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Verfahren zur Synchronisierung von Fernsehbildern.
Beim Fernsehen mit Braunscher Röhre als Empfänger wird der bildschreibende Kathodenstrahl periodisch in Richtung der beiden Koordinaten des Bildfeldes auf elektrostatischem oder magnetischem Wege abgelenkt. Diese Bewegungen müssen vom Sender her in richtiger Frequenz und Phase gesteuert, d. h. synchronisiert, werden. Die Ablenkspannungen bzw. Ablenkströme sollen die bekannte Sägezahnform nach Fig. 1 haben, wodurch die Lichtfleckversehiebung während der Zeit T zeitproportional erfolgt und der Strahl in einem kurzen, bildfreien Intervall J auf den Ausgangspunkt zurückkehrt.
Man kann hiebei gemäss Fig. 2 das Zugeständnis machen, dass der Sägezahn eine gewisse Abrundung erfährt, was gleichbedeutend ist mit der Beseitigung einer Reihe von Oberschwingungen höherer Ordnungzahl der Grundfrequenz l/T. Dieses Zugeständnis bedeutet praktisch, dass von der Zeilenlänge (bzw.
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Die Ablenkung des Kathodenstrahles erfolgte bisher durch solche möglichst sägezahnformigen
Schwingungen zweier Kippkreise, die aus Kondensator, Aufladewiderstand und Entladeröhre bestanden. Der für diese Anordnungen in der Praxis benötigte Aufwand an Schaltelementen, Röhren, Netzanschlussteilen usw. war erheblich und verteuerte das Empfangsgerät wesentlich.
Zweck der Erfindung ist, den genannten grossen Aufwand an Mitteln beim Empfänger durch ein einfacheres Synchronisierverfahren zu vermindern.
Die Erfindung geht davon aus, dass es für Fernsehdarbietungen stets erwünscht ist, die akustische Begleitung zu übertragen. Hiezu wird eine besondere Tonträgerwelle ausgestrahlt, die mit Musik oder Sprache moduliert ist. Die Ausführbarkeit der Erfindung beruht darauf, dass man für gute akustische
Qualität mit einem Frequenzband bis zu etwa 4000 Hertz hinauf auskommt. Bei den heutigen Fernsehbildern mit 180 Bildzeilen und 25 Bildern in der Sekunde liegt die Zeilengrundfrequenz 1fT bereits bei 4500 Hertz. In naher Zukunft ist jedoch damit zu rechnen, dass sowohl die Zahl der Zeilen als auch die der Bildweehsel erhöht wird.
Die Zeilengrundfrequenz wird daher künftig in bezug auf das akustische Frequenzband, selbst wenn dieses bis über 4000 Hertz hinaus ausgedehnt werden sollte, so weit verschoben sein, dass ihre Trennung von diesem mit verhältnismässig einfachen Siebmitteln möglich ist.
Unter dieser Voraussetzung ist die der Erfindung zugrunde liegende Überlegung folgende : Beim Bildempfänger ist weniger die Herstellung der Bildfrequenz als vielmehr die der Zeilenfrequenz kritisch. Die zur Querverschiebung der Zeile dienende Bildfrequenz kann in der richtigen Kurvenform entweder durch Fernsynchronisierung eines relativ trägen Kippschwingungskreises oder aus dem WechselstromLichtnetz über Verzerrungsmittel verhältnismässig bequem gewonnen werden, weil dabei für den Rücklauf des Kathodenstrahls, der sich über die Dauer einiger Bildzeilen erstrecken darf, noch keine hinderlichen Zeitkonstanten auftreten. Ferner ermöglicht die Erfindung in bezug auf die Herstellung der Querablenkung weitere, später erörterte Vereinfachungen.
Schwierig und aufwandbedingend war dagegen bisher die Erzielung eines genügend raschen Rücklaufes des Lichtfleckes in der Zeilenbahn, weil dafür als Intervall nur die Grössenordnung 10-5 Sekunden oder noch weniger zur Verfügung steht. Diese Forderung bedingte nämlich eine Kippröhre von hoher momentaner Stromdurchlässigkeit oder zu deren Ersatz einen ziemlich komplizierten Röhrenaufbau.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Erfindungsgemäss wird die Sägezahnkurve für die Zeilenfrequenz nicht erst beim Empfänger erzeugt, sondern, etwa in der Form der Fig. 2, vom Sender zum Empfänger
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auf der Tonträgerwelle übertragen. D. h. die Tonträgerwelle wird ausser durch die Musik oder Sprache noch durch das Frequenzgemisch einer Sägezahnkurve gemäss Fig. 2 moduliert. Nach der Demodulation im Empfänger wird die gleichgerichtete Trägerfrequenz ausgefiltert, das akustische Frequenzband durch
Siebmittel getrennt und mit der zurückgewonnenen rein niederfrequenten Sägezahnkurve das Gitter eines Leitungsrohres gesteuert.
Dieses bringt bei elektrischer Ablenkung die erforderliche Sägezahn- spannung unmittelbar am Anodenwiderstande hervor, dem die Ablenkplatten parallel geschaltet werden, während bei magnetischer Ablenkung der entsprechend geformte Anodenstrom selber, u. zw. ganz oder zu einem Bruchteil, die Feldspule durchfliesst. Somit fällt die Herstellung der Sägezahnkurve durch
Kippanordnungen im Empfänger-weg, und, es können alle dafür bisher notwendigen Mittel entbehrt werden.
Die zusätzliche Modulation durch die Zeilengrundfrequenz und deren Harmonische, die zusammen die resultierende Sägezahnform ergeben, bedingt natürlich theoretisch eine nicht unerhebliche Verbreiterung des Frequenzbandes der Tonträgerwelle. Da man indessen gemäss Fig. 2 die Kurve erheblich abrunden kann, kommt man in der Praxis mit einem Bande von etwa 50.000 Hertz aus.
Die Konstanz der Phasenlage der Sägezahnkurve zu dem auf einer andern Welle übertragenen Bilde ist bei Anwendung von Ultrakurzwellen gewährleistet, solange sich der Empfänger für beide Wellen, die Bildträgerwelle und die Tonträgerwelle, im direkten Strahlungsfelde beider Sendeantennen befindet.
Dadurch ist dann ohne weiteres sichergestellt, dass die Zeilenanfänge sich in richtiger zeitlicher Lage zu den von der Bildträgerwelle übertragenen Gruppen der Helligkeitsmodulation befinden, d. h. das Bild richtig in seinem Rahmen steht.
Indem gemäss der Erfindung die Bildträgerwelle nicht zusätzlich mit Synchronisierfrequenzen oder-impulsen moduliert wird, kann die Leistung des Bildsenders restlos für die Übertragung der Bildmodulation ausgenutzt und so die Reichweite der Sender unter sonst gleichen Bedingungen vergrössert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die richtige Kurvenform der Sägezahnkurve beim Sender erzeugt wird und beim Empfänger nur eine verzerrungsfreie Verstärkung derselben stattzufinden braucht. Die Herstellung beim Sender kann mit normalen Kippschaltungen erfolgen, die mit der Funktion des Bildzerlegers in richtiger Phase gekoppelt sind. Sehr einfach lässt sich die benötigte Kurve auch auf lichtelektrischem Wege gewinnen, indem man z. B. die Lochscheibe des Bildzerlegers mit einer der Zeilenzahl entsprechenden Folge von dreieckförmigen Ausschnitten versieht, die an einer linearen, etwa schlitzförmigen Lichtquelle vorbeirotie. ren, so dass die auf eine Photozelle fallende Lichtmenge in der Kurvenform des Sägezahnes schwankt.
Die gewünschte Abrundung desselben wird dann bequem durch Einstellung der Schlitzbreite der Lichtquelle relativ zur Grösse des Dreieckausschnittes dosiert.
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auf der Tonträgerwelle übermittelt, so sind selbstverständlich auch der senderseitige und der empfängerseitige Lichtfleck längs der Zeile stets zwangsläufig in Phase miteinander. Erfahrungsgemäss lässt sich
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einfachen.
Lässt man nämlich am Ende jedes Bildes, d. h. zur Zeit nach je 180 Sägezähnen, ein Intervall von einigen Sägezähnen ausfallen, d. h. die den Lichtfleck in Richtung der Bildzeile ablenkende elektrische Grösse auf dem Nullwert der Ablenkung verbleiben, während gleichzeitig der Strom des Bildsenders und damit der Lichtfleck des Empfängers auf Dunkel getastet wird, so kann eine nichtsynchronisierte Kippschwingung beim Empfänger so eingestellt werden, dass sie in dieses bildfreie Intervall hineinfällt und damit das Zurückspringen des bildschreibenden Lichtfleckes im richtigen Augenblick unsichtbar vor sich geht.
Man benötigt dazu die normalen Mittel, nämlich Gleichstromquelle von genügender Spannung, Aufladewiderstand, Kondensator und Kippeinrichtung in Gestalt einer Entladungsröhre, die zweckmässig und am einfachsten eine Glimmlampe ist.
Um noch den Aufwand für eine zusätzliche Phasenregelung dieser unabhängigen Kippschaltung zu vermeiden und die richtige Phase zwangsläufig zu erhalten, verfährt man wie folgt : Als Entladeröhre für den Kondensator der Kippschaltung wird ein Glimmrelais oder ein Tyratron benutzt, d. 11. ein gashaltiges Rohr mit besonderer Zündelektrode und kalter oder glühender Kathode. Die Gleichstromstösse der Zeilen-Sägezahnkurve laden die passend vorgespannte Zündelektrode (Gitter) des genannten Rohres über ein Zeitkónstantenglied geeigneter Grösse negativ auf und sperren so die Zündung bis zu dem Augenblick, wo am Ende jedes Bildes die Sägezähne für kurze Zeit aussetzen und damit auch die Zufuhr negativer Ladung durch diese unterbleibt.
Es kann dann die positive Aufladung der Zündelektrode von einer Spannungsquelle her beginnen, so dass nach einer einstellbaren Zeitdauer die Entladung des Kondensators über die gezündete Röhre erfolgen muss.
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