DE2058287A1 - Differentialverstaerkerstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Differentialverstärkerstufe, vorzugsweise zur frequenzselektiven Verarbeitung des FärbSynchronsignals für Farbfernsehempfänger.

Das Farbfernsehsignal nach der NTSV-Uorm umfaßt eine Signalkomponente für die Färbinformation, die auf einem Farbhilfsträger phasen- und amplitudenmoduliert ist und den Farbton sowie die Farbsättigung kennzeichnet, eine Helligkeitskomponente, ein Farb-Synchronsignal, das mit dem Hilfsträger syxhronisiert ist, sowie weitere Synchronisationskomponenten.

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Der normale Farbfernsehempfänger besitzt getrennte Kanäle für die Helligkeitskomponente und die Farbkomponente des zusammengesetzten Signals. Von dem Farbsignal werden die Farb-Synchronimpulse getrennt, um ein Bezugssignal zu schaffen, aufgrund dessen eine synchrone Demodulation des Farbsignals durchgeführt werden kann. Da die Farbsättigung bei der Wiedergabe von dem .Amplitudenverhältnis zwischen dem Farbhil fs träger und den Helligkeitskomponenten abhängt, ist es wünschenswert, eine selektive Verstärkungsregelung für die das Farbsignal verarbeitende Stufe neben der automatischen Verstärkungsregelung zu besitzen, die üblicherweise bei Schwärz-Weiss-Empfängern Ver-P wendung findet. Da die Amplitude des Farb-Synchronsignals in einer direkten Beziehung zur Amplitude der Farbinformation cfes zusammengeseteten Signals steht, und da die Farb-Synchronkomponente nur vorhanden ist, wenn die Farbinformation übertragen wird, wird die selektive automatische Verstärkungsregelung für den Farbkanal häufig von dem Vorhandensein einer bestimmten Amplitude der Farb-Synchronkomponente abgeleitet. Diese selektive Verstärkungsregelung der farbsignalverarbeitenden Stufe wird auch als automatische Farbregelung (AFR) bezeichnet. Um den Farbton des auf der Farbbildröhre dargestellten Bildes einzustellen, ist es allgemein üblich, Einrichtungen zum Drehen der Phase des empfangenen Farbhilfsträgers und des wie- ^ dergewonnenen Farbhilfsträgers vorzusehen, der zur Demodula- ^ tion verwendet wird. Durch die Verschiebung der Phase dieser Signale relativ zueinander ist es für den Betrachter möglich, den Farbton seinen individuellen Wünschen anzupassen.

Durch den Aufbau von Farbfernsehempfängern unter Verwendung der integrierten Schaltkreistechnik ist es möglich, die verschiedenen Stufen erheblich bezüglich ihres Raumbedarfes im Farbfernsehempfänger zu verringern. Im Interesse dieses Zieles ist es auch wünschenswert, die den Hilfsträger-Oszillator und die Farbtonregelung umfassenden Stufen soweit wie möglich in

- 2 - die

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die integrierte Schaltung mit einzubeziehen, um auch für diese Stufen die Vorteile wahrnehmen zu können die bezüglich der Anpassung von Schaltelementen durch die integrierte Schaltkreistechnik geboten.werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialverstärkerstufe zu schaffen, mit der eine voreilende oder nacheilende Phasenverschiebung bewirkt werden kann, Diese Verarbeitungsstufe soll vorzugsweise für Farbsynchronsignale eines Farbfersehempfängers Verwendung finden, das ein Phasendrehglied umfaßt, mit dem die Phase des ausgangsseitigen Signals gegenüber dem eingangsseitigen Signal in einfacher Weise verschoben werden kann. Dabei soll die Stufe derart aufgebaut.sein, daß möglichst wenig Elemente Verwendung finden, die bei der Herstellung.".der Stufe als eine integrierte Schaltung Schwierigkeiten bereiten.

Diese Aufgabe wird er.findungsgemäß dadurch gelöst, daß der Differentialverstärker erste und zweite emittergekoppelte Transistoren umfaßt und emitterseitig über eine Stromquelle an ein Bezugspotential angeschlossen ist, daß eine Ansteuerschaltung zum Anlegen von Eingangssignalen an die Basis des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, wobei die Eingangsschaltung bezüglich des ersten und zweiten Transistors eine symmetrische Ansteuerung bewirkt, so daß der Differentialverstärker für an beide Basel gemeinsam angelegte Eingangssignale eine Gleichtaktunterdrückung bewirkt, daß ferner eine Ausgangsschaltung vorhanden ist, die zumindest vom Kollektor des einen Transistors Ausgangssignale ableitet, und daß auf Eingangssignale einer bestimmten Frequenz ansprechende Einrichtungen vorhanden sind, die einen unsymmetrischen Betrieb des Differentialverstärkers für Eingangssignale einer bestimmten Frequenz bewirken.

-3- V/eitere

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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Merkmale der Erfindung sind besonders vorteilhaft bei einer Verarbeitungsstufe verwirklicht, bei der der Hilfsträger-Oszillator einen frequenzselektiven Differentialverstärker mit einer Rückkopplung umfaßt, wobei die Farbsynchronsignale gemeinsam an die beiden Eingänge des Differentialverstärkers anlegbar sind und sich dieser Differentialverstärker für alle Eingangssignale mit Ausnahme solcher im

Gleichgewicht

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Gleichgewicht befindet, die einer "bestimmten Frequenz eines Serienresonanzkreises entsprechen, der zwischen den einen Eingang und ein Bezugspotential geschaltet ist. Die beiden Ausgangssignale des DifferentialVerstärkers besitzen entgegengesetzte Phase und sind bezüglich dieser Phase abgestimmt. Diese Ausgangssignale werden einem zweiten und dritten Differentialverstärker zugeordnet, die als Differenzstrom-Modulatoren arbeiten und von Gleichvorspannungen gesteuert werden. Das eine Ausgangssignal des zweiten Differenzstrom-Modulators wird zu dem einen Ausgangssignal des dritten Differenzstrom-Modulators addiert, wobei dieses im wesentlichen im entgegengesetzten Sinn geändert wird, um das gewünschte phasenverschobene Hilfsträgersignal zu erzeugen. Der Betrag der Phasenverschiebung wird von den Gleichstromsteuerspannungen bewirkt, die dazu benutzt werden, um die Übertragung des Oszillator-Ausgangssi gnals über den zweiten und dritten Differenzstrom-Modulator zu steuern.

Eine automatische Farbregelspannung wird von dem als Differentialverstärker aufgebauten Oszillator abgeleitet, dessen Ausgangssignal den Verstärkerelementen eines der automatischen Farbregelung dienenden Differentialverstärkers zugeführt wird. Dieser Differentialverstärker befindet sich nicht im Gleichgewicht, so dass für einen Signalpegel unter einem bestimmten Betrag das eine Verstärkerelement des DifferentialVerstärkers im wesentlichen nicht leitend ist und in den stark leitenden Zustand übergeht, wenn der Signalpegel den bestimmten Betrag übersteigt. Dieses Übersteigen des bestimmten Betrags findet nur dann statt, wenn Farb-Synchronkomponenten mit einer bestimmten Amplitude zur Ansteuerung des als Oszillator wirksamen DifferentialVerstärkers dient. Der starke, durch das Verstärkerelement des DifferentialVerstärkers fliessende Strom wird dazu benutzt, um eine Regelgleichspannung zu erzeugen, ■ die einer automatischen Farbregelungs- und Farbkillerstufβ zugeführt wird.

- 5 - Weitere

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Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der aus einer Figur bestehenden Zeichnung hervor, die ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltbild eines Farbfernsehempfängers mit einer Stufe zur Verarbeitung von Farbsynchronsignalen zeigt.

In der Zeichnung ist ein Farbfernseher dargestellt, der die über eine Antenne 9 empfangenen Eingangssignale an einen Tuner 10 anlegt, in welchem die empfangenen Signale auf eine ZF-Frequenz umgesetzt werden. Dieser Tuner kann z.B. die ™ HF-Stufen des Empfängers und einen ersten Detektor bzw. Mischer mit einem zugeordneten Überlagerungsoszillator umfassen. Das vom Tuner 10 gelieferte ZF-Signal wird über einen ZF-Verstärker 12 einem Yideodetektor 13 zugeführt. Das Ausgangssignal des ZF-Verstärkers 12 wird auch an ein Tonfrequenzsystem 14 übertragen, in welchem das verstärkte ZF-Signal mittels einen Lautsprechers 15 wiedergegeben wird. Die Helligkeitskomponenten des zusammengesetzten Videosignals werden in einer Verzögerungsstufe 16 verzögert und an einen Videoverstärker 17 angelegt, dessen Ausgangssignal einem Farbdemodulator 18 zugeführt wird.

fc Das vom Videoverstärker 17 gelieferte zusammengesetzte Signal umfasst die Videoinformation mit einer Austastlücke, die entsprechend der Zeilenfrequenz mit einer Folge von 15,734-kHz auftritt. Ein horizontaler Synchronimpuls erscheint am Beginn jeder Austastlücke und ist unmittelbar von den Farb-Synchronimpulsen gefolgt. Ein vertikaler Synchronimpuls erscheint ebenfalls im zusammengesetzten Videosignal in einer Folge von 60 Hz und wird von dem zusammengesetzten Signal in einer Abtrennstufe 19 für die Synchronimpulse separiert. Dieser separierte vertikale Synchronimpuls wird dann an ein vertikales Ablenksystem 21 übertragen, das die vertikalen Sägezahnimpulsβ

- 6 - V-V

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V-V für die der vertikalen Ablenkung zugeordneten Wicklungen der Ablenkspule 22 liefert. Die Ablenkspule 22 ist in bekannter Weise auf dem Hals der Bildröhre 24 angeordnet.

Die ebenfalls in der Abtrennstufe 19 separierten horizontalen Synchronimpulse werden dem horizontalen.Ablenksystem 25 zugeführt, das die horizontalen Ablenkimpulse H-H für die der horizontalen Ablenkung dienenden Wicklungen der Ablenkspule 22 liefert.

Ferner wird das vom Videodetektor 13 abgeleitete zusammengesetzte Signal an ein Gatter 27 angelegt, das die Hilfsträgerkomponente an einen Farbverstärker 29 überträgt, dessen Ausgang seinerseits dem Farbdemodulator 18 zur Demodulation zugeführt wird. Das Gatter 27 wird von dem vom horizontalen Ablenksystem 25 gelieferten Rücklaufimpuls gesteuert. Wenn immer dieser horizontale Rücklaufimpuls am Gatter 27 ankommt, werden die vom Videodetektor 1$ gelieferten Eingangssignale einem Farb^ynchronsignstfr^rstärker 30 zugeführt. Da die Rücklaufimpulse während der Zeit auftreten, während welcher die Farb-Synchronkomponenten wirksam sind, hat das Ausgangssignal des Farbsynchronsignal-Verstärkers 30 die Form eines verstärkten Wechselstromsignals mit der Frequenz der Farb-Synchronimpulse. Dieses Signal wird über eiim Anschluss 32 an eine Farbsynchronsignal-Verarbeitungsstufe 34- übertragen, die als integrierte Schaltung aufgebaut ist und den Hilfsträger-Oszillator, die Farbtonregelung und diejenigen Schaltungsteile umfasst, welche die automatische Farbregelspannung erzeugt. Am ausgangsseitigen Anschluss 36 ist der Hilfsträger mit der gewünschten Phase bezüglich der Farb-Synchronkomponenten abgreifbar und wird einem Phasendrehglied 38 zugeführt, um die drei Phasen des Farbhilfsträgers zu erzeugen, welche zur Demodulation im Farbdemodulator 18 benötigt werden, um das rote, blaue und grüne Farbsignal zur Ansteuerung der Bildröhre 24 zu erzeugen.

- 7 - Der

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Der ausgangsseitige Signalpegel des Hilfsträger-Oszillators, der ein Teil der als integrierte Schaltung aufgebauten Verarbeitungsstufe 34 ist, ist proportional der Amplitude der an den eingangsseitigen Anschluss 32 angelegten Farb-Synchronkomponenten und wird dazu benutzt, um ein Gleichstromregelsignal abzuleiten, das über die Klemme 39 der automatischen Farbregel (AFR)- und Farbkillerstufe 40 zugeführt wird. Diese Stufe 40 liefert eine Gleichstromregelspannung, mit der die Verstärkung des Farbverstärkers 29 in herkömmlicher Weise ge-, regelt und der gesamte Farbkanal des Empfängers gesperrt werden kann.

Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hilfsträger-Oszillator, die Farbtonregelung und die Schaltung zur Erzeugung der automatischen Farbregelspannung auf dem die Verarbeitungsstufe in ihrer Gesamtheit umfassenden integrierten Halbleiterplättchen als Teil dieser integrierten Schaltung angebracht. Selbstverständlich können diese Schaltungsteile auch auf getrennten Halbleiterplättchen vorgesehen sein und andere Stufen des Farbfernsehempfängers, wie z.B. das Gatter 27, den Farbverstärker 29 und den Farbsynchronsignal-Verstärker 30 umfassen.

Nachfolgend wird die Verarbeitungsstufe 34 im Detail beschrieben. An das mit Kontaktflächen versehene Halbleiterplättchen wird über einen Anschluss 40 eine positive Betriebsgleichspannung angelegt, die über einen Widerstand 42 an zwei in Serie geschaltete, aus Transistoren aufgebaute Dioden 43 und 44 angelegt, die ihrerseits über eine Zenerdiode 45 mit dem Masseanschluss 47 verbunden sind. Durch diese Diodenkette wird die Betriebsgleichspannung stabilisiert, die am Verbindungspunkt des Widerstandes 42 mit der Diode 43 abgegriffen und einem als Emitterfolger geschalteten Transistor 48 zugeführt wird. Der Emitter dieses Transistors ist über einen aus Widerständen aufgebauten Spannungsteiler 50 und zwei weitere aus

- 8 - Transistoren

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Transistoren bestehenden Dioden 51 und 52 an den Masseanschluss 47 über den Emitter der Diode 52 angeschlossen. Diese/US Betrieb der Verarbeitungsstufe notwendigen Betriebsgleichspannungen unterschiedlicher Pegel werden 'von dem Spannungsteiler aus den Elementen 42 bis 4-5 sowie 4-8 und 50 bis 52 abgegriffen.

Die Basisschaltung,mit deren Hilfe der Hilfsträger wiedergewonnen wird, besteht aus einem Oszillator, der in Form eines Differentialverstärkers mit zwei NPN-Transistoren 55 "und 56 aufgebaut ist. Diese Transistoren sind emittergekoppelt und liegen emitterseitig an einer Stromquelle aus einem NPN-Transistor 57· Die Basis dieses Transistors wird von der vom Spannungsteiler abgeleiteten stabilisierten Betriebsgleichspannung angesteuert, wogegen der Emitter dieses Transistors über einen Widerstand nit dem Masseanschluss 47 verbunden ist. Die Kollektorspannung der Transistoren 55 und 56 wird von einem als Emitterfolger geschalteten Transistor 58 geliefert, der mit einem weiteren als Emitterfolger geschalteten Transistor 48 in einer Kaskadenschaltung betrieben wird. Die Rückkopplungs- und Synchronisationssignale werden an die Basen der Transistoren 55 und 56 über einen Anschluss 60 angelegt, der mit der Basis des Transistors 55 über einen Widerstand

61 und mit der Basis des Transistors 56 über einen Widerstand

62 verbunden ist. Die Widerstände 61 und 62 sind bezüglich ihrer Impedanzwerte gleich. Ebenso sind die Transistoren 55 und 56 aneinander angepasst, so dass der aus diesen Transistoren aufgebaute Differentialverstärker für Eingangssignale, welche mit gleicher Phase und gleicher Amplitude angelegt werden, eine ausgezeichnete Gleichtaktunterdrückung besitzt, d.h. für solche Signale mit gleicher Amplitude und gleicher Phasenlage keine Verstärkung besitzt.

Um den Differentialverstärker aus den beiden Transistoren 55 und 56 frequenzselektiv zu machen, ist ein Kristall 64 zwischen

- 9 - Masse

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Masse und einen Anschluss 65 geschaltet, der direkt mit der Basis des Transistors 56 verbunden ist. Der Kristall arbeitet als Serienresonanzkreis bei der Frequenz der Farb-Sjnchronkomponenten des empfangenen Signals, die über den Anschluss angelegt werden. Somit beginnt der Kristall 64 zu schwingen, sobald die Farb-Synchronfrequenz am Yerbindungspunkt 60 wirksam ist und bewirkt eine differentielle Ansteuerung des Differentialverstärkers 55» 56, wodurch dieser ein verstärktes Ausgangssignal mit der Farb-Synchronfrequenz liefert, das an den Kollektoren der beiden Transistoren 55» 56 mit entgegengesetzter Phase zur Verfügung steht. Der Einfluss der Serienresonanz des Kristalls 64- versucht auch, die Schaltung bei anderen Frequenzen aus dem Gleichgewicht zu bringen, die eine Folge von Streukapazitäten und der Kapazität der Kristallhalt erung ist. Um dies zu überwinden, kann der Widerstand 61 in einer Geometrie aufgebaut sein, bei der seine Fläche wesentlich grosser ist als die Fläche des Widerstandes 62, wobei jedoch das Längeo-Breitenverhältnis der beiden Widerstände gleich ist, damit beide den gleichen Impedanzwert besitzen. Die dem Widerstand 61 hinzugefügte Fläche vergrössert die Substratkapazität, die in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, und kompensiert die zusätzlichen unerwünschten Kapazitäten, die sich aus der Hinzufügung des Kristalls 64 ergeben. Eine Kompensation könnte auch dadurch bewirkt werden, dass ein Kondensator mit dem korrekten Widerstandswert zwischen der Basis des Transistors 55 und- dem Masseanschluss 47 vorgesehen wird.

Die Ausgangssignale am Kollektor der Transistoren 55 und 56 werden an die Basen von zwei weiteren NPN-Transistoren 67, angelegt, die ebenfalls als Differentialverstärker geschaltet sind, und deren gekoppelte Emitter über einen Widerstand 69 mit dem Kollektor eines eine Stromquelle bildenden NPN-Transistors 70 verbunden sind. Die Schaltung arbeitet derart, dass

- 10 - die

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Ti ·

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die Transistoren 6? und 68 abwechselnd vom nicht leitenden Zustand in den Sättigungszustand gesteuert werden. Um ein Rückkopplungssignal mit konstanter Amplitude von der Oszillatorschaltung abzuleiten, ohne mit der Ansteuerung der Transistoren 67 und 68 zu interferieren, ist ein weiterer, als Rückkopplung dienender NPN-Transistor 73 vorgesehen. Der Emitter des Transistors 73 ist über einen hochimpedanten Widerstand 74- mit dem Kollektor der konstanten Stromquelle as dem Transistor 70 verbunden, wobei der Wert der Impedanz 74- wesentlich grosser ist als der Wert der Impedanz 69· Die Basis des Transistors 73 ist mit dem Kollektor des Transistors 55 gekoppelt und wird von denselben Signalen angesteuert, die zur Steuerung des Transistors 67 Verwendung finden. Die hohe, an den Emitter des Transistors 73 angekoppelte Impedanz verursacht jedoch, dass der aus diesem Transistor gebildete Verstärker eine hohe negative Rückkopplung aufweist, so dass das Rückkopplungssignal vom Kollektor des Transistors 55 abgegriffen werden kann, ohne die Wirkungsweise des DifferentialVerstärkers aus den Transistoren 67 und 68 wesentlich zu beeinträchtigen.

Die Betriebsgleichspannung für den Kollektor des Transistors 73 wird vom Emitter des als Emitterfolger geschalteten Transistors 48 über einen Koppelwiderstand 75 abgegriffen· Das am Kollektor des Transistors 73 anliegende Signal wird über einen weiteren Koppelwiderstand 78 an die Basis eines ersten von zwei NPN-Transistoren 79 und 80 angelegt, die als Emitterfolger in Kaskade geschaltet sind. Der Emitter des Transistors 80 ist mit dem von den EingangsSignalen beaufschlagten Verbindungspunkt 60 verbunden. Wenn somit der als Oszillator wirksame DifferentialVerstärker aus den Transistoren 55 und 56 zum Schwingen angeregt wird, schwingt das System mit der durch die Serienresonanz des Kristalls 64 bestimmten Resonanzfre-• quenz weiter, wobei sich ein ausgangsseitiger Signalpegel an den Kollektoren der Transistoren 55 und 56 einstellt, der von ·

- 11 - dem

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dem Vorspannungspotential abhängt. Um SignalVerzögerungen zu kompensieren, die sich aus dem Einfluss verschiedener Teile der Oszillatorschaltung ergeben, ist ein Kondensator 82 vorgesehen, der die gewünschte Phasendrehung bewirkt und zwischen den Verbindungspunkt des Widerstandes 74 mit dem Emitter des Transistors 73 und Masse geschaltet ist. Dieser Kondensator kann entweder Teil der integrierten Schaltung sein oder auch ausserhalb der integrierten Schaltung angebracht werden, wie dies in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Der Kondensator bewirkt die gewünschte Phasenvoreilung, die notwendig ist, um zu bewirken, dass das Rückkopplungssignal nahe bei der Nullphase liegt.

Die Transistoren 67 und 68 liefern an ihren Kollektoren den wiedergewonnenen Hilfsträger mit einer Phasenverschiebung von etwa 180° und wirken gleichzeitig als Stromquellen. Um diesen wiedergewonnenen Hilfsträger jedoch zur Farbtonregelung bei der Farbbildwiedergabe zu verwenden, ist es notwendig, die Phase des wiedergewonnenen Bildträgers entsprechend den Farb-Synchronkomponenten einzustellen. Dies wird durch die Verwendung eines Kondensators 85 bewirkt, der zwischen den Kollektor des Transistors 68 und Masse geschaltet ist. Mit Hilfe dieses Kondensators wird eine bestimmte Phasenverzögerung für die am Kollektor des Transistors 68 auftretenden Signale eingeführt. Anschliessend werden die Signale vom Kollektor des Transistors 67 an die gekoppelten Emitter eines Differenzstrom-Modulators aus zwei NPN-Transistören 87 und 88 übertragen. In entsprechender Weise werden die phasengedrehten Signale am Kollektor des Transistors 68 über einen Koppelwiderstand 90 direkt an den Emitter eines ersten KPN-Transistors 91 und über einen weiteren Widerstand 92 an den Emitter eines weiteren NPN-Transistors 94 angelegt, wobei diese beiden Transistoren 91 und 94 ebenfalls einen Differenzstrom-Modulator bilden.

- 12 - Diese

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Diese Differenzstrom-Modulatoren aus den Transistoren 87, 88 sowie 91» 94 arbeiten mit der Strommodulation, welche durch eine Änderung der an die Basen der Transistoren angelegten Gleichvorspannung bewirkt wird. Die Transistoren 88 und 94 werden als Bezugstransistoren verwendet und mit einer stabilisierten Gleichvorspannung vom Spannungsteiler 50 aus beaufschlagt. In entsprechender Weise wird an den Basen der Transistoren 87 und 91 eine veränderliche Gleichvorspannung über einen Widerstand 93 von einem externen Potentiometer 96 aus wirksam. Ein Anteil dieser veränderlichen Gleichvorspannung wird kreuzweise auf die Basen der Transistoren 88 und 94 über einen Koppelwiderstand 95 übertragen, um Änderungen der Spannungsversorgung und eine temperaturabhängige Änderung des Widerstands-wertes des Potentiometers 96 zu kompensieren. Dieses Koppelnetzwerk verringert den Einfluss dieser Änderungen in Abhängigkeit von der Spannungsversorgung und der Umgebungstemperatur. Der relative Unterschied des Potentialwerts von dem Potentiometer 96 gegenüber dem an die Basen der Transistoren 88 und 94 angelegten Potential verursacht eine betragsmässige Änderung des Stromes, der durch die beiden Transistoren 87, 88 einerseits und die Transistoren 91» 94 andererseits der beiden phasengesteuerten Differenzstrom-Modulatoren fliesst. Das Betriebspotential dieser Differenzstrom-Modulatoren wird von der am Anschluss 40 liegenden Betriebsgleichspannung abgeleitet, das über einen Isolationswiderstand 97 an die Kollektoren der Transistoren 91 und 88 angelegt wird.

Die Kollektoren dieser Transistoren 91 und 88 sind in einem Anschluss 98 zusammengeschaltet, so dass die über diese Transistoren übertragenen Signale addiert werden und die phasenverschobenen HiIfsträgersignale bilden, wobei Änderungen des vom Potentiometer 96 gelieferten Potentials zu einem Ausgangssignal führen, das in einem grossen Bereich bezüglich seiner Phase einstellbar ist (ungefähr 0 bis 155°)· Wenn z.B. das

- 13 - vom

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vom Abgriff des Potentiometers 96 gelieferte Potential gegenüber dem an den Basen der Transistoren 88 und °A liegenden Potential ansteigt, werden die Transistoren 87 und 91 entsprechend mehr leitend, wogegen die Transistoren 88 und 9^- entsprechend weniger leitend werden, da die Transistoren 67 und 68 als konstante Stromquelle für die beiden Differenzstrom-Modulatoren wirken. Wenn dies der Fall ist, wird von dem an den Transistor 91 des Differenzstrom-Modulators angelegten Signals mehr zu dem gemeinsamen Anschluss 98 übertragen und entsprechend an die Basis eines ersten NPN-Transistors 99 eines als Emitterfolger geschalteten Kaskadenverstärkers mit dem zweiten NPN-Transistör 100 angelegt, Der Emitter des Transistors 100 ist an den Anschluss 36 angeschlossen, über welchen das Hilfsträgersignal ausgangsseitig abgegeben wird. Gleichzeitig wird ein verringertes Signal vom Kollektor des Transistors 88 am Verbindungspunkt 98 wirksam.

Wenn das an die Basis der Transistoren 87 und 91 angelegte Gleichstrompotential verringert bzw. gegenüber dem an den Basen der Transistoren 88 und 94- wirksame Potential kleiner wird, ziehen die Transistoren 88 und 94- einen grösseren Strom gegenüber den Transistoren 87 und 91 in Abhängigkeit von den an die Transistoren angelegten Eingangssignalen. Auf diese Weise wird ein grösserer Teil des an dem Kollektor des Transistors 67 anliegenden Signals als des am Kollektor des Transistors 68 anliegenden Signals an die Basis des Transistors 99 übertragen. Durch die kreuzweise Verkopplung der Kollektoren der Transistoren 88 und 91 erfolgt eine Addition dieser Signale unterschiedlicher Phase, wodurch die gewünschte Phasenverschiebung für die Farbtonregelung bewirkt wird. Der mit dem Emitter des Transistors 9U- verbundene Widerstand 92 wird zur Kompensation der Amplitudenänderungen verwendet, die als Folge von Änderungen des die gewünschte Phasenverschiebung bewirkenden Gleichstrompegels auftreten. Die Phasendrehung des an die Emitter

- 14- - der

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der Transistoren 91 und 94 angelegten Signals bewirkt, dass dieses Signal gegenüber dem an die Emitter der Transistoren

87 und 88 aigelegten Signal gedämpft wird, so dass die durch die Einstellung des Potentiometers 96 bewirkte Änderung der Phase des Ausgangssignals von den Kollektoren der Transistoren

88 und 91 die Amplitude ebenfalls ändert. Der Widerstand 92 ändert das Gleichgewicht der an die Transistoren 91 und 94 angelegten Signale im Sinne einer Verringerung dieser Amplitudenänderungen.

Es sei bemerkt, dass die grundsätzlich verwendete Technik dazu benutzt werden kann, um eine voreilende oder nacheilende Phasenverschiebung zu bewirken, und dass auch die Kollektoren der Transistoren 87 und 94 kreuzweise gekoppelt werden könnten, um eine sich entgegengesetzt ändernde Phasenverschiebung zu erhalten. Selbstverständlich könnten auch beide Arten der kreuzweisen Kopplung gleichzeitig Verwendung finden, um einen grösseren Bereich für die Phasendrehung zu schaffen. Jedoch genügt es für den normalen Betrieb, dass nur ein Ausgangssignal der beiden Differenzstrom-Modulatoren benutzt wird, um einen ausreichenden Bereich für die Phasendrehung zu erhalten.

Wenn am Ausgang des Färb synchronsignäL-Verstärkers 30 Farbsynchronsignale anliegen, werden diese über den Anschluss 32 an die Farbsynchronsignal-Verarbeitungsstufe 34 angelegt. Diese Signale besitzen eine ausreichend grosse Amplitude, um über die Rückkopplungssignale zu dominieren, die ebenfalls an diesen Anschluss vom Kollektor des Transistors 73 aus angelegt werden. Als Folge davon wird der aus den Transistoren 55 und 56 bestehende Oszillator phasenstarr in Abhängigkeit von den an die Basis der in Kaskade geschalteten Transistoren 79_? 80 angelegten Farbsynchronsignalen betrieben. Da diese Farbsynchronsignale eine grössere Amplitude aufweisen als das

- 15 - Rück-

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Rückkopplungssignal, das in Abwesenheit der Farbsynchronsignale angelegt wird, haben auch die beim Vorhandensein der FärbSynchronsignale am Verbindungspunkt 60 auftretenden Signale eine grössere Amplitude und bewirken, dass die Transistoren 55 und 56 stärker ausgesteuert werden und an ihren Kollektoren ein Signal mit grösserer Amplitude abgeben.

lieben der Ansteuerung der koppelnden Transistoren in dem aus den Transistoren 67 und 68 aufgebauten Differentialverstärker werden auch die Basen zweier weiterer NPN-Transistoren 102 und 103 von den Kollektoren der Transistoren 55 und 56 aus w . angesteuert, wobei diese Transistoren 12 und 103 einaiDifferentialverstärker bilden, der als Detektor wirksam ist. Ein PNP-Transistor 105 dient als konstante Stromquelle für den aus den Transistoren 102 und 103 bestehenden Differentialverstärker. Der Kollektor des Transistors 105 ist direkt mit dem Emitter des Transistors 102 und über einen Widerstand 107 mit dem Emitter des Transistors 103 verbunden.

Der Wert des Widerstandes 107 wird derart ausgewählt, dass bei Normalbetrieb des Differential-Oszillators aus den Transistoren 55 und 56 beim Fehlen der Farb-Synchronkomponenten am Anschluss 32 die Amplitude des Oszillator-Ausgangssignals ^ einen solchen Wert annimmt, dass der Transistor 103 nur geringfügig leitet oder keinen Strom führt, während der Transistor 102 stark leitend ist. Mit ansteigender Oszillatoramplitude nimmt jedoch aufgrund der Ansteuerung durch den Färbsynchronsignal-Verstärker 30 die Amplitude des an den Kollektoren der Transistoren 55 und 57 liegenden Signals zu, wodurch das an die Basen der Transistoren 102 und 103 angelegte SiHierpotential ebenfalls bis zu einem Wert ansteigt, bei welchem der Transistor 103 stark leitend ist. Sobald dieser Transistor 103 in diesen einen starken Strom führenden Zustand übergeht, bildet sich an seinem Kollektor aufgrund der Wirkung

- 16 - ' eines

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eines AFR-Filters 108, das ausserhalb der integrierten ScIbL-tung angeordnet ist, ein Gleichstrompotential aus.

Dieses am Kollektor des Transistors 103 wirksame Gleichstrompotential ist direkt proportional der Amplitude der Farb-Synchronkomponente, die an den Anschluss 32 angelegt wird,und kann als APS-Eegelspannung einerseits sowie zur Sperrung des Farbkanals mit Hilfe des Farbkillers benutzt werden. Dieses Potential wird über einen PNP-Lateral-Transistor 109 und einen als Emitterfolger geschalteten NPH-Transistor 110 übertragen, wobei das am Emitter des Transistors 110 auftretende Signal über den Anschluss 39 an die AFR- und Farbkillerstufe 40 angelegt wird, ooirit arbeitet der Differentialverstärker aus den Transistoren 102 und 103 als direkt gekoppeltes Gleichrichtersystem, das auf die Amplitude der angelegten Eingangssignale anspricht. Es sei bemerkt, dass aus dieser Schaltung ein 'Vollweg-Gleichrichtersystem geschaffen werden kann, indem eine entsprechende, mit entgegengesetzter Phase angesteuerte Schaltung hinzugefügt wird und die Ausgänge der beiden Schaltungen verbunden werden.

- 17 - Patentansprüche

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Claims (1)

1. Eig. Zeichen: M14-8P-4-53 JiWCjM⁰"^' 30. Juni 1971

   Ag

   Neue Patentansprüche

   Differntialverstärkerstufe, vorzugsweise zur Verarbeitung des FärbSynchronsignals für Farbfernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differentialverstärker erste und zweite emittergekoppelte Transistoren (55, 56) umfaßt und emitterseitig über eine Stromquelle (57) an ein Bezugspotential (4-7) angschlossen ist, daß eine Ansteuerschaltung (79, 80, 61, 62) zum Anlegen von Eingangssignalen an die Basis des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, wobei die Eingangsschaltung bezüglich des ersten und zweiten Transistors eine symmetrische Ansteuerung bewirkt, so daß der Differentialverstärker für an beide Basen gemeinsam angelegte Eingangssignale eine Gleichtaktunterdrückung bewirkt, daß ferner eine Ausgangsschaltung vorhanden ist, die zumindest vom Kollektor des einen Transistors Ausgangssignale ableitet, und daß auf Eingangssignale einer bestimmten Frequenz ansprechende Einrichtungen (64-) vorhanden sind, die einen unsymmetrischen Betrieb des DiffentialVerstärkers für Eingangssignale einer bestimmten Frequenz bewirken.

   -1-

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   2. Verarbeitungsstufe nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektor des einen Transistors und die Eingangsschaltung eine regenerative Rückkoppelung (73,78) geschaltet ist, und daß die von der Rückkopplung übertragenen Phasen der Signale derart ausgewählt sind, daß sie den Differential verstärker dazu anregen, bei einer "bestimmten Frequenz zu schwingen.

   3. "Verarbeitungsstufe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Differentialverstärker mit einem dritten und vierten Transistor (67, 68) vorhanden ist, der mit seinen gekoppelten Emittern über eine zweite Stromquelle (70) an das Bezugspotential (47) angeschlossen ist, daß der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis des dritten Transistors und der Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des vierten Transistors gekoppelt ist, daß der dritte und vierte Transistor durch an den Kollektoren des ersten und zweiten Transistors anliegende Signale in eine Begrenzung steuerbar sind, und daß die Rückkopplung einen fünften Transistor (73) umfaßt, der mit seinem Emitter über eine strombegrenzende Impedanz (74) mit der zweiten Stromquelle verbunden ist, wobei die Basis des fünften Transistors mit dem Kollektor des ersten Transistors und der Kollektor des fünften Transistors mit der Eingangsschaltung über einen Widerstand (78) gekoppelt ist.

   4. "Verarbeitungsstufe nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker und die Rückkopplungsschaltung Teil einer integrierten Schaltung sind, wobei die ersten und zweiten Widerstände (61, 62) der Eingangsschaltung einen Teil dieser integrierten Schaltung bilden, daß die Impedanzwerte dieser Widerstände gleich sind und der Bereich des ersten Widerstandes (61)

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   größer ist als der Bereich des zweiten Widerstandes (62) um dadurch eine vergrößerte Substratkapazität für den ersten Transistor zu bewirken, und daß die Substratkapazität eine solche Größe aufweist, daß die Streukapazitäten ausgeglichen werden, welche durch .das Einschalten der frequenzbestimmenden Einrichtung zwischen das Bezugspotential und die Basis des zweiten Transistors ausgelöst werden.

   5· Verarbeitungsstufe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Differentialverstärker aus einem ersten und zweiten Verstärkerelement (55, 56) vor- ^ handen ist, die mit je einer Elektrode gemeinsam mit einer

   . Stromquelle (57) gekoppelt sind, daß eine Eingangsschaltung (79, 80, 61) zumindest die Farb-Synchronkomponente an die Steuerelektroden dsr ersten und zweiten Verstärkerelemente anlegt, wobei die ersten und zweiten Verstärkerelemente derart gekoppelt sind, daß sie im Gleichgewichtszustand eine Gleichtaktunterdrückung für im Gleichtakt angelegte Eingangssignale bewirken, daß eine frequenzbestimmende Schalteinrichtung (64·) mit der Steuerelektrode des einen oder des anderen Verstärkerelementes gekoppelt ist, um den ersten Differentialverstärker in Abhängigkeit von Eingangssignalen mit der Frequenz der Farb-Synchronkomponente aus dem Gleichgewichtszustand zu bringen, so daß dieser Aus- ■ |k gangssignale mit der Frequenz der Farb-Synchronkomponente liefert, wobei die Ausgangssignale an den beiden Verstärkerelementen mit einer Phasendrehung von im wesentlichen 180° gegeneinander anliegen, daß erste Schalteinrichtungen (85) zum Drehen der Phase des Ausgangssignals des zweiten Verstärkerelementes vorhanden sind, daß Rückkopplungseinrichtungen (73, 78) zumindest einen Ausgang der ersten und zweiten Verstärkerelemente mit der Eingangsschaltung koppeln, um den ersten Differentialverstärker als Oszillator bei der Frequenz der Farb-Synchronkomponente zu be-

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   treiben, daß ein erster Differenzstrom-Modulator mit dritten und vierten Verstärkerelementen (87, 88) vorhanden ist, daß ein zweiter Differenzstrom-Modulator mit fünften und sechsten Verstärkerelementen (94, 9Ό vorhanden ist, daß zweite Schalteinrichtungen (67) den Ausgang des ersten Verstärkerelementes mit gemeinsamen Elektroden des dritten und vierten Verstärkerelementes koppeln, daß dritte Schalteinrichtungen (90, 92) das phasengedrehte Ausgangssignal vom Ausgang des zweiten Verstärkerelementes mit dem fünften und sechsten Verstärkerelement koppeln, daß erste und zweite Vorspannungseinrichtungen (96 bzw. 42 bis 45) vorhanden sind, daß die ersten Vorspannungseinrichtungen über vierte Schalteinrichtungen (93) mit den Steuerelektroden ( des dritten und sechsten Verstärkerelementes gekoppelt sind, daß die zweiten Vorspannungseinrichtungen über fünfte Schalteinrichtungen (48, 50) mit den Steuerelektroden des vierten und fünften Verstärkerelementes gekoppelt sind, und daß sechste Schalteinrichtungen (98) den Ausgang des vierten und sechsten Verstärkerelementes miteinander koppeln, um das Hilfsträgersignal mit einer Phase zu schaffen, die vom Verhältnis der Amplituden der von den ersten und zweiten Vorspannungseinrichtungen angelegten Vorspannung bestimmt ist.

   Verarbeitungsstufe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der erste Differentialverstärker, der erste und zweite Differenzstrom-Modulator und die Rückkopplungseinrichtungen als integrierte Schaltung aufgebaut sind, wobei die ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Verstärkerelemente aus Transistoren bestehen, und daß die ersten Vorspannungseinrichtungen derart mit Einstellvorrichtungen versehen sind, daß die Vorspannungen der ersten und zweiten Vorspannungseinrichtungen in ihrer Größe relativ zueinander veränderbar sind, wodurch die Phasenänderung des Ausgangssignals an den miteinander

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   gekoppelten Kollektoren des vierten und fünften Transistors einstellbar ist.

   7r Verarbeitungsstufe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, aus einem siebten und achten Transistor (67, 68) aufgebauter Differentialverstärker vorhanden ist, welche-emitterseitig gemeinsam mit einer Stromquelle (70) verbunden sind, und deren Basis jeweils mit dem zugehörigen Kollektor des ersten und zweiten Transistors (55, 56) im ersten Differentialverstärker verbunden ist, daß der Kollektor des siebten Transistors (67) mit dem Emitter des dritten und vierten Transistors (87,88) verbunden ist, daß der Kollektor des achten Transistors (68) mit dem Emitter des fünften und sechsten Transistors (94-j 91) über Koppeleinrichtungen (90, 92) verbunden ist, und ferner mit den ersten Schalteinrichtungen in Verbindung steht, daß die Amplitude der an den Kollektoren des ersten und zweiten Transistors (55, 56) anliegenden Signale beim Anliegen der Farb-Synchronkomponenten ansteigt und den siebten sowie achten Transistor (67, 68) im zweiten Differentialverstärker in die Begrenzung steuert, wodurch die von den Kollektoren des siebten und achten Transistors an den ersten und zweiten Differenzstrom-Modulator angelegten Signale im wesentlichen von Amplitudenänderungen der Signale an den Kollektoren des ersten und zweiten Transistors im ersten Differentialverstärker unabhängig sind.

   8. Verarbeitungsstufe nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ausgangsseitige Schalteinrichtungen (102, 103, 108) vorhanden sind, die auf die Amplitude der Signale an den Kollektoren des ersten und zweiten Transistors ansprechen und ein Ausgangs-Gleichspannungssignal liefern, das für diese Amplitude kennzeichnend ist.

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