DE954338C

DE954338C - Schaltung zur selbsttaetigen Verstaerkungsregelung in einem Fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE954338C
Application number: DEN4651A
Authority: DE
Inventors: Peter Johannes Hubertu Janssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-11-09
Filing date: 1951-11-07
Publication date: 1956-12-13
Also published as: BE506959A; CH295266A; NL82256C; GB698715A; FR1048728A; US2773121A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1956

N 4651 VIIIaI 21 a*-

ist als Erfinder genannt worden

Bekanntlich kommen auch bei Fernsehempfängern Schaltungen zur selbsttätigen Verstärkungsregelung zur Verwendung.

Ebenso wie bei normalen Rundfunkempfängern besteht die Regelkurve dabei im allgemeinen aus zwei Teilen.

Nimmt die Amplitude des empfangenen Hochfrequenzsignals von Null an zu, so· wird' das der Wiedergaberöhre zugeführte Signal anfangs etwa proportional zur empfangenen Hochfrequenzamplitude zunehmen.

Hat das empfangene Hochfrequenzsignal eine bestimmte Amplitude erreicht, so wird die Verstärkungsregelung betätigt, und es bleibt das der Wiedergaberöhre zugeführte Signal bei einer weiteren Zunahme der Stärke des empfangenen Signals nahezu gleich stark.

Es ist nun bei einem Fernsehempfänger sehr erwünscht, daß auftretende starke Störimpulse auf einen Wert begrenzt werden, der denjenigen des gewünschten Signals nur wenig übersteigt.

Solange die selbsttätige Verstärkungsregelung tätig ist und also die Amplitude des demodulierten. Signals etwa konstant ist, kann dieser Bedingung leicht durch Verwendung eines Begrenzers entsprochen werden, der beim Überschreiten dieser Amplitude betätigt wird.

Beim Empfang eines Hochfrequenzsignals mit kleiner Amplitude, z. B. eines weit entfernten Senders, wobei die selbsttätige Verstärkungsrege-

lung noch nidht wirksam ist, ist eine derartige Begrenzung ohne weiteres nicht recht möglich, und es wird also das Verhältnis zwischen der Amplitude des gewünschten Signals und der Amplitude der Störimpulse ungünstig werden.

Jedoch ist gerade unter solchen· Umständen, eine richtige Begrenzung der Störsignale sehr wichtig. Die Erfindung bezweckt eine Schaltung für automatische Verstärkungsregelung zu schaffen, bei der ίο die Amplitude der Störsignale unabhängig von der Amplitude des empfangenen Signals nahezu auf die Amplitude dieses empf angenenSignals begrenzt wird. Dies wird ereicht bei einer Schaltung für selbsttätige, mit Schwellwert arbeitende Verstärkungsregelung in einem Fernsehempfänger, bei der die Regelspannung von einer regelmäßig wiederkehrenden Komponente maximalen Scheitel wertes und konstanten Bezugsniveäus des Signalgemisches abgeleitet wird, wenn gemäß der Erfindung das demodulier te Signal auf galvanischem Wege einem Steuergitter einer Entladungsröhre zugeführt wird, deren Ausgangskreis über eine galvanische Kopplung eine Vorspannung für das Steuergitter dieser Röhre entnommen wird, mit der der Scheitelwert der Anodenspannung der Röhre nahezu stabilisiert wird, und daß unter Steuerung dieser Vorspannung bei Überschreitung des Schwellenwertes die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung erzeugt wird.

Die Schaltung nach der Erfindung und ihre weiteren¹ Kennzeichen werden an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform beispielsweise näher erläutert,

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Schaltung

nach der Erfindung, deren Wirkungsweise an Hand der in den Fig. 2 a, 2 b und 2 c -dargestellten Anodenstrom-Gitterspariinungs-Kurven erläutert wird. Ein geänderter Teil der Schaltung nach Fig. 1, mit der außerdem eine einfache Trennung von Synchronisationsund. Bildsignal erzielt wird, ist in der Fig. 3 dargestellt.

In Fig. ι wird das über der Spule 1 auftretende Hochfrequenz- oder Zwischenf requenzfernsehsignal mittels der Diode 2 und der Parallelschaltung eines Kondensators 3 und eines Widerstandes 4 demoduliert.

Das über dem Widerstand 4 auftretende demodulierte Signal wird über die Spule 5 dem Steuergitter der Röhre 6 zugeführt.

Im Steuergitterkreis ist zwischen¹ den Widerstand 4 und die geerdete Kathode der Röhre 6 ein Kondensator 7 geschaltet.

Beim Empfang eines in negativem Sinne auf eine Trägerwelle modulierten Fernsehsignals tritt bei der dargestellten Durchlaßrichtung der Diode 2 ein demoduliertes Fernsehsignal am Steuergitter der Röhre 6 auf, wobei die Synohronisationsimpulse das< Potential des Steuergittere herabsetzen.

Am Anodenwiderstand 8 der Röhre 6 tritt dabei ein Signal mit positiv gerichteten Synchronisationssignalen auf.

Die Anode der Röhre 6 ist mit den Anoden der Dioden 9 und 10 verbunden, von denen die erstgenannte parallel zum Anodenwiderstand 8 geschaltet ist.

Die Diode 10 ist in Reihe mit dem Kondensator 11 parallel zur Röhre 6 geschaltet.

Weiter ist die Anode der Röhre 6 über einen Widerstand 12 verbunden mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle, die eine höhere Spannung hat als diejenige der Anodenspeisequelle.

Die Kathode der Diode 10 ist über die Reihentschaltung der Widerstände 13, 14 und 15 mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden, deren andere Klemme geerdet ist.

Eine Anzapfung des Widerstandes 14 ist mit der nicht geerdeten Seite des Kondensators 7 und mit dem Steuergitter der Entladungsröhre 16 verbunden.

Mittels- des an die Anodenspeisequelle (+) angeschlossenen Spannungsteilers 17, 18, dessen regelbarer Teilwiderstand 18 in die Kathodenleitung der Röhre i6> eingeschaltet ist, wird der Kathode der Röhre 16 eine feste positive Vorspannung gegeben.

Die Anode der Röhre 16 ist einerseits über den Widerstand 19 mit der Anodenspeisequelle (+) und andererseits über die Reihenschaltung der Widerstände 20 und 21 mit der negativen Spannungsquelle verbunden. Wie weiter unten dargetan wird, wird die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung· dem Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 entnommen, wie mit einem Pfeil angedeutet ist.

Es sei zunächst angenommen, daß die Diode 9 und der Widerstand 12 nicht vorhanden sind.

Die negative Vorspannung für das Steuergitter der Röhre 6 wird mittels des Spannungsteilers 14 derart eingestellt, daß, wenn kein Signal empfangen wird, also keine Spannung am Widerstand^ auftritt, die Röhre 6 nur einen kleinen Anodenstrom durchläßt. Die dabei über dem Kondensator 7 auftretende negative Vorspannung V₇ ist in Fig. 2 a längs der Abszisse der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kurve angedeutet. Bei diesem Vorspannungswert wird der Widerstands von einem Anodenstrom i_aQ durchflossen.

Da die Anodenspannung positiv gegenüber der negativem Hilfsspannungsquelle (—) ist, mit der die Kathode der Diode 10 über die verhältnis- no mäßig hochohmigen Widerstände 13, 14 und 15 verbunden ist, ist die Diode 10 zunächst leitend, und der Kondensator 11 wird bis auf die an der Anode der Röhre 6 stehende Spannung aufgeladen. Da ja der eingestellte Anodenstromwert i_ag klein ist, ist auch, der Spannungsabfall am Anodenwiderstand 8 klein, und die Anodenspannung entspricht nahezu der Spannung der Anodenspeisequelle (+).

Tritt nun an der Spule 1 ein Signal auf, so entsteht am i?C-Glied 3, 4 eine im Takte der Modulation schwankende zusätzliche negative Gitterspannung·. Diese setzt die Steuerspannung zwischen Gitter und Kathode der Röhre 6 herab, wobei durch den verringerten Anodenstrom der Spannungsabfall am Anodenwiderstand 8 geringer und die Anodenspannung etwas mehr positiv wird. Diese

Spannungszunahme überträgt sich über die Diode io auf den Kondensator ii und weiter auf den Abgriff am Potentiometer 14; die Spannung V₁ (am Kondensator 7) nimmt zu, was der durch das demodulierte Signal bewirkten Herabsetzung der S teuer spannung der Röhre 6 entgegenwirkt. Man erhält also· bei richtiger Einstellung des Abgriffes am Potentiometer 14 eine Stabilisierung des Arbeitspunktes der Röhre 6, und zwar, da die Diode 10 zusammen mit dem Kondensator 11 und den eingeschalteten Widerständen als Spitzengleichrichter wirkt, auf den Maximalwert der Anodenspannung,' d. h. auf den Minimalwert des Anodenstromes bzw. auf den am stärksten negativen Wert des Eingangssignals, also bei. den Spitzen der Synchronisierimpulse; dies lassen die Fig. 2 a, 2 b und 2 c deutlich erkennen.

Im Fig. 2b ist unterhalb der Abszisse das am Steuergitter der Röhre 6 auftretende Fernsehsignal dargestellt, wobei die Spitzen des Synchronisationssignals 22 in der Nähe des Sperrpunktes V _c der vFj-Kurve liegen und ein Störimpuls 23 praktisch auf den Scheitelwert dies Synchronisationssignals begrenzt wird, da seine den Sperrpunkt überschreitenden Teile wirkungslos bleiben.

Die negative Vorspannung V₁ ist, wie aus Fig. 2 b hervorgeht, beim Auftreten eines Signals kleiner als im Falle nach Fig. 2 a; wenn das Eingangssignal weiter ansteigt, verschiebt sich bei unveränderter Lage der Synehronisierspitzen die Spannung V₁ immer weiter in Richtung nach positiveren Werten — wie z. B. Fig. 2 c zeigt —, und schließlich könnte Übersteuerung eintreten; es wird daher selbsttätige Verstärkungsregelung angewendet.

Diese kann aber nicht wie bei bekannten Schaltungen von der Höhe der Synchronisierimpulsköpfe abgeleitet werden, da deren Lage mit Rücksicht auf die gewünschte, schon bei kleinen Biil·- gangssignalen wirksame Störimpulsbegrenzung auf einen festen Pegel in der Nähe des Sperrpunktes der Röhre 6 stabilisiert ist.

Nach der Erfindung· wird nun die Spannung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung von der die beschriebene Stabilisierung bewirkenden Regelspannung V₁ dadurch abgeleitet, daß diese dem Gitter einer Regelspannungsverstärkerröhre 16 zugeführt wird'. Mit Hilfe der am Widerstand 18 auftretenden positiven Kathodenspannung ist die Röhre 16 bei kleinen Eimgangssignalen, also bei stark negativer Stabilisierungsspannung V₁, gesperrt, und die selbsttätige Verstärkungsregelung ist unwirksam. Wenn die Spannung V₁ bei großem Eingangssignal so weit weniger negativ geworden ist, daß die Röhre 16 Strom führt, wird deren Anodenspannung kleiner, d.h. stärker negativ. Mit Hilfe des Spannungsteilers 20, 21 wird eine Verschiebung der an der Anode der Röhre 19 auftretenden Spannung nach negativen Werten derart vorgenommen, daß dem Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 ©ine Regelspannung (durch einen Pfeil angedeutet) für selbsttätige Verstärkungsregelung entnommen werden kann. Diese Regelspannung beeinflußt in bekannter Weise den Verstärkungsgrad von einer oder mehreren! dem Demodulator 1, 2, 3, 4 des Empfängers vorangehenden Stufen.

Wird diese Regelung z. B. bei der in Fig. 2 c dargestellten Größe der Spannung V₁ betätigt, so wird bei zunehmender Stärke des empfangenen Signals die Amplitude des demodulierten Signals sich praktisch nicht mehr ändern. Es bleibt also die Lage dieses Signals und der Störsignale in bezug auf die vF_g-Kurve der Rohre 6 die gleiche, wie in Fig. 2 c dargestellt.

Ein weiterer Vorzug der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß durch Regelung der Größe des Widerstandes 18 eine Kontrastregelung erzielt werden kann, ohne, daß die Begrenzung von Impulsstörungen vermindert wird,. Durch die Größe dies Widerstandes 18 ist ja der Schwellwert bestimmt, bei dem die Spannung V₁ und damit die Größe dies maximalen Videosignals im Steuergitterkreis des Röhre 6 durch selbsttätige Verstärkungsregelung konstant gehalten wird.

Hat die i_a-^_s-Kurve der Röhre 6 in der Nähe des Sperrpunktes einen gekrümmten Verlauf, so werden die im Anodenkreis der Röhre 6 auftretendien Synchronisierimpulse in ihrer Amplitude im Verhältnis zum Bildsignal verkleinert, und die Güte der Störbegrenzung wird herabgesetzt.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist die Diode 9 parallel zum Anodenwiderstand 8 geschaltet, wobei die Anoden der Diode 9 und der Röhre 6 miteinander und über einen Widerstand 12 mit einer höheren positiven Hilfsspannungsquelle (+ +) verbunden sind. Der Anodenstrom der Röhre 6 besteht nun aus zwei Teilen, von denen der eine über den Anodfenwidierstand 6 der normalen Speisequelle (+) und der andere über den Widerstand 12 der Hilfsspannungsquelle (+ +) zufließt. Wenn der Anodenstrom so niedrig geworden ist, daß der Strom durch den Widerstand 8 gerade Null ist, liegt am Widerstand! 12 die Differenz der Spannungen der Speisequelle (+) und der Hilfsspeisequelle (++), und der infolgedessen durch den Widerstand 12 fließende· Strom ist genau gleich dem Anodenstrom der Röhre 6. Wird der Anodenstrom der Röhre 6 noch niedriger, so fließt ein Strom durch die Diode 9, wobei der Anodenausgangswiderstand8 praktisch kurzgeschlossen ist. Es ergibt sich so, daß· dier untere, meist in störender Weise, gekrümmte Teil der Charakteristik 6 gewissermaßen abgeschnitten und unwirksam gemacht wird. Der darüberiiegende, meist in erwünschter Weise geradlinige Teil aber bleibt praktisch unbeeinflußt, weil in diesem Gebiet die Diode 9 gesperrt ist.

Bei Verwendung der Diode 9 zusammen mit dem Widerstand 12 soll beim Fehlen von Eingangssignalen die Vorspannung des Steuergitters der Röhre 6 derart eingestellt werden, daß gerade in diesem geraden Teil der Röhrenkennlinie gearbeitet wird.

Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß bei der Schaltung nach Fig. 1 die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 11, dem Widerstand 13 und dem oberen Teil des Widerstandes 14 bestehenden

Spitzengleichrichternetzwerkes zweckmäßig etwa das Zwei- bis Zehnfache der Dauer einer Zeile des Fernsignals beträgt.

Die Schaltung nach der Erfindung hat weiter einen wichtigen Vorteil im Zusammenhang mit der in einem Fernsehempfänger erforderlichen Trennung von Bildsignal und Synchronisationssignal.

Fig. 3 stellt einen Teil der Schaltung nach Fig. ι

dar, der geändert ausgebildet ist und dessen mit

ίο Fig. ι übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die Anode der Röhre 6 ist mit dem Steuergitter einer Röhre 24 verbunden. In der Kathodenleitung liegt wieder der Kondensator 11, und in den Anodenkreis ist ein Widerstand 26 aufgenommen, der an einem Punkt höheren Potentials liegt.

Die Scheitelwerte des Signals an der Anode 8, d. h. der Synchronisationsimpulse, laden jeweils den Kondensator 1 r bis zum erforderlichen Wert auf, wobei im Anodenkreis 26 an diesen Zeitpunkten Stromstöße auftreten, so daß diesem Widerstand das Synchronisationssignal entnommen werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schaltung für selbsttätige, mit Schwellwert arbeitende Verstärkungsregelung in einem Fernsehempfänger, bei der die Regelspannung von einer regelmäßig wiederkehrenden Komponente maximalen Scheitelwertes und konstanten Bezugsniveaus des Signalgemisches abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das demodulierte Signal auf galvanischem Wege einem

Steuergitter einer Entladungsröhre (6) zugeführt wird, deren Ausgangskreis über eine galvanische Kopplung eine Vorspannung für das Steuergitter dieser Röhre (6) entnommen wird, mit der der Scheitelwert der Anodenspannung der Röhre nahezu stabilisiert wird, und daß unter Steuerung dieser Vorspannung bei Überschreitung des Schwellenwertes die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung erzeugt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung dem Steuergitter einer zweiten Entladungsröhre zugeführt wird, die beim Überschreiten eines bestimmten Wertes der Vorspannung leitend wird und deren Ausgangskreis die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung entnommen wird.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Entladungsröhre mit der Anode einer Diode und die Kathode der Diode einerseits über einen Kondensator mit der Kathode der erstgenannten Röhne und andererseits über einen Widerstand mit einer negativen Vorspannungsquelle verbunden ist und eine Anzapfung dieses

Widerstandes über einen Kondensator mit der Kathode der erstgenannten Röhre in Verbindung steht, wobei die über dem letztgenannten Kondensator auftretende Spannung dem Steuergitter der erstgenannten Entladungsröhre zugeführt wird.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der zweiten Entladungsröhre, über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Anodenspeisequelle und über einen zweiten Widerstand mit der negativen Vorspannungsquelle verbunden ist und die Regelspannung für selbsttätige Verstärkungsregelung einer Anzapfung dieses zweiten Widerstandes entnommen wird.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathodenleitung der zweiten Entladungsröhre ein Regelwiderstand aufgenommen und die Kathode dieser Röhre über einen Widerstand mit dem positiven Pol der Anodenspeisequelle verbunden ist.
6. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Anodenwiderstand der ersten Entladungsröhre eine Diode geschaltet ist, deren Anode mit der Anode der erstgenannten Röhre verbunden ist, und diese Anoden über einen Widerstand an einem Punkt höheren Potentials als der positive Pol der Anodenspeisequelle liegen.
7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Entladungs röhre beim Fehlen eines demodulierten Signals am Steuergitter gerade leitend ist.
8. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Röhre mit einer Spitzengleichrichterschaltung verbunden ist, der die Vorspannung des Steuergitters der Röhre entnommen wird, und von einem anderen Ausgangskreis dieses Gleichrichters das Synchronisationssignal abgenommen wird.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der erstgenannten Röhre mit dem Steuergitter einer dritten Entladungsröhre verbunden ist, in deren Kathodenkreis ein mit der Kathode der erstgenannten Röhre verbundener Kondensator aufgenommen ist, und der Anodenkreis dieser dritten Röhre einen Widerstand enthält, über dem das Synchronisationssignal auftritt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung ρ49420 Villa/

britische Patentschriften Nr. 537599, 553381, 623431;

H. Pitsch, »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, 1948, §§350 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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