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Schaltungsanordnung zur Demodulation
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eines zwischenfrequenten Fernsehsignals Die Erfindung betrifft eine
im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannte Schaltungsanordnung.
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Es ist bekannt, an den Ausgang derartiger Schaltungen Allpaßanordnungen
anzuschließen, welche entweder überbrückte T-Glieder oder Kompensationsschaltungen
mit mindestens einer Umkehrstufe enthalten.
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Diese Schaltungen dienen zur Korrektur des Frequenzganges der Gruppenlaufzeit
des Videosignals. Die erstgenannten bekannten Schaltungen mit überbrückten T-Gliedern
benötigen jedoch aufwendige Spulen, die darüberhinaus nicht oder nur in engen Grenzen
veränderbar sind und eine Anpassung erfordern.
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Andererseits sind die bekannten Kompensationsschaltungen mit Umkehrstufen
zwar in weiten Grenzen veränderbar, jedoch im Aufbau sehr aufwendig.
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Andere Demodulationsschaltungen der eingangs genannten Art sind unter
Verwendung von Differentialübertragern oder angezapften Schwingkreisen (sogen."T-traps")
als selektive Kompensationsanordnungen ausgebildet, um eine Korrektur des frequenzabhängigen
Verlaufs der Amplitude im Videosignal, z.B.
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eine möglichst vollständige Unterdrückung der Intercarrierfrequenz
zu erreichen. Auch bei diesen bekannten Schaltungen müssen aufwendige Spulen verwendet
und eine zusätzliche Abgleicharbeit vorgenommen werden. Diese kann zwar durch die
Verwendung von Keramikresonatoren mit Saugkreisverhalten vermieden werden, zur Nullkompensation
sind dann aber Umkehrstufen oder Übertrager erforderlich.
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Besonders störend macht sich eine fehlende Laufzeitkorrektur ci den
Videotext- und den View data-Ubertragungsverfahren bemerkbar, wenn handelsübliche
Fernsehempfänger ohne Laufzeitkorrektur auf der Ampfangsseite verwendet werden,
da bereits relativ geringe Laufzeitverzerrungen die Lesbarkeit des Impulssignals
stark beeinträchtigen und sogar eine Umkehrung von Impulsen bewirken können, währen
dds eigentliche Videosignal, das bei Farbempfängern bekanntzieh mit verminderter
Bandbreite übertragen wird, noch nicht wesentlich beeinflußt wird.
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Ebenfalls ergeben sich bei diesen für den Empfang von Videotext-Signalen
verwendeten handelsüblichen Fernsehempfängern die erwähnten Nachteile in bezug auf
die Veränderbarkeit deg Spulen, wenn die intercarrier-Unterdrückung durch überbrückte
T-Glieder erfolgt.
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es sei noch erwälunt, daß es an sich bekannt ist, für Farbfernsehgeräte
im Bild-ZF-Verstärker integrierte Schaltkreise zu verwenden (beispielsweise der
Type TBA 1440 u.ä.), deren Demodulator zwei gegenphasige Ausgänge aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zur Demodulation eines zwischenfrequenten Fernschsignals mit einem, zwei gegenphasige
Ausgänge aufweisenden, als integrierter Schaltkreis ausgeführten Demodulator zu
schaffen, bei der eine einfache Laufzeitkorrektur erfolgt und/oder eine einfache
Intercarrierunterdrückung mit Hilfe von Keramikresonatoren, insbesondere für den
zum Empfang von Teletext-Signalen geeigneten Fernschemplfänger ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe ist (lurch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den @ateransprüchen angegeben.
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Die Erfindung hat insbesondere die Vorteile, daß der Schaltungsaufwand
gering, keine Symmetrierstufe erforderlich und die Realisation eines Nullstellenfilters
ohne tibertrager oder Umkehrstufe erreicht ist und daß ferner eine wirkungsvolle
Intercarrier-Frequenzunterdrückung mittels Keramikresonatoren in gleichfalls einfacher
Weise erzielt ist.
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Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auch für die Empfänger von
Videotext-Signalen wegen der bei diesen Empfängern erforderlichen exakten Korrektur
der Frequenz der Gruppenlaufzeit-Verzerrungen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden näher erläutert. Es zeigen Figur 1 bis Figur 3 bekannte Schaltungen
im Vergleich zu den in den Figuren 4 bis 9, teilweise in Form von Blockschaltbildern
dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen.
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Figur 1 zeigt eine bekannte Allpaßanordnung mit überbrücktem T-Glied.
Hierbei sind eine Signalquelle 1 und eine Last 2 durch ein aus den Spulen 3, 4 und
einem Kondensator 5 sowie einem die Spule 3 überbrückenden weiteren Kondensator
6 bestehende überbrückten T-Glied verbunden.
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Hierdurch sind zwei parallelgeschaltete Signalwege mit unterschiedlicher
Frequenz und Laufzeit gebildet, wobei ohne Xnderung der Amplitude eine bestimmte
Laufzeit erreicht wird. Wie ersichtlich sind aufwendige Spulen mit einer Anzapfung
erforderlich, die entweder garnicht oder nur in engen Grenzen veränderbar sind,
so daß hierdurch
auch der mit dieser Anordnung erreichbaren Entzerrung
enge Grenzen qesetzt sind, die zudem nur bei ein- und ausgangsseitiger Anpassung
(1, 2) befriedigende Wirkung hat.
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Bei der in Figur 2 dargestellten bekannten Kompensationsschaltung
zur Korrektur des Frequenzganges der Gruppenlaufzeit ist eine Symmetrierstufe in
Verbindung mit einer aus den Widerständen 7, 8, 9, 10, dem Transistor Tr, einem
Schwingkreis 11 (Spule 12 und Kondensator 13) und einem veränderbaren Potentiometer
14 bestehenden Brückenschaltun vorgesehen. Das Potentiometer 14 erlaubt zwar die
Gru)penlaufzeit in der Umgebung der durch den Schwingkreis 12/13 bestimmten Frequenz
in weiten Grenzen zu ändern, die Schaltung selbst ist jedoch ebenfalls aufwendig
und benötigt mindestens eine Umkehrstufe.
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In Figur 3 ist eine (bekannte) Schaltung zur Korrektur des frequenzabhängigen
Verlaufs der Amplitude dargestellt, bei der die Spule 16 eines aus einem Kondensator
15 und der Spule 16 (lebildeten Schwingkreises 17 angezapft und über (in(n Widerstand
18 gegen Masse geführt ist. Ein derartiges T-Glied (auch als T-trap bezeichnet)
wird häufig als sogen. Intercarrierfalle bei Fernsehempfängern benutzt.
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Auch eine solche Schaltung ist sehr aufwendig wegen der Verwendung
anqezapfter Spulen, die im allgemeinen noch bifilar gewickelt sein müssen und der
notwendigen Abgleicharbeit. Soll diese durch die Verwendung von Keramikresonatoren
mit Sauqkreisverhalten vermieden werden, sind zur Nullkompcnsation Umkehrstufen
erforderlich.
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Das Grundprinzip der nun anhand der Figur 4 erläuterten Erfindung
besteht in der Anwendung frequenzselektiver Brückenschaltungen, deren eine Diagonale
gegenphasig aus zei Ausgängen eines ZF-Demodulators gespeist wird und deren anderer
Diagonale das Ausgangssignal entnommen wird.
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Dementsprechend bedeutet in Figur 4 G1 den ersten und G2 den zweiten
zweier gegenphasiger Generatoren und Schaltungspunkt 19 den Ausgang des ersten G1
bzw. Schaltungspunkt 20 den Ausgang des zweiten Generators G2.
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Mit 21 ist der Verbindungspunkt der beiden Generatoren bezeichnet.
Eine an den Schaltungspunkt 19 angeschaltete Impedanz Z1 ist die eine der mindestens
zwei Impedanzen, clic an den Ausgang des Generators G1 geschaltet sind und Z2 die
zweite Impedanz. Der Schaltungspunkt 22 ist der Ausgangspunkt der die beiden gegenphasigen
Generatoren G1, G2 enthaltenden BrückenschaRtung und Uo dementsprechend die Augangsspannung
der lsrückenschaltung. Ui ist die Eingangsspannung der Diagonalen und -Ui die Eingangsspannung
mit Scgenpolarität bzw. die zu Ui gegenphasige Spannung.
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Der eine Zweig der Brückenschaltung besteht also aus zwei gegenphasigen
Generatoren (bzw. zwei gegenphasigen Ausgängen eines Generators) und der andere
Zweig aus mindestens zwei impedanzen, die in vorge'jel>ener Weise frequenzabhängig
sind. Die gegenphasigen Ausqänqe stellen die beiden Ausgänge des ZF-Demodulators
dar, an dessen über die beiden Impedanzen Z1 und Z2 gebildetem Verbindungspunkt
22 ein Ausqangssignal entnommen wird, wie die folgenden Figuren im einzelnen zeigen.
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Dementsprechend stellt in Figur 5a der Block 23 die Demodulationsschaltung
mit den beiden gegenphasigen Ausgängen 19 und 20 dar, deren Amplitude im folgenden
als annähernd gleich anzusetzen ist. Der Ausgang 19 führt an den aus einem Kondensator
24 und einer veränderbaren Induktivität 25 (Impedanz Z2) gebildeten Schwingkreis
bzw. Resonanzkreis 26, dessen Ausgang 27 einerseits mit dem Ausgang 20 über eine
als Widerstand R2 ausgebildete Impedanz und andererseits
über eine
andere als Widerstand RM ausgebildete Impedanz mit Masse verbunden ist. Das Ausgangssignal
bzw. die Ausgangsspannung Uo wird am Scahltungspunkt 27 entnommen.
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Figur Sb zeigt in Diagrammform die Ausgangsspannung Uo als Funktion
der Frequenz f. Bei der Resonanzfrequenz fr ist bei richtiger Bemessung R2 = Z2
(Impedanz des Resonanzkreises), d.h. die Brücke ist abgeglichen, so daß für fr Auslöschung
stattfindet.
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Die in Figur 6a dargestellte Schaltung stellt eine Alternative zu
Figur 5a dar. In dieser Figur 6a ist statt eines Parallelresonanzkreises 26 ein
Serienresonanzkreis 28 vorgesehen und die Anschlüsse sind in bezug auf die Ausgänge
19 und 20 in ihren Funktionen vertauscht. Die gegenphasige Spannung -Ui fließt über
einen Serienresonanzkreis 28, während die Nutzspannung +Ui über die jetzt in Serie
liegende als Widerstand R2 ausgebildete Impedanz fließt. Wird die Impedanz des Sericnrcsonanzkreises
28 wieder mit Z1 bezeichnet, so gilt für den Resonanz fall bei richtiger Bemessung
Z1 = und das Diagramm Figur 6b entspricht somit demjenigen von Ji9Jr Sb.
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!ifi d instr Schaltung kann das L- und C-Glied durch einen Keramidresonatoren
er ersetzt werden.
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Die in Figur @ uargestellte Ausführung eignet sich besonders für Keramikresonatoren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Signal bzw. die Ausgangsspannung Uo der
Serienschaltung der Impedanzen R1, R2, R3 entnommen, wobei ein selektivt. aus dem
Kondensator 24 und der veränderbaren Induktivität 25 gebildeter Serienresonanzkreis,
dessen Impedanz mit z4 bezeichnet ist, vom Verbindungspunkt von R2 und 113 eigen
Masse geschaltet ist. Eine im Resonanzfall
verbleibende Restspannung
wird durch R1 kompensiert, wobei die Bemessung R1/R2 = R3/Z4 und R1#R2#Z4 gilt.
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Statt der anhand der Figuren 4 bis 7 beschriebenen Frequenzkompensation
bzw. der vollständigen Auslöschung der Intercarrierfrequenz kann durch entsprechende
Bemessung der Impedanzen bzw. deren bestimmender Schaltungselemente auch eine (einstellbare)
Veränderung der Gruppenlaufzeit-Charakteristik erreicht werden. Zur Erläuterung
hierfür dienen die Figuren 8 und 9.
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Der Aufbau der Schaltungsanordung nach Figur 8@#hnelt demjenigen der
Figur 6a. Unterschiedlich ist jedoch, daß die Dimensionierung anders und R2 einstellber
ist. Erfolgt die Bemessung in bezug auf Z1 und R2 nach der Beziehung
(L = Induktivität), ist die Gruppenlaufzeit #g (Figur 8c) in Abhängigkeit von der
Frequenz in der Umgebung der durch L und C bestimmten Frequenz zwLschen zwei Extremwerten
durch Veränderung des Widerstandes R2 veränderbar, während die Amplitude von Uo
als Funktion von f (Figur 8b) annähernd konstant bleibt.
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Der Aufbau der in Figur 8a gezeigten Schaltungsanordnung lSint sich
vereinfachen, wenn, wie in Figur @a dargestellt ist, die Induktivität L des in Figur
8a vorhandenen Serienresonanzkreises fortgelassen wird. Die verbleibende Kapazität
in diesem Fall ist mit C2 und die Grenzfrequenz mit fq (bzw. CUq.) bezeichnet. Für
alle Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz hat diese Schaltung dann die qlcichc
Wirkung und für die Einstellung R2 auf den kleinsten Wert Rmin ist die Gruppen laufzeit
Tg von der Frequenz f unabhingig (Fiqur 9c).
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Hierbei gilt die Beziehung
für den Verlauf Uo ergibt sich in bezug auf die Abhänqiqkeit von der Frequenz dieselbe
Kurve wie bei Figur 8b.