DE1035693B

DE1035693B - Amplifier circuit arrangement for double-sided amplitude limitation

Info

Publication number: DE1035693B
Application number: DEF16966A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Legler
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1955-03-03
Filing date: 1955-03-03
Publication date: 1958-08-07

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.The invention relates to a circuit for achieving a circuit suitable for double-sided limiting S-shaped characteristic of an amplifier tube. A double-sided amplitude limitation is already known to be carried out by means of two diodes with opposite forward direction. One Another known method for double-sided amplitude limitation uses two amplifier tubes with grid control, of which the first tube one side, the second tube the other side of the input voltage circumcised. In these circuits, the one occurring in the output points on both sides limited voltage has the same phase position as the input voltage.

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.It is also known to use a tube to limit the amplitude through the lower kink of the Grid voltage anode current characteristic. To an amplitude limit on the other hand to achieve the alternating voltage applied to the grid of the tube has already been proposed, to use the starting point of the grid current characteristic. However, this has the disadvantage that the AC voltage supplied to the tube is asymmetrically loaded by the grid current. When limiting the amplitude with a tube the output voltage has the opposite phase position as that Input voltage.

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.To achieve a different gain in different amplitude ranges, it is also known in the case of a negative feedback amplifier, negative feedback when a predetermined one is exceeded Cancel the amplitude and increase the gain in the range of larger amplitudes.

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.To achieve the desired S-shaped characteristic in the area of negative grid prestresses, inventively used a single amplifier tube, in which the upper limit by means of a is caused by a sudden onset of strong negative feedback generated slope reduction and the lower limit takes place in a manner known per se at the lower bend of the characteristic curve.

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. The circuit according to the invention is distinguished by this compared to the circuits that have become known from the fact that the double-sided amplitude limitation is done with a single tube that is controlled without power so that the alternating voltage applied to the grid is not loaded and there is no deformation this tension is done by cutting off the tips.

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,The invention is explained in connection with the figures. Corresponding parts are in the Figures are provided with the same reference numerals. It shows Fig. 1 a basic embodiment of the Inventive idea,

Verstärkerschaltungsanordnung
zur doppelseitigen AmplitudenbegrenzungAmplifier circuitry
for double-sided amplitude limitation

Anmelder:Applicant:

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

Dipl.-Ing. Ernst Legier, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Ernst Legier, Darmstadt,
has been named as the inventor

Fig. 1 a die damit erzielbare S-förmige Kennlinie im Bereich negativer Gittervorspannungen,1 a shows the S-shaped characteristic that can be achieved therewith in the region of negative grid prestresses,

Fig. 2 die Anwendung der Erfindung zur doppelseitigen Begrenzung von Fernsehsynchronimpulsen bei negativer Polarität der Synchronimpulse,2 shows the application of the invention for the double-sided limitation of television sync pulses with negative polarity of the sync pulses,

Fig. 2 a die Wirkungsweise dieser Schaltung an Hand der Kennlinie,Fig. 2a shows the mode of operation of this circuit on the basis of the characteristic curve,

Fig. 3 die Anwendung zur doppelseitigen Begrenzung von Fernseihsynchronimpulsen mit positiver Polarität undFig. 3 the application for double-sided limitation of television sync pulses with positive Polarity and

Fig. 3 a die Wirkungsweise an Hand der Kennlinie.Fig. 3a shows the mode of operation on the basis of the characteristic.

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.In Fig. 1, 7 denotes the amplifier tube, the grid of which is the one coming from the connection 1 to be limited Voltage is supplied via a coupling capacitor. The resistor 2 serves as a grid leakage resistor. A high-ohmic negative feedback resistor 8 is arranged in the cathode circuit of the tube, which is bridged by a germanium diode 9 in such a way that the latter becomes more positive when the Control signal is blocked. By using a sufficiently large negative feedback resistor 8 can achieve that the characteristic curve runs practically horizontally from the upper bend on. The one with this circuit achievable S-shaped course of the characteristic is drawn schematically in Fig. 1 a and with the arrangement achievable double-sided limitation of a signal fed to the grating of the tube is shown.

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 SteilheitAs long as the voltage at the cathode is positive with respect to the reference potential, the rectifier 9 is blocked and the negative feedback via the resistor 8 connected as the cathode resistor R% is effective. The tube with the slope S works in this case with the reduced slope

S-R*S-R *

809 580/217809 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 SteilheitIf the voltage at the cathode falls below the reference potential, the diode 9 becomes conductive and alternately bridges the negative feedback resistor with the diode resistor R ₀ in the forward direction, so that practically no negative feedback occurs. The amplifier now works with the slope

1010

Wählt man z. B. für R_D, R^ und 6" folgende Werte:If you choose z. B. for R _D , R ^ and 6 "the following values:

R_K=i00kQ,R _K = i00kQ,

S = 5mA/V, S = 5mA / V,

so ergibt sich für die beiden Steilheiten S₁ und S₂ der Wertthis results in the value for the two slopes S ₁ and S ₂

S₁= 3,33 mA/V,S ₁ = 3.33 mA / V,

S₂= 0,01 raA/V.S ₂ = 0.01 raA / V.

Das Verhältnis der beiden Steilheiten zueinander beträgt also 1 :333 oder 0,3%.The ratio of the two slopes to each other is therefore 1: 333 or 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.The arrangement can be used in a particularly advantageous manner for the double-sided limitation of pulses as use. This is important when there is a sinusoidal oscillation Square-wave signal with large edge steepness of the pulses is to be generated.

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.In a further development of the invention, it is proposed that the circuit according to the invention be used for double-sided Limit the television sync pulses to use. This is e.g. B. important if the sync pulses generated by the pulse generator before being inserted into the video signal only from superimposed Disturbances should be freed.

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.Furthermore, the circuit according to the invention can be used with advantage in television receivers to in order to separate them simultaneously with the double-sided limitation of the sync pulses from the composite video signal.

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.The circuit according to the invention can also be used favorably in television receivers, when the television signal is fed in with both positive and negative polarity Synchronous pulses are able to work.

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.Fig. 2 shows a circuit arrangement by means of which the synchronous signal from an incoming with positive polarity Video signal mixture is separated and at the same time a double limitation of the sync pulses is made. The video signal is transmitted with the polarity shown on terminal 1 fed.

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.The black control diode 3, the anode of which is at the potential given by the voltage divider from the resistors 5 and 6 with, for example, 8 and 20OkΩ, is located parallel to the grid discharge resistor ₂ . This potential is established for the duration of the sync pulse peaks at the control grid of the amplifier tube 7 of the type EF 80 or ECC 81. If the voltage -U _g0 is chosen so large that it falls below the lower curve break, as shown in FIG. 2a, then the pulse peaks are limited at the lower curve break. In the cathode circuit of the amplifier tube is the resistor (eg 10OkΩ) to which the germanium diode 9 (eg RLlZl, DS 161) is connected in parallel. The end of the cathode resistor 8 remote from the cathode is connected to a negative potential (e.g. −200 V).

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.As long as the tube 7 is blocked or only a small anode current flows, the diode 9 is open. The cathode of the tube 7 is then connected to the reference potential 0 via the internal resistance R _{D of} the diode 9, so that practically no negative feedback occurs. With further modulation in the positive direction, the diode 9 is blocked and the cathode resistor 8 becomes effective as a negative feedback resistor.

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.The upper bend in the characteristic not only results in an almost straight-line limitation of the impulses in the other direction, but also the one still contained in the input signal The image signal in the output (at the anode of the tube 7) practically no longer occurs.

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.This double-sided amplitude limitation is completely powerless because it is due to the strong negative feedback the grid current range is not reached, so that the video signal at terminal 4 is unchanged and unaffected removed through the separation tube and fed to the Wehnelt cylinder of the picture tube for control can be.

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.Since the slope S ₂ does not become zero, but rather retains a finite, albeit very small, value, it can be useful in some cases to subsequently limit the pulse base again by means of the diode 12 biased via the resistors 10 and 11. This limitation has just as little influence as the double amplitude limitation made in the tube 7 on the signal at the input of the separation stage, so that the undistorted video signal can be fed to the Wehnelt cylinder of the picture tube via terminal 4.

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.Fig. 3 with the associated diagram Fig. 3a shows a circuit arrangement limiting in the same way, in which, however, the video signal with negative polarity (image black corresponds to maximum amplitude) is supplied via terminal 1. The anode of the black control diode 3 is at chassis potential, which is set at the control grid of the tube 7 for the duration of the sync pulses. In the The selected polarity of the video signal becomes the peak of the sync pulses due to the upper bend in the characteristic curve cut off, while with sufficient amplitude the lower part of the sync pulses and the Image signal is completely suppressed by the lower curve bend.

Im Steuergitterkreis der Trennröhre 7 wird das Eingangssignal unverzerrt abgenommen und über die Klemme 14 der Kathode der Bildröhre zur Aussteuerung zugeführt.In the control grid circuit of the separation tube 7, the input signal is picked up undistorted and via the Terminal 14 of the cathode of the picture tube fed to the control.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann Änderungen erfahren, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described, but can be modified experienced, which are within the scope of the professional ability.

Claims

P A T E N T A N S P η C Γ. H E:

1. Amplifier circuit arrangement for double-sided amplitude limitation, characterized by using a single amplifier tube with the upper limit by means of a caused by a sudden onset of strong negative feedback generated slope reduction and the lower limit takes place in a manner known per se at the lower bend of the characteristic curve.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the amplifier tube in the cathode circuit (7), the control grid of which takes the input signal, preferably a video signal and

Synchronous signals existing signal mixture, is fed, a high-value negative feedback resistor (8) is bridged by a biased diode (9), and that the diode is polarized and it is biased that with increasing positive modulation of the grating of the amplifier tube the diode is blocked.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the diode (9) is a germanium diode serves.

4. Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the cathode of the amplifier tube (7) is connected to the cathode of the diode (9) and that the end of the remote from the cathode Cathode resistance (8) at a much more negative Potential lies as the anode of the diode.

5. Arrangement according to claim 2 to 4, characterized in that the composite video signal with negative polarity of the sync pulses is supplied and that parallel to the grid discharge counter ao there was a black control diode (3) whose reference potential is slightly below the lower one Kinks in the characteristic curve.

6. Arrangement according to claim 2 to 4, characterized in that the composite video signal with positive polarity of the sync pulses is supplied and that parallel to the grid bleeder resistor (2) a black control diode (3) is located, the reference potential of which is slightly above the upper bend in the characteristic curve lies.

7. Arrangement according to claim 2 to 5, characterized in that the composite video signal to the Control grid circuit taken from an amplifier tube and fed to the control electrode of the picture tube is.

8. Arrangement according to claim 5, characterized in that a further limitation of the Synchronization pulses are carried out by a biased diode.

9. Arrangement according to claim 2 to 8, characterized by the use as an amplitude sieve in a television receiver.

Considered publications:
French patent specification No. 991 389.

1 sheet of drawings