DE2343532A1 - Modulatorschaltung - Google Patents

Description

7585-73 Dr.ν.Β/Ε
RCA 66,489
U.S.Ser.No. 285,234
Filed:August 31, 1972

RCA Corporation

New York N.Y. (V.St.A.)

Modulators chaltung

Die vorliegende Erfindung betrifft Modulatorschaltungen, insbesondere Modulatorschaltungen, die sich zur Modulation eines hochfrequenten Trägersignals mit Fernsehsignalinformation eignen.

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Videoabspielgeräte, wie Videobandgeräte und Bildplattenspieler sind bekannt und erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Videoplattenspieler sind z.B. in den DT-OSen 2 213 918 und 2 213 920 beschrieben.

Videoabspielgeräte der oben angegebenenArt sollen sich nach Möglichkeit einfach an die Antennenklemmen eines Fernsehempfängers anschließen lassen. Dies setzt jedoch voraus, daß das Videoabspielgerät ein Ausgangssignal liefert, das dem von einem Fernsehsender ausgestrahlten Signal entspricht. In den Vereinigten Staaten von Amerika werden die Fernsehnormen durch die Federal Communications Commission festgesetzt. Die derzeit gültigen Normen sind in einem Buch von Mclllwain und Dean "Principles of Color Television" Verlag John Wiley and Sons, Inc. 1956 veröffentlicht. Entsprechende Behörden und Normen gibt es auch in anderen Ländern.

Die Verteilung der Fernsehkanäle durch die zuständigen Behörden hat zur Folge, daß die unbesetzten Fernsehkanäle im Fernsehfrequenzband von Ort zu Ort verschieden sind. Es ist daher wünschenswert, daß der Benutzer eines Videoabspielgerätes dessen Ausgangssignale auf einen Fernsehkanal abstimmen kann, der am Ort des betreffenden Benutzers unbesetzt ist. Hierdurch wird die Gefahr einer störenden Wechselwirkung zwischen den Ausgangssignalen des Videoabspielgerätes und den Signalen eines örtlichen Fernsehsenders vermieden. Der Frequenzwechsel soll selbstverständlich einfach sein und ein Minimum an Einstellungen durch den Benutzer erfordern.

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Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Modulatorschaltung anzugeben, die den oben dargelegten Anforderungen genügt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.

Eine Modulatorschaltung gemäß der Erfindung enthält also eine Quelle für Videoinformationssignale und eine Quelle für hochfrequente Trägersignale. Die Trägersignalquelle ist auf eine Anzahl verschiedener Frequenzen abstimmbar. Jede der einstellbaren Frequenzen leigt in einem anderen Fernsehkanal, auf den ein Fernsehempfänger abgestimmt werden kann. Mit der Trägersignalquelle ist ein Modulator gekoppelt, der eine Ausgangsklemme und eine Eingangsklemme hat, welch letztere mit der Videosignalquelle über eine Schaltungsanordnung derart gekoppelt ist, daß an der Ausgangsklemme des Modulators zweixseitenbandmodulierte hochfrequente Trägersignale auftreten. Zwischen die Ausgangsklemme des Modulators und eine weitere Klemme ist eine abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung gekoppelt. Das Filter ist auf mehrere Frequenzen abstimmbar, die jeweils in einer festen Beziehung zu einer entsprechenden der Frequenzen steht, auf die die

Quelle für die hochfrequenten Trägersignale abstimmbar ist. Mit der Trägersignalquelle und der Dämpfungs- und Filterschaltung ist eine Steuervorrichtung für die Abstimmung sowohl der Trägersignalquelle als auch der Dämpfungs- und Filterschaltung gekoppelt. Die Steuerung erfolgt dabei so, daß

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ein Gleichlauf zwischen der Dämpfungs- und Filterschaltung einerseits und der Quelle für die hochfrequenten Trägersignale gewährleistet ist und an der weiteren Klemme restseitenbandmodulierte hochfrequente Trägersignale entstehen.

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Im folgenden werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltbild eines Videoabspielgerätes zeigt, das eine Modulatorschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält.

Das dargestellte Abspielgerät enthält eine Videoabspie!vorrichtung IO für einen Aufzeichnungsträger, auf dem Farbfernsehsignalinformation aufgezeichnet ist. Bei dem nicht dargestellten Aufzeichnungsträger kann es sich z.B. um ein Magnetband oder eine Bildplatte handeln. Der Tonsignalanteil der abgespielten Information wird über eine Leitung 12 einer Eingangsklemme 14 einer Verstärkerstufe 16 zugeführt. Die Verstärkerstufe 16 enthält einen Transistor 18. Das Tonsignal wird von der Eingangsklemme 14 über einen Kondensator 20 auf die Basiselektrode des Transistors 18 gekoppelt. Die Vorspannung der Basiselektrode des Transistors 18 wird von einer Betriebsspannung, die an einer Klemme 22 zur Verfügung steht, durch einen Spannungsteiler aus Widerständen 24 und 26 erzeugt. Die Kollektorelektrode des Transistors 18 ist über einen Widerstand 28 an die Betriebsspannung führende Klemme 22 angeschlossen. Die Emitterelektrode des Transistors 18 ist mit Masse über einen Widerstand 30 sowie über die Reihenschaltung eines Kondensators 32 und eines Widerstandes 34 gekoppelt.

Zwischen die Kollektorelektrode des Transistors und Masse liegt die Reihenschaltung aus einem Kondensator 38 und einem Widerstand 40. Die am Verbindungspunkt 36 dieser beiden Bauelemente zur Verfügung stehenden verstärkten Tonsignale werden einer Frequenzmodulatorstufe 42 über einen Widerstand 44 zugeführt. In der Frequenzmodulatorstufe 42 wird ein 4,5-MHz-Trägersignal mit dem Tonsignal frequenzmoduliert. Die verstärkten Tonsignale werden hierfür über den Widerstand 44 der Anode einer spannungsgesteuerten Varactor- oder Kapazitätsva-

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riationsdiode (im folgenden kurz "Kapazitätsdiode") 46 zugeführt. Die Kapazitätsdiode 46 liegt in einem auf eine Mittenfrequenz von 4,5 MHz abgestimmten Schwingkreis 48 eines Transistoroszillators, der einen Transistor 50 enthält. Die Basiselektrode des Transistors 5O ist mit dem Schwingkreis verbunden, der Kondensatoren 52, 54, 56 und 57, eine Induktivität 58 und die Kapazitätsdiode 46 enthält. Die Anode der Kapazitätsdiode 46 ist ferner durch einen Kondensator 6O für Wechselspannungssignale mit Masse gekoppelt.

Eine Betriebsspannung für die Basiselektrode des Transistors 50 wird aus der an der Klemme 22 zur Verfügung stehenden Betriebsspannung durch Spannungsteilerwiderstände 62 und 64 erzeugt. Die Kollektorelektrode des Oszillator-Transistors 50 ist mit der Betriebsspannung an der Klemme 22 über einen Widerstand 65 gekoppelt und die Emitterelektrode des Transistors 50 ist über einen Widerstand 66 mit Masse verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 50 ist durch einen Kondensator 68 wechselspannungsmäßig mit Masse verbunden. Der Oszillator ist also ein Colpitts-Oszillator mit einem Transistor in Kollektorschaltung, wobei die Kondensatoren 52 und 54 das erforderliche Mitkopplungssignal liefern.

Die Kapazitätsdiode 46 erhält eine Sperrspannung über die Induktivität 58 von einem Verbindungspunkt 70 zweier Widerstände 72 und 74, die zwischen die Betriebsspannung führende Klemme 22 und Masse geschaltet sind. Die der Anode der Kapazitätsdiode 46 zugeführten verstärkten Tonsignale verändern den Betrag der Sperrspannung an der Diode. Hierdurch ändert sich gleichzeitig die Kapazität der Diode. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit den angegebenen Schaltungsparametern schwankt die Spannung am Verbindungspunkt 36 zwischen -1 und +1V und die Frequenz des Schwingkreises 48 ändert sich um ± 25 kHz um die Mittenfrequenz von 4,5 MHz. Das frequenzmodulierte 4, 5 MHz-Signal wird durch einen gleich-

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stromsperrenden Blockkondensator 78 einem Schaltungspunkt 76 zugeführt.

Der Videosignalanteil der abgespielten Information einschließlich der Farbsignalinformation wird über eine Leitung 80 einer Klanme 82 einer Trenn verstärkerstufe 84 zugeführt. Der Verlauf des Videosignalanteiles eines typischen abgespielten Signals ist rechts unterhalb der Klemme 82 dargestellt. Das Videosignal an der Klemme 82 wird über einen Kondensator 86 der Basiselektrode eines Transistors 88 zugeführt, die ihre Vorspannung durch Spannungsteilerwiderstände 90 und 92 erhält, welche zwischen die Klemme 22 und Masse geschaltet sind. Die Kollektorelektrode des Transistors 88 ist über einen Widerstand 94 mit der Betriebsspannung führenden Klemme 22 verbunden. Zwischen die Kollektorelektrode des Transistors 88 und Masse ist ein Filterkondensator 96 geschaltet. Die Emitterelektrode des Transistors 88 ist über einen Widerstand 98 mit Masse verbunden. Die Ausgangssignale werden vom Emitter des Transistors abgenommen und dem Schaltungspunkt 76 über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 100 und einem Widerstand 102 zugeführt.

Das Videoabspielgerät 10 liefert ferner eine Folge von Impulsen, die hinsichtlich Zeit und Dauer mit dem Horizontalsynchronisier impuls an teil des der Klemme 82 zugeführten Videosignalanteils zusammenfallen. Diese Impulse werden über eine Leitung 104 einer Klemme 1O6 einer Stufe 107 zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente zugeführt. Der Verlauf der Impulse auf der Leitung 104 ist neben der Klemme 106 dargestellt.. Die Impulse werden von der Klemme 106 über einen Widerstand 108 und eine Filterschaltung, die Kondensatoren 110 und 112 sowie Widerstände 114 und 116 enthält, der Basiselektrode eines Transistors 118 zugeführt. Die Impulse von der Klemme 106 steuern den Transistor 118 in den leitenden Zustand aus und bewirken, daß ein Verbindungspunkt 119 zwi-

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schen dem Kondensator 100 und dem Widerstand 102 für die Dauer jedes Impulses mit Masse verbunden wird. Dies bewirkt eine Entladung des Kondensators 100 und außerdem, wie noch weiter unten genauer erläutert werden wird, die Festsetzung eines Maximalwertes für das Ausgangssignal eines symmetrischen Ringmodulators 120.

Die am Schaltungspunkt 76 entstehende Spannung wird über eine Leitung 122 als Modulationssignal einem Mittelabgriff 123 eines Sekundärteiles eines Balun- oder Symmetrier-Transformators zugeführt. Dieser Transformator arbeitet als Breitband-Transformator und bildet einen Teil der Schaltungsanordnung des symmetrischen Ringmodulators 120. Der Transformator 186 enthät mehrere Hochfrequenzleitungen und hat einen Wellenwiderstand von 150 0hm zwischen benachbarten Leitern einer Hochfrequenzleitung, die z.B. durch Wicklungen 125 und 127 dargestellt sind. In entsprechender Weise hat der Transformator 126 einen Wellenwiderstand von 150 Ohm zwischen be? nachbarten Leitern der anderen Hochfrequenzleitung, die durch Wicklungen 129 und 131 dargestellt ist. Die Anschlüsse des Symmetriertransformators sind so geschaltet, daß der Wellenwiderstand zwischen Klemmen 133 und 135 des Transformators 126/ dem Primärteil des Transformators, 300 0hm beträgt und die Ausgangsimpedanz zwischen Klemmen 137 und 139 des Sekundärteils des Transformatas ebenfalls 300 Ohm beträgt. Der Mittelabgriff 123 am Sekundärteil des Symmetriertransformators ist für das dem Modulator zugeführte Trägersignal durch einen Kondensator 128 mit Masse verbunden.

Mit den Klemmen 137 und 139 des Transformators 126 sind Dioden 130, 132, 134 und 136 gekoppelt, die zu einem Ring zusammengeschaltet sind, in dem alle Dioden in der gleichen Richtung gepolt sind. Die Dioden 130, 132, 134 und 136 sind ferner mit einem Symmetrier-Transformator 138 verbunden, der einen Ausgangstransformator für den symmetrischen Ringmo-

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dulator 120 bildet. Der Symmetrier-Transformator 138 hat einen Wellenwiderstand von 150 Ohm zwischen benachbarten Leitern einer Hochfrequenzleitung, die als Wicklungen 140 und 142 dargestellt sind. In entsprechender Weise hat der Symmetrier-Transformator 138 einen Wellenwiderstand von 150 Ohm zwischen den benachbarten Leitern einer zweiten Hochfrequenzleitung, die als Wicklungen 144 und 146 dargestellt sind. Die Anschlüsse des Symmetrier-Transformators sind so geschaltet, daß er zwischen Eingangsklemmen 148 und 150 eine Eingangsimpedanz von 150 Ohm hat und zwischen Klemmen 152 und 154 eine Ausgangsimpedanz von 75 Ohm aufweist.

Der Symmetrier-Transformator 138 hat ferner noch eine Klemme 156, die als ttttelabgriff für den Eingangsteil dieses Transformators wirkt. Zwei weitere Klemmen 154 und dieses Transformators sind für den Gleichspannungsanteil des Videosignales und die frequenzmodulierten Tonsignale durch einen Widerstand 158 mit Masse gekoppelt. Diese Klemmen sind ferner für hochfrequente Signale durch einen Kondensator mit Masse gekoppelt. Der Klemme 156 wird von Spannungsteiler widerständen 158 und 164, die zwischen die Betriebsspannung führende Klemme 22 und Masse geschaltet sind, eine Offset-Gleichspannung zugeführt.

Im Ringmodulator 120 wird ein hochfrequentes Trägersignal, das von einer Oszillatorstufe 166 erzeugt wird, mit der am Schaltungspunkt 76 auftretenden Spannung moduliert. Die Oszillatorstufe 166 ist ein Colpitts-Oszillator und enthält einen Transistor 170 in Basisschaltung. Die Kollektorelektrode des Transistors 170 ist mit einem abstimmbaren Schwingkreis 171 gekoppelt, der Induktivitäten 172 und 174 und Kondensatoren 176, 178 und 180 enthält. Die Kondensatoren 178 und 180 erzeugen eine Mitkopplungsspannung zur Aufrechterhaltung der Schwingungen zwischen der Kollektor- und Emitterelektrode des Transistors 170. Der abstimmbare Schwingkreis

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ist mit dem Primärteil des Symmetrier-Transformators 126 gekoppelt. An die Klemmen 133 und 135 sind zwei nach Masse führende Kondensatoren 167 bzw. 169 angeschlossen, um die richtige Eingangsimpedanz und den richtigen Signalaussteuerungspegel für den Primärteil dieses Transformators zu gewährleisten.

Die Kollektorelektrode des Transistors 17O erhält ihre Betriebsspannung von der Klemme 22 über eine Hochfrequenzdrossel 182 und die Induktivität 172. Die Emitterelektrode des Transistors 170 ist über einen Widerstand 164 mit Masse verbunden. Zwischen die Klemme 22 und Masse sind zwei Spannungsteilerwiderstände 186 und 188 geschaltet, die eine Bas is vor spannung für den Transistor 170 der Oszillatorstufe erzeugen. Die Basiselektrode des Transistors 170 ist durch einen Kondensator 190 für hochfrequente Signale mit Masse verbunden .

Die Oszillatorstufe 166 kann mittels eines Schalters 192 auf die Schwingungsfrequenz 55,25 oder 61,25 MHz-eingestellt werden. Wenn ein bewegliches Kontaktstück 194 des Schalters 192 mit einem Kontaktstück 196 Kontakt macht, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, arbeitet die Oszillatorstufe auf der Frequenz 55,25 MHz. Wenn das Kontaktstück 194 mit einem Kontaktstück 198 Kontakt macht, ist die Induktivität 174 überbrückt und die Oszillatorstufe 166 arbeitet dnan mit der Frequenz 61,25 MHz. 55,25 MHz bzw. 61,25 MHz sind die Frequenzen, die von der Federal Communications Commissions in den Vereinigten Staaten von Amerika dem Leuchtdichtesignalträger für die Fernsehkanäle 2 bzw. 3 zugewiesen sind.

Wenn dem Primärteil des Symmetrier-Transformators 126 ein Trägersignal unafSittelabgriff 123 des Sekundärteiles dieses Transformators eine Modulationsspannung vom Schaltungs-

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punkt 76 zugeführt werden, treten an der Klemme 152 am Ausgang des Symmetrier-Transformators 168 modulierte Trägersignale mit zwei Modulationsseitenbändern auf. Diese Signale werden einer abstimmbaren Serien-Dämpfungs- und Filterschaltung 200 zugeführt. Die Schaltung 200 ist über einen gleichstrom-sperrenden Kondensator 202 und ein 75-Ohm-Tr-Widerstandsdämpfungsglied 204 mit einer Modulatorausgangsklemme 206 verbunden. Das Widerstands-Dämpfungsglied 204, das Widerstände 208, 210 und 212 enthält, dient zur Impedanzanpassung und Signalpegeleinstellung für ein 75-Ohm-Koaxialkabel 214. Mittels des Koaxialkabels 214 werden die AusgangsSignaIe der Modulatorschaltung einem Antennenanschluß 216 eines Fernsehempfängers 218 zugeführt. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 dämpft das untere Seitenband der zweiseitenbandmodulierten Trägersignale, die an der Klemme 152 des Symmetriertransformators 138 auftreten. Durch die Dämpfung werden die Zweiseitenbandsignale in ein restseitenbandmoduliertes Trägerausgangssignal umgewandelt, das an der Modulatorausgangsklemme 206 zur Verfügung steht.

Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung enthält Kondensatoren 220 und 222, eine Spule oder Induktivität 224 und eine Diode 226. Der Betriebszustand (Leitungszustand) der Diode 226 hängt von der Stellung des Kontaktstücks 194 des Schalters 192 ab. Wenn das Kontaktstück 194 mit dem Kontaktstück 196 Kontakt macht, tritt an einem Verbindungspunkt 228 eines Spannungsteilers mit Widerständen 230, 232 und 234 eine Spannung auf, die die Diode 226 in den leitenden Zustand vorspannt. Ein zwischen einen Verbindungspunkt 233 zwischen den Widerständen 232 und 234 und Masse geschalteter Kondensator 236 verhindert, daß das Trägersignal zur abstimmbaren Dämpfungs- und Filterschaltung 200 gelangt. Der Gleichstromweg für die Diode verläuft von ihrer Kathode durch die Induktivität 224, über die Klemme 152, die Wbklung 146, die Klemme 156 und den Widerstand 158. Wenn die Diode

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226 in den leitenden Zustand vorgespannt ist, liegt der Kondensator 222 parallel zum Kondensator 220 und der Induktivität 224. Unter diesen Bedingungen ist die abstiinmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 auf eine Mittenfrequenz von etwa 51 MHz abgestimmt und erzeugt restseitenbandmodulierte Trägerausgangssignale an der Modulatorausgangsklemme 206, während die Oszillatorstufe 166 auf der. Frequenz 55,25 MHz arbeitet.

Wenn das Kontaktstück 194 des Schalters mit dem Kontaktstück 198 Kontakt macht, ist die Diode 226 in Sperrrichtung vorgespannt. Die Sperrspannung wird der Kathode der Diode 226 von der auf Betriebsspannung liegenden Klemme 22 über den Widerstand 164, die Klemme 156, die Wicklung 146, die Klemme 152 und die Induktivität 224 zugeführt. Der Gleichstromweg der Diode wird durch den zwischen ihre Anode und Masse geschalteten Widerstand 230 geschlossen. Unter diesen Verhältnissen ist der Kondensator 222 dem Kondensator 220 und der Induktivität 224 nicht mehr parallelgeschaltet und die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 ist auf eine Mittenfrequenz von etwa 57 MHz abgestimmt. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 liefert dann an der Modulatorausgangsklemme 206 restseitenbandmodulierte Trägerausgangssignale, während die Oszillatorstufe 166 auf der Frequenz 61,25 MHz schwingt.

GewünschtenfalIs können der Schalter 192 bei der abstimmbaren D^ämfpungs- und Filterschaltung 200 und die Diode 226 bei dem abstimmbaren Schwingkreis 171 der Oszillatorstufe 166 angeordnet sein. Bei einer solchen Anordnung befindet sich der Schalter 192 dann in der Nähe des Fernsehempfängers 218. Der Schalter 192 kann auch durch eine Diode ersetzt werden. In diesem Falle wird dann mit den beiden Dioden ein Schalter gekoppelt, der an irgend einer bequemen Stelle, auch an einem vom Modulator entfernten Ort angebracht werden kann. Der Schalr ter bildet eine Vorrichtung zur Einstellung des Vorspannungs-

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zustandes beider Dioden und ermöglicht dadurch die Abstimmung sowohl des Schwingkreises 171 als auch der Dämpfungs- und Filterschaltung 200 zu verstellen.

Wenn im Betrieb der Modulatorschaltung dem Schaltungspunkt 76 nur Videosignale zugeführt werden, wird der Transistor 118 während des Horizontal-Synchronisierimpulsanteils des der Klemme 82 zugefihrten Videosignals in den leitenden Zustand vorgespannt und an der Klemme 152 des Symmetrier-Transformators 138 tritt das Trägersignal mit maximaler Amplitude auf. Wenn der Transistor 118 leitet, entsteht eine maximale Spannungsdifferenz zwischen der Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 138 und dem Mittelabgriff 123 am Sekundärteil des Symmetrier-Transfοrmators 126. Diese Modulationsspannung hat eine maximale Asymmetrie der Dioden des symmetrischen Ringmodulators 120 zur Folge. Diese Asymmetrie strebt die Dioden 132 und 136 in Flußrichtung und die Dioden 130 und 134 in Sperrichtung vorzuspannen. Unter diesen Umständen hat der Trägersignalpegel an der Klemme 152 ein Maximum.

Wenn der Transistor 118 nicht mehr in den leitenden Zustand vorgespannt wird, beginnt die Spannung am Verbindungspunkt 119 und damit am Schaltungspunkt 76 wegen der Videosignalspannung an der Emtterelektrode des Transistors 88 zusteigen. Die zunehmende Modulationssignalspannung am Schaltungspunkt 76 verringert die Spannungsdifferenz zwischen der Klemme 156 (Mittelabgriff) des Symmetrier-Transformators 138 und dem Mittelabgriff 123 des Symmetrier-Transformators 126. Hierdurch wird die an der Klemme 152 auftretende Trägersignalamplitude herabgesetzt, da die Vorspannung, die die Dioden 132 und 136 in Flußrichtung sowie die Dioden 130 und 134 in Sperrichtung vorspannt, kleiner wird. Der Amplitudenpegel des hochfrequenten Trägersignals an der Klemme 152 folgt also den Schwankungen der Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 und der Modulator liefert zweiseitenbandmodulierte Träger-

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ausgangssignale.

Wenn dem Schaltungspunkt 76 nur frequenzmodulierte Toninformationssignale zugeführt werden und dem symmetrischen Modulator keine Offset-Gleichspannung zugeführt wird (also wenn die Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 137 von der Verbindung der Widerstände 158 und 164 abgetrennt wird, um die Gleichspannung zu beseitigen, die zur Einstellung der Maainalamplitude des hochfrequenten Trägersignals für den Synchronisierimpulsanteil der Videosignale verwendet wird), erzeugt der symmetrische Ringmodulator 120 an der Klemme 152 frequenzmodulierte obere und untere Seitenbandsignale. Diese Seitenbandsignale liegen 4,5 MHz über und unter der Frequenz des hochfrequenten Trägersignals. Die oberen und unteren Seitenbandsignale haben eine konstante Amplitude, da die Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76, nämlich die frequenzmodulierten ToninformationssignaIe, eine konstante Amplitude haben. Da der Ringmodulator 120 ein symmetrischer Modulator ist und die Offset-Gleichspannung abgeschaltet worden ist, wird das hochfrequente Trägersignal unterdrückt, da es sich infolge der Symmetrie der Modulatordioden aufhebt.

Wenn an der Klemme 156 des Symmetrier-Transformators 138 die Offset-Gleichspannung und am Schaltungspunkt sowohl das frequenzmodulierte Toninformationssignal als auch das amplitudenmodulierte Videosignal liegen, folgt die Amplitude des Trägersignals an der Klemme 152 des Symmetrier-Transformators 138 den kombinierten Modulationssignalspannungen. Die momentane Spannung am Schaltungspunkt 76 ist die Vektorsumme des frequenzmodulierten Toninformationssignals und des amplitudenmodulierten Videosignals. Die Amplitude des hochfrequenten Signals an der Klemme 152 folgt der Videomodulationsspannung am Schaltungspunkt 76 und enthält obere und untere Seitenbänder. Die Amplitude der frequenzmodulierten 4,5-MHz-Seitenbandsignale an der Klemme 152 folgt der konstan-

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ten Amplitude der frequenzmodulierten Toninformationssignale am Schaltungspunkt 76 und ist daher konstant. Die Spannung der kombinierten Signale am Schaltungspunkt 76 kann einen Wert annehmen, bei dem eine Übermodulation der Trägersignale im symmetrischen Modulator eintritt, d.h. dfe Modulation des Trägersignals überschreitet dann 100 %.

Das Ausmaß der Übermodulation wird zum Teil durch die Videosignale bestimmt. Z.B. wird die Farbinformation während einer hellen gelben Szene einem 3,58-MHz-Träger mit einer der Farbart entsprechenden speziellen Phase und einem der Farbsättigung entsprechenden beträchtlichen Amplitudenhub (Amplitude von Spitze zu Spitze gemessen) aufmoduliert. Da die Leuchtdichteinformation gleichzeitig einer hellen Szene entspricht, enthält das Videosignal außerdem eine große Gleichspannungskomponente. Unter diesen Umständen nimmt die Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 bei gleichzeitiger Anwesenheit der frequenzmodulierten Tonsignale einen Wert an, bei dem eine stärkere Übermodulation der Trägersignale auftritt als bei dunkleren Szenen mit weniger gesättigten Farben. Wenn die übertragene Szene dunkel genug ist, erreicht die Spannung am Schaltungspunkt 26 keine so hohen Werte mehr, daß eine Übermodulation des Trägers eintritt.

Wenn die Spannung am Mittelabgriff 123 des Symmetrie r-Transformators 126 die Spannung am Mittelabgriff 156 des Symmetrier-Transformators 138 übersteigt, arbeitet der symmetrische Ringmodulator 120 weiter, ohne daß die Trägerausgangssignale an der Klemme 152 am Ausgang des Symmetrier-Trans formators 138 beschnitten werden. Da der Modulator 120 symmetrisch ist, kehrt sich also die Vorspannung der Dioden des Modulators um, wenn die ModulationsSignalspannung am Schaltungspunkt 76 die Spannung an der Mittelabgriff-Klemme 156 überschreitet, was den Zustand der Übermodulation angibt, d.h. eine Modulation, die eine 100%ige Modulation der Träger-

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signale übersteigt. Die Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 strebt also, da sie die Spannung an der Klemme 156 übersteigt, die Dioden 130 und 134 in Flußrichtung und die Dioden 132 und 136 in Sperrichtung vorzuspannen. Da die Vorspannung der Dioden des symmetrischen Modulators umgekehrt wird, kehrt sich die Phase des an der Klemme 152 auftretenden Trägersignals um. Daher werden die modulierten Trägerausgangssignale also selbst wenn die momentane Modulationsspannung am Schaltungspunkt 76 eine momentane Übermodulation der Trägersignale im symmetrischen Modulator verursacht, nicht verzerrt oder beschnitten. Das Weiterarbeiten des symmetrischen Ringmodulators 120 ohne Beschneidung des modulierten Trägersignals an der Klemme 152 während Perioden der Übermodulation verhindert das Entstehen von Nichtlinearitäten,in der Modulatorschaltung und der entsprechenden Effekte im Fernsehempfänger 218.

Wenn eine Übermodulation eintritt, gibt das modulierte Trägersignal jedoch die Video- oder Toninformationssignale nicht genau wieder. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Amplitude des modulierten Trägersignals zunimmt, wenn die Amplitude des modulierenden Signals abnimmt. Während der Übermodulation nimmt die Amplitude des modulierten Trägersignals zu, was einer dunkleren Szene entspricht, wenn die Amplitude des Videosignals abnimmt, um eine hellere Szene darzustellen. Dieser Effekt ist jedoch nicht so ausgeprägt, daß er in dem durch den Fernsehempfänger wiedergegebenen Bild störend wirkt. Die während des Zustandes der Übermodulation im modulierten Trägersignal enthaltene Farbinformation ist ebenfalls kein genaues Abbild der Szene, da die Amplitude nicht genau stimmt und die fttiase des Trägersignals umgekehrt ist. Auch hier ist der Effekt nicht so stark, daß das durch den Fernsehempfänger wiedergegebene Bild in störendem Ausmaß beeinträchtigt wird.

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Die Synchronisierung des Farboszillators des Fernsehempfängers wird bekanntlich durch einen Farbsynchronisierimpuls synchronisiert, der sich auf der Rückschulter des Austastimpulses befindet. Der Austastimpuls liegt im Schwärzerals-Scharz-Bereich, also nicht an einer Stelle, wo Übermodulation eintreten könnte. Der Farbsynchronisierimpuls kann daher im modulierten Trägersignal nicht verzerrt werden und der Farboszillator des Fernsehempfängers arbeitet dementsprechend einwandfrei.

Auch das Tonsignal wird während einer Übermodulation nicht verzerrt. Da das modulierte Trägersignal nicht beschnitten wird, arbeitet der Modulator linear. Das frequenzmodulierte 4,5-MHi-Tonsignal wird daher nicht durch eine auf das Videosignal zurückzuführende Modulation verzerrt. Solche Verzerrungen können, wenn sie auftreten, im Tonkanal ein summendes Geräusch verursachen, das seine Ursache in Teilen des Videosignals hat, die in das Tonfrequenzspektrum fallen (in erster Linie Oberwellen der Vertikal-Synchronisiersignale). Da jedoch das Trägersignal praktisch immer vorhanden ist (mit der Ausnahme bei genau 100%iger Modulation) wird der Tonkanal auch nicht wegen eines Verlustes des frequenzmodulierten 4,5-8Hz-Tonsignals funktionsunfähig, das durch die Wechselwirkung der Leuchtdichtesignal- und Tonsignal-Träger erzeugt wird. Wie erwähnt, wird das frequenzmodulierte 4,5MHζ-Tonsignal in Fernsehempfängern, die auf dem Intercarrier-Prinzip arbeiten, für den Tonkanal verwendet.

Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung dämpft das untere Seitenband der modulierten Trägersignale an der Klemme 152. Das untere Seitenband des frequenzmodulierten 45-MHz-Signals wird also gedämpft und nur ein frequenzmoduliertes Signal, das obere Seitenbandsignal, bleibt übrig. Dieses Signal liegt 4,5 MHz über dem hochfrequenten Träger. Die abstimmbare Dämpfungs- und Filterschaltung 200 dämpft fer-

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ner die unteren Seitenbandsignale, die durch die Amplitudenmodulation der hochfrequenten Trägersignale durch die Videosignale entstehen. Durch diese Dämpfung entsteht ein Restseitenband-Trägersignal, das durch die Videosignale amplitudenmoduliert ist.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Modulatorschaltung eine Zwei-Sender-Anlage nachbildet, wie sie in Fernsehstationen verwendet wird. Durch die vorliegende Modulatorschaltung wird also ein erster Sender für die Ausstrahlung eines hochfrequenten Trägersignals, das mit der Toninformation frequenzmoduliert ist und dessen Frequenz 4,5 MHz über der Frequenz des Bildträgersignals liegt, und ein zweiter Sender für die Restseitenband-übertragung eines hochfrequenten Trägersignals, das mit einem Videosignal amplitudenmoduliert ist, nachgebildet. Da die das Trägersignal erzeugende Oszillatorstufe 166 sowie die Dämpfungs- und Filterschaltung 2OO auf mehrere Frequenzen abstimmbar sind, werden durch die vorliegende Modulatorahaltung sogar mehrere Zwei-Sender-Anlagen nachgebildet.

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Claims (7)

1. 7 585-73/Dr. V. B/Elf
   RCA 66,489

   Patentansprüche

   l.J Modulatorschaltung zum Anschluß an eine Videosignalquelle, gekennzeichnet durch eine Quelle (166) für hochfrequente Trägersignale, die auf mehrere verschiedene Frequenzen abstimmbar ist; einen mit der Trägersignalquelle gekoppelten Modulator (120) mit einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme; einer Schaltungsanordnung zur Kopplung der Videosignalquelle mit der Modulatoreingangsklemme durch die dieser Eingängsklemme die Videosignale derart zuführbar sind, daß an der Modulatorausgangsklemme zweiseitenbandmodullerte hochfrequente Trägersignale auftreten; eine abstimmbare Dämpfungsund Filterschaltung (200), die zwischen die Ausgangsklemme (152) des Modulators und eine weitere Klemme (206) geschaltet und auf mehrere Frequenzen abstimmbar ist, die jeweils in einer festen Beziehung mit einer entsprechenden Frequenz der Frequenzen auf die die Quelle für die hochfrequenten Trägersignale abstimmbar ist, stehen; und durch eine Steuervorrichtung (192) , die mit der Quelle (166) für die hochfrequenten Trägersignale sowie der Dämpfungs- und Filterschaltung (200) gekoppelt ist und beide gleichlaufend so abzustimmen gestattet, daß die Abstimmung der Dämpfungs- und Filterschaltung der Abstimmung der Quelle für die hochfrequenten Trägersignale folgt und an der weiteren Klemme restseitenbandmodulierte hochfrequente Trägersignale auftreten.
2. 2.) Modulatorschaltung nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet , daß der Modulator (120) ein symmetrischer Amplitudenmodulator ist und daß mit der Modulatoreingangsklemme eine Quelle (42) für frequenzmodulierte Tonsignale, deren Mittenfrequenz 4,5 MHz ist oder einer anderen Zwischenträgerfrequenz entspricht, gekoppelt ist.

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3. 3.) Modulatorschaltung nach Anspruch 1.oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die abstimmbare Dämpfungsund Filterschaltung (200) einen Parallelresonanzkreis enthält, der in Reihe zwischen die Modulatorausgangskleitime (152) und die weitere Klemme (206) geschaltet ist.
4. 4.)Modulatorschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsund Filterschaltung (200) einen mit einer Diode in Reihe geschalteten Blindwiderstand enthält; daß die Diode mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist und bei Vorspannung in den leitenden Zustand den Blindwiderstand in die abgestimmte Dämpfungs- und Filterschaltung einschaltet und dadurch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises ändert.
5. 5.) Modulatorschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die andere Klemme (206) und einen Antennenanschluß (216) eines Fernsehempfängers (218) eine Vorrichtung (214) gekoppelt ist, um die restseitenbandmodulierten hochfrequenten Trägersignale der Antennenklemme zur Verarbeitung durch einen Tuner im Fernsehempfänger zuzuführen.
6. 6.) Modulatorschaltung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen die weitere Klemme (2Ο6) und den Antennenanschluß (216) des Fernsehempfängers (218) geschaltete Vorrichtung (214) ein Koaxialkabel ist.
7. 7.) Modulatorschaltung nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Schalter (192) enthält, der mit der Diode gekoppelt ist, diese wahlweise in den leitenden oder sperrenden Zustand vorzuspannen gestattet und ausserdem in einen Resonanzkreis , der bei der Abstimmung der Quelle (166) für die hochfrequenten Trägersignale mitwirkt, geschaltet ist, und die Betriebs-

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   frequenz der Trägersignalquelle zu ändern gestattet.

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