DE942217C - Signalempfangseinrichtung fuer zusammengesetzte Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Trennschaltungen oder Signalabtrennvorrichtungen, die für die Benutzung in einem Fernsehempfänger bestimmt sind. Sie dienen dazu, die Synchronisiersignale in neuartiger Weise von den Bildhelligkeitssignalen abzutrennen, und sind kombiniert mit verbesserten Einrichtungen zur Steuerung des Verstärkungsgrades eines oder mehrerer Fernsehempfangsverstärkerröhren.

Die Erfindung setzt als bekannt voraus, eine Signalempfangseinrichtung für zusammengesetzte Signale, welche Synchronimpulse höherer und tieferer Frequenz und Bildhelligkeitssignale von geringerer Amplitude als die Synchronimpulse enthalten. Diese Empfangseinrichtung soll zwei Elektronenröhren enthalten, welche die Abtrennung der Synchronimpulse höherer und tieferer Frequenz bewerkstelligen und in ihrer Kathodenzuleitung je ein Zeitkonstantenglied von einer mit der höheren bzw. tieferen Frequenz vergleichbaren Zeitkonstante besitzen.

Die Erfindung ist für den Empfang dieser zusammengesetzten Signale bei außergewöhnlich stark schwankendem Eingangspegel bestimmt, wie er etwa durch ein über die Empfangsantenne hinweg fliegendes Flugzeug hervorgerufen werden kann.

Das Hauptproblem, welches bei derartigen Trennschaltungen auftritt, besteht darin, einen veränderlichen 'Schwellenwert für die Trennschaltungen herzustellen, so daß bei Amplitudenschwankungen des ankommenden Signals die die Trennschaltungen passierende Nachricht (Synchronisierimpuls) in ihrem Charakter unverändert bleibt. Die Benutzung

eines selbsttätigen Verstärkungsreglers im Empfänger vereinfacht dieses Problem natürlich erheblich, da die 'Signalamplitude, die den Trennschaltungen zugeführt wird, innerhalb gewisser Grenzen praktisch konstant gehalten wird. Jedoch würde ein selbsttätiger Verstärkungsregler, der einen ausreichenden Regelbereich besitzt, um die Benutzung eines Amplitudentrennkreises mit festliegendem 'Schwellenwert zu erlauben, sehr kostspielig sein und ist daher aus wirtschaftlichen Gründen nicht ausführbar. Außerdem sind die bekannten Trennstufen zur Gewinnung der 'Synchronisierimpulse, bei denen der Schwellenwert aus dem zugeführten zusammengesetzten 'Signal hergestellt wird, im allgemeinen gegen äußere Rauschspannungen und gegen einen plötzlichen Abfall der Signalamplitude recht empfindlich. Das Problem der Unempfindlichkeit gegen Rauschspannungen und das Problem der Fadüig-Unempfindlichkeit wird auch noch dadurch erschwert, daß ein weitgehender Unterschied in der Wiederholungsfrequenz der beiden abzutrennenden Impulsarten besteht.

Das Kennzeichen, der Erfindung besteht darin, einen Widerstand vorzusehen, über welchen die am Zeitkonstantenglied kürzerer Zeitkonstante auftretende 'Spannung auf das Zeitkonstantenglied der längeren Zeitkonstante einwirkt, und darin, diesen Widerstand so zu bemessen, daß die von den Eingangspegelschwankungen am Zeitkonstantenglied der kürzeren. Zeitkonstante hervorgerufene 'Spannungsschwankung auf das Zeitkonstantenglied der längeren Zeitkonstante übertragen wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, einen Bruchteil der Spannung am Zeitkonstantenglied der kürzeren Zeitkonstante zur Herstellung einer selbsttätigen Verstärkerregelspannung für die 'Signalempfangseinrichtung zu benutzen.

Die Zeichnung zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein bekanntes Fernsehempfangsgerät. In der Zeichnung ist durch das Rechteck 10 ein Teil eines Fernsehempfängers üblicher Ausführung dargestellt, welcher 'einen Hochfrequenzabstimmkreis, einen Tonübertragungskanal und den Fernsehzwischenfrequenzverstärker enthält. Die mittels der Antenne 12 empfangenen 'Signale werden den Eingangsklemmen der abstimmbaren Hochfrequenzeinheit zugeführt, und die Ausgangsspannung des Zwischenfrequenzverstärkers ist über einen Kondensator 14 an den Kathodenkreis eines üblichen Diodendemodulators angeschlossen, welcher die Diode 16 enthält. Geeignete Spulen 18, 20 und 22 und ein Belastungswiderstand 24 bilden den Belastungskreis der Diode 16. Wenn das untere Ende der 'Spule 20 an eine Klemme 26 mit negativer Vorspannung angeschlossen ist, kann das obere Ende des Widerstandes 24 unmittelbar galvanisch an die 'Steuerelektrode 28 der ersten Fernsehverstärkerröhre 30 angeschlossen werden. Die Kathode 32 dieser Verstärkerröhre liegt über einen Kathodenwiderstand 34 am negativen Pol 36 'einer Anodenspannungs quelle. In diesem Anodenkreis liegt außerdem noch die Reihenschaltung einer Induktivität 3 8, eines Widerstandes 40 und einer Induktivität 44, die zusammen mit dem Kondensator 46 einen üblichen Belastungszweig zwischen der Anode der Röhre 30 und der Erdungsklemme 54 bilden. Der Widerstand 50, der mit der positiven Klemme 54 (Anodenspannungsklemme) in Reihe geschaltet ist,- dient dazu, die Gittervorspannung für die Fernsehverstärkerröhre 58 einzustellen, und ferner die Gittervorspannung an der später zu besprechenden Abtrenntriode 74.

Bei der dargestellten Schaltung wird das Ausgangssignal der ersten Fernsehverstärkerröhre 30 am Verbindungspunkt der Induktivität 38 und des Widerstandes 40 derart liegen, daß die Synchronisierimpulsrichtung die in der Kurve 56 angedeutete ist. Dieses 'Signal kann, wie gezeichnet, durch eine Gleichstromkopplung an die Eingangsseite der nächsten Bildverstärkerröhre 58 angeschlossen werden, deren Auisgangsspannung mit negativen 'Synchronisierimpulsen an die 'Steuerelektrode 60 der Bildwiedergaberöhre 62 angeschlossen ist. Eine übliche Art der Helligkeitssteuerung ist durch einen Kathodenvorschaltwiderstand 64 und einen veränderlichen Ableitwiderstand 65, der seinerseits mit der positiven 'Stromversorgungsquelle 68 verbunden ist, dargestellt.

Gemäß der Erfindung wird das 'Signal 56 mit seinen in positiver Richtung liegenden 'Synchronisierimpulsen den Eingangsklemmen des; Bildverstärkers 58 zugeführt und außerdem über den Widerstand 70 an die 'Steuerelektrode 72 des linken Teiles der Trennröhre 74 angeschlossen, der zur Abtrennung der horizontalen 'Synchronisierimpulse dient. Der Widerstand 70 bewirkt eine Entkopplung der Eingangskapazität des genannten Teiles der Röhre 74 vom Ausgangskreis der Bildverstärkerröhre 30, so daß in dieser eine größere Verstärkung erzielt werden kann. Das Signal, welches somit an der 'Steuerelektrode 72 der Trennstufe für die horizontalen Synchronisierimpulse entsteht, wird auch über den Widerstand 76 an die Steuerelektrode 78 desjenigen Teiles 80 der Trennröhre angeschlossen, welcher zur Abtrennung der vertikalen Synchronisierimpulse dient. Die Eingangskapazität der Steuerelektrode 78 in Verbindung mit dem 'Serienwiderstand 76 bewirkt eine Integration der zugeführteil Signale, so daß deren höhere Frequenzkomponenten vermindert werden.

Die Kathode 82 der Trennstufe für die horizontalen Impulse ist über den Widerstand 84 und den Widerstand 86 an die negative Klemme 88 einer Anodenspannungsquelle angeschlossen. Der Widerstand 90 wirkt zusammen mit dem Widerstand 86 als ein 'Spannungsteiler, durch den das Potential der Kathode 82 gegenüber Erde geeignet eingestellt werden kann. Der Kondensator 92 bildet in Verbindung mit dem gesamten Kathodenwiderstand ein Zeitkonstantenglied, dessen Zeitkonstante mehrere Male höher ist als die Wiederholungsperiode der horizontalen 'Synchronisiersignale.

Wenn die Anode 94 des-Trennstufenteiles 74 über einen Widerstand 96 an eine Klemme 98 mit posi- 12g tivem Potential geeigneter Größe angeschlossen ist,

findet ein Stromdurchgang durch die Röhre 74 statt, aber nur für einen Teil der Amplitude der horizontalen Synchronisierimpulse, so daß ein abgeschnittener bzw. abgetrennter horizontaler Synchronisierimpuls an der oberen Klemme das Lastwiderstandes 96 entsteht. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß die Zeitkonstante des Zeitkonstantengliedes in der Kathodenzuleitung der horizontalen Trennstufe mehrere Male größer ist als die Periode der horizontalen Synchronisierimpulse und daß daher die Kathode 82 der horizontalen Trennstufe auf einem durchschnittlichen'Spannungswert gehalten wird, der praktisch proportional zu dem Schwarzwert 56« des zusammengesetzten Signals 56 ist, wie es entsprechend der bekannten Kathodenkopplungsschaltung, die hier im Grunde vorliegt, sein muß. Wie dargestellt, wird das Kathodenpotential dann über den Widerstand 100 und das Potentiometer 102 dem Steuergitter 104 der Gleichstromverstärkerröhre 106 zugeführt, so daß eine selbsttätige Verstärkerregelspannung für den Empfängerteil 10 entsteht. Der Spannungsteiler, welcher aus den Widerständen 108 und 110 besteht und außerdem aus den Widerständen 112 und 114, die an geeignete Stromversorgungsquellen angeschlossen sind, sorgt für Verstärkerregelspannungen solcher Größe und Polarität, daß sie sich für die Zuführung an der Klemme 116 für den Zwischenfrequenzverstärker und 118 für den Hochfrequnzverstärker eignen.

Die Trennstufe 80 für die vertikalen Synchronisierimpulse besitzt in ihrer Kathodenzuleitung einen Widerstand 120, der die Kathode 122 der vertikalen Abtrennstufe mit der negativen Klemme 88 einer Spannungsquelle verbindet. Der Kondensator 122« bildet zusammen mit dem Kathodenwiderstand der vertikalen Abtrennstufe eine Zeitkonstante, die der verükalen Synchronimpulswiederholungsperiode angepaßt ist, derart, daß bei der bestehenden Verbindung zwischen der Anode 124 der vertikalen Abtrennstufe über den Belastungswiderstand 126 zur Stromversorgungsklemme 98 ein Strom in der vertikalen Abtrennstufe nur durch die Bildwechselfrequenzsynchronisierimpulse hervorgerufen wird.

Da der Integrationskreis, der den Widerstand 76 und die Eingangskapazität der vertikalen Abtrennstufe 80 umfaßt, die Amplitude der horizontalen Synchronisierimpulse, die der Trennstufe zugeführt werden, reduziert, werden die abgeschnittenen Impulse am oberen Ende des Lastwiderstandes 126 durch ein weiteres Integrationsnetzwerk, bestehend aus den Widerständen 128, 132 und dem Kondensator 130, weitergeleitet. Das Signal, welches am oberen Ende des Widerstandes 132 auftritt, ist wegen der Wirkung der vertikalen Trennstufe im wesentlichen auf die vertikalen· Synchronisierimpulse beschränkt. Die horizontalen Synchronisierimpulse, welche an dem oberen Ende des Widerstandes 96 im Ausgangskreis der horizontalen Trennstufe auftreten, werden über den Kondensator 134 und den Kondensator 130 an den Widerstand 132 angekoppelt, an dem auch die vertikalen 'Synchronisierimpulse erscheinen. Die Eingangsspannung der Trennstufe 136 besteht daher im wesentlichen nur aus dem abgetrennten horizontalen und vertikalen Synchronsignal, welche durch herkömmliche Netzwerkschaltungen voneinander getrennt und den horizontalen und vertikalen Ablenkgeneratoren 138 und 140 zugeführt werden. Die Ausgangsklemmen dieser beiden Ablenkgeneratoren sind mit den Bezugszeichen x-x und y-y versehen und an die Klemme der ebenso bezeichneten Ablenkspulen anzuschließen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die tatsächliche Schwellenspannung für die Trennkreise, welche die horizontale und die vertikale Trennstufe enthalten, durch die Zeitkonstante" in den zugehörigen Kathodenzuleitungen der Trennstufen bestimmt ist. Es ist nämlich in der Kathodenzuleitung der horizontalen Trennstufe 74 die Zeitkonstante des Kondensators 92 in Verbindung mit dem Gesamtwert der Widerstände 84, 86 und 90 auf einen verhältnismäßig kleinen Wert eingestellt und beträgt nur ein Mehrfaches der Zeilenperiodendauer, so daß die Spitzenspannung an der Kathode praktisch gleich der 'Spitzenspannung der Zeilenimpulse, d. h. gleich der Maximalspannung des Impulses 56$ in Kurve 56 ist und nur für kurze Zeit bestehenbleibt. Sobald nämlich der Kondensator 92 auf den Maximalwert des 'Synchronisierimpulses aufgeladen ist, verschwindet wegen der Arbeitsspannungen an der Trennstufe 74 der 'Strom durch diese Trennröhre, und der Kondensator 92 beginnt sich durch die zu ihm parallel liegenden Widerstände zu entladen. Dieser Entladungsvorgang findet in der auf den horizontalen Synchronisierimpuls folgenden Zeitspanne statt, und die Entladjong geht so schnell vor sich, daß beim Auftreten des nächsten horizontalen Synchronisierimpulses die Spannung am Kondensator 92 nur noch so groß ist, daß ein Stromdurchgang durch die Röhre 74 stattfindet wenigstens für diejenigen Werte der Eingangsspannung, die in positiver Richtung den Schwarzwert s6_a überschreiten, so daß also dann der nächste horizontale Synchronisierimpuls abgetrennt werden kann. Somit dient das Potential der Kathode 82 als Schwellenwert zur Steuerung des Stromdurchganges durch die Trennstufe für die horizontalen 'Synchronisierimpulse. In ähnlicher Weise ist die Zeitkonstante der /^C-Kombination in der Kathodenzuleitung der vertikalen Trennstufe 80 der Wiederholungsfrequenz für die vertikalen Synchronisierimpulse angepaßt und hält die Kathode 122 auf einem Potentialwert, der dem 'Schwarzwert 56a des zusammengesetzten Fernsehsignals entspricht, um in dieser Weise einen Strom durch die Trennstufe 80 nur für die Zeitintervalle der vertikalen Synchronisierimpulse hindurchzulassen. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Eigenschaften der beiden Trennstufen hinsichtlich der Unempfindlichkeit gegen Rauschspannungen und gegen ein Fading genau entgegengesetzt sind, mit anderen Worten, die Zeitkomstante der horizontalen Trennstufe ist sehr kurz, und die Stufe spricht daher auf Rauschimpulse verhältnismäßig gut an, während die Zeitkonstante der vertikalen Trennstufe sehr lang ist und diese Stufe daher gegenüber kurzen Rausch-

impulsen praktisch unempfindlich ist. Wenn also ein Rauschimpuls eintrifft, wird der Schwellenwert der horizontalen Trennstufe in- höherem Grade gestört als der 'Schwellenwert der vertikalen Trennstufe. Wenn das Signahiiveau infolge eines Fadings oder einer Flugzeugstörung abfällt, erweisen sich die beiden Trennstufen im umgekehrten Sinne als empfindlich, mit anderen Worten, die Zeitkonstante der horizontalen Trennstufe erlaubt eine schnellere ίο Abweichung des Schwellenwertes bei einer Änderung der 'Signalamplitude, so daß die richtige Abtrennung der horizontalen Impulse einigermaßen unverändert zustande kommt, während die verhältnismäßig lange Zeitkonstante der vertikalen Trennstufe ein so· schnelles Nachgeben der Ansprechschwelle mit der 'Signalstärke verhindert und somit die Tendenz besteht, diesen Schwellenwert auf einem so hohen Wert zu erhalten, daß nicht der ganze vertikale Synchronisierimpuls abgetrennt werden kann.

Gemäß der Erfindung werden aber nun Einrichtungen vorgesehen, um den Schwellenwert der vertikalen Abtrennstufe entsprechend einer Spannung zu verändern, die durch Integration der an der hori-. zontalen Abtrennstufe auftretenden 'Schwellenwertspannung entsteht. Bei der Ausführungsform nach der Zeichnung wird dies durch Einschaltung eines Widerstandes 142 zwischen Kathode 82 der horizontalen Trennstufe und Kathode 122 der vertikalen Trennstufe bewerkstelligt. Die Größe des Widerstandes 142 wird entsprechend den anderen Schaltelementen und Vorspannungen so eingestellt, daß eine optimale prozentuale Steuerung des vertikalen Schwellenwertes durch den horizontalen Schwellenwert erreicht wird. Der nötige Widerstandswert ist durch den Kompromiß bestimmt, der zwischen der obenerwähnten Unempfindlichkeit gegen Rauschimpulse und der Unempfindlichkeit gegen ein Signalfading für die vertikale Trennstufe geschlossen werden muß.

Es wird verständlich sein, daß die Zeitkonstante der vertikalen Trennstufe notwendigerweise um so kleiner gemacht werden muß, je mehr der Einfluß der horizontalen "Synchronisierimpulse wirksam 4-5 werden soll. Weiterhin wird der Kondensator i22_n gegenüber dem Widerstand 142 vorzugsweise so bemessen, daß die vertikalen Synchronisiersignale, welche wegen der kurzen Zeitkonstante in der Kathoden2uleitung der horizontalen Trennstufe auftreten müssen, derart integriert werden, daß sie keine Gegenkopplung der abgetrennten vertikalen Synchronisierimpulse in der Kathodenzuleitung der vertikalen Trennstufe hervorrufen. Beim Auftreten eines 'Signalfadings wird daher die vertikale Schwellenspannung sofort durch die Spannungsabsenkung, der Kathode 82 beeinflußt, so daß die Kathode 122 der vertikalen Trennstufe ihr Potential in einem geeigneten Ausmaß absenkt und eine angemessene Absenkung des vertikalen Schwellenwertes stattfindet.

Es ist ferner klar, daß, wie oben erwähnt, die selbsttätige Verstärkerungsregelung notwendigerweise die benötigte Korrekturspannung für die vertikale Trennstufe, welche vom horizontalen Schwellenwert abgeleitet wird, vermindert. Dies ergibt sich daraus, daß bei einem Fehlen des ankommenden Signals die positive Spitzenspannung der Kathode 82 der horizontalen Trennstufe entsprechend kleiner wird und daher auch der durchschnittliche Potentialwert am Gitter 104 der Gleichstromverstärkerröhre 106 absinkt. Hierdurch vermindert sich der Anodenstrom der Röhre 106, so daß an den Klemmen 116 und 118 für die Verstärkungsregelung des Zwischenfrequenzverstärkers und des Hochfrequenzverstärkers eine Potentialerhöhung zustande kommt und der Verstärkungsgrad der Röhren im Fernsehempfänger also heraufgesetzt wird. Dadurch erhöht sich wieder die Amplitude des demodulierten Signals 56, so daß also wieder eine Annäherung an denjenigen Wert zustande kommt, der vor dem Eintreten des Fadings vorhanden war. Wie bei allen selbsttätigen Verstärkungsregelungen ist jedoch diese Korrektur nicht vollständig, so daß die tatsächliche Amplitude der Steuerspannung am Gitter der horizontalen Trennstufe nach dem Auftreten des Fadings kleiner ist, als es vor dem Eintritt des Fadings der Fall war. Bei einem kleineren Eingangssignal und einem niedrigeren Potential der Kathode 82 wird die vertikale Schwellenspannung entsprechend niedriger als bei dem Normalbetrag des Eingangs signals, so daß also praktisch immer noch der ganze vertikale Synchronisierimpuls abgetrennt wird. Der Schwellenwert der selbsttätigen Verstärkungsregelung kann jedoch durch Einstellung der 'Steuerspannung am Gitter 104 eingeregelt werden, d. h. durch Einstellung des Potentiometers" 102.

Wenn die Beschreibung der Erfindung auch an Hand eines speziellen Ausführungsbeispieles in einem Fernsehempfänger durchgeführt wurde, sei doch bemerkt, daß die Anwendung der Erfindung in keiner Weise auf diesen Fall beschränkt ist. Ferner sind die angegebenen Spannungswerte in der beschriebenen Schaltung nur beispielsweise zu verstehen und können ohne Abweichung vom Erfrndungsgedanken zahlreiche andere Werte annehmen. Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht notwendig auf die gleichzeitige Verwendung einer selbsttätigen Verstärkungsregelung beschränkt, und zwar weder auf eine besondere Art der Herstellung der Verstärküngsregelspannung noch auf eine von der horizontalen Trennstufe abgenommene Regelspannung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Signalempfangseinrichtung für zusammengesetzte Signale, welche Synchronimpulse höherer und tieferer Frequenz und BildhelÜgkeitssignale von geringerer Amplitude als die Synchronimpulse enthalten, für den Empfang bei außergewöhnlich stark schwankendem Eingangspegel dieser zusammengesetzten Signale, unter Ver-' wendung zweier zur Gewinnung der Synchronimpulse höherer und tieferer Frequenz dienender Elektronenröhren, die in ihrer Kathodenzuleitung je ein Zeitkonstantenglied von einer

   mit der höheren bzw. tieferen Frequenz vergleichbaren Zeitkonstante enthalten, gekennzeichnet durch einen Widerstand (142), über welchen die am Zeitkonstantenglied (84, 86, 90, 92) kürzerer Zeitkonstante auftretende Spannung auf das Zeitkonstantenglied (i22„, 120) der längeren Zeitkonstante einwirkt, und durch eine solche Bemessung dieses Widerstandes, daß die von den Eiiigangspegelschwankungen am Zeitkonstantenglied der kürzeren Zeitkonstante hervorgerufene Spannungsschwankung auf das Zeitkonstantenglied der längeren Zeitkonstante übertragen wird.

   Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 446432.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 509 701 4.56