DE2009920A1 - Amplitudendemodulator - Google Patents

Description

6954-70/Sch/ko

RCA 60,219

U.S. Serial Uo. 803,920

filed: March 3, 1969

RCA Corporation. Hew,York. N.T., (V.St.A)

Amplitudendemodulator

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Demodulation einer amplitudenmodulierten Trägerwelle, die eine Komponente eines zusammengesetzten Fernsehsignals darstellt* welches außerdem eine erste Gleichspannungskomponente enthält, die nicht proportional zur Modulation der Trägerwelle ist. Insbesondere handelt es sich bei der Erfindung um eine Demodulatorschaltung, die sich bevorzugt in integrierter Form ausbilden läßt und eine Amplitudendemodulation einer relativ hochfrequenten Zwischenfrequenz erlaubt. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist ein Bilddemodulator bei Fernsehempfängern.

In der heutigen Technologie nehmen integrierte Schaltungen eine zunehmende Bedeutung ein. Obwohl es Veröffentlichungen über die * Verwendung Integrierter Schaltungen bei Empfängern, wie Fern- j sehempfängern, gibt, ist die praktische Anwendung solcher Schaltungen relativ selten. Der größte Teil der bisherigen Vorschläge für die Integrierimg dieser Schaltungen erschöpft sich in der Angabe von integrierten Schaltungselementen, welche für allgemeine Zwecke verwendbar sind, oder beruht auf Überlegungen, wie sie für Schaltungen mit diskreten Bauelementen gelten, so daß. im Ergebnis in beiden Fällen eine grofe Anzahl von Bauelementen benötigt wird, die sich nicht in befriedigenden Weise in integrierter Form zusammenfassen lassen und daher in Form von äußeren Zusatzelementen für das Schaltungsplättohen vorgesehen werden müssen. Es ist erstrebenswert, die Anzahl der äußeren Bauelemente auf Gründen der Wirtschftlichkait zu begrenzen, auch

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weil die Zahl der nach außen führenden Anschlüsse eines integrierten Schaltungsplättchens, welche sich einigermaßen bequem und wirtschaftlich herstellen lassen, begrenzt ist.

Beim Entwurf von Amplitudendemodulatoren, wie Videodemodulatoren für Pernsehempfanger, ist eine direkte Kopplung zwischen Demodulator und dem vorhergehenden Zwischenfrequenzverstärker, der ebenfalls in dem integrierten Schaltungsplättchen ausgebildet sein kann, erwünscht. Der ffrund für diese direkte Kopplung liegt, darin, daß hierbei äußere Verbindungen zwischen den beiden Stufen und die Verwendung eines Koppelkondensators oder -transformators, welche sich nicht für eine Ausbildung in integrierter Schaltung eignen, nicht notwendig sind. Eine direkte Kopplung eines ZS-Verstärkers an den Demodulator ist jedoch mit dem Problem verbunden, daß der Demodulator unerwünschten Gleichspannungskomponenten Ausgesetzt ist, welche seine Betriebseigenschaften nachteilig beeinflussen können. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Gleichspannungskomponente durch den Demodulator auf einen nachfolgenden Niederfrequenzverstärker übertragen wird, der vorzugsweise mit ihm gleichspannungsgekpppelt ist, und daß dadurch der Amplitudenbereich für das den Verstärker ansteuernde demodulierte Signal eingeschwenkt wird und abhängig von der direkten Kopplung des Demodulators an den vorausgehenden Zi¹-Verstärker möchte man häufig dem Verstärker einen Vorstrom zuführen, um die Linearität bei der Demodulation zu verbessern. Ein solcher Vorstrom stellt ebenfalls eine Gleichstromkomponente im demodulierten Signal dar, die jedoch nicht signalbedingt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Verbesserung einer Demodulationssohaltung, welche sich durch einen linearen und Reproduzierbaren Betrieb auszeichnet, wobei die demodulierten Videoeignale unabhängig von ihnen zugefMhrten öleiohapannungskomponenten sind, welche aus der Sicht der Videosignale unerwünaoht sind.

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Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung zur Demodation j einer amplitudenmodulierten Trägerwelle, die eine Komponente ; eines zusammengesetzten Fernsehsignals darstellt, welches außer-· dem eine erste Gleichspannungskomponente enthält, die nicht j proportional zur Modulation der Trägerwelle ist, erfindungsge- 1" maß gelöst durch einen Tiefpass, dem das zusammengesetzte Ein- ; gangssignal von einem ersten Schaltungspunkt zugeführt wird und ' der an einem zweiten Schaltungspunkt eine: zweiten Gleichspan- < nnngskomponente liefert, welche den Trägerwelienanteil nicht J mehr aufweist und unmittelbar von der ersten Gleichspannungekomponente abhängt, ferner durch eine zwischen den ersten und | den zweiten Schaltungspunkt geschaltete Reihenschaltung eines Gleichrichters mit einem Widerstand, durch einen mit dem Verbin-; dungspunkt von Gleichrichtung und Widerstand verbundenen zweiten Tiefpass der den gefilterten gleichgerichteten Träger mit einer dritten Gleichspannungekomponente, welche unmittelbar von der ersten und zweiten Gleichspannungskomponente abhängt, an einen dritten Schaltungepunkt liefert, und dush einen Differenzverstärker, dessen Eingänge mit dem zweiten bzw. mit dem dritten Schaltungspunkt verbunden sind und an dessen Ausgang der gefilterte gleichgerichtete Träger entsteht.

; Hierbei wird ein einen ersten gleichrichtenden Übergang auf wei-ί sender Schältungsten zwischen eine Quelle, welche eine iignal- ; modulierte Trägerwelle mit einer unerwünschten Gleichspannungs-: : komponente liefert, und eine Verarbeitungeschaltung eingefügt, welche die Modulationsanteile von der Trägerwelle ableitet. Bin i anderer Schaltungeteil , der nur auf die unerwünschte Gleich- j spannungskomponente reagiert und die Reihenschaltung eines zweiten gleichrichtenden Übergangs mit einer dynamischen Impedanz aufweist, liegt über der Trägerwellenquelle. Ferner verbindet ein Impedanzelement die Anschlüsse der beiden gleichrichtenden Übergänge, welche der Vrägerwellenquelle abgewandt sind, um den Vorstrom durch den ersten gleichrichtenden Übergang zu stabilisieren. Von der Verarbeitungssohaltung führt ein Rtiokkopplungs-

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pfad zu der dynamischen Impedanz, wodurch deren Wert als umgekehrte Funktion der Amplitude des demodulierten Signals verändert wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbfc i; ricls naher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein BlooVöelisltbild tin. s Teils eines Ferns ehempf ängeir Fig. 2 die Seiiflinng eines m ch d-er Erfindung ausgebildeten

F.ig. ? e.l3:o ?r< :b.n urrrierter Form ausgebildete Schaltung des * t.':f j j_;a-ii-;Ff-:-uffiäßerL V.ideodemodulators und

Viι ΐ\ '·:;■: rle¹:·' maiiEtabtferscliuert integriertes Sohwltungsp"!;.;.):(■-- \_:..-· --j.Hei "vj.tifi^-vtirtrbcii-iuigsschG-ltunf;. in der Zusami .■-....■!aiiiit-i'^.iJ mit auueum Teilen des Fernsehempfängers

Dur· Bltx >^;;-.^l-.v.rU'ojd wacii Figur 1 stellt einen Teil eines Pern-3ΐ:';(!ϋ!-(ί^;)_;ΜΚ <it:j-, K ο von tier Antenne 10 empfangenen Signale ViHdO₁ f-ijül·- 'iuj-n. ·> 11 u%ei üiii t, άντ* den Hochfrequenzverstärker, (i:ii I»·,-: '■< .br;! ^s;ft ΰ\.\(: üvn i-^ί i Jjator euu· Einstellen eines Fern-ρ(':ίκ;_;ι;;:"ί·' =.- ::ΤΪ.ι'* ι. ?", in lie Llcift im einzelnen dargestellte, auf 6)^! ■ .. , ■< ■>;, ι·} ι ' ■:;■' ..i-: g^-kv t:i i BiiJri-s Hchaltung selektiert das Zv,- .i!.; ... ι. L₁.; j ■· \Ai- ϊ-.i"^:.':.^; ;■ j·; -.I üLa führt cc einem ersten ZF-Verstärker 1" : \> ."'. .■■ i.\?i-" t"-!.-^!.j'- Lc Btlrklion erfolgt durch ein Filter 12, i.e. 11. !■:!■;■ : ..-jr^i-i^ uo!- ι :r;j1>--i.- i':F-?i?i^^?'türker 13 und einen zweiten ZF-Vf-τ ι.ίί. i: i/i ,·.... iH'-Lc-J.tct ißt. Der SF-Yerstärker 14 ist als Iii'i_·■*'■ ·■·■-■'■ ' -rt:;ji:>:r t::;· Ittf ^]fv;r angeschlossen und auf einem ■■ :■■·.;·'< ^: '■ ^: '"-- > ^; -■'■"' t■·■'-{'■ ■ M-^äIlί-iühtii ei-tlialten.

l'f ι ^i " ί r r tail:*, r Uf j;i t ;t i-inem Videodemodulator und Verstärker ~\[. i'irpK-JI, !''TUu ininf^ii^titj^ial 2ur Steuerung des Video* ver^iiiri-i rrv 1?-^ ,.).-.. Γ-;νι=ο!-3 oui e.i erselialtung 17 und der Regel-

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Diese Stufen sind in den meisten üblichen Fernsehempfängern enthalten. Der im gestrichelten Rechteck dargestellte Schaltungsteil ist auf einem integrierten Schaltungsplättchen ausgebildet. Ein solches integriertes Schaltungsteil .läßt sich in üblicher Technik ausführen.

Bei einer integrierten Schaltung soll der Videodemodulator einerseits keine Verbindungen vom integrierten Plättchen nach außen benötigen, andererseits aber auch bei relativ kleinen Signalen eine lineare Demodulation gewährleisten. Dies© Fähigkeit schließt ein, daß die zu demodulierenden ZF-Signale eine d relativ niedrige Spannung oder einen niedrigen Energieiahalt im Vergleich zur Größe von Bignalen_s wie sie bei nach üblichen Prinzipien aufgebauten Fernsehempfängern zu finden sinä_P haben können.

Der vollständige Einbau des Videodemodulator in dia integrierte Schaltung macht außerclsm *,ine EingangaTerbindung überflüssig, die normalerweise mim^steas einen Stecker oder Verbindwigsan-, schluß zur äußeren Schaltung erfordert. Drittens wird durch diese Anordnung vermieden^ daß die verstärkten ZF-Signale mit relativ hohem Pegel an einen Ausgangsanschluß zur Weiterleitung

an eine äußere Schaltung geführt werden müssen. j

Die Demodulatorschaltung nach Figur 2 läßt einen als Emitterfolger geschalteten Transistor 20 erkennen, dessen Kollektor an eine Bezugsspannung +V__ geführt ist. Seiner Basis-worden die ι ZF-Signale zugeführt, die wegen der direkten Kopplung an den ZF-Verstärker 14 (Figur 1) eine unerwünscht® Sleichapannwigs- ! komponente enthalten. Der Emitter des Trassistors 20 liegt über : einen Filter- oder Demodulatorkondensator 21 am Bezugspotentiäl,j Hasse. Ferner ist die Basis des Transistors 20 über die Reihenschaltung eines Widerstandes 22 mit einem Kondensator 23 an Bezugspotential gelegt.

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Der Verbindungspunkt des Widerstandes 22 mit dem Kondensator liegt an der Basis eines Bezugsvorspannungstransistors 24, der ebenfalls als Emitterfolger geschaltet ist und mit seinem Kollektor an der Spannung +V_nrt, mit seinem Emitter über die Kollek-

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tor-Emitter-Strecke eines dynamischen Impedanzelementes an Masse liegt. Dieses Impedanzelement wird durch einen durch die Modulation gesteuerten Vorispannungstransistor gebildet. Der Emitter des Transistors 24 χ 3t mit der Basis des Transistors 26 verbunden, der als Teil einar (rltichvorspannungsschalung wirkt. Zwischen die Emitter der Transistoren 20 und 24 ist ein Widerstand 36 zux' Entladung d33 Kondensator« 21 eingefügt. Der Transistor 26 ist ebenfalls als Emitterfolger geschaltet und mit seinem Kollektor an die Spannring +Y„_n geführt. Sein Emitter liegt über rü.e Heihensclv.altur:.& e.lnoo Widerstandes 27 mit einer Diode 28 an Maeoe.

Dioden dieser Art werde: ι in einer integrierten Schaltung vorzugsweise durch einen Transistor realisiert, dessen Basis mit dem Kollektor /«'rbun-ien. ist, Solche Bauelemente sind dann hinsichtlich im-er Impcda?:.^ imu Tern;..;-:*rat'arstabilität den übrigen Transistoren der Schill \;u:üg Ägepanst,

Der Verbindungopunkt von. Wi-Je-rsttaiü 27 und Anode der Diode 28 liegt an der Baaia einest Tr:aiüistors 29* dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor a:i den Veroindungspunkt eines Widerstandes 30 ir.xt der Anode exrer Diccle 31 gerüiirt ist. Die Kathode der Diode 31 liegt an /laao^ der gegenüberliegende Anschluß cUia Widerstandes 50 ist mit dem .Emi'tt-or eines Transistors 32 verbunden, der als ämitteriolger gasehiutet ist und dessen Baals unmittelbar mit dem .limltt.'ir de/; 'Vio^oaemoduiatortranuistors 20 verbunden iat. Der Koliektür des Tr^r.sistors 29 und damit der Verbindungepunkt des Widerstandes 70 mit der Arode der Diode ist an die Basis eines VLdβοausgang-^transistors 33 geführt, dessen Emitter an Masse liegt und ϋ.ΐ: aen Kollektor über einen Lastwiderstand 35 an die Spannung +V,,^ geführt ist.

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Sämtliche vorbeschriebenen Schaltungselemente sind, auf einem einzigen integrierten SehaLtungsplättchen ausgebildet. Die verschiedenen Emitterfolgertransistoren lassen sich besonders gut in integrierter Schaltung ausbilden, da die für einen Emitterfolger benötigte Fläche auf einem Trägerplättchen etwa fünf mal kleiner ist als die zur Ausbildung eines Transistors in Kollektorgrundschaltung oder Basisgrundschaltung benötigte Tläehe./Die Verwendung von Imitterfolgern für· bestimmte Schaltungsfunktionen läßt somit die Realisierung von mehr Schaltungsfunktionen auf einer vorgegebenen Trägerfläche zu. Zur Gewährleistung einer optimalen Demodulationslinearität bei relativ -äk kleinen Videoeingängssignalen, wie sie der Basis des Videodemodulatortransistors 20 zugeführt werden, darf man nur sehr kleine Vorströme in der Größenordnung von 5 bis 50 /uA verwenden» Eine so vorgespannte Demodulatorschaltung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist_} liefert ein Demodulatorausgangssigiial, das χ,,-jh. linear ist, wenn die Eingangssignale sweimal so klein sind,-wir sie von üblichen, nicht vorgespannten, mit Spitzenkontaktdioden aufgebauten Demödulatoren zur Demodulation benötigt werden.

Das lineare Verhalten dieses Demodulators bei kleinen Signalen hängt zusammen mit dem niedrigen Yorstrom und der niederohmigen Ansteuerung. Eine lineare Demodulation bei großen Signalen ergibt sich dagegen durch die hohe Eingangsimpe&anz des Emitter- folgerdemodulator's. Die niederohmige Ansteuerung stellt sicher_P daß der Demodulatorkondensator 21 auf den Spitzenwert der Signale kleiner Amplitude aufgeladen wird»

Mir den geringen Yorstrom des Transistors 20 sind noch weitere Überlegungen maßgebend. Da der Zf-Verstärker mit dem Demodulator gleichspannungsgekoppelt ist, enthält das vom Tranaistor- 20 "zu , demodulierende Videosignal zusätsUßh eine unerwünschte. Gleichspannungskomponente, die ein bestimmter Bruchteil der Betriebsspannung +V__ ist. Daher muß der Videodemodulatortransistor20 für einen linearen Betrieb bei relativ kleinen Stromwerten

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stabil vorgespannt werden, obwohl seiner Basis die vom ZF-Verstärker mitgelieferte Gleichspannungskomponente zugeführt wird. Um diese Vorspannung des Transistors mit kleinem Strom zu bewirken, wird der Transistor 24 zur Abführung der Gleichspannung an der Basis des Transistors 20 über den Widerstand 22 benutzt.

Der Widerstand 22 bewirkt zusammen mit dem Kondensator 23 außerdem eine Filterung an der Basis des Transistors 24, welche ausreicht, zu verhindern, daß die Signalanteile das Gleichspannungspotential an der Basis des Transistors 24 beeinflussen. Um einen niedrigen Emitterstrom im Transistor 20 und eine Gleichstromnachführung sicher zu stellen, muß der SpannungsabfaH&m Widerstand 22 klein sein; Der Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 24 muß gut dem Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang (V^ ) des Transistors 20 entsprechen. Diese durcli den niedrigen Vorstrom im Transistor 20 bedingten Verhältnisse erfordern wiederum daß durch den Transistor 24 nur sehr wenig Strom fließt. Wenn jedoch vom Transistor 20 ein groies Signal demoduliert wird, dann entsteht am Kondensator 21 eine hohe Spannung, die so gepolt ist, daß eie den Transistor 24 über den Widerstand 36 in Sperrichtung vorspannt.

Wenn der Transistor 25 nicht vorhanden wäre, würde dementsprechend bei großem Signal der durch den Widerstand 36 fließende hohe Strom den Transistor 24 in Sperrichtung vorspannen. Der Transistor 25 leitet jedoch ein moduliertes Basissignal vom Kollektor des Transistors 29 ab, der ein Teil der Vorspannungsschaltung bildet.

Die Gleichspannung an den Basen der Transistoren 20 und 24 sind etwa gleich und können gemeinsam mit V^₁ bezeichnet werden. Die Spannung am Emitter des Transistors 20 ist daher Vv,- - Vv₁ , wobei V_be der Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang des Transistors 20 ist. Entsprechend ist die Spannung am Emitter des Transistors 32 V^₁ - 2V_be, wenn angenommen wird, daß die

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Basis-Emitterspannungsabfälle der Transistoren 20 und 32 gleich sind. In gleicher Weise ist die Spannung am Emitter des Transistors 26 etwa gleich V^₁ - 2V, , wenn weiterhin angenommen ' wird, daß am Widerstand 22 kein nennenswerter Spannungsabfall ~ auftritt, was zulässig ist, da durch ihn nur der kleine Basisstrom fließt. Jedoch besteht tatsächlich ein kleiner Potentialunterschied zwischen diesen Stufen in der Größenordnung von 10 bis 50 mV, wobei das niedrigere Potential am Emitter des Transistors 24 liegt. Dieser kleine Pot'entialunterschied legt als Vorstrom für den Transistor 20 den durch den Widerstand 36 ^; fließenden Strom fest. «

Wenn der im Emitterkreis des Tranatetors 26 liegende Widerstand > 27 gleich dem im Emitterkreis des Transistors 32 liegenden Widerstand 30 gemacht wird, dann ist der vom Emitter des Transistors 32 fließende Strom etwa gleich dem vom Emitter des Transistors 26 fließenden Strom. Wird der Transistor 29 mit Bezug auf den Spannungsabfall an der Diode 28 und den Strom durch den Widerstand 27 vorgespannt, dann fließt der ganze den Widerstand durchfließende Strom in den Kollektor des Transistors 29, und die Diode 31 und die Transistoren 33 und 25 nehmen praktisch keinen Strom auf. Hierunter ist zu verstehen, daß der Strom durch diese Bauelemente im Vergleich zum Gesamtstrom durch den Widerstand 30 außerordentlich klein ist. Die an der Diode 31 auftretende Spannung ist damit praktisch der Spannungsabfall an der Anoden-Kathoden-Strecke bei sehr kleinem Strom, der in der Größenordnung von 0,5 bis 0,6 V liegt. Die Spannung am K_ollektor des Transistors 33 ist hierbei wegen des kleinen Basisstroms etwa +V_cc.

Sobald ein Signal auftritt, ergibt sich am Kondensator 21 wegen der Spitzengleiehrichterwirkung in Verbindung mit der Basis-Emitterdiode des Transistors 20 eine Spannung. Diese Gleichspannung wird der Basis de· Transistors 32 zugeführt, der dadurch besser leitet und den durch den Widerstand 30 fließenden

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Strom vergrößert. Das Anodenpotential der Diode 31 geht von der für kleine Ströme geltenden Anoden-Kathodenspannung auf die für große Ströme geltende über, wobei der Unterschied etwa 0,1 V beträgt. Wegen der relativ niedrigen dynamischen Impedanz der Diode 31 im Vergleich zu der höheren Impedanz welche an der Basis des Transistors 33 wirksam ist, schließt nur ein kleinerer Teil des Signalstromes durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 33, so daß das Potential am Kollektor des Transistors 33 von +V\. nach Masse absinkt. In Abhängigkeit von der Größe des dem Transistor 33 zugeführten Signalstromes kann de Kollektorspannung sich praktisch über den vollen Bereich der Betriebsspannung +"VV ändern. Daher kann unabhängig von dem an der Basis des Transistors 20 liegenden Gleichspannungsanteil am Kollektor des Transistors 33 eine große Spannungsänderung unterhalb der Spannung V nach Masse stattfinden. Diese Verhältnisse liegen

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vor, wenn kleine Zwischenfrequenzsignale der Gleichspannungskomponente überlagert und der Basis des Transistors 20 zugeführt werden und durch den gesamten gleichspannungsgekoppelten Verstärker fortgeleitet werden,

Die Basis-Emitter-Diode des Transistors 25 ist ferner mit dem Kollektor des Transistors 29 verbunden und erhält einen Teil de» infolge des vorliegenden Eingangssignals erhöhten Stromes dujth. die Diode 31. Dadurch wird der Transistor 25 entsprechend der Amplitude des demodulierten Signals leitend, und dieses Leiten hat zur Folge, daß der Translator 24 bei großen Signalpegeln nicht in Sperrichtung vorgespannt wird, was anderenfalls die gewählten Vorspannungspegel stören würde. Die in Figur 2 dargestellte Demodulatorschaltung ist von sich aus temperaturstabil, da die Spannung an den Basis-Emitter-Übergängen der Transistoren und an den Dioden, bei denen Basis und Kollektor miteinander verbunden sind, der Temperaturnachfügung dienen. Die in Figur 2 dargestellte Schaltung sorgt also für eine lineare Demodulation auch kleiner Videosignale ohne Rücksicht auf die diese Signale begleitenden Gleichspannungskomponenten, indem dl· Gleichapannungekomponenten in der Auegangeverstärkeratufa

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wirksam kompensiert werden. Diese Kompensation erfolgt, während ; gleichzeitig die demodulierten Videosignale hoch verstärkt werden, wobei Spannungstibeggänge auftreten, die in ihrer Größe mit der Betriebsspannung vergleichbar sind.

Figur 3 veranschaulicht ein Schaltbild der in dem gestrichelten Rechteck aus Fifcur 1 dargestellten Schaltungsteile.

Ein Eingangsanschluß 110 ist mit der Basis eines Doppelemittertransistors 4-0 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand -41 an der Klemme _V112 liegt. Zwischen dem Kollektor und Masse ' liegt eine integrierte Zenerdiode 42, die der Entkopplung und einer Begrenzung von Störimpulsströmen dient. Ein Emitter des Transistors 40 ist mit der Basis eines Transistors 46 verbunden,; der als Emitterfolger geschaltet ist und über einen Widerstand · 45 auf die Klemme 114 geführt ist. Der zweite Emitter des Transistors 40 liegt über einen Widerstand 47 an der Klemme 114 und , ist mit dem Anschluß 111 für die Verstärkungsregelung verbunden.

Der in Emittergrundschaltung geschaltete Transistor 46 liegt mit seinem Kollektor über einen Lastwiderstand 48 in Reihe mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 49 an der

Klemme 112. |

Der Kollektor des Transistors 46 ist ferner an die Basis eines Emitterfolgertransistors 50 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand 51 zur Klemme 114 geführt ist und außerdem an der Basis eines Transistors 52 liegt. Der Lastwiderstand des Transistors 52 ist in die beiden Widerstände 53 und 54 aufgeteilt, deren Verbindungspunkt an die Basis eines Transistors geführt ist. Der Emitter des Transistors 52 liegt über einen Vorspannungs- und Gregenkopplungswiderstand 59 an Masse, der für Hochfrequenz über das RC-Glied 60 überbrückt ist.

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Dae Reihen-RC-GUied 60 wird in integrierter Technik in Pore ron Ablagerung ein·· rerlustbehafteten Kondensators auf den integrierten Schaltung·träger ausgebildet. Da· Bauteil innerhalb de· Rechtecke· let da· schaltungsmäßige Equiyalent eine· rerlustbehafteten Kondensator·, und die Frequenekompensation wird bewirkt durch eine Bemessung dieeee Bauteile·, dad der Verluatwlnkel bei den höheren Zwltohenfrequenien etwa 10° beträgt.

Die Schaltung enthält ferner einen sweletufigen, breitbandigen, gegengekoppelten ZF-Yerstärker mit direkter Kopplung twlichen den Stufen. IHr den Betrieb wird eine Spannung·quelle !wischen die Klemmen 112 und 114 alt des poeitirtn Pol an der Kleane 112 geschaltet. Sine solche Spannungsquelle kann üblicherweise geregelt werden durch geeignete Schaltungseleaente, de in inte- _f

grierten Sohaltungsplättohen enthalten sind. I

Die Doppelemitterfolgerstufe bewirkt die Trennung einer Selektir*- filterschaltung, welche «it einem Anechlufl mit der Klemme 110 \ rerbunden ist. Auf die·· Weise arbeitet das filter praktisch unbelastet, so daß seine Bandbreite nicht nachteilig beeinflult Ί wird. Weiterhin trennt der Emitterfolger mit seinem Imltter 44 das gleiche Filter für den Betrieb mit kleinen ZF-Signaltn von der Verstärkungsregelschaltung, welche bei Ferneehempfängern meist verwendet wird. Der Emitterfolger steuert rom Emitter 43 aust den Verstärkertransistor 46 an£ der für kleine ZF-Slgnale eins Verstärkung entsprechend der Impedan« der steuerbaren Kollektorlast ergibt, welche den Widerstand 48 und die Kollektor» Emitter-Strecke des Transistors 49 umfasst. Das reretärkte ZF-Signal wird der Basis des Smitterfolgertranslstors 50 sugeführt, welche den Kollektorrerstärker 52 ansteuert. Sin Teil des Auegangesignale des Verstärkers 52, nämlioh die am Verbindungepunkt der Widerstände 53 und 54 auftretende Spannung» wird auf die j Basis des Transistors 49 «urückgeführt, damit AAe Verstärkung der ZF-Stufe relatir konstant bleibt. Die duroh den Tramsietor 49 bewirkte Gegenkopplung wird duroh die Kollektorspannungeände-

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} rung des Transistors 52 gesteuert und dient der Stabilisierung

! des ZF-Yerstärkers und der Konstanthaltung der SignalverStärkung innerhalb des ZF-Bereiohes. Sie Gegenkopplung ist wichtig, da ^: die Stufe 52 unmittelbar mit der Basis des Videodemodulator- ! Smitterfolgers 65 verbunden ist. Dieser Emitterfolger hat eine ; hohe Eingangsimpedanz, die entsprechend den zugeführten Eingangsf- ; Signalen großen Schwankungen ausgesetzt ist. Saher wirltder Yideodemodulatortransietor 6| als nichtlineare Belastung zurück auf den Kollektor des ZF-Yerstärkers 52. Dieser Effekt wird durch die gerade erwähnte Gegenkopplung kompensiert, so daß die ZF-Verstärkung trotz schwankender Belastung konstant bleibt. Ser Emitter des Emitterfolgere 65 ist über einen Kondensator 69 mit der Klemme 114, dem Bezugspotential, verbunden.

Sie anhand vonFigur 3 beschriebene Videodemodulatorsohaltung ist ähnlich wie die nach Figur 2, jedoch seien nun einige Probleme bei integrierten Schaltungen näher beschrieben. Sie unerwünsohte CHeichspam ong aa Kollektor dt· Transistors 52 wird der Basis des Transistor¹ 65 iusamaen ait dsm gegebenenfalls vorhandenen ZI-Signal eugeführt. Sejiit der Transistor 65 auch bsi niedrigen Sigaalpegeln «int lineare Beaodulation bewirkt, ■oll dl· Baitterfolgerstufe bsi niedrigen Strömen dush. die Basesf Baitter-Biode Transistors 65 stabil vorgespannt sein. Saiu wird dit *oa Kollektor des Transistors 52 abfeaoaaene GHeiohspannung auch der Basis des Transistors 66 ttber einen Widerstand 67 sugeftthrt. Ber Widerstand 67AItAt iusaamtn alt dem Kondensator 64, der Toa 4er BmIs Am Transistors 16 naeh Masse geführt lit» als Woptfttofclttf tUx die IwisoheBfrequems vom der Basis des Transistors 66 amok Masse, so dai 41· Spannung as isr Basis praktieoh air dl· 4tr Basis des Traasletors 65 sufsfüarte CHeiohspannungskoafonente ist. Der Widerstand 67 ist so beatssen, daB einerseits aa lha kelBt weseatlloh« Spsaauaf a»fäm, 4U er andererseits aser genueead fr·· ist, ua dta II-Tersttrker 52 nicht su belastea. Sie Bfeaaaaf·*·« 4ea Baittera 4er Trsmelstoren 65 mad 66 •lad etwa gl«l«a, j·* Äsltter 4·· Trsaeistors U ist über einen

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Widerstand 67 mit der Baela eines Emitterfolgertransistors 68 verbunden, welcher de* Transistor 26 in Figur 2 entspricht. In gleicher Weise ist den Emitter des Transistors 65 über einen Widerstand 71 mit der Basis des Emitterfolgertransistors 70 verbunden. Der Widerstand 71 dient mit dem Kondensator 72 als Filter für einen Nebenschluß des 45 MHz Zwischenfrequenzträgers zur Basis des Transistors 70. Zwischen die Emitter der Transistoren 65und 70 ist ein Kondensator 77 geschaltet. Er entfaltet hinsiohtlich des Signals eine Bootatrap-Wirkung, wenn das IC-Glied aus Widerstand 71 und Kondensator 72 wegzulaufen beginnt, damit die Emitterfolgerwirkung des Transistors 70 bei hohen Frequenzen erhalten bleibt. Der Transistor 70 arbeitet entsprechend wie der Transistor 32 in Figur 2. Wenn man den Widerstand 73, der im Emitterkreis des Transistors 70 liegt, und den Widerstand 74-, der im Bmitterkreia des Transistors 68 liegt, etwa gleich macht, dann sind dit durch diese Transistoren fließenden Ströme etwa gleich, wenn man die diversen Spannungsabfalls V^₈ in Betracht lieht.

Der Transistor 75 1st alt Hilft finer Diode 76 vorgespannt, welohe in der Praxis au« einen mit Kollektor und Basis iusamaengeiohaltften Transistor besteht. Diese Diode verbindet die Basis des Transistors 75 alt Ha···, to das der dlt Ämitter-Kollektor-Streokt diese· Transistore durchfließend· Strom gleich dem Strom duroh den Transistor 73 ist. Der Kollektor des Transistors 75 ist mit der Basis dt« Traaslitori 78 verbunden, welcher in glei* olitr Weise wl· der Transistor 33 der figur²arbeitet. Di· Basis-•panmung dta (transistor· 78» der bei fehlendem Veohatlapannunga-•lgnal dioht am Sperrgebiet arbeitet, entsteht an der Diode 79, dl· «viiohtn di· Baei· und «intn Beiugepotentialpunkt geschaltet lit. I

Da· demoduliert· Tid*oei§Bftl lädt den Kondensator 69 und erhöht j den duroh 4·η Widerstand 73 fli*i«a«i«a Strom. Der gröflte Teil de· duroh da· dteodulierte Tid«o*igzial bedingten StronEuwaoh··· flieft duroh dl· Diodt 79« wtloh· parallel iur Diode dta Tran-

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eietore 78 geschaltet ist, nach Maeae. Der Tranaietor 78 erhält einen entsprechenden Anteil Baelaatrpa im Verhältnis au βeinem dynamischen Impedanz zur aynaaisehen Impedanz der Diode 79* Die· se durch den konstanten Spannungsabfall V_bt an der Diode bedingte Stromübernahme hat aur Folge* daß die Spannung am Kollektor dee Traneietore 78 nur dann τοη B+ nach Me··· schwingt* wenn •in Videosignal demoduliert wird. Das Auegangesignal an Kollektor dee Traneietore 78 let damit unabhängig τοη dar der Baals des Transistors 65 angeführten unerwünschten Gleiohspannungekomponente, aelbst wenn d* gesamte Veretarkerkttte gleiehepannung·- gekoppelt ist, um dl· Videosignalgleichspannungskomponente (Sohwarawert) au erhalten. Der Transistor 60 und der Widerstand 85 wirken entsprechend dem Transietor 25 und dem Wideretand 36 In Figur 2.

Der große Kollektorepannungaübergang am Kollektor des Tranaistor· 78 wird durch eine Trennschaltung mit einem Paar Emitterfolger aus den Transistoren 81 und 82 auf die Auegangsklemme des integrierten Schaltungeplättchene 100 übertragen. Das Videosignal am Anechluß 16 let um 2 V_be kleiner als das am Kollektor dea Traneietore 78 auftretende Videosignal. Ba eignet eich aur Steuerung τοη SynchronimpuleTeretärkeretufen und mi^hoher Eingangeepannung an-eteuerbaren VldeoTeretärkerstufen, wie sie bei einem Fernsehempfänger Terwendet werden. Die am Anschluß 116 " zur Verfügung stehende Videosignalamplitude macht noch einen beträchtlichen Teil der zwischen den Klemmen 112 und 114 anliegenden Betriebsspannung V„ aus.

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Um eine weitere Arbeitapunktastabillsierung gegenüber Temperaturf Schwankungen sicher su stellen um auch bei großen Signalen die Linearität au erhalten, let τοη der Videodemodulatorscasu^ung eine uleichspannungerüokkopplung zum lingangsanschluß 110, welcher den ZF-Verstärkern augeordnet ist, geführt.

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BAD ORIGINAL

Diese Gleichspannungsrückführung erfolgt über einen Widerstand 90, der zwischen dem Kollektor dea Transistors 68 und der Klemme 112 liegt, und über eine Zenerdiode 91» welche zwischen dem Kollektor des Transistors 68 und der Klemme 113 liegt. Die am Widerstand 90 auftretende Spannung hängt vom Strom durch den Widerstand 68 und damit durch den Widerstand 78, ab. Es handelt sich hierbei um den Bezugsvorsprung für die Videodemodulatorausgangsstufen. Der Pegel dieser Spannung wird durch die Zenerdiode 91, welche weiterhin einer Temperaturkompensation dient, verschoben, und gegebenenfalls, wie anhand von Figur 4 noch beschrieben wird, dem Anschluß 110 zur Steuerung der Ruhespannung des Transistor 40 zugeführt.

Figur 4 veranschaulicht ein integriertes Schalungsplättchen entsprechend der Detaildarstellung der Figur 3 im Zusammenwirken mit zusätzlichen Schaltungsteilen des Fernsehempfängers. Eine selektive Schaltung 120, die zwischen den ersten ZF-Verstärker, der ebenfalls auf dem integrierten Sehaltungsplättchen ausgebildet ist, aber hier nicht dargestellt ist, und zwischen eine zweite ZF-Sghaltung, welche die Transistoren 40,46,49,50 und 52 gemäß Figur 3 enthält, geschaltet ist, bestimmt die Durchlaßkurfre für die Zwischenfrequenz, Das Ausgangssignal des ersten ZF-Verstärkers liegt am Anschluß 108 und wird dem Filter 120 zugeführt. Das Filter 120 enthält geeignete Frequenzweichen zum Abtrennen des Tonzwischenfrequenzträgers, welcher dem Anschluß 109 des Plättchens zugeführt wird und von dart zum Tondemodulator und Tonfrequenzverstärker gelangt, der ebenfalle auf dem integrierten Schaltungeplättchen ausgebildet let.

Ein Anschluß des Filters ist ferner mit dem Anschlufi 110 (siehe Figur 3) verbunden und dient ale lingangsanechluß für den Emitterfolger 40 des ZF-Verβtärkers, der im Zueammenhangmlt Figur 3 beschrieben ist. Die Filterechaltung enthält eine Gleich* stirnverbindung zwischen den Anschlüssen 110 und 115, die durch den Widerstand 121 dargestellt wird. Da« Signal am Anschluß 113

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repräsentiert den Bezugsgleichstrom für die Vorspannung des Videodemodulatorteils der in Figur 3 beschriebenen Schaltung. Die Spannung am Anschluß 113, die von diesem Strom abhängt, wird zum Eingangsanschluß 110 zurückgeführt, so daß der ZF-Verstärker und der Videodemodulator optimal für einen möglichst linearen Betrieb vorgespannt werden.

Die vom Tuner kommende Zwischenfrequenz wird auf den Eingang der Filterschaltung 122 gegeben, welche nicht auf dem integrierten Schaltungsplättchen ausgebildet ist. Die gefilterte Zwischenjfrequenz gelangt zum Anschluß 105, welcher den Eingang der f ersten ZF-Stufe auf dem Plättchen bildet. Auf dem Plättchen ist ferner die Regelschaltung ausgebildet, welche das Verstärkungsregelsignal für die erste ZF-Stüfe liefert. Dieses Regelsignal i entsteht am Anschluß 103 und wird über die Filterschaltung 123 j dem Eingangsanschluß 105 zugeführt. Das dem Hochfrequenzver- ! stärker des Tuners direkt zuzuführende Regelsignal, welches auf :

dem Plättchen erzeugt wird, steht am Anschluß 106 zur Verfügung.¹

Der Anschluß 107 des Plättchens ist mit einer äußeren Bezugsstromquelle verbunden, welche die Betriebswerte für den Ruhe- j zustand der ersten (nicht dargestellten) mit niedrigem Eingangssignal arbeitenden ZF-Stufe bestimmt und der Festlegung der | Verzögerung des Regeleindatzes dieser Stufe dient. Der in Figur 3 beschriebene Anschluß 111 liefert ein ZF-Signal, welches der automatischen Scharfabstimmungsschaltung zugeführt wird. Der j Anschluß 110 ist ein Ausgangsanschluß für den 4,5 MHz Tonträger, der ebenfalls auf dem Plättchen entsteht und im Tonkanal weiter verarbeitet wird. Dem Anschluß 102 können die Horizontältastimpulse für einen getasteten Betrieb der Regelschaltung zugeführt werden. Das demodulierte und verstärkte Videosignal wird am * Anschluß 116 abgenommen. Mit dem Anschluß 116 ist ein T-GIied verbunden, welches au· einer angezapften Induktivität 125 besteht, die zwischen ihren Enden von einem Kondensator 126 überbrückt ist. Die Aniapfung der Induktivität 125 liegt über einen

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Spannungsteiler aus den Widerständen 126 und 127 an Masse. Der Widerstand 127 ist ebenfalls von einem Kondensator 128 überbrückt. Das am Verbindungspunkt der Widerstände 126 und 127 auftretende Signal wird zur Ansteuerung der Synchronimpulstrennschaltung verwendet und iat ein Videosignal, welche die Synchronimpulse enthält, die in der Synchronimpulstrennschaltung weiter verarbeitet werden. Im Falle eines Farbfernsehempfängers wird der Ausgangsanschluß der Spule 125 mit dem Videoverstärkerkanal und mit einem Farbkanal verbunden. Die hauptsächliche Funktion des T-Grliedes besteht in der Unterdrückung des 4,5 MHz Tonträgers und in der Impedanzanpassung zwischen dem integrierten Schaltungsplättchen und der Verzögerungsleitung des Videokanals bzw. der Farbstufe bei einem Farbfernseher.

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Claims (1)

1. 6954-70/Sch/ko - 19 -

   Patentans p.r ü c h e

   1. Schaltungsanordnung zur Demodulation einer Amplitudenmodulierten Trägerwelle, die eine Komponente eines zusammengesetzten Pernsehsignals darstellt, welches außerdem eine erste Gleichspannungskomponente enthält, die nicht proportional zur Modulation der Trägerwelle ist, gekennzeichnet durch einen Tiefpass, (22,23)» dem das zusammengesetzte Eingangssignal von einem ersten Schaltungspunkt (P1) zugeführt wird und der an einen zweiten Schaltungspunkt (P2) eine zweite Gleichspannungskomponente liefert, welche den Trägerwellenanteil nicht mehr aufweist und unmittelbar von der ersten Gleichspannungskomponente abhängt, ferner durch eine zwischen den ersten und den zweiten Schaltungspunkt geschaltete Reihenschaltung eines Gleichrichters (Basis-Emitter-Strecke des Transistors 20) mit einem Widerstand (36), durch einen mit dem Verbindungspunkt von Gleichrichter und Widerstand verbundenen zweiten Tiefpass j (21), der den gefilterten, gleichgerichteten Träger mit einer ' dritten Gleichspannungskomponente, welche unmittelbar von der j ersten und zweiten Gleichspannungskomponente abhängt, an einen dritten Schaltungspunkt (P3) liefert, und durch einen Differenzverstärker (26 ... 33)» dessen Eingänge mit dem zweiten bzw. dritten Schaltungspunkt (P2 bzw. P3) verbunden sind und an dessen Ausgang (Kollektor des Transistors 33) der gefilterte, I gleichgerichtete Träger entsteht.

   ι 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gelkennzeichnet , daß der erste Schaltungspunkt (P1) Äit der Basis eines ersten Transistors (20) verbunden ist, daß der dritte (P3) bzw* zweite (P2) Schaltungspunkt mit den Emittern des ersten (20) bzw. eines zweiten Transistors (24) ver- ; bunden sind, daß die Betriebsspannung (+V₀₀) eine» vierten Schaltungspunkt (P4) zugeführt wird, mit dem die Kollektoren des ersten und zweiten Transistors verbunden sind, daß ein

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   fünfter Sehaltungspunkt (P5) mit einem Bezugepotential (Masse) verbunden ist, daß der erste Tiefpass einen ersten Widerstand (22) zwischen Basis des zweiten Transistors (24) und dem ersten Schaltungspunkt (P1) enthält, daß ein ersterKondensator (23) die Basis des zweiten Transistors (24) mit dem fünften Schaltungspunkt (P5) verbindet, daß der zweite^Transistor (24) als Emitterfolger geschaltet ist, daß der Gleichrichter durch die Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors (20) gebildet wird, daß ein dritter Widerstand (36) die Emitter des ersten und zweiten Transistors (20,24) verbindet, daß der zweite Tiefpass einen zweiten Kondensator (21) zwischen Emitter des ersten Transistors (20) und dem fünften Schaltungspunkt (P5) aufweist und daß der zweite Schaltungspunkt (P2) mit dem fünften SchaltungspuHkt (P5) über ein Impedanzelement (25) verbunden ist.

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzelement durch die Kollektor-Emitter-Strecke iines dritten Transistors (25) gebildet wird, dessen Basis in Gleichspannungskopplung ein Signal zugeführt wird, welches proportional dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers ist, so daß der zweite Kondensator (21) in Übereinstimmung mit der Amplitude des gefilterten, gleichgerichteten Trägers, entladen wird.

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Differenzverstärker einen vierten (26), fünften (32), sechsten (29), und siebten (33) Transistor, ferner eine erste (28) und eine zweite (31) Halbleiterdiode sowie einen dritten (27) und einen vierten (30) Widerstand gleichen Wertes und einen Signalverbraucher (35) enthält, daß die Kollektoren dee vierten und fünften Traneistors (26,32) jeweils mit dem vierten Sehaltungspunkt (P4) verbunden sind, daß die Basen des vierten und fünften Traneietors (26,32) mit dem zweiten (P2) bzw. mit dem dritten (P3) Schaltungspunkt verbunden sind, daß die Emitter dee sechsten und siebten Tran-

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   sistors (29 bzw. 33) mit dem fünften Schaltungspunkt (P5) verbunden sind, daß die erste Diode (28) über die Basis-Emitter-Strecke des sechsten Transistors (29) in gleicher Polung wie diese geschaltet ist, daß die zweite Diode (31) über die Bases-Emitter-Strecke des siebten Transistors (33) in gleicher Polung wie diese geschaltet ist, daß der Kollektor des sechsten Transistors (29) mit der Basis des siebten Transistors (33) verbunden ist, daß der dritte Widerstand (27) die Basis des sechsten Transistors (29) mit dem Emitter des vierten Transistors (26) verbindet, daß der vierte Widerstand (30) die Basis des siebten ä Transistors (33) mit dem Emitter des fünften Transistors (32) j verbindet und daß der Kollektor des siebten Transistors (33) j den Ausgang des Differenzverstärkers bildet und über den Signal-j verbraucher (35) an den vierten Schaltungspunkt (P4) angeschlos^ sen ist. !

   5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge-! kennzeichnet, daß die Halbleiterdioden (28,31) durch je einen Transistor gebildet werden, dessen Kollektor und j Basis miteinander verbunden sind.

   6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Tran- ' ' sistoren, die Dioden und die Widerstand· in einer einzigen integrierten Schaltung ausgebildet sind.

   7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren ebenfalls auf diesem integrierten Schaltungsplättchen ausgebildet sind.

   8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Signalverbraucher einen gleichfalls auf dem integrierten Schaltungeplättchen ausgebildeten Widerstand (35) umfasst.

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   9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4» 5» 6, oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverbraucher durch einen Widerstand (35) gebildet wird.

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