigneten Anodenwiderstand 13 werden über die Klemme 10 die gleichgerichteten Fernsehsignale derart zugeführt, daß die Bildinhaltssignale positive Richtung besitzen. Das gesamte Signal hat also die bekannte Form, wie sie an der Klemme 10 angezeichnet ist, wobei kurz vor und nach jedem Synchronisierimpuls auf Bildschwarz gesteuert wird. Die verstärkten Bildsignale werden von einem Abgriffpunkt des Kathodenwiderstandes 12 abgenommen und einer geigneten Bildwiedergabeeinrichtung, z. B. einer Kathodenstrahlröhre, zugeführt. Zur Erzeugung der Korrektionsspannungen zur automatischen Verstärkungsregelung ist ein Kondensator 24 und parallel dazu ein Widerstand 25 zwischen die Erdleitung und die Leitung 15 geschaltet, welche die Regelspannung zu den nicht gezeichneten Hochfrequenzverstärkerstufen führt. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Kondensator 24 lediglich während der Zeitabschnitte des gesamten Fernsehsignals geladen wird, in denen der Schwarzwert auftritt. Dies geschieht vermittels des Schalters gemäß der Erfindung, welcher aus der Röhre 16 in Verbindung mit dem Transformator 19 besteht. Die Kathode der Röhre 16 ist mit der Leitung 14 und die Anode mit der Leitung 15 verbunden. Außerdem ist die Röhre 16 mit einem Gitterableitwiderstand 17 und einem Gitterkondensator 18 versehen, und dieser Gitterkreis wird über den Transformator 19 mit differenzierten Synchronisierimpulsen gespeist. Dazu ist die Primärwicklung des Transformators 19 mit dem Anodenkreis einer Schirmgitterröhre 21 verbunden, deren Kathode mit der Erde und deren Anode mit einer geeigneten positiven Vorspannungsquelle verbunden ist. Das Steuergitter der Röhre 21 ist über die Leitung 14, den Widerstand 9 und den parallel dazu liegenden Kondensator 23 mit der Anode der Röhre 11 verbunden. Die Röhre 21 wird in bekannter Weise mit einem geeigneten Gitterwiderstand 22 und einer solchen Vorspannung betrieben, daß sie als Amplitudenselektionsstufe wirkt. Die Induktivität der Primärwicklung des Transformators 19 soll so klein sein, daß die Synchronisierimpulse, welche allein an der Anode der Röhre 21 auftreten, am Gitter der Röhre 16 differenzierte Impulse erzeugen. So wird z. B. zu Beginn eines Steuerimpulses dem Gitter der Röhre 16 ein scharfer negativer Impuls zugeführt, während durch die Rückfront des Steuerimpulses durch die differenzierenden Eigenschaften des Transformators 19 ein positiver Impuls an diesem Gitter erzeugt wird. Es ist oft von Vorteil, der Primärwicklung des Transformators 19 einen Widerstand 20 parallel zu schalten.

Die beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen: Die Fernsehsignale werden mit positiver Richtung für die Bildamplituden dem Gitter der Röhre 11 zugeführt und treten im Anodenkreis dieser Röhre in umgekehrter Richtung auf. Diese Signale werden also dem Gitter der Röhre 21 so zugeführt, daß die Synchronisierimpulse positive Richtung besitzen. Bei genügend großer Amplitude der Synchronisierimpulse spannt sich die Röhre 21 derart vor, daß sie während der in negativer Rich- no tung liegenden Bildsignale gesperrt ist. So werden nur den Synchronisierimpulsen entsprechende Stromimpulse erzeugt und dem Gitter der Röhre 16 die differenzierten Synchronisierimpulse zugeführt. Wenn die in der Röhre 21 fließenden Stromimpulse Rechteckform besitzen, so werden an der Sekundärwicklung des Transformators 19 kurze Spannungsimpulse durch die Vorderfront und die Rückfront eines jeden Steuerimpulses erzeugt, die entgegengesetztes Vorzeichen besitzen. Durch den Gitterkondensator 18 und den Ableitwiderstand 17 und durch geeigneten Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators 19 an das Gitter wird erreicht, daß die Röhre 16 nur während einer kurzen Zeitspanne nach der Rückfront des Steuerimpulses leitend ist. In dieser Zeit tritt in Leitung 14 der

Schwarzwert des Bildsignals auf, und so wird der Kondensator 24, der ja durch die Röhre 16 nur in diesen Zeiten mit der Leitung 14 verbunden ist, auf den Spannungswert des gerade übertragenen Schwarzwertes aufgeladen. Damit die sehr hohen Frequenzen nicht gedämpft werden, ist es erwünscht, daß die Kapazität des Transformators gegen Erde möglichst klein ist.

Bei dem als Beispiel genannten Synchronisiergemisch haben die Synchronisierimpulse eine Dauer von 10 μβ und werden gefolgt von einer Schwarzschulter von 4 μβ Dauer. Eine geeignete Zeitkonstante für die differenzierende Schaltung ist 5 μβ, was man durch Wahl der Größe des Wider-Standes 20 in Verbindung mit der Primär induktivität des Transformators 19 erreichen kann. Durch geeignete Bemessung des Gitterkondensators und des Ableitwiderstandes kann dann, wie oben erwähnt, erreicht werden, daß die Röhre 16 lediglich während der 4 μ5 Dauer der hinteren Schwarzschulter leitet.

Wenn das der Klemme 10 zugeführte Signal, wie hier angenommen wird, die Gleichstromkomponente enthält, aber in seiner Intensität wegen Änderungen der Übertragungseigenschaften schwankt, so schwankt auch die Größe des Schwarzpegels in Leitung 14. Wenn z. B. die Amplitude der bei 10 zugeführten Signale sinkt, so steigt der Schwarzpegel auf Leitung 14, und das bewirkt, daß der Kondensator 24 eine größere positive Ladung erhält. Diese kann zur entgegenwirkenden Vorspannung für die Hochfrequenzverstärkerstufe verwendet werden. Der Ableitwiderstand 25 dient dazu, den Kondensator 24 langsam zu entladen, so daß dieser stets der Größe des Schwarzpegels auf Leitung 14 folgt, ohne sich jedoch in der Zeit zwischen zwei Synchronisierimpulsen wesentlich zu entladen.

Die Benutzung des Ableitwiderstandes 25 bringt eine Fehlerquelle in die automatische Verstärkerregelung hinein, indem sich der Regelspannung durch die Entladung des Kondensators eine sägezahnförmige Spannung überlagert. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist es vorteilhaft, einen Zweiwegeschalter anstatt des beschriebenen Einwegschalters zu benutzen. Ein solcher Schalter soll an Hand der Abb. 2 beschrieben werden.

In Abb. 2 ist angenommen, daß die Leitung 26, die vorzugsweise von einer niederohmigen Quelle gespeist wird, elektrische Signale führt, die überwacht werden sollen. Der Kondensator 43, der zwischen die Leitung 27 und die Erde geschaltet ist, dient in diesem Falle als Meßeinrichtung, entsprechend dem Kondensator 24 in Abb. 1. Er kann also für Zwecke der Verstärkungsregelung, der Wiedereinführung der Gleichstromkomponente oder andere derartige Zwecke verwendet werden. Der Zweiwegeschalter ist so angeordnet, daß er die Leitung 26 mit der Leitung 27 in bestimmten Zeitpunkten verbindet. Er besteht aus zwei Elektronenröhren 28 und 32, die mit geeigneten Gitterableitwiderständen 29 und 33 und Gitterkondensatoren 30 bzw. 34 versehen sind. Die Steuergitter beider Röhren werden durch die Sekundärwicklungen 31 und 35 eines Transformators mit differenzierten Impulsen gespeist. Die Kathode der Röhre 28 ist mit der Leitung 26 und ihre Anode über ein Potentiometer 42 mit der Kathode der Röhre 32 verbunden. Der Abgriffpunkt des Potentiometers 42 ist mit der Leitung 27 und die Anode der Röhre 32 mit der Leitung 26 verbunden. Die Steuerimpulse werden der Klemme 45 zugeführt, die mit dem Gitter der Röhre 38 verbunden ist. Diese Röhre wirkt als Selektionsröhre und ist durch ein Potentiometer 41/39 und einen Entkopplungskondensator 40 geeignet vorgespannt. Die Primärwicklung 36 ist mit der Anode dieser Röhre verbunden und erhält eine geeignete positive Spannung. Ein Widerstand 37 liegt parallel zur Primärwicklung 36 des Transformators.

Der so beschriebene Schalter arbeitet in entsprechender Weise wie der an Hand der Abb. 1 beschriebene. Impulse, die der Klemme 45 zugeführt werden, erzeugen differenzierte Impulse an den Sekundärwicklungen 31 und 35. Die von der Rückfront abgeleiteten Impulse werden den Gittern der Röhren 28 bzw. 32 im positiven Sinne und mit solcher Amplitude zugeführt, daß diese Röhren lediglich in einer kurzen Zeitspanne nach dem Synchronisierimpuls leitend sind. So ist es möglich, daß die Meßeinrichtung 43 auf die Spannung geladen wird, welche die Leitung 26 während der kurzen Zeitspanne führt, die jedesmal auf einen Synchronisierimpuls folgt. Das Potentiometer 42 dient dazu, die beiden Röhren gegeneinander abzugleichen, und zwar ist dies dann von besonderem Vorteil, wenn die Leitung 26 von Störimpulsen beeinflußt wird. Man sieht, daß der Zweiwegeschalter nach Abb. 2 einen Stromfluß in beiden Richtungen, also von Leitung 26 auf Leitung 27 oder umgekehrt, gestattet, während bei der Anordnung des Einwegschalters nach Abb. 1 ein Strom nur von der Leitung 14 zur Leitung 15, aber nicht zurückfließen kann.

Die Erfindung kann ebensogut bei Fernsehsendern wie bei Fernsehempfängern verwendet werden, da bei beiden die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente und eine automatische Verstärkungsregelung erforderlich sein können.

In beiden beschriebenen Schaltungen kann eine Diodenröhre parallel zu dem Meßkondensator geschaltet werden, um zu verhindern, daß die Regelspannung zur automatischen Verstärkungsregelung positiv wird, wenn das Signal unter einen bestimmten Schwellenwert sinkt. Es sei auch erwähnt, daß die Röhre 21 durch einen Gitterableitwiderstand und Gitterkondensator ihre Vorspannung selbst erzeugen kann statt der in Abb. 1 gezeigten festen Vorspannung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Schalter mit einer durch Schaltimpulse gesteuerten Elektronenröhre zur Erzeugung einer Korrektionsspannung zur Fadingregelung oder zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei der Verstärkung

   von Fernsehsignalen mit einem zeitlich nach den Synchronimpulsen übertragenen festen Bezugspegel, wie z. B. der Schwarzschulter, bei dem die Korrektionsspannung durch periodisch wiederkehrende Aufladung eines Kondensators über eine als Schalter wirkende, gesteuerte Elektronenröhre: zustande kommt, die nur während der Dauer des festen Bezugspegels geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gitter und Kathode der gesteuerten Elektronenröhre parallel mit einem Widerstand die Reihenschaltung eines Kondensators mit der Sekundärwicklung eines Transformators liegt, dessen Primärwicklung die Synchronimpulse zugeführt werden, und daß diese Schaltelemente so bemessen sind, daß die Elektronenröhre nur während der Dauer des auf den Synchronimpuls folgenden Bezugspegels leitend ist.
2. 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei parallelliegende, entgegengesetzt gepolte Schaltröhren, so daß die Schaltstrecke in beiden Richtungen während der Dauer des Bezugspegels durchlässig ist.
3. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anode der einen Röhre und der Kathode der anderen Röhre ein Potentiometer zum Abgleichen der Röhren gegeneinander vorgesehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschriften Nr. 449 242, 458 585; TFT, Bd. 27, 1938, H. S, S. 158 bis 166.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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