FI61595C - Separatorkrets foer synkroniseringssignalen - Google Patents

Description

m ««KUULUTUSjULKAISO /: 1 5 9 5

LJ 11 UTLÄCONINOSSKRIFT

^ (51) Kv.ik.3/int.a.3 H WH 5/08 SUOMI —FINLAND (21) Ρ*·*«*·Ιμ^ —Λ«*·«···Ι*Ι·| ΤΤ0Θ91 (22) Htktmltpllv·—AiwMailngadug 22.03.77 (23) AlkupMvt— Gllttghuudag 22.03.77 (41) Tullut (utklMkil — Bllvlt off»utH| 30.09.77

Pttantti- ]» rekisterihallitut (44) N«ht»v*Mp«ou j. ««uuLjuitahuu

Patent- och regicterstyrelsan ' 7 AaMm uttafd odi «itLakriffcM puMicurad 30.0U.82 (32)(33)(31) *rr4«*Y utuoHteu»—e*|lrd prioritut 29.03.76 Englanti-England(GB) 12535/76 (71) RCA Corporation» 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10022, USA(US) (72) Leslie Ronald Avery, Lightwater, Surrey, Englanti-England(GB) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Tahtisignaalin erotinpiiri - Separatorkrets för synkroniseringssignalen Tämän keksinnön kohteena on tahtisignaalin erotinpiiri, jossa on komparaattori, jonka ensimmäiseen sisääntuloon johdetaan toisella sen sisääntulolla olevaan vertailujännitteeseen verrattava videosignaali ja joka antaa tahtisignaalia vastaavan ulostulosignaalin, kun näiden signaalien välillä on ennalta määrätty ero, ja komparaattorin ensimmäiseen sisääntuloon kytketty mustan tason pa-lautuspiiri, joka sisältää kondensaattorin ja sen tahtiaikavälien aikana lataavan, videosignaalin ohjaaman puolijohde-elementin, joka on esijännitetty ohjauselektrodiinsa liitetyn esijännitepiirin avulla siten, että se johtaa vain siihen johdettujen videosignaalien tahtiaikavälien aikana.

Televisiovastaanottimen välitaajuusasteista tulevat yhdistetyt videosignaalit ovat kaksiosaisia: niissä on video-osa, jossa on katodisädeputken elektronitykkeihin kytkettävää kuvatietoa, sekä tahdistusosa, jossa sammutustasoon on superponoitu tahtipulsseja. Tahtipulssien erotinpiiri leikkaa tahtipulssit videosignaaliosasta.

2 61595 Tämän jälkeen tahtisignaaleja käytetään tahdistamaan vaaka- ja pystypyyhkäisy tulevaan videotietoon.

Tietyt televisiolähetysjärjestelmät, esimerkiksi yhteis-antennitelevisiojärjestelmät (CATV), joihin kuuluu vahvistimia ja/tai jälleenmodulaattoreita, asettavat kasvavia vaatimuksia tah-distuserottimelle. Koska tällaiset vahvistinjärjestelmät pyrkivät puristamaan tahtipulsseja, tahtipulssien erottimen on pystyttävä toimimaan oikein vain normaalin tahtipulssiamplitudin murto-osalla.

Jos käytettävissä on riittävä yhdistetty videoamplitudi, tyypilliset tavanomaiset tahdistuserottimet pystyvät toimimaan oikein 25 prosentilla normaalista tahdistusamplitudista. Nykyaikaisissa integroiduissa piireissä käytettävissä oleva yhdistetty video-taso on usein kuitenkin vain 2-3 V. Tahdistuserottimen on pystyttävä toimimaan 200 millivoltin taikka pienemmillä tahdistuspulssi-amplitudeilla. Sen vuoksi halutaan saada aikaan tahtisignaalin-erotin, joka voidaan tehdä osaksi integroitua piiriä ja joka pystyy toimimaan suhteellisen alhaisilla suhteellisilla ja absoluuttisilla tahdistuspulssiamplitudeilla, Tämän keksinnön sopivimman suoritusmuodon mukaisesti ohjattavan puolijohde-elementin päävirtatie on kytketty sarjaan ensimmäisen impedanssin kanssa, joka on valittu siten, että jännitteen-pudotus sen yli saadaan nousemaan vähintään mainitulla ennalta määrätyllä erolla vain, kun mustan tason palautuspiirin kondensaattorin purkautumisen johdosta tahtiaikavälin aikana syntyvä virtaosuus vaikuttaa esijännityspiirin puolijohde-elementin läpi aikaansaaman virtaosuuden lisäksi.

Oheisissa piirustuksissa, kuvio 1 on tämän keksinnön suoritusmuodon piirikaavio, kuvio 2 on tämän keksinnön toisen suoritusmuodon piirikaavio, kuvio 3 on tämän keksinnön kolmannen suoritusmuodon piiri-kaavio, ja kuviot 4a - 4c esittävät kuvioiden 1-3 piireihin liittyviä aaltomuotoja.

Kuviossa 1 televisiovastaanottimen tavanomaisista välitaa-juusasteista 20 tuotujen yhdistettyjen videosignaalien muodostamat vaihtovirtasignaalit tuodaan tahdistuserotinpiirin 50 liittimeen 10. Tämän jälkeen signaalit tuodaan kondensaattorin 21 kautta transis- 3 61595 torin 22 kannalla olevaan ensimmäiseen tuloliittimeen 30. Vastus 23 kytkee transistorin 22 kannan jännitelähteeseen B+. Transistorin 22 kollektori on kytketty vakiovirtalähteeseen 24. Emitteri on kytketty maahan ensimmäisen diodiketjun 25, johon kuuluvat diodit 31 ja 32, sekä transistorin 22 kantaemitteriliitoksen kautta.

Kondensaattori 21, vastus 23 ja transistori 22 muodostavat tasatasonpalautuspiirin 40, joka palauttaa tasatasojännitteen yhdistettyjen videovaihtosignaalien 20 videotahdistusosaan 20a.

Tahdistusvälin aikana yhdistettyjen videosignaalien 20 tah-distuspulssit 20a saavat transistorin 22 kyllästymään päästösuun-taan, ja kondensaattoriin kehittyy tasatasonpalautusjännite, joka on liittimessä 30 olevan tasajännitteen ja liittimessä 10 tahdistus jakson aikana olevan tehollisen tasajännitteen erotus. Vastuksesta 23 tulee virtaa, joka varaa kondensaattoria 21 videokuvavälin aikana korvaamaan sitä varausta, joka purkautuu tahdistusvälin aikana.

Kun transistori 22 johtaa tahdistusvälin aikana, virtaa kulkee diodiketjun 25 kautta. Suuren osan tästä virrasta muodostaa vakiovirtalähteestä 24 tuleva esivirta. Tämä esivirta aiheuttaa liittimeen 30 vertailujännitteen. Tasatasonpalautuspiirin 40 kondensaattori 21 aiheuttaa loput diodiketjun 25 kautta kulkevasta virrasta. Lisävirta nostaa liittimen 30 jännitettä differentiaali-määrän ja aiheuttaa liittimeen 30 jännitetason V^ tahdistusvälin aikana.

Jännitelähteen B+ ja maan väliin on kytketty vakiovirtalähde 28, transistori 27 ja kaksi diodia 33 ja 34. Transistorin 27 kollektori ja kanta on kytketty yhteen diodirakenteeksi. Toiseen dio-diketjuun 26 kuuluvat diodit 33 ja 34 sekä transistorin 27 kanta-emitteriliitos. Diodiketjut 25 ja 26 on muodostettu samanlaisista npn-transistoreista, ja identtisten vakiovirtalähteiden 24 ja 28 ansiosta transistorin 27 kannalle kytketyn toisen tuloliittimen 29 jännite on sama kuin vertailujännite V .

Tuloliittimet 29 ja 30 on kytketty jännitevertailijaan 37. Kuvavälin aikana negatiivissuuntaiset videosignaalit 20b aiheuttavat transistorille 22 esijännitteen suunnan muutoksen, ja komparaattorin 37 tuloliittimen 30 jännite on alempi kuin tuloliittimen 29 jännite. Lähtöliittimen 36 jännite on ensimmäisellä lähtöjännite- * 61595 tasolla. Kondensaattorista 21 tuleva lisävirta aiheuttaa tahdis-tusvälin aikana sen, että liittimen 30 jännite on arvossa V^, joka on suurempi kuin liittimessä 29 oleva jännite V . Komparaattorin 37 lähtöliittimen 36 jännite siirtyy nyt toiselle lähtöjänniteta-solle ja aiheuttaa siten toistuvia lähtösignaaleja 35, jotka ovat tahdissa tulevien tahdistuspulssien 20a kanssa. Lähtösignaalit 35 tuodaan vaaka- ja pystypoikkeutuspiireihin (ei esitetty), jolloin saadaan aikaan tahdistettu poikkeutuspyyhkäisy.

Komparaattori 37 tarvitsee vahvistuksestaan riippuen tietyn jännitemuutoksen vaihtaakseen kokonaan yhdeltä lähtöjännitetasolta toiselle. Kuten kuviossa 4a on esitetty, tahdistuspulssien alussa jännite kasvaa mustan tasolta kohti tahtipulssien tasoa nopeudella, jota rajoittaa järjestelmän kaistanleveys sekä mahdollinen kohinan-suodatus (ei esitetty), joka on lisätty video-osan ja tahdistuserot-timen tulon väliin. Kun liittimessä 30 oleva tulojännite on yhtä suuri kuin komparaattorin 37 alempi kynnystaso v^, lähtöliittimen 36 aaltomuoto 35 alkaa siirtyä matalalta tasolta ylätasolle. Kun tulojännite on yhtä suuri kuin V , komparaattori 37 on tasapainossa ja liittimen 36 lähtöjännite on puolivälissä ala- ja ylätason välillä. Kun tulojännite ylittää komparaattorin 37 ylemmän kynnysjännitteen V^, liittimen 36 jännite on ylätasolla. Liittimen 36 jännitteessä ei tapahdu enempiä muutoksia ennen kuin tahti-pulssien negatiivissuuntaisen reunan kohdalla, kun edellä esitetylle käänteinen tapahtumasarja alkaa.

Komparaattorin 37 kytkentäkynnykset ja saadaan lähestymään arvoa V , kun komparaattorin 37 vahvistusta nostetaan. Käy-tännössä jännitteiden ja ero on alle viisi millivolttia.

Kuvion 1 piiri on helppo valmistaa integroituna piirinä, ja komparaattorin vertailutasoa Va voidaan vaihdella kuvion 4b mu- d

kaisesti laajalla alueella V sellaisilla tavanomaisilla menetelmillä kuin geometrisella laitesuhteutuksella tai lisäämällä diodiket-juun 25 pieni vastus. Jos vertailutaso Va tuodaan liian lähelle tahtipulssin tasoa, piiri tulee liian herkäksi tahtipulssin tasoon superponoituneille kohinapulsseille. Asettamalla vertailutaso V

et lähemmäs mustan tasoa saadaan aikaan parantunut kohinaimmuniteetti, mutta pieniamplitudisilla tahtipulsseilla, esimerkiksi heikoista signaaleista tai joistakin jälleenmoduloiduista kaapelijakojärjestelmistä johtuvilla, tahtipulssien erotin toimisi itse asiassa vi- 'V1 5 61595 deolla, kuten kuviossa 4c on esitetty. V -jännitteen tasossa tasa-tasonpalautustason suhteen on tehtävä kompromissi, jotta piiri saadaan toimimaan oikealla tavalla yhdistetyillä videoaaltomuodoil-la, joissa on supistetut tahtipulssit, ja normaaleilla yhdistetyillä videoaaltomuodoilla, joissa on paljon kohinaa.

Kuvion 2 piiri on tahtipulssin erotinpiirin toinen suoritusmuoto, ja siihen kuuluu kohinanpoistopiiri. Ne kuvion 2 piiriele-mentit, jotka vastaavat kuvion 1 elementtejä, on numeroitu vastaavalla tavalla. Kondensaattori 21 on nyt kytketty transistorin 22 kannalla olevaan liittimeen 30 vastuksen 39 kautta, ja transistorin 27 kollektori on kytketty vakiovirtalähteeseen 28 vastuksen 38 kautta. Vastuksien 23 ja 39 kytkentäpiste on kytketty transistorien 41 ja 42 differentiaalivahvistinparin ensimmäiseen differentiaali-vahvistintuloliittimeen 60. Toinen tuloliitin 43 on kytketty vastukseen 38. Vakiovirtalähteet 44 ja 45 on kytketty transistorin 41 kollektorille, ja lähde 44 on kytketty transistorin 41 ja lähde 45 transistorin 42 emitterille. Vakiovirtalähde 44 on kytketty maahan sarjaan kytkettyjen diodien 46 - 48 ja vastuksen 49 kautta. Transistorin 51 kollektori on kytketty diodien 32 ja 34 katodeille, kanta vastukseen 49 ja emitteri maahan.

Jos kohinaa ei ole, tahtipulssien 20a saadessa transistorin 22 johtamaan vastuksessa 39 tapahtuva jännitehäviö saa aikaan tietyn vertailujännitteen differentiaalivahvistimen tuloliittimeen 60. Vastuksen 38 jännitehäviö valitaan suuremmaksi kuin vastuksen 39. Transistori 42 johtaa, ja transistori 41 ei johda. Lähteestä 44 tuleva virta kulkee komponenttien 46-49 kautta ja saa transistorin 51 kyllästymään.

Kun piiriin tulee kohinaa, jonka taso ylittää normaalin tahtipulssin korkeuden, vastuksen 39 läpi kulkee normaalia suurempi virta, ja kohinan kasvattama jännitehäviö saa transistorin 41 johtamaan, jolloin lähteestä 44 komponenttien 46-49 kautta tuleva virta pienenee. Tässä tilassa transistori 51 lakkaa johtamasta, tekee transistorin 22 johtamattomaksi ja estää tahtipulssin erottimen 50 toiminnan. Virran kulku vastuksen 39 läpi kondensaattorista 21 laskee arvoon, joka juuri pitää transistorin 41 johtavana. Kondensaattorin 21 purkautumisnopeus laskee suuresti, mikä takaa tahtipulssin erotinpiirille 50 nopean toipumisajan, kun kohinahäi-riö loppuu.

6 61 595

Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 piirin muunnos. Komparaattorissa 37 on kaksi differentiaalikytkettyä transistoria 52 ja 53 sekä vakiovirtalähde 54, ja lähtöliitin 36 on kytketty transistorin 53 kollektorille. Kuvion 2 vakiovirtalähde 24 on korvattu vastuksella 55 ja vakiovirtalähde 28 vastuksella 56. Tuloliittimen 64 vertailujännite saadaan jännitejakajasta transistorin 27 yli vastuksien 57 ja 58 kytkentäpisteestä.

Transistorin 22 vahvistuskykyä voidaan käyttää hyödyksi kytkemällä tuloliitin 63 transistorin 22 kollektorille. Koska transistorin 22 kollektorijännite lähenee kyllästyneessä tilassa emitter i jännitettä, tahtipulssien 20a leikkauskohta voidaan määrätä tarkasti.

Kohinakynnystaso määritetään käyttämällä vastuksien 61 ja 62 muodostamaa jännitteenjakajaa, joka on kytketty transistorin 27 kanssa sarjaan diodikytketyn transistorin 27 rinnalle. Tällainen järjestely aiheuttaa kohinakynnystason pysymisen käytännöllisesti katsoen vakiona laajalla syöttöjännitealueella.

Kuvion 3 komponenttiarvoilla (merkitty kuvioon) ja nimellisellä 3 voltin (huipusta huippuun) yhdistetyllä videosignaalilla 20 saatiin aikaan oikea tahtipulssi erotus jopa 15 prosentin suhteellisella tahtipulssiamplitudilla (noin 150 millivolttia) samalla kun toiminta pysyi täysin immuunina kohinalle.

Claims (10)

1. Tahtisignaalin erotinpiiri, jossa on komparaattori (37), jonka ensimmäiseen sisääntuloon johdetaan toisella sen sisääntulolla olevaan vertailujännitteeseen verrattava videosignaali ja joka antaa tahtisignaalia vastaavan ulostulosignaalin, kun näiden signaalien välillä on ennalta määrätty ero, ja komparaattorin ensimmäiseen sisääntuloon kytketty mustan tason palautus-piiri, joka sisältää kondensaattorin (21) ja sen tahtiaikavälien aikana lataavan, videosignaalin ohjaaman puolijohde-elementin (22), joka on esijännitetty ohjauselektrodiinsa liitetyn esi-jännitepiirin avulla siten, että se johtaa vain siihen johdettujen videosignaalien tahtiaikavälien aikana, tunnettu siitä, että ohjattavan puolijohde-elementin (transistori 22) pää-virtatie on kytketty sarjaan ensimmäisen impedanssin (31, 32) kanssa, joka on valittu siten, että jännitteenpudotus sen yli saadaan nousemaan vähintään mainitulla ennalta määrätyllä erolla vain, kun mustan tason palautuspiirin (40) kondensaattorin (21) purkautumisen johdosta tahtiaikavälin aikana syntyvä virtaosuus vaikuttaa esijännityspiirin (23, B+) puolijohde-elementin läpi aikaansaaman virtaosuuden lisäksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että mustan tason palautuspiirin kondensaattori (21) on sarjassa transistorilla (22) toteutetun ohjatun puolijohde-elementin kantaemitterivälin kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piiri, tunnettu siitä, että komparaattorin (37) ensimmäinen sisääntulo (30) on kytketty transistorin (22) kannalle.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että komparaattorin (37) vertailujännitelähde (28...34) sisältää joukon sarjaan kytkettyjä diodeja (33, 34) ja virtalähteen (28) näiden diodien esijännittämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että ohjattavaan puolijohde-elementtiin (22) ,on kytketty kohinanvaimennuspiiri (38...51), joka kohinaimpulssien ilmetessä muodostaa kohinanilmaisujännitteen, vertaa sitä kohinanverailu-jännitteeseen ja antaa ylityksen ilmetessä salpaussignaalin puo- 61595 δ lijohde-elementin (22) salpaamiseksi tahtiaikavälin aikana.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen piiri, tunnettu siitä, että kohinanvaimennuspiiri sisältää vastuksen (39) , jonka läpi kulkee videosignaali ja puolijohde-elementin (22) esijännittävä virta ja jossa tahtiaikavälin aikana kohinanilmaisujännite putoaa.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen piiri, tunnettu siitä, että häiriönvaimennuspiirissä on salpauspiiri (46...51), jossa on salpaussignaalin ohjaama kytkin (51), joka on liitetty ensimmäiseen impedanssiin (31, 32).

7 61 595

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen piiri, tunnettu siitä, että kohinanvaimennuspiiri sisältää differentiaalivahvistimen (41...45), jonka sisääntulot on kumpikin vastuksensa (38, 39) kautta kytketty komparaattorin (37) toiseen vast, ensimmäiseen sisääntuloon ja jonka ulostulo on kytketty diodiketjun (46...48) kautta kytkimen (51) ohjaussisääntuloon.

9. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen piiri, tunnettu siitä, että kohinanvertailujännite otetaan jännitteen-jakajan (61, 62) väliulosotosta, joka on kytketty jonkin komparaattorille (37, 52, 53) vertailujännitteen syöttävän piirin diodin (59, 27, 33, 34) kautta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen piiri, tunnettu siitä, että vertailujännite komparaattoria (37, 52, 53) varten otetaan myös jonkin diodeista (59, 27, 32, 34) yli kytketyn jän-nitteenjakajan (57, 58) väliulosotosta. 61595