DE1013331B - Schaltungsanordnung zur Stoerunterdrueckung, insbesondere bei Fernsehempfaengern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Störunterdrückung, bei der Störimpulse, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, von einem Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal so kombiniert werden,, daß die Störimpulse im ursprünglichen; Signal umgekehrt werden,.

Schaltungsanordnungen dieser Art können, zwar in den verschiedensten Einrichtungen verwendet werden, doch sind sie besonders bei Fernsehempfängern gebräuchlich, um Störungen bei der Abtrennung der Synchronimpulse von Videosignalen durch die Störimpulse zu vermeiden. Bekanntlich liegen die Störimpulse bei der Negativmodiulation in, derselben Richtung wie die Synchronimpulse, die von größerer Amplitude als die anderen übertragenen Signale sind, und sind besonders bei schwachen Eingangssignalen größer als die Synchronimpulse. Wenn, ein solches Signal daher der Abtrennstufe zugeführt wird, werden die Kapazitäten des Spitzengleichrichterkreiseis, die normalerweise durch die Synchronimpulse aufgeladen, werden., durch die Störimpulse derart über den Normalwert aufgeladen, daß die nachfolgenden Synchronimpulse außerhalb des Auseteuerbereich.es· der Abtrennstufe liegen. Bis diese große Ladung abgeleitet ist, gelangen daher keine Synchronimpulse an den Ausgang der Abtrennstufe.

Die Schwelle der Störumkehrungsstufa (noise inverter) wird im allgemeinen gerade auf die Spitze der Synchronimpulse eingestellt, damit keine Impulse, die größer sind als die Synchronimpulse, der Abtrennstufe zugeführt werden. In, manchen. Fällen kann es aber auch erwünscht sein, die Schwelle etwas unterhalb der Spitze der Synchronimpulse einzustellen·. Wenn nun die Eingangssignale schwach sind, muß zu diesem Zweck die Schwelle einen niedrigen Wert haben, während er bei stärkeren Eingangssignalen einen höheren Wert haben muß. In bekannten Störunterdrückungsschaltungen wird die Schwelle häufig durch Schalter verändert. Ein solcher Schalter kann jedoch die Schwelle lediglich auf eine begrenzte Anzahl von Werten einstellen, so daß eine, optimale Betriebsweise für alle empfangenen Signalamplituden nicht möglich ist.

Ein Nachteil der bekannten Schaltungen zur Störunterdrückung mit einer festen oder einer von Hand veränderbaren Schwelle besteht ferner darin, daß sie dazu neigen, die Amplitude der Synchronimpulse bei starken Eingangssignalen zu verändern.

Gemäß der Erfindung wird daher eine Störunterdrückungsschaltung vorgeschlagen, bei der die Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale ohne diese Nachteile verändert wird. Das wird auf folgende Weise erreicht: Das Signal Schaltungsanordnung

zur Störunterdrückung,

insbesondere bei Fernsehempfängern

Anmelder:

General Electric Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. März 1955

Raymond Faunce Foster, Syracuse, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

wird mit den darin enthaltenen Störimpulsen, in an sich bekannter Weise den Steuerelektrodien zweier Elektronenröhren mit gemeinsamem Ausgangskreis derart zugeführt, daß die Ausgangseignale beider Röhren entgegengesetzte Polarität haben. Eine dieser Röhren gibt das Bildsignal an seinem Ausgang mit umgekehrter Polarität wieder. Die andere Röhre ist derart vorgespannt, daß sie bei fehlendem Eingangssignal gesperrt ist. Zwischen dem gemeinsamen- Ausgangskrais und dem Eingangskreis der so' vorgespannten Röhre ist ein Tiefpaßfilter eingeschaltet, welches die Niederfrequenzkomponente einschließlich der Gleichstromkomponente zur Änderung der Vorspannung dieser Röhre 32 im Sinne einer Änderung der Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale durchläßt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Abbildung beschrieben. In dieser ist 2 eine Signalquelle (beispielsweise ein Videodetektor) zur Erzeugung von den gegenwärtigen Fernsehnormen entsprechenden Signalen. Die Synchronisierimpulse 6 dieses Signals sind negativ bezüglich des Grundpotentials 7 und liegen in einem, Bereich, den die Videosignale 8 nicht einnehmen. Es wird weiterhin, angenommen,, daß ein StörinipulS' 10 an irgendeinem Punkt des empfangenen Signals auftritt. Ein Spannungsteiler in der Form von Serienscheinwiderständen, die hier als Widerstände 14 und 16 dargestellt sind, ist zwischen die Ausgangsklemme der Quelle 2 und Erde eingeschaltet. Der Verbindungspunkt 18 dieser Schein-

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widerstände ist mit einer Eingangselektrode, beispielsweise dem Gitter 20 "einer als Synchronverstärker dienenden Triode 22, verbunden. Die Katode 24, eine andere Eingangselektrode der Triode 22, ist mit Erde verbunden, während ihre: Ausgangselektrode, in diesem-Fall die Anode 26, über einen Beilastungsscheinwiderstand 28 mit der Betriebsspannung B verbunden ist. - Das "Videosignal 4 tritt mithin, am Belasturigswiderstand 28 mit den Synchronimpulsen in positiver, also in umgekehrter Richtung· auf. Von irgendeiner Amplitude, z. B. von- dem durch 11 gekennzeichneten Punkt des Störimpulses 10 an, ist die Röhre" z. B. infolge des Kennlinienknicks gesperrt, so 4aß der Störimpuls an der Anode 26 bezüglich des übrigen Bildsignals verkleinert ist. Die Anode 26 der Triode 22 ist ferner mit einer Anode bzw. einer Ausgangselektrode 30 einer .Störunterdrückungstriode 32 direkt und mit der Katode 36 der genannten Triode 32 über einen Widerstand 34 verbunden, deren Katode 36 über einen Katodenwiderstand 38 an. Erde Hegt. Die Signale von der Quelle 2 werden; über eine Kapazität 40 der Katode oder Eingangselektrode 36 der Störunterdrückungstriode 32 zugeführt. Eine andere Eingangselektrode, z. B. das Gitter 42 der S törttnterdrückungs triode, liegt durch ihre Verbindung mit dem Abgriff 44 der Widerstände 46 und 48, die .zwischen die Betriebsspannung und Erde in Serie geschaltet sind, bezüglich Erde auf positivem Potential. Die Anoden 26 und 30 sind mit einer Synchronimpulsabtrennunigsstufe 50 verbunden.

Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Schaltung soll im folgenden näher erläutert werden. Die Quelle 2 ist galvanisch gekoppelt mit dem Gitter 20 der Synchroinverstärkertriode 22, so daß tiefe und hohe Frequenzen durch sie gleichmäßig verstärkt werden. Dabei sind die tiefen Frequenzen so tief, daß sie als Gleichspannungsgehalt des Signals betrachtet werden können. Von der Anode 26, nach Erde gesehen, ist der Scheinwiderstand für tiefe Frequenzen hauptsächlich bestimmt durch' die Widerstände 34 und 38, da die Kapazität 40 einen, solchen Wert hat, daß sich für diese Frequenzen ein hoher Scheinwiderstand ergibt. Der Scheinwiderstand der Quelle 2 soll als relativ klein angenommen werden. Die Maximalamplitude der tiefen Frequenzen ist durch die Amplitude der Synchronimpulse 6 der Schwingung 4 bestimmt und damit der Amplitude der empfangenen Signale proportional. Daher wird die Spannung an der Katode36 positiver,.wenn die Amplitude der von der Quelle 2 gelieferten. Signale ansteigt. Die Größe der durch die tiefen Frequenzen gegebenen, der Katode 36 zugeführten Spannung ist proportional dem Widerstand 38 geteilt durch die Summe der Widerstände 34 und 38. Bei entsprechender Wahl der Schaltungswerte kann die Störunterdrückungsröhre 32 so· weit über die Sperrgrenze, hinaus vorgespannt werden, wie es der Spannung der Synchronimpulsspitze entspricht, die an "der Katode 36 auftritt. Dann können, lediglich Störimpulse, die die gestrichelte Linie 51 überschreiten, die Störunterdrückungsröhre 32 öffnen.

Andererseits hat der Kondensator 40 eine Kapazität mit einem geringen Scheinwiderstand für die höheren; Videofrequenzen, so daß der Serienscheinwidtersf and des Kondensators 40 und der Quelle 2 für hohe Frequenzen, sehr klein ist. Wenn, nun, der Widerstand 34 viel größer ist als dieser Serienscheinwiderstand, wird sehr wenig Energie der hohen Frequenzen von der Anode 26 zur Katode 36 gekoppelt, so daß die Widerstände 34, 38 und der Kon,-densator 40 als, Tiefpaßfilter angesehen werden können. Die Energie der hohen, Frequenzen, die den größten Teil der Energie der Störimpulse 10 ausmacht, gelangt jedoch von der Quelle 2 zur Katode 36 über den Kondensator 40, dessen Widerstand für diese Frequenzen sehr klein ist. Da die Quelle 2 einen geringen Scheinwiderstand hat, tritt der größte Teil dieser Energie an der Katode 36 auf.

Um die Anoden 36 und 30 für irgendwelche Frequenzen nicht zu sehr zu belasten,, wird der Widerstand 34 sehr hoch, beispielsweise einige hundert kQ, gemacht.

Die Erfordernis einer positiven Spannung für das Gitter 42 der Störunterdrückungstriode 32 kann wie folgt erklärt werden. Zur Erzielung optimaler Betriebsweise müssen zwei Bedingungen, erfüllt werden.

1. Wenn keine Signale am Eingang der Schaltung liegen, soll die Störunterdrückungsröhre so vorgespannt sein, daß sie gesperrt oder beinahe gesperrt ist.

2. Wenn am Eingang der Schaltung die Signalamplitude ansteigt, soll die Vorspannung der Störunterdrückungsröhre ebenfalls derart ansteigen, daß die Synchronimpulse keinen Strom in der Störunterdrückungsröhre verursachen können, da sonst die Form der Synchronimpulse beeinflußt wird.

__ Wenn das Gitter 42 geerdet ist, so ist ein zur Erfüllung der ersten Bedingung groß genug bemessener Wert des Katodenwiderstandes 38 zu groß, um auch die zweite Bedingung zu erfüllen. Der Betrag der Vorspannungsänderung würde zwar ausreichend sein, aber die Vorspannung bei Eingangssignal Null würde bei weitem über anstatt gerade auf dem Sperrpunkt sein. Das bedeutet aber, daß die Störunterdrückungsröhre bei kleinen Empfangsimpulsen nicht so leiten würde, wie es erwünscht ist. Wenn, andererseits der Wert des Katodenwiderstandes klein genug ist, um die erste Bedingung zu erfüllen, daß die Röhre 32 bei keinem Eingangssignal gerade gesperrt ist, so würde der Vorspannungswechsel bei ansteigendem Signalpegel nicht schnell genug erfolgen, so daß die zweite Bedingung nicht erfüllt ist. Wird er jedoch groß genug gemacht, um die zweite Bedingung zu erfüllen, so kann eine zu große Vorspannung bei Eingangssignal Null durch positive Vorspannung des Gitters verhindert werden.

Der Zweck des Spannungsteilers aus den Widerständen 14, 16 besteht darin, die Amplitude der Störimpulse zu verringern, die an der Anode 26 des Synchronverstärkers unterdrückt werden, sollen. Dadurch wird natürlich auch die Amplitude der Synchronimpulse 6 verringert, doch hat das den Vorteil, die Unterdrückung der Störimpulse zu sichern und den Einfluß der dynamischen Eingangskapazität des Verstärkers auf die Signalquelle zu verringern. Das ist besonders vorteilhaft, wenn die Verstärkung der Röhre 22 mehr als ausreichend ist. Andererseits kann der Spannungsteiler fortgelassen werden, wenn die Verstärkung der Röhre 22 verringert ist. Es ist jedoch billiger, eine Doppeltriode zu verwenden, bei der die Verstärkung· beider Triodenteile gleich ist.

Bei Störimpulsen großer Amplitude wird ein großer Teil davon, beispielsweise der Teil unterhalb des Punktes 11, in der Röhre 22 nicht verstärkt, weil diese Röhre dann gesperrt ist. Andererseits erhöht jedoch der gleiche Amplitudenteil den Strom durch die Unterdrückungsröhre 32.

Die Gesamtwirkung der Störunterdrückungsschaltung ist folgende: Wird kein Signal empfangen, ist die Störunterdrückungsröhre so vorgespannt, daß sie

ganz oder teilweise gesperrt ist. Unabhängig von der Stärke dieses Signals ist die Vorspannung an der Röhre 32 durch die Widerstände 34, 38 und die Kapazität 40 so eingestellt, daß der Teil der Impulse, der die Synchronimpulsspitzen übersteigt, in der Röhre 32 immer einen Strom bewirkt. Da dieser Strom entgegengesetzte Richtung hat wie die Ströme, die im Synchronverstärker 22 durch die gleichen Störimpulse verursacht werden, erfolgt im Belastungswiderstand 28 ein Ausgleich. Im allgemeinen sind die Ausgleichsströme größer, so daß die ursprünglichen Störimpulse 10 umgekehrt werden, wie es in der Wellenform am Eingang der Synchronimpulsabtrennstufe 50 durch die Bezeichnung 10' angegeben ist.

Die tiefen. Frequenzen in der Vorspannung, die der Katode 36 zugeführt sind, bilden keine Schwierigkeiten, doch können sie durch zusätzliches Filtern, z. B. durch einen, Kondensator 54, der zwischen einen Punkt des Widerstandes. 34 und Erde angeschaltet ist, noch weiter verringert werden.

Es sei noch bemerkt, daß die Type der Verstärkerröhren keinen Einfluß hat. Notwendig ist nur, daß die Signale mit entgegengesetzter Polarität an einem Ausgangskreis liegen und daß der niederfrequente Ausgang der einen Verstärkerröhre als Vorspannung für die andere Verstärkerröhre verwendet wird, wobei die Vorspannung eine solche Größe hat, daß lediglich die Störimpulse, die eine bestimmte Schwelle überschreiten,, diese andere Röhre öffnen können.

Es ist für den Fachmann, leicht einzusehen, daß, wenn durch die Quelle 2 positive Bildsignale erzeugt werden, diese der~Katode 24 des Synchronverstärkers 32 zugeführt werden müssen. Es ist jedoch anzunehmen, daß die beschriebene Schaltung bevorzugt wird.

Bei Bemessung der Schaltungsparameter mit den im folgenden angegebenen Werten wurde bei praktischen Versuchen eine besonders gute Störbefreiung erzielt. Ein Abweichen von diesen, Werten soll jedoch kein Abweichen von der Lehre der Erfindung ergeben. Es ist leicht einzusehen,, daß ein Wechsel der Verstärkertype oder der Signaltypen, die der Schaltung zugeführt werden, auch verschiedene Schaltungsparameter erfordern, Die Werte der Schaltungen parameter sollen daher lediglich eine Schaltung angeben, die in Übereinstimmung mit dem Erfindungsprinzip eine Störbefreiung der vorausgesetzten Signaltype ergeben.

R₁₁ = 10 kQ

R₁₆ = 10 kQ
R₂₈ = 39 kQ

R_Si = 300 kQ
R₃₈ = 120 kQ
R_i6 = 180 kQ
R_ls = 22 kQ

^-40

0,15
£+=250 V

Die Verstärker 22 und 32 sind
Doppeltriode des Typs 12AT 7.

55

Hälften einer

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Störunterdrückung", insbesondere bei Fernsehempfängern, bei der Störimpulse, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, vom Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen, gegebenenfalls verstärkten, Signal wieder kombiniert werden und bei der sich die Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen, Signale mit den™*cTarin enthaltenen Stöcimpulsen in an sich bekannter Weise zwei Elektronenröhren (22, 32) mit gemeinsamem Ausgangskreis (28) derart zugeführt werden., daß die Ausgangssignale beider Röhren, entgegengesetzte Polarität haben und daß die eine der beiden Röhren (32) zur Erzielung der Schwelle derart vorgespannt ist, daß sie bei fehlendem Eingangssignal gesperrt ist, und daß zwischen dem gemeinsamen Ausgangskreis und dem Eingangskreis dieser Röhre (32) ein Tiefpaßfilter (34, 38, 54) eingeschaltet ist, welches die Niederfrequenzkomponente einschließlich der Gleichstromkomponente zur Änderung der Vorspannung dieser Röhre (32) im Sinne einer Änderung der Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale durchläßt.

2. Schaltungsanordnung' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen, Signale der einen Verstärkerröhre (32) über einen Kondensator (40) und der anderen Verstärkerröhre (22) galvanisch zugeführt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Signale der Katode der einen, Verstärkerröhre (32) und dem Steuergitter der anderen Verstärkerröhre (22) zugeführt sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen; Signale dem Steuergitter der einen Verstärkerröhre (32) und der Katode der anderen Verstärkerröhre (22) zugeführt sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter aus der Serienschaltung zweier Widerstände (34, 38) besteht, an. deren Verbindungspunkt die Katode der einen Verstärkerröhre angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Widerstände (34, 38) mit einem Abgriff versehen ist, der über einen Kondensator (54) mit Masse verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abtrennung der Störimpulse dienende Verstärkerröhre (32) an ihrem Steuergitter positiv vorgespannt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften : Britische Patentschrift Nr. 521 882; Funk-Technik, 1954, S. 396 bis 398.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 655/254 7.