SE447779B - Anordning for behandling av televisionssignaler - Google Patents

Description

447 779 2 träder sàsom en obalanserad signal med dubbla sidband och komponenterna med högre frekvens uppträder såsom en signal med enkelt sidband. Mellanfrekvensbildbärvågen med sina asymmetriska sidband resulterar i att i referenskanalsignalen alstras en aktiv komponent och kvadraturkomponent, som vid tillförsel till produktdetektorn alstrar detekterade video- och mellanfrekvens- bärvågsljudsignaler med övertonsdistorsion. Övertonerna hos vissa videosignaler uppträder vid mellanfrekvensbärvågsljudsignalens frekvens 4,5 MHz och ger därvid upphov till ett surrande i ljud- kanalen. Exempelvis kan en videosignal vid 2,25 MHz (mellanfrek~ vensbärvågsljudsignalens andra underton) ocn en videosignal vid 1,5 MHz (mellanfrekvensbärvågsljudsignalens tredje underton) ha betydande övertoner som uppträder vid mellanfrekvensbärvågs- ljudsignalens frekvens (4,5 MHz).

Referenssignalen som bildas i referenskanalen kan med fördel utnyttjas i samverkan med en dubbelbalanserad faskompara- tor för att alstra en automatisk finavstämningssignal. Referens- signalen kopplas till faskomparatorn via en första, direkt bana och via en andra bana, i vilken ingår en avstämd krets. Den av- stämda kretsen ger referenssignalen en frekvensberoende iasför- skjutning, varför de båda signalerna som matas till faskompara- torn kommer att vara fasförskjutna 900 när mellanfrekvensbild- bärvågen har korrekt frekvens. När bildbärvågen avviker från sin önskade frekvens kommer de tillförda signalerna inte att vara 900 fasförskjutna, varvid utgångssignalerna från faskomparatorn ändras och en korrigeringsspänning för den avstämda kretsen kan alstras.

Då det gäller utformningen av en automatisk finavstäm- ningskrets mäste man ta hänsyn till flera faktorer. JDet ovan- nämnda mellanfrekvensfiltrets asymmetriska passband enligt Nyquist kan resultera i att man för den automatiska finavstäm- ningskretsen erhåller en gensvarkurva som har ett större in- dragningsområde mot bandets mitt. Denna obalanserade gensvar- kurva medför att den automatiska finavstämningsspänningen driver mot mittbandavstämning till följd av brus, eftersom mellan- frekvensbrus har ett frekvensspektrum som är centrerat kring bandets mitt. Det är således önskvärt att utforma den automatiska å, 447 779 .3 finavstämningskretsen på så sätt att man erhåller en balanserad gensvarkurva.

Det är också önskvärt att utforma det automatiska finav- stämningssystemet på så sätt att televisionsmottagaren kan få tag i och hålla kvar signaler som mottas från system med huvud- antenn (MATV) och system baserade på kabeltelevision (CATV).

Dessa system är i regel oreglerade då det gäller frekvensför- skjutningar, och det är känt att de kan alstra tillfälliga fas- moduleringar och frekvensförskjutningar, vilka medför att bär- vågorna avviker från de normala televisionsutsändningsfrek- venserna med upp till 12 MHz. En televisionssignal som är för- skjuten 2 MHz kan infångas av ett frekvenssyntetiseringsavstäm- ningssystem (FS-avstämningssystem), exempelvis av den i den amerikanska patentskriften 4 051 549 visade typen, vid använd- ning i samverkan med ett på lämpligt sätt utformat system för automatisk finavstämning. I frekvenssyntetiseringsavstämnings- systemet ingår en faslåst slinga (PLL) som innehåller en spännings- styrd lokaloscillator. Frekvensen hos den av lokaloscillatorn alstrade signalen avstämmer mottagaren till den önskade kanalen.

Lokaloscillatorn avstämmer först mottagaren till en standard- televisionsutsändningsfrekvens för den utvalda kanalen. Den fas- lâsta slingan arbetar därefter under reglering av den automatiska finavstämningssignalen, varvid den automatiska finavstämings- kretsen söker efter bildbärvàgen hos den önskade kanalen inom ett frekvensomrâde som är centrerat kring läget för standard- frekvensen. Om ingen signal påträffas kommer avstämningssystemet att stega upp lokaloscillatorn i frekvens med l MHz och därefter ned i frekvens med l MHz, varjämte avstämningssystemet kommer att utföra sökning i rrekvensområden kring dessa lokaloscillator- frekvenser. Man ser att för att en fasförskjuten signal på 2 MHz skall kunna påträffas måste en automatisk finavstämnings- krets kunna dirigera avstämningskretsen till en bärvåg som ligger l MHz bort från den uppstegade eller nedstegade lokal- oscillatorfrekvensen. Det automatiska finavstämningssystemet måste således ha ett intervall på il MHz som, i kombination med frek- venssyntetiseringsavstämningssystemets intervall på il MHz, kan 447 779 -4 få tag i signaler som är förskjutna :Q MHz från standardtele- visionsutsändningsfrekvenser. mdragningsområdet för ett godtyckligt automatiskt fin- avstämningssystem är oundvikligen begränsat i riktningen för den lägre angränsande kanalen medelst den lägre angränsande ljud- fällan och Nyquist-lutningen hos mellanfrekvensselektivitets- nätet. För frekvensförskjutningar mot den lägre angränsande kanalen sjunker amplituden hos mellanfrekvensbildbärvågen snabbt, varjämte samkanalljudbärvågen stiger i amplitud, eftersom den är belägen i mellanfrekvenspassbandet i stället för samkanal- ljudfällan. När mellanfrekvensbildbärvågen hos den önskade kana- len har förskjutningen l MHz kan både den reducerade bildbär- vågen och den exalterade samkanalljudbärvågen befinna sig vid de yttre gränserna hos det automatiska finavstämningsindragnings- omrâdet, varigenom lika och motsatta avstämningskorrigerings- spänningar erhålls i det automatiska finavstämningssystemet.

De därvid alstrade avstämningsspänningarna balanserar varandra, och det automatiska finavstämningssystemet avger till avstäm- ningskretsen en avstämingsspänning som inte ändrar mottagarens avstämning. Avstämningssystemet kommer således att låsas i ett tillstånd, i vilket det inte kan få tag i den förskjutna sig- nalen. Det är således önskvärt att utforma den automatiska fin- avstämningskretsen på så sätt att denna kan få tag i och hålla fast signaler om avstämningskretsens lokaloscillator har drivit: eller av någon annan anledning inte befinner sig vid korrekt frekvens då det gäller fel upp till l MHz.

Ett system för automatisk finavstämning bör kräva ett så ringa antal enkla avstämda kretsar som möjligt. Anledningen till detta är att systemet för automatisk finavstämning utgör en del av ett system med sluten slinga, vilket inkluderar avstämnings- kretsen, mellanfrekvensförstärkarna och det automatiska finav- stämningssystemets detektor och förstärkare. Under betingelser med stor förstärkning kan det inträffa att polerna och noll- värdena hos de reaktiva elementen i slingan, inklusive mellan- frekvensselektivitetsnätet och det automatiska finavstämnings- systemets detektor, kan kombineras för att därvid bilda resonans- punkter vid vilka slingan blir instabil. Problemet ökas i ett 447 779 '5 .. .. .. ... _. frekvenssyntetiseringsavstämningssystem, eftersom frekvenssynte- tiseringsavstämningssystemets avstämningskrets inkluderar i den faslâsta slingan en integrator med flera egna tidskonstanter.

Dessa instabilitetsproblem kan minskas genom att man minskar antalet poler och nollvärden i det automatiska finavstämnings- systemets slinga genom att utnyttja enkla avstëmda kretsar när- helst avstämda kretsar behövs.

I enlighet med föreliggande uppfinnings principer anordnas ett selektivitetsnät för en synkrondetektorreferenskanal och en automatisk finavstämningskrets som innehåller en fälla i den av- stämda referenskretsen för att åstadkomma dämpning kring en fäll- frekvens mellan frekvensen hos en ljudbärvåg och den bildsignal- sidbandfrekvens som vid detektering resulterar i en videosignal som svarar mot den andra undertonfrekvensen för mellanfrekvens- bärvågsljudet. Selektivitetsnätet innefattar en första avstämd krets som är inkopplad över referenskanalkretsen och som är av- stämd till frekvensen för mellanfrekvensbildbärvågen. En andra avstämd krets är löst kopplad till den första avstämda kretsen och är kopplad över två ingångar hos den automatiska finavstäm- ningskretsen för att ge upphov till en frekvensberoende, fasför- skjuten referenssignal till den automatiska finavstämnings- kretsen. Den första avstämdakretsen inkluderar en såsom fälla tjänande krets som är avstämd till den ovannämnda fällfrekvensen.

Fällan i den avstämda kretsen i referenskanalen dämpar de bild- signalsidbandfrekvenser i referenskanalen som vid detektering resulterar i videosignaler som är belägna vid de andra och tredje undertonsfrekvenserna hos dmellanfrekvensbärvågljudsignalen, varigenom man erhåller en minskning av kvadraturdistorsionen i referenskanalen och den resulterande övertonsdistorsionen i videosignalerna, vilka ger upphov till ett surrande ljud. Den med ett hack i frekvensen försedda referenskanalsignalen kopplas till den avstämda kretsen för den automatiska finavstämningen, varigenom man erhåller en balansering av den automatiska finav- stämningskretsens indragningsområde kring bildbärvågsfrekvensen, vilket medför att den automatiska fínavstämningskretsen blir immun mot indragning av brus. Frekvenshacket vid den angivna frekvensen i den automatiska finavstämningskretsen minskar också 447 779 6 u __ Ü "_ H automatiska finavstämingsverkningar hos en frekvensförskjuten samkanalljudbärvåg, varigenom automatisk akvirering av signaler som är förskjutna i frekvens mot den lägre angränsande kanalen tillåts.

Uppfinníngen kommer att beskrivas i detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l visar ett fasvektordiagram för en bärvàgsreferenssignal, fig. 2 visar ett fasvektordiagram för en bärvågsreferenssignal med sidband- modulering, fig. 3 åskådliggör passbandet hos en typisk referens- slgnalkrets, rig. Ä visar gensvarkarakterlstiken hos en typisk automatisk finavstämningskrets, fig. 5 åskådliggör lägena hos normala och förskjutna ljud- och bildbärvågor i ett typiskt mellanfrekvenspassband, fig. 6 visar dels i blockschemaform, dels i kopplingsschemaform, en synkrondetektor och en automatisk finavstämningskrets vilka är utformade i enlighet med före- 'liggande uppfinnings principer, fig. 7 visar en typisk referens- signalgensvarkurva hos kretsen i fig. 6, fig. 8 visar en typisk automatisk finavstämingsgensvarkurva i kretsen enligt fig. 6, och fig. 9 visar ett kopplingsschema över en alternativ ut- föringsform av selektivitetsnätet i fig. 6.

Fig. l visar ett fasvektordiagram med signaler som står i referens till en bildbärvåg 20 med frekvensen üio radianer per sekund. Bildbärvågen kan uttryckas matematiskt som: A0 cos Oüøt.

Om referenssignalkretsen hos en synkrondetektor endast innehåller denna bärvågssignal kommer fullkomlig synkrondetekte- ring att bli resultatet, varvid den detekterade videosignalen utgör en exakt efterbildning av den ursprungliga sammansatta videosignalen och är helt fri från kvadraturdistorsion. Om på likartat sätt referenskretsen också skulle innehålla balanserade dubbla sidband 12 och 14 skulle dessas resultant 16 falla ut- efter bärvågsfasvektorns axel. Den resulterande signalen skulle då kunna amplitudbegränsas i syfte att åter framställa en full- komlig referenssignal för synkrondetektorn. Eftersom emellertid videosignalen är en signal med undertryckt sidband förekommer inte dylika balanserade sidband. *m 447 779 '7 Modulering med undertryckt sidband blir resultatet vid framställning av en referenssignal av typen som är visad i fas- vektordiagrammet enligt fig. 2. Bildbärvägen 20 har samma form som i fig. l. Ett videosidband visas med formen A ej flwl- woywg? där åta är signalfrekvensen och ø är en statisk fasförskjutning som är beroende av referenstankkretsen. För frekvenser bortom Nyquist-lutningen hos mellanfrekvenspassbandet utgör videosid- bandet ett enkelt sidband, såsom är åskådliggjort medelst fas- vektorn 22. Detta sidband kan uppdelas i två komponenter, näm- ligen en aktiv eller i fas liggande fasvektor 24 med formen A cos Åfijl-u30)t+g7 och en 90° fasförskjuten fasvektor 26 med formen A sin ß) 1- worwg? Den resulterande omkopplingssignalen blir en fasvektor 28 som ger upphov till kvadraturdistorsion i detektorn till följd av förekomsten av den vinkelräta kvadraturkomposanten. När mellan- frekvenssignalen demoduleras medelst denna resulterande refe- renssignal 28 kommer videosignalen att förvrängas på likartat sätt som då en videosignal demoduleras medelst en envelopp- detektor. En av de primära fördelarna hos en synkrondetektor, nämligen stor linearitet, går förlorad.

Om man i referenskretsen utnyttjar en avstämd krets med ett mycket smalt passband kommer en del av kvadraturdistorsionen att minskas. Nyquist-lutningen hos mellanfrekvenspassbandet ger fortfarande upphov till olika sidband på ömse sidor om bildbär- vågen, såsom är åskådliggjort medelst fasvektorerna 22 och 30.

Den resulterande omkopplingssignalen kommer således att ha en mindre kvadraturkomposant, varigenom man erhåller mindre distor- sion i den detekterade videosignalen. 447 779 8 I regel bringar man den avstämda referenskretsens pass- band att bli smalare genom att man ökar Q-värdet hos kretsen, vilket medför andra problem. Det smala passbandet innebär att avstämningen blir kritisk. Om signalfrekvensen förskjuts kan bildbärvâgen röra sig helt ut ur passbandet, varvid videodetek- teringen kommer att upphöra. Den avstämda referenskretsen ger också upphov till enstatisk fasförskjutning över sitt passband, varvid denna fasförskjutning är lika med ca ï45° vid kretsens 3-dB-punkter. Referenssignalkretsarna måste således genom förlikning bilägga kvadraturdistorsionen som erhålls såsom följd av Nyquist-lutningen hos mellanfrekvenspassbandet med hän- syn till problemen med onoggrannheter vid avstämningen och statisk fasförskjutning. Denna förlikning resulterar i att man utnyttjar en referenssignalkrets med förhållandevis stor band- bredd.

Fig. 5 åskådliggör en typisk gensvarkurva 40 hos en referenssignalkrets. Den avstämda kretsen är avstämd till bild- bärvågens frekvens 45,75 MHz för användning i televisions- systemet av typen NTSC. På gensvarkurvan 40 har mellanfrekvens- passbandetsNyquist-lutningsdel 50 överlagrats, varigenom man erhåller en kraftig minskning av signalfrekvenser över 45,75 MHz.

Förekomst av kvadraturdistorsion i referenssignalen med- för övertonsdistorsion i den detekterade videosignalen. Närmare bestämt ger kvadraturdistorsion som resulterar från sidband med frekvensen 45,5 MHz i referenssignalen upphov till andra övertoner av den resulterande basbandmideosignalen 2,25 MHz.

Den andra övertonen hos denna signal blir belägen vid 4,5 MHz, som är frekvensen för den detekterade mellanfrekvensbärvågs- ljudsignalen. Ehuru dessa andnaövertoner har en amplitud som utgör endast 14 % av grundtonens amplitud är nämnda små signaler tillräckligt stora för att de skall mmm ge upphov till ett surrande i ljudsignalen. En likartad men svagare effekt erhålls ur sidband med mellanfrekvensen 44,25 MHz, vilka har tredje övertoner som uppträder i mellanfrekvensbärvågsljudsignalen.

I idealfallet skulle det vara önskvärt att dämpa dessa frekvenser i referenskretsen, såsom är åskådliggjort medelst de streckade hacken 42 och 44 i gensvarkurvan i fig. 5. I enlighet med före- 447 779 y. --- av ' uu »rue vv v v 9 liggande uppfinning ges emellertid en lösning på detta problem, tack vare vilken lösning problem i andra avsnitt av televisions- mottagaren kan lösas samtidigt.

En typisk gensvarkurva 46 för automatisk finavstämning är visad i fig. 4. Denna gensvarkurva har sådan form att den ger ett skarpt gensvar för bildbärvågsfrakvensvariationer i närheten av dess önskade frekvensläge 45,75 MHz. Den övre lut- ningen 46a hos nämnda kurva går ned snabbt tack vare läget hos den angränsande kanalljudfällan med frekvensen 47,25 MHz 1 mellanfrekvensfilternätet. Man ser att gensvarkurvan sjunker mera successivt under bildbärvågsfrekvensen och mot mitten hos mellanfrekvensbandet. Denna gensvarkurva resulterar i något som benämnes "dragning av brus". Under betingelser med svaga sig- naler eller ingen signal korrigerar den automatiska finavstäm- ningskretsen denna avstämningskrets mot mittbandet, eftersom mellanfrekvensbrusets genomsnittsfrekvens ligger vid ca 45,5 MHz och arean under kurvan 46 är större under 45,75 MHz än vad den är ovanför nämnda frekvens. Det är således önskvärt att den automatiska finavstämningskretsen gensvarkurva skall vara balan- serad kring bildbärvågsfrekvensen så att den automatiska fin- avstämningskretsen alstrar en avstämningsspänning med frekvensen 45,75 MHz då svaga signaler eller inga signaler förekommer.

En typisk mellanfrekvenspassbandgensvarkurva 60 är visad i fig. 5. När televisionsmottagaren är avstämd på rätt sätt kommer bildbärvågen att vara belägen vid 45,75 MHz såsom är visat vid 62, således 6 dB lägre än den plana överdelen hos passbandet 60 vid passbandets övre Nyquist-lutning. Ljudbärvågen vid frekvensen 41,25 MHz kommer då att vara belägen vid 64, således ungefär 20 dB lägre än mittbandamplituden. När dessa bärvågor matas till en automatisk finavstämningskrets med den i fig. 4 visade gensvarkurvan kommer bildbärvågen att bli exakt avstämd till 45,75 MHz, varjämte ljudbärvågen kommer att vara belägen vid en frekvens som är alltför låg för att den automatiska finavstämningsutgängsspänningen skall kunna påverkas.

När emellertid videosignalen förskjuts uppåt med 2 MHz i frekvens, såsom kan vara fallet när signalen tillhandahålls av ett MATV- eller CATV-system, kommer endast l MHz av förskjut- 447 779 ~ 10 ningen att korrigeras av avstämingssystemet då detta söker efter bildbärvågen. Signalerna som matas till den automatiska finavstämningskretsen kommer fortfarande att vara förskjutna l MHz, såsom är visat medelst bild- och ljudbärvågslägenavid 66 och 68 i fig. 5. Härvid kommer ljudbärvågen med frekvensen 42,25 MHz endast att ligga ca 6 dB under mittbandnivån, varjämte bildbärvågen med frekvensen 46,75 MHz kommer att ha sjunkit ca 30 dB, då nämnda frekvens närmar sig frekvensen hos den an- gränsande kanalljudfällan. När dessa bärvågor matas till en automatisk finavstämningskrets med det i fig. 4 visade gensvaret kommer den dämpade bildbärvågen endast att alstra en ringa positiv avstämningsspänning, såsom är visat medelst pilen 52.

Den exalterade, frekvensförskjutna ljudbärvågen kommer att vara belägen enligt pilen 54, där den ger ett litet negativt bidrag till avstämningsspänningen med likartad storlek som bidraget som ges av bildbärvågen. Dessa båda avstämingsspänningar upphäver varandra i praktiken, och den automatiska finavstämningskretsen kommer således inte att draga in den förskjutna televisions- signalen. Om avstämningssystemet ger upphov till en korrigering av mindre än l MHz då det håller på att söka efter signalen kommer båda bärvågorna att föras uppåt i frekvens, varvid av- stämningsspänningskomposanten som erhålls från ljudbärvågen kommer att dominera bidraget till bildbärvågen. Den automatiska finavstämningskretsen kommer då att försöka reglera in avstäm- ningen på så sätt att mottagaren låser sig fast vid ljudbär- vågen som är avstämd till bildbärvågsfrekvensen 45,75 MHz.

Ett sätt att undvika detta problem är att införa ett hack i den automatiska finavstämningsgensvarkurvan på stället där förskjutningsljudbärvågen kommer att bli belägen, såsom är an- tytt medelst de streckade linjerna 56 i fig. 4. Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning löser emellertid på ett fram- gångsrikt sätt problemet att ta fast förskjutningsbärvågen, varvid man också erhåller en förbättring av den automatiska finavstämningskretsens immunitet med avseende på indragning av brus och dessutom löser det ovannämnda problemet med ett surran- de_ljud. 447 779 '11 En i enlighet med föreliggande uppfinnings principer ut- formad krets är åskådliggjord i fig. 6. Den i nämnda figur visade kretsen kan med fördel vara framställd på en enda integre- rad monolitkretschip, med undantag för de avstämda kretselemen- ten 160-184, vilka är belägna utanför nämnda chip och är kopp- lade till ifrågavarande chip vid de yttre chiputtagen 7-10.

En mélanfrekvenssignal med tvâ ändar kopplas till de inre uttagen 102 och 104 från mellanfrekvensförstärkaren 100. Mellan- frekvenssignalen matas till transistorer 152 och 154 tillhörande produktdetektorn 150 för synkron demodulering av signalen. Mellan- frekvenssignalen matas också till en referenssignalkrets 110 via emitterföljarkopplade transistorer 106 och 108 för alstring av en omkopplingssignal för produktdetektorn 150 och en fas- komparator 150 för automatisk finavstämning.

Mellanfrekvenssignalen driver en differentialförstärkare som är bildad av transistorerna 112 och 114 i referenssignal- kretsen 110. Över differentialförstärkartransistorernas 112 och 114 kollektorer är en första avstämd krets 160 kopplad, nämligen vid de yttre chiputtagen 8 och 9, varvid nämnda krets 160 är avstämd till bildbärvågsfrekvensen, 1 detta exempel 45,75 MHz. Dioder 116 och 118 är också kopplade över transisto- rernas 112 och 114 kollektorer för att begränsa eller klippa referenssignalen, varvid man praktiskt taget erhåller en fyr- kantvågomkopplingssignal under starka signalbetingelser. Nämnda fyrkantvägomkopplingssignal har samma frekvens och fas som mellanfrekvensbildbärvågen under optimala signalbetingelser tack vare det begränsande arbetssättet hos differentialför- stärkaren och dioderna i kombination med den avstämda kretsen 160.

Den amplitudbegränsade omkopplingssignalen påläggs bas- elcktroderna hos fyra transistorer som är anordnade i en dubbel differentialförstärkarkoppling 156 och 158 i produktdetektorn 150 medelst de såsom emitterföljare utformade transistorerna 122 och 124. Diflferentialförstärkarna 156 och 158 drivs av mot- taktmellanfrekvenssignalen som pàläggs via transistorerna 152 och 154.Transistorerna som bildar differentialförstärkarna 156 ochlßß omkopplas av referenssignalen så att man erhåller produkt- detektering av den inkommande mellanfrekvenssignalen. De diffe- 447 779 l2 rentialförstärkartransistorer som mottar omkopplingssignaler med komplementär polaritet i respektive differentialförstärkare har sina kollektorer kopplade på så sätt att de bildar två komplementära utgångar, över vilka sammansatta video- och mellan- frekvensbärvågsljudsignaler bildas. Om så önskas kan dessa båda utgångar kombineras på i och för sig känt sätt så att man er- håller en utgång med en enda ände för de detekterade video- och mellanfrekvensbärvàgsljudsignalerna.

Heferenssignalen vid transistorernas 112 och ll4 kollek- torer matas också till baserna i två transistorer 142 och läfl.

Emittrarna hos dessa transistorer 142 och l4Ä är kopplade till varandra och till jord medelst ett resistivt nät 145, varigenom komplementära referensdrivsignaler erhålls vid deras emittrar.

Denna referenssignal med två ändar kopplas till faskomparatorns 150 differentialförstärkare 156 och 158. Baserna i differential- förstärkarnas transistorer drivs på mottaktkopplat sätt medelst referenssignalen, som har samma fas och frekvens som mellan- frekvensbildbärvågen.

Den över den första avstämda kretsen 160 bildade referens- signalen är löst kopplad medelstknndensatorerna 172 och 174 till en andra avstämd krets 180 som ger referenssignalen en frekvensberoende fasförskjutning. När bildbärvågen befinner sig vid den önskade frekvensen, icbtta exempel 45,75 MHz, förskjuts referenssignalen 90° i fas av den andra avstämda kretsen, vilken inkluderar en kondensator 182 och en spole 184. När frekvensen hos bildbärvågen (och således referenssignalen) avviker från den önskade frekvensen förskfiüter den andra avstämda kretsen referenssignalens fas mer eller mindre än 900.

Den andra avstämda kretsen 180 är löst kopplad till den första med hjälp av kondensatorer 172 och 174 med litet kapaci- tansvärde. Ehuru det kan förefalla fördelaktigt att koppla den avstämda automatiska finavstämningskretsen hårdare till den avstämda referenskretsen för att t.ex. åstadkomma en starkare drivssgnal för faskomparatorn 150 medför detta en försämring av referenssignalen. Den avstämda referenskretsen är så utformad, att den har en enda resonansfrekvens i omrâdet för bildbärvâg- frekvensen. När de båda avstämdakretsarna är hårt kopplade --~-- ---------~ -«~~~-~-_---.>-.___.~_-. _ 447 779 13 kommer den avstämda referenskretsen att få gensvaret hos ett överkopplat, dubbelavstämt nät. Detta gensvar med två “puoklar" åstadkommer kvadraturdistorsion och fasolineariteter i referens- kretsen, vilket resulterar i dåligt transientgensvar i detekte- rade 1ågfrekvensluminanssignaler. Eftersom en av fördelarna med synkrondetektorn är videotransienter med snabbare stig- och sjunktider än enveloppdetekterade signaler, inklusive den ytter- ligare fördelen med symmetrisk för-sväng och översväng, måste man se till att de båda avstämda kretsarna inte är överkopplade.

I en del fall kan den önskade lösa kopplingen uppnås genom att man placerar de båda avstämda kretsarna nära varandra, varigenom de fysiska kondensatorerna 172 och 174 kan undvaras.

Den fasförskjutna signalen som alstras över den andra av- stämda kretsen 180 kopplas till fasdetektorn 150 via de yttre ohiputtagen 7 och 10 samt de emitterföljarkopplade transistorerna 146 och 148. Likförspänning vid emitterföljartransistorernas baser tillhandahålls av en spänningsdelare 147 som är inkopplad' mellan jord och spänningskällan. En likspänningsbana från spänningsdelaren 147 till transistorn 148 är bildad medelst spolen 184. Den fasförskjutna signalen kopplas till baserna i differentiellt kopplade transistorer 152 och 154 från emitter- följarna 146 och 148. Transistorernas 152 och 154 emittrar är sammankopplade, och de är också förbundna med en konstantström- källa 155. Transistorernas 152 och 154 kollektorer är kopplade för drivning av de dubbla differentialförstärkarna 156 och 158 vid de respektive differentialförstärkarnas emitterelektroder.

De transistorer i de respektive differentialförstärkarna som drivs av komplementära signaler vid sina baselektroder medelst transistorerna 142 och 144 har sina kollektorer så inkopplade, att man erhåller två komplementära utgångar, över vilka den automatiska finavstämningsspänningen bildas. Dessa utgångar kan vara kopplade till ytterligare en differentialförstärkare på i och för sig känt sätt så att man erhåller två i mot- satta riktningar varierande automatiska finavstämningsutgångs- signaler med önskad impedans och i ett önskat spänningsområde.

Den avstämda referenskretsen 160 inkluderar en parallell- resonanskrets med en spole 162 och en kondensator 164, varvid 447 779 14 ~'s~ ~--~ nämda krets är avstämd till bildbärvågsfrekvensen, i detta fall 45,75 MHz. Ett dämpmotstånd 168 är kopplat över den av- stämda kretsen 160 för att hindra oscillationer från att upp- träda i en oskärmad avstämd krets 170 när mellanfrekvensför- stärkaren 100 och referenskretsen 110.arbetar med stor förstärk- ning. En drossel 169 är parallellkopplad med dämpmotståndet 168 så att man erhåller en lågimpedansbana för horisontalav- sökningsfrekvenssignaler mellan transistorernas 112 och 114 kollektorer. Denna drossel hindrar referenskretsen 110 från att självsvänga vid horisontalavsökningsfrekvensen, vilket skulle ge upphov till övertoner som skulle ha utseendet av vertikala streck i den återgivna bilden på bildröret.

I enlighet med föreliggande uppfinning inkluderar den avstämda. referenskretsen en krets som utgör en fälla och som omfattar den effektiva induktansen hos parallellresonanskretsen 162, 164 och kondensatorn 166 i det visade exemplet. Kbndensa- torn 166 är inkopplad mellan den ena förbindningspunkten mellan spolen 162 ochkondensatorn 164 samt uttaget 8, medan den andra förbindningspunkten mellan spolen 162 och kondensatorn 164 är kopplad till uttaget 9. Fällkretsen är så avstämd, att den ger upphov till ett hack i referenskretsgensvaret vid en frekvens som är belägen mellan frekvensen hos en med 1 MHz förskjuten ljudbärvåg (42,25_ MHz) och den bildsignalsidbandsfrekvens som, vid detektering, resulterar i en videosignal svarande mot mellanfrekvensbärvågsljudets andra undertonsfrekvens (43,5 MHz).

Hacket är tillräckligt brett för att avsevärd dämpning skall erhållas vid båda dessa frekvenser. Referenssignalen som alstras av denna avstämda krets har reducerad kvadraturdistorsion, sär- skilt vid frekvensen som ger upphov till andra övertoner som skapar problemet med ett surrande ljud. Referenssignalen dämpas också vid frekvensen för färgunderbärvågen (42,17 MHz), vilket minskar problemet med svävningar i färg och ljud i den detekte- rade videosignalen.

Referenssignalen som kopplas till denandra avstämda kretsen 180 från den avstämda kretsen 160 har också nämnda frek- venshack, varigenom bredden hos mittbandpartiet i den automa- tiska frekvensavstämningsgensvarkarakteristiken minskas. Den 447 779 15. automatiska frekvensavstämningsgensvarkarakteristiken kommer så- ledes att balanseras med två väsentligen lika indragningsinter- vall på ömse sidor om den önskade bildbärvågfrekvensen, varigenom den automatiska finavstämningskretsen görs mer immun mot indrag- ning av brus. Urtagningen kommer också praktiskt taget att elimi- nera ett eventuellt bidrag till en automatisk frekvensavstäm- ningsspänning från en förskjuten ljudbärvåg vid 42,25 MHz, vari- genom den automatiska frekvensavstämningskretsen kan få tag i den frekvensförskjutna bildbärvågen vid 46,75 MHz.

Den 1 fig. 6 visade kretsen har konstruerats och provets, och gensvarkurvorna enligt fig. T och 8 har härvid upptecknats, Den avstämda referenskretsens gensvarkurva 200 är i fig. 7 visad överlagrad på mellanfrekvenspassbandetNyquist-lutning 50. Hacket som åstadkommas av referensfällan är beläget vid ungefär 42,9 MHz, och man ser att dämpning sker av bildsignalsidbandfrekvensen svarande mot mellanfrekvensbärvågsljudets andra undertonsfrek- vens, M3,5 MHz, med ca 32 dB, som skall jämföras med dämpnings- nivån 16 dB för samma frekvens i rig. 5. Man ser att bildsignal- sidbandfrekvensen som vid detektering resulterar i en videosig- nal som svarar mot mellanfrekvensbärvågsljudets tredje undertons- frekvens, 4#,25 MHz, dämpas med 25 dB i fig. 7, i Jämförelse med dess dämpningsnivà 14 dB i fig. 5. Man ser också i fig. 7 att när den avstämda referenskretsgensvarkurvan kombineras med mellanfrekvenspassbandets Nyquist-lutning blir det sammansatta gensvaret väsentligen symmetriskt kring mellanfrekvensbildbär- vågsfrekvensen Ä5,75 MHz, varigenom kvadraturdistorsion i refe- renskretsen minskas ytterligare genom att videosidbanden amplitud- balanseras.

Verkningarna av den avstämda referenskretsfällan på det automatiska finavstämningsgensvaret är visade i fig. 8. Man ser att den automatiska finavstämningsgensvarkurvan 210 är balanse- rad och har två väsentligen lika positiva och negativa indrag- ningspartier 212 och 214 mellan gensvarkurvan 210 och referens- axeln. De väsentligen lika indragningspartierna på ömse sidor om bildbärvågsfrekvensen förbättrar den automatiska finavstäm- ningskretsens immunitet gentemot indragning av brus. Det breda hacket eliminerar dessutom praktiskt taget varje spänningsbidrag 447 779- ca u' 'u nu ' n nu u v 16 vid 42,25 MHz, som utgör frekvensen för en med 1 MHz förskjuten .ljudbärvåg. Anledningen till detta är att hacket i den avstämda referenskretsfällan inverkar både på referenssignalen, som är kopplad till differentialförstärkarna 156 och 158 i fasdetektorn 150, och den fasförskjutna referenssignalen, sompåläggs fas- detektorn 150 via den andra avstämda kretsen 180. Ljudbärvägen har således spärrats ut ur båda signalerna som påläggs fasdetek- torn 150 för att en automatisk:hekvensstyrsignal skall bildas.

Detta är särskilt viktigt när den automatiska finavstäm- ningskretsen används i samverkan med ett frekvenssyntetiserings- avstämingssystem. Stabiliteten hos frekvenssyntetiseringsavstäm- ningssystemet är beroende av lineariteten hos den automatiska finavstämingsgensvarkurvan 210 i omrâdet för den önskade bild- bärvågfrekvensen, vilken såsom ett exempel är visad såsom 45,75 MHz i fig. 8. När ljudbärvågen spärras ut ur de automa- tiska finavstämingsdetektoringångarna blir den alstrade styr- signalen påverkbar enbart i beroende av bildbärvågen, varigenom man erhåller ett linjärt gensvar som är förenligt med gensvar- kurvan 210. Om ljudbärvågen inte skulle spärras ut ur de auto- matiska frekvensavstämningsdetektoringångarna skulle ljudbär- vågen läma ett spänningsbidrag till styrsignalen, varvid detta spänningsbidrag skulle störa styrsignalens linearitet i området kring 45,75 MHz. Stabiliteten hos frekvenssyntetiseringsavstäm- ningssystemet skulle därvid påverkas på ett synnerligen skadligt sätt. Det torde således vara uppenbart att den automatiska fin- avstämningskretsen enligt föreliggande uppfinning styrs av en med l MHz förskjuten bildbärvåg vid 46,75 MHz och därvid bringar avstämningskretsen att på ett framgångsrikt sätt få tag i denna förskjutna signal.

En alternativ utformning av de avstämda kretsarna enligt föreliggandejuppfinning.ärfyisad i fig. 9. Denna utforming skiljer sig från arrangemanget enligt fig. 6 på så sätt att kondensatorn 164 är parallellkopplad med seriekombinationen av kondensatorn 166 och spolen 162 över uttagen 8 och 9.Kombina- tionen av kondensatorn 164 och den effektiva induktansen hos spolen 162 och kondensatorn 166 kommer i resonans vid bildbär- n vâgfrêkvensen, medan kombinationen av spolen 162 och kondensa- 447 779 17 torn 166 bildar en fälla vid den ovannämnda mellanfrekvensen.

De återstående elementen är anordnade i samma konfiguration som i fig. 6 och har försetts med samma hänvisningsbeteckningar.

Föreliggande uppfinning kan lätt utnyttjas för användning i PAL-televisionssystemet genom att avstämningsfrekvenserna an- passas till överensstämmelse med PAL-normerna. Den avstämda reso- nanskretsen är då i resonans vid PAL-mellanfrekvensbildbärvåg- frekvensen 38,9 MHz. PAL-ljudbärvàgen är belägen vid 55,4 MHz, och mellanfrekvensbärvågljudsignalen har således grundfrekvensen 5,5 MHz och sin andra undertonfrekvens vid 36,15 MHz 1 mellan- frekvensbandet. Detavstämda referenskretshacket är således be- läget mellan ljudbärvågen som är förskjuten 1 MHz, dvs. 3ü,4 MHz, och mellanfrekvensen som svarar mot videosignaler med andra övertoner vid mellanfrekvensbärvågljudfrekvensen 36,15 MHz. Den andra avstämda kretsen måste också återföras så att man erhåller en fasförskjutning på 900 vid PAL-mellanfrekvensbildbärvågfrek- vensen.

I den i fig. 6 såsom ett exempel visade utföringsformen av föreliggande uppfinning detekterar produktdetektorn 150 både video- och mellanfrekvensbärvågljudsignalerna. Det kan i en be- stämd utföringsform vara önskvärt att behandla ljudinformationen i en separat kanal före videodetekteringen. I en sådan utförings- form kan ljudbärvågen spärras ut ur mellanfrekvenssignalen innan referenssignalen alstras och videosignalen och den automatiska frekvensavstämningen detekteras. Problemen med surrande ljud och den automatiska finavstämningsdetektorns uppsökning av ljudbär- vågen skulle följaktligen inte föreligga. Emellertid skulle det enligt uppfinningen angivna selektivitetsnätet icke desto mindre vara önskvärt i televisionsmottagaren för att balansera video- sidbanden kring bildbärvågen 1 referenssignalen. Den hackför- sedda referenssignalen skulle också åstadkomma en balansering av den automatiska finavstämningsgensvarkurvan kring den önskade bildbärvågfrekvensen, såsom har beskrivits ovan. Selektivitets- nätet skulle således samtidigt ge fördelarna med minskad kvadra- turdistorsion i videodetektorn och förbättrad brusimmunitet hos den automatiska finavstämningen i televisionsmottagaren. Eftersom 447 779 18 det inte är nödvändigt att dämpa ljudbärvågfrekvensen i referens- kanalen kan fällan hos den avstämda kretsen 160 vara avstämd till eller t.o.m. vara. avstämd över 415 MHz i ett NTSC-System, var- vid denna frekvens ligger lika långt från ljud- resp. bildbär- vågfrakvenserna. Q-värdet hos fällkretsen kan också vara större än det Q-värde som är önskvärt i utföringsformen enligt fig. 6.

Claims (6)

447 779 _19 Patentkrav

1. Anordning i en televisionsmottagare, vilken anordning är avsedd för behandling av en mellanfrekvenstelevisionssignal som upptar ett passband som inkluderar en bildbärvågsfrekvens och en ljudbärvàgsfrekvens, k ä n n e t e c k n a d av en fasdetektor med första och andra ingångar, tredje och fjärde ingångar, organ inkopplade mellan nämnda tredje och fjärde ingångar för att ge därtill förda signaler en frekvensberoende fasförskjutning, och en utgång för att alstra en avstämningskorrigeringssignal som anger avvikelsen hos nämnda bildbärvåg från densammas önskade frekvens; vidare en produktdetektor med första och andra in- gångar kopplade för mottagning av nämnda mellanfrekvenssignal, tredje och fjärde ingångar och första och andra utgångar för alstring av en detekterad videosignal; och en referenskrets med första och andra ingångar kopplade för mottagning av nämnda mellanfrekvenstelevisionssignal och första och andra utgångs- uttag kopplade till var sin av nämnda första och andra ingångar hos nämnda fasdetektor, till nämnda tredje och fjärde ingångar hos nämnda fasdetektor och till nämnda tredje och fjärde ingångar hos nämnda produktdetektor, samt inkluderande selektivitets- organ för att vid nämnda utgàngsuttag ge upphov till ett kurv- gensvar som (1) väsentligen balanserar första och andra, med motsatta polariteter uppträdande gensvarkurvor hos nämnda fas- detektor kring den önskade frekvensen hos nämnda bildbärvàg, (2) minskar det bidrag till nämnda avstämningskorrigeringssig- nal som erhålls från signaler vid nämnda ljudbärvågfrekvens, (5) väsentligen balanserar gensvaret med amplitud avsatt mot frekvens vid nämnda första och andra utgángsuttag kring nämnda önskade bildbärvågsfrekvens, och (4) åstadkommer betydande dämp- ning vid den bildsignalsidbandfrekvens som vid detektering resulterar i en videosignal svarande mot mellanfrekvensbärvågs- ljudets andra undertonsfrekvens, varvid nämnda selektivitets- organ innefattar en enda, dubbelavstämd krets som åstadkommer en gensvarpol vid nämde bildbärfrekvens och ett gensvarnoll- värde vid en given frekvens liggande mellan nämnda ljudbärvågs- 447 779 20 frekvens och en frekvens som är belägen lika långt mellan nämnda ljud- och bildbärvågsfrekvenser.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda selektivitetsorgan inkluderar en första spole; en första kondensator som är parallellkopplad med nämnda första spole under bildande av en första parallellkombination; en andra kondensator som är kopplad i serie med nämnda första parallell- kombination mellan nämnda första och andra utgångsuttag hos referenskretsen, varvid nämnda första parallellkombination är så avstämd, att gensvaret vid nämnda utgångsuttag får sin topp vid den önskade frekvensen hos nämnda bildbärvåg, varjämte_nämda andra kondensator är avstämd i samverkan med nämda första L' parallellkombination för att åstadkomma dämpning vid nämnda ut- gångsuttag, i förhållande till nivån hos nämnda bildbärvåg och förutom den som åstadkommes av nämnda första parallellkombina- tion, vid nämnda ljudbärvågsfrekvens och kring en frekvens som är belägen lika långt från nämnda ljud- och bildbärvâgor; en andra spole; en tredje kondensator, vilken är parallellkopplad med nämnda andra spole och därvid bildar en andra parallellkom- bination som är kopplad mellan nämnda tredje och fjärde ingångar hos nämnda fasdetektor och avstämd för att ge en frekvensberoende fasförskjutning åt signaler som pâläggs densamma; och organ för att kapacitivt koppla* signaler från nämnda första och andra ut- gångsuttag till nämnda andra parallellkombination.

3. 5. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda selektivitetsorgan inkluderar en första spole; en första kondensator som är inkopplad i serie med nämda första spole mellan nämnda första och andra utgångsuttag hos nämda referenskrets och som är avstämd i samverkan med denna för att dämpa sådana videosidband vid nämnda utgångsuttag som är belägna på lika avstånd från nämnda ljud- och bildbärvågsfrekvenser; en andra kondensator som är parallellkopplad med den första konden- satorn och den första spolen och som är avstämd i samverkan med dessa för att gensvaret skall få en topp vid nämnda utgångsuttag i närheten av det önskade läget hos nämnda bildbärvâg; en andra spole; en tredje kondensator som är parallellkopplad med nämnda: andra spole mellan nämnda tredje och fjärde ingångar hos nämnda 447 779 fasdetektor och som är avstämd i samverkan med denna för att ge en frekvensberoende fasförskjutning ät därtill matade signaler; och organ för att kapacitivt koppla signaler från nämnda första och andra utgångsuttag till nämda andra spole och tredje konden- sator.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda televisionsmottagare inkluderar en avstämningsanord- ning för omvandling av en radiofrekvenstelevisionssignal till nämnda mellanfrekvenstelevisionssignal, att nämnda avstämnings- anordning inkluderarcorgan som har ett givet sökiaingsfrekvens- intervall för att söka upp nämnda bildbärvág, att nämnda referens- krets och nämnda produktdetektor bildar en synkrondetektorkrets för åstadkommande av en detekterad videosignal och en mellan- frekvensbärvàgsljudsignal, att nämnda referenskrets inkluderar en differentialförstärkare med första och andra ingångar kopp- lade för mottagning av nämnda mellanfrekvenstelevisionssignal och första och andra utgångsuttag för avgivning av en referens- signal, att nämnda tredje och fjärde ingångar hos nämnda produkt- detektor är kopplade till nämnda första och andra utgångsuttag ihos differentialförstärkaren, att nämnda första och andra ut- gångar hos produktdetektorn åstadkommer nämnda detekterade video- och mellanfrekvensbärvågsljudsignaler, att första och andra ingångar hos nämnda fasdetektor är kopplade till nämnda första och andra utgångsuttag hos differentialförstärkaren, att nämnda tredje och fjärde ingångar mottar en fasförskjuten referens- signal, att nämnda utgång är kopplad till nämda avstämnings- uppsökningsorgan för att åstadkomma en avstämningskorrigerings- signal som är indikativ för skillnaden i fas mellan nämnda refe- renssignal och nämnda fasförskjutna referenssignal, och att nämda selektivitetsorgan inkluderar en första avstämd krets, som är inkopplad mellan de första och andra utgångsuttagen hos nämnda differentialförstärkare och som är i parallellresonans vid den önskade frekvensen hos nämnda bildbärvåg och serie- resonans vid en frekvens mellan (A) en tredje frekvens som är belägen mellan nämnda ljudbärvågsfrekvens och nämda bildbär- vågsfrekvens och som är förskjuten från nämnda ljudbärvågs- frekvens med ett frekvensbelopp som är väsentligen lika med 447 779 22 hälften av nämnda givna sökningsintervall och (B) den bildsignal- sidbandfrekvens som, vid detektering, resnlterar i en videosig- nal som svarar mot mellanfrekvensbärvâgljudets andra underton- frekvens.

5. Anerdníng enligt krav l eller Ä, k ä n nue t e c K n a d därav. att nämnda referenskrets innefattar en begränsare.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c K n a d av första och andra kondensatorer för att löst koppla nämnda första och andra utgångsuttag till nämda tredje och fjärde ingångar hos nämnda fasdetektor. ,....._.__._._..._._.._.- ~ >.. ..._............- _. - . ,-_.-._...-._._..,.. _..._._- .>....._....._.__...-...