DE2637369A1 - Verstaerkerschaltung - Google Patents
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Description
Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS 2637369
19. August 1976
SONY Corporation
7-35 Kitashinagawa-6 Shinagana-ku
Tokyo/Japan
Patentanmeldung
Verstärkerschaltung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung
und insbesondere auf eine Verstärkerschaltung zum Empfang von zwei Eingangssignalen für
einen Synchronvideodetektor in einem Fernsehempfänger.
In der Vergangenheit ist ein Diodengleichrichter oder -detektor oder ein Transistordetektor gewöhnlich als
Videodetektor bei einem Fernsehempfänger verwendet worden. Solche Detektoren haben jedoch den Nachteil,
daß ihre Eingangs-Ausgangscharakteristik infolge der
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Nichtlinearität der Diode oder des Transistors nichtlenar
ist.
Infolge dieser Nichtlinearität, falls ein Videozwischenfrequenzsignal
und ein Tonzwischenfrequenzsignal dem Detektor zugeführt werden, enthält das erhaltene
Ausgangssignal nicht nur ein Videosignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal
mit einer Trägerfrequenz von 4,5 MHz, sondern zusätzlich dazu auch ein Schwebungssignal
mit einer Frequenz von 920 KHz, welche der Frequenzunterschied des Tonzwischenfrequenzsignals
von 4,5 MHz und des Farbsignals von 3,58 MHz ist.Viele andere Oberwellen- oder Oberschwingungssignale werden
auch erzeugt, wobei jedoch die Frequenzen dieser Oberwellensignale außerhalb des Videofrequenzbandes
liegen, so daß sie keinen nachteiligen Einfluß auf das wiedergegebene Bild haben. Das Schwebungssignal
von 920 KHz liegt innerhalb des Videofrequenzbandes und wird daher in dem Bild als Stör- oder Geräuschsignal wiedergegebenen. Um das Schwebungsstörsignal zu
eliminieren, ist früher vorgeschlagen worden, entweder in die Videosignalbahn eine Trap- oder Trenn- oder die
Sicherheitsschaltung anzuschließen oder zu schalten, welche auf die Frequenz des Schwebungssignals abgestimmt
ist, oder das Liefern eines Tonzwischenfrequenzsignals bei der ursprünglichen Zwischenfrequenz
dem Videodetektor zu vermeiden. Bei dem ersten Vorschlag wird die Güte der Frequenzcharakteristik des
Videosignals herabgesetzt, während bei dem zweiten Vorschlag es notwendig ist, eine andere Detektorschaltung
vorzusehen, um ein Ton mit Zwischenfrequenzsignal zu erhalten, das eine Trägerfrequenz von 4,5 MHz
hat.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, einen Synchronvideodetektor zu verwenden, um die zuvor beschriebenen
Nachteile zu vermeiden. Durch Verwendung eines Synchronvideodetektors ist möglich, die vorerwähnten
Nachteile zu beseitigen, wobei jedoch die erhaltene Schaltung viele Bestandteile erfordert und ihre Herstellung
in einer integrierten Schaltung sehr schwierig ist.
Erfindungsgemäß wird das Zwischenfrequenzsignal, welches sowohl Video- als auch Tonkomponenten enthält,
an eine Verstärkerstufe angelegt. Diese Stufe kann
entweder ein Eintaktverstärker oder beispielsweise ein Differentialverstärker sein. Das verstärkte Ausgangssignal,
welches immer noch sowohl Bild- und Tonkomponenten aufweist, wird an eine Schaltung bzw. an
einen Schaltkreis angeschlossen, welcher als Synchrondetektor fungiert. Ein (grounded) Basistransistorverstärker
wird zwischen die Lastimpedanz oder dem Belastungswiderstand (bzw. die Belastungswiderstände
im Falle eines Differentialverstärkers) und die Netzanschlußklemme
in Reihe geschaltet. Der Basisverstärker hat eine abgestimmte Belastungsschaltung oder einen
VerbraucherStromkreis, welcher auf den Zwischenfrequenzträger
abgestimmt ist, wobei das gefilterte oder gesiebte Ausgangssignal an die Schalteingangsklemme
derselben Synchrondetektorschaltung angelegt wird. -
Gemäß normaler Praxis bei Synchrondetektoren tastet
bzw. fragt das Schaltsignal das gleichzurichtende Signal ab und erzeugt ein Ausgangssignal, welches der
Amplitude des abgetasteten Signals entspricht. Da das
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Schaltsignal von demselben zu schaltenden Signal abgeleitet wird, ist es mit dem zu schaltenden Signal
inhärent synchron.
Durch das Anschließen eines Basisverstärkers auf die vorerwähnte Art zur Verstärkung vor allem des Zwischenfrequenzträgers,
stört die Niederemitterimpedanz des Verstärkers dieser Art nicht die Arbeitsweise
des Verstärkers, welcher das vollständige Zwischenfrequenz signal verstärkt. Es sind weniger Bestandteile
als bei den Schaltungen nach dem Stand der Technik erforderlich, wodurch die Herstellung des ganzen
Systems als integrierte Schaltung leichter ist.
Nun folgt eine nähere Beschreibung anhand der Zeichnungen; darin zeigen:
Figur 1: ein schematisches Schaltungsbild einer Synchrondetektorschaltung ohne die Vorteile
der vorliegenden Erfindung;
Figur 2: ein schematisches Schaltungsbild der erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
Figur 3: ein schematisches Schaltungsbild einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine Schaltung nach dem Stand der Technik. Gemäß Figur 1 werden ein Videozwischenfrequenzsignal
und ein Tonzwischenfrequenzsignal einem Diffe-
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rentialverstärker zugeführt/ der aus den Transistoren
Q. und Q« zusammengesetzt ist. Ein verstärktes
Ausgangssignal aus dem Differentialverstärker wird an einen Schaltstromkreis oder eine Schaltung 2 für
den Synchrondetektor durch Emitterfolgertrenn- oder -pufferstufen Q_, Q. bzw. Q1-, Qa geliefert. Das Zwischenfrequenzsignal
am Ausgang der Trennstufe Q37 Q.
wird durch einen Differentailverstärker verstärkt, der aus Transistoren Q- und Q0 zusammengesetzt ist,
wobei nur eine Trägerkomponente des Zwischenfrequenzsignals
durch eine Resonanzschaltung 3 extrahiert wird. Diese Trägerkomponente wird der Schaltung oder
dem Schaltkreis 2 durch eine Trennstufe Q_, Q10 zugeführt.
In der Schaltung oder dem Schaltstromkreis wird das Zwischenfrequenzsignal durch Schaltwirkung
synchron demoduliert oder der Detektorwirkung unterzogen, wobei ein Videosignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal
mit der Trägerfrequenz 4,5 MHz am Ausgang des Schaltstromkreises erhalten werden. ■
Da das Zwischenfrequenzsignal durch das Schaltsignal in dem Schaltstromkreis 2 geschaltet wird, ist nicht
notwendig, die nichtlineare Charakteristik des Transistors als Detektor zu verwenden, so daß sogar dann,
wenn das Tonzwischenfrequenzsignal zusätzlich zum Videozwischenfrequenzsignal dem Schaltstromkreis zugeführt
wird, das Schwebungssignal mit der Frequenz von 920 KHz in dem demodulierten bzw. in dem der Detektorwirkung
unterworfenen Signal eliminiert wird. Darüber hinaus ist nicht notwendig, eine andere Detektorschaltung
zu verwenden, um das Tonzwischenfrequenzsignal
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mit der Frequenz von 4,5 MHz zu erhalten.
Bei der Schaltung nach Figur 1 sind jedoch zwei Signalbahnen
zur Schaltung oder zum Schaltstromkreis 2 notwendig. Diese Bahnen sind; eine erste Signalbahn
zur Verstärkung des Zwischenfrequenzsignals und zum Erhalt des verstärkten Zwischenfrequenzsignals und
eine andere Signalbahn zum Erhalt der Trägerkomponente aus dem Zwischenfrequenzsignal. Die Schaltung
hat infolgedessen viele Schaltungskomponenten, wobei es sehr schwierig ist, diese Schaltung in einer integrierten
Schaltung zu erhalten. Die erfindungsgemäße Ausführungsform der Schaltung überwindet jedoch die
vorerwähnten Nachteile der Schaltung nach dem Stand der Technik.
Gemäß Figur 2 sind die Transistoren Q11/ Q12 in ei~
nem Differentialvexstärker 11 geschaltet bzw. an ihm
angeschlossen, während ein Widerstand R1 als Konstantstromquelle
zwischen einem gemeinsamen Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren Q1 ., Q12 und Erde
geschaltet ist. Die Widerstände R„ und R_ sind an
die Kollektoren der Transistoren Q11 bzw. Q12 als
Belastungs- oder Richtwiderstände angeschlossen. Aus einer Vorstufe 1 werden ein Videozwischenfrequenzsignal
und ein Tonzwischenfrequenzsignal differenziert den Basisteilen der Transistoren Q11 bzw. Q12 durch
die Eingangsklemmen T1 bzw. T» zugeführt. Äusgangssignale
an den Kollektoren der Transistoren Q11 und
Q10 werden durch zwei Puffertransistoren oder Trenntransistoren
Q13 und Q14 der Schaltung bzw. dem Schaltkreis
2 für einen Synchrondetektor zugeführt.
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Darüber hinaus sind die Emitter der beiden Transistoren Q<tc und CL/-/ welche in einer Form einer gemeinsamen
Basis verbunden sind, wobei ihre Baisteile durch einen Kondensator oder Kapazitätsteil C1 geerdet
sind, mit den Widerständen R2 und R- verbunden.
Eine abgestimmte Schaltung 3, welche eine mittelangezapfte
Spule parallel zu einem Kondensator aufweist und welche mit der Videozwischenfrequenz in Resonanz
schwingt, sowie ein Widerstand R. sind zwischen die Kollektoren der Transistoren Q1C/ Q1fi geschaltet. Die
Mittelanzapfung der Spule L1 ist an eine Netzanschlußklemme
T. angeschlossen. Ausgangssignale an den Kollektoren Q15/ Q-ic werden durch Trenntransistoren oder
Puffertransistoren Q17 und Q18 dem Schaltkreis 2 als
Schaltsignal zugeführt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Impendanzen der
Transistoren Q1c und Q1, aus den Widerständen R0 und
R_ so klein, da sie Emittereingangsimpedanzen sind, daß die Wechselstrombelastungen der Transistoren Q11
und Q12 hauptsächlich die Widerstände R3 und R3 sind.
Das Zwischenfrequenzsignal wird in ein Stromsignal umgesetzt oder verwandelt und durch die Transistoren
Q11 und Q12 verstärkt, wobei dieses verstärkte Signal
durch die Widerstände R und R fließt. Als Ergebnis werden Zwischenfrequenzspannungssignale, deren
Amplituden von den Amplituden der Stromsignale und den Widerstandswerten der Widerstände R3 und R_ abhängen,
an den Kollektoren der Transistoren Q11 und Q12 erhalten.
Diese Spannungssignale werden dem Schaltkreis durch die Trenntransistoren Q13 und Q14 zugeführt.
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Die Stromsignale, welche durch die Transistoren Q11-
und Q1 fi fließen, sind dieselben Stromsignale, wie
jene, welche durch die Widerstände R2 und R_ fließen
und sind ganz unabhängig von Widerstandswerten der Widerstände R2 und R3. Daher erscheinen die verstärkten
Zwischenfrequenztonsignale an den Kollektoren der Transistoren Q1 g und Q16- Nur eine Trägerkomponente
des Videozwischenfreguenzsignals wird an den Kollektoren
der Transistoren Q15 und Q16 durch die Resonanzschaltung
3 und den Widerstand 4 als Spannungssignal extrahiert, wobei dieses Spannungssignal dem Schaltkreis
2 durch zwei Trenntransistoren ζ)Λη und QAO zu-
I / . Io
geführt wird.
Dementsprechend wird der Schaltung bzw. dem Schaltkreis 2 das Zwischenfrequenzsignal durch einen Schaltvorgang
synchron demoduliert bzw. der Detektorwirkung unterzogen, wobei ein Videosignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal
(4,5 MHz) an der Anschlußklemme T3 erhalten werden.
Wie zuvor beschrieben im Zusammenhang mit Figur 2, werden sowohl das Zwischenfrequenzsignal und die Trägerkomponente
gleichzeitig verstärkt, wobei weniger Schaltungskomponenten bei dieser Ausführungsform gegenüber
der Schaltung gemäß Figur 1 erforderlich sind, so daß es leichter ist, die Schaltung der Figur 2 in
Form einer integrierten Schaltung herzustellen.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 sind sämtliche
Schaltungen für Differentialarbeitsweise konstruiert. Figur 3 zeigt dieselbe Basisschaltung in Eintaktform.
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Gemäß Figur 3 ist der Emitter eines Transistors Q21
durch einen Kondensator 2 geerdet, während der Kollektor des Transistors an dem Emitter eines Transistors
Q22 durch einen Widerstand R5 angeschlossen ist.
Die Basis des Transistors Q32 ist durch einen Kondensator
C3 geerdet, während der Kollektor dieses Transistors
an eine Netzanschlußklemme T. durch eine Resonanzschaltung
3 und einen Widerstand R. angeschlossen ist. Ein Zwischenfrequenzsignal aus einer Vorstufe
1 wird der Basis des Transistors Q21 durch eine
Eingangsklemme T- zugeführt, während ein verstärktes
Zwischenfrequenzsignal an dem Kollektor des Transistos Q21 erhalten und dem Schaltkreis 2 durch eine
(nicht gezeigte) Trennstufe zugeführt wird. Ein verstärktes Trägerkomponentsignal ist am Kollektor des
Transistors Q22 erhalten und dem Schaltkreis 2 durch
eine (nicht gezeigte) andere Trennstufe zugeführt, wobei das synchrondemodulierte Signal bzw. das Signal,
welches der Detektorwirkung unterzogen worden ist, aus der Schaltung bzw. dem Schaltkreis 2 an der Ausgangsklemme
T_ erhalten wird. Die Schaltung gemäß Figur 3 kann ebenso sehr leicht als integrierte Schaltung
hergestellt werden, und zwar infolge der Einfachheit der Schaltung.
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Claims (6)
1. j Verstärker anordnung gekennzeich. net
durch eine Transistorverstärkerstufe (11, Q11,
Q12 oder Q21) mit einer ersten Kollektorbelastung
(R9, R_ oder R_), die daran angeschlossen ist,
und durch eine geerdete Basistransisstufe (Q5,
Q1^ oder Q99), die an die besagte Kollektorbelastung
angeschlossen ist, sowie eine zweite KoI-lektobelastung (3), die daran angeschlossen ist,
wobei die erste Kollektorbelastung zwischen die Transistorverstärkerstufe und die Emittereingangsschaltung
der geerdeten Basistransistorstufe geschaltet ist.
2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1 mit einer Synchrondetektorschaltung bzw. einem Synchrondetektor
schaltkreis, der einen ersten Eingangsabschnitt aufweist, der mit der besagten Transistorverstärkerstufe
verbunden ist, um ein Signal daraus, welches synchron demoduliert bzw. der Detektorwirkung ausgesetzt werden soll, zu
erhalten, sowie einen Eingangsabschnitt, der mit der geerdeten Basistransistorstufe verbunden ist,
um ein Schaltsignal daraus zu erhalten, welches mit dem Signal, welches synchron demoduliert
bzw. der Detektorwirkung ausgesetzt werden soll, synchron ist, wobei die Transistorverstärkerstufe
aus zwei differential verbundenen Transistoren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
die besagte geerdete Basistransistorstufe ein zweites Paar Transistoren (Q-c/ Qni~) enthält,
Ib Io
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wobei die Kollektoremitterschaltung diese Transistoren jeweils mit der besagten ersten Kollektorbelastung
(R2, R_) in Reihe geschaltet
ist.
3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, bei welcher die besagte zweite Kollektorbelastung eine
parallel abgestimmte LC-Schaltung ist, welche auf die Trägerfrequenz des Signals, das
synchron demoduliert bzw. der Detektorwirkung unterzogen werden soll, abgestimmt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die parallel abgestimmte Schaltung (3) zwischen die Kollektoren des hesagten
zweiten Transistorpaares (Q1C/ Q1fi) in
Reihe geschaltet ist.
4. Verstärkeranordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Induktor bzw. die Induktivität bzw. die Spule (L1) der abgestimmten
Schaltung eine Mittelanzapfung hat, welche mit einer Netzanschlußklemme (T4) verbunden ist, um
elektrischen Strom zur Transistorverstärkerstufe und zur geerdeten Basistransistorstufe zu führen.
5. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Transistorverstärkerstufe einen ersten Transistor (Q2-]) aufweist,
der in eine geerdete Emitterschaltung geschaltet ist, und daß die besagte geerdete Basistransistorstufe
einen zweiten Transistor (Q22) aufweist.
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6. Verstärkeranordnung nach Anspruch 5, mit einer
Synchrondetektorschaltung bzw. einem Synchrondetektorschaltkreis, der einen ersten Eingangsabschnitt
hat, der mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, um von ihm ein amplitudenmoduliertes
Signal mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz zu erhalten, welche synchron demoduliert
werden soll, sowie einen zweiten Eingangsabschnitt, der mit dem Kollektor des besagten
zweiten Transistors verbunden ist, um von ihm ein Schaltsignal zu erhalten, welches
mit dem Signal, das synchron demoduliert werden soll/ synchron ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die besagte zweite Kollektorbelastungseinrichtung eine parallel abgestimmte Schaltung (3)
aufweist, welche auf die Trägerfrequenz des besagten Signals, das synchron demoduliert
werden soll, abgestimmt ist, wobei die besagte abgestimmte Schaltung zwischen dem Kollektor
des besagten zweiten Transistors (Q22) un<^ e^~
ne Netzanschlußklemme (T.) in Reihe geschaltet ist, um von der Netzanschlußklemme Arbeitsstrom
für die besagte Transistorverstärkerstufe und die besagte geerdete Basistransistorstufe abzuleiten
.
Der(Patentanwalt
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Al
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