DE2658311B2

DE2658311B2 - Steuerbarer Phasenschieber

Info

Publication number: DE2658311B2
Application number: DE2658311A
Authority: DE
Inventors: Leopold Albert Somerville N.J. Harwood (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2658311A1; ES454654A1; BE849875A; JPS5813079B2; FR2337462B1; NL7614497A; FI763681A7; US4051519A; PL116552B1; HK38784A; SE7614491L; FI64872B; DE2658311C3; FR2337462A1; ATA978776A; SG20583G; FI64872C; IT1065186B; GB1567196A; NZ182942A

Description

Die Erfindung betrifft einen steuerbaren Phasenschieber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umrissenen Gattung.

In vielen elektrischen Geräten werden Phasenregelschaltungen mit einem Arbeitsbereich benötigt, der vorhersagbar ist und sich im wesentlichen symmetrisch zu einem Referenzwert erstreckt. Die meisten gebräuchlichen Phasenregelschaltungen enthalten typischerweise aus Widerständen und Kapazitäten festen oder veränderbaren Werts (7?C-Glieder) gebildete Phasenschieber mit oder ohne aktive Schaltungselemente, um die Mitte und Größe des Arbeitsbereichs der Phasenregelung festzulegen.

Der Arbeitsbereich und die Symmetrieeigenschaften solcher Phasenschieber werden beeinflußt, wenn die Kenngrößen der ohmschen und kapazitiven Elemente vom jeweiligen Nennwert abweichen. Dies ist besonders unangenehm im Falle integrierter Schaltungen, da die tatsächlichen Werte integrierter Widerstände und Kondensatoren um 30 Prozent oder mehr von einem Nennwert abweichen können. Außerdem gehen bei integrierten Schaltungen irgendwelche Abweichungen der auf einem Schaltungsplättchen vereinigten Elemente vom ihrem Nennwert meist alle in die gleiche Richtung (z. B. nach oben oder unten), so daß eine Phasenfehlerakkumulation eintritt, wenn solche Elemente in Kaskade angeordnet sind. Äußere Einstellmittel wie etwa Justierungspotentiometer oder veränderbare Reaktanzschs'.tungen, mit denen die Eigenschaften der Phasenregelschaltung zur Kompensierung solcher Fehler getrimmt werden können, sind im allgemeinen unerwünscht da solche Mittel relativ kostspielig sind und für sich einen oder mehrere der in begrenzter Anzahl möglichen Anschlüsse der integrierten Schaltung beanspruchen. Es ist daher günstiger, die Anwendung von /?C-Netzwerken zu vermeiden, wenn es auf genaue Phasenregelung ankommt

Ein Phasenschieber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung, der ohne veränderbare RC-GWeOtT zur Phasenregelung auskommt, ist aus der US-Patentschrift 22 88 740 bekannt Dieser Phasenschieber enthält zwei Röhrenverstärker, von denen der eine ein eingangsseitiges Wechselsignal und der andere eine um 90 Grad phasenverschobene Version dieses Wechselsignals empfängt Mittels einer aus mehreren gekuppelten Potentiometern bestehenden Steuerschaltung sind die Gittervorspannungen und somit die verstärkungsbestimmenden Steilheiten der Verstärkerröhren derart veränderbar, daß sich das Betragsverhältnis der Ausgangssignale der Verstärker variieren läßt, um die Phase des durch Mischung der beiden Ausgangssignale gebildeten resultierenden Ausgangssignals zu steuern.

Bei diesem bekannten Phasenschieber ist der Steuerbereich der Ausgangsphase begrenzt auf den

ίο Bereich zwischen den Phasen der beiden Verstärkereingangssignale (hier zwischen Null Grad und 90 Orad), und die Mitte des Phasensteuerbereichs ist von vornherein festgelegt (hier bei etwa 45 Grad). Ohne Änderung der relativen Phasenlage der beiden den

ii Verstärkern zugeführten Wechselsignale ist es mit dem bekannten Phasenschieber auch nicht möglich, den Arbeitsbereich einer Phasenregelung symmetrisch zu einem Referenzwert zu machen, der abseits dieser Mitte iicgi.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen steuerbaren Phasenschieber der genannten Gattung so auszubilden, daß die Phase des resultierenden Ausgangssignals in einem Bereich gesteuert werden kann, der symmetrisch zu einem Referenzwert liegt, welcher

-'5 unabhängig von einer speziellen vorgegebenen Phasenbeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Wechselsignal ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

i" Bei dem erfindungsgemäßen Phasenschieber, der ohne /?C-Netzwerke auskommt, wird mit Hilfe des dritten Wechselsignals die Grenzt und somit die Mitte des Steuerbereichs der Ausgangsphase verlegt, ohne daß hierbei die Phasenbeziehung zwischen dem ersten

Ji und dem zweiten Wechselsignal betroffen wird. Maß und Richtung der Verlegung hängen davon ab, in welchem Proportionalverhältni·: der Betrag des dritten Wechselsignals zum Betrag des zweiten Wechselsignals steht und welche Polarität (gleichphasig oder gegenpha-

■Ό sig) das dritte Wechselsignal gegenüber dem zweiten Wechselsignal hat.

Ein Anwendungsgebiet, bei dem die Vorteile des erfindungsgemäßen Phasenschiebers besonders willkommen sind, ist die Farbtonregelung im Farbartkanal

■>i eines Farbfernsehempfängers. Hier kann der Phasenschieber dazu verwendet werden, die zur Demodulation der Farbartsignale im Farbdemodulator gebrauchte Bezugsschwingung in ihrer Phase zu verändern, um den Farbton zu regeln. Diese Bezugsschwingung wird im

w allgemeinen von einem durch die Farbsynchronimpulse synchronisierten spannungsgesteuerten Oszillator abgeleitet, d. h. der Phasenschieber empfängt das erste und das zweite Wechselsignal von diesem Oszillator, um an seinem Ausgang die Bezugsschwingung mit der jeweils gewünschten Phase zu liefern. Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Phasenschieber läßt sich der hierfür günstigste Phasenregelbereich einstellen, ohne daß dazu die Phase des spannungsgesteuerten Oszillators modifiziert werden müßte. Eine solche Modifizierung würde nämlich andere Funktionen im Farbfernsehempfänger beeinträchtigen oder zunichte machen, so etwa die automatische Frequenz- und Phasenregelung zur Synchronisierung des Oszillators mit dem Farbsynchronimpuls und in vielen Fällen auch die automatische Farbregelung, deren Schaltung ebenfalls Ausgangssignale des spannungsgesteuerten Oszillators mit verwendet
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher erläutert, und zwar in Verbindung mit dem Einsatz in einem ; Farbfernsehempfänger, der ein vorteilhaftes aber nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist.

Fiy 1 zeigt teilweise in Blockform und teilweise al» Detailschaltbild einen mit der Erfindung ausgestatteten Teil eines Fernsehempfängers;

Fig. 2a und 2b sind Zeigerdiagramme zur Veranschaulichung von Betriebszuständen der Ausführungsform nach Fig. I für eine erste Gruppe von Eingangssignalbedingungen;

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig.4a und 4b sind Zeigerdiagramme zur Veranschaulichung von Betriebszuständen der Ausführings ιυϊ in naCil r ig. J tür eine Zw'ciic vjTüppC VOi"i Eingangssignalbedingungen.

In der Anordnung nach F i g. 1 werden Farbfernsehsignale von einer Antenne 21 aufgefangen und in Fersehsignal-Verarbeitungsschaliungen 22 in geeigne ter Weise verarbeitet, um neben anderen herkömmli chen Signalkomponenten Horizontalsynchronimpulse (Zeilensynchronimpnlse) zu erzeugen, die auf Zeilenablenkschaltungen 25 gegeben werden.

Die Verarbeitungsschaltungen 22 liefern außerdem an einem Ausgang demodulierte Videosignale, die auf ein Farbart-Bandf'lter 27 gekoppelt werden, welches ein Farbsynchronsignal (Burst) und ein für die Farbinformation charakteristisches Signal selektriert. Dieses letztgenannte »Farbartsignal« besteht beispielsweise aus Farbinformationen, die ausgewählten Phasen einer unterdrückten Hilfsträgerwelle als Amplitudenmodula tion aufgeprägt sind. Das Farbsynchronsignal und das; Farbartsignal werden über eine Eingangsklemme I einer farbsignalverarbeitenden integrierten Schaltung 20 einem ersten Farbartverstärker 30 zugeführt.

Die verstärkten Signale vom ersten Farbartverstärker 30 gelangen zu einer Torschaltung 29, die außerdem Tastsignale von der Zeüenablenkeinheit 25 empfang], Das Tastsignal ist als Folge positiv gerichteter Impulse relativ kurzer Dauer (z. B. von jeweils einem Zeilenaustastintervall) dargestellt, zwischen denen Intervalle längerer Dauer (jeweils entsprechend dem mit der Bildinformation ausgefüllten Teil der Zeilenablenkpe riode) liegen. Die Torschaltung 29 liefert verstärkte: Farbsynchronsignale (Bursts) an einen Detektor 32 zur automatischen Frequenz- und Phasenregelung (AFPR) und an eine Schaltung 35 zur automatischen Farbregelung (AFR).

Der AFPR-Detektor 32 empfängt außerdem eine: Farbbezugssignal von einer ersten Ausgangsklemme T] (Quadratur-Ausgang) eines spannungsgesteuerten Qszillators 55.

Der AFPR-Detektor 32 liefert Steuersignale an einen Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators 55,, um das Bezugsschwingungssignal in Phase und Frequenz synchron mit dem empfangenen Burstsignal zu ω halten. Eine als AFPR-Detektor 32 geeignete Schaltuni;: ist in der USA-Patentschrift 37 40 456 beschrieben, und der spannungsgesteuerte Oszillator 55 kann beispielsweise gemäß der USA-Patentanmeldung 6 33 46? ausgebildet sein.

Die Schaltung 35 zur automatischen Farbregelung (AFR-Schaltung) empfängt ebenfalls ein Bezugssigna], und zwar von einer zweiten Ausgangsklemme T₁ (In-Phase-Ausgang) des spannungsgesteuerten Oszillators 55. Sie liefert eine Steuerspannung zur Regelung der Verstärkung des ersten Farbartverstärkers 30. Die von der AFR-Schaltung 35 erzeugte Steuerspannung wird außerdem einer Farbsperre 40 zugeführt, die mit einem zweiten Farbartverstärker 44 gekoppelt ist.

Ein die Verstärkung des Farbartsignals (d. h. die Farbsättigung) steuerndes Potentiometer 45 liegt an einer Betriebsspannung von z.B. +11,2VoIt, während sein Schleifer über eine Klemme 3 mit einem Eingang des zweiten Farbartverstürkers 44 gekoppelt ist.

Ein Farbdemodulator 53 (der geeignete Matrixschaltungen enthalten kann) empfängt die verstärkten als Hilfsträgermodulation vorliegenden Farbartsignale vom zweiten Farbartverstärker 44 und gewinnt daraus Farbdifferenzsignale R— Y, G— Y, und B— Y, die an den Klemmen 5,6 und 7 erscheinen. Diese Farbdifferenzsignale werden am Ende mit dem Leuchtdichtesignal (Y)

nenten rot (R), grün (G)und blau (B)z\i erzeugen,die der Bildröhre (nicht dargestellt) des Fernsehempfängers zugeführt werden.

Die farbsignalverarbeitende Schaltung 20 enthält ferner eine Farbtonregelstufe, die gemäß der Erfindung aufgebaut und allgemein mit 100 bezeichnet ist.

Die Farbtonregelstufe 100 besteht aus einem ersten und einem zweiten Differenzverstärker 130 und 110 und einer Verstärkungs-Steuerschaltung 140.

Der Verstärker 110 enthält emittergekoppelte Transistoren 112 und 114, einen Lastwiderstand 115, der vom Kollektor des Transistors 114 über eine Klemme 10 zu einem Versorgungspotential (+11,2 Volt) führt, sowie einen Lastwiderstand 116, der vom Kollektor des Transistors 112 zum Versorgungspotential führt. Eine Vorspannungsquelle (+4,7 Volt) ist über einen Widerstand 122 mit der Basis des Transistors 112 und über einen zusätzlichen Trennwiderstand 119 mit der Basis des Transistors 114 gekoppelt. Die zweite Ausgangsklemme T₂ des spannungsgesteuerten Oszillators 55 ist über einen Widerstand 124 mit der Basis des Transistors 114 verbunden, um dieser Basis eine ungedämpfte Welle als Farbbezugs-Hilfsträger(z. B. 3,58 MHz) zuzuführen.

Der Verstärker 130 enthält emittergekoppelte Transistoren 132 und 134. Der Kollektor des Transistors 132 ist mit dem Kollektor des Transistors 114 und mit dem Lastwiderstand 115 verbunden, um einen Anschluß zur Entnahme eines ersten kombinierten Ausgangssignals der Farbtonregelstufe 100 zu bilden. Der Kollektor des Transistors 134 ist mit dem Kollektor des Transistors 112 und mit dem Lastwiderstand 116 verbunden, um einen Anschluß für ein zweites kombiniertes Ausgangssignal zu bilden. Die Vorspannungsquelle (+ 4,7 Volt) ist über einen Widerstand 136 mit der Basis des Transistors 132 und über einen zusätzlichen Widerstand 135 mit der Basis des Transistors 134 gekoppelt Die Ausgangsklemme Ti des spannungsgesteuerten Oszillators 55 ist über einen Widerstand 137 mit der Basis des Transistors 134 gekoppelt, während die Ausgangsklemme Ti des spannungsgesteuerten Oszillators 55 über einen Widerstand 138 mit der Basis dieses Transistors 134 gekoppelt ist Die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 112 und 134 sind mit Bezugssignalleingängen des Farbdemodulators 53 verbunden, um diesen Eingängen Bezugssignale im Gegentakt und mit steuerbarer Phase zuzuführen.

Die Steuerschaltung 140 enthält Transistoren 142 und 144, die für Eingangssignale in Differenzschaltung angeordnet sind, sowie einen Vorspannungs-Steuer-

transistor 160. Der Kollektor des Transistors 142 ist mit den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 112 und 114 des Verstärkers 110 verbunden, und der Emitter des Transistors 142 ist über einen Vorspannungswiderstand 143 mit Masse verbunden. Zwischen der Basis des Transistors 142 und Masse liegt die Serienschaltung eines Vorspannungswiderstands 148 mit einer Temperatureinflüsse kompensierenden Diode 149. Der Kollektor des Transistors 144 ist mit den zusammengekoppelten Emittern der Transistoren 132 und 134 des Verstärkers 130 verbunden, und der Emitter des Transistors 144 ist über einen Vorspannungswiderstand 151 mit Masse verbunden. Die Basis des Transistors 144 ist mit einer Vorspannungsquelle von etwa + 1,7 Volt gekoppelt. Zwischen dem Emitter des Transistors 144 und der Basis des Transistors 142 liegen zwei hintereinander geschaltete Vorspannungswiderstände 154 und 155. Der Verbindungspunkt zwischen bzw. einer verstärkten gleichphasigen Version (r) wiedergegeben. Das Ausgangssignal, welches über den Lastwiderstand 115 an den zusammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 114 und 132 entwickelt wird, entspricht daher dem Ausdruck (—ρ + r), und das über den Lastwiderstand 116 an den zusammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 112 und 134 entwickelte Ausgangssignal entspricht dem Ausdruck (p — r) Diese beiden Signale haben zueinander entgegengesetzte Phase.

Die Beträge der einzelnen Signalkomponenten ρ und r in den an den Lastwiderständen 115 und 116 entwickelten Signalen können gesteuert werden, indem man das Maß der Leitung oder die Spannungsverstärkung der Verstärker 110 und 130 ändert. Die Verstärkungsfaktoren der Verstärker 110 und 13" werden in differentieller Weise durch die Stromversorgungstransistoren 142 und 144 der Steuerschaltung 140

αη rl ρ η Pmittpr /Ίρς rrPctPiiArt Γϊΐ<» Trnncictnrpn \άθ iinrl ίΛΛ u/prrlpn

Vorspannungs-Steuertransistors 160 angeschlossen. Der Transistor 160, der als Emitterfolger geschaltet ist, liegt mit seinem Kollektor an der Versorgungsspannung (+ 11,2 Volt), und seine Basis ist über eine Klemme 4 mit dem Schleifer eines Farbton-Steuerpotentiometers 52 gekoppelt.

Wie in der weiter oben genannten USA-Patentanmeldung beschrieben, liefert der spannungsgesteuerte Oszillator 55 an seiner Ausgangsklemme Γι ein erstes Be/ugsschwingungssignal M (von z. B. 3,58 MHz) einer ersten Phase und an seiner Ausgangsklemme Ti ein zweites Schwingungssignal P, dessen Phase der Phase des Signals M um 90° nacheilt. Um das empfangene Farbartsignal richtig zu demodulieren, kann das Farbbezugssignal M dem empfangenen Farbsynchronsignal (Burst) entweder um 90° voreilen [(R- Y)-Phase] oder um 90° nacheilen [(R- V/Phase} Im letzteren Fall hat das Signal Pdann eine dem Burst entgegengesetzte Phase. Diese Bedingung ist in Fig. 2a veranschaulicht, auf die bei der nachstehenden Erläuterung Bezug genommen wird.

Der Widerstand 124, der mit den Widerständen 119 und 122 einen Spannurssteiler bildet, koppelt einen phasengleichen Anteil (p)des Signals Pauf die Basis des Transitors 114. Am Ausgang des Transistors 114 erscheint ein gegenphasiges Bezugssignal {—p), und am Ausgang des Transistors 112 erscheint ein gleichphasiges Bezugssignal (p) Der Widerstand 138, der mit den Widerständen 136 und 135 einen Spannungsteiler bildet, koppelt einen gleichphasigen Teil (m) des Signals M auf die Basis des Transistors 134. In diesem Beispiel erzeugen die Spannungsteiler 124,119,122 und 138,135, 136 Eingangssignale ρ bzw. m im wesentlichen gleichen Betrags, wenn die Ausgangssignale P und M des Oszillators 55 ihrem Betrag nach gleich sind.

Das Signal ρ wird außerdem über den Widerstand 137, der mit den Widerständen 135 und 136 einen Spannungsteiler bildet, auf die Basis des Transistors 134 gekoppelt, um dort einen gleichphasigen Anteil (p^r) des Signals P zu erzeugen. Der Betrag des Signals p' wird gemäß dem Bereich der von der Farbtonregelstufe 100 zu bewirkenden Phasenregelung gewählt

Das Signal p'wirdtait dem Signal m an der Basis des Transistors 134 summiert, um ein kombiniertes Signal (m + p') zu bilden, welches im folgenden mit Signal r bezeichnet wird und dessen resultierende Phase zwischen m und ρ liegt Das kombinierte Signal r wird an den Kollektorausgängen der Transistoren 134 und 132 in einer verstärkten gegenphasigen Version (— r) ihrerseits als Funktion der Steuerspannung gesteuert, die vom Farbton-Steuerpotentiometer 52 über die Klemme 4, den Emitterfolger 160 und die Vorspannungswiderstände 154 und 155 an die Basis des Transistors 142 bzw. an den Emitter des Transistors 144 gelegt wird. Die Widerstände 154 und 155 sind so dimensioniert, daß sich die relative Leitfähigkeit der Transistoren 142 und 144 in einem gewünschten Maß steuern läßt.

Wenn beispielsweise der Schleifer des Potentiometers 52 in die Extremstellung zur Versorgungsspannung (+ 11,2 Volt) hin gebracht wird, wird der Transistor 144 und somit der Verstärker 130 praktisch nicht-leitend gemacht, während der Transistor 142 und der Verstärker 110 maximale Leitfähigkeit erreichen. Bei dieser Steuerstellung werden an den Lastwiderständen 116 und 115 gleichphasige und gegenphasige Komponenten nur des Signals ρ erzeugt. Umgekehrt ern.-icht die Leitfähigkeit des Transistors 144 und des Verstärkers 130 ein Maximum, wenn das Potentiometer 52 in die andere Extremstellung nach Masse hin gebracht wird. In diesem Fall sind der Transistor 1*2 und der Verstärker 110 praktisch gesperrt, so daß gleichphasige und gegenphasige Komponenten nur des Signals r an den Lastwiderständen 115 bzw. 116 erzeugt werden.

Wenn das Potentiometer 52 so eingestellt ist, daß die Transistoren 142,144 und die zugeordneten Verstärker 110, 130 gleich stark leiten, dann werden an den Lastwiderständen 115 und 116 Signale ρ und r gleichen Betrags erzeugt. Unter dieser Bedingung erscheint am Widerstand 115 ein kombiniertes Ausgangssignal (—ρ + r), während am Widerstand 116 ein kombiniertes Ausgangssignal (p—r) der entgegengesetzten Phase erzeugt wird.

In Fig.2a ist ein Signal + /dargestellt welches der für einen Fleischfarbton charakteristischen Phase der empfangengen Bildinhalt-Farbartsignale entspricht Unter normalen Betriebsbedingungen hat das +/-Signal eine Phase, die um einen Winkel θι von etwa 57° nacheilend gegenüber der Phase des Burstsignals

eo versetzt ist Die Farbtonregelslufe 100 kompensiert positive oder negative Phasenschwankungen, indem sie dafür sorgt daß sich die Phase eines Farbbezugs-Ausgangssignals symmetrisch um die + /-Signalachse über einen vorbestimmten Arbeitsbereich zwischen den Phasen der Signale ρ und r ändert Das Signal p' wird (mittels der Widerstände 137, 135, 136) gewählt um diesen Steuerbereich symmetrisch um die /-Phase zu machen. Das heißt daß + QI-Signal wild durch

Kombinieren der Signale —ρ und rim Lastwidersland 115 abgeleitet, um an den zusammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 114 und 132 ein kombiniertes Signal —ρ + r(-t- I) zu erzeugen. Wenn das Potentiometer 52 so eingestellt ist, daß die Verstärker 110 und 130 gleich stark leiten, dann werden im ausgangsseitigen Lastwiderstand 115 gleiche Beträge der Signale —pund rmiteinander kombiniert. Das + /-Signal hat dann also unter den normalen Signalbedingungen eine Phase, die der Phase des Burstsignals um einen Winkel θι von etwa 57° nacheilt und der Phase des Signals rum einen Winkel Bi voreilt, der gleich dem Winkel θι ist. Die Größe des Phasenwinkels Q₂ wird dadurch festgelegt, daß in der oben beschriebenen Weise der vorbestimmte Teil des Signals p, der dem Signal p'entspricht, mit dem Signal m kombiniert wird, um das Signal rzu erzeugen.

Die F i g. 2b zeigt das Phasenverhalten der Farbtonre-

dem Burstsignal eine um 90° voreilende Phase hat und das Signal F m Phase mit dem Burstsignal ist. Gemäß F i g. 2b wird das + /-Signal durch Vereinigen der Signale pund —rim Lastwiderstand 116 abgeleitet, um an den zusammengekoppelten Kollektoren der Transistoren 112 und 134 ein kombiniertes Signal ρ—r zu erzeugen. Das kombinierte Signal entspricht dem gewünschten + /-Signa! mit einer Phase und einem symmetrischen Phasenregelbereich, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem +/Signal nach Fig. 2a beschrieben worden sind.

Die Fig.3 zeigt eine Farbtonregelstufe 200, die aus zwei ähnlich ausgebildeten Differenzverstärkern 230 und 210, deren gleichphasige Ausgänge jeweils zusammengeschaltet sind, und einer Steuerschaltung 240 besteht. Die Farbtonregelstufe 200 ist in vieler Hinsicht der Stufe 100 ähnlich, der Unterschied liegt bei dem dargestellten Beispiel in der Art und Weise, wie die Kollektorausgänge der Verstärker 210 und 230 angeschlossen sind und wie die Eingangssignale zugeführt werden.

In der Regelstufe 200 ist der Kollektor eines Transistors 212 des Verstärkers 210 mit dem Kollektor eines Transistors 232 des Verstärkers 230 verbunden, und der Kollektor eines Transistors 214 des Verstärkers 210 ist mit dem Kollektor eines Transistors 234 des Verstärkers 230 verbunden. Ein erster signalvereänigender Ausgangslastwiderstand 215 koppelt die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 212 und 232 mit der Versorungsspannung an der Klemme 10, und ein zweiter signalvereinigender Ausgangslastwiderstand 216 koppelt die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 214 und 234 mit der Versorgungsspannung. Die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 212, 232 und die zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 214, 234 sind mit jeweils zugeordneten Eingängen des Farbdemodulator 53 gekoppelt

Zwei Widerstände 224 und 237 koppeln Signale von der Ausgangsklemme 7} des spannungsgesteuerten Oszillators 55 auf die Basis des Transistors 214 des Verstärkers 210 bzw. auf die Basis des Transistors 232 des Verstärkers 230. Ein Widerstand 238 koppelt Signale von der Ausgangsklemme Ti des spannungsgesteuerten Oszillators 55 auf die Basis des Transistors 234 des Verstärkers 230.

Es sei daran erinnert, daß der spannungsgesteuerte Oszillator 55 ausgangsseitig ein Bezugsschwingungssignal M liefert, welches gegenüber den Burstsignalen eine Phasenverschiebung von 90° hat (Phasenquadratur). Diese Phasenverschiebung kann im Grunde voreilend oder nacheilend sein. Im Falle der Fig. 3 liefert der spannungsgesteuerte Oszillator 55 ein erstes Signal Af, welches dem Burstsignal um 90° nacheilt, und ein zweites Bezugssignal P, welches dem Signal M um 90° voreilt. Die Farbtonregelstufe 200 arbeitet ähnlich wie die Farbtonregelstufe 100, mit Ausnehme der nachstehend beschriebenen Besonderheiten.

Der Widerstand 237 der Farbtonregelstufe 200 koppelt das P-Signal auf jenes Ende des Widerstands 235, das dem Basiseingang des Transistors 234 des Verstärkers 230 abgewandt ist. Ein Teil (p')des Signals P erscheint an der Basis des Transistors 232. An der Basis des Transistors 234 wird ein Signal m entwickelt, wie es oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Durch den Widerstand 235 fließen den Signalen p'und m entsprechende Signalströme in enigegengesetzien Richtungen (die Basisströme d?r Trans's'Tpn 212 und 234 sind vernachlässigbar), so daß am Widerstand 235 eine von den Signalen p'und m abhängige Differenzsignalspannung abfällt. Was den Ausgang des Transistors 234 angeht, kann die am Widerstand 235 erscheinende Spannung als gleich mit (m—p')betrachtet werden, die, im folgenden als Signal r bezeichnet, am Kollektor des Transistors 234 ein Ausgangsignal —r erzeugt. Außerdem verstärkt der Differenzverstärker 230 das am Widerstand 235 erscheinende Signal, um am Kollektor des Transistors 232 ein Ausgangssignal + rzu erzeugen.

Der Verstärker 210 liefert am Kollektor des Transistors 212 ein Ausgangssignal +p und am Kollektor des Transistors 214 ein Ausgangssignal — p. Somit entspricht das an den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 212 und 232 über den Lastwiderstand 215 erzeugte Ausgangssignal der Größe ρ + r, und das an den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 214 und 234 über den Lastwiderstand 216 erzeugte Signal entspricht der Größe — ρ - r. Die relativen Beträge der S'gnale pund rund die Phasen dieser kombinierten Signale werden abhängig von der Einstellung des Potentiometers 52 gesteuert, wie es in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurde.

Die F i g. 4a veranschaulicht das Phasenverhalten der Farbtonregelstufe 200 für den Fall, daß das Signal Pνα m spannungsgesteuerten Oszillator 55 dem Signal M um einen Phasenwinkel vor, 90° voreilt und das das Signal M seinerseits dem Burstsignal um einen Phasenwinkel von 90° nacheilt. In Fig.4a entspricht das Signal + / dem kombinierten Ausgangssignal ρ + r an den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 212 und 232. Die Fig.4b veranschaulicht das Phasenverhalten der Farbtonregelstufe 200 für den Fall, daß das Signal M dem Burstsignal um einen Phasenwinkel von 90° voreilt. In F i g. 4b entspricht das Signal + / dem kombinierten Ausgangssignal —ρ — r an den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 214 und 234.

Die in den F i g. 4a und 4b eingetragenen Phasenwinkel θι und β₂ und das dort gezeigte Signal + / sind verwandt mit den entsprechend bezeichneten Phasenwinkeln und dem + /-Signal in den F i g. 2a und 2b. Die Farbtonregelstufe 200 liefert das gewünschte + /-Signal mit einer Phase und symmetrischem Phasenregelbereich, wie es in Verbindung mit der Farbtonregelstufe 100 beschrieben wurde.

Es ist zu bemerken, daß die Signale ρ und m in F i g. 2a gegenphasig (d.h. um 180° phasengedreht) zu den entsprechenden Signalen ρ und m in F i g. 2b sind. Für

jede der in den F ig. 2a und 2b gezeigten Signalbedingungen wird das gewünschte Ausgangssignal + / und symmetrisches Phasenverhalten an den Gegentaktausgängen der Farbtonregelstufe 100 erhalten. Mit der Farbtonregelstufe lOO wurde zwar eine Ausführung beschrieben, die Cegentakt-Ausgangssignale an zwei Widerständen 115 und 116 erzeugt; es sei jedoch angemerkt, daß die F i g. 2a und 2b und die dazugehörige Beschreibung auch veranschaulichen sollen, wie eine gewünschte Signalphase (z. B. +I) für jede von zwei Eingangssignalbedingungen (mit den Fig.2a und 2b angedeutet) von einem Verstärker erzeugt und symmetrisch gesteuert werden kann, der nur einen Eintaktsignalausgang haben mag (z. B. ein Verstärker, in dem nur ein einziger Lastwid;rstand entsprechend dem Widerstand 115 oder 116 der Verstärker 110, 130 verwendet werde). Vorstehendes gilt entsprechend auch für die Farbtonregelstufe 201} nach F i g. 3 und die zugehörigen Diagramme nach den F i g. 4a und 4b. die eine zweite Gruppe von Eingangssignalbedingungen zeigen.

Es sei auch erwähnt, daß die Größe des Phasenwinkels θ zwischen den Signalen m und r und somit die Größe von Θ2 durch Justierung des Betrags des Signals p' geändert werden kann, um für jeden speziellen Anwendungsfall den jeweils erforderlichen Phasenregelbereich zu erhalten. Eine solche Änderung bedeutet nur die Bildung eines anderen Widerstandsverhältnisses (eine relativ genau kontrollierbare Größe) und erfordert nicht die Verwendung von Kondensatoren oder anderer reaktiver Elemente. Obwohl die Erfindung vorstehend anhand spezieller schaltungstechnischer Ausführungsformen erläutert wurde, sind auch andere Anordnungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Beispielsweise kann das Signal M auch über Mittel wie etwa einen zusätzlichen Widerstand (nicht dargestellt) auf den Basiseingang des Transistors 114 in F i g. 1 (oder im Falle der Fig.3 auf den Basiseingang des Transistors 212) gekoppelt werden, um so durch Erzeugung eines zusätzlichen Eingangs-Wechselsignals (d.h. m' oder — m') eines gewünschten Betrags und einer gewünschten Phase an diesen Eingängen eine größere Flexibilität im Betrieb der jeweiligen Schaltung zu haben. Das zusätzliche Eingangssignal bringt in Verbindung mit dem an den besagten Eingängen liegenden Eingangssignal μ einen noch mehr gedehnten Phasenregelbereich, und zwar auf eine Art, die analog der beschriebenen Dehnung des Phasenregelbereichs durch die Signale p'und —p'ist Aus der vorangegangenen Beschreibung und den zugehörigen Figuren läßt sich ferner erkennen, daß die Signale p' und —p' dazu verwendet werden können, eine Kompression des Phasenregelbereichs (auf weniger als den Bereich zwischen P und M) zu bewirken und daß die Signale m' und —m' zusätzlich herangezogen werden können, das Maß der Kompression des Phasenregelbereichs weiter zu erhöhen. Man kann also die Verschiedenesten Kombinationen von Bezugs-Eingangssignalen ausgewählter Phasen und Beträge benutzen, um das Phasenverhalten der Schaltung auf den jeweiligen

Anwendungsfall zuzuschneiden.

Man kann anstelle der beschriebenen signalvereinigenden Lastwiderstände 115, 116 und 215, 216 auch aktive Signalvereinigungsschaltungen vorsehen und Eintakt-Verstärkerausgänge heranziehen. Außerdem können die Steuerschaltungen 140 und 240 aus emittergekoppelten Differenzverstärkerstufen bestehen, und die Rollen der Verstärkerstufen 110, 130 und 210, 230 und der zugeordneten Steuerschaltungen 140 und 240 können vertauscht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerbarer Phasenschieber, der folgende Einrichtungen aufweist: eine erste und eine zweite Signalquelle für zwei Wechselsignale gleicher Frequenz aber unterschiedlicher Phasenlage gegenüber einer Bezugsphase; einen ersten Verstärker mit einem Verstärkungssteuereingang und einem mit der ersten Signalquelle gekoppelten Signaleingang; einen zweiten Verstärker mit einem Verstärkungssteuereingang und einem mit der zweiten Signalquelle gekoppelten Signaleingang; eine Vereinigungsanordnung, die unter Summierung von Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Verstärkers ein resultierendes Ausgangssignal erzeugt; eine Verstärkungssteuereinrichtung, die mit den Verstärkungssteuereingängen des ersten und zweiten Verstärkers gekoppelt ist, um deren Signalverstärkungen zur Änderung der Phase des resultierenden Ausgangssitmals zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bereich zwischen den Phasen des ersten und des zweiten Wechselsignals (M und P) von einem gewünschten Bereich der Phasensteuerung unterscheidet und daß eine Koppeleinrichtung (137; 237) vorgesehen ist, die von der zweiten Signalquelle (Ti) zum Signaleingang des ersten Verstärkers (130; 230) ein drittes Wechseisignal (p')-koppelt, welches einen dem zweiten Wechselsignal proportionalen Betrag und gleiche oder entgegengesetzte Phase wie dieses hat, so daß abhängig von Änderungen der von der Verstärkungssteuereiurichtung (140; 240) gelieferten Verstärkungssteuersignale die Ph- je des resultierenden Ausgangssignals in einen Bereich veränderbar ist, der zwischen der Phase einer Rr ultierenden (r) der dem Signaleingang des ersten Verstärkers zugeführten Wechselsignale und der Phase des dem Signaleingang des zweiten Verstärkers (HO; 210) zugeführten Wechselsignals liegt, und zwar ohne Störung der Phasenlagen des ersten und des zweiten Wcchsclsignals gegenüber der Bezugsphase.

2. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des erstei.-Wechselsignals (M) in einem vorbestimmten Proportionalverhältnis zum Betrag des zweiten Wech- selsignalsfPJsteht.

3. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der ersten und zweiten Wechselsignale (M und P) einander im wesentlichen gleich sind. so

4. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wechselsignale (M und P) in Phasenquadratur zueinander stehen.

5. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Wechselsignal (P) eine gegenüber dem ersten Wechselsignal (M) nacheilende Phase hat und daß die Koppeleinrichtung (137), die von der zweiten Signalquelle (Ti) zum Signaleingang des ersten Verstärkers (130) führt, das dritte Wechselsignal (pQ phasengleich mit dem zweiten Wechselsignal erzeugt und daß die Vereinigungsanordnung (115, 116) die Signale von zueinander gegenphasig liegenden Ausgängen des ersten Verstärkers (110) und des zweiten Verstärkers (130) summiert (F ig. 1).

6. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß von der ersten Signalquelle (T\) zum Signaleingang des zweiten Verstärkers (HO) eine zusätzliche Koppeleinrichtung (nicht dargestellt) führt, um an diesem Signaleingang ein weiteres Wechselsignal zu erzeugen, dessen Betrag dem Betrag des ersten Wechselsignals (M) proportional ist und welches phasengleich mit dem ersten Signal ist

7. Steuerbarer Phasenschieber nach eirem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Wechselsigna] (P) eine gegenüber dem ersten Signal (M) voreilende Phase hat und daß die Koppeleinrichtung (237), die von der zweiten Signalquelle (Ti) zum Signaleingang des ersten Verstärkers (230) führt, das dritte Wechselsignal (—p') gegenphasig zum zweiten Wechselsignal erzeugt und daß die Vereinigungsanordnung (215, 216) die Signale von zueinander gleichphasig liegenden Ausgängen des ersten und zweiten Verstärkers miteinander summiert (F i g. 3).

8. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der ersten Signalquelle eine zusätzliche Koppeleinrichtung (nicht dargestellt) zum Signaleingang des zweiten Verstärkers (210) führt, um an diesem Signaieingang ein weiteres Wechselsignal zu erzeugen, dessen Betrag proportional dem Betrag des ersten Wechselsignals (M) ist und dessen Phase derjenigen des ersten Signals entgegengesetzt ist

9. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigungsanordnung aus einem breitbandigen Widerstandsnetzwerk (115, 116; 215, 216) besteht

10. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker aus einem ersten Differenzverstärker (130) be; teht, der einen ersten und einen zweiten Transistor enthält, deren Emitter miteinander gekoppelt sind und deren jeder einen Signaieingang, einen Verstärkungssteuereingang und einen Kollektorausgang aufweist;

daß der zweite Verstärker aus einem zweiten Differenzverstärker (110) besteht, der einen dritten und einen vierten Transistor enthält, deren Emitter miteinander gekoppelt sind und deren jeder einen Signaleingang, einen Verstärkungssteuereingang und einen Kollektorausgang aufweist, wobei die Kollektorausgänge des dritten und vierten Transistors mit den jeweils dazu gegenphasig liegenden Kollektorausgängen des zweiten und ersten Transistors verbunden sind;

daß die zweite Signalquelle (T₂) über ein erstes Eingangsnetzwerk (119, 122, 124) mit einem Signaleingang des zweiten Verstärkers (HO) gekoppelt ist und außerdem über ein zweites Eingangsnetzwerk (135 bis 138) mit einem Signaleingang des ersten Verstärkers (130) gekoppelt ist, um dort das dritte Wechselsignal (p¹) als ein mit dem zweiten Wechselsignal (/^gleichphasiges Signal zu erzeugen, und daß auch die erste Signalquelle (Ti) über das zweite Eingangsnetzwerk mit diesem Signaleingang gekoppelt ist;

daß die Verstärkungsstetiereinrichtung einen dritten Differenzverstärker (140) mit einem fünften und einem sechsten Transistor (144, 142) aufweist, deren Kollektorausgänge mit den Verstärkungssteuereingängen des ersten bzw. des zweiten

Verstärkers (130 bzw. 110) gekoppelt sind, um die Signalverstärkungen des ersten und zweiten Verstärkers differentiell zu steuern;

daß die Vereinigungsanordnung aus einem signalvereinigenden Impedanznetzwerk (115 und/oder 116) besteht, welches an mindestens ein Paar zueinander gegenphasiger Kollektorausgänge des ersten und zweiten Verstärkers angeschlossen ist (Fig.1).

i 1. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektorausgang des fünften Transistors (144) mit den zusammengeschalteten Emittern des ersten und des zweiten Transistors (132, 134) des ersten Verstärkers (130) gekoppelt ist und daß der Kollektorausgang des sechsten Transistors (142) mit den zusammengeschalteten Emittern des dritten und vierten Transistors (112, 114) des zweiten Verstärkers (110) gekoppelt ist und daß das erste Eingangsnetzwerk: (119, 122, 124) mit den Basiselektroden der Transistoren des zweiten Verstäikers gekoppelt ist und daß das zweite Eingangsnetzwerk (Π5 bis 138) mit den Basiselektroden der Transistoren des ersten Verstärkers gekoppelt ist

12. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Impendanznetzwerk aus einem mit den zusammengeschalteten Kollektoren des ersten und vierten Transistors (132,114) gekoppelten ersten Widerstand (115) und einem mit den zusammengeschalteten Kollektoren des zweiten und dritten Transistors (134, 112) gekoppelten zweiten Widerstand (116) besteht.

13. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Eingangsnetzwerk einen das zweite Wechselsignal (P) auf die Basis des vierten Transistors (114) koppelnden dritten Widerstand (124), einen die Basis des dritten Transistors (112) mit einem Vorspannungspotential koppelnden vierten Widerstand (122) und einen zwischen die Basiselektroden des dritten und vierten Transistors geschalteten fünften Widerstand (119) aufweist.

14. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Eingangsnetzwerk einen das erste Wechsslsignal (M) auf die Basis des zweiten Transistors (134) koppelnden sechsten Widerstand (138), einen das zweite Wechselsignal (P) auf die Basis des zweiten Transistors koppelnden siebten Widerstand (137), e.inen die Basis des ersten Transistors (132) mit einem Vorspannungspotential koppe'nden achten Widerstand (136) und einen zwischen die Basiselektroden des ersten und zweiten Transistors geschalteten neunten Widerstand (135) aufweist.

15. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der sechste Transistor (142) im dritten Differenzverstärker (140) außerdem einen mit einem Bezugspotential gekoppelten Emitter und eine mit einem bo Schaltungspunkt gekoppelte Basis hat; daß der fünfte Transistor (144) mit seiner Basis an ein Vorspannungspotential und mit seinem Emitter an das Bezugspotential und an den besagten Schaltungspunkt gekoppelt ist, daß mit dem besagten as Schaltungspunkt eine Steuerspannungsqueüe (160) gekoppelt ist, um di" Leitfähigkeit des fünften und des sechsten Transistors abhängig vom Betrag der Steuerspannung differentiell zu ändern.

16. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker aus einem ersten Differenzverstärker (230) mit einem ersten und einem zweiten Transistor besteht, deren Emitter miteinander gekoppelt sind und deren jeder einen Signaleingang, einen Verstärkungssteuereingang und einen Kollektorausgang aufweist; daß der zweite Verstärker aus einem zweiten Differenzverstärker (210) mit einem dritten und einem vierten Transistor besteht, deren Emitter zusammengekoppelt sind und deren jeder einen Signaleingang, einen Verstärkungssteuereingang und einen Kollektorausgang aufweist, wobei die Koilektroausgänge des dritten und vierten Transistors mit den jeweils dazu gleichphasig liegenden Kollektorausgängen des ersten und zweiten Transistors verbunden sind;

daß die zweite Signalquelle (T₂) über ein erstes Eingaiigsnetzwerk (219, 222, 224) mit einem Signaleingang des zweiten Veri^trkers gekoppelt ist und außerdem über ein zweites ELigangsnetzwerk (235 bis 238) mit einem Signaleingang des ersten Verstärkers gekoppelt ist, um dort das dritte Wechselsignal (—p')als ein gegenüber dem zweiten Wechselsignal (P) gegenphasiges Signal zu erzeugen, und daß das zweite Eingangsnetzwerk auch die erste Signalquelle (T\) mit dem besagten Signaleingang koppelt;

daß die Verstärkungssteuereinrichtung einen dritten Differenzverstärker (240) mit einem fünften und einem sechsten Transistor (244, 242) aufweist, deren Kollektorausgänge mit den Verstärkungssteuereingängep. des ersten und zweiten Verstärkers gekoppelt sind, um die Signalverstärkungen des ersten und zweiten Verstärkers differentiell zu steuern;
daß die Vereinigungsanordnung aus einem signalvereinigenden Impedanznetzwerk (215 oder 216) besteht, welches an mindestens ein Paar von zueinander gleichphasigen Kollektorausgängen des ersten und zweiten Verstärkers gekoppelt ist (F ig. 3).

17. Steuerbarer Phasenschieber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektorausgang des fünften Transistors (244) mit dem zusammengeschalteten Emittern des ersten und zweiten Transistors (232, 234) des ersten Verstärkers (230) gekoppelt ist und daß der Kollektorausgang des sechsten Transistors (242) mit den zusammengeschalteten Emittern des dritten und vierten Transistors (212, 2f4) des zweiten Verstärkers (210) gekoppelt ist und daß das erste (219, 222, 224) und das zweite Eingangsnetzwerk (235 bis 238) mit den Basiselektroden der Transistoren des zweiten bzw. des ersten Verstärkers gekoppelt sind.

18. Steuerbai er Phasenschieber nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dab das Impedanznetzwerk einen mit den zusammengeschalteten Kollektoren des ersten und dritten Transistors (232, 212) gekoppelten ersten Widerstand (215) und einen mit den zusammengesclialteten Kollektoren des zweiten und vierten Transistors (234,214) gekoppelten zweiten Widerstand (216) aufweist.

19. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der Ansprüche 16 b^;s 18, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Eingangsnetzwerk einen das zweite Wechselsignal (P) auf die Basis des vierten Transistors (214) koppelnden dritten Widerstand

(224), einen die Basis des dritten Transistors (212) mit einem Vorspannungspotential koppelnden vierten Widerstand (222) und einen zwischen die Basiselektroden des dritten und vierten Transistors geschalteten fünften Widerstand (219) aufweist.

20. Steuerbarer Phasenschieber nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Eingangsnetzwerk einen das erste Wechselsignal (M) auf die Basis des zweiten Transistors (234) koppelnden sechsten Widerstand (238), einen das zweite Wechselsignal (P) auf die Basis des ersten Transistors (232) koppelnden siebten Widerstand (237), einen die Basis des ersten Transistors mit einem Vorspannungspotential koppelnden achten Widerstand (236) und einen zwischen die Basiselektroden des ersten und zweiten Transistors geschalteten neunten Widerstand (235) aufweist.