Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur auto matischen Verstärkungsregelung einer Transistor stufe in einer Übertragungseinrichtung, welcher Stufe zur Erhaltung des mindestens angenähert maximalen Verstärkungsgrades beim Verschwinden des zur Er zeugung der automatischen Regelspannung dienen den Signals zusätzlich zur signalabhängigen Regel spannung eine Restspannung .zugeführt wird.
Wenn die Vorspannung einer Transistorstufe, zum Beispiel zwischen Basis und Emitter, wenn der Emitter als gemeinsame Elektrode des Eingangs uni Ausgangskreises dient, von dem Wert 0 zu nimmt, nimmt das Verstärkungsmass bis zu einem gewissen Höchstwert zu, um dann abzunehmen. Dies ist ein Unterschied gegenüber den Elektronenröhren, wo das höchste Verstärkungsmass bei Vorspannung 0 erreicht wird.
Bei Transistorstufen, bei denen beim Verschwinden des Signals die höchstmögliche Ver stärkung erreicht werden soll, hat man daher Hilfs kreise vorgesehen, zum Beispiel unter Benutzung von vorgespannten Dioden, durch die die erforder liche Restspannung zur Erreichung des höchsten Verstärkungsmasses erzeugt wurde. Der Einfachheit halber wird im folgenden mit Verschwinden des, Signals der Zustand bezeichnet, wo die signal abhängige Regelspannung kleiner als die erforder liche Restspannung B, ist.
Zweck der Erfindung ist eine einfachere Erzeu gung der Restspannung.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass diese aus einer beim Verschwinden des Signals vor handenen Rauschspannung abgeleitet wird.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Ausführungs- form der Erfindung bei einem Fernsehempfänger und Fig. 2 eine Kurve zur Erläuterung der Wirkungs weise.
<I>Allgemeiner Aufbau des Empfängers</I> Der Empfänger besitzt eine Antenne 10, die am einen Eingangsteil 11 angeschlossen ist, wo die Fre- quenzwandlung zur Erzeugung der Zwischenfrequenz stattfindet. Am Ausgang des Eingangsteils 11 liegt ein Zwischenfrequenzverstärker 12, auf den ein Videodetektor 13 folgt. Am Detektorausgang liegt der Tonwiedergabeteil 14 mit Lautsprecher.
Der Ausgangskreis des Detektors 13 ist gleich- strommässig mit einem ersten Videoverstärker 15 verbunden, der in einer unten näher zu erläuternden Weise die Verstärkungsregelspannung erzeugt.
Zu diesem Zweck wird die Ausgangsspannung mit posi tiv gerichteten Synchronimpulsen einem Steuerkreis 22 zugeführt, wo eine signalabhängige Regelspan nung entsprechend dem Spannungspegel der Syn chronimpulse abgeleitet wird. Diese Spannung wird Leitern 23 und 24 zugeführt, um die Verstärkung des Eingangsteils 11 bzw. des Verstärkers 12 zu steuern.
Eine Ausgangsspannung des Verstärkers 15 ge langt auch zu einem zweiten Videoverstärker 16 und danach zur Kathode der Bildröhre 17 sowie zu einem Ablenkspannungserzeuger 18, in dem Spannungen H und V zur horizontalen bzw. vertikalen Ablenkung er zeugt werden. Diese Spannungen werden im Ablenk- ,system 19 der Bildröhre zugeführt.
<I>Verstärkungsregelung</I> Der Eingangsteil 11 enthält eine Transistorstufe mit Verstärkungsregelung durch die Kollektorspan- nung. Diese Art von Verstärkungsregelung ist in ihren Einzelheiten in dem Buch Transistor Circuit Engineering von R.
F. Shea, Seiten 369<B>...</B> 371 (Verlag von John Wäley & Sons, 1957) beschrieben. Die Schaltung umfasst einen Widerstand 11b zur Erzeugung eines Spannungsabfalls im Kollektorkreis. Die Kurve der Fig. 2 zeigt das Verstärkungsmass in Abhängigkeit von der Spannung zwischen Basis und Emitter. Als Ausgangswert für die Vorspannung kann eine Restspannung Br gewählt werden, bei der das Verstärkungsmass seinen Höchstwert 40 er reicht,
wenn kein Eingangssignal vorhanden ist. Beim Empfang eines Signals von wachsender Stärke nimmt die Vorspannung zu, entsprechend einer Verschie bung nach links von dem Punkt 40. Dies führt zu einem Anwachsen des Emitter-Kollektor-Stroms und des Spannungsabfalls über den Widerstand 11b, wo durch die Spannung zwischen Kollektor und Basis herabgesetzt wird.
Dies setzt das Verstärkungsmass der Stufe herab, wie durch den links von dem ,.unkt 40 liegenden Teil der Kurve angedeutet. Einem Zunehmen des Eingangssignals entspricht so mit eine Herabsetzung der Verstärkung. Ähnliche geregelte Stufen sind im ZF-Verstärker 12 vorgese hen.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die Vorspannungen beim Verschwinden des Signals den Wert 0 an nehmen würden, was ja üblicherweise der Fall ist, dann würde dies bei abnehmender Signalstärke dazu führen, dass der Verstärker auf dem rechtsliegenden Teil der Kennlinie arbeiten würde.
Dies kann zu :einer Sperrung ( lock-out ) des Verstärkers führen, d. h. einem Zustand, bei dem es für die Transistoren nicht mehr möglich ist, bei zurückkehrendem Signal in den Normalzustand zurückzugehen. Es ist daher wichtig, dass die Restspannung B, bei Nichtvor- handensein eines Signals aufrechterhalten wird.
In den meisten Fällen wird die Verstärkungs- regelspannung in Abhängigkeit von demselben Signal erzeugt werden, dessen Verstärkung geregelt werden soll. Dies äst jedoch keine Voraussetzung für die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung, obwohl dieser Fall anhand der gezeigten Ausführungsform erläutert wird. Als Beispiel für den anderen Fall sei die Möglichkeit erwähnt, bei einem Farbfernseh- empfänger eine Regelspannung vom Tonträger ab zuleiten, die zur Steuerung der Verstärkung der Farbspannung benutzt wird, wie in der amerikani schen Patentschrift Nr. 3 024 304 beschrieben.
Im Empfänger wird normalerweise eine Rausch spannung übertragen, die jedoch beim Empfang eines Signals wegen der dann herabgesetzten Verstärkung ,sehr schwach ist, da der Störabstand einen hohen Wert hat. Bei kleiner Signalstärke aber erhöht sich das Verstärkungsmass wegen der Verstärkungsrege lung, und die Rauschspannung nimmt entsprechend zu. Bei verschwindendem Signal äst eine merkbare Rauschspannung am Ausgang des ersten Videover stärkers 15 vorhanden, die bisher als unerwünscht angesehen wurde.
Der nach der Erfindung ausgebildete Regelspan nungserzeuger 22 erzeugt nicht nur eine Verst"är- kungsregelspannung in Abhängigkeit von der Video spannung @am Ausgang des Verstärkers 15, sondern verwertet auch die Rauschspannung zur Erzeugung einer Restspannung B,.
Die Schaltung 22 enthält einen NPN-Transistor 25, dessen Basis über einen Parallelkreis 26, 27 mit hohem Widerstandswert am Kollektor des Transi stors 15a des ersten Videoverstärkers liegt. Der Emitter des Transistors 25 :erhält eine negative Vor spannung von einer Anzapfung eines Spannungs- teilers 28, die über einen Kondensator 29 geerdet ist.
Positive Zeilenrücklaufimpulse P werden dem Kol lektor über eine Wicklung 30 zugeführt, die aus ein Paar Windungen des Transformators für die hori zontale Ablenkspannung im Ablenkspannungserzeu- ger 18 bestehen kann. Ein Belastungskreis, beste- hend aus der Parallelverbindung -eines Widerstandes 31 mit einem Kondensator 32, erzeugt die Span nung zur Verstärkungsregelung und liegt über die Wicklung 30 am Kollektor des Transistors 25.
Dieser Kreis sollte eine Zeitkonstante haben, die grösser als die Periode der Zeilenrücklaufimpulse ist. Die Re gelspannung gelangt zum Transistor 11a über Wider stände 33 und lle, deren Verbindungspunkt über :einen Kondensator 34 geerdet ist. In ähnlicher Weise gelangt die Regelspannung zum Verstärker 12 über einen :festen Widerstand 35 und einen einstellbaren Widerstand 36, dessen Anzapfung über einen Kon densator 37 geerdet ist.
<I>Wirkungsweise</I> Es sei zuerst angenommen, dass ein Signal von der Antenne 10 aufgenommen wird. Da die Basis des Transistors 25 in Gleichstromverbindung über den Verstärker 15 mit dem Detektor 13 steht, stel len die Spitzen der Synchronimpulse S ein Mass für die Signalstärke dar. Die Basisvorspannung des Transistors 25 wird mittels Idas Spannungsteilers 28 so eingestellt, dass der Transistor für den Bildinhalt des Signals sowie für Störspannungen niederer Am plitude, die nicht den Schwarzpegel L erreichen, undurchlässig bleibt.
Zwischen den in der Wicklung 30 erzeugten Rücklaufimpulsen liegt eine kleine Vor spannung in der Sperrichtung am Verbindungspunkt zwischen Basis und Kollektor des Transistors 25 vor. Es ist ersichtlich, dass der Transistor 25 bei dieser Schaltungsart als Verstärker für diejenigen Teile des Signals funktionieren wird, die oberhalb des Schwarzpegels liegen, so dass er sowohl für die Synchronimpulse wie für hochamplitudige Störungs impulse durchlässig wird.
Wenn jedoch die Synchron impulse S am Kollektor des Transistors 15a sehr nahe am Sättigungsbereich des Transistors liegen, ergibt sich ein Abschneiden von Störimpulsen, so dass diese wenig Einfluss auf die erzeugte Regel spannung ausüben.
Die Rücklaufimpulse in der Wicklung 30 fallen mit den Synchronimpulsen des der Basis des Transi stors 25 zugeführten Signals zusammen. Da die Synchronimpulse oberhalb des Schwarzpegels liegen, machen sie den Transistor 25 durchlässig .und laden den Belastungskreis 31, 32 auf .eine negative Span- nung entsprechend der Spitze der Synchronimpulse S.
Wegen der durch den Rücklaufimpuls herbeigeführ ten Erhöhung der Vorspannung am Verbindungs punkt zwischen Basis und Kollektor wird die Durch lässigkeit des Transistors während der Synchron impulse erhöht im Vergleich zu dazwischenliegenden Störimpulsen, so dass die über den Belastungskreis 31, 32 erzeugte Regelspannung im wesentlichen nur durch die Verhältnisse während des Auftretens des Rücklaufimpulses bestimmt wird.
Zusammenfassend besteht also die Einwirkung der Rücklaufimpulse darin, dass die durch sie herbei geführte Erhöhung ;der Kollektorspannung eine Sätti gung des Transistors durch die Synchronimpulse ver meidet, während zwischen den Rücklaufimpulsen eintreffende Störimpulse eine Sättigung bewirken. Die Regelspannung über den Belastungskreis 31, 32 ist daher im. wesentlichen nur von den Synchronimpul- sen abhängig.
Beim Verschwinden des Signals soll eine Rest spannung B, erzeugt werden. Unter diesen Um ständen ist die Verstärkung der den Regelspannungs- erz2uger 22 enthaltenden Schleife hoch genug, damit der Transistor 15a von der vorhandenen Rausch spannung durchlässig gemacht wird, die an der Basis dieses Transistors auftritt. Der Transistor 25 spricht während der Rücklaufimpulse auf diese Rausch spannung an und erzeugt im Belastungskreis 31, 32 einen Strom.
Da der Transistor 25 als Verstärker arbeitet, ist der Durchschnittsstrom von genügender Stärke, und die Spannung über den Belastungskrens kann als Restspannung Er verwendet werden. Der Wert dieser Spannung ist selbstverständlich von dem Verstärkungsmass der Schleife, von der Rauschstärke und vom Wert des Widerstandes 31 abhängig.