DE1537993B2 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer halbzeilenfrequenten steuerschwingung fuer den zeilenumschalter eines farbfernseh empfaengers - Google Patents
Schaltungsanordnung zum erzeugen einer halbzeilenfrequenten steuerschwingung fuer den zeilenumschalter eines farbfernseh empfaengersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung
zum Steuern eines zeilenfrequenten Schalters in einem Farbfernsehempfänger mit mehreren
Farbdemodulatoren, von denen mindestens einer von Zeile zu Zeile zwischen zwei Betriebszuständen
entsprechend einer bestimmten zeilenfrequenten Änderung von empfangenen Eingangssignalen des Empfängers umzuschalten ist, mit einer
durch Zeilenimpulse gespeisten, die halbzeilenfrequente Steuerschwingung liefernden Kippschaltung
und einer mit der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung und einer aus dem empfangenen Signal
gewonnenen halbzeilenfrequenten Spannung gespeisten Diskriminatorschaltung, die eine Phasenregelspannung
an eine Torschaltung liefert, mit der die Phase der Steuerschwingung änderbar ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Einhaltung des richtigen Betriebszustandes
des Umschalters in einem PAL-Decoder. Die Erfindung läßt sich jedoch auch auf die
Synchronisation des Umschalters in einem SECAM-Decoder verwenden..
Beim PAL-Farbfernsehsystem wird die (R-Y)-Trägerkomponente
im Coder von Zeile zu Zeile um 180° in der Phase umgeschaltet. Diese Umschaltung muß
ίο bei der Wiedergewinnung der (R-Y)-Komponente im
Decoder rückgängig gemacht werden. Die bekannten PAL-Farbfernsehempfänger enthalten hierfür einen
Umschalter, der von der Horizontalablenkschaltung gesteuert wird, da diese eine sehr unempfindliche
Quelle für zeilenfrequente Impulse darstellt. Es ist einleuchtend, daß irgendwelche Maßnahmen vorgesehen
sein müssen, um zu gewährleisten, daß die Umschalter im Coder und im Decoder phasengleich
arbeiten, da sonst statt der gewünschten +(R-Y)-Komponente fälschlich die — (R-Y)-Komponente erhalten
würde, und umgekehrt.
Die für die Phasensynchronisation des Decoder-Umschalters erforderliche Information ist im Farbsynchronsignal
(im folgenden kurz »Burst«) entha^-
ten, dessen (R-Y)-Komponente ebenfalls zeilenweise* um 180° in der Phase umgeschaltet wird. Für eine
Zeile, in der die (R-Y)-Brustkomponente beispielsweise positiv ist, muß der Umschalter im Empfänger
in einem solchen Betriebszustand bzw. solcher Phase arbeiten, daß dem (R-Y)-Synchrondemodulator ein
positives (R-Y)-Farbträger-Bezugssignal zugeführt wird.
PAL-Empfänger enthalten gewöhnlich, genau wie NTSC-Empfänger, einen Farbträgeroszillator, der
durch den Burst synchronisiert wird. Obwohl die Phasenlage der (R-Y)-Komponente des Bursts beim
PAL-System von Zeile zu Zeile um 180° wechselt, hat dies wegen der hohen effektiven Güte des synchronisierten
Oszillators keinen Einfluß auf den wiederhergestellten Farbträger, so daß dessen Phase
wie beim NTSC-System konstant bleibt. Wenn man also den wiedergewonnenen Farbträger mit geeigneter
Phasenlage einem getrennten Synchrondemodulator zuführt, der außerdem mit dem Burst gespeist wird,
erhält man ein Demodulatorausgangssignal, das aus Impulsen besteht, deren Polarität von Zeile zu Zeile
zwischen einem positiven und einem negativen Wert wechselt, wie in F i g. 1 a der Zeichnung dargestellt
ist. Wenn man diese Impulse integriert, erhält man eine näherungsweise rechteckige Schwingung, wie sie
in F i g. Ib dargestellt ist.
Bei Verwendung einer Phasenregelschleife zur Steuerung des Oszillators kann die in F i g. 1 b dargestellte
Rechteckschwingung praktisch einfach vom Demodulator 13 der Phasenregelschleife des durch
eine veränderliche Reaktanz 15 frequenzgeregelten Oszillator 11 selbst abgenommen werden. Bei einer
solchen Schaltungsanordnung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, benötigt man dann also keinen getrennten
Synchrondemodulator. Wegen der hohen Impedanz wird bei der dargestellten Schaltung eine Bootstrap-Emitterfolgerschaltung
23 zur Erzeugung des Nutzausgangssignals verwendet.
Die in der oben beschriebenen Weise erzeugte Rechteckschwingung 10 kann zu Identifikationszwecken, also zur Phasensteuerung des Umschalters
dienen. Man kann sie also beispielsweise an Stelle von Horizontalimpulsen direkt zur Steuerung des
Umschalters verwenden. Andererseits kann sie auch nur dazu benutzt werden, ein phasenrichtiges Arbeiten
des Umschalters zu gewährleisten. Beide Verfahren sind jedoch sehr anfällig gegen Störsignale
und lassen sich daher in der Praxis nicht unmittelbar verwenden. Es ist daher bekannt, die Rechteck-Schwingung
von der Phasenregelschleifj»abzunehmen, und sie durch einen Kreis hoher Güte Zu leiten, bevor
sie dem Umschalter als Korrektur- oder Steuersignal zugeführt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die
erforderlichen hohen Güten nur mit Hilfe teuerer Induktivitäten erhalten werden können. Es ist zwar
weiterhin bekannt, die Güte durch eine Mitkopplung zu erhöhen, hierbei treten dann jedoch Stabilitäts-Probleme
auf. Bei einer Weiterentwicklung der letztgenannten Maßnahme wird die Mitkopplung so weit
erhöht, daß Schwingungen auftreten, wobei dann die Güte unendlich wird. Hierbei treten jedoch Schwierigkeiten
hinsichtlich der Frequenzstabilität auf.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wurde bereits im älteren deutschen Patent
1 263 820 vorgeschlagen, wobei die Kippschaltung ein durch zeilenfrequente Impulse synchronisierter,
frei schwingender Oszillator ist. In diesem Patent wird erwähnt, daß der auf der halben Zeilenfrequenz
schwingende Oszillator »ein durch die Zeilenrücklaufimpulse gesteuertes Flip-Flop« sein kann. Damit
eine falsche Phasenlage der Oszillatorschwingung korrigiert werden kann, ist dem Synchronisiereingang
des Oszillators in der vorgeschlagenen Anordnung eine Torschaltung vorgeschaltet, die bei falscher
Phasenlage gesperrt wird. Der dann frei schwingende Oszillator ändert seine Phase so lange, bis bei riehtiger
Phase die Synchronisierung wieder eingeschaltet wird.
Im Gegensatz hierzu besteht die Erfindung darin, daß bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten
Art die Torschaltung bei falscher Phasenlage der Steuerschwingung ein die Phasenlage
änderndes Signal an einen weiteren Eingang der Kippschaltung abgibt. Bei der Kippschaltung handelt
es sich, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, um einen bistabilen Multivibrator. Das die
Phasenlage ändernde Signal kann beispielsweise ein die bistabile Kippschaltung stillsetzender Spannungswert
sein, der über eine bei falscher Phasenlage leitende Diode an die Kippschaltung angelegt wird.
Erfahrungen mit NTSC-Empfängern haben gezeigt,
daß Farbsperren, die mit einem Synchrondemodulator arbeiten, ein sehr günstiges Verhalten gegenüber
Störsignalen zeigen, d. h., daß diese bekannten Schaltungen eine Gleichspannung liefern, die eine sehr
zuverlässige Anzeige des Synchronisationszustandes des synchronisierten Oszillators darstellt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Technik auf eine PAL-Identifikationsschaltung angewandt,
um eine Gleichspannung zu erzeugen, die eine zuverlässige Anzeige des Betriebszustandes des Um-Schalters
darstellt.
Eine hierfür geeignete Schaltungsanordnung ist in F i g. 3 dargestellt. Bei dieser Schaltungsanordnung
wird die Rechteckschwingung 10, die vorzugsweise durch eine Schaltung gemäß F i g. 2 erzeugt wird,
einer Seite eines Phasendemodulators 12 zugeführt, während die andere Seite mit einem Gegentaktaus- G5
gangssignal von einer zwei Transistoren 41, 43 enthaltenden Flip-Flop-Schaltung 40 zur Steuerung des
Empfänger-Umschalters od. dgl., die von der nicht dargestellten Horizontalablenkschaltung gesteuert
wird, gespeist wird. Durch Trennwiderstände 51, 55, deren Wert in der Praxis 10 kOhm betragen kann,
wird verhindert, daß Störungen vom Rechteckschwingungseingang 18 zum Umschalter 14 gelangen. Den
Widerständen 51, 55 sind Blockkondensatoren 53 bzw. 57 in Reihe geschaltet. Geeignete Eingangsspannungen
(gemessen von Spitze zu Spitze) sind 10 V für die Rechteckschwingung 10 und 20 V für
die Rechteckschwingung vom Umschalter 14.
Wenn das Flip-Flop 40 im Betriebszustand A bezüglich der Eingangs-Rechteckschwingung 10 arbeitet,
tritt an der unteren Diode 37 des Synchrondemodulators 12 ein größerer Spannungshub auf als an der
oberen Diode 35, und da die Ausgangsklemme D mit der Kathode der Diode 37 gekoppelt ist, tritt eine
negative Ausgangsgleichspannung auf. In entsprechender Weise tritt bei der Betriebsart B eine positive
Ausgangsgleichspannung auf. Die Polarität der Ausgangsgleichspannung kann durch Umpolen der
Dioden umgekehrt werden.
Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Ausgangsgleichspannung
etwa 5 V, und ihre Polarität hängt vom %-Betriebszustand
des Flip-Flops 40 ab. Wenn der '* Rechteckschwingung 10 Störungen überlagert sind;
treten Schwankungen der Ausgangsgleichspannung um den 5-V-Pegel auf, die sich aus statistischen
Gründen bei unendlicher Zeitkonstante aufheben würden. Bei der im vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendeten Zeitkonstante von etwa 10 ms im Gleichstrom-Ausgangskreis treten bei einem Signal,
das so stark gestört ist, daß es nicht verwendet werden kann, nur Schwankungen von etwa 1 V auf. Dies
erfolgt daraus, daß die Periodendauer der Rechteckschwingung nur 128 μβ, d. h. etwa 1ZeO der Zeitkonstante
des Gleichstrom-Ausgangskreises beträgt.
Nachdem nun eine zuverlässige Anzeigegleichspannung für den binären Betriebszustand zur Verfügung
steht, ergibt sich als nächstes das Problem, wie man mit dieser Spannung nötigenfalls den Betriebszustand
korrigieren kann. Wie dies geschehen kann, wird an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert, die in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellt sind.
Bei der in F i g. 4 dargestellten Schaltungsanordnung wird die Steuergleichspannung vom Ausgang D
des in F i g. 3 dargestellten Phasendemodulators 12 der Basis 70S eines Verstärkertransistors 70 zugeführt.
Dem Emitter 70 E dieses Transistors wird ein in positiver Richtung verlaufender Impuls 74 von der
Vertikalablenkschaltung zugeführt, so daß bei leitendem Transistor 70 an dessen Kollektor 70 C ein positiver
Impuls auftritt, dessen Amplitude etwa 10 Vss
beträgt. Wenn die Steuergleichspannung an der Basis 7OB positiv ist, was dem falschen Betriebszustand
des Umschalters entspricht, leitet der Transistor, und eine mit dem Kollektor 70 C verbundene Diode 80
wird mit einer in Flußrichtung gepolten Vorspannung von 10 V beaufschlagt. Dabei wird dann dem an eine
Ausgangsklemme 86 angeschlossenen Flip-Flop. 40 ein Vertikal-Impuls von 10 V Amplitude zugeführt,
wodurch das Flip-Flop in den richtigen Betriebszustand umgeschaltet wird. Wenn das Flip-Flop im
richtigen Betriebszustand arbeitet, wird die Steuergleichspannung an der Basis 70B negativ, der Transistor
sperrt, und die Diode wird mit einer 10 V betragenden Sperr-Vorspannung beaufschlagt, so daß
kein Signal zum Flip-Flop 40 gelangen kann, auch wenn die Steuergleichspannung von Störungen überlagert
ist. Die Störungen können zwar zum Flip-Flop gelangen, wenn dieses im falschen Betriebszustand
arbeitet, dies spielt jedoch keine Rolle.
F i g. 5 zeigt eine röhrenbestückte Abwandlung der Schaltung nach F i g. 4, die auf derer gleichen Prinzip
wie letztere arbeitet, mit der Ausnähme, daß wegen der Vorspannungen ein in negativer Richtung verlaufender
Vertikal-Impuls 74' verwendet wird. Für Schaltungselemente, die ihr Äquivalent in F i g. 4
haben, sind in F i g. 5 die gleichen Bezugszeichen verwendet, denen jedoch ein Akzent angefügt wurde.
Selbstverständlich kann man auch die in F ig. 4 dargestellte Transistorschaltung mit negativen Vertikal-Impulsen
speisen, wenn man einen pnp-Transistor verwendet und die Betriebsspannungsquelle sowie
die Diode umpolt.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele arbeiten alle sowohl als Gleichspannungsverstärker als auch
als Torschaltungen, so daß selbst beim Auftreten stärkster Störungen eine vollständige Trennung des
ganzen Identifikationskreises vom Umschalter gewährleistet ist, wenn letzterer im richtigen Betriebszustand
arbeitet. Bei den bekannten Schaltungen ist dies gewöhnlich nicht der Fall, und auch mäßige
Störungen können eine unerwünschte Änderung des Betriebszustandes des Umschalters verursachen.
Eine weitere Abwandlung der vorliegenden Schaltungsanordnung, die nach einem ganz anderen Prinzip
arbeitet, ist in F i g. 6 dargestellt. Bei dieser Schaltung wird kein Vertikal-Impuls benötigt. Der Transistor
90 wird etwas in Sperr-Richtung vorgespannt, um zu gewährleisten, daß er nicht leitet, wenn die
seiner Basis von der Klemme D zugeführte Steuergleichspannung Null ist.
Im richtigen Betriebszustand ist die Steuergleichspannung negativ, und die Diode 97 ist in Sperr-Richtung
vorgespannt. Die an eine Ausgangsklemme 96 angeschlossene Basis des Transistors 43 (F i g. 3)
im Flip-Flop 40 wird dann nicht belastet, und das Flip-Flop arbeitet normal. Wenn jedoch das Flip-Flop
im falschen Betriebszustand arbeitet, ist die an der Basis des Transistors 90 liegende Steuerspannung
positiv, und der Transistor 90 leitet. Die Diode 97 leitet dann ebenfalls und verhindert ein Arbeiten des
Flip-Flops. Dies bedeutet aber, daß die Gegentakt-Eingangsspannung für den Phasendemodulator 12
(F i g. 3) verschwindet und die Steuerspannung auf Null abfällt, wodurch der Transistor 90 dann gesperrt
wird.
Die Diode 97 wird dann wieder in Sperr-Richtung vorgespannt, die Belastung des Transistors 43 verschwindet,
und dieser kann wieder zu arbeiten beginnen. Das Flip-Flop wird also automatisch aus-
und eingeschaltet, bis es im richtigen Betriebszustand arbeitet. In der Praxis dauern diese Vorgänge nur
wenige Millisekunden, und sie sind praktisch nicht wahrnehmbar. Die letztgenannte Schaltungsanordnung
empfiehlt sich besonders infolge ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit. .
Alle oben beschriebenen Schaltungsanordnungen können bei beliebigen PAL-Geräten angewendet
werden, bei denen eine Identifikation erforderlich ist, z. B. Empfängern, Bandaufzeichnungsgeräten, Kameras
und Bild-Monitoren. Wie bereits erwähnt wurde, lassen sich die beschriebenen Steuerschaltungen, z. B.
die Schaltung gemäß F i g. 6, auch mit Vorteil zur Steuerung des Umschaltens in einem SECAM-Decoder
u. dgl. verwenden.
ίο Durch die Erfindung wird also eine neuartige, einfache
und preiswerte Schaltungsanordnung angegeben, die mit Synchrondemodulation arbeitet und
eine genaue sowie störungsunempfindliche Steuerinformation liefert. Diese Steuerinformation wird
dann durch spezielle Steuerschaltungen zur Phasensynchronisation des Umschalters nutzbar gemacht,
wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß das Arbeiten des Umschalters nicht gestört werden kann, wenn
dieser im richtigen Betriebszustand arbeitet.
F i g. 7 zeigt einen Teil eines Farbfernsehempfängers,
der Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 2, 3 und 6 enthält. Für bereits erwähnte Teile sind daher
die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Der dargestellte Teil des Empfängers hat eine Ein-%-
Der dargestellte Teil des Empfängers hat eine Ein-%-
gangsklemme C, die beispielsweise an den Ausgang**
eines Videoverstärkers angeschlossen ist. Einer Klemme C sind ein Bandpaßverstärker 101 und eine
Farbsynchronsignalabtrennstufe 117 angeschlossen. An den Ausgang des Bandpaß Verstärkers 107 sind
eine Phasenspalterstufe 105 und eine Verzögerungsleitung 103 angeschlossen, welch letztere eine Verzögerung
von einer Zeilendauer bewirkt. Die beiden Ausgangsklemmen N, P der Phasenspalterstufe 105
sind mit jeweils einer Addierstufe 107, 109 verbunden, die außerdem durch das Ausgangssignal der
Verzögerungsleitung 103 gespeist werden. Die Ausgänge der Addierstufe 107, 109 sind jeweils mit
einem Eingang eines (B-Y)-Demodulators 111 bzw. eines (R-Y)-Demodulators 113 verbunden, deren
Ausgangsklemmen B bzw. R ein (B-Y)- bzw. (R-Y)-Farbdifferenzsignal
liefern.
Mit dem Ausgang der Farbsynchronsignalabtrennstufe
117 ist der Phasendemodulator 13 (F i g. 2) angeschlossen, der wiederum in der beschriebenen
Weise mit der veränderlichen Reaktanz 15 und dem Farbträgeroszillator 11 gekoppelt ist. Ferner ist mit
dem Phasendemodulator 13 über die Widerstände 17, 19 und einen Kopplungskondensator 21 die Emitterfolgerstufe
23 verbunden, deren Ausgang über einen Kopplungskondensator 31 mit dem Phasendemodulator
12 (Fig. 3) gekoppelt ist.
Der Farbträgeroszillator 11 ist mit dem Demodulator 111 direkt und mit dem Demodulator 113 über
einen Referenzträgerschalter 115 verbunden. Die den Transistor 90 enthaltende Schaltung und das die
Transistoren 41, 43 enthaltende Steuer-Flip-Flop für den Schalter 115 sind oben bereits erwähnt worden.
Diese Schaltungsteile sind in F i g. 7 jedoch genauer dargestellt. Alle dargestellten Schaltungsteile sind,
zumindest für das dargestellte spezielle Ausführungsbeispiel, erfindungswesentlich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer halbzeilenfrequenten Steuerschwingung zum Steuern
eines zeilenfrequenten Schalters in einem Farbfernsehempfänger mit mehreren Farbdemodulatoren,
von denen mindestens einer von Zeile zu Zeile zwischen zwei Betriebszuständen entsprechend
einer bestimmten zeilenfrequenten Änderung von empfangenen Eingangssignalen des Empfängers umzuschalten ist, mit einer durch
Zeilenimpulse gespeisten, die halbzeilenfrequente Steuerschwingung liefernden Kippschaltung, einer
mit der halbzeilenfrequenten Steuerschwingung und einer aus dem empfangenen Signal gewonnenen
halbzeilenfrequenten Spannung gespeisten Diskriminatorschaltung, die eine Phasenregelspannung
an eine Torschaltung liefert, mit der die Phase der Steuerschwingung änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung
(70, 80; 90, 97) bei falscher Phasenlage der Steuerschwingung ein die Phasenlage
änderndes Signal an einen weiteren Eingang der Kippschaltung (40) abgibt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung (40)
ein bistabiler Multivibrator ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung eine
normalerweise gesperrte Diode (80, 97) und ein von der Phasenregelspannung (D) der Diskriminatorschaltung
(35, 37) abhängiges Steuerglied (70,90) enthält, das die Diode in den Leitzustand
steuert, wenn die Phasenregelspannung von einem Wert abweicht, bei dem die Umschaltung in der
richtigen Weise der Änderung der Eingangssignale entspricht.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die
Phasenlage ändernde Signal ein Impuls (74) ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung
(90, 97) der Kippschaltung (40) bei falscher Phasenlage eine die Kippschaltung stillsetzende
Spannung zuführt.
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