DE1035693B - Verstaerkerschaltungsanordnung zur doppelseitigen Amplitudenbegrenzung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zur Erzielung einer für doppelseitige Begrenzung geeigneten S-förmigen Kennlinie einer Verstärkerröhre. Es ist bereits bekannt, eine doppelseitige Amplitudenbegrenzung mittels zweier Dioden mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung vorzunehmen. Eine andere bekannte Methode zur doppelseitigen Amplitudenbegrenzung verwendet zwei Verstärkerröhren mit Gittersteuerung, von denen die erste Röhre die eine Seite, die zweite Röhre die andere Seite der Eingangsspannung beschneidet. Bei diesen Schaltungen weist die im Ausgang auftretende, auf beiden Seiten begrenzte Spannung die gleiche Phasenlage wie die Eingangsspannung auf.

Es ist ferner bekannt, mit einer Röhre eine Amplitudenbegrenzung durch den unteren Knick der Gitterspannungs-Anodenstromkennlinie vorzunehmen. Um eine Amplitudenbegrenzung auf der anderen Seite der dem Gitter der Röhre zugeführten Wechselspannung zu erzielen, ist bereits vorgeschlagen worden, hierfür den Einsatzpunkt der Gitterstromkennlinie auszunutzen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die der Röhre zugeführte Wechselspannung durch den Gitterstrom unsymmetrisch belastet wird. Bei der Amplitudenbegrenzung mit einer Röhre hat die Ausgangsspannung die entgegengesetzte Phasenlage wie die Eingangsspannung.

Zur Erzielung einer verschiedenen Verstärkung in verschiedenen Amplitudenbereichen ist es ferner bekannt, bei einem gegengekoppelten Verstärker die Gegenkopplung bei Überschreitung einer vorbestimmten Amplitude aufzuheben und die Verstärkung im Bereich größerer Amplituden zu erhöhen.

Zur Erzielung der gewünschten S-förmigen Kennlinie im Bereich negativer Gittervorspannungen wird erfindungsgemäß eine einzige Verstärkerröhre verwendet, bei der die obere Begrenzung mittels einer durch eine sprungartig einsetzende starke Gegenkopplung erzeugten Steilheitsverringerung bewirkt ist und die untere Begrenzung in an sich bekannter Weise am unteren Knick der Kennlinie erfolgt.

Gegenüber den bekanntgewordenen Schaltungen zeichnet sich die erfindungsgemäße Schaltung dadurch aus, daß die doppelseitige Amplitudenbegrenzung mit einer einzigen Röhre erfolgt, die leistungslos gesteuert wird, so daß die dem Gitter zugeführte Wechselspannung nicht belastet wird und keine Verformung dieser Spannung durch Abschneiden der Spitzen erfolgt.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den Figuren erläutert. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt Fig. 1 ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens,

Verstärkerschaltungsanordnung
zur doppelseitigen Amplitudenbegrenzung

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Dipl.-Ing. Ernst Legier, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 a die damit erzielbare S-förmige Kennlinie im Bereich negativer Gittervorspannungen,

Fig. 2 die Anwendung der Erfindung zur doppelseitigen Begrenzung von Fernsehsynchronimpulsen bei negativer Polarität der Synchronimpulse,

Fig. 2 a die Wirkungsweise dieser Schaltung an Hand der Kennlinie,

Fig. 3 die Anwendung zur doppelseitigen Begrenzung von Fernseihsynchronimpulsen mit positiver Polarität und

Fig. 3 a die Wirkungsweise an Hand der Kennlinie.

In Fig. 1 bedeutet 7 die Verstärkerröhre, deren Gitter die vom Anschluß 1 kommende zu begrenzende Spannung über einen Koppelkondensator zugeführt wird. Der Widerstand 2 dient als Gitterableitwiderstand. Im Kathodenkreis der Röhre ist ein hochohmiger Gegenkopplungswiderstand 8 angeordnet, welcher derart von einer Germaniumdiode 9 überbrückt ist, daß letztere bei positiver werdendem Steuersignal gesperrt wird. Durch Anwendung eines genügend großen Gegenkopplungswiderstandes 8 läßt sich erreichen, daß die Kennlinie vom oberen Knick an praktisch horizontal verläuft. Der mit dieser Schaltung erzielbare S-förmige Verlauf der Kennlinie ist in Fig. 1 a schematisch gezeichnet und die mit der Anordnung erzielbare doppelseitige Begrenzung eines dem Gitter der Röhre zugeführten Signals gezeigt.

Solange die Spannung an der Kathode gegenüber dem Bezugspotential positiv ist, ist der Gleichrichter 9 gesperrt und die Gegenkopplung über den als Kathodenwiderstand R% geschalteten Widerstand 8 wirksam. Die Röhre mit der Steilheit S arbeitet in diesem Falle mit der verringerten Steilheit

S-R*

809 580/217

Sinkt die Spannung an der Kathode unter das Bezugspotential, so wird die Diode 9 leitend und überbrückt wechselstrommäßig den Gegenkopplungswiderstand mit dem Diodenwiderstand R₀ in der Durchlaßrichtung, so daß praktisch keine Gegenkopplung mehr auftritt. Der Verstärker arbeitet nunmehr mit der Steilheit

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Wählt man z. B. für R_D, R^ und 6" folgende Werte:

R_K=i00kQ,

S = 5mA/V,

so ergibt sich für die beiden Steilheiten S₁ und S₂ der Wert

S₁= 3,33 mA/V,

S₂= 0,01 raA/V.

Das Verhältnis der beiden Steilheiten zueinander beträgt also 1 :333 oder 0,3%.

Die Anordnung läßt sich in besonders günstiger Weise zur doppelseitigen Begrenzung von Impulsen as verwenden. Dies ist unter anderem dann von Bedeutung, wenn aus einer sinusförmigen Schwingung ein Rechtecksignal mit großer Flankensteilheit der Impulse erzeugt werden soll.

In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Schaltung zur doppelseitigen Begrenzung der Fernsehsynchronisierimpulse zu verwenden. Dies ist z. B. dann von Bedeutung, wenn die vom Impulsgeber erzeugten Synchronimpulse vor ihrem Einfügen in das Videosignal erst von überlagerten Störungen befreit werden sollen.

Ferner kann die erfindungsgemäße Schaltung in Fernsehempfängern dazu mit Vorteil angewendet werden, um gleichzeitig mit der doppelseitigen Begrenzung der Synchronimpulse eine Abtrennung derselben aus dem Videosignalgemisch vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann auch günstigerweise Anwendung finden bei Fernsehempfängern, die bei Zuführung des Fernsehsignals sowohl mit positiver als auch mit negativer Polarität der Synchronimpulse arbeitsfähig sind.

Fig. 2 zeigt eine Schaltanordnung, mittels der das Synchronsignal von einem mit positiver Polarität ankommenden Videosignalgemisch abgetrennt wird und gleichzeitig eine doppelte Begrenzung der Synchronimpulse vorgenommen wird. Das Videosignal wird mit der eingezeichneten Polarität über die Klemme 1 zugeführt.

Parallel zum Gitterableitwiderstand 2 liegt die Schwarzsteuerungsdiode 3, deren Anode auf dem durch den Spannungsteiler aus den Widerständen 5 und 6 mit z.B. 8 und 20OkQ gegebenen Potential — Ug₀ liegt. Dieses Potential stellt sich für die Dauer der Synchronimpulsspitzen an dem Steuergitter der Verstärkerröhre 7 vom Typ EF 80 oder ECC 81 ein. Wird die Spannung —U_g0 so groß gewählt, daß sie unterhalb des unteren Kennlinienknicks fällt, wie dies in Fig. 2 a dargestellt ist, dann erfolgt eine Begrenzung der Impulsspitzen an dem unteren Kennlinienknick. Im Kathodenkreis der Verstärkerröhre liegt der Widerstände (z.B. 10OkQ), dem die Germaniumdiode 9 (z.B. RLlZl, DS161) parallel geschaltet ist. Das kathodenferne Ende des Kathodenwiderstandes 8 ist mit negativem Potential (z. B. — 200 V) verbunden.

Solange die Röhre 7 gesperrt ist oder nur ein geringer Anodenstrom fließt, ist die Diode 9 geöffnet. Die Kathode der Röhre 7 ist dann über den Innenwiderstand R_D der Diode 9 mit dem Bezugspotential 0 verbunden, so daß praktisch keine Gegenkopplung auftritt. Bei weiterem Aussteuern in positiver Richtung wird dann die Diode 9 gesperrt, und es wird der Kathodenwiderstand 8 als Gegenkopplungswiderstand wirksam.

Durch den oberen Kennlinienknick wird damit nicht nur eine nahezu geradlinige Begrenzung der Impulse in der anderen Richtung vorgenommen, sondern es wird auch das im Eingangssignal noch enthaltene Bildsignal im Ausgang (an der Anode der Röhre 7) praktisch nicht mehr auftreten.

Diese doppelseitige Amplitudenbegrenzung ist völlig leistungslos, da infolge der starken Gegenkopplung der Gitterstrombereich nicht erreicht wird, so daß an der Klemme 4 das Videosignal unverändert und unbeeinflußt durch die Trennröhre abgenommen und dem Wehneltzylinder der Bildröhre zur Aussteuerung zugeführt werden kann.

Da die Steilheit S₂ nicht Null wird, sondern einen endlichen, wenn auch sehr kleinen Wert behält, kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, anschließend eine nochmalige Begrenzung des Impulsgrundes durch die über die Widerstände 10 und 11 vorgespannte Diode 12 vorzunehmen. Diese Begrenzung hat aber ebensowenig wie die in der Röhre 7 vorgenommene doppelte Amplitudenbegrenzung einen Einfluß auf das am Eingang der Trennstufe liegende Signal, so daß über die Klemme 4 das unverzerrte Videosignal dem Wehneltzylinder der Bildröhre zugeführt werden kann.

Fig. 3 mit zugehörigem Diagramm Fig. 3 a zeigt eine in gleicher Weise begrenzende Schaltanordnung, bei der jedoch das Videosignal mit negativer Polarität (Bildschwarz entspricht maximaler Amplitude) über die Klemme 1 zugeführt wird. Die Anode der Schwarzsteuerungsdiode 3 liegt auf Chassispotential, welches sich für die Dauer der Synchronimpulse jeweils am Steuergitter der Röhre 7 einstellt. Bei der gewählten Polarität des Videosignals wird durch den oberen Kennlinienknick die Spitze der Synchronimpulse abgeschnitten, während bei genügender Amplitude der untere Teil der Synchronimpulse sowie das Bildsignal durch den unteren Kennlinienknick völlig unterdrückt wird.

Im Steuergitterkreis der Trennröhre 7 wird das Eingangssignal unverzerrt abgenommen und über die Klemme 14 der Kathode der Bildröhre zur Aussteuerung zugeführt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann Änderungen erfahren, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen.

Claims (9)

P A T E N T A N S P η C Γ. H E:

1. Verstärkerschaltungsanordnung zur doppelseitigen Amplitudenbegrenzung, gekennzeichnet durch die Verwendung einer einzigen Verstärkerröhre, bei der die obere Begrenzung mittels einer durch eine sprungartig einsetzende starke Gegenkopplung erzeugten Steilheitsverringerung bewirkt ist und die untere Begrenzung in an sich bekannter Weise am unteren Knick der Kennlinie erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kathodenkreis der Verstärkerröhre (7), deren Steuergitter das Eingangssignal, vorzugsweise ein aus Videosignalen und

Synchronsignalen bestehendes Signalgemisch, zugeführt wird, ein hochohmiger Gegenkopplungswiderstand (8) liegt, der von einer vorgespannten Diode (9) überbrückt ist, und daß die Diode so gepolt und vorgespannt ist, daß bei zunehmender positiver Aussteuerung des Gitters der Verstärkerröhre die Diode gesperrt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Diode (9) eine Germaniumdiode dient.

4. Anordnung nach Anspruch 2 und, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der Verstärkerröhre (7) mit der Kathode der Diode (9) verbunden ist und daß das kathodenferne Ende des Kathodenwiderstandes (8) an wesentlich negativerem Potential liegt als die Anode der Diode.

5. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignalgemisch mit negativer Polarität der Synchronimpulse zugeführt wird und daß parallel zum Gitterableitwider- ao stand eine Schwarzsteuerungsdiode (3) liegt, deren Bezugspotential etwas unterhalb des unteren Kennlinienknicks liegt.

6. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignalgemisch mit positiver Polarität der Synchronimpulse zugeführt wird und daß parallel zum Gitterableitwiderstand (2) eine Schwarzsteuerungsdiode (3) liegt, deren Bezugspotential etwas oberhalb des oberen Kennlinienknicks liegt.

7. Anordnung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignalgemisch dem Steuergitterkreis einer Verstärkerröhre entnommen und der Steuerelektrode der Bildröhre zugeführt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine nochmalige Begrenzung der Synchronimpulse durch eine vorgespannte Diode erfolgt.

9. Anordnung nach Anspruch 2 bis 8, gekennzeichnet durch die Anwendung als Amplitudensieb in einem Fernsehempfänger.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 991 389.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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