DE1537255A1 - Schaltung in einem Fernsehempfaenger zur kombinierten Verstaerkung des Bildsignals und des frequenzmodulierten Ton-Zwischentraegers - Google Patents

Description

DIpL-IHg-EPJCHEWALTHER

Mrv.Twolt JW/AvdV

Anmelder: N. V. PIUIPS' GLOE.LAMPENFABRIEKE«

Akte: PHN- 1618 Annwldune vom· 30. Juni 1967 ,

"Schaltung in "einem Fernsehempfänger zur kombinierten Verstärkung dee Bildsignals und des frequenzmoduliert^ Ton-Zwischenträgers".

Die Erfindung bezieht eich auf eine Schaltung in einen Fernsehempfänger zur kombinierten Verstärkung des Bildsignals und des frequensmoduliarten Ton-Zwischenträgers, die einen Steuertransistor enthält, dessen Basiselektrode das su verstärkende Signal zugeführt wird und dessen Emitterelektrode das Bildsignal und dessen Kollektorelektrode das Ton-Zwischenträgersignal entnommen werden kann.

Eine derartige Schaltung hat den Vorteil, dass die Steuerstufe für die Bildendstufe zugleioh zur Verstärkung des Ton-Zwischenträgersignals verwendet wird, so* dass ein Transistorverstärker im Ton ZF-Teil eingespart werden kann.

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Diese bekannte Schaltung weist jedcch den Nachteil auf, dass es sehr schwierig ist, sogenanntes Rasseln im Ton zu vermeiden. Rasseln im Ton bedeutet, dass die im Bildsignal vorhandenen Synchronsignale in den Tonkanal gelangen. Auch andere im Bildsignal vorhandene Komponenten können störend wirken, aber es sind im wesentlichen die impulsförmigen Synchronsignale die das erwähnte Rasseln verursachen.

Eine Erhöhung der,Selektivität des auf den Zwischenträger abgestimmten Filters, das sich im Kollektorkreis des Steuertransistors befindet, d.h. eine Erhöhung des Gütefaktors Q des Filters, ergab keine Verbesserung.

Nach der Eineicht der Srfindung gelangt man zu einer überraschend einfachen Lösung dieses Problems, wenn die Schaltung das Kennzeichen aufweist, dass die Impedanz im Kollektorkreis des Steuertraneistors derart ist, dass Änderungen in der Basis.Kollektor-Streukapazität de· Steuertransistors keine Phasendrehungen im Zwischenträgersignal, das dem Kollektorkreis dies·· Steuertransistors entnommen wird, verursachen*

Die obenerwähnte Erkenntnis beruht auf dem Nachstehenden.

Ein Transistor hat immer eine Basis-Kollektor-StreukapazitSt. Durch das in Amplitude ändernde Bildsignal entstehen Spannungs-•ohwankungen an der Basiselektrode des Steuertransistors. Diese Spannungssohwankungen haben zur Folge, dass die Sperrschicht zwischen dem Basis» und Kollektorraum Verschiebungen erfährt. Diese Verschiebungen verursachen Schwankungen in dieser Basis-Kollektor-Kapazität

Wenn eich nun ein Abstimmkreis (gewöhnlich LC-Filter oder ein Bandfilter) im Kollektorkreis des Steuertransistors befindet, dann wird sich durch die erwähnte Kapazitätsschwankung die Abetimmung des

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Kreises ändern. Eine Änderung der Abstimmung des Kreises hat jedoch zur Folge, daes starke Phasendrehungen im Zwischentra'gersignal auftreten, weil die Frequenz desselben konstant bleibt.

In den; frequenzmodulierten Zwischentra'gereignal entstehen also, Phasenmodulationen, die eine Funktion des Bildsignals sind. Diese Phasenmodulationen werden von dem im Tonkanal befindlichen Diskriminator

demoduliert (Frequenzmodulation ist ja eine besondere Form von Phasenmodulation, so dass ein zur Demodulation eines frequenzmodulierten Signals geeigneter Frequenzdiskriminator auch Phasenmodulationen, sei es vielleicht verzerrt, demodulieren wird), so dass nach Demodulation besondere die Synchronsignale das unerwünschte Rasseln im Tonsignal verursachen.

Daraus *reht hervor, dass die Steuerntufe eis Fhasenraodulator wirksam iet, so dass im Grunde zwischen dem Tonsignal einerseits und dem Bildsignal andererseits Kreuzmodulation auftritt.

Die erfindungs^emSss angeordneten Mittel haben daher r.ur Folge, daeB die erw3iin*e r&pazitatsechwankung nahezu keine Fhasendrehungen zur Folge hat, so dass die unerwünschte Phasenmodulation nicht stattfindet.

Ein AuGführung^eispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt una v.ird im folgenden.näher beschrieben. Bs zeigen Fig· 1 eine erste Ausführungsform, Fig. 2 eine hinsichtlich der Fig. 1 geänderte Ausführungeform.

In Fig. 1 ist der Transformstor 1 der letzte ZF-Traneformator dee für Bild und Ton gemeinsamen ZF-Vertjta'rkerkreises in einem transistorisierten FernceheoipfSnger. Dabei stellt die Wicklung 2 die Primlrwicklung dee Transformator« 1 dar, der an die leiste

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ZF-Verstärkungsetufe ongeschloüi;en ist. Die Sekundärwicklung 3 ist mit ein«m Abstimmkrnden.sfitor 4, der das Ganze· auf .die gewünschte Zwischenfrequenz: abstimmt, überbrückt. Weiter ist mit der Wicklung 3 eine Demodulator" diode 5 und ein au» einem Kondensator 6 und einem Widerstand 7 bestehendes PC-Bemodulationcfilter verbunden. An der Anode der Detektordiode 5 entsteht somit das demodulierte Fernsehsignal_r dae da« Bildsignal und das Ton-Zwischenträgersignal enthält. Dienes Signal wird der Basiselektrode des Steuertr^neietors 8 zugeführt. In den Emitterkreis dieses Steuertrsneistoro 8 ist ein Emitterwiderstand 9 und ein auf 5,5 MHz abgestimmter Feihen-LC-Kreie 10 aufgenommen, wenn die Scheltung für ein 6?5 Zeilen-Pernsehsystera gemeint ist, bei dem der Abstand zwischen dem Bild- und Tonträger 5,5 UHz beträgt. Das Filter εί-ebt das Ton-ZwischentrSgersignal aus dem weiter zu verstärkenden Bildsignal heraus. Es dürfte einleuchten, dass für andere Fernsehsyt-teice das Filter 10 auf eine andere Frequenz abgestimmt sein muse. Der Smitterwiderstand 9 ist mit der positiven Klemme der Speisespannungequelle verbunden, welche die Speisespannung für mehrere Transistoren im ■ Fernsehempfänger liefert. Die Emitterelektrode d«e Transistors 8 ist weiter mit einem Potentiometer 11 und einem nut diesem in Reihe geschalteten Widerstand 12 verbunden, dessen freies Ende wieder an die positive Klemme der Speisespannungsquelle angeschlossen iet. Ein* veränderliche Anzapfung 13 des Potentiometers 11 ist mit der Basiselektrode des als Bildverstärker wirksamen Transistors 14 verbunden. Es dürft· somit «inleuchten, dass sich der Kontrast dee mit d«rWiedergaberöhre wiederzugebenden Bildes mit der veränderlichen Anzapfung 13 einstellen lässt. Die Emitterelektrode des Transistors 14 ist einerseits über einen Widerstand 16 mit der positiven Klemme der Speieeepannungsquelle verbunden und anderereeite über einen Wideretand 7 an Masse gelegt.

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Die Kollektorelektrode des Transistors 14 ist über den Ausgangswiderstand 18 an eine negative Speisespannung angeschlossen und weiter mit der Kathode der Wiedergaberöhre I^ verbunden, so dass dieser Kathode das verstärkte Bildsignal zugeführt wird. Zugleich kann vcn der Kollektorelektrode des Endtransistorn 14 Über die Leitung 19 das gesemte Bildsignal dem Synchronisierzeichensieb zugeführt werden, aas das Synchronsignal aus dem gesamten Signal herfeussiebt.

Schiiesslich sei erwähnt, dass die Steuerelektrode der Wiedergaberohre 15 mit der veränderlichen Anzapfung 20 eines mit einem ohmseben Widerstand 2? in Heihe geschalteten Potentiometers 21 verbunden ist, weiche Reihenschaltung an eine negative Speisespannungsquelle angeschlossen ist. Die negative Speisespannung für die Widerstände 21 und 2?_t sowie die für das freie Ende des Ausgangswiderstandes 18 können einem Gleichrichter in der Zeilenendstufe des Fernsehempfängers entnommen werden, ^b dürfte jedoch einleuchten, dass, wenn man einen derartigen Gleichrichter einsparen möchte, die Speisespannungen eoenfalls dem gemeinsamen Netzgerät des Empfängers entnommen werden können. Auch andere Polaritäten als die hier skizzierten sind möglich, wenn keine pnp-Transistoren sondern npn-Transistoren verwendet werden.

Nach dem Prinzip der .Erfindung wird nun im AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 als Impedanz im Kollektorkreis des Transistors θ ein rein ohmscher Wideretand 25 gewählt. In diesem Aueführungsbeispiel ist weiter die Kopplung zwischen der Kollektorelektrode des Transietors 8 und der Basiselektrode des ersten Ton-SF-TraneistorverstSrkers 23 in sehr einfacher Weise mit Hilfe der direkten Verbindung 24 zustandegebracht. Auch wenn sich nun die Streukapasität 26 zwischen der Kollektor- und der Basiselektrode des Transistors 8 infolge des der Basiselektrode des

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Transietors θ zugeführten Bildsignale ändert, hat dies infolge des ohmschen Charakters des Widerstandes 25 dennoch keine Phasendrehungen im verstärkten Zwischentra'gereignal zur Folge. Weil Widerstand 9 eine starke Gegenkopplung verursacht für das Videosignal, nicht aber für das ZwischentrSgersignal da für die Zwischenträgerrequenz die Segenkopplung aurch den Kreis 10 kurzgeschlossen wird, ist das Videosignal fast nicht mehr im Aua£-an£S8ignal über Widerstand 25 vorhanden. Die Synchronisationsimpulse können deshalb die, auch im Transietor 23 vorhandene, Streukapazitä't, nicht beeinflussen. Deswegen bietet sich

' dje überraschende Tatsache dar, dass Ersatz eines Filters,·das speziell auf die Zwischenträgerfrequenz abgestimmt ist,, damit es nur dieses Zwischenträgersignal von z.B. 5>5 UHz durchlässt, und die Bildsignale mit Frequenzen zwischen z.B. 0 und 5 MHz zurückhält, durch einen ohmechen Widerstand 25, das erwähnte Rasseln aus dem Ton verschwinden läset.

Die Verarbeitung des Ton-Zwischenträgersignals im Tonkanal erfolgt weiter in normaler Weise, weil sich im Kollektorkreis des · Transistors 2} ein auf die Zwischenträgerfrequenz abgestimmtes Band filter 27 befindet, an das ein Frequenzdiekrimina tor 28 angeschlossen ist, so dass das NF-Signal der Leitung 29 entnommen und einem NF-Versta'rker zugeführt werden kann.

Dieee Kopplungsart ist nicht nur besser weil dadurch das Hasseln im Ton verschwindet, sondern auch bedeutend preiswerter, weil damit ein aueätzlichee Bandfilter, das sonst die Kopplung zwischen den Transietoren 8 und 23 zustandebringt,erspart wird. Ausserdem ist es durch die Anordnung der direkten galvanischen Verbindung 24 nicht notwendig ein zusätzliches Potentiometer, das die Voreinstellung aee Traneistors 23 nr.op_et, .u v.rnnd«, 909834/0669

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Ein zweites Verfahren zur Verhinderung der unerwünschten Phasendrehun_£:en ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. c dargestellt. In diesem Aueführungsbeispiel befindet sich im Kollektorkreis des Steuertransistors 8 eine Primärwicklung 30 eines Transformators und die Kopplung zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 8 und der Basiselektrode des Transistors 23 besteht aus einem Koppelkcndensator 31. Der Koppelkonde. s&tor ist an erster Stelle angeordnet, weil die Wicklung 30 unmittelbar an die negative Speisespannung angeschlossen und ein gesonderter aus aen Widerständen 32 und 33 bestehender Spannungeteiler notwendig ist um die gewünschte Vorspannung für den Traneistor 23 einzustellen. Zum SchluBs ist in die Eraitterleitung des Transietore 23 ein aus einem Widerstand 34 und einem Kondensator 35 bestehendes Vorspannungsnetzwerk aufgenommen.

Mit der Primärwicklung 30 ist eine Sekundärwicklung 37 verbunden, die zusammen mit dem Kondensator 38 einen Kreis bildet, der auf die Zwischenträgerfrequenfc, die z.B. 5»5 MHz betragen kann, abgestimmt ist. Die Wicklung 30 enthält nur eine geringe Windungszahl n, und die Wicklung 37 eine grcsse Windungszahl n^.« Wenn man die sekundäre Selbstinduktion Lp der Wicklung 37 zur Kollektorseite transformiert, dann

ⁿl 2

findet man dafür einen Wert L « (—) L₂ für die im Kollektorkreis

• Sr O

-wirksame Selbstinduktion.

Wenn man die Kapazität C„ des Kondensators 38 zum Kollektorkreis transformiert dann findet man ι

Für ein praktisches Ausführungebeispiel ist n. « 3, n, - 25, L₉ - 8 μΗ und C₀ - 100 pF.

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Man	findet	danni	H	10"7H	- 7	.ooopF
L .	'tk Ö	.10"6.		7.10-9
C . P	625 ' 9 *	ΙΟ"10

Damit ist erreicht, dass eich im KoI lektoriere is aes Steuertraneistors 8.ein Abstimmkreis mit einor relativ sehr kleinen Selbstinduktion und einer relativ sehr groeeen Kapazität befindet. Die Baeis-Kollektorkapazität 26, di· maximal 1 bis 1,5 pF beträgt, lässt sich aus dem Gesichtspunkt des WechselStroms parallel zu dieser Abstimmkapazität

C betrachten« . ·

Wenn sich diese Kapazität 26 infolge äße zugeführten Bildsignals ändert, wird diese Änderung höchstens einen Teil eines Pikofarads,-z.B. 0,2 bis 0,3 pF, betragen. Ss dürfte einleuchten, dass eine derartig kleine Änderung gegenüber dem Wert 7000 pF des Abstimmkondensatore eine vernachlässigbare Frequenzschwankung ÄF 2Ur Folge hat. Wenn diese Frequenz Schwankung jedoch vernachla'seigbar klein ist, wird auch die dadurch verursachte Phasendrehung des Abstimmkreises vernachlässigbar klein sein.

Mit anderen Worten, in dieser Weise ist ebenfalls erreicht, dass Änderungen der Basis-^ollektorkapazität keine unerwünschte Kreuzmodulation hervorruft.

Dieses Verfahren bietet aueserdem den Vorteil, dass hohe Frequenzen im Bildsignal durch den Abstimmkreis 36 verhindert werden zum Transistor 23 zu gelangen. ■ .

Obschon in Fig. 2 eine Schaltung mit einem Transformator im Kollektorkreis ,dee Transistors 8 beschrieben worden ist, dürfte es einleuchten, dass grundsätzlich auch unmittelbar ein LC-Kreis mit

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einem relativ sehr kleinen Selbstinduktionswert L und einem

relativ sehr groseen Kapazitätswert C in diesen Kollektorkrtis aufgenommen werden kann. Wie es sich aus dem im Obenstehenden gegebenen Zahlenbeispiel jedoch herausstellt, gelangt man zu einem derart kleinen Wert von L , dass dieser mit den üblichen Mitteln (d.h. drahtgewickelten Spulen) nicht verwirklichbar ist. Durch Verwendung des oben-beschriebenen Transformators mit einer kleinen n, und einer grossen n^ lässt sieh dieses Problem jedoch losen.

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Claims (3)

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   PATENTANSPRÜCHE: -

   1» Schaltung in einem Fernsebempfanger zur kombinierten Verstärkung des Bildsignals und des frequenzmodulierten Ton-Zwischenträgers, die einen Steuertransistor enthält, dessen Basiselektrode das zu verstärkende Signal zugeführt wird und dessen Emitterelektrode das Bildsignal und dessen Kollektorelektrode das Ton-Zwischentrfigersignal entnommen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz im Kollektorkreis des Steuertransistors derart bemessen ist, dass Änderungen in der Basis-Kollektor-Streukapazität des Steuertransiatora keine Phasendrehung«

   im Zwis-ihenträgerÄAgnai., das dem Kollektorkreiü diöüea Steuertransistors entnommen wird, verursachen. ^v
2. 2. Schaltung naou Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lie: erwähnte Impedanz ein ohnscher Widerstand ist und wobei ein, eine Gegenkoppel spannung verursachender Widerstand in den TümitterkreiB des Steuertraneistors aufgenomaen" iet, welcher Widerstand von einem abgestimmten Kreis überbrückt irt»derdiaanWiderstand für die Zwischenträgerfrequenz kurzschliesst
3. 3. Schaltung nach Anspruch I, daa^roh gekennzeichnet, d---.-?s iie erwähnte Iapödanz durch einen Transformator gebildet wirl, dessen Primärwicklung, mit einer Windungssahl n, , mit dem Kollektor des Steuertraneiotore verbunden und dessen Sekundärwicklung, mit einer Windungszahl n_?, durch einen Kondensator überbrückt i3t, wobei der durch die Sekundärwicklung und den Kondensator gebildete LC-Kreis auf die Zwischenträgerfrequenz abgestimmt ist, während n₂ viel grosser ist tie η,.

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