DE1067853B - Schaltungsanordnung zur Unterdrueckung von niederfrequenten Stoerspannungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zur Unterdrückung von niederfrequenten Störspannungen in Signalen, die wesentliche niederfrequente Komponenten unterhalb 100 Hz aufweisen, ζ. B. in Fernsehsignalen, die aus Bildinformation und Synchronimpulsen bestehen, sowie in sonstigen Fernseh- und anderen Breitbandsignalen. Die nähere Erläuterung der Erfindung soll in Verbindung mit Fernsehsignalen gegeben werden, wenn sie sich auch auf andere Signalarten anwenden läßt.

Hochwertiges Fernsehen erfordert die Übertragung von Signal Schwingungen mit geringer oder gar keiner Störspannung, wobei die Signale Bandbreiten von mehreren Megahertz haben und in ihrer videofrequenten Form wichtige niederfrequente und Gleich-Stromkomponenten aufweisen. Diesem Problem ist große Aufmerksamkeit zuteil geworden, und es sind spezielle Schaltungsanordnungen, wie Gleichstrom-Wiederherstellungs- und Klemmschaltungen bekannt, die Fehler und Verzerrungen der Gleichstromkomponente oder der niederfrequenten Komponenten oder beider Komponenten kompensieren.

Eine wesentliche Ursache für das Auftreten von Störspannungen besteht darin, daß Breitbandübertragungsmittel niedrige Frequenzen und Gleichstromkomponenten relativ schlecht übertragen. Gleichstrom-Wiederherstellungsschaltungen bieten eine gewisse Abhilfe; sie sind jedoch nur für die Wiederherstellung des Gleichstrompegels und der sehr niedrigen Frequenzen geeignet. Günstigere Ergebnisse sind mit Klemmschaltungen erzielbar, da sie nicht nur zur Wiederherstellung der Gleichstromkomponenten, sondern auch zur Unterdrückung der niederfrequenten Störspannungen geeignet sind. Eine mehr ins einzelne gehende Erörterung des Problems und frühere Lösungen enthält der Aufsatz »Clampers in Video Transmission« von S. Doba, Jr. und J. W. Rieke, 69 Trans. A. I. E. E. 477, 1950.

Mit den bereits bekannten Klemmschaltungen kann man eine wesentliche Unterdrückung der Störspannungen nur bis zu 100 Hz oder vielleicht einigen 100 Hz erreichen. Um bei solchen Klemmschaltungen eine hochwertige Übertragung zu erhalten, ist daher noch ein Ausgleich bis zu diesem Frequenzbereich erforderlich.

Auch mit speziellen Klemmschaltungen, die als Parallelklemmschaltungen mit Rückkopplung bekannt sind, sind keine voll befriedigenden Ergebnisse erzielt worden. In der Anwendung bei Fernsehsignalen tasten solche Klemmschaltungen im allgemeinen die Abweichung des Fernsehsignalpegels von einem Bezugswert ab, und zwar gewöhnlich von der Spitze der Synchronimpulse. Die festgestellte Abweichung, die als Hüllkurvenverzerrung bekannt ist, wird dann zur Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von niederfrequenten Störspannungen

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt, Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 11. August 1954

John William Rieke, Basking Ridge, N. J. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Kompensation vom übertragenen Signal subtrahiert. Da diese Abweichung nur periodisch festgestellt werden kann, ist die abgeleitete Hüllkurvenverzerrung in Wirklichkeit eine getastete Version der tatsächlichen Störspannung, so daß eine gewisse Störspannung übrigbleibt, wenn die Abweichung vom übertragenen Signal subtrahiert wird. Bisher wurde diese restliche Störspannung als unvermeidlich angesehen, und zwar unabhängig davon, ob es sich bei der Klemmschaltung um eine Reihen- oder eine Parallelschaltung handelte.

Die Erfindung strebt demgegenüber eine wesentliche Herabsetzung der Störspannung an, die — wenigstens theoretisch — bis herauf zu mehreren 1000 Hz und bis zur halben Zeilenfrequenz reicht, so daß die Entzerrer bedeutend weniger in Anspruch genommen werden.

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß ein Rückkopplungskreis mit seinem Ein- und Ausgang" an eine und dieselbe Stelle der Übertragungsleitung angeschlossen ist, der Mittel zur Gewinnung eines getasteten Abbildes der Störspannung und zu dessen gegenphasiger Wiederzuführung zum gestörten Signal enthält und auf Grund seiner Kopplungsmittel die niederfrequenten Anteile der Korrekturspannung gegenüber den höherfrequenten Anteilen bevorzugt.

In ihrer weiteren Ausbildung empfiehlt die Erfindung, daß die Kopplungsmittel einen Verstärker mit frequenzabhängigen Schaltelementen enthalten, welche den Verstärkungsgrad im Bereich der niederfrequenten Anteile der Korrekturspannung in bezug auf die Verstärkung der höherfrequenten Anteile anheben.

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Es kann auch zweckmäßig sein, die Kopplungsmittel aus zwei parallelen Wegen zusammenzusetzen, von denen der eine so aufgebaut ist, daß alle wichtigen Anteile der Korrekturspannung im wesentlichen gleichmäßig übertragen werden, während der andere Weg Mittel zur Bevorzugung derjenigen Anteile der Korrekturspannung enthält, deren Frequenz gleich oder kleiner als die halbe Wiederholungsfrequenz der Synchronimpulse des Signals ist.

In Verbindung mit Fernsehsignalen, deren Synchronimpulse bei Nichtvorhandensein einer Störspannung eine konstante Amplitude haben, hat sich eine weitere Schaltungsanordnung als vorteilhaft erwiesen, bei welcher die Mittel zur Gewinnung eines getasteten Abbildes der Störspannung aus einem Hüllkurven-Detektor zur Feststellung der niederfrequenten Änderungen der Amplitude der Synchronimpulse bestehen und bei welcher die Kopplungsmittel einen ersten Verstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang des Hüllkurven-Detektors gleichstrommäßig gekoppelt ist, sowie einen zweiten Verstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang des Hüllkurven-Detektors wechselstrommäßig gekoppelt ist und der einen verringerten Verstärkungsgrad für Frequenzen oberhalb der halben Wiederholungsfrequenz der Synchronimpulse hat, und schließlich Mittel zur Vereinigung der Ausgänge des ersten und des zweiten Verstärkers enthalten.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden:

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild in Form eines Blockschemas einer bekannten Klemmschaltung mit Parallelrückkopplung ;

Fig. 2 zeigt verschiedene Signalformen, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind;

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Klemmschaltung gemäß Fig. 1 entsprechend den Erfindungsprinzipien, während

Fig. 3 A die Übertragungskennlinie der Kopplungsstufe 15 zeigt;

Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Schaltung, die für den Kreis 15 verwendet werden kann;

Fig. 5 zeigt verschiedene Klemmschaltungskennlinien, um die durch die Erfindung erreichte Verbesserung zu erläutern;

Fig. 6 zeigt ein ins einzelne gehendes Schaltbild einer Klemmschaltung, bei der die Erfindungsprinzipien verwendet werden.

In Fig. 1 ist eine Parallelklemmschaltung 10 mit Rückkopplung dargestellt. Bei dieser Art von Klemmschaltung, die in dem oben angezogenen Aufsatz beschrieben ist, liegen keine klemmenden Elemente in Reihe mit der Übertragungsleitung 11. Statt dessen überbrücken die Eingangs- und Ausgangskreise der Klemmschaltung die Übertragungsleitung an einem gemeinsamen Punkt 12. Zur Klemmschaltung gehört ein Rückkopplungsweg, der einen Eingangsverstärker 13, einen Hüllkurven-Detektor 14 und Kopplungselemente 15 enthält, die im Schaltbild als ein weiterer Verstärker 16 zur Rückkopplung der festgestellten Hüllkurve mit richtiger Phase und Amplitude zum Eingangsverstärker 13 und zur Übertragungsleitung 11 dargestellt sind.

Eine typische Form der Verzerrung ist durch die Kurve A in Fig. 2 dargestellt. Es ist eine niederfrequente Verzerrungskurve, wie sie infolge der Wirkung einer Widerstands-Kapazitäts-Kopplung auf ein Videosignal entstehen kann, das Rechteckimpulse niedriger Frequenz enthält. Die Kurve B in Fig. 2 zeigt das Signal, das durch den Hüllkurven-Detektor durch Abtasten des niederfrequenten Signals mit einer definierten Frequenz, nämlich mit Zeilenfrequenz, abgeleitet wird. Die Kurve C zeigt die Form der Verzerrung, die übrigbleibt, wenn die durch den Detektor gewonnene Kurve B von dem niederfrequenten Signal, Kurve A, subtrahiert wird.

Die restliche Verzerrung, Kurve C, ergibt ein charakteristisches Störsignal, das die Grenze der Verbesserung bestimmt, die bei Verwendung von Klemmschaltungen erreichbar ist. Es sei hier bemerkt, daß

ίο sich diese restliche Verzerrung auch ergeben würde, wenn eine Reihenklemmschaltung benutzt würde, da die festgestellte Hüllkurve bei der Reihenschaltung wie bei der Parallelschaltung lediglich aus einer getasteten Version der tatsächlichen niederfrequenten Verzerrung besteht. Diese Form der restlichen Verzerrung ist einer »getasteten Rauschspannung« in Impulsübertragungssystemen äquivalent. Sie besteht aus einer Vielzahl von Seitenbandspektren um die Harmonischen der Tastfrequenz, d. h. aus Frequenzen, die hoch im Vergleich zur Frequenz des ursprünglichen Störsignals sind. Dieser Unterschied zwischen der Eingangsverzerrung und der restlichen Verzerrung wird durch die Erfindung ausgewertet.

Erfindungsgemäß werden die niedrigeren Frequenzen der festgestellten Hüllkurve in einer Rückkopplungsklemmschaltung mehr verstärkt als die Komponenten der Hüllkurve mit höheren Frequenzen. Ein Weg hierfür ist in Fig. 3 dargestellt, die eine Kopplungsstufe 15 für eine Parallelklemmschaltung der in Fig. 1 dargestellten Art zeigt.

Die Kopplungsstufe 15 in Fig. 3 besteht aus einem Verstärker 16 und einem frequenzabhängigen Netzwerk 17 mit einer solchen Übertragungskennlinie, daß die kombinierte Kennlinie für den Verstärker 16 und das Netzwerk 17 die in Fig. 3 A dargestellte Form hat. Diese Kombination ergibt eine Verstärkungsanhebung im Rückkopplungskreis in einem begrenzten Band bis zu etwa halber Zeilenfrequenz. Auf Wunsch kann die Kennlinie bis herunter zum Gleichstrom flach sein (gestrichelte Linie), oder sie kann bereits unterhalb 60' Hz abfallen (ausgezogene Linie), d. h., sie kann entweder Tiefpaß- oder Bandpaßeigenschaften haben.

Eine andere Anordnung wird in der im einzelnen beschriebenen Klemmschaltung verwendet. Bei dieser Anordnung, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird der Ausgang des Detektors in zwei parallele Wege geteilt, von denen der eine die Hüllkurve im ganzen Band im Verhältnis 1 : 1 überträgt und der andere die niederfrequente Verstärkungsanhebung bewirkt. Das Wesen der beiden Anordnungen besteht darin, daß die niedrigen Frequenzen im Verhältnis zu den höheren Frequenzen angehoben werden, wobei die »niedrigen« Frequenzen als Frequenzen unterhalb der halben Zeilenfrequenz definiert sind (etwa 7,9 kHz bei der derzeitigen Fernsehnorm). Mit anderen Worten: Es kann in beiden parallelen Wegen in Fig. 4, wenn gewünscht, eine Verstärkung vorgesehen sein, solange die Verstärkung im niederfrequenten Kopplungsweg im Verhältnis zur Verstärkung in dem breitbandigen Kopplungsweg hoch ist.

In Fig. 4 erscheint die getastete Hüllkurve, nämlich die Kurve B in Fig. 2, als Spannung am Kondensator C. Diese Spannung ist unmittelbar an eine Triode 21 angekoppelt, deren Ausgang mit Hilfe eines gemeinsamen Kathodenwiderstandes 23 mit einer Ausgangsröhre 22 gekoppelt ist. Auf Grund dieser Verbindung wird die getastete Hüllkurve auf die Ausgangsklemmen 24 der Klemmschaltung übertragen.

Eine besondere Verstärkung für die niedrigen Frequenzen wird durch eine Triode 25 vorgesehen, an die die getastete Hüllkurve über eine Kapazität 26 wechselstrommäßig angekoppelt ist. Der Ausgang dieser Röhre geht zum Gitter der Ausgangsröhre 22, wo sie mit den über die Röhre 21 unmittelbar angekoppelten Komponenten in Phase vereinigt wird. Der Kopplungskondensator 26 und der Gitterableitwiderstand 27 bilden eine niederfrequente Grenze für den Verstärker 25 bei etwa 10 Hz. Eine hochfrequente Grenze für diese zusätzliche Verstärkung wird durch den Widerstand 28 und die Parallelkapazität 29 gebildet, die an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen sind. Diese Elemente sind so bemessen, daß die Verstärkung des Verstärkers bei Frequenzen oberhalb der halben Zeilenfrequenz abnimmt. Diese Schaltung hat zur Folge, daß an den Ausgangsklemmen 24 eine korrigierte getastete Hüllkurve entsteht, in der die niedrigen Frequenzen im Verhältnis zu den höheren Frequenzen angehoben sind, wie in Fig. 3 A dargestellt ist, damit die restliche Verzerrung der gesamten Klemmschaltung verringert wird.

Bei den besseren Klemmschaltungen früherer Art, gleichgültig, ob Reihen- oder Parallelschaltungen, wurden die Vorteile der Klemmung in erster Linie unterhalb 20¹OO¹ Hz bei einem Verhältnis von ungefähr 6 db je Oktave erreicht, wie durch Kurve A in Fig. 5 gezeigt ist. Kurve B zeigt die Änderung der grundsätzlichen Kennlinie der Verzerrungsunterdrückung, die bei Rückkopplungsanordnungen mit Kondensatoren zur Ankopplung der Klemmschaltung an die Übertragungsleitung entsteht. Bei sehr niedrigen Frequenzen begrenzt die Impedanz des Kopplungskondensators die Klemmwirkung.

Kurve C zeigt die zusätzliche Unterdrückung der restlichen Verzerrung, die mit der zusätzlichen Verstärkungsanhebung bei niedrigen Frequenzen erreicht wird, wie sie bei einer Ausführung der Erfindung entsteht. Kurve D zeigt eine zusätzliche Verbesserung, die möglich wird, wenn der Leitungskopplungskondensator vermieden wird oder wenn die Eingangs- und Ausgangsleitungen getrennt über Kondensatoren an die Klemmschaltung angekoppelt werden. Die bei niedrigen Frequenzen in Kurve D gezeigte maximale Unterdrückung ist nur durch die verfügbare Rückkopplungsverstärkung begrenzt, die je nach den Forderungen an die Gesamtwirkungsweise willkürlich eingestellt werden kann.

Eine vollständige Parallelklemmschaltung mit Rückkopplung, welche die Merkmale der Erfindung erläutert, ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Klemmschaltung kann z. B. an den Empfangsklemmen eines Video-Übertragungssystems verwendet werden; sie ist jedoch auch bei Trägerfrequenzsystemen verwendbar.

Kurz gesagt, ist die Klemmschaltung eine Rückkopplungseinrichtung, die eine 75-Ohm-Übertragungsleitung 11 überbrückt bzw. parallel zu ihr arbeitet. Das Fernsehsignal am Überbrückungspunkt 12 wird durch einen Verstärker 41 verstärkt und der Bildinhalt des Videosignals durch eine Abschneidestufe 42 entfernt. Die Abschneidestufe verstärkt ferner das übrigbleibende Signal, nämlich die Synchronimpulse, welche die Verzerrungsinformation enthalten, und legt sie mit Hilfe einer Kathodenverstärkerstufe 43 an den Hüllkurven-Detektor 14 an. Das an Kondensator C erscheinende Ausgangssignal des Detektors stellt die verstärkte Verzerrungshüllkurve dar, die durch die Spitzen der Synchronimpulse beschrieben wird. Die festgestellte Hüllkurve wird dann zum Überbrückungspunkt 12 und zum Eingang des Verstärkers 41 mit Hilfe einer Kopplungsstufe 15 zurückgeführt, die der in Fig. 4 dargestellten Stufe ähnelt. Die rückgekoppelte Hüllkurve ist in der Amplitude etwa gleich und in der Phase entgegengesetzt der ursprünglichen Verzerrungshüllkurve, so daß eine wesentliche Aufhebung der Verzerrung auf der Leitung 11 am Überbrückungspunkt 12 erzielt wird.

Eingehender dargestellt, erscheint ein Fernsehsignal, das auf dem Übertragungsweg niederfrequenten Verschlechterungen der einen oder anderen Art unterworfen ist, an einem 75-Ohm-Koaxialkabel 11. Der Eingang des Klemmverstärkers ist der Koaxialleitung am Verbindungspunkt der beiden Spulen 45 parallel geschaltet, deren Zweck darin besteht, die mit der Leitung verbundene Streukapazität zu kompensieren, um eine einwandfreie Übertragung bei den höheren Videofrequenzen zu erhalten. Diese Spulen bilden zusammen mit den Streukapazitäten ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz, die im Verhältnis zum Videoband hoch ist. Der Kondensator 46 und der Parallelwiderstand 47 koppeln den Überbrückungspunkt mit dem Eingang des Klemmverstärkers und dienen ferner als Gleichstromkopplungsimpedanz im Gleichstrom-Rückkopplungskreis der Klemmschaltung. Der Widerstand 47 schafft den notwendigen Betrag an Gleichstromkopplung zur Regelung der Gittervorspannung der Vakuumröhren der Klemmschaltung.

Das Fernseh-Signalgemisch erscheint daher am Steuergitter des Verstärkers 41 und wird durch diese Röhre verstärkt. Das verstärkte und umgekehrte Signal wird an das Gitter einer zweiten Röhre 48 angelegt, die, mit einer dritten Röhre 49 kathodengekoppelt, als Abschneidestufe wirkt, die den Bildinhalt des Signals entfernt und nur die Synchronimpulse durchläßt. Der gemeinsame Kathodenwiderstand 50 dient der Kopplung zwischen den Röhren 48 und 49 vor und bewirkt über die Summe der beiden Kathodenströme dieser Röhren eine differentielle Begrenzung des Signals. Die Vorspannungen an den Gittern dieser Röhren werden so eingestellt, daß die Röhre 48 nur während der Synchronimpulse leitend ist. Während der Bildintervalle zwischen diesen Impulsen führt die Röhre 49 den gesamten Strom, und die Röhre 48 ist gesperrt. Infolgedessen wird bei normalen Signalpegeln das Bildsignal vollständig abgeschnitten, und es erreichen nur die Synchronsignale die Anode der Röhre 49, verstärkt um die durch diese Stufe bewirkte Spannungsverstärkung.

Die positiv gerichteten Synchronimpulse betreiben eine Kathodenverstärkerstufe 43, die so wirkt, daß die Impedanz mit geringem oder keinem Spannungsverlust herabgesetzt wird, über die das Signal an den Hüllkurven-Detektor 14 gelangt. Da die Verstärkerstufen im Bereich der Synchronimpulsspitzen linear arbeiten, findet keine Abschneidung der durch die Impulse gebildeten Verzerrungshüllkurve statt.

Der Hüllkurven-Detektor 14 ist eine Einrichtung, die so genau wie möglich die niederfrequente Verzerrungssignalform im Fernsehsignal ermittelt. Der Detektor arbeitet in der Form, daß er die Ladung auf dem Kondensator C so ändert, daß dessen Spannung der Pegeländerung von einer Synchronimpulsspitze zur nächsten folgt.

Grundsätzlich ist der Detektor eine Einrichtung mit unendlicher Impedanz, die aus einer Triode 51 mit einem Kondensator C als Kathodenbelastungsimpedanz besteht. Jedoch ist statt des üblichen Widerstandes, der diesen Kondensator bei derartigen Detektoren überbrückt, eine Kondensatorentladungsröhre 52 vorgesehen.

Im allgemeinen gelangen die an die Detektorröhre 51 angelegten Synchronimpulse auch an die Entladungsröhre 52, so daß während der Synchronimpulsintervalle der Anodenwiderstand der Röhre 52 verringert wird, wobei der Ausgangskondensator auf die Spitzenamplitude der Synchronimpulse entladen wird. Während der Intervalle zwischen den Synchronimpulsen ist die Entladungsröhre 52 gesperrt, so daß der Kondensator C seine Ladung behält, bis der nächste Impuls eintrifft. Hierdurch wird die Detektorausgangsspannung verhältnismäßig unempfindlich gegen Änderungen der Impulsdauer oder des Impulsabstands, wie sie z. B. zwischen den horizontalen und vertikalen Synchronimpulsen und den Ausgleichsimpulsen auftreten. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kondensator nur während dieser Synchronimpulsintervalle geladen oder entladen werden kann und durch Abgleich der Lade- und Entladezeitkonstanten, so daß bei Nichtvorhandensein einer Verzerrung die an den Kondensator angelegte mittlere Ladung Null ist.

Die Arbeitsweise dieses speziellen Kreises ist die folgende: Das Potential am Kondensator C hält zwischen den Impulsen die Kathode der Detektorröhre 51 weit über ihrem Gitterpotential, das durch das Kathodenpotential der Treiberröhre 43 bestimmt ist. Die Entladungsröhre 52 ist durch das Potential an ihrem Gitterkopplungskondensator 53 und dem parallelen Widerstand 54 ebenfalls gesperrt. Während des Synchronimpulsintervalls wird die Röhre 52 zur Sättigung und zur Aufnahme von Gitterstrom gebracht, so daß die Ladung des Kondensators 53 aufrechterhalten bleibt. Tatsächlich wirkt die Parallelschaltung des Widerstands und des Kondensators als Reihenbatterie, um die Gleichspannung zwischen den Detektor- und Entladungsröhren 51 und 52 zu kompensieren, wobei bemerkt sei, daß beide Röhren ihre Eingangsspannung von der Kathode der Treiberröhre 43 erhalten.

Daher sind während des Intervalls zwischen den Impulsen beide Röhren 51 und 52 infolge ihrer ständigen Vorspannung gesperrt. Nach Eintreffen eines Synchronimpulses an der Kathode der Treiberröhre 43 wird die Entladungsröhre 52 zuerst leitend und entlädt den Ausgangskondensator C teilweise. Wenn die Impulsamplitude so weit ansteigt, daß das Gitterpotential den Sperrpunkt der Detektorröhre 51 überschreitet, wird diese Röhre ebenfalls leitend und lädt den Kondensator C wieder auf. Bei Vorhandensein einer Verzerrung stehen Lade- und Entladegeschwindigkeit in einem solchen Verhältnis zueinander, daß vor Beendigung des Impulses die Kondensatorspannung den durch den Eingangsimpuls gegebenen Verzerrungspegel erreicht.

Die Entladungsröhre 52 kann als Widerstand aufgefaßt werden, der im Kreis ein- und ausgeschaltet wird, wobei er nur bei Vorhandensein von Synchronimpulsen eingeschaltet wird. Wie oben erwähnt, ist die Arbeit dieser Röhre notwendig, damit die Spannung des Kondensators C dem Pegel der Synchronimpulsspitzen während dieses Teils der Verzerrungshüllkurve folgen kann, wenn die Pegel der Impulsspitzen nacheinander abnehmen. Wenn statt dessen ein Widerstand benutzt würde, wäre die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators zu klein, als daß der Detektor den abnehmenden Verzerrungshüllkurven bei anderen als den niedrigsten Frequenzen folgen kann. Zusätzlich verringert diese Röhre die Ladungsverzerrung während des vertikalen Synchronisierungszeitraums. Fig. 6 zeigt als Entladungsröhre eine Triode. Andererseits können für eine der Röhren 51 und 52 oder für beide auch Tetroden oder Pentodetj verwendet werden.

Der oben angeführte Aufsatz über Klemmschaltungen behandelt die Wahl der Zeitkonstante für die Klemmschaltung. Die gewünschte Zeitkonstante bestimmt die Zeitkonstante des Detektors, die in der vorliegenden Schaltung in erster Linie durch den Widerstand 56, die Kennlinie der Detektorröhre 51 und die Größe des Kondensators C bestimmt ist. Da

ίο der Detektor in der Rückkopplungsschaltung liegt, ist seine Zeitkonstante l/μ /frnal so groß wie die gewünschte Klemm-Zeitkonstante.

Bei der Entladungsröhre 52 ist durch den Widerstand 55 aus mehreren Gründen eine Kathoden-Gegenkopplung vorgesehen. In erster Linie verringert sie die Verstärkung dieser Röhre, so daß die Übertragung der Spitzenwertschwankungen der Synchronimpulse hauptsächlich durch die obere Röhre 51 geschieht. Wenn die Verstärkung dieser beiden Röhren nämlich genau ausgeglichen wäre, würde der Kondensator C keine Ladung durch eine niederfrequente Verzerrung erhalten. Zweitens stellen die beiden Röhren Verstärker im Rückkopplungskreis der Klemmschaltung dar. Auf Grund der Art ihrer Schaltung ist die Detektorröhre 51 ein negatives Rückkopplungselement und die Entladungsröhre 52 ein positives Rückkopplungselement. Die resultierende Rückkopplung muß selbstverständlich negativ sein, damit der Kreis stabil ist. Diese Gegenkopplung ist daher zur Verhinderung von Kreisschwingungen notwendig.

Der Kopplungsverstärker 15 ist im wesentlichen derselbe wie der bei Fig. 4 beschriebene. Die festgestellte Verzerrung am Kondensator C bewirkt einen Gleichstrom, der über einen aus den Widerständen 61, 62 und 63 bestehenden Spannungsteiler ans Gitter der Röhre 21 gelangt. Der Kondensator 60 koppelt die höheren Frequenzen an das Gitter dieser Röhre. Dieser Spannungsteiler läßt einen Teil der Ladung des Kondensators C abfließen, jedoch wird diese Entladung durch die an den Kondensator über den Widerstand 64 angelegte positive Vorspannung kompensiert, welche die Ladung mit der gleichen Geschwindigkeit ersetzt. Wie in Fig. 4 ist das Hüllkurvensignal ferner wechselstrommäßig an eine zweite Röhre 25 angekoppelt, die eine niederfrequente Verstärkungsanhebung in einem Band vorsieht, das am unteren Ende durch den Kopplungskondensator 26 und die Gitterableitwiderstände 65 und 63 und am oberen Ende durch den Widerstand 28 und den Kondensator 29 bestimmt ist. Diese Stufe trägt daher zur Kennlinie der Rückkopplung eine zweite Sperre von 6 db je Oktave in einem Bereich niedriger Frequenzen bei, der zu der durch den Detektor hervorgebrachten Sperre hinzukommt, und hat die Tendenz, die restliehe Verzerrung in dem resultierenden übertragenen Signal zu verringern. Diese Schaltung dämpft in der Tat den Stufencharakter der festgestellten Hüllkurve durch Dämpfung der höheren Frequenzen, die durch die getastete Natur des Signals entstehen. Der Widerstand 66 fügt der Röhre 25 einen kleinen Betrag an Gegenkopplung hinzu. Dieser Widerstand ist durch einen Kondensator 60 überbrückt, um die Verstärkungsanhebung weiter zu vergrößern.

Der am Ausgang der Ausgangsröhre 22 sich ergebende Hüllkurvenstrom durchläuft eine Gasdiode 67 und einen Reihenwiderstand 68, die durch einen Kondensator 69 überbrückt sind, und gelangt dann zu den Leitungsabschlüssen. Die Zündanode ist über einen Vorwiderstand 70 an die positive Batterieklemme angeschlossen. Diese Röhre schließt den Gleichstrom-

kopplungskreis vom Ausgang zum Eingang, der zur Vorspannungsstabilisierung innerhalb des Klemmschaltungskreises erforderlich ist. Da die Gasdiode eine niederfrequente Einrichtung ist, wird der Überbrückungskondensator 69 benötigt, um die Kopplung für die höheren Frequenzen zu ermöglichen.

Diese Ausgangskopplungsanordnung überträgt die niederfrequenten Ströme der Mischröhre 22 auf die Leitungsabschlüsse. Diese Hüllkurvenströme induzieren in den Abschlüssen die Hüllkurvenspannung mit richtiger Phase und Amplitude derart, daß die ursprüngliche Verzerrung unterdrückt wird.

In der ersten Stufe ist eine hochfrequente Anhebung im Kathodenkreis vorgesehen. Ein Widerstand 71 bewirkt eine örtliche Gegenkopplung für die Röhre 41, jedoch verringert der Kondensator 72 diese Gegenkopplung bei hohen Frequenzen. Die auf diese Weise geschaffene Anhebung ist mit Absicht etwas größer als erforderlich, sie wird dann durch Einstellen eines veränderbaren Kondensators 73 verringert, der zwisehen die Anode der Röhre 41 und Erde geschaltet ist. Diese zusätzliche Kapazität wirkt der Anhebung entgegen, indem sie die Grenzfrequenz zwischen den Stufen verringert, sie wird auf optimale Übertragung der Synchronimpulse eingestellt.

Da die Klemmschaltung im wesentlichen ein Rückkopplungsverstärker ist, müssen die üblichen Kriterien für die Stabilität eingehalten werden. Geeignete Verstärkungs- und Phasenspielräume sind in den Übergangsbereichen der Rückkopplungskennlinie vorgesehen. Vom Standpunkt der Stabilität aus wird die niederfrequente Verstärkungsanhebung im wichtigsten Arbeitsfrequenzbereich ohne Überschreiten der notwendigen Phasen- und Verstärkungsspielräume bei den höheren Frequenzen erreicht.

Die Kennlinie für die soeben beschriebene Klemmschaltung ist die Kurve C in Fig. 5. Wenn der Kondensator 46 weggelassen wäre oder die Eingangs- und Ausgangsleitungen getrennt über einzelne Kapazitäten an die Klemmschaltung angekoppelt wären, würde ihre Kennlinie die Kurve D sein. Für eine spezielle Anwendung genügte die durch diese Kennlinien dargestellte Verbesserung, insbesondere im Bereich von 60 bis 2000 Hz, den Anforderungen des Betriebs. Die Verbesserung kann jedoch auf höhere Frequenzen ausgedehnt werden, indem die durch den Verstärker 25 geschaffene Grenze der niederfrequenten Verstärkungsanhebung verstellt wird, z. B. durch Einstellung einer der beiden Kondensatoren 29 oder 60. Theoretisch können die Vorteile der Klemmung bis zur halben Zeilenfrequenz ausgedehnt werden, wenn auch das Stabilitätskriterium im allgemeinen eine bedeutende Störungsverringerung auf mehrere 1000 Hz begrenzt.

Wenn auch die Erfindung an Hand spezieller Ausführungen beschrieben wurde, so sind diese jedoch nicht als Beschränkungen anzusehen, da dem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann andere Ausführungen und Abänderungen leicht einfallen werden. Zum Beispiel kann die Klemmschaltung bei symmetrischen Video-Übertragungsleitungen statt wie hier bei unsymmetrischen Koaxialleitungen verwendet werden. Für symmetrischen Betrieb sind selbstverständlich Gegentakt- oder symmetrische Eingangsund Ausgangs stufen notwendig.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von niederfrequenten Störspannungen in Signalen, die wesentliche niederfrequente Komponenten unterhalb 100 Hz aufweisen, insbesondere in Fernsehsignalen, die aus Bildinformation und Synchronimpulsen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungskreis mit seinem Ein- und Ausgang an eine und dieselbe Stelle der Übertragungsleitung angeschlossen ist, der Mittel zur Gewinnung eines getasteten Abbildes der Störspannung und zu dessen gegenphasiger Wiederzuführung zum gestörten Signal enthält und auf Grund seiner Kupplungsmittel die niederfrequenten Anteile der Korrekturspannung gegenüber den höherfrequenten Anteilen bevorzugt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel einen Verstärker mit frequenzabhängigen Schaltelementen enthalten, welche den Verstärkungsgrad im Bereich der niederfrequenten Anteile der Korrekturspannung in bezug auf die Verstärkung der höherfrequenten Anteile anheben.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel aus zwei parallelen Wegen bestehen, von denen der eine so aufgebaut ist, daß er alle Frequenzanteile der Korrekturspannung im wesentlichen gleichmäßig überträgt, während der andere Weg Mittel zur Bevorzugung derjenigen Anteile der Korrekturspannung enthält, deren Frequenz gleich oder kleiner als die halbe Wiederholungsfrequenz der Synchronimpulse des Signals ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Anwendung auf Fernsehsignale, bei denen die Synchronimpulse bei Nichtvorhandensein einer Störspannung eine konstante Amplitude haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Gewinnung eines getasteten Abbildes der Störspanmmg aus einem Hüllkurven-Detektor zur Feststellung der niederfrequenten Änderungen der Amplitude der Synchronimpulse bestehen und daß die Kopplungsmittel einen ersten Verstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang des Hüllkurven-Detektors gleichstrommäßig gekoppelt ist, sowie einen zweiten Verstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang des Hüllkurven-Detektors wechselstrommäßig gekoppelt ist und der einen verringerten Verstärkungsgrad für Frequenzen oberhalb der halben Wiederholungsfrequenz der Synchronimpulse hat, und schließlich Mittel zur Vereinigung der Ausgänge des ersten und des zweiten Verstärkers enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 697 966;
»Hausmitteilungen der Fernseh GmbH«, 1940,
Heftl, S. 12 bis 16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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