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Ton-ZF-Verstärker für einen Mehrnormen-Fernsehempfänger
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In einem Fernsehempfänger wird bekanntlich am Ausgang des Videogleichrichters
nach dem Intercarrierprinzip ein ZF-Tonträger mit einer Frequenz von 5,5 MHz gewonnen,
die dem Frequenzabstand zwischen dem empfangenen Bildträger und Tonträger entspricht.
Dieser ZF-Tonträger wird frequenzselektiv ausgewertet, weiter verstärkt und einem
FM-Demodulator zur Gewinnung des Tonsignals zugeführt.
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Innerhalb des Bundesrepublik können Fernseh- und Rundfunksignale unterschiedlicher
Norm empfangen werden, z.B. Signale nach der amerikanischen Norm oder Signale englicher
Soldatensender, beider irFrequenzabstand zwischen Bildträger und Tonträger von 5,5
MHz abweichende Werte aufweist. Der ZF-Tonträger hat dann ebenfalls andere Werte,
so daß die Stufen zur frequenzselektiven Verstärkung und der Ton-ZF-Demodulator
umgeschaltet werden müssen.
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Es ist bekannt, den Tonträger durch Mischung auf jeweils dieselbe
Frequenz umzusetzen, damit für die weitere Verstärkung und die ZF-Demodulation stets
dieselben Stufen ohne Umschaltung verwendet werden können. Die Umschaltung des Mischoszillators
erfolgt dabei durch die Zuweisung von Schaltspannungen, die von den Programmtasten
geliefert werden. Diese Lösung hat den Nachteil, daß sie vom Zuweisungsmerkmal,
z.B. von einer Programmtaste abhängig ist. Wenn z.B. eine Programmtaste einer bestimmten
Tonträgerfrequenz zugeordnet ist, so kann mit dieser Taste kein Signal mit einer
anderen Tonträgerfrequenz verarbeitet werden. Außerdem erfordert diese bekannte
Lösung einen beträchtlichen Schaltungsaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Umschaltung
auf die unterschiedlichen Normen zu schaffen, die unabhängig von den Programmtasten
arbeitet und nur einen geringen Schaltungsaufwand erfordert. 1£
Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine selbsttätige
Umschaltung auf praktisch beliebig viele Normen möglich ist. Das beruht darauf,
daß der FM-Demodulator zur Normenerkennung praktisch beliebig viele diskrete Spannungswerte
liefern kann. Da das Signal selbst für die Umschaltung auf die einzelnen Normen
ausgewertet wird, ist die Ausnutzung einer Programmtaste für diese Umschaltung nicht
mehr erforderlich. Durch die Umschaltung der Frequenz des Mischoszillators können
fast alle Bauteile für alle Normen ausgenutzt werden, so daß der Schaltungsaufwand
gering gehalten wird. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der
Mischoszillator durch eine aus dem Signal gewonnene analoge Regelspannung zusätzlich
so geregelt, daß der durch die Mischung erzeugte Tonträger gleicher Frequenz stets
auf die richtige Frequenz für den FM-Demodulator geregelt wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin
zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Lösung, Figur 2 eine Kennlinie
zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Figur 1 und Figur 3 ein praktisch
erprobtes Ausführungsbeispiel der Schaltung nach Figur 1.
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In Figur 1 steht an der Klemme 1 der nach dem Intercarrierprinzip
gewonnene ZF-Tonträger T1, der im allgemeinsten Fall fünf verschiedene Frequenzen,
nämlich 4,0, 4,5, 5,5, 6,0 und 6,5 NHz aufweisen kann. Der Tonträger T1 wird parallel
den auf diese Frequenzen abgestimmten Filtern zugeführt, von denen drei Filter 2,3,4
dargestellt sind.
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Je nach Frequenz des Tonträgers T1 gelangt der Tonträger T1 vom Ausgang
eines der Filter auf die Mischstufe 5, die andererseits von dem Oszillator 6 gespeist
wird. Der Tonträger Tl gelangt außerdem an den Eingang des FM-Demodulators 7, der
über den Schaltspannungsgenerator 8 eine Schaltspannung Us mit fünf verschiedenen
Spannungswerten für die einzelnen Tonträgerfrequenzen erzeugt. Die Schaltspannung
Us steuert die Frequenz des im Oszillator 6 erzeugten Mischträgers Tm derart, daß
am Ausgang der Mischstufe 5 unter anderem stets ein Tonträger T2 mit der bei allen
Normen gleichen Frequenz von 5,5 NHz steht. Dieser Tonträger T2 wird über das auf
5,5 MHz abgestimmte Filter 9 und den begrenzenden Verstärker 10 dem FM-Demodulator
11 zugeführt, der an der Klemme 12 das NF-Tonsignal liefert. Das Bandfilter 9 sorgt
dafür, daß aus dem Mischprodukt am Ausgang der Mischstufe 5 jeweils nur der Tonträger
T2 mit der Frequenz von 5,5 MHz ausgewertet wird.
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Figur 2 zeigt den Ausschnitt aus der Kennlinie 13 des FM-Demodulators
7. Bei den einzelnen dargestellten Frequenzen von 4,0 bis 6,5 MHz erzeugt der Demodulator
7 Schaltspannungen Usl mit unterschiedlichen Werten, die die Frequenz des Oszillators
6 in der beschriebenen Weise steuern.
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In Figur 3 sind die Teile, die denen in Figur 1 entsprechen, mit den
gleichen Bezugsziffern versehen. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Tonträgerfrequenzen
von 5,5, 6,o und 6,5 MHz. Auf diese drei Frequenzen sind die drei Quarzfilter 2,3,4
abgestimmt. Der Transistor Trl arbeitet mit den angeschlossenen Bauteilen als selbstschwingende
Mischstufe und erfüllt somit die Funktionen der Bauteile 5,6 in Figur 1.
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Für die Wirkungsweise gilt die folgende Tabelle: T1 (MHz) Tr2 Us D1
Tm (MHz) T2 (MHz) 5,5 gesperrt +12V durchgeschaltet 0,5 5,5 6,o gesperrt +12V durchgeschaltet
0,5 5,5 6,5 leitend +0,3V hochohmig 1,0 5,5
Die Wirkungsweise wird
im folgenden nacheinander für die drei verschiedenen Tonträgerfrequenzen beschrieben.
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Tonträger mit 5,5 MHz Der Tonträger T1 gelangt über das Netzwerk mit
dem Quarzfilter 2 auf die Basis des Transistors Trl und außerdem auf den FM-Demodulator
7. Dieser erzeugt eine Spannung mit dem Wert null, so daß der Transistor Tr2 gesperrt
ist. Dadurch gelangt die positive Betriebsspannung von +12 V über den Arbeitswiderstand
14 und den Widerstand 15 auf die Anode der Diode Dl, deren Kathode über die Wicklung
16 geerdet ist.
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Die Wicklung 16 bildet zusammen mit dem Kondensator 17 den frequenzbestimmenden
Schwingkreis für den Oszillator 6. Die Diode D1 ist voll durchgeschaltet, so daß
die Kondensatoren 18,19 und die Kapazitätsdiode D2 parallel zum Kondensator 17 wirksam
sind. Der Oszillator 6 schwingt dadurch auf der niedrigen Frequenz von 0,5 MHz.
Dadurch entstehen am Ausgang a der Mischstufe 5 Tonträger mit den Frequenzen von
5,0, 5,5 und 6,0 MHz. Mit dem Quarzfilter 9 wird nur der Tonträger mit der Frequenz
von 5,5 MHz, also der empfangene Tonträger T1 selbst, ausgewertet. In diesem Falle
sind also Tl und T2 identisch. Die Mischprodukte mit den Frequenzen 5,0 und 6,0
MHz werden nicht ausgewertet. Die Mischstufe 5 und der Oszillator 6 haben also praktisch
keine Funktion.
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Tonträger mit 6,0 MHz Die Ausgangs spannung des FM-Demodulators 7
bleibt noch so gering, daß der Transistor Tr2 gesperrt bleibt. Der Oszillator 6
arbeitet somit unverändert und schwingt auf 0,5 MHz. Als Mischprodukte entstehen
somit die Frequenzen 5,5, 6,0 und 6,5 MHz. Mit dem Quarzfilter 9 wird daraus der
Tonträger T2 mit der Frequenz von 5,5 MHz selektiv ausgewertet, so daß am Eingang
des Demodulators 11 wiederum ein Tonträger T2 mit 5,5 MHz steht, obwohl an der Klemme
1 ein Tonträger T1 mit der Frequenz von 6,0 MHz empfangen wird.
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Tonträger mit 6,5 MHz Der über das Quarzfilter 4 kommende Tonträger
T1 erzeugt am Ausgang des FM-Demodulators 7 eine Spannung, die den Transistor Tr2
voll leitend steuert, so daß die Schaltspannung Us am Kollektor den Wert von 0,3
V annimmt. Die Diode D1 ist dadurch nicht mehr voll durchgeschaltet, sondern arbeitet
bei einer Spannung in Durchlaßrichtung von 0,3 V, also am Beginn ihrer Durchlaßkennlinie.
Durch den jetzt wirksamen Widerstand der Diode D1 ist der durch die Kondensatoren
18,19 und die Kapazitätsdiode D2 parallel zum Kondensator 17 wirksame Kapazitätswert
verringert. Der Oszillator 6 schwingt daher auf der höheren Frequenz von 1,0 MHz.
Als Mischprodukte stehen somit am Ausgang a Tonträger mit den Frequenzen von 5,5,
6,5 und 7,5 MHz. Mit dem Quarzfilter 9 wird wiederum der Tonträger T2 mit der Frequenz
5,5 MHz ausgewertet.
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Zusätzliche Frequenzregelung Die analoge Ausgangsspannung des FM-Demodulators
7 wird über die Addierstufe 20 der Kapazitätsdiode D2 als Sperrspannung zugeführt.
Dadurch erfolgt eine zusätzliche Frequenzregelung des Oszillators 6 in dem Sinne,
daß der Oszillator 6 auf den angegebenen Frequenzen schwingt. Bei Empfang eines
Tonträgers T1 mit 5,5 MHz hat auch der Tonträger T2 den genauen Wert von 5,5 MHz,
weil dann keine Frequenzumsetzung erfolgt. Bei Ummischung von anderen Tonträgerfrequenzen
auf 5,5 MHz kann die Frequenz des Tonträgers T2 geringfügig von 5,5 MHz abweichen.
Bei einer derartigen Abweichung liefert der auf 5,5 MHz abgestimmte FM-Demodulator
11 über das Sie glied 21 eine Regelspannung Ur, die über die Addierstufe 20 ebenfalls
auf die Kapazitätsdiode D2 gelangt. Wenn die Frequenz des Tonträgers T2 von 5,5
MHz abweicht, regelt die Regelspannung Ur den Kapazitätswert der Kapazitätsdiode
D2 und damit die Frequenz des Oszillators 6 in dem Sinne nach, daß der Tonträger
T2 die gewünschte Frequenz von 5,5 MHz hat.
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Betrieb mit erhöhter Mischträgerfrequenz In dem beschriebenen Beispiel
beträgt die Frequenz des Mischträgers Tm 0,5 oder 1,0 MHz. Diese Frequenz liegt
im Bereich des Videofrequenzbandes von 0 bis 5 MHz und kann dadurch zu Störungen
führen. Deshalb kann es zweckmäßig sein, den Oszillator 6 auf die Summe aus der
Frequenz des Tonträgers T1 und der gewünschten Frequenz des Tonträgers T2 abzustimmen.
Dann ergibt sich für die fünf verschiedenen Tonträgerfrequenzen gemäß Figur 2 folgende
Zuordnung; T1 (MHz) Tm (MHz) T2 (MHz) 4,0 9,5 5,5 4,5 10,0 5,5 5,5 11,0 5,5 6,0
11,5 5,5 12,0 5,5 Bisher wurde angenommen, daß die Frequenz des Tonträgers T2 stets
5,5 MHz beträgt. Dieses ist nicht unbedingt erforderlich. Die Frequenz des Tonträgers
T2 kann beliebige Werte aufweisen und auch in der Größenordnung von 10 bis 20 MHz
liegen. Es müssen lediglich die Durchlaßfrequenz des Bandfilters 9 und die Demodulatorkennlinie
des FM-Demodulators 11 daran angepaßt werden. In diesem Fall würde auch ein empfangener
Tonträger T1 mit der Frequenz von 5,5 MHz in der Frequenz umgesetzt werden.
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Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel der Schaltung nach
Figur 3 hatten die wesentlichen Bauteile die folgenden Werte: L im Kollektorkreis
von Trl: 1 4 uH Wicklung 16: Oberer Teil 215,um, unterer Teil 0,54/uH Trl: Typ BC548B
D1 : Typ BA283 C17: 120 pF C18: 330 pF C19: 22 nF.
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