DE3126146A1 - Produktdetektor - Google Patents

Description

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Dipl.-Ing. H. MITSCH EIDLICH ■' D-8000 MD NCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. re r. η at. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> '29 66 84

Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

2. Juli 1981

SONY CORPORATION

7-35, Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo/Japan

Produktdetektor

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf einen Synchron- bzw. Produktdetektor und insbesondere auf einen Synchron- bzw. Produktdetektor, der ein auf einen Träger moduliertes Informationssignal zu'ermitteln gestattet und der einen einfachen Aufbau und eine verbesserte Eigenschaft zeigt.

Generell ist ein sogenanntes Synchrondetektorsystem vorgeschlagen worden, wie ein Bilddetektorsystem eines Fernsehempfängers , bei dem ein von einem Bild-Zwischenfrequenzsignal abgeleitetes Zwischenfrequenz-Trägersignal dazu herangezogen wird, das Bild-Zwischenfrequenzsignal direkt zu schalten.

Anhand von Fig. 1 wird nunmehr eine bekannte Synchrondetektorschaltung beschrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird das Signal von einer Antenne 1 einer Abstimmschaltung 2 zugeführt, von der eine gewünschte Sendewelle als Bild-Zwischenfrequenzsignal abgeleitet wird. Dieses Bild-Zwischenfrequenzsignal wird über ein Bandpaßfilter 3 einem Bild-Zwischenfrequenzsignalverstärker 4 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Multiplizierschal-

' .·. 3126H6

tung 5 zugeführt wird, die die Synchrondetektor- bzw. Produktdetektorschaltung darstellt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 4 wird einem Bandpaßfilter 6 zugeführt, der für 58,75 MHz ausgelegt ist und der die Bild-Zwischenfrequenz signalwelle ableitet. Das Signal von dem Bandpaßfilter 6 wird über eine Begrenzerschaltung 7 der Multiplizierschaltung 5 zugeführt. Das von der Multiplizierschaltung 5 synchron ermittelte Bildsignal wird an einen Ausgangsanschluß 8 abgegeben.

In Fig. 2 ist eine Trägersignal-Gewinnungsschaltung zur Gewinnung eines Bild-Zwischenfrequenz-Trägersignals veranschaulicht, die dadurch gebildet ist, daß das Bandpaßfilter 6 und die Begrenzerschaltung 7 zusammengefaßt sind. Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausgangsanschlüsse des Verstärkers 4, von welchen die Bild-Zwischenfrequenzsignale mit zueinander entgegengesetzter Phasenlage abgeleitet werden, an. den Basen von npn-Transistoren 11a und 11b differenzmäßig angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 11a und 11b sind gemeinsam über eine Konstantstromquelle 12 an Erde angeschlossen. Die Begrenzerschaltung 7, die aus antiparallel miteinander verbundenen Dioden 13a und 13b besteht, und das Bandpaßfilter 6, welches aus einem Kondensator 14 und einer Spule 15 besteht, sind zwischen den Kollektoren der Transistoren 11a und 11b angeschlossen. Die Kollektoren der betreffenden Transistoren sind außerdem über Widerstände 16a bzw. 16b an einem Speisespannungsanschluß 17 angeschlossen. Demgemäß kann der Träger des Bild-Zwischenfrequenzsignals über bzw. an den Kollektoren der Transistoren 11a und 11b abgenommen werden.

Der so von den Kollektoren der Transistoren 11a und 11b abgenommene Träger wird über Transistoren 21a und 21b, die jeweils als Emitterfolger betrieben sind, den Basen zweier Reihen von Transistor-Differenzschaltungen 22a und 22b zugeführt, die die Multiplizierschaltung 5 bilden.

Die Verbindungspunkte zwischen den Emittern der beiden Reihen der Transistor-Differenzschaltungen 22a und 22b sind über einen Transistor 23a und eine Konstantstromquelle 24 bzw. über einen Transistor 23b und eine Konstantstromquelle 24b geerdet. Die Emitter der Transistoren 23a und 23b sind miteinander über einen Widerstand 25 verbunden, und die mit entgegengesetzter Phasenlage von dem Verstärker 4 abgegebenen Bild-Zwischenfrequenzsiynale werden den Basen der Transistoren 23a bzw. 23b zugeführt. In Fig. 2 ist mit 26 ein Speisespannungsanschluß für diese Schaltung bezeichnet.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung werden die synchron ermittelten Bildsignale an den Kollektoren der Transistor-Differenzschaltungen 22aund 22b gewonnen und dann an die Ausgangsanschlüsse 8a und 8b abgegeben.

Da bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 die Dioden 13a und 13b, welche die Begrenzerschaltung 7 bilden, parallel an das Bandpaßfilter 6 angeschlossen sind, wird der Q-Wert des Bandpaßfilters 6 herabgesetzt, und damit ist der gewonnene Träger hinsichtlich seiner Reinheit verschlechtert. Infolgedessen ist die Störcharakteristik (Leuchtdichte/Chrominanz-Übersprechen, 920-kHz-Schwebung usw.) bei der Synchron- bzw. Produkt-Demodulation verschlechtert.

In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung veranschaulicht, die von der Anmelderin vorgeschlagen worden ist, um den obigen Mangel zu überwinden. In dieser Schaltungsanordnung sind die Ausgangsanschlüsse des Verstärkers 4 über Widerstände 31a und 31b mit den Basen von Emitterfolger-Transistoren 32a und 32b verbunden, und das Bandpaßfilter 6 ist zwischen den Basen der Transistoren 32a und 32b angeschlossen. Die Kollektoren der betreffenden Transistoren

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sind gemeinsam an dem Speisespannungsanschluß 26 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 32a und 32b sind über Konstantstromquellen 34a bzw. 34b geerdet und außerdem mit den Basen von Transistoren 35a bzw. 35b verbunden, die als Differenzverstärker geschaltet sind und die einen Begrenzerverstärker bilden. Die Transistoren 35a und 35b sind mit ihren Emittern gemeinsam über eine Konstantstromquelle 36 geerdet. Die Kollektoren der betreffenden Transistoren sind über Widerstände 37a bzw. 37b an einer Speisespannungsklemme 38 angeschlossen. Mit der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung wird der Träger des Bild-Zwischenfrequenz signals an den Kollektoren der Transistoren 35a und 35b abgenommen.

Da bei der zuvor betrachteten und in Fig. 3 dargestellten vorgeschlagenen Schaltungsanordnung ein Bandpaßfilter 6 über die Emitterfolger-Transistoren 32a und 32b mit den den Begrenzerverstärker bildenden Transistoren 35a und 35b verbunden ist, kann der Q-Wert des Bandpaßfilters 6 hoch gemacht werden, und damit kann der Träger mit hoher Reinheit abgenommen werden.

Bei der in Fig, 3 dargestellten Schaltungsanordnung wird jedoch auf die Basen der Transistoren 35a und 35b ein schlechter Einfluß durch die Spiegelkapazität hervorgerufen, wodurch die Phasencharakteristik des Ausgangssignals verschlechtert ist.

Da bei jedem der Transistoren 35a und 35b die Kollektor-Basis-Kapazität vorhanden ist, wird im einzelnen ein Modell betrachtet, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, und sodann wird eine Eingangsimpedanz Zin berechnet.

Aus Fig. 4 können folgende Ausdrücke (1) bis (3) abgeleitet werden:

- .;. 3126U6

ν. ei i, . h^ . Z (1)

ι b fe e

ν = -=— . v. + ij. . Z_T
O Z„ ι f L

Cl

= G . v. + i_ . Z₇. (2)

ν ι f L

^vi " ^vo ^{= i}f * ^Zf

wobei G die Spannungsverstärkung des Transistors bedeutet .

Aus den Gleichungen (2) und (3) wird die folgende Gleichung (4) gewonnen:

^vi - ^(Gv · ^Vi ^{+ i}f * V = ^Lt · ^Zf . (1 -G_v)v_± = i_f (Z_L + Z_f) (4)

Da die folgende Gleichung (6) festgelegt ist

I₁ = i_b + i_f (5)

wird die folgende Gleichung (6) erhalten, indem die Gleichungen (1) und (4) in die Gleichung (5) eingesetzt werden:

v. (1-G ) ν

¹I ⁼ h H" ^{+ (6)}

^{1 h}fe * ^ZE ²L^{+ Z}f

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Aus der vorstehenden Gleichung (6) kann die Eingangsimpedanz Zin wie folgt angegeben werden:

Zin = ~ i

(7)

xl,- · Z__, Z_ H~ Z ,_ fe E Lf

Wenn angenommen wird, daß h_f -Z = OP ist, dann kann die Eingangsimpedanz Zin wie folgt angegeben werden:

X₁ «x_f

V.

.'.Zin er —Λ

²L ^{+ Z}f

1 - G ν

^Zf

—— ( ·.* Z_f » Z_) (8)

"G Γ Ij

Wenn weiter angenommen wird, daß Z^ = —: ^— ist, dann

kann die Eingangsimpedanz Zin wie folgt angegeben werden:

^Zf Zin st»

G
ν

j ω G .C ^J ν

(9)

■ ." .;. 3126H6

In diesem Falle ist der Wert von G .C die Spiegelkapazität, die sich in Abhängigkeit von der Spannungsverstärkung G ändert, welche sich in Abhängigkeit von dem Pegel des Eingangs signals ändert. Demgemäß wird die Spiegelkapazität in Abhängigkeit von dem Pegel des Eingangssignals geändert. Aufgrund der Änderung der Spiegelkapazität wird die Phase des Ausgangssignals verändert, wodurch der Phasengang der Schaltungsanordnung verschlechtert ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Synchron- bzw. Produktdetektor zu schaffen, der frei ist von dem dem Stand der Technik anhaftenden Mangel.

Darüber hinaus soll ein Synchron- bzw. Produktdetektor geschaffen werden, der einen einfachen Aufbau aufweist, dennoch aber einen überlegenen Phasengang zeigt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Snychron- bzw. Produktdetektor geschaffen, der ein auf einen Träger moduliertes Informationssignal, wie ein BiId-Zwischenfrequenzsignal zu ermitteln bzw. zu demodulieren gestattet. Dieser Detektor umfaßt

a) eine Einrichtung zur Abgabe des modulierten Informationssignals in Form eines Restseitenbandsignals,

b) eine an der betreffenden Einrichtung angeschlossene FiI-tereinrichtung, die einen auf die Frequenz des Trägers, auf den das Informationssignal moduliert ist, abgestimmten Abstimmkreis enthält,

c) eine am Ausgang der Filtereinrichtung angeschlossene Emitterfolgereinrichtung,

d) eine Begrenzereinrichtung, die einen Differenzverstärker mit einem ersten Transistor und einem zweiten Transistor aufweist, wobei die Basen dieser Transistoren an der Emittcrfolgoroinrichtung angeschlossen sind und wobei gemeinsame Basen aufweisende dritte und vierte Transistoren vorgesehen sind, deren Emitter mit den Kollektoren

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des ersten bzw. zweiten Transistors verbunden sind und deren Kollektoren Ausgangsanschlüsse darstellen, an denen ein Schaltträger erhalten wird, und

e) eine Multipliziereinrichtung, die mit einem ersten Eingangsanschluß und mit einem zweiten Eingangsanschluß am Ausgang der Begrenzereinrichtung und der das modulierte Informationssignal abgebenden Abgabeeinrichtung angeschlossen ist, derart, daß das modulierte Informationssignal mit dem Schallträger multipliziert wird, um das Informationssignal zu erhalten.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung mit den ihr anhaftenden Merkmalen und Vorteilen nachstehend beispielsweise näher erläutert. Dabei sind einander entsprechende Schaltungselemente in sämtlichen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm eine Produktdetektorschaltung, die zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung benutzt worden ist;

Fig. 2

und 3 zeigen in Schaltungsdiagrammen jeweils eine bekannte Träger-Ableitungsschaltung;

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, welches zur Erläuterung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 verwendet worden ist; und

Fig. 5 zeigt in einem Schaltplan ein Ausführungsbeispiel der Träger-Ableitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der Produkt-Detektorschaltung gemäß Fig. 1 verwendet wird.

Nunmehr wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

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In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Träger-Ableitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Obwohl in Fig. 5 nicht dargestellt, sind die Teile an der Eingangsseite des Bild-Zwischenfreguenzverstärkers 4 weitgehend gleich jenen, die in Fig. 1 gezeigt sind. Gemäß Fig. 5 sind die Kollektor-Emitter-Strecken von Transistoren 41a und 41b zwischen den Kollektoren von Transistoren 35a, 35b des Begrenzerverstärkers 7 und der Multiplizierschal·tung 5 oder den Widerständen 37a, 37b angeschlossen. Die Basen der Transistoren 41a und 41b sind gemeinsam an einem Speisespannungsanschluß 42 angeschlossen. Der übrige Schaltungsaufbau der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist weitgehend gleich dem in Fig. 3 dargestellten Schaltungsaufbau.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung bilden die Transistoren 41a und 41b einen Verstärker in Basis-Grundschaltung. Durch die Bereitstellung eines derartigen Verstärkers wird Z„ a Z₁. nach der Berech-

Ci J-I

nung der obigen Eingangsimpedanz Zin festgelegt. Damit wird folgender Ausdruck erhalten:

«ν" T^

c* 1

Demgemäß wird die durch die Gleichung (9) ausgedrückte Eingangsimpedanz Zin im Wert konstant.

Aus diesem Grunde verschwindet bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung die Phasenschwankung aufgrund der Spiegelkapazität, oder die Phasenschwankung kann beseitigt werden. Damit ist der Phasengang der Schaltungsanordnung verbessert.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Träger somit mit hoher Reinheit und mit gutem Phasengang abgenommen werden.

:: ei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann eine von der in Fig. 5 gezeigten Multiplizierschaltung im Aufbau verschiedene Multiplizierschaltung mit denselben Werkzeugen verwendet werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche

   Produktdeteiktor für die Demodulation eines auf einen Träger, wie ein Bild-Zwischenfrequenzsignal, modulierten Informationssigna]s

   a) mit einer Signalabgabeeinrichtung (2,3,4), die das modulierte Informationssignal in Form eines Restseitenbandsignals abgibt,

   b) mit einer an der Signalabgabeeinrichtung (2,3,4) angeschlossenen Filtereinrichtung (6), die einen auf die Frequenz des Trägers, auf den das Informationssignal moduliert ist, abgestimmten Abstimmkreis enthält',

   c) mit einer mit dem Ausgang der Filtereinrichtung (6) verbundenen Emitterfolgereinrichtung (32a, 32b),

   d) mit einer an der Filtereinrichtung (6) angeschlossenen Begrenzereinrichtung (7), die einen Schaltträger erzeugt,

   e) und mit einer Multipliziereinrichtung (5), die mit einem ersten Eingangsanschluß und einem zweiten Eingangsanschluß am Ausgang der Begrenzereinrichtung (6) bzw. der Signalabgabeeinrichtung (2,3,4) derart angeschlossen ist, daß das modulierte Informationssignal mit dem Schaltträger multipliziert und das Informationssignal abgegeben wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzereinrichtung (7) cinnn Differenzverstärker mit einem ersten Transistor (35a) und einem zweiten Transistor (35b) aufweist, daß die Basen dieser Transistoren (35a, 35b) mit der Emitterfolgereinrichtung (32a, 32b) verbunden sind, und daß eine gemeinsame Basis aufweisende dritte und vierte Transistoren (41a, 41b) vorgesehen sind, deren Emitter mit den Kollektoren des ersten bzw. zweiten Transistors (35a; 35b) verbunden sind und deren Kollektoren eine Ausgangsanschlußeinrichtung bilden.
2. 2. Produktdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (6) ein Durchlaßband aufweist, welches unterhalb des Frequenzspektrums des Restseitenbandsignals liegt, derart, daß das Spektrum des durch die Filtereinrichtung (6).hindurchgelassenen Signals auf ein Zweiseitenbandsignal mit einer Mittenfrequenz begrenzt ist, die weitgehend gleich der Frequenz des Trägers ist, auf den das Informationssignal moduliert ist.
3. 3. Produktdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabgabeeinrichtung (2,3,4) einen BiId-Zwischenfrequenzverstärker (4) eines Fernsehempfängers enthält, daß das modulierte Informationssignal ein Bild-Zwischenfrequenzsignal umfaßt und daß der Träger, auf den das Informationssignal moduliert ist, den Zwischenfrequenzsignalträger umfaßt.
4. 4. Produktdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bild-Zwischenfrequenzverstärker (4) zwei Ausgänge aufweist, von denen das Bild-Zwischenfrequenzsignal als Differenzsignal abgebbar ist, und daß der Abstimmkreis an den beiden Ausgängen des Bild-Zwischenfrequenzsignal Verstärkers (4) angeschlossen ist.

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5. 5. Produktdetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterfolgerexnrxchtung zwei Emitterfolger-Transistoren (32a, 32b) aufweist, die mit ihren Basen an dem Abstimmkreis angeschlossen sind und deren Emitter mit den Basen des ersten bzw. zweiten Transistors (3"5α, 35b) des Differenzverstärkers verbunden sind.