DE2535753A1 - Schaltungen zur frequenzabhaengigen anhebung/absenkung von breitbandsignalen in abhaengigkeit von ihrer amplitude - Google Patents

Description

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen: O.Z. 30 778 De/Gl 6700 Ludwigshafen, 7.8.1975

Schaltung zur frequenzabhängigen Anhebung/Absenkung von Breitbandsignalen in Abhängigkeit von ihrer Amplitude

Die Erfindung betrifft Schaltungen zur frequenzabhängigen Anhebung/Absenkung von Breitbandsignalen in Abhängigkeit von ihrer Amplitude, insbesondere zur Preemphasis/Deemphasis von Videosignalen, bestehend aus einem Diskriminatorteil mit nichtlinearem Frequenzgang und einem Anhebungs-/Absenkungsteil mit »einem zumindest nichtlinear amplitudenabhängig anhebenden bzw. absenkenden Bauelement.

Derartige Schaltungen zur Verbesserung des Störabstandes für die Übertragung von Breitbandsignalen, insbesondere für Videosignale, bei deren Aufzeichnung und Wiedergabe sind beispielsweise durch die US Patentschrift 3 288 930 bereits bekannt. In diesen bekannten Schaltungen werden als anhebende und absenkende Bauelemente Dioden oder Transistoren verwendet, die bekannterweise eine nichtlineare Übertragunscharakteristik besitzen. Im wesentlichen werden durch solche Schaltungen Signale mit kleinen Amplituden und hohen Frequenzen stark angehoben oder verstärkt und nach übertragung oder Aufzeichnung wieder abgesenkt oder Signale mit großen Amplituden und hohen Frequenzen relativ weniger stark angehoben und nachfolgend wieder entsprechend abgesenkt.

Die bekannte Verwendung von Dioden hat einmal den Nachteil, daß es notwendig ist, sowohl die Kenndaten der für Preemphasis-und Deemphasis-Schaltungen in einem Gerät bestimmten Dioden als auch die Dioden der Schaltungen aller Geräte eines Gerätetyps, insbesondere bei Aufzeichnungs/Wiedergabegeräten durch Aussuchen sehr sorgfältig aufeinander abzustimmen. Da dies auch bei der Verwendung von Transistoren der Fall ist, verbietet sich der Einsatz solcher Bauelemente für die genannte Anwendung für eine Serien-

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fertigung. Ein weiterer Nachteil liegt in der Verwendung Von Dioden und Transistoren, da sich aufgrund ihrer übertragungscharakteristik die bei der Preemphasis erzeugte überschwingamplitude im Verhältnis zur Signalamplitude ändert. Schließlich liegt ein weiterer Nachteil in der notwendigen Kompensation von Dioden und Transistoren eigenen in dieser Anwendung unerwünschten Kapazitäten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schaltungen der eingangs genannten Art zu verbessern und ihren Einsatz in Serienfertigungen zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung eines steuerbaren Halbleiterbauelements mit im wesentlichen logarithmischer Kennlinie als Bauelement. Dadurch werden die Anhebungs-/ Absenkungs-Eigenschaften der bekannten Schaltungen verbessert. Insbesondere wurde gefunden, daß das Verhältnis der überschwingamplitude zur Signalamplitude unter der Voraussetzung kleiner Signalamplitudenänderungen im wesentlichen konstant' bleibt, was gegenüber bekannten Schaltungen sehr vorteilhaft ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhaft als steuerbares Halbleiterbauelement ein Feldeffekttransistor (FET) verwendet werden. Dies hat erstens den Vorteil, daß die kapazitive Reaktanz vernaenlässigbar klein ist. Zweitens ist ein Aussuchen der FETs nicht erforderlich, um übereinstimmende Preemphasis/Deemphasis-Umwandlungen vornehmen zu können und die Kompatibilität von Aufzeichnungs/Wiedergabemedien und -geräten sicherstellen zu können. Ein dritter Vorteil gegenüber der Verwendung von Dioden wird darin gesehen, daß der Arbeitspunkt des FET durch bloße Änderung der an das Gitter angelegten Steuerspannung stufenlos einstellbar ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausführung der Erfindung liegt darin, daß das steuerbare Halbleiterbauelement als zwei antiparallel geschaltete Feldeffekttransistoren ausgebildet ist, wobei Anode

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und Kathode des einen PET mit Kathode und Anode des anderen FET verbunden sind und die Gitter an gegenpoligen Spannungen liegen. Dadurch wird es möglich auf eine zusätzliche Gleichrichtung der Steuerspannung, die bei Verwendung nur eines FET benötigt wird, zu verzichten. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nunmehr im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Preemphasis-Schaltung nach der Erfindung mit

zwei FETs .
Fig. 2 zeigt eine Deemphasis-Schaltung nach der Erfindung, in der ebenfalls zwei FETs benutzt werden.

Die Arbeitsweise derartiger Preemphasis- und Deemphasis-Schaltungen ist allgemein, z.B. aufgrund der oben zitierten US-Patentschrift bekannt und wird daher hier nicht mehr im einzelnen beschrieben.

Ein Signal, das an Klemme 101 angelegt ist, wird über den Kondensator 102, den Widerstand 103 und den Widerstand 104 vorverzerrt. Dieses vorverzerrte Signal kann vom Ausgang 105 einer geeigneten Elektronik oder einer entsprechenden Videoaufzeichnungsschaltung zugeführt werden. Im Ergebnis verwandelt die Preemphasis-Schaltung das unverzerrte Rechtecksignal 106 in das am Ausgang abgegebene vorverzerrte Signal 107. Hierzu ist zu bemerken, daß ein Rechtecksignal die Helligkeitskomponente des Videosignals dort sehr gut nachbildet, wo ein Schwarz/Weiß-Sprung erfolgt.

Der Diskriminatorteil der Schaltung wird durch den aus Kondensator 118 und Regelwiderstand 115 bestehenden Spannungsteiler gebildet. Besitzt das ankommende Videosignal 106 eine kleine Amplitude, so sind die-FETs 108 und 109 nichtleitend. Bei kleiner Frequenz (z.B. bei 10 Hz) werden in diesem Fall nur die Widerstände 103 und 104 dämpfend wirksam. Besitzt das Videosignal 106 jedoch eine große Amplitude und eine hohe Frequenz, so werden die FETs leitend, wodurch Kondensator 110 zum Widerstand 104 parallel geschaltet wird. In letztem Fall werden Kondensator 102 und Kon-

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densator 110 sowie Widerstand 103 und Widerstand 104 dämpfend wirksam. Der Kondensator 110 ist so ausgelegt, daß die Schaltung für eine große Signalamplitude eines HP-Signals die gleiche Dämpfung wie für niedrige Frequenzen ausübt. Der aus Kondensator 102, Widerstand 103 sowie aus Kondensator 110 und Widerstand 104 bestehende Spannungsteiler muß demnach so dimensioniert sein, daß die Schaltung bei großen Amplituden frequenzunabhängig wird.

Die Widerstände 111 und 112 dienen zur Erzeugung der Vorspannung für die Gitter-Elektroden der FETs IO8 und 109. Die Vorspannung der FETs I08 und 109 wird außerdem noch von den Widerständen 113, 114 und dem Regelwiderstand 115 eingestellt. Die Kondensatoren 116, 117 überbrücken die Widerstände 113 und 114 für hohe Frequenzen. Das am Diskriminatorteil (Kondensator II8, Widerstand 115) anstehende Eingangssignal steuert mit seinen hochfrequenten Komponenten die Arbeitspunkte der FETs IO8 und 109, wodurch die wirksame Dämpfung der Schaltung gemäß der logarithmischen Kennlinie der FETs verändert wird. Um eine solche logarithmische Dämpfungscharakteristik zu realisieren, ist es grundsätzlich auch möglieh, antiparallel geschaltete Kapazitätsdioden zu verwenden.

Fig. 2 zeigt eine Deemphasis-Schaltung, die für die Wiedergabe vorher aufgezeichneter, vorverzerrter Videosignale einsetzbar ist. Diese Schaltung wird durch Verwendung des Bauelements mit im wesentlichen logarithmischer Kennlinie, insbesondere eines oder zweier FETs ebenfalls wesentlich verbessert. Das dem Diskriminator, der wie in Figur 1 dimensioniert sein kann, über Klemme 202 zugeführte vorverzerrte Signal 201 liefert an der Ausgangsklefflsie 203 der Schaltung ein Signal 204,

Es wird bemerkt, daß das sonst rechteckförmige Signal 204 an seinen Vorder- und Hinterflanken eine leichte Tendenz zum überschwingen zeigt. Diese nur teilweise Beseitigung der Vorverzerrung ist beabsichtigt zur Erzielung eines schärferen Schwarz/Weiß-Sprungs im Fernsehbild. Diese Maßnahme ist jeoch nicht unbedingt

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notwendig für die vorliegende Erfindung.

Widerstand 205 und Kondensator 206 dienen zur Deemphasis des Eingangssignals 201 in an sich bekannter Weise. Der Deemphasiskreis ist zweckmäßig mit PETs 207 und 208 bestückt. Wenn die PETs leitend werden, "wird ein Parallelweg zum Gegenkopplungsemitterwiderstand 209 für Hochfrequenzsignale mit großen Amplituden gebildet, wodurch diese Signale angehoben werden. Die Punktionsweise dieses Deemphasiskreises und seiner Spannungsversorgung ist prinzipiell dieselbe wie in der Preemphasisstufe. Klemme dient zum Anschluß der Versorgungsspannung für Transistor 211, der als Verstärker geschaltet ist und zusammen mit erwähntem RC-Glied 205/206 die frequenzabhängige Absenkung bewirkt.

Es ist für den Fachman selbstverständlich, daß die beschriebene Erfindung außer bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auch für andere bekannte übertragungssysteme anwendbar ist.

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Claims (3)

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   Patentansprüche

   Schaltung zur frequenzabhängigen Anhebung/Absenkung von Breitbandsignalen in Abhängigkeit von ihrer Amplitude, insbesondere zur Preeraphasis/Deemphasis von Videosignalen, bestehend aus einem Diskriminatorteil mit nichtlinearem Frequenzgang und einem Anhebungs-/Absenkungsteil mit zumindest einem nicht linear amplitudenabhängig anhebenden bzw. absenkenden Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein steuerbares Halbleiterbauelement mit im wesentlichen logarithmischer Kennlinie ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Halbleiterbauelement ein Feldeffekttransistor (FET) ist.
3. 3. Schaltung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Halbleiterbauelement zwei antiparallel geschaltete Feldeffekttransistoren sind, wobei .Anode und Kathode des einen FET mit der Kathode bzw. der Anode des anderen FET verbunden sind und deren Gitter an gegenpoligen Spannungen liegen.

   BASF Aktiengesellschaft

   Zeichn.

   SG98 10/0625