DE2634086A1

DE2634086A1 - Elektronischer schalter zum gebrauch bei fernsehen

Info

Publication number: DE2634086A1
Application number: DE19762634086
Authority: DE
Inventors: Robert Tiemeijer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-08-04
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1977-02-24
Also published as: AU1649976A; JPS5219917A; NL7509245A; FR2320675A1; JPS5911300B2; AU506261B2; US4074316A; FR2320675B1; GB1534164A; DE2634086C2

Description

PHN₀ 8105 o^:

263A086 '25.5-1976.

WIJ/EVH.

a,,. PHN 8105

"Elektronischer Scha3.ter zum Gebrauch bei Fernsehen"

Die Erfindung bezieht sich axif einen elektronischen Schalter zum Gebrauch bei Fernsehen mit einer Flip-Flop-Schaltung, die mit einem Eingang zum Zuführen eines teilbildfrequent auftretenden Schaltsignals mit einer Schaltimpulsflanke, die in Teilbildaustastzeiten auftritt, und mit einem an die Flip-Flop-Schal t.ung angeschlossenen Kondensatorlade-Z-entladekreis, der mit einem Drucktastenschalter mit nur einer stabilen Stellung, einer Spannungsquelle, einem Kondensator und Lade- Entladewiderstäiiden ausgebildet ist.'

Ein derartiger elektronischer .".Schalter ist in der U»S.-Patentschrift 3 5^9 739 beschrieben warden»

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Darin ist angegeben, dass dei* elektronische Schalter beispielsweise bei einer Fernsehaufnahmeapparatur, insbesondere bei einer Kamerabetätigungs- und Signalverarbeitungsapparatur, benutzt werden kann, beispielsweise zum Umschalten einer Bildwiedergabeanordnung von einem Kamerasignal auf ein anderes Kamerasignal« Dieses Umschalten erfolgt in einer Teilbildaustastzeit zur Vermeidung der Einführung einer Bildstörung bei der Wiedergabeanordnung«Weiter ist angegeben, dass der elektronische Schalter mit einer Anzahl Flip-Flop— Schaltungen, beispielsweise drei Stück, ausgebildet ist, die mit je zwei Eingängen versehen sind, zwischen denen miteinander verbundene Netzvrerke aus DiodoJi und Widerständen vorgesehen sind. Das Betätigen eines dex* drei Drucktastenschalter bringt die zugehorende (erste) Flip-Flop-Schaltung in eine bestimmte gewünschve Stellung (falls diese sich nicht bereits in dieser Stellung befand) Das Betätigen eines anderen Drucktastenschalters bringt danach die zugehörende Flip-Flop-Schaltung in die gewünschte Stellung unter gleichzeitigem Zurückkippen der ersten Flip-Flop-Schaltung in die andere Stellung»' Es stellt sich heraus, dass eine Flip-Flop-Schaltung durch abermaliges Betätigen des zugehSrenden Dmcktastexischalters nicht zurückkippen, kann, sondern dass dies durch Betätigung eines anderen Drucktasten-

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schalters erfolgen soll. Auf diese Weise ist eine wesentlich vorhandene elektronische Verriegelung zwischen den Flip-Flop-Schaltungen erreichtV

Die Erfindung bezweckt nun, einen elektronischen Schalter zu verwirklichen, der auch mit nur einer Flip-Flop-Schaltung durchführbar ist, also ohne die Notwendigkeit der beschriebenen Verriegelung oder eines zusätzlichen Drucktastenschalters und wobei nicht ein spezifisches .Diode-Widorstands-Netzwerk vorgesehen zu werden braucht, sondern ein öffentlich angebotenes genormtes Bauelement unmittelbar verwendbar ist. Der erfindungsgemlisse elektronische Schalter weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Flip-Flop-Schaltung als Meister-Sklävon-Fiip-Flop-Sehaltung mit einem Triggereingang zura Zuführen eines Schaltsignals und mit mindestens einem Bedienungseingang ausgebildet ist, der an den Koridensatorlade-«/^entladekreis angeschlossen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist

in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: ■■ . .

Fig.» 1 ein Schaltdiagramm eines erfindungsgernasseii elektronischen Schalters,

Figo 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schalters nach Fig.'^: 1 einige dabei auf tretende Signale als Funktion der Zeit₀ ,;-=,

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Der elektronische Schalter nach Fig.* 1 ist mit einer Meister-Sklaven-Flip-Flop-Schaltung 1 vom JK-Typ ausgebildet, beispielsweise der Type 7SN7^76 oder FJJ bzw. der Valvo-Typen FCJ 101 oder FCJ 111,

Die Flip-Flop-Schaltung 1 hat einen Trigger eingang T, zwei Bedienungs eingänge J und K, einen Stelleingang S₁ und einen Rückstelleingang S₂.^: ¥eiter gibt es zwei Ausgänge Qj und Q₂ mit daran inversen Signalen,' Für die Wirkungsweise der Meister-Sklaven-Flip-Flop-Schaltung gilt, dass eine Information an den J- und K-Bingängen im Meister aufgenommen wird, d.h.¹ der Meister kippt ua, wenn der T-Eingang hoch ist, d.hv dass bei der positiven Logik eine logische 11 am T-Eingang vorhanden ist, was einer Spannung grosser als +2 Volt entspricht·' Für die Informationsaufnahme bei den J- und K-Eingängen gilt, dass eine bei diesen Eingängen kurz auftretende logische 1 im Meister der Flip-Flop-Schaltung 1 festgehalten wird durch das Umkippen. Wird danach der T-Eingang niedrig, d.hv, tritt daran die logische 0 auf, was einer Spannung kleiner als +0,8 Volt entspricht, so wird die Information beim Meister zum Sklaven weitergeleitet und erscheint dabei an den Ausgängen Q₁ und Q₂ (invertiert) Da von der Flip-Flop-Schaltung 1! die Eingänge J und K miteinander verbunden sind, gilt für die Flip-Flop-Schaltung 1, dass bei einer logischen O-Informatipn keine Aenderung bei den Ausgängen Q₁ und Q₂

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auftritt', während eine küzer oder länger auftretende logische 1 an den J- und K-Eingängen eine Aenderung der Stellung des Meisters ergibt, wodurch. d±e Informationsverschiebung vom Meister zum Sklaven mit einer Signalumkehr bei jedem der Ausgänge Q₁ und Q₂ einhergeht» Für den. Stelleingang S- und den Rückstelleingang S^ gilt, dass bei Zufuhr einer logischen 0zu denselben die Signale an den anderen Eingangen keinen Einfluss mehr ausüben und am Ausgang Q- die logische 1 bzw,· die logische 0 auftritt, ^] . -

Beim Be treiben der Meister-Sklaven-Flip-Flop-Schaltung 1 ist der T-Eingang an eine Eingangsklemme zum Zuführen einei Schaltsignals angeschlossen, das als Signal T in Flg.' 2 als Funktion der Zeit t mit einer logischen 0 und 1 aufgetragen ist. Die logische stellt eine Spanning höher als 2 Volt als Schwellwert dar und die logische 0 stellt eine Spannung niedriger als +0,8 Volt als Schwellwert dar ο Beim Signal T ist durch TV eine Fernseh-Teilbilddauer aufgetragen, die beispielsweise 20 oder 16,6 ms beträgt. Im Signal T treten kurze Schaltimpulse mit der logischen 0 auf mit einer Zeitdauer TT die beispielsweise etwa 4,5/US beträgt. Von den Zeitdauern TT wird vorausgesetzt, dass sie in den Teilbildaustastzeiten auftreten, die etwa 1,5 ins der Teilbilddauern TV beanspruchen_o Aus dem Obenstehenden folgt,

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dass bei der Flip-Flop-Schaltung 1 eine Informationsverschiebung unter Ansteuerung der Vorderflanken der Sehaltimpulse (τ) mit der Zeitdauer TT auftreten kann, wobei von der logischen 1 zur logischen 0 gegangen wird»¹·

Das Auftreten der genannten Vorderflanken der Schaltimpulse'.-(τ), die als Schaltimpulsflanken in den Teilbildaustastzeiten wirksam sein können, vermeidet durch das Schalten bewirkte Bildstörungen bei der Fernsehwiedergabe o'

Der Rückst eil eingang S„ ist an eine Eingangsklemme 3 für eine mögliche Zufuhr eines Sperrsignals mit der logischen 0 angeschlossen· Durch innere Kopplungen tritt an den-frei,liegenden, nicht angeschlossenen Eingangen S₁ und S₂ (ohne Steuerung von aussen) eine logische ΐ auf,· Von der Flip-Flop-Schaltung 1 ist der Ausgang Q₁ ac eine Ausgangsklemme k des elektronischen Schalters nach Fig. 1 gelegte An die Ausgangsklemme h kann eine Kamerabetätigungs- und Signalverarbeitungsapparatur und Videoschaltapparatur angeschlossen sein und zwar zum Zuführen eines Schaltsignals zu derselben,* Die miteinander verbundenen Eingänge J und K der Flip-Flop-Schaltung 1 sind über einen Widerstand 5 an Masse gelegt und liegen über einen Kondensator 6 an einem festen Kontakt 7 eines Drucktastenschalters 8 mit zwei weiteren Schaltkontakten 9 und 1Ό, Der Drcuktasten-

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schälter· 8 ist von einem Typ mit nur einer, stabilen Stellung (9), d.h.. dass, wenn auf einen Druckknopf des Schalters 8 kein Druck ausgeübt wird, dieser immer den Schaltkontakt 9 «lit 7 verbindet und dass nur beim Ausüben von Druck der Schaltkontakt 10 angeschlossen wird, was folglich eine nicht stabile Stellung (1O) ergibt*^! Der Schaltkontakt 9 ist über einen Widerstand 11 an Masse gelegtν Der Schaltkontakt 10 ist mit einer eine positive Spannung führenden Klemme einer SpannungsqüeliiLe 12 verbunden, die mit einer anderen Klemme an Masse liegtv Die Spannungsquelle 12 liefert beispielsweise eine Spannung -von +5 Volt.

Der Kondensator 6 bildet mit dem Drucktastenschalter 8, der Spannungsquelle 12 und den Lade-/Entladewiderständen 5 und 11 einen Kondensatorlade-/entladekreis (5 - I2)o^! wodurch an den Eingängen J und K der Meister-Sklaven-Flip-Flop'Schaltung 1 eine Signal spannung auftritt, wie diese din Fig,^! 2 in einem Signal J = K dargestellt ist. ^l Zu einem Zeitpunkt t_Q wird der Drucktastenschalter 8 betätigt,! wodurch der Schaltkontakt 10 verbunden wird und der entladene Kondensator 6 über den Widerstand 5 mit einem Stromstoss aus der Spannungsquelle 12 geladen wird. Zum Zeitpunkt t_Q tritt an den Eingängen J und K eine Spannungsspitze mit einem Wert entsprechend +5-Volt auf, welcher Wert höher ist als der Schwellwert (+2 V) der logischen 1, wodurch mit der

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logischen 1i im Signal T die logische Ii aufgenommen und im Meister der Flip-Flop-Schaltung 1 festgehalten wird, dadurch dass der Meister umkippt, was in Fig.* 2 mit einem Signal JKM dargestellt ist,' wobei ausgegangen wird von einem stabilen Zustand mit der logischen 0 im Meister und dadurch an dem, dem Meister folgenden Q₁-Ausgang.

Nach dem Zeitpunkt t_Q tritt durch den abnehmenden Strom im Widerstand 5 ein Spannungsabfall auf. Nach einiger Zeit ist der Kondensator 6 aufgeladen, wodurch im Signal J=K das Massepotential auftritt, das unterhalb des Schwellwertes (+0,8 Volt) der logischen 0 liegte

Im Signal T nach Fig.' 2 tritt zu einem Zeitpunkt t.j eine vor. der logischen 1 zur logischen 0 gehende Impulsflanke auf, während im Meister der Flip-Flop- . Schaltung 1 (das Signal JKM aus Fig.' 2) die logische 1 vorhanden ist. Dadurch wird ein Umkippen am Q..- (und Q„—)-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 1 stattfinden.= In Fig.¹ ist ein Signal Q- aufgetragen, wobei ausgehend von dem Zustand mit der logischen 0 am Q₁-Ausgang daran die logische 1 des Meisters erscheint.'

Beim Signal J = K nach Fig.· 2 ist ein Zeitpunkt to angegeben, zu dem mit Druckausübung auf den Drucktastenschalter 8 aus Fig.* 1 aufgehört wird. Dadurch geht der Drucktastenschalter 8 in die stabile Stellung mit dem verbundenen Schaltkontakt 9 zurück. Der Kondensator

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entlädt sich über die Widerstände 5 und 11 mit einem Stromstossy wie nach dem Zeitpunkt t« beim Signal J = K in Fig.^; 2 dargestellt ist. "

.Es stellt sich'heraus, dass eine Druckausübung auf den Drucktastenschalter 8 zu dem Zeitpunkt t„ eine Signalumkehrung am Q--Ausgang der Flip-Flop-Schaltung zu dem Zeitpunkt t- verursachte¹ Zum Erhalten einer Anzeige für den Benutzer des elektronischen Schalters nach Fig.^! 1, dass eine Umschaltung stattgefunden hat, wodurch bei der an die Ausgangsklemme h angeschlossenen Videoschaltapparatur eine Einschaltung stattfindet, ist an den Q--Ausgang eine Anzeigeschaltung mit einer Anzeigelampe 13 angeschlossen·' Die Lampe 13 liegt zwischen einer Klemme einer Spännungsquelle 14 und dem Kollektor eines npn-Transistors 15, dessen Basis über einen Widerstand 16 mit dem Q₁-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung T verbunden ist·' Der Emitter des Transistors 15 und eine andere Klemme der Spannungsquelle Ik liegen an Masse, Die positive Spannung am Q.-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 1, die der logischen 1. entspricht, lässt die Lampe aufleuchten·;

Die Bedeutung der Verwendung der Kondensatorlade-/ßntladekreise (5 - 12) wird an Hand der Fig.⁴ Z erlc'iut'erte Im Signal T nach Fig₄ 2 tritt zu einem Zeit-«, puiikt . tjj_ eine abfallende^Inipulsflanlce auf₀ Ee wird

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vorausgesetzt, dass zu einem darauffolgenden Zeitpunkt tder Drucktastenschalter 8 nach Fig.' 1 betätigt. wird o⁵ Die Tatsache, dass die Spannung im Signal J=K aufwärts durch den Schwellwert in dem zu der logischen 1 gehörenden Zustand im Zeitpunkt t~ übergegangen ist, hat für den Meister bei der Flip-Flop-Schaltung 1 nun keine Folgen, da bis zu einem Zeitpunkt tg im Signal T die logische 0 auftritt.'

Die im Signal T zu dem Zeitpunkt t,- infolge der Umladung des Sondensators 6 noch bestehende logische hat zur Folge, da?s die im Signal J=K noch vorhandene logische 1 den Meister der Flip-Flop-Schaltung 1 umschalten lässt, wie beim Signal JKM aufgetragen ist.^: Das Umschalten des Drucktastenschalters 8 zu einem Zeitpunkt t_ in die stabile Stellung (9) hat für die Flip-Flop-Schaltung 1 keine Folgen. Dieser Zeitpunkt könnte ebensogut früher oder später auftreten.' In dem Signal T tritt die nachfolgende Schaltimpulsflanke zu einem Zeitpunkt tg auf, wodurch, wie beim Zeitpunkt t- beschrieben wurde, wobei im Meister die logische 1 anwesend war, ein Umkippen bei der Flip-Flop-Schaltung 1 stattfindet., da nun die im Meister vorhandene O-Information zum Q₁-Ausgang weitergeschoben wird.· ·

Es stellt sich heraus, dass die Ladezeitkonstante des Kondensatorlade-/^eJntladekreises (5 - 12)

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und'die Spannung der Spannungsquelle 12 derart gewählt sein müssen, dass nach Betätigung des Drucktastenschalters die logische 1 zu einer Zeitdauer entsprechend etwa der Impulsdauer TT von 4,5/us noch vorhanden ist·' Zur Erläuterung sei bemerkt, dass bei Verwendung eines Kondensators 6 von 22 nF und des Ladewiderstandes 5 niit einem Wert von 220 Ohm eine Ladesseitkonstante entsprechend 4,84/us folgt, was für eine Spannung von +5 V für die Spannungsquelle 12 und den Schwellwert von +2 V für die logische 1 ergibt, dass während etwa 4,43 /us die logische 1! nach einer Betätigung des Drucktastenschalters auftritt,- ■■'■;.

Die Austrittsdauer des logischen T-Impulses (4,43/US) im Signal J=E darf dabei nicht grosser sein als die Impulsdauer TT (4,5/U.s) der Schaltimpulse im Signal T₀ ¹ Sonst ergibt bei einem Auftritt der Impulsflanke gerade vor dem Zeitpunkt t^ die logische 1 ein Umkippen der Flip-Flop—Schaltung 1 zu dem Zeitpunkt t,., während die noch nach dem Zeitpunkt t/ vorhandene logische ein zweites Umkippen, d.h." ein Zurückkippen zu dem Zeitpunkt tg ergibt.= Zur Vermeidung des Zurückkippens soll die Dauer des logischen-1-Impulses im Signal J = K kleiner sein als die Impulsdauer TT, aber sie soll derselben möglichst dicht annähern, da sonst beim Betätigen des Drucktastenschalters 8 gerade nach dem

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Zeitpunkt tj, die logische 1 zum Zeitpunkt t^ nicht mehr vorhanden ist, so dass eine Betätigung keinen Effekt hatv

Vollständigkeitshalber sei erwähnt, dass der ¥ert des ¥iderStandes 11 bzw,⁴ 16 beispielsweise 470 bzw«' 47OO Ohm beträgt, die Spannungsquelle lh- eine Spannung von +12 V hat und die Lampe 13 eine Lampe von etwa 0,2 Watt isto^:

Die Eingangsklemme 3 zum Zuführen eines Sperrsignals kann dazu benutzt werden um zu vermeiden, dass der elektronische Schalter nach Fig.· 1 unter .Betätigung des Drucktastenschalters 8 ein Schaltsignal zum Ausgang h führt, wenn dies aus irgendeinem anderen Grund nicht erlaubt ist β¹ Dies kann beispielsweise der Fall sein bei einer Videoschaltapparatür, bei der es keine Synchronisation zwischen zwei Videosignalen, die miteinander gemischt werden müssen, gibt und wozu über den Schalter nach Figo' 1 der Befehl gegeben wirdv Dieser Befehl: .kann nun nur gegeben werden, wenn die Flip-Flop-Schaltung 1 freigegeben ist, was durch Verwendung des Sperrsignals nur bei Synchronisation der Fall ist.'

lieber die Eingangskleinme 3· kann weiter eine gegenseitige Verriegelung bei einer Verwendung einer; Anzahl elektronischer Schalter nach Figo' 1 durchgeführt werden» So ist es möglich, bei einem Sehalt signal mit einer logischen 1 am Ausgang k den Ausgang Q„ der Flip-Flop-

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Schaltung 1 mit der logischen 0 zum Anschluss an eine Eingangsklemme 3' eines anderen elektronischen Schalters zu benutzen, wodurch dessen Flip-Flop-Schaltung gesperrt wird mit einer dabei an der Ausgangsklemme 4* vorhandenen logischen 0.'

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Claims

25.S.76.

PATENTANSPRUECHE:

Elektronischer Schalter zum Gebrauch bei Fernsehen mit einer Flip-Flop-Schaltung die mit einem Ausgang zum Zuführen eines teilbildfrequent auftretenden Schaltsignals mit einer Schaltimpulsflanke, die in Teilbildaustastzeiten auftritt und mit einem an die Flip-Flop-Schaltung angeschlossenen Kondensatorlade-/ SntladekreiSf der mit einem Drucktastenschalter mit nur einer stabilen Stellung, einer Spannungsqualle, einem Kondensator und Lade-/Entladewiderständen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flip-Flop--Schaltung als Meister-Sklaven-Flip-Flop-Schaltung mit einem Triggereingang zum Zufuhren eines Sehaltsignals und mit mindestens einem Bedingungseingang ausgebildet ist,der an den Kondensatorlade-ZSntladekreis angeschlossen ist,' 2_O Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das teilbildfrequent auftretende Schaltsignal Schaltimpulse hat mit einer Dauer, die gerade grosser ist als die Dauer des Auftretens eines vom Kondensat or lade-/ JSnt ladekreis zum Bedingungseingang der Flip-Flop-Schaltung gelieferten Impulses mit durch einen Schwellwerk gegangenen Werten,»

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PHN.8105*· 25.6.76.¹

3öl"' ' Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Meister-Sklaven-Flip-Flop-Schaltung vom JK-Typ. ist, wobei die J- und K-Bedingungeingänge miteinander verbunden und an den Kondensatorlade-/jsntladekreis angeschlossen sindo-.4·* Elektronischer Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Drucktastenschalter der Sehaltkontakt, der zu der stabilen Stellung gehört, über einen Widerstand an Masse gelegt ist und der Schaltkontakt, der zu der nichtstabilen Stellung gehört, über eine Spannungsquelle mit Masse verbunden ist₉ wobei der feste Kontakt des Druck— tästenschalters üoer den Kondensator und einen Widerstand an Masse liegt,¹"

5·' Elektronischer Schalter nach einem der vorstehenden AnspiTÜche, dadurch gekennzeichnet, dass ■ ein Ausgang der Flip-Flop-Schaltung an eine Anzeigeschaltung mit einer Lampe angeschlossen isto'

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