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Schaltungsanordnung zur automatischen Scharfabstimmung eines Fernsehempfängers
Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehempfänger, bei denen die empfangenen Bild-
und Tonträgerwellen einer Mischstufe zugeführt werden, die die empfangene Bildträgerwelle
einerseits mit den Schwingungen eines örtlichen Oszillators zu einer mit den Bildsignalen
amplitudenmodulierten Bildzwischenfrequenz und andererseits mit der empfangenen
Tonträgerwelle zu einer der Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Bildträgerwelle
und der empfangenen Tonträgerwelle entsprechenden, mit den Tonsignalen frequenzmodulierten
Tonzwischenfrequenz mischt; letztere wird nach Verstärkung einem Diskriminator zur
Demodulation zugeführt.
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Eine automatische Scharfabstimmung ließe sich bei derartigen Femsehempfängern
auf folgende an Hand von F i g. 1 erläuterte Weise erreichen. Die über die Antenne
1 empfangenen Trägerwellen gelangen zunächst an den Eingang der Mischstufe 2. In
dieser wird die empfangene Bildträgerwelle einerseits mit den Schwingungen des örtlichen
Oszillators 3 zu einer mit den Bildsignalen amplitudenmodulierten Bildzwischenfrequenz
und andererseits mit der empfangenen Tonträgerwelle zu einer der Frequenzdifferenz
zwischen der empfangenen Bildträgerwelle und der empfangenen Tonträgerwelle entsprechenden
mit den Tonsignalen frequenzmodulierten Tonzwischenfrequenz gemischt. Die Tonzwischenfrequenz
wird anschließend in einem auf die Differenzfrequenz zwischen Bild- und Tonträgerwelle
von beispielsweise 5,5 MHz abgestimmten Verstärker 4 verstärkt und gegebenenfalls
begrenzt. An dem FM-Demodulator 5 schließt sich der Niederfrequenzverstärker 6 an,
der den Lautsprecher 7 speist. Die mit den Schwingungen des örtlichen Oszillators
in eine bestimmte Zwischenfrequenz von beispielsweise 38,9 MHz umgesetzte Bildträgerwelle
wird in einem auf die Bildzwischenfrequenz abgestimmten Verstärker 8 verstärkt und
dem Video-Gleichrichter 9 zugeführt. Das demodulierte Video-Signal steuert nach
Verstärkung im Videoverstärker 10 die Bildröhre 11. Zwischen dem Bildzwischenfrequenzverstärker
8 und dem Videogleichrichter 9 wird in an sich bekannter Weise ein Teil der Spannung
des Zwischenfrequenzbildträgers aus dem Bildkanal selektiv ausgekoppelt, in einem
auf die Bildträgerzwischenfrequenz von beispielsweise 38,9 MHz abgestimmten Verstärker
12 verstärkt und gegebenenfalls durch Begrenzung von der Amplitudenmodulation befreit
und dem Diskriminator 13 zugeführt, dessen Mittenfrequenz der Sollfrequenz des Bildzwischenfrequenzträgers
von beispielsweise 38,9 MHz entspricht. In Abhängigkeit von den durch Schwankungen
der Oszillatorfrequenz oder der Senderfrequenz bedingten Abweichungen der jeweiligen
Bildträgerzwischenfrequenz von der Mittenfrequenz des Diskriminators 13 läßt dieser
eine nach Polarität und Größe sich entsprechend ändernde Nachregelspannung entstehen.
Diese Nachregelspannung wird der Reaktanzstufe 14 zugeführt, die als Blindwiderstand
in den frequenzbestimmten Schwingkreis des Oszillators 3 eingeschaltet ist. Als
von der Nachregelspannung gesteuerter Blindwiderstand können eine Diode, eine Mehrpolelektronenröhre,
ein Transistor oder spannungsgesteuerte passive Blindwiderstände Verwendung finden.
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Zur selbsttätigen Frequenzeinstellung von Rundfunkempfängern mit zwei
verschiedenen Zwischenfrequenzen (z. B. 470 kHz und 10,7 MHz) ist es bekannt, die
Zwischenfrequenz mit einer Hilfsfrequenz zu modulieren und durch Demodulation an
einer frequenzabhängigen Übertragungsimpedanz Steuerwechselspannungen für einen
Einstellmotor zu erzeugen. Amplitude und Phasenlage der Steuerwechselspannung sind
von der jeweiligen Frequenzeinstellung des Empfängers abhängig. Ein zur Erzeugung
einer solchen Steuerwechselspannung geeigneter Diskriminator enthält als Übertragungsimpedanzen
auf die beiden Zwischenfrequenzen abgestimmte Filterkreise, wobei die Hintereinanderschaltung
der Primärkreise mit der durch einen kapazitiven und für die höhere Zwischenfrequenz
einen Kurzschluß bildenden Spannungsteiler festgelegten Mitte des Sekundärkreises
für die tiefere
Zwischenfrequenz verbunden und der Sekundärkreis
für die tiefere Zwischenfrequenz in der Mitte der Induktivität des Sekundärkreises
für die höhere Zwischenfrequenz eingeschleift ist. Die beiden Gleichrichter des
Diskriminators sind an den Sekundärkreis für die höhere Zwischenfrequenz angeschlossen.
Die Zwischenfrequenzspannungen werden wie bei Bandfiltern für kombinierte AM/FM-Empfänger
induktiv durch in Reihe geschaltete Kombinationsfilter in die Primärkreise des Diskriminators
eingespeist. Der Diskriminator braucht beim übergang von einer Zwischenfrequenz
auf eine andere nicht umgeschaltet zu werden, sondern liefert in jedem Fall eine
zur Steuerung des Motors geeignete Steuerwechselspannung.
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Ferner ist ein nach dem DifEerenzträgerverfahren arbeitender Fernsehempfänger
mit automatischer Scharfabstimmung bekannt, bei dem der die Regelspannung erzeugende
Diskriminator gleichzeitig als Mischstufe zur Bildung des Differenzträgers dient.
Auch hier ist das Eingangsfilter des Diskriminators als Kombinationsfilter ausgebildet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für die automatische Scharfabstimmung
bei Empfängern der eingangs geschilderten Art zu verringern. Hierzu wird der Zwischenfrequenzbildträger
aus dem Bildkanal selektiv ausgekoppelt, gegebenenfalls verstärkt und/oder begrenzt
und zwecks Erzeugung einer zur Frequenznachregelung des örtlichen Oszillators geeigneten
Nachregelspannung in die Brückendiagonale des der Tonmodulation dienenden, als Brückenschaltung
aufgebauten Diskriminators eingespeist oder dessen Dioden im Gegentakt derart zugeführt,
daß die Bildträgerspannung symmetrisch zu den Dioden liegt. Die dabei gewonnene
Nachregelspannung wird am Ausgang des Diskriminators vom niederfrequenten Tonsignal
getrennt und in an sich bekannter Weise einer Reaktanzstufe zur Nachstimmung des
Oszillators zugeführt.
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Die selektive Auskopplung des Zwischenfrequenzbildträgers aus dem
Bildkanal kann beispielsweise hinter dem Bildzwischenfrequenzverstärker erfolgen.
Dabei ist es zweckmäßig, den Bildträger vor seiner Zuführung an den Diskriminator
zur Gewinnung der Nachregelspannung für die automatische Scharfabstimmung des Empfängers
durch Begrenzung von seiner Modulation zu trennen, soweit der Diskriminator nicht
selbst als Begrenzer ausgebildet ist. Bei symmetrischer Zuführung beider Trägerwellen
empfiehlt es sich, den Zwischenfrequenzbildträger auf der der Einspeisungsstelle
für die Tonzwischenfrequenz abgewandten Seite der Dioden dem Diskriminator zuzuführen.
Durch die gleichzeitige Ausnutzung des zur Demodulation der frequenzmodulierten
Tonzwischenfrequenz vorgesehenen Diskriminators zur Erzeugung der Nachregelspannung
für den Oszillator wird ohne wesentliche Erhöhung des Schaltungsaufwandes eine automatische
Scharfabstimmung des Empfängers ermöglicht.
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Als Diskriminator eignen sich die bekannten Diskriminatoranordnungen,
wie Phasendiskriminator, Gegentaktdiskriminator, Verhältnisdiskriminator u. dgl.
Die Trennung der vom Diskriminator gelieferten Nachregelspannung von der Niederfrequenzspannung
erfolgt zweckmäßig durch entsprechende Frequenzfilter, wie Hochpaß, Tiefpaß, Bandpaß.
Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung zwischen
Nachregelspannung und Niederfrequenzspannung besteht darin, daß diese beiden Spannungen
an getrennten Ausgängen, beispielsweise die Nachregelspannung an einem symmetrischen
und die Niederfrequenzspannung an einem unsymmetrischen Ausgang des Diskriminators,
entnommen werden.
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Um eine besondere Verstärkerstufe für die Verstärkung des aus dem
Bildkanal ausgekoppelten Bildzwischenfrequenzträgers einzusparen, kann dieser im
Tonzwischenfrequenzverstärker mit verstärkt und anschließend dem zur Erzeugung der
Nachregelspannung dienenden Diskriminator zugeführt werden.
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Sofern am Empfangsort ein konstantes Feldstärkeverhältnis zwischen
der Bild- und der Tonträgerwelle vorhanden ist, kann, insbesondere bei Nahbereichsempfang,
dem FM-Demodulator oder der vorgeschalteten Begrenzerstufe eine Regelspannung für
die Verstärkungsregelung des Empfängers entnommen werden. Sofern mit einem solchen
konstanten Feldstärkeverhältnis nicht gerechnet werden kann, ist es zweckmäßig,
die Regelspannung für die Verstärkungsregelung in bekannter Weise aus dem Bildkanal
abzuleiten.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 2 das Blockschaltbild
eines Fernsehempfängers wiedergegeben, bei dem zur Erzeugung der Nachregelspannung
für die automatische Scharfabstimmung des Empfängers und zur Demodulation der frequenzmodulierten
Tonzwischenfrequenz ein gemeinsamer Diskriminator 25 benutzt wird. Die über die
Antenne 21 empfangene Bildträgerwelle wird nach Mischung mit den Schwingungen des
örtlichen Oszillators 23 in der Mischstufe 22 im Bildzwischenfrequenzverstärker
28 verstärkt und dem Videogleichrichter 29 zugeführt. An diesen schließt sich in
bekannter Weise der Videoverstärker 30 und die Bildröhre 31 an. Die ebenfalls in
der Mischstufe 22 erzeugte, dem Frequenzabstand der Bild- und Tonträgerwelle entsprechende,
mit den Tonsignalen frequenzmodulierte Tonzwischenfrequenz von beispielsweise 5,5
MHz durchläuft zunächst den Tonzwischenfrequenzverstärker 24, in dem sie verstärkt
und begrenzt wird, und gelangt anschließend an den Diskriminator 25. Dieser Diskriminator
demoduliert die frequenzmodulierte Tonzwischenfrequenz. Vom Ausgang des Diskriminators
gelangt die Niederfrequenz an den Niederfrequenzverstärker 26, der einen Lautsprecher
27 speist. Hinter dem Bildzwischenfrequenzverstärker 28 wird der Zwischenfrequenzbildträger
selektiv ausgekoppelt, in einem Verstärker 32 verstärkt und gegebenenfalls begrenzt
und dem Diskriminator 25 zugeführt. Dieser dient gemäß der Erfindung nicht nur zur
Demodulation der Tonzwischenfrequenz, sondern gleichzeitig noch zur Erzeugung einer
Nachregelspannung für die automatische Scharfabstimmung des Empfängers aus der Bildträgerzwischenfrequenz.
Diese Nachregelspannung wird der Reaktanzstufe 34 zugeführt, die die Frequenz des
Oszillators 23 in der Weise nachstimmt, daß die Bildträgerzwischenfrequenz in Richtung
auf die Mittenfrequenz des Diskriminators und damit auf den Sollwert der Bildträgerzwischenfrequenz
gesteuert wird.
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Die Verstärkung des aus dem Bildkanal selektiv ausgekoppelten Bildzwischenfrequenzträgers
kann in Weiterbildung der Erfindung mit im Tonzwischenfrequenzverstärker vorgenommen
werden, der zu diesem Zweck auf zwei Frequenzen, beispielsweise
5,5
und 38,9 MHz, abgestimmte Koppelnetzwerke ?wischen den einzelnen Verstärkerstufen
aufweist, Nie dies bei kombinierten AM7FM-Rundfunkempfängern bekannt ist, deren
Zwischenfrequenzteil sowohl auf die AM-Zwischenfrequenz von etwa 468 kHz als auch
auf die FM-Zwischenfrequenz von 10,7 MHz abgestimmt und/oder umschaltbar ist. Die
Zuführung des selektiv ausgekoppelten Bildzwischenfrequenzträgers an den Tonzwischenfrequenzverstärker
24 erfolgt dann beispielsweise über die in F i g. 2 gestrichelt eingezeichnete Leitung
35. Durch die Mitverwendung des Tonzwischenfrequenzverstärkers 24 zur Verstärkung
des selektiv ausgekoppelten Bildzwischenfrequenzträgers kann ein besonderer Verstärker
für den Bildzwischenfrequenzträger unter Umständen entfallen, zumal der Tonzwischenfrequenzverstärker
24 in seinen letzten Stufen als Begrenzer ausgebildet ist und dadurch den Bildzwischenfrequenzträger
von seiner Amplitudenmodulation befreit.
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Ein Ausführungsbeispiel für einen in der Schaltung nach F i g. 2 benutzten
Diskriminator zur Demodulation und Regelspannungserzeugung ist in F i g. 3 dargestellt.
Der dort gezeigte Diskriminator ist als Verhältnisdiskriminator (Ratiodetektor)
ausgebildet. Die Spannung des in seiner Frequenz in Abhängigkeit von Schwankungen
des örtlichen Oszillators oder des übertragenden Bildträgers sich verändernden Zwischenfrequenzbildträgers
gelangt über einen bei Verhältnisdiskrirninatoren üblichen Modulationswandler 61,
der sekundärseitig beispielsweise auf die Bildträgerzwischenfrequenz von 38,9 MHz
abgestimmt ist, an die Dioden 62 und 63. Auf der diesem Modulationswandler abgewandten
Seite der Dioden 62 und 63 ist ein weiterer Modulationswandler 64 angeschlossen,
über den die frequenzmodulierte Tonzwischenfrequenz zugeführt wird, wobei die Resonanzfrequenz
des Sekundärkreises dieses Modulationswandlers beispielsweise 5,5 MHz beträgt. Die
gleichstrommäßige Trennung der beiden Modulationswandler erfolgt durch Kondensatoren
66 und 67. Den Arbeitswiderständen 68 und 69 sind die Kondensatoren 70 und 71 parallelgeschaltet.
Der Beruhigungskondensator ist mit 72 bezeichnet. Die Längswiderstände 74 und 75
dienen zur Symmetrierung des Diskriminators. Da die Schwankungen der Bildträgerfrequenz
und damit der Nachregelspannung für den Oszillator im Verhältnis zur Niederfrequenz
sehr langsam erfolgen, kann die Trennung der Nachregelspannung zur automatischen
Scharfabstimmung und der Niederfrequenzspannung durch einen Tief-bzw. Hochpaßfilter
erfolgen. Hierfür schließt sich an das Deemphasisglied 76, 77, von dem die Niederfrequenzspannung
über die Leitung 78 abgegriffen wird, ein aus dem Widerstand 79 und dem Kondensator
80 bestehendes Siebglied an, an dem die Nachregelspannung für die Frequenznachregelung
des Oszillators über die Klemmen 82 und 81 entnommen wird.