DE2413205A1

DE2413205A1 - Fernsehempfaengerschaltung

Info

Publication number: DE2413205A1
Application number: DE2413205A
Authority: DE
Inventors: Luigi Indri
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1974-10-24
Also published as: US3922483A; AU6730174A; GB1440342A

Description

Beim Betrieb eines Fei"iiseh-Iluudfunkeaipf ängers mit einer Euip fang s an leime zeigt sich verhältnismäßig häufig, daß man ein opti males Bild nur durch Einstellen der Abstimmung des Empfängers auf eine Frequenz erreicht werden kann, die geringfügig gegenüber der Frequenz der zu empfangenden Fernsehruudfunkfrequenz versetzt ist. Die Ursache kam darin liegen, daß der Aufstellungsort der Antenne bezüglich seiner Umgebung zu Interferenzen zwischen den direkten und den reflektierten Ve11en an der Antenne führt, daß die Antenne nicht richtig installiert ist oder daß die Qualität der Fernsehrundfunksignale schlecht ist. Ein Bildsignaldetektor mit einer oder mehreren Dioden als Ilüllkurven feststellende Vorrichtungen können gegen eine derartige absichtliche Verstimmung des Empfängers eingesetzt werden, doch hositzt ein derartiger Detektor zwangsläufig eine schlechte Linearität und eine schlechte Übersprechzurückweisung auf Grund der Nichtlinearität der Diodenkennlinie. Wird ein Synchrondemodulator als Bildsignaldetektor in dem Empfänger verwendet und besitzt dieser Detektorvorrichtungen in Form von Transistoren, deren Arbeitsbereich auf die linearen Teile ihrer Kennlinien beschränkt ist, dann ergibt sich zwar eine bessere Linearität in dem Bildsignaldetektor und eine bessere Xebensprechzurückweisung; wird jedoch eine konstante Bezugsfrequenz verwendet, die durch Zuführen einer Bildzwisehenfrequenz zu einer bei dieser konstanten Bezugsfrequenz sich in Resonanz befindlichen Schaltung erzeugt wird, dann bewältigt der Bildsignaldetektor die absichtliche Verstimmung des Empfängers nicht und

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bewirkt Bildverdoppelungseffekte im Fernsehsignal bei jedem übergang von schwarz zu weiß und umgekehrt, so daß ein Verlust in der Klarheit des vom Empfänger erzeugten Bildes auftritt, Fernsehrundfunkeinpfänger können auch mit Schaltungen zur automatischen Frequenzregelung ausgestattet sein, die eine Verstimmung verhindern und somit derartige Doppelbildeffekte vermeiden; in diesem Falle ist der Bildsignaldetektor als synchroner Demodulator mit linear betriebenen Transistoren ausgebildet. Dies hat jedoch zur Folge, daß keine Verstellung der Abstimmung des Empfängers möglich ist, um eine Verbesserung dort zu erreichen, wo eine gewisse Verstimmung ein besseres Bild ergibt,

Schwarz-weiß-Fernseh-Rundfunkempfänger sind gewöhnlich nicht mit Schaltungen zur automatischen Frequenzregelung ausgestattet, und es gibt auch Farbfernseh-Rundfunkempfänger, die keine derartigen Schaltungen besitzen.

Wenn ein synchroner Demodulator in einem Schwarz-weiß— oder Farbfernseh-Rundfunkempfänger verwendet wird und in Betrieb mit einer konstanten Bezugsfrequenz versorgt wird, die durch Anlegen einer Bild—

Zwischenfrequenz an eine bei dieser festen Bezugsfrequenz in Resonanz befindliche Schaltung erregt wird, dann können die vorgenannten Bildverdoppelungseffekte durch Belastung der Resonanzschaltung reduziert werden, so daß diese ein niedriges Q besitzt, doch wird hierdurch die Nebensprechunterdrückung derart reduziert, daß der synchrone Demodulator nicht besser als eine Diodenschaltung ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Fersehempfängerschaltung vorgesehen mit Mitteln zur Zuführung von Fernseh-Rundfunkfrequenzsignalen zu einer Misch- oder Frequenzumsetzerstufe, sowie ein abstimmbarer Überlagerungs— oder Empfängeroszillator, der mit der Frequenzmischstufe derart gekoppelt ist, daß diese in Betrieb ein Bildzwischenfrequenzsignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal bei Frequenzen erzeugt, die gleich den Differenzen zwischen den Frequenzen des Empfängeroszillators und der Fernseh-Rundfunkfrequenzsignale sind. Die Frequenzmischstufe legt die Zwischenfrequenzsignale an einen synchronen Demodulator und an Mittel zum Erzeugen eines Steuersignals, das den Fehler zwischen dem Bildzwischenfrequenzsignal und einem Bezugswert der Bildzwischenfrequenz angibt. Der synchrone Demodulator

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hat einen Eingang für das modulierte Signal, der mit der Frequenzmisehstufe zum Empfang von Zwischenfrequenzsignalen verbunden ist, sowie einen Bezugssignaleingang, der mit einer Resonanzschaltung verbunden ist, die mit der Frequenzmisehstufe zum Empfang von Zwischenfrequenzsignalen gekoppelt ist. Die Resonanzschaltung besitzt einen variablen Blindwiderstand, der mit den genannten Mitteln zur Erzeugung eines Steuersignals gekoppelt ist. Der synchrone Demodulator demoduliert das Bildzwischenfrequenzsignal bezüglich der in der Resonanzschaltung auftretenden Resonanzschwingungen, wobei das genannte Steuersignal dazu dient, zumindest über einen bestimmten Frequenzbereich die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung gleich der Bildzwischenfrequenz zu machen.

Bei einer bevorzugten Ausfülirungsform der genannten Mittel zur Erzeugung eines Steuersignals ist ein weiterer synchroner Demodulator vorgesehen, mit einem Eingang für das modulierte Signal, der mit der Frequenzmisehstufe zum Empfang der Zwischenfrequenzsignale gekoppelt ist, sowie einem Bezugssignaleingang, der mit einer weiteren Resonanzschaltung verbunden ist, die mit der ersten Resonanzschaltung gekoppelt ist; eine Signalausgangsverbindung vom Demodulator führt zu dem genannten Blindwiderstand,,

Vorzugsweise ist der variable Blindwiderstand eine Varactordiode. Die erste Resonanzschaltung kann aus einem Parallelschwingkreis bestehen, in dem die Varactordiode zu einem Teil der Kapazität beiträgt. Die weitere Resonanzschaltung kann ebenfalls ein Parallelschwingkreis sein«,

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden genannten synchronen Demodulatoren durch eine integrierte Schaltung dargestellt, nämlich die Schaltung Mullard IC Typ TCA 270, hergestellt von der Mullard Limited, England.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:-

Fig„ 1 eine Blockdarstellung eines Teiles eines Farbfernseh-Rundfunkempfängers und

Fig. 2 und 3 Kurven, die zur Veranschaulichung des Betriebs des Empfängers nach Fig«, I dienen«,

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein synchroner Demodulator mit linear LeLriebenen Transistoren als Bildsignaldetektor in einem Fernseh-Rundfunkemplanger verwendet, dem in Betrieb ein geregeltes Bezugsfrequenzsignal zugeführt wird, das durch Anlegen eines Bildzwischenfrequenzsignales an eine bei einer regelbaren Bezugsfrequenz sich in Resonanz befindlichen Schaltung erregt wird_o Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem ist eine UHF-Empfangsantenne 11 vorgesehen, die mit einem UHF-Verstärker 12 verbunden ist, dessen Ausgang am Signaleingang einer Frequenzmisch- oder Überlagerungsstufe liegt«, Diese wiederum besitzt einen Bezugseingang, der mit einem Ausgang eines Überlagerungs- oder Empfängeroszillators verbunden ist, dessen Frequenz variabel ist, und zwar durch mechanisches Einstellen über handbetätigbare (nicht gezeigte) Vorrichtungen,, Die Frequenzmischstufe 13 besitzt einen Ausgang, der über einen Zwischenfrequenzverstärker 15 mit einem Bildsignaldetektor 16 und einer Steuerschalr tung 17 verbunden ist, die einen Begrenzerverstärker 18 hat.

Der Begrenzerverstärker hat zwei Ausgangsklemmen 19 und 20 über die eine Resonanzschaltung 21 gelegt ist«, Diese besteht aus einem variablen Induktor 22, einem festen Kondensator 23, der parallel zum Induktor 22 geschaltet ist und einer Reihenschaltung 2k aus drei Kondensatoren, die parallel zum Induktor 22 und dem Kondensator 23 gelegt ist. Die Kombination 2h besteht aus einem ersten festen Kondensator 25, der mit einer Varactordiode 26 verbunden ist, die wiederum mit einem festen Kondensator 27 in Verbindung steht. Der Verbindungspunkt 28 zwischen dem Kondensator 25 und der \^rarac tor diode steht über eine Reihenschaltung zweier Widerstände 29 und 30 mit dem Verbindungspunkt zweier Widerstände 37a und 37b in Verbindung, der wiederum an eine Ausgangsklemme 31 der Steuerschaltung 17 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt zwischen der Varactordiode 26 und dem Kondensator 27 ist über einen Widerstand 33 an eine Versorguiigskleimue jk gelegt, der in Betrieb eine positive Bezugsspannung zugeführt uird. Der Verbindungspunkt 35 zwischen den Widerständen 29 und 30 ist über einen Elektrolytkondensator 36 geerdet; die Klemme 34i ist mit Erde über die Reihenschaltung der Widerstände 37a und 37b verbunden.

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In Betrieb wird die Kapazität der Varactordiode 26 durch die Differenz zwischen einer am Verbindungspunkt 35 erzeugten Rcgelspannung und der Bezugs spannung an der Klemme 34 bestimmt. Die Klemme 31 wird zur Stromquelle oder -senke und bestimmt somit die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 37a und 37b. Somit wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 21 durch die Regelschaltung 17 gesteuert.

Der Schwingkreis 21 ist über zwei Bezugseingangsklemmen 38 und 39 des Bild-(signal)-detektors 16 geschaltet, der ein synchroner Detektox' mit linear betriebenen Tx*ansistoren ist, und einen Ausgang 40 besitzt, an dem in Betrieb gleichgerichtete Videosignale erzeugt werden, zusammen mit einem frequenzmodulierten Tonträger, dex' beispielsweise eine Bezugsfrequenz von 6 MHz besitzt.

In Betrieb wird die Regelspannung am Verbindungspunkt 35 bestimmt von einer Zwischenfrequenz, die in dem Schwingkreis 21 und einem weiteren Schwingkreis 41 auftritt, der aus einem variablen Induktor 42 und einem dazu parallel geschalteten festen Kondensator 43 besteh-t, wobei die entgegengesetzten Enden 44 und 45 des Schwingkreises 41 ensprechend mit den Klemmen 38 bzw. 39 verbunden sind, und somit mit den entgegengesetzten Enden des Schwingkreises über gleiche feste Kondensatoren 46 und 47» Wenn die Frequenz des Empfängeroszillators 14 derart eingestellt wird, daß die durch die Mischstufe 13 erzeugten Zwischenfrequenzen bei den erwarteten Nennwerten für die Bild- und Tonzwischenfrequenzen in einem Fernseh-Rundfunkempfanger liegen, beispielsweise 39,5 MHz bzw. 33,5 MHz, dann ist die in den Schwingkreisen 21 und 41 auftretende Zwischenfrequenz gleich dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz. In diesem Falle wird die Spannung am Verbindungspunkt 35 derart gemessen, daß sie den Wert der Kapazität der Varactordiode 26 auf einen Bezugswert einstellt, der den Schwingkreis 21 bei dem erwarteten Nennwert für die Bildzwischenfrequenz zum Schwingen bringt. Der Zwischenfrequenzverstärker 15 dämpft das Tonzwischenfrequenzsignal relativ zum BiI dzwi schenfrequenz si gnal und der Begrenzerverstärker 18 entfernt die Amplitudenmodulation in dem Bildzwischenfrequenzsignal und blockiert praktisch die Tonzwischenfrequenz_β

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In der Regelschaltung 17 siiid die Ausgangsklemmen 19 und 20 des Begrenzerverstärkers 18 mit einem synchronen Demodulator 50 verbunden, der linear betriebene Transistoren als seine Detektorelemente verwendet, und Be zug se ingang ski emmeii 51 und 52 besitzt. Der Demodulator 50 stellt die Ausgangsstufe der Regelschaltung 17 dar, wobei die Ausgangsklemme 31 die Ausgangssignalklemme des Demodulators 50 ist.

Der Schwingkreis kl schwingt beim Nennwert der Bildzwischenfrequenz und ist über die Bezugseingangsklemme 51 und 52 des Demodulators 50 geschaltet. Befinden sich die von der Frequenzmischstufe erzeugten Zwischenfrequenzen auf ihren erwarteten Nennwerten, dann ist die Phasendifferenz zwischen den über den Begrenzerverstärker dem Demodulator 50 zugeführten Zwischenfrequenzeingangssignal und dem den Bezugseingangsklemmen 51 und 52 zugeführten Bildzwischenfrequenzbezugssignal derart, daß der Demodulator 50 an der Klemme 31 praktisch einen Strom null erzeugt, so daß die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände 37a und 37b allein durch die Teilung der von der Klemme 34 zugeführten Spannung bestimmt wird. Diese Spannung stellt die Regelspannung dar, die zur Abstimmung des Schwingkreises 21 auf Resonanz bei dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz erforderlich ist. Der Kondensator 36 wiflct mit denJwiderstand 30 als Filter, das jegliche Reste des gleichgerichteten Videosignals an der Klemme 31 entfernt, die auftreten können, wenn der Detektor 50 oder der Verstärker 18 nicht exakt abgeglichen sind.

Obwohl der Bildsignaldetektor 16 und der Demodulator 50 beide synchrone Demodulatoren sind, muß der Detektor 16 als ein Amplitudendemodulator arbeiten, während der Demodulator 50 als Phasendemodulator wirkt.

Wird der Empfängeroszillator lh derart eingestellt, daß die Frequenzmischstufe 13 Zwischenfrequenzen erzeugt, die von den erwarteten Nennwerten abweichen, dann wird das begrenzte Bildzwischtitfrequenzsignal, das in diesem Fall als abweichendes Bildzwischenfrequeuzsignal bezeichnet sei, wiederum dem Demodulator 50 und den Klemmen 38 und 39 zugeführt; das Amplituden-modulierte abweichende Bildzwischenfrequenzsignal wird vom Zwischenfrequenzverstärker 15 an den Signaleingang des Bilddetektors 16 angelegt. Dies hat zur Folge, daß

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das abweichende Bildzwischenfrequenzsignal sich in den Schwingkreisen 21 und hl fortpflanzt. Der Schwingkreis 41 ist auf eine Resonanz bei dem erwarteten Nennwert der ßildzwischenfrequenz abgestimmt und erscheint deshalb entweder induktiv oder kapazitiv abhängig welcher der beiden Werte, nämlich der ¥ert der abweichenden Bildzwischenfrequenz oder der erwartete Neunwert höher ist. Somit unterscheidet sich die Phasendifferenz zwischen dem von den Ausgangsklemmen 19 und 20 des Begrenzerverstärkers 18 dem Demodulator 50 zugeführten abweichendenZwischenfrequenzeingangssignal und dem den Bezugseingangsklemmen 51 und 52 zugeführten abweichenden Bildzwischenfrequenzbezugssignal von derjenigen, die auftritt, wenn die beiden Signale sich auf dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz befinden; es ergibt sich dann eine Regelspannung an dem Verbindungspunkt 35; die die Kapazität der Diode 26 ändert, bis der Schwingkreis 21 in Resonanz bei der von der Frequenzmischstufe 13 ihm zugeführten abweichenden Bildzwischenfrequenz ist. Da die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 41 nicht geändert wird, bleibt eine Phasendifferenz zwischen den an den Demodulator 50 angelegten beiden Signalen erhalten, die von derjenigen sich unterscheidet, die auftritt, wenn sich die beiden Signale auf dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz befinden und die einen derartigen Wert besitzt, daß sie die Kapazität der Diode 26 auf einem Wert hält, bei dem der Schwingkreis 41 mit der abweichenden Bildzwischenfrequenz in Resonanz ist. Die Zeitkonstante der Kombination aus dem Widerstand 30 und dem Kondensator 36 ist derart gewählt, daß eine ausreichende Dämpfung der Regelspannung am Punkt 35 gewährleistet ist, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 51 gleitend den Änderungen in der Frequenz der durch die Frequenzmischstufe 13 erzeugten Bildzwischenfrequenz folgt.

Bei einer tatsächlichen Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 1 befinden sich der Detektor 16, der Begrenzerverstärker 18 und der Demodulator 50 in einer einzigen integrierten Schaltung, wie sie von der Firma Mullard Limited, England, mit der Bezeichnung TCA 270 hergestellt wird«, Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die nachstehenden Bauelemente folgende Werte:

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— S —

Bauelement

Induktor 22
Kondensator 23
Kondeiisatoi- 25
Kondensator 27
Induktor 42
Kondensator 43
Kondensator 46
Kondensator 47
Widerstand 29
Widerstand 33
Viderstand jO
Widerstand 36
Widerstand 37a
Widerstand 37b

Weil

100	pF
120	pF
120	pF
47	PF
0	,5 PF
0	,5 PF
100	KOluu
100	KO lim
10	KOUm
4	,7 BiF
100	KO hm
100	KO lim

Die der Klemme 34 zugeführte Spannung ist +12V und die Varaotordiode 26 ist vom Typ BA 102, wie er von der Firma Mullard Limited, England, hergestellt wird_e

Die beiden Induktoren 22 und 42 sind variable Ferritkern-Induktoi*en, deren Kerne anfangs so eingestellt sind, daß die Schwingkreise 21 und 41 bei dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz in Resonanz sind, wenn die Spannung über den Widerstand 37a einen Wert besitzt, bei dem kein Strom von der Klemme 31 abgegeben oder gezogen wird.

Fig. 2 zeigt als Kurve 201 die Änderung der Kapazität der Diode des Typs BxV 102 über der Spannung, wobei diese Spannung an der Anode der Diode in Bezug auf ihre Kathode gemessen wird_e Fig. 3 zeigt den für einen PAL-Empfänger in Großbritannien erfoi-derlichen Frequenzbereich, nämlich 39 bis 40 MHz, und den für einen PAL-Empfänger in Deutschland erforderlichen Frequenzbereich, nämlich 3S,4 bis 39,4 MIIz, sowie den entsprechenden Spannungsbereich am Verbindungspunkt 35, bezogen auf die Klemme 34. Eine Kurve 301 in Fig_o 3 zeigt die Änderung der Spannung am Punkt 35, bezogen auf die Klemme 34 über der Frequenz der durch den Demodulator 50 des vorgenannten tatsächlich ausgeführten Beispiels der an ordnungsgemäß Fig. 1 erzeugten Bildzwischenfrequenz.

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Claims

Fa t en tans prüehe;

IJ Fernseliempf ängersclial tiuig mit Mitteln zur Zuführung von Fernseh-Eundfunksignalen zu einer Frequenzniischstufe, einem abstimmbar en Eiupfäugeroszillator, der uiit der Frequenzmischstufe derart gekoppelt ist, daß die Frequenzini sehst Uf e ein Bildzwischeiifrequenzsignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal hei Frequenzen ahgiht, die gleich den Differenzen zwischen den Frequenzen des Empfängeroszillators und des Fernseh-Rundfunkfrequenzsiguals sind, wobei die Frequenzmischstufe die Zurischenfrequenzsignale an einen synchronen Demodulator und au Mittel zur Erzeugung eines Regelsignals anlegt, das die Abweichung zwischen dem Bildzwischenfrequenzsignal und einem Bezugswert der Bildzwischenfrequenz angibt, dadurch gekennzeichnet» daß der synchrone Demodulator (l6) einen Eingang für das modulierte Signal hesitzt, der mit der Frequenzmischstufe (13) verbunden ist und Zwischenfrequenzsignale empfängt, daß er weiterhin einen Bezugssignaleingang hesitzt, der mit einer mit der Frequenzniischstufe (13) gekoppelten Resonanzschaltung (21) zum Empfang der Zwischenfrequenzsignale verbunden ist, und daß die Resonanz schaltung (21) einen mit den genannten Vorrichtungen (^;il, 50) zur Erzeugung eines Regelsignals gekoppelten veränderbaren Blindwiderstand (26) besitzt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der synchrone Demodulator (l6) das Bildzwischenfrequenzsignal in Bezug auf die in der Resonanzschaltung (21) auftretenden Resonanzschwingungen, wobei das Regelsignal dazu dient, die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung (21) zumindest über einen bestimmten Frequenzbereich gleichzuhalten mit der Bildzwischenfrequenz«,

2. Fernseliempf anger schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung eines Regelsigiials einen synchronen Demodulator (50) besitzen, dessen Eingang für das modulierte Signal mit der Frequenzmischstufe (I3) zuai Empfang' der Zwischeiifrequenzsignale gekoppelt ist, und der einen Bezugssignaleiugang besitzt, der iüit einer weiteren Resonanzsehaltung (kl)

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verbunden ist, die mit der ersten' Resonanzschaltung (21) gekoppelt ist, und dex* ferner einen Signalausgang (31.) besitzt, der mit dem genannten veränderbaren Blindwiderstand (26) verbunden ist.

3· Fernsehemplängerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der variable Blindwiderstand (26) eine Varactordiode ist.

k. Fernsehempfängerschultung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Resonanzschaltung (21) ein Parallel-Schwingkreis ist, bei dem die Varactordiode (26) einen Teil der Kapazität darstellt.

5. Fernsehempfäiigerschal tuiig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Resonanzschaltung (^;tl) ein Parallel-Schwingkreis ist.

6. Fernsehempfäiigerschal tung nach einem der Ansprüche 2 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß beide synchrone Demodulatoren (16, 50) durch eine einzige integrierte Schaltung ausgeführt sind.

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