DE1019702B - Schaltungsanordnung zur Abtrennung von Impulsen laengerer Dauer aus einem Gemisch von Impulsen kuerzerer und laengerer Dauer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abtrennung der Impulse längerer Dauer aus einem Gemisch von elektrischen Impulsen kürzerer und längerer Dauer. Solche Schaltungen, sind häufig für Fernsehempfänger erforderlich,, um die zeilenfrequenten, Synchronisierimpulse von den teilbildfrequenten Synchronisierimpulsen, zu trennen, wobei häufig gleichzeitig die Aufgabe gestellt ist, das Synchrongemisch von den. Bildinhaltssignalen abzutrennen.

Zu diesem Zweck ist es bekannt, einer Elektrode eines mehrere Elektroden aufweisenden Elektronenrelais das Impulsgemisch selbst und einer anderen Elektrode das integrierte Impulsgemisch zuzuführen, so daß an der letzteren die kürzeren und die längeren Impulse mit verschieden großen Amplituden, auftreten, derart, daß die längeren Impulse erst nach Überschreiten eines bestimmten Schwellenbereiches durch die Integrationsspannung am Ausgang des Elektronenrelais auftreten. Es ist auch bekannt, zur Abtrennung längerer Impulse aus einem Impulsgemisch eine bistabile, von einer linear ansteigenden, den längeren Impulsen entsprechenden Integrationsspannung gesteuerte Multivibratorstufe zu verwenden, die bei Überschreitung einer festen, Schwellen-Spannung von einer stabilen Lage in die andere kippt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden. Erfindung, eine verbesserte Schaltungsanordnung zur Abtrennung der breiten Impulse aus dem Impulsgemisch anzugeben, bei dem durch die breiten Impulse Ausgangsimpulse erzeugt werden,, welche eine steile Vorderflanke haben. Die Anordnung nach der Erfindung soll weiterhin die Eigenschaft haben, zwischen Störimpulsen, wie sie häufig in den empfangenen Signalen auftreten, und den breiten Impulsen eindeutig zu unterscheiden.

Die Erfindung besteht darin, daß das Elektronenrelais gesperrt ist, wenn an beiden Elektroden Impuls-Spannungen stehen, und daß es in den leitenden Zustand kippt, wenn an der erstgenannten Elektrode keine und an der letztgenannten Elektrode noch die den längeren Impulsen, entsprechende integrierte Spannung steht, derart, daß nach Beendigung eines jeden längeren Impulses am Ausgang des Elektronenrelais ein Impuls gewünschter Dauer auftritt.

Unter »Elektronenrelaisanordnung« im vorstehenden Sinne soll eine Röhre oder Röhrenanordnung oder eine Halbleiteranordnung, wie z. B. ein Transistor, verstanden sein, die in verschieden stabilen Zuständen arbeiten kann.

Der Ausdruck »stabiler Zustand« soll Zustände umfassen, in denen die Schaltung dauernd beharren kann, und Zustände, in denen die Schaltung während einer vorbestimmten endlichen. Dauer beharren kann, wobei diese letztere Art von Zuständen gewöhnlich Schaltungsanordnung zur Abtrennung

von Impulsen längerer Dauer

aus einem Gemisch von Impulsen

kürzerer und längerer Dauer

Anmelder:

Electric & Musical Industries Ltd.,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

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

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1?. Oktober 1953 und 1. Oktober 1954

William Ellis Ingham, London,
ist als Erfinder genannt worden

mit »quasi stabil« bezeichnet wird. Im Falle, daß einer der Zustände, in, dem sich die zur Durchführung der Erfindung geeignete Anordnung befinden kann, quasi stabil ist, sei vorausgesetzt, daß die Dauer des quasi stabilen Zustandes länger sei als das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, die abgetrennt werden sollen.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, in denen als Elektronenrelais ein Transistor verwendet wird, doch, ist es auch möglich, statt dessen Röhrenanordnungen zu verwenden, Bei den zu beschreibenden Ausführungsbeispielen kann dabei der Transistor durch eine oder mehrere Röhren, in. Form einer Multivibratorschaltung, welche zwei quasi stabile Zustände besitzt, einer Flip-Flop-Schaltung, die: einen dauernd stabilen Zustand und einen quasi stabilen Zustand besitzt, oder in Form einer Trigger-Schaltung, welche zwei dauernd stabile Zustände aufweist, ausgebildet werden,

Während an Hand der Abb. 1 das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip erläutert werden soll, zeigen, die Abb. 2, 3 und 4 praktische Ausführungsbeispiele: für Anordnungen nach der Erfindung.

In Abb-. 1 ist mit 1 ein Transistor bezeichnet, der als Spitzentransistor ausgebildet ist und dessen Basiselektrode B über eine Basisimpedanz 2 mit der positiven Klemme 3 einer Spannungsquelle verbunden ist. Die Emitterelektrode E ist durch eine Emitter-

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impedanz 4 in Form eines Gleichrichters mit Erde verbunden» Die Kollektorelelctrode C des Transistors ist über eine Kollektorimpedanz 5 mit der negativen Klemme 6 der Spannungsquelle verbunden. Die Basiselektrode des Transistors; welche die eine Steuereilektrode für die Schaltungsanordnung nach der Erfindung bildet, ist weiterhin, über einen Gleichrichter 7 mit der Eingangsklemme 8 verbunden, an welcher das aus breiten und schmalen, Impulsen bestehende Impulsgemisch zugeführt wird. Zwischen, der Eingangselektrode 8 und der Emitterelektrode E, welche die zweite erwähnte Steuerelektrode bildet, ist ein Gleichrichter 9 in Reihe mit einem Widerstand 10 eingeschaltet, wobei der Verbindungspunkt des Widerstandes 10 mit der Emitterelektrode E über einen Widerstand U, der durch, einen Kondensator 12 überbrückt ist, mit Erde verbunden ist. Der Widerstand 10 und der Kondensator 12 bilden ein Integrationsglied, dessen. Zweck weiter unten beschrieben wird. Die Schaltung nach Abb. 1 hat auf Grund der Rückkopplungswirkung der Basiselektrodenimpedanz 2 zwei stabile Zustände, die beide dauernd stabil sind. Wenn der Transistor sich im nichtleitenden Zustand befindet, liegt die Emitterelektrode E etwa auf dem Potential Null. Die Basiselektrode B ist auf Grund des Ableitungsstromes etwas negativ gegenüber der Spannung an. der positiven Batterieklemme 3, und die Kollektorelektrode C besitzt etwa die Spannung der Klemme 6. Wenn der Transistor sich im leitenden Zustand befindet, besitzt die Basiselektrode B etwa das 3c Potential Null, und die Kollektorelektrode C ist gegenüber dieser Spannung etwas negativ. Sieht man zunächst von dem Vorhandensein des Gleichrichters 9, des Widerstandes 10 und des Kondensators 12 ab, so erkennt man, daß bei Zuführung einer Folge von schmalen und breiten, positiven. Impulsen an der Klemme 8 im nichtleitenden Zustand des Transistors 1 der Gleichrichter 7 leitend wird, so daß die Impulse über diesen Weg die Basiselektrode B auf ein noch mehr positives Potential im Vergleich zur Emitterelektrode hinaufheben, so daß der Transistor im nichtleitenden Zustand bleibt. Bei Beendigung eines Ein,-gangsimpulseis wird der Gleichrichter 7 nichtleitend, und der Transistor würde also¹ in seinem nichtleitenden Zustand bleiben. Nun wird aber während des Auftretens der Impulse an der Klemme 8 auch der Gleichrichter 9 gleitend, und die durch den Gleichrichter 9 weitergeführten Impulse werden durch die Schaltkombination 10, 12 integriert und so der Emitterelektrode £ zugeführt, so daß diese ebenfalls auf ein. positives Potential angehoben wird., wenn an derKlemme8 Impulse anwesend sind. Bei Beendigung eines Impulses hört der Gleichrichter 9 auf zu leiten, und. der Kondensator 12 beginnt sich über den Widerstand 11 zu entladen. Wenn nun eine Folge von breiten und schmalen Impulsen an der Klemme 8 zugeführt wird, erkennt man, daß bei genügender Dauer der breiten Impulse im Vergleich zu den schmalen Impulsen der Kondensator 12 auf ein Potential geladen wird, welches oberhalb des normalen Potentials der Basis- 6u elektrode B im nichtleitenden Zustand liegt. Dies geschieht jedoch nur während der breiten. Impulse und nicht während der schmalen Impulse, so· daß bei Beendigung eines breiten Impulses, d. h. wenn das Potential an der Basiselektrode B wieder auf den im nichtleitenden Zustand normalen Wert fällt, das Potential am Kondensator 12 genügend hoch ist, um die Emitterelektrode £ auf einem positiveren Potential zu halten als die Basiselektrode B, so daß der Transistor leitend wird und ein. Ausgangsimpuls an der Kollektörimpedanz 5 erzeugt wird. Auf diese Weise ist die Schaltung nach Abb. 1 imstande, die breiteren Impulse aus einer Folge von schmalen und breiten Impulsen abzutrennen und einen scharfen Ausgangsimpuls zu erzeugen, der zeitlich im Hinblick auf die breiten Impulse genau definiert ist. Der Ausdruck »Abtrennen« ist hier in, der Bedeutung verwendet, wie er bei Abtrennstufen für die Vertikalimpulse: für Fernsehempfänger gebräuchlich ist, insofern nämlich, als derartige Abtrennstufen Ausgangsimpulse lediglich in Abhängigkeit von den Vertikalimpulsen erzeugen, die meistens eine andere Wellenform besitzen als die breiten Eingangsimpulse. So besteht auch bei der vorliegenden Erfindung der Ausgang aus von. den breiten Impulsen abgeleiteten Impulsen, welche im Vergleich zu diesen sehr viel schmaler sind.

Abb. 2 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel für eine Schaltung, in der von dem an Hand der Abb. 1 beschriebenen Prinzip Gebrauch gemacht wird. Diese Schaltung dient zur Abtrennung der breiten Impulse aus einer Folge von schmalen und breiten Impulsen, wie sie z. B. im Synchrongemisch eines Fernsehsignals auftreten, wobei in getrennten Ausgängen Impulse mit Zeiknfrequenz und Impulse mit Teilbildfrequenz auftreten sollen. Die Elemente der Schaltung nach, Abb. 2, welche mit solchen in. Abb. 1 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es sei bemerkt, daß die Emitterelektrode£ des Transistors 1 über den. Kondensator 12 mit Erde verbunden ist und daß der Gleichrichter 4 zwischen Erde und dem Verbindungspunkt des Gleichrichters 7 mit der Basiselektrode B des Transistors liegt. Die Emitterelelektrode E ist weiterhin, über einen, Widerstand 13 mit dem Verbindungspunkt von zwei Widerständen 14 und 15 verbunden, die in Reihe zwischen dem Gleichrichter 7 und der negativen Klemme 6 der Spannungsquelle liegen. Bei dieser Schaltung liegt die Basiselektrode B des Transistors 1 im nichtleitenden Zustand desselben im wesentlichen auf Erdpotential oder auf einem etwas positiven Potential, und zwar dank der Widerstände 14 und 15, welche ·— wie man sieht — parallel zum Ableitungsweg des Transistors liegen. Der Widerstand 13, welcher ·— wie oben erwähnt — mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 14 und 15 verbunden ist, dient dazu, die Emitterelektrode E a,uf einem negativeren Potential zu halten als die Basiselektrode B, wenn der Transistor im nichtleitenden Zustand ist. Die Emitterelektrode B liegt z. B. auf einem negativen Potential von etwa 2 V, während zwischen, den Klemmen 3 und 6 eine Spannung von 10 V angelegt ist. Ein Videosignalgemisch mit negativ gerichteten Bildsignalen wird an der Klemme 8 zugeführt. Die Synchronimpulse stehen in positiver Richtung und dienen dazu, den Gleichrichter 7 nur während der Dauer der Synchronimpulse in den leitenden Zustand, zu steuern. Der integrierende Schaltungsteil besteht in Abb. 2 aus dem Kondensator 12 und dem Widerstand 13, und das Potential, welches sich am Widerstand 14 ausbildet, ist so gewählt, daß der Transistor 1 nur leitend wird, wenn ein breiter oder Teilbild-Synchronimpuls, wie er an der erstenSteuerelektrode, also der Basiselektrode des Transistors 1, auftritt, endet. Es sei bemerkt, daß in Abb. 2 der Gleichrichter 4 im Kreis der Basiselektrode angeordnet ist und daß er dadurch verhindert, daß das Potential der Basiselektrode unter Null fallen kann, wenn der Transistor im leitenden Zustand ist. Die Ausgangsimpulse, welche an der Kollektorimpedanz 5 auftreten, haben daher im wesentlichen die Amplitude des Potentials der Batterieklemme 6.

In der Anordnung nach Abb. 2 besitzt die Transistor-Schaltung einen dauernd, stabilen und einen, unstabilen Zustand (d. h. einen quasi stabilen Zustand, in welchem die Schaltung nicht so lange bleibt, wie das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen ist). Damit dauern die Ausgangsimpulse an der Kollektorimpedanz 5 nicht an, bis der folgende Synchronimpuls auftritt, mit dem Ergebnis, daß bei einem System mit Zeilensprung bei ungeradzahligen und bei geradzahligen Teilbildern derselbeAusgang erhalten, wird. Weiterhin ist es nicht mehr erforderlich, daß der Transistor durch die an der Klemme 8 zugeführten Eingangsimpulse im nichtleitenden. Zustand gehalten wird, so daß die Belastung für die an die Klemme 8 angeschlossene Signalquelle wesentlich vermindert ist. Die abgetrennten Vertikal impulse werden an der Klemme 16 abgenommen, während die Klemme 17, die mit der Basiselektrodenimpedanz 2 verbunden ist, ein Impulsgemisch liefert, welches frei von Bildsignalen, ist und zur Synchronisierung des Zeilenablenkoszillators eines Fernsehempfängers verwendet werden, kann.

Wenn gewünscht, kann die Schaltung gemäß Abb. 2, wie in. Abb. 3 gezeigt, mit einem weiteren. Transistor 18 kombiniert werden,, dessen. Emitterelektrode E mit der positiven Klemme einer Spannungsquellei über einen Widerstand 20 verbunden ist und an die Eingangsklemme 8 über einen Kondensator 21 angeschlossen ist. Die Kollektorelektrode C des Transistors 18 ist über einen, Widerstand 22 mit der negativen Klemme der Spannungsquelle und mit dem Gleichrichter 7 ·— wie dargestellt — verbunden. Bei dieser Anordnung arbeitet der Transistor 18 als Verstärker, um zu ermöglichen, daß die Schaltung mit kleinen Eingangsamplituden des Signalgemisches auskommt, wobei gleichzeitig die Gleichstromkomponente des Signals, die durch den. Kopplungskondensator 21 verlorengeht, wieder eingeführt wird. Da die Bildsignale — wie oben erwähnt — negative Richtung besitzen, erscheinen, sie nicht in dem. Signalgemisch,, das am Widerstand 22 steht. Der Widerstand. 20 dient zur Speisung der Emitterelektrode des Transistors 18 mit Strom, um den. Ausgang am Widerstand 22 während des Auftretens der Horizontal- und Vertikalimpulse auszugleichen.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnlich dem anHand der Abb. 3 geschilderten,, bei welchem der Transistor 18 direkt mit dem Transistor 1 gekoppelt ist, so daß der Widerstand 2, der Gleichrichter 7 und der Widerstand 23 von Abb. 3 fortgelassen werden können. Dabei wird der Arbeitswiderstand für die Kollektorelektrode des Transistors 18 durch die Abtrennschaltung selbst, bestehend aus dem Transistor 1, gebildet, während die Basiselektrodenimpedanz des Transistors 1 von dem Transistor 18 an Stelle des Widerstandes 2 und des Gleichrichtors 7 der Abb. 3 gebildet wird. Die Schaltung gemäß Abb. 4 kann bei ziemlich großen Änderungen dee Ableitung-sstromes der Transistoren, 1 und 18 noch zufriedenstellend arbeiten, da die Widerstände 14 und 15 die Klemme 17 im nichtleitenden Zustand die Schaltung ungefähr auf Erdpotential halten. Die Schaltung arbeitet mit Eingangssignalen zwischen weniger als IV und 10 und mehr Volt, ohne daß dieAmplitu.de der Ausgangssignale sich merklich ändert.

Die Schaltungen in Abb. 3 und 4 zeigen eine Art, die Eingangssignale für die Abtrennschaltung gemäß Abb. 2 aus einem Transistor abzuleitein,. Es sei jedoch bemerkt, daß die Schaltung gemäß Abb. 2 auch von einer üblichen Röhrenschaltung gespeist werden kann.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Abtrennung der Impulse längerer Dauer aus einem Gemisch von elektrischen Impulsen, kürzerer und längerer Dauer mit Hilfe eines mindestens zwei Elektroden aufweisenden Elektronenrelais, dessen einer Elektrode das Impulsgemisch selbst und dessen, anderer Elektrode das integrierte Impulsgemisch zugeführt wird, so daß an der letzteren die kürzeren Impulse ein niedrigeres Potential und die längeren. Impulse ein höheres Potential erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenrelais gesperrt ist, wenn an. beiden Elektroden Impulsspannungen stehen, und daß es in den. leitenden Zustand, kippt, wenn an der erstgenannten Elektrode keine und an der letztgenannten Elektrode noch" die den längeren Impulsen, entsprechende integrierte Spannung steht, derart, daß nach Beendigung eines jeden längeren Impulses am Ausgang des Elektronenrelais ein Impuls gewünschter Dauer auftritt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß als Elektronenrelaisanordnung ein Transistor (1) vorgesehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch,2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basiselektrode (B) und der Kollektorelektrode' (C) des Transistors (1) eine widerstandsbehaftete Verbindung (14, 15, 5) eingeschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Integration des Impulsgemisches ein. Kondensator (12) zwischen der Emitterelektrode (E) und Erde und ein Widerstand (13) zwischen der Emitterelektrode (E) und einem Punkt der widerstandsbehafteten Verbindung vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung des Transistors (1) mit dem Impulsgemisch ein. Transistorverstärker (18) vorgesehen ist, dessen.Kollektorelektrode mit der Basiselektrode des ersten Transistors (1) und über eine Impedanz (14, 15) mit einer negativen Spannungsquelle (6) verbunden ist und dessen Emitterelektrode über eine weitere Impedanz (20) mit einer positiven Spannungsquelle (19) verbunden ist, um die an. der mit der Kollektorelektrode verbundenen Impedanz während der Impulse sich ausbildende Spannung auszugleichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 256 976;
USA.-Patentschrift Nr. 2 589 833.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 7M 8CS/123 11.57