DE1085911B - Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Regelsignals - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Regelsignals in Abhängigkeit vom Phasenunterschied zwischen einem Steuersignal und einem Vergleichssignal, welche aus wenigstens zwei Gleichrichtern mit ihren zugeordneten Schaltelementen besteht, wobei die Summe der beiden Signale einer Eingangsklemme des einen und die Differenz einer Eingangsklemme des anderen Gleichrichters zugeführt wird, und die beiden Ausgangsklemmen der Gleichrichter mit einem Ausgangskondensator gekoppelt sind. Eine solche Schaltungsanordnung ist als Phasendetektor verwendbar, bei dem das Vergleichssignal einem von einem Ortsoszillator herrührenden Signal und die Steuerschwingung dem Eingangssignal entnommen wird. Mittels des am Ausgangskondensator entwickelten Regelsignals kann der Oszillator nachgeregelt werden, so daß zwischen dem Steuersignal und dem Vergleichssignal nur ein geringer Phasenunterschied verbleibt.

Bei den bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art werden sowohl die Summe als auch die Differenz der Steuer- und Vergleichssignale je über einen Kondensator und einen Widerstand zugeführt, so daß ein Gleichrichter die Summe und der andere Gleichrichter den Unterschied gleichrichtet.

Die Zeitkonstante des einem Gleichrichterelement zugeordneten Kondensators und Widerstandes ist gering, z. B. gleich einer oder weniger Perioden der Steuerschwingung, so daß jeder Kondensator sich über den zugehörigen Widerstand schnell entladen kann; die Entladezeit bedingt die Einfanggeschwindigkeit des Gleichrichters. Besteht ein gewisser Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen, so entsteht eine Regelspannung am Ausgangskondensator. Wenn infolge einer äußeren Störung die Steuerschwingung während einiger Perioden verschwindet, so können die beiden Kondensatoren sich schnell entladen, worauf auch der Ausgangskondensator, entsprechend dem Vorzeichen der an ihm entwickelten Spannung, sich über dem einen oder den anderen Gleichrichter entlädt. Folglich fällt die Regelspannung weg und ändert sich die Frequenz des Oszillators.

Dies ist unerwünscht, denn die Regelspannung soll beim Wegfallen der S teuer schwingung solange wie möglich ihren Wert beibehalten, so daß der Oszillator in der bisherigen Frequenz der Steuerschwingung weiterschwingt.

Um dies zu erreichen, weist die Schaltungsanordnung nach der Erfindung das Merkmal auf, daß die Schaltelemente aus wenigstens einem Trennkondensator bestehen, der samt der scheinbaren Parallelschaltung zweier an sich bekannter und gleichfalls zu den Schaltelementen gehöriger, in Reihe zwischen den beiden Gleichrichtern liegender Widerstände ein Einfangs-Schaltungsanordnung
zum Erzeugen eines Regelsignals

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebexgstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 30. September 1958

Wouter Smeulers, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

netzwerk mit einer Zeitkonstante darstellt, die größer, z. B. 5- bis lOmal größer ist als eine Periode des Steuersignals, und gleichzeitig eine Hilfsspannungsquelle vorgesehen ist, derart und mit einem solchen Vorzeichen, daß beim Wegfallen des Steuersignals die beiden Gleichrichter gesperrt werden.

Eine mögliche Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In

Fig. 1 ist ein bekannter Phasengleichrichter der Art dargestellt, wie er in Fernsehempfängern Anwendung findet, und in

Fig. 2 ist die nach der Erfindung verbesserte Schaltungsanordnung dargestellt.

In Fig. 1 wird das dem Videosignal entnommene Synchronisiersignal 1, das hier die Funktion einer Steuerschwingung erfüllt, über den Transformator 2 der Gleichrichterschaltung zugeführt, die aus dem Gleichrichtelement 3 mit dem zugehörigen Kondensator 4 und Widerstand 5 und aus dem entgegengesetzt geschalteten Gleichrichtelement 6 mit dem zugehörigen Kondensator 7 und Widerstand 8 besteht. Der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 2 wird das Vergleichssignal 9 zugeführt, das einer vom Ortsoszillator herrührenden Spannung entnommen ist. Das Signal 9 kann z. B. durch Differentiierung einer dem Zeilenausgangstransformator entnommenen Spannung erzielt werden. Die Spannung am Zeilenausgangstransformator entsteht dadurch, daß dieser Transformator im Ausgangs-

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kreis eines Verstärkerelementes liegt, welches seinerseits von der vom Ortsoszillator herrührenden Spannung gesteuert wird.

Das Signal 1 wird vom Transformator 2 transformiert, so daß Signale 10 und. 11 mit entgegengesetztem Vorzeichen entstehen. Die Summenspannung der Signale 9 und 1 entsteht durch Summierung der Signale 9 und 10; diese Summenspannung wird über den Kondensator 4 dem Gleichrichtelement 3 zugeführt. Die Differenzspannung der Signale 9 und 1 entsteht durch Summierung der Signale 9 und 11; diese Differenzspannung wird über den Kondensator 7 dem Gleichrichtelement 6 zugeführt. Besteht kein Phasenunterschied zwischen den Signalen 9 und 1, so haben die den Gleichrichtern 3 und 6 zugeführten Spannungen gleiche, jedoch entgegengesetzte Amplituden, so daß am Ausgangskondensator 12 keine Regelspannung gebildet wird. Die mit dem Kondensator 12 über die Leitung 13 und eine etwaige Reaktanzschaltung verbundene Oszillatorschaltung schwingt dann in ihrer Eigenfrequenz mit der von ihr selbst bedingten Phase, die in diesem Falle derjenigen der Steuerschwingung 1 entspricht.

Sind dagegen die Phasen der Signale 1 und 9 verschieden, so wird am Kondensator 12 entweder eine positive oder eine negative Regelspannung entwickelt, in Abhängigkeit vom Umstand, ob die Amplitude des dem Gleichrichtelement 3 zugeführten Signals oder die Amplitude des dem Gleichrichtelement 6 zugeführten Signals vorherrscht. Der Oszillator wird dabei nach der anderen Seite nachgeregelt.

Wie eingangs bereits erklärt wurde, ist die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 4 und dem Widerstand 5 bzw. aus dem Kondensator 7 und dem Widerstand 8 bestehenden Netzwerkes nahezu gleich einigen Perioden der Steuerschwingung 1. Daher können in den beiden Netzwerken, wenn infolge einer äußeren Störung die Steuerschwingung während einiger Perioden verschwindet, die Kondensatoren 4 und 7 sich über die Widerstände 5 und 8, über Erde, die das Signal 9 liefernde Schaltung, die Mittelanzapfung an der Sekundärwicklung des Transformators 2 und diese Wicklung schnell entladen. Sind die erwähnten Kondensatoren einmal entladen, so werden auch die Gleichrichtelemente 3 und 6, die von den Spannungen an diesen Kondensatoren gesperrt waren, entsperrt, so daß, wenn am Kondensator 12 eine bestimmte Ladung entwickelt war, diese Ladung über das Gleichrichtelement 3 und den Widerstand 5 abfließen kann, wenn die am Kondensator 12 entwickelte Regelspannung negativ war, oder über das Gleichrichtelement 6 und den Widerstand 8, wenn diese Regelspannung positiv war.

Dieses Abfließen kann bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung nach der Erfindung vermieden werden. Dazu ist der Gleichrichterkreis derart bemessen, daß die Gleichrichterelemente 3 und 6 während einer bestimmten Zeit gesperrt bleiben, wenn durch äußere Störung einige Perioden der Steuerschwingung 1 wegfallen sollten. Dies wird dadurch erreicht, daß in erster Linie die Zeitkonstante der den Gleichrichtern 3 und 6 zugehörigen i?C-Elemente groß, z. B. 500- bis 5000mal größer als eine Periode der Steuerschwingung 1 gewählt wird.

Diese Wahl wird im wesentlichen durch die zu erwartende maximale Dauer des Wegfallens der Steuerschwingung bedingt. Dazu sind die beiden Kondensatoren 4 und 7 durch einen viel größeren Kondensator 14 ersetzt, wofür z. B. ein Elektrolytkondensator von S μΡ gewählt werden kann, und das Vergleichssignal 9 wird über einen Trennkondensator 15 der erwähnten Mittelanzapfung zugeführt. Dabei muß die Zeitkonstante des Kondensators 15 mit den scheinbar parallel geschalteten Widerständen 5 und 8 (für den Einfangvorgang ist die Impedanz von 14 sehr klein, und der Kondensator 15 kann sich sowohl über den Widerstand 5 als auch über den Widerstand 8 entladen) etwa gleich der von 4 und 5 oder der von 7 und 8 sein. Der Phasendetektor nach Fig. 2 erhält dann die gleiche Einfangsgeschwindigkeit wie der nach Fig. 1. Gewünschtenfalls kann das Signal 9 auch über den Kondensator 15 und den Verbindungspunkt der Widerstände 5 und 8 zugeführt werden. Die erwähnte Mittelanzapfung an der Sekundärwicklung des Transformators 2 wird dann an Erde gelegt. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Transformator 2 durch einen Phasenumkehrschalter in Form einer Entladungsröhre ersetzt wird. Durch die gemeinsame Wirkung der Signale 9, 10 und 11 erhält der Kondensator 14 stets eine solche Ladung, daß der mit der Anode des Gleichrichtelements 3 verbundene Belag gegenüber dem mit der Sekundärwicklung des Transformators 2 verbundenen Belag negativ wird. Letzterer Belag ist über diese Sekundärwicklung für Gleichstrom unmittelbar mit der Kathode des Gleichrichtelements 6 gekoppelt. Die beiden Gleichrichter werden daher von der am Kondensator, 14 herrschenden Spannung gesperrt. Wie oben bereits erwähnt, ist die Zeitkonstante des Kondensators 14 mit den Widerständen 5 und 8 sehr groß gegenüber einer Periode der Steuerschwingung 1, und da die Entladung des Kondensators 14 durch das Anbringen des Kondensators 15 dann nur über die erwähnte Sekundärwicklung und die Widerstände 5 und 8 erfolgen kann, dauert es nach dem Wegfallen der Steuerschwingung immer 500 bis 5000 Perioden, bevor der Sperrzustand der Gleichrichter 3 und 6 beseitigt ist. Während dieser Zeitperiode kann also die Ladung am Kondensator 12 über keinen der beiden Gleichrichter abfließen. Auf diese Weise ist erreicht, daß beim Verschwinden der Steuerschwingung die Regelspannung während einer durch die Zeitkonstante des Kondensators 14 und der Widerstände 5 und 8 bedingten Zeit aufrechterhalten wird, so daß auch die Oszillatorfrequenz sich während dieser Zeit nicht ändert.

Es ist einleuchtend, daß nicht durchaus ein einziger Kondensator die Aufgabe der beiden Kondensatoren 4 und 7 von Fig. 1 übernehmen muß. Auch bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 lassen sich zwei Kondensatoren verwenden. Wesentlich ist nur, daß die Gesamtentladezeit der beiden Kondensatoren sehr groß gegenüber einigen Perioden der Steuerschwingung 1 ist, so daß auch in diesem Falle dafür Sorge getragen werden kann, daß die Gleichrichter 3 und 6 lange genug gesperrt bleiben.

Man könnte also die Kondensatoren 4 und 7 gegebenenfalls auch durch eine zusätzliche Spannungsquelle ersetzen, welche derart in der Schaltung angebracht ist, daß beim Wegfallen der Steuerschwingung die Gleichrichter 3 und 6 gesperrt werden. Der Kondensator 15 fängt dann wieder die durch Phasenunterschiede zwischen der Steuer- und Vergleichsschwingung auftretenden Spannungsänderungen auf. Die von der zusätzlichen Spannungsquelle gelieferte Spannung muß aber kleiner sein als die Amplitude der Summenspannungen von 9 und 10 und von 9 und 11 bei einem Phasenunterschied gleich Null zwischen der Steuer- und Vergleichsschwingung, da sonst die Gleichrichter 3 und 6 erst bei einem stark von der Nullage abweichenden Phasenunterschied gesperrt

werden würden. Da beim Empfang verschiedener Sender die Amplituden der S teuer schwingungen voneinander abweichen können und außerdem eine unendliche lange Sperrzeit der Gleichrichter 3 und 6 nach dem Wegfallen der Steuerschwingung nicht erforderlieh ist, kann das gestellte Ziel bereits durch das Anbringen eines oder zweier Kondensatoren hinreichender Größe erzielt werden.

Weiterhin sei bemerkt, daß auch mehr als zwei Gleichrichtelemente, z. B. vier, in einem solchen Phasendetektor angebracht werden können. Dabei muß auch die Zahl der zugehörigen i?C-Elemente gegenüber dem Phasendetektor mit zwei Gleichrichtern vergrößert werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Regelsignals in Abhängigkeit vom Phasenunterschied zwischen einem Steuersignal und einem Vergleichssignal, welche aus wenigstens zwei ao Gleichrichtern mit ihren zugeordneten Schaltelementen besteht, wobei die Summe der beiden Signale einer Eingangsklemme des einen und die Differenz einer Eingangsklemme des anderen Gleichrichters zugeführt wird und die beiden Aus- as gangsklemmen der Gleichrichter mit einem Ausgangskondensator gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente aus wenigstens einem Trennkondensator bestehen, der samt der scheinbaren Parallelschaltung zweier an sich bekannter und gleichfalls zu den Schaltelementen gehöriger, in Reihe zwischen den beiden Gleichrichtern liegender Widerstände ein Einfangsnetzwerk mit einer Zeitkonstante darstellt, die größer, z. B. 5- bis lOmal größer ist als eine Periode des Steuersignals, und auch eine Hilfsspannungsquelle vorgesehen ist, derart und mit einem solchen Vorzeichen, daß beim Wegfallen des Steuersignals die beiden Gleichrichter gesperrt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungsquelle aus wenigstens einem großen Kondensator besteht, der durch das Anbringen des Trennkondensators sich nur über die beiden in Reihe liegenden Widerstände entladen kann, und die Zeitkonstante dieses großen Kondensators und der beiden Widerstände viele Male größer, z. B. 500- bis 5000mal größer ist als eine Periode der Steuerschwingung.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse (1) über die Sekundärwicklung eines Transformators (2) einem Phasendiskriminator zugeführt werden, wobei das eine Ende der Sekundärwicklung über einen großen Kondensator (14) mit einer Elektrode einer ersten Diode (3) verbunden ist, während das andere Ende dieser Sekundärwicklung direkt mit der entgegengesetzten Elektrode einer zweiten Diode (6) verbunden ist und wobei die genannten Elektroden der Dioden über die zum Eingangsnetzwerk gehörende Reihenschaltung zweier Widerstände (5, 8), deren Verbindungspunkt an Erde gelegt ist, miteinander verbunden sind, während das Vergleichssignal (9) über den Trennkondensator (15) der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung zugeführt wird, und wobei die übrigbleibenden Elektroden der Dioden (3, 6) miteinander verbunden sind, welcher Verbindungspunkt über einen Kondensator (12) an Erde gelegt ist und von welchem Verbindungspunkt die Regelspannung entnommen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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