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Schaltungsanordnung zur Beseitigung von niederfrequenten Störungen
bei einem Synchronisierimpulse hoher Folgefrequenz enthaltenden Signal, insbesondere
Fernsehsignal Bei der übertragung von Signalen, in denen Synchronisierimpulse hoher
Folgefrequenz enthalten sind, wie z. B. bei Fernsehsignalen, machen sich niederfrequente
Störungen sehr unangenehm bemerkbar, sobald die Amplitude dieser Störungen einen
gewissen Prozentsatz dieser Signalamplitude übersteigt. Die niederfrequenten Störungen
können dabei z. B. von Speisespannungsschwankungen, Einstreuungen von Netzspannungen
oder ähnlichen Einflüssen herrühren.
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Durch diese niederfrequenten Störungen wird eine unerwünschte Wenigkeit
des empfangenen Hochfrequenzsignals hervorgerufen, die sich ohne geeignete Gegenmaßnahmen
vor allem bei der bildlichen Darstellung des empfangenen Signals auf dem Schirm
eines Kathodenstrahloszillographen störend auswirken würde. So wird vor allem eine
genauere Ablesung von geometrischen Eigenschaften des übertragenen Signals, beispielsweise
zu Meßzwecken, sehr erschwert oder ganz unmöglich gemacht. Um dies zu vermeiden,
sind üblicherweise vor den Verstärkerschaltungen für die Vertikalablenkung im Sichtbarmachungsgerät
Klemmschaltungen vorgesehen, die das ankommende Signal auf einem bestimmten Pegel
gewissermaßen festklemmen bzw. festhalten. Derartige Schaltungen sind insbesondere
in jenen Fällen, wo das ankommende Signal von Störspannungen mit großen Aniplituden
überlagert ist, als sogenannte getastete Klemmschaltungen ausgebildet. Sie enthalten
hierbei zwischen dem Steuergitter einer mit der Signalspannung beaufschlagten Röhre
und einem Punkt definierten Potentials (z. B. Masse) mehrere Diodenstrecken, die
beim Auftreten von Tasthilfsimpulsen leitend werden und das definierte Potential
zum Gitter der Röhre durchschalten. Dadurch wird das ankommende Signal auf einem
definierten Pegel festgehalten und somit die unerwünschte Wenigkeit beseitigt.
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Mit Hilfe solcher Schaltungen wird zwar bei den bekannten Geräten
der Anteil des Signals, der dem Kanal für die Vertikalablenkung der Anzeigeröhre
zugeführt wird, von den niederfrequenten Störungen derart befreit, daß auf dem Bildschirm
keine vertikalen Schwankungen des dargestellten Impulszuges auftreten, doch ist
es hierbei ein wesentlicher Nachteil, daß bei den bekannten Geräten die zur Synchronisierung
der horizontalen Ablenkung der Bildröhre erforderlichen Schaltungen sowie überhaupt
alle die Synchronisierimpulse des Signals auswertenden Schaltungen über entsprechende
Impulstrennstufen in den Signalempfangsweg vor die genannten Klemmschaltungen eingefügt
sind. Die üblichen Impulstrennstufen, die den in einem Gerät vorhandenen Synchromisationsstufen
die aus dem empfangenen Signal getrennten Synchronisierimpulse zuführen, werden
aber gleichfalls durch derartige niederfrequente Störungen in der Sicherheit ihrer
Arbeitsweise stark gefährdet. Die hierbei verwendeten Impulstrennstufen bestehen
hauptsächlich aus Röhrenstufen, die mittels einer Knickkennlinie aus dem ankommenden
Signal einen Teil der Synehronisierimpulse abschneiden und den Synchronisationseinrichtungen
zuführen. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß infolge der unerwünschten Wenigkeit
des ankommenden Signals die Synchronisierimpulse in jeweils verschiedener Höhe abgeschnitten
werden, so daß sich bei einer immer vorhandenen Trapezform der empfangenen Impulse
je nach der Höhenlage des abgeschnittenen Impulsteiles auch eine verschiedene
Breite des weitergegebenen Impulses ergibt. Da die von den Synchronisierimpulsen
abgeleiteten Schaltmaßnahmen jedoch immer von der Vorder- oder der Rückflanke abgeleitet
werden, bedeutet der eben beschriebene, Effekt eine empfindlich störende Phasenmodulation
der weitergegebr-nen Synchronisierimpulse, die durch die niederfrequenten Störungen
hervorgerufen wird. Trotz einer gewissen Klemmwirkung der Impulstrennstufen, die
beim überschreiten eines gewissen Amphtudenwertes durch den einsetzenden Gitterstrom
gegeben ist, kann diese Phasenmodulation der weitergegebenen Synchronisierimpulse
nicht so weit unterdrückt werden, daß eine genaue Darstellung des Kurvenzuges auf
einem
Bildschirm möglich wird. Es wird vielmehr durch diese Phasenmodulation der Synchronisierimpulse
eine horizontale Schwankung des Bildes entstehen, die eine genauere Ablesung des
Bildsignals, insbesondere für Meßzwecke, unmöglich macht. überdies kann es bei starken
niederfrequenten Störungen zu einem Ausfall bzw. zum »Abreißen« der Synchronisierimpulse
kommen.
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Es ist an sich bereits bekannt, ein Fernsehsignal über eine in den
Signalempfangsweg eingefügte, getastete Klemmschaltung laufen zu lassen, die mit
Hilfe von Tasthilfsimpulsen gesteuert wird, welche ihrerseits -über einen Parallelzweig
von den im Signal enthaltenen Synchronisierimpulsen über eine Impulstrennstufe abgeleitet
sind. Hierbei werden die niederfrequenten Störungen beseitigt, bevor die im Signal
enthaltenen Synchronisierimpulse zum Zwecke der Empfängersynchronisation abgetrennt
werden. Um jedoch insbesondere bei stärkeren niederfrequenten Störungen die Klenunwirkung
sicherzustellen und ein »Abreißen« der Tasthilfsimpulse mit Sicherheit zu verhindern,
ist es bei dieser bekannten Anordnung notwendig, das Fernsehsignal in den genannten,
zur Ableitung der Tastbilfsimpulse vorgesehenen Parallelzweig zunächst subtraktiv
mit einem von ihm abgeleiteten, amiähernd, dem Störsignal entsprechenden Signal
7u mischen und somit ein vorkorrigiertes Signal zu erzeugen, aus welchem dann die
Tasthilfsimpulse abgeleitet werden. Der Aufwand an Röhrenstufen zur Durchführung
dieser Vorkorrektur und zur Ableitung der Tasthilfsimpulse aus den Synchronisierimpulsen
ist dabei sehr beträchtlich.
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Demgegenüber wird die Beseitigung niederfrequenter Störungen bei einem
Synchronisierimpuls hoher Folgefrequenz enthaltenden Signal, insbesondere Fernschsignal,
nach der Erfindung mit einem wesentlich geringeren Aufwand an Schaltmitteln erreicht.
Die Erfindung benutzt dabei eine Schaltungsanordnung, bei der eine in den Signalempfangsweg
geschaltete, getastete Klemmschaltung von Tasthilfsimpulsen gesteuert wird, die
von den Synchronisierimpulsen über eine Impulstrennstufe abgeleitet sind, und ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse der Impulstrennstufe zur Synchronisation
eines die Tasthilfsimpulse erzeugenden, selbstschwingenden Impulsgenerators dienen.
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Nähere, Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind
dein in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel entnehmbar.
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Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wird das Synchronisierimpulse
hoher Folgefrequenz enthaltende Signal bei 1 zugeführt und auf das Gerät
2 gegeben, in welchem Synchronisationssohaltungen vorgesehen sind, die die im empfangenen
Signal enthaltenen Synchronisierimpulse auswerten. Dieses Gerät 2 kann beispielsweise
ein Oszillograph oder ein Differenzmeßgerät sein, mit deren Hilfe das empfangene
Signal bildlich dargestellt werden soll. Es kann jedoch auch einen Verstärker, einen
Zeilenwähler in Fernsehsystemen oder überhaupt ein Gerät, insbesondere der Fernsehtechnik,
darstellen, das die Synchronisierimpulse des empfangenen Signals auswertet.
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Vor dem Eingang des Gerätes 2 ist eine an sich bekannte, getastete
Klemmschaltung 3 vorgesehen, welche eine Röhre 4 enthält, deren Steuergitter
5 mit der Signalspannung beaufschlagt ist. Hierbei sind zwischen der Gitterzuleitung
und einem Punkt 6 definierten Potentials (z. B. Masse) Diodenstrecken
7, 8
vorgesehen, die durch zwei hochohmige Widerstände 9, 10 zu einer
Brücke ergänzt werden. Werden nun über den Anschlußpunkt 11 ein negativer,
wie mit 16
angedeutet, und über den Anschlußpunkt 12 ein positiver Tasthilfsimpuls
17 der Brückenschaltung zugeführt, so werden beide Diodenstrecken
7, 8 leitend und schalten somit etwa das am Punkt 6 vorhandene definierte
Potential zur Gitterzuleitung durch. Anders ausgedrückt, wird der Kondensator
13, der von dem ankommenden Signal auf einen bestimmten Wert aufgeladen wird,
durch Ladungsausgleich über die Dioderistrecken 7 oder 8 auf einen
bestimmten Ladungssollwert zurückgeführt, derart, daß das ankommende Signal auf
einem bestimmten konstanten Pegel festgehalten wird.
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Der oben beschriebenen getasteten Klenunschaltung 3 ist eine
Impulstrennstufe 14 über einen Koppelkondensator 24 und einen Hochpaß
18 eingangsseitig parallel geschaltet. Die Impulstrennstufe ist dabei in
der üblichen Weise ausgebildet und besteht z. B. aus einer Röhrenschaltung mit einer
derartigen Arbeitspunkteinteilung, daß ein bestimmter Teil der über die Eingangsklemme
1 ankommenden, im Signal enthaltenen Synchronisierimpulse abgetrennt wird
und in Hilfstastimpulse von geeigneter Höhe und Breite umgeformt wird.
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Die wesentlichen niederfrequenten Störanteile des Signals werden durch
entsprechende Festlegung der Grenzfrequenz des Hochpasses 18 von der Impulstrennstufe
14 bereits ferngehalten. Dies ist deswegen möglich, weil die Diederfrequenten Anteile
des Signals zwar dem Gerät 2 zugeführt werden müssen, jedoch in dem die Impulstrennstufe
14 enthaltenden Zweig nicht aufzutreten brauchen, da in diesem lediglich die Synchronisierimpulse
ausgewertet werden. Da die niederfrequenten Störungen des Signals unter Umständen
so groß sein können, daß am Ausgang der impulstrennstufe 14 die von den Synchronisierimpulsen
abgeleiteten Impulse- abreißen bzw. abschnittsweise unterbrochen werden, wird vorzugsweise
zwischen dem Ausgang der Impulstrennstufe 14 und der Klenunschaltung 3 eine
sogenannte Schwangradschaltung angeordnet.
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Diese Schwungradschaltung besteht aus einem Impulsgenerator
19, der beispielsweise als Sperrschwinger oder als Multivibrator mit unsymmetrischer
Impulsabgabe ausgebildet ist und Impulse, mit einer Folgefrequenz erzeugt, die zweckmäßig
etwas unter der Folgefrequenz der an der Impulstrennstufe 14 ausgangsseitig entstehenden
Impulse liegt. Die vom Impulsgenerator 19 erzeugten Impulse werden über eine
Verbindungsleitung 20 zusammen mit den von der Impulstrennstufe 14 gelieferten Impulsen
einem Phasendiskriminator 21 (z. B. Phasenbrücke, Ringmodulator usw.) zugeführt,
der in Abhängigkeit von der gegenseitigen Phasenlage beider Impulszüge eine Regelgleichspannung
erzeug die über eine Verbindungsleitung 22 dem Impulsgenerator 19 in der
Weise zugeführt wird, daß eine frequenzmäßige Nachstellung erfolgt, und zwar derart,
daß die vom Impulsgenerator 19 gelieferten Impulse von den von der Impulstrennstufe
14 gelieferten Impulsen synchronisiert werden.
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Durch die Anwendung dieser Schaltinaßnahmen ist gewährleistet, daß
auch bei abschnittsweisen Unterbrechungen des von der Impulstrennstufe, 14 gelieferten
Impulszuges
der Impulsgenerator 19 gewissennaßen einen Ersatzgenerator darstellt. Bei
dieser Schaltungsanordnung werden nun die vom Impulsgenerator 19 gelieferten,
in ihrer gegenseitigen Phasenlage zueinander korrigierten Impulse über einen vorzugsweise
symmetrischen Impulstransformator 15 in Form von sich entsprechenden positiven
und negativen Tasthilfsimpulsen 16, 17 über Koppelkondensatoren
23 den Anschlußpunkten 11, 12 der Klemmschaltung3 zugeführt. Durch
die Bildung .der positiven und negativen Tasthilfsirnpulse wird dabei erreicht,
daß das an der Klemme 1 empfangene und zum Gerät2 weitergeleitete Signal
an sich nicht beeinflußt wird.
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Die Entstörungswirkung der Schaltung ergibt sich durch die Einschaltung
eines synchronisierten, aber selbständig schwingenden Impulsgenerators
19, der einerseits eine gewisse phasenmäßige Korrektur des Impulszuges vornimmt
und somit die in diesem Falle wesentlich geringere schädliche Phasenmodulation der
von der Impulstrennstufe 14 gelieferten Impulse weitgehend beseitigt und andererseits
im Falle des Aussetzens der gelieferten Impulse selbsttätig weitere Impulse abgibt.
Eine Vergrößerung der Entstörungswirkung wird in vorteilhafter Weise durch die beschriebene
Einschaltung des Hochpasses 18 erzielt.
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Die Dimensionierung des Koppelkondensators 24 und des Hochpasses
18 kann in dieser Schaltung so vorgenommen werden, daß die an sich schädliche
Differenzierungswirkung auf das Signal so stark ist, daß die Synchronisierimpulse
relativ stark verzerrt werden. Auch für den Fall, daß einige dieser verzerrten Impulse
von der Impulstrennstufe 14 überhaupt nicht ausgewertet und somit auch nicht als
Tasthilfsimpulse weitergegeben werden, tritt keine, Störung ein, da der Impulsgenerator
19 als Ersatzgenerator weiterläuft.
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Eine besondere Bedeutung kommt der Schaltung nach der Erfindung in
der Femschtechnik und insbesondere in der Fernsehmeßtechnik zu, da hierbei die Anforderungen
an die Genauigkeit der Synchronisationsschaltungen bzw. an die Konstanz des Empfangspegels
überhaupt besonders hoch sind. So müssen beispielsweise Impulsanstiegszeiten von
30 bis 100 nsec gemessen werden, was nur bei einer besonders genau
arbeitenden Synchronisationsschaltung möglich ist. Die erwähnten, im Signal enthaltenen
Synchronisierimpulse werden dabei in der Fernsehtechnik durch die in ihrer Frequenz
genormten Zeilensynchronisierimpulse dargestellt.