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Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung in Fernsehempfängern
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung
in Fernsehempfängern, bei der mehrere Verstärkerstufen, insbesondere die Vorstufen
und ZF-Stufen, aus einer gemeinsamen Regelspannungsquelle geregelt werden und die
Regelspannung für einen Teil der Verstärkerstufen, insbesondere für die Vorstufen,
erst nach Überschreiten eines bestimmten einstellbaren Spannungswertes wirksam wird.
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Für solche Verstärkerschaltungen, deren Verstärkung aus einer gemeinsamen
Regelspannungsquelle geregelt wird, ist es bekannt, die Wirksamkeit der Regelung
für einzelne Verstärkerstufen dadurch zu verzögern, daß eine gesperrte Diode zwischen
den Eingang dieser Verstärkerstufen und die Regelspannungsquelle geschaltet wird.
Erst wenn die Regelspannung das Sperrpotential um den Wert der Diodendurchlaßspannung
überschreitet, wird die Verstärkung dieser Stufen geregelt. Beispielsweise möchte
man die Regelung der Vorstufen eines Fernsehempfängers, um eine Verschlechterung
des Rauschabstandes bei kleinen Antennensignalen zu vermeiden, erst nach Überschreiten
einer Signalspannung von etwa 2 mV wirksam werden lassen. Dagegen soll die Regelung
für die ZF-Stufen unverzögert wirksam sein.
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Um nach dem Einsatz der verzögerten Regelung der Vorstufen die Spannungen
am Videodemodulator auf einem annähernd konstanten günstigen Wert zu halten, ist
es auch bekannt, die weitere Regelung einer stromabwärts geregelten ZF-Stufe zu
stoppen (»Valvo Technische Informationen für die Industrie«, Heft 43, 1963, S. 1
bis 10). Will man jedoch alle praktisch auftretenden Antennenspannungen (etwa 10
RV bis 100 mV) mit dem dazu notwendigen Regelumfang von etwa 80 db verarbeiten,
so sollte die Regelung der ZF-Stufen nach dem Einsatz der Vorstufenregelung möglichst
nicht ganz gestoppt werden. Vielmehr ist es wünschenswert, nur die zunehmende Regelsteilheit
bei stromaufwärts geregelten ZF-Stufen so zu drosseln, daß die stärkste Abregelung
der Vorstufen bei maximalem Antennensignal (100 mV) den für die Kreuzmodulationsfestigkeit
der Mischstufe günstigen Wert von etwa 20 db aufweist. Dieses Problem löst eine
bekannte Schaltungsanordnung, bei der eine Regelspannung für die ZF- und Vorstufenregelung
üblicherweise an der Tastregelstufe gewonnen wird, durch einen zweistufigen, gleichstromgekoppelten
Transistorverstärker, wobei am Emitter der ersten Verstärkerstufe die Regelspannung
für die ZF-Stufe und am kollektorseitigen Ausgang der zweiten Verstärkerstufe die
Regelspannung für die Vorstufen abgenommen wird (»Funk-Technik«, 1966, Nr. 9, S.
310 bis 312).
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Da der zweistufige Regelspannungsverstärker einen für Konsumgeräte
beträchtlichen Aufwand darstellt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung zu finden, die das Problem der reduzierten, jedoch nicht gestoppten
ZF-Stufenregelung auf einfachere Weise löst.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Regelsteilheit der unverzögert
geregelten Verstärkerstufen nach Überschreiten des (für den Einsatz der Vorstufenregelung)
einstellbaren Spannungswertes dadurch gedrosselt wird, daß in Serie oder parallel
zu einem Regelspannungseingang, insbesondere dem der ZF-Stufen, ein passiver, nichtlinearer
Widerstand liegt.
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Dieser nichtlineare Widerstand ist beispielsweise der Gleichstromeingangswiderstand
des oder der geregelten ZF-Transistoren. Er liegt beispielsweise in Reihe zwischen
der Regelspannungsquelle und der Basis eines ersten ZF-Transistors. Eine weitere
Möglichkeit besteht darin, als nichtlinearen Widerstand eine Diode zu benutzen,
die durch eine Sperrspannung auf einen bestimmten Spannungswert vorgespannt ist.
Sobald die Regelspannung einen bestimmten Wert, z. B. den Regeleinsatzpunkt für
die Vorstufen, überschreitet, schaltet die Diode einen Shunt parallel zum Eingang
der ZF-Stufen. Dadurch ergibt sich bei reduzierter Regelsteilheit der ZF-Stufen
ein größere Regelhub für die Vorstufen, da die Rückwirkung des Shunts auf die Regelspannungsquelle
durch einen dazwischengeschalteten großen Widerstand gering ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Figuren näher erläutert.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung. Gleiche
Teile sind in beiden Figuren mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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In der F i g. 1 ist ein Regeltransistor 1 kollektorseitig über eine
Diode 2 mit dem Schleifer eines Potentiometers 3 und über einen Widerstand 4 mit
einem Sternpunkt 5 verbunden. Dem Regeltransistor 1 wird an seiner Basis 6 eine
Regelspannung zugeführt. Der Sternpunkt 5 ist über einen nichtlinearen Widerstand
R" mit der Basis 7 eines ersten ZV-Transistors 8 verbunden. An der Basis 7 wird
auch die Zwischenfrequenz eingespeist. Über ein Bandfilter 9 erfolgt in bekannter
Weise die ZF-Ankopplung an einen weiteren ZV-Transistor 10. Das Potentiometer 3,
das zur Einstellung der Vorspannung für die Diode 2 dient, ist einerseits mit den
Basen zweier Vorstufentransistoren 11, 12 und andererseits mit einem anderen Potentiometer
13, das zur Arbeitspunkteinstellung dient, verbunden. Weitere Widerstände 14, 15,
16, 17, 18, 19 dienen der Arbeitspunkt- und Stromeinstellung der verschiedenen Transistoren.
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In F i g. 2 ist eine Diode 20 anodenseitig mit dem Sternpunkt
5 verbunden, deren Kathode an einem Mittelpunkt 21 eines ohmschen Spannungsteilers
22, 23 angeschlossen ist. über Widerstände 24, 25 und ein Potentiometer 26 wird
die Vorspannung für die Diode 20 und der Arbeitspunkt für den ZV-Transistor 8 eingestellt.
Ein vom Sternpunkt 5 zur Basis des Transistors 8 führender Widerstand 27 ist ein
Festwiderstand, der nicht mit dem Widerstand R" in F i g. 1 zu verwechseln ist.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung bei den Figuren soll im
folgenden näher beschrieben werden. Die vom Regeltransistor 1 aus sowohl den Basen
der Vorstufen 11, 12 als auch der Basis 7 des ZF-Transistors 8 zugeführte Regelspannung
ist zunächst nur für den ZV-Transistor wirksam, denn die Diode 2 ist durch ein über
das Potentiometer 3 einstellbares Sperrpotential so lange gesperrt, bis die Regelspannung
am Kollektor des Regeltransistors 1 bei einem Antennensignal von etwa 2 mV das Sperrpotential
um die Durchlaßspannung der Diode 2 übersteigt. Damit wird die Regelung auch für
die Vorstufen wirksam. Vom Einsatzpunkt der Vorstufenregelung an -soll jedoch die
Regelsteilheit der ZV-Stufen gedrosselt werden. Das wird gemäß F i g. 1 dadurch
erreicht, daß der Wert des Widerstandes R,, und damit der Eingangswiderstand für
die Regelspannung des ZV-Transistors 8 mit steigender Regelspannung abnimmt, d.
h., der Siromverstärkungsfaktor des Regeltransistors 8 und damit die Regelsteilheit
wird mit steigendem Kollektorstrom kleiner. In F i g. Z wird dagegen die an dem
Potentiometer 26 in ihrem Sperrpotential voreinstellbare Diode 20 leitend,
sobald die Regelspannung dieses Sperrpotential um die Diodendurchlaßspannung überschreitet.
Für die Regelspannung bildet damit der Widerstand 23 parallel mit dem Widerstand
22 einen Shunt zum Eingang des ZF-Transistors $. Der gewünschte Effekt, Reduzierung
der Regelsteilheit für die ZV-Stufen und größerer Regelhub für die Vorstufen, ist
ähnlich wie der durch den Widerstand R,, in F i g. 1 erzielte. Die Rückwirkung dieses
Shunts auf die am Kollektor des Regeltransistors 1 stehende Regelspannung ist gering,
da der Widerstand 4 hinreichend groß gemacht wird.
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Statt eines nichtlinearen Widerstandes oder einer Diode können auch
mehrere solcher Elemente verwendet werden, z. B. um die Regelung über den Verstärkungsbereich
unterschiedlich zu gestalten. Liste der Bezugszeichen 1 Regeltransistor 2 Diode
3 Potentiometer 4 Widerstand 5 Sternpunkt 6,7 Basen 8 ZV-Transistor - 9 Bandfilter
10 ZV-Transistor 11,12 Vorstufentransistoren 13 Potentiometer 14,15,16,17,18,1.9
Widerstände 20 Diode 21 Mittelpunkt 22,23 Spannungsteiler 24,25 Widerstände
26 Potentiometer 27 Widerstand