DE2616467C2

DE2616467C2 - Schaltungsanordnung zur Phasenverschiebung eines Wechselspannungssignals

Info

Publication number: DE2616467C2
Application number: DE2616467A
Authority: DE
Inventors: Nobukazu Osaka Hosoya
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1983-12-08
Also published as: JPS51128445U; US4052679A; DE2616467A1; JPS5533747Y2

Description

— daß die beiden Stromquellentransistoren (Q 5, Q 6) über einen gemeinsamen Emitterwiderstand (R A) mit Masse verbunden sind,

— daß die Basen der Stromquellentransistoren (QS, Q 6) über einen Widerstand (R 7) miteinander verbunden sind,

— daß an der Basis des einen Stromquellentransistors (Q 5) eine Vorspannung (+ Vb), und

— daß an der Basis des anderen Stromquellentransistors (Q 6) über einen Widerstand (R 8) eine Steuerspannung (Punkt 4) angelegt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektrischen Bauelemente ein Widerstand (R)bzv/. ein Kondensator (C) sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Bauelement ein Widerstand (R) und das zweite elektrische Bauelement ein Widerstand (R') und ein dazu paralleler Kondensator (C) sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem integrierten Schaltkreis aufgebaut ist

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Farbfernsehgeräte weisen im allgemeinen verschiedene Arten von Phasenverschiebungsschaltkreisen zur Einstellung der Phase eines Farbhilfsträgers, insbesondere mit 3,58 MHz, auf. Der Farbhilfsträger wird als Hilfsspannung für einen Synchrondemodulator verwendet, um ein bestimmtes Farbwertsignal aus einem kombinierten Signal mit zwei Farbwertsignalen zu bestimmen. Um dieses Farbwertsignal genau feststellen zu können, muß die Phase des Hilfsträgers genau mit der Phase des ausgewählten Farbwertsignals synchronisiert sein. Daher ist es erforderlich, die Phase des Hilfsträger genau einzustellen, bevor er dem Synchrondemodulator zugeführt wird.

In F i g. 1 ist eine bekannte Schaltungsanordnung (ähnlich der DE-AS 20 32 803) zur Phasenverschiebung bei Farbfernsehgeräten dargestellt Der Farbhilfsträger Sw wird der Basis eines Transistors Q1 zugeführt Der anliegende Hilfsträger Sw wird zur Basis des Transistors QA über zwei verschiedene Wege geführt Der erste Schaltungsweg beginnt am Kollektor des Transistors Q1 und führt dann über den Transistor Q 3 zur Basis des Transistors Q 4, während der zweite Schaltungsweg am Emitter des Transistors Q 1 beginnt und dann über den Kondensator Cl zur Basis des Transistors QA führt Die Phase des Hilfsträgers Sw 1, der über den ersten Schaltungsweg an der Basis des Transistors QA ankommt, ist um einige Grade verzögert wegen der an den Basen der Transistoren Q 2 und Q 3 anliegenden Steuerspannung, während die Phase des Hilfsträgers Sw 2, der an der Basis des Transistors QA über den zweiten Schaltungsweg ankommt, um 90° voreilt

Die Hilfsträger SwI und Sw2 werden an der Basis des Transistors Q 4 miteinander kombiniert, um einen angepaßten Hilfsträger Sw 3 zu bilden, dessen Phase in geeigneter Weise verschoben ist Die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung kann in Form eines integrierten Schaltkreises ausgebildet seil..

Die obsn beschriebene, bekannte Schaltungsanordnung zur Phasenverschiebung weist jedoch die folgenden verschiedenen Nachteile auf.

1. Die an der Schaltungsanordnung anliegende Signalspannung, d. h. an der Basis des Transistors Q1, sollte keine vergleichsweise hohen Gleichsspannungskomponenten aufweisen, da die an dem Transistor Q1 anliegende Signalspannung nicht über die Sättigungsspannung des Transistors Q1 hinausgehen darf.

2. Die Verstärkung der Schaltungsanordnung ist auf einen sehr schmalen Bereich beschränkt, da die Werte der Widerstände R 1 und R 2 und des Kondensators C1 der bekannten Schaltungsanordnung einen festen Wert entsprechend dem Grad der Phasenverschiebung aufweisen, so daß weniger Variationsmöglichkeiten gegeben sind.

3. Die an dem Kondensator Cl anliegende Gleichspannung, d. h. die Vorspannung + Vc, verringert die Kapazität des Kondensators Cl, wenn sie als Flächenkapazität in dem integrierten Schaltkreis ausgebildet ist so daß der Kondensator C1 vorher eine vergleichsweise große Kapazität aufweisen muß. Ein Kondensator mit einer großen Kapazität erfordert jedoch eine große Fläche in dem integrierten Schaltkreis, so daß dies zu einer Vergrößerung des integrierten Schaltkreises führt.

4. Das durch den oben beschriebenen ersten Schaltungsweg führende Signal kann durch die an den Basen der Transistoren Q 2 und Q 3 anliegende Steuerspannung derart beeinflußt werden, daß die Änderung der Steuerspannung den Wert der Gleichspannungsquelle in dem durch den ersten Schaltungsweg laufenden Signal relativ zur Gleichspannungskomponente in dem durch den zweiten Schaltungsweg laufenden Signal verändert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannte Schaltungsanordnung derart auszubilden, daß eine Signalspannung mit vergleichsweise hoher Spannung angelegt werden kann. Außerdem soll die Gleichstrom- oder Gleichspannungskomponente zwischen den zwei miteinander zu kombinierenden

Signalen nicht geändert werden. Außerdem soll die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in ihrer Arbeitsweise stabil sein, eine einfache Konstruktion aufweisen und in einem integrierten Schaltkreis realisierbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil gelöst.

Bei Durchlauf eines Wechselspannungssignals durch das erste elektrische Bauelement ist die Phase dieses '« Signals anders als die des Signals, das durch das zweite elektrische Bauelement läuft, und zwar aufgrund des Unterschiedes in den Phasenkennlinien. Dann wird das Signal mit der ersten Phase über den ersten Differenzverstärker übertragen, während das gleiche Signal, jedoch mit der zweiten Phase über den zweiten Differenzverstärker übertragen wird. Diese zwei Signale werden nach den Differenzverstärkern miteinander kombiniert, um ein Signal mit einer Phase zwischen der ersten und der zweiten Phase 7\i erhalten. Die Phase des erhaltenen Signals kann entsprechend der Änderung der Amplitude in den zwei Differenzverstärkern geändert werden, wobei die Änderung durch eine geeignete Konstantstromquelle bewirkt werden kann, die mit jedem der zwei Differenzverstärker verbunden ist.

Die Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 weist somit die Reihenschaltung eines Widerstands und eines Kondensators zur Durchleitung des Wechselspannungsoder Wechselstromsignals, ein Paar Differenzverstärker, die jeweils mit dem Widerstand und dem Kondensator verbunden sind, und einen Transistor zur Verbindung der zwei von den Differenzverstärkern erhaltenen Signalen auf, die jeweils durch eine Konstantstromquelle gesteuert sind, so daß das von dem ^ Transistor erhaltene kombinierte Signal um einige Grade verschoben ist. Bei dieser Schaltungsanordnung ist in vorteilhafter Weise der Kondensator nicht mit einer Vorspannung beaufschlagt.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur Phasenverschiebung, wie sie in der Einleitung beschrieben ist,

F i g. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 3 ein Vektordiagramm für die Spannungen an den elektrischen Bauelementen,

F i g. 4 ein Vektordiagramm für die durch die zwei Differenzverstärker laufenden Signale und

F i g. 5 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Gemäß F i g. 2 weist die Schaltungsanordnung PS ein Paar Differenzverstärker A und B sowie einen Phasenverschiebungsschaltkreis D auf. Der erste Differenzverstärker A weist Transistoren Q 7 und QS auf, deren Emitter miteinander am Schaltungspunkt G verbunden sind wobei die Basis des Transistors Q 7 mit einem Anschluß 2 zum Empfangen einer Trägerwelle Cw 1 verbunden ist, während die Basis des Transistors Q 8 mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt P verbunden ist. In ähnlicher Weise weist der zweite Differenzverstärker S Transistoren Q 9 und (? 10 auf, deren Emitter miteinander an einem gemeinsamen Schaltungspunkt H verbunden sind, wobei die Basis des Transistors Q 10 mit einem Anschluß 3 zum Empfang der Trägerwelle Cw 2 verbunden ist, während die Basis des Transistors Q9 mit dem Schaltungspunkt P verbunden ist, so daß die zwei Differenzverstärker A und B zwischen den Basen der Transistoren Q 8 und Q 9 verbunden sind. Ein Widerstand R ist zwischen den Basen der Transistoren Q 7 und QS vorgesehen, während ein Kondensator C zwischen den Basen der Transistoren Q9 und Q 10 ist. Der Widerstand R und der Kondensator C bilden den Phasenverschiebungsschaltkreis D. Die Schaltungspunkte G und H sind mit den Kollektoren der Transistoren Q 5 bzw. Q 6 verbunden. Die Emitter der Transistoren Q 5 und (?6 sind miteinander verbunden und über einen geeigneten Widerstand R 4 geerdet Die Basis des Transistors Q 5 ist direkt mit einem Anschluß 5 für eine Vorspannung + Vb verbunden, während die Basis des Transistors Q 6 mit dem Anschluß 5 über einen geeigneten Widerstand R 7 verbunden ist Eine an einem Anschluß 4 anliegende Steuerspannung liegt weiter an der Basis des Transistors Q 5 über Widerstände R 8 und R 7 und ebenfalls an der Basis des Transistors Q 6 über den Widerstand RS an.

Bei den Differenzverstärkern A und B sind die Kollektoren der Transistoren Q 8 und Q10 mit einer Basis eines Transistors Q11 über einen gemeinsamen Schaltungspunkt K verbunden, und die Kollektoren der Transistoren Q 7 und Q 9 sind mit dem Kollektor des Transistors QIl sowie mit einem Anschluß 7 für die Vorspannung + Vcc verbunden. Ein Widerstand R 5 ist außerdem zwischen dem Schaltungspunkt K und dem Kollektor des Transistors Q11. Der Emitter des Transistors C? 11 ist mit einem Ausgang 6 der Schaltungsanordnung PS verbunden und über einen Widerstand R 6 geerdet.

Die Schaltungsanordnung PS arbeitet wie folgt.

Um die Differenzverstärker A und B zu betreiben, wird ein geeignetes Potential an den Basen der Transistoren Q 5 und <?6 angelegt. Der Anschluß 5 empfängt eine geeignete Spannung + Vb, die an den Basen der Transistoren Q 5 und Q 6 als Konstantstromquelle anliegt Das Stromgleichgewicht zwischen den Transistoren Q 5 und Q 6 wird durch eine Steuerspannung an dem Anschluß 4 gesteuert.

An den Anschlüssen 2 und 3 liegen Trägerwellen Cw \ und Cw 2 mit einer Frequenz von beispielsweise 3,58 MHz an. Die Phase der Trägerwelle Cw 2 ist gegenüber der der Trägerwelle CwX um 180° verzögert.

Wenn der Strom / von dem Anschluß 2 zu dem Anschluß 3 durch den Widerstand R und den Kondensator C fließt, so hat der Spannungsabfall über dem Widerstand R die gleiche Phase wie die des Stroms /, während der Spannungsabfall über dem Kondensator Cim Vergleich zum Strom /um 90° voreilt.

In F i g. 3 entsprechen die Vektoren Fr, Fc und Federn Spannungsabfall über dem Widerstand R, dem Kondensator C bzw. dem Phasenverschiebungsschakkreis D, und ein Vektor / entspricht dem Strom /. Diese Spannungsabfälle über dem Widerstand R und dem Kondensator C liegen an den Differenzverstärkern A bzw. B an.

In dem Differenzverstärker A wird der durch den Kollektor des Transistors Q 8 fließende Strom durch die Leitfähigkeit des Transistors Q 5 gesteuert, so daß ein der Trägerwelle Cw 1 entsprechendes, am Kollektor des Transistors QS erhaltenes Signal 5 1 in der gleichen Phase ist wie die des Vektors Fk, und dessen Amplitude entspricht der Leitfähigkeit des Transistors Q 5. Andererseits wird in dem Differenzverstärker B der durch den Kollektor des Transistors (JlO fließende

Strom durch die Leitfähigkeit des Transistors ζ>6 gesteuert, so daß ein der Trägerwelle Cw 2 entsprechendes, am Kollektor des Transistors Q10 erhaltenes Signal S 2 in der gleichen Phase ist wie der Vektor Fc, der dem Vektor Fr um 90° voreilt, und die Amplitude des Signals entspricht der Leitfähigkeit des Transistors Q 6. Diese zwei Signale 51 und 52 werden in einem Signal S3 an dem gemeinsamen Schaltungspunkt K Oberlagert.

In Fig.4 entsprechen die Vektoren 51, 52 und 53 den Signalen 51, 52 bzw. 53, wobei insbesondere ihre Amplituden und ihre Phasen dargestellt sind. Wenn die an dem Anschluß 4 anliegende Steuerspannung die Transistoren Q 5 und Q 6 in den gleichen Schaltzustand bringt, so beeinflußt die Leitfähigkeit der Transistoren Q 5 und Q 6 die durch die Differenzverstärker A und B fließenden Ströme derart, daß die Amplituden der Signale 51 und 52 gleich sind, wie dies durch die Vektoren 51 bzw. S 2 mit durchgezogener Linie dargestellt wird. Daher entspricht das Überlagerungssignal 53 dem Vektor 53, d. h. der Summe der Vektoren 51 und 52.

Wenn dagegen die Transistoren ζ>5 und 06 durch die Steuerspannung in einen anderen Zustand eingestellt werden, so können die Amplituden der Signale 51 und S 2 größer bzw. kleiner als bei dem oben beschriebenen Zustand sein. In dem jetzt beschriebenen Zustand können die Signale 51, 52 und 53 als gestrichelte Vektoren 51, 52 und S3 beschrieben werden. In diesem Fall ist die Phase des Signals S3 um einige Grad gegenüber dem Signal S3 im ersten Zustand verschoben. Daher ist es durch Änderung der Steuerungsspannung möglich, die Phase des Signals S3 in einer geeigneten Phase zwischen den Phasen der Signale S1 und S 2 festzulegen.

Das Überlagerungssignal S3 wird in geeigneter Weise durch den Transistor QIl verstärkt und dann am Ausgang 6 erhalten.

Da die an den Basen der Transistoren Q 7, QS, Q 9 und Q10 anliegenden Vorspannungen etwa gleich sind, ist die Spannung über dem Kondensator C vergleichsweise niedrig, so daß dieser keine große Kapazität aufweisen muß.

Da die Differenzverstärker A und B durch die Konstantstromquelle betätigt werden, d. h. durch die Transistoren QS und Q 6, können die an den Anschlüssen 2 und 3 anliegenden Trägerwellen eine vergleichsweise hohe Gleichspannungskomponente aufweisen.

Der in der Schaltungsanordnung PS verwendete Phasenverschiebungsschaltkreis D kann außerdem einen weiteren Widerstand R'aufweisen, der parallel zu dem Kondensator C gemäß Fig. 5 geschaltet ist. In diesem Fall kann die Phase des Spannungsabfalls über dem Kondensator C und dem dazu parallelen Widerstand R' um mehr als 90° gegenüber der Phase des Spannungsabfalls über dem Widerstand R voreilen. Daher kann die Phase des Signals S3 in einem größeren Bereich als 90° geändert werden.

Da die Verstärkung durch die gegenseitige Leitfähigkeil gm der Paare der Differeiitiailransistoren bestimmt wird, ist eine weitere Verstärkung im Vergleich mit der bei der bekannten Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 möglich, wobei die zu erhaltende Verstärkung in vorteilhafter Weise durch Veränderung der gegenseitigen Leitfähigkeit gm eingestellt werden kann. Da außerdem etwa gleiche Vorspannung an den Basen der doppelt abgeglichenen Differentialtransistoren Q 7 bis Q10 anliegt, liegt keine Vorspannung an dem Kondensator C des Phasenverschiebungsschaltkreises D an, so daß es möglich ist, einen Kondensator mit geringer Kapazität zu verwenden, so daß diese Schaltungsanordnung in vorteilhafter Weise dazu geeigent ist, in einem integrierten Schaltkreis verwendet zu werden, da der für den Kondensator erforderliche Raum verringert wird. Ein anderer Vorteil der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 ist der, daß die den Anschlüssen 2 und 3 für die Farbhilfsträger zugeführte Gleichvorspannung auf einen vergleichsweise hohen Wert angehoben werden kann, da die Last an der Emitterseite der Differentialtransistoreh eine Konstantstromquelle ist, so daß die Verbindung der Schaltungsanordnung PS mit der die Farbhilfsträger erzeugenden Stufe in einfacher Weise bewirkt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Phasenverschiebung eines Wechselspannungs- oder Wechselstromsignals, mit einem Phasenverschiebungsschaltkreis mit zwei elektrischen Bauelementen, deren Phasenkennlinien unterschiedlich sind, so daß die Phasenlage des Spannungsabfalls des Eingangssignals Ober das erste Bauelement sich von der über das zweite Bauelement unterscheidet, mit zwei mit dem ersten bzw. zweiten Bauelement verbundenen Differenzverstärkern zur Verstärkung des Spannungsabfalls über dem ersten bzw. zweiten Bauelement, mit Mitteln zum Kombinieren der Ausgangssignale dieser <5 Differenzverstärker und mit zwei Stromquellentransistoren, von denen jeder mit je einem der Differenzverstärker so verbunden ist, daß sein Kollektor an den gemeinsamen Emitteranschluß der beiden Transistoren des jeweiligen Differenzverstärkers angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (R8, 4, Steuerspannung) zur komplementären Steuerung der Leitfähigkeit der Stromquellentransistoren (Q 5, Q 6).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,