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Bild- Ferniibertragung.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung eines Fernsehsystems dar, bei welchem der Strahl einer Braunschen Röhre mit veränderlicher Geschwindigkeit die Abtastung des fernzusehenden Objektes oder Bildes vornimmt.
Bei einem bekannten Fernsehsystem dieser Art wird eine Kathodenstrahlenröhre durch eine Folge von Ablenkpotentialen gesteuert, die durch wechselweise Ladung und Entladung eines Kondensators entsteht. Die Aufladung erfolgt durch den eine lichtempfindliche Vorrichtung durchfliessenden Strom in der Zeit einer Zeilenabtastung, die Entladung am Ende dieser Abtastung, u. zw. dann, wenn die Ladespannung einen bestimmten Wert erreicht hat. Parallel zum Kondensator liegt eine Glimmlampe, über die die Entladung erfolgt.
Bei der Erfindung wird der Kondensator vom Strome einer Glühkathodenröhre geladen und über eine solche entladen.
Bei einer Ausführung wird eine durch eine lichtempfindliche Vorrichtung gesteuerte Glühkathodenverstärkerröhre mit dem Kondensator so verbunden, dass sein Ladeverlauf während einer Zeilenabtastung durch den Anodenstrom der Verstärkerröhre bestimmt wird, wogegen eine zweite Glühkathodenröhre,
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Zeilenabtastungen.
Bei einer andern Ausführung wird einem Gitter der zweiten Glühkathodenröhre eine Folge von Spannungsstössen zugeführt, durch welche die Kondensatorladung auf einen bestimmten Wert zurück- geführt wird.
Diese Ausführungen werden nachfolgend an Hand der Figuren beschrieben. Es stellt dar : Fig. 1 eine Schaltung zur Erzeugung der modulierten Abtastung, Fig. 2 das vollständige Schaltbild eines Senders, Fig. 3 das Abtastfeld für ein stehendes, Fig. 4 das Abtastfeld für ein bewegtes Bild, Fig. 5 das Abtastfeld für ein stehendes Bild mit Querabtastung, Fig. 6 das Abtastfeld für ein bewegtes Bild mit Querabtastung, Fig. 7 eine Schaltung für den Empfänger und Fig. 8 eine abgeänderte Senderschaltung, die eine Zweiwegabtastung zulässt.
Der Einfachheit halber soll die Beschreibung auf den Fall der Sendung von Kinofilmen (im Gegensatz zur unmittelbaren Objektivsendung) beschränkt werden und es soll zuerst die Sendeanordnung für einen ruhenden Film, dann die für einen bewegten Film und schliesslich der Empfänger betrachtet werden ; die letzte Anordnung ist naturgemäss für ruhende und bewegte Bilder die gleiche.
Fig. 1 zeigt das Sehaltsehema für die modulierte Bildabtastung der Sendeanlage. Als Energiequelle wird Gleichstrom von z. B. 500 Volt Spannung verwendet, deren positiver Pol geerdet ist. V1 ist eine Schirmgitterröhre, deren Anodenstrom einen Kondensator Cl aufladet. Wird die Anodenspannung hinreichend über der. konstanten Schirmgitterspannung gehalten, dann wird der Anodenstrom ausschliesslich durch die Gitterspannung bestimmt. Parallel zum Kondensator liegt das Plattenpaar Py der Kathodenstrahlröhre C, R, 0, das den Strahl in der y-Richtung abzulenken hat. Gleichzeitig mit der oberen Platte des Paares Py ist auch die Strahleintrittsblende GN geerdet.
Die Geschwindigkeit, mit der der Kathodenstrahl über den fluoreszierenden Schirm wandert, ist von der Änderung der Steuer-
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gitterspannung der Röhre lt, abhängig. Ohne Entladevorriehtung des Kondensators 01 würde das Potential der Anode dieser Röhre vom Anfangswert 0 bis auf etwa-400 Volt abfallen und bei diesem Werte haltmachen, ohne dass die Anode Strom aufnimmt.
Durch Entladung des Kondensators, die entweder bei einer bestimmten Spannung oder in gewissen Zeitabschnitten erfolgt, wird eine stetige Wiederholung des Aufladevorganges und damit der Strahl- ablenkung möglich. Es könnte statt des Steuergitter auch das Schirmgitter der Röhre Vi zum Steuern verwendet werden ; die beschriebene Anordnung ist jedoch im allgemeinen vorzuziehen.
Die Ablenkung des Kathodenstrahles in der e-Richtung erfolgt durch eine ähnliche Anordnung : Schirmgitterröhre V ; und Kondensator Ce mit seiner Entladevorrichtung liefern dem Ablenkplattenpaar Px regelmässige Potentialstösse.
Die einfachste Form einer Vorrichtung zur Entladung in regelmässigen Zeitabschnitten ist ein
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24 Per/s an dem Px-Plattenpaar betragen, dann ergibt sieh ein aus 100 Bildzeilen bestehendes rechteckiges Lichtbild gleichförmiger Helligkeit auf dem fluoreszierenden Schirm. Dieses Lichtbild wird durch eine Linse auf ein Feld des Kinofilms geworfen, derart, dass seine Projektion gerade das Filmfeld deckt. Auf diese Weise tastet das reelle Bild des Fluoreszenzfleckes das gesamte Filmfeld ab und in jedem beliebigen Augenblick hängt die Menge des vom Film durchgelassenen Lichtes ausschliesslich von der Durchsichtigkeit des Films an der Stelle ab, an der sich der Leuehtfleek gerade befindet.
Das durchgelassene Licht fällt auf eine lichtelektrische Zelle ; die hier sieh ergebende Spannung wird verstärkt und dem Gitter von V so zugeführt, dass eine verstärkte Lichtsendung eine vergrösserte negative Spannung zu diesem Gitter bringt und dadurch eine Verzögerung des wandernden Lichtfleekes hervorruft. Hieraus ergibt sich, dass der Lichtfleck langsam über die durchsichtigen Bildteile und rasch über die undurchsichtigen wandert, mit dem Ergebnis, dass eine Positivkopie des Bildes auf dem Leuchtschirm der Kathoden- strahlröhre erscheint. Da nun dieses Bild lediglich durch die den Ablenkplatten zugeführte Spannung erzeugt ist, wird weiter das gleiche Bild in jeder gleichartigen Empfangsanlage entstehen, der diese Spannungen getreulich übermittelt werden.
Bezüglich der Wanderung in der y-Richtung sind zwei verschiedene Anordnungen möglich : a) dass der Kondensator 01 bis zu einer festgelegten Spannung aufgeladen wird, wonach Entladung erfolgt und man jeder Zeilenabtastung gestattet, ihre besondere Zeitdauer zu beanspruchen, b) dass der Kondensator 01 in gleichförmigen Zeitabschnitten entladen wird.
Jede Anordnung hat ihre Vor-und Nachteile ; beide liegen im Erfindungsbereieh, doch wird die zweite Anordnung bevorzugt.
Bei Anordnung a wird als einfachste Entladevorrichtung eine gasgefüllte Triodenröhre V3 ver- wendet, die parallel zum Kondensator Ci liegt. Die Wirkung dieser Röhre ist bekannt : durch negative Vorspannung des Gitters kann eine Entladung des Kondensators al über sie erst dann eintreten, wenn die Kondensatorspannung einen bestimmten Wert erreicht hat.
Diese Anordnung verlangt jedoch, dass die Abtastbewegung in der s-Richtung nicht unabhängig von jener in der y- Richtung erfolgt, da sonst die helleren Abtastzeilen in ihrem Abstande auseinandergezogen würden. Die Abhängigkeit wird auf zwei Arten erreicht :
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gesteuert, dass die beiden Abtastungen in jedem Zeitpunkt im gleichen Geschwindigkeitsverhältnis erfolgen.
2. Die Gitterspannung der Röhre V5 wird hinreichend unter jener Spannung gewählt, die für das Auftreten eines Anodenstromes notwendig ist. Erst durch die Entladungen von 01 treten Spannungspulsationen auf, die kleine Anodenstromstösse durchlassen und somit den Kondensator 05 in Stufen
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Sehrittsehaltbewegung vergleichen.
Bei der Anordnung b kommt abermals eine Triodenröhre V3 in Verwendung. Da die Entladung jedoch in gleichen Zeitabschnitten erfolgen soll, muss ihr Gitter viel stärker negativ vorgespannt sein und gleichmässige Pulsationen aufweisen. Praktisch erwies es sich als zweckmässig, eine harte Röhre für V3 zu benutzen ; es eignete sich eine Kraftpentodenröhre, die eine ausreichend rasche Entladung mit einem starken positiven Gitterspannungsstoss ergab.
Die Maximalzeit für eine einzelne Zeilenabtastung tritt dann auf, wenn der Lichtpunkt den durchsichtigen Teil des Films durchläuft. Jede Abtastung, die einen grösseren dunklen Teil trifft, erfolgt in kürzerer Zeit. Wie später ersichtlich, ist es wünschenswert, den Lichtstrahl bei Erreichung der Bildgrenze abzuschneiden. Zu diesem Zweck wird eine Sperröhre V2 vorgesehen. Wird die Anode dieser Röhre z. B. an-250 Volt gelegt und ihr Gitter mit der Kathode verbunden, dann endigt die Strahlablenkung entsprechend dieser Spannung von 250 Volt. Sinkt die Kathodenspannung unter-250 Volt. dann wird der Anodenstrom der Röhre Vj nicht mehr den Kondensator 01 aufladen, sondern durch die Röhre V2 abfliessen.
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Da bei der Anordnung b jede Zeilenabtastung die gleiche Zeit in Anspruch nimmt, kann auch die
Abtastung in der x-Richtung gleichmässig fortschreiten. Hiebei verbleibt der Fehler, dass die y-Abtastlinien nicht gerade, sondern in den helleren Teilen geschweift sind, was bei ausreichend enger Abtastteilung nicht merklich stört. Die Ausführungsart 1 eignet sich für diesen Fall nicht : es ist die Anordnung gemäss 2 zu treffen.
Die Ausführung b hat gegenüber a den Vorteil, dass sie die absolute Helligkeit des Bildes zu übertragen gestattet, während mit der letzteren nur eine relative Helligkeitsunterseheidung erreicht wird.
Zur Entladung des Kondensators C5 eignet sich für den Sender eine gasgefüllte Triodenröhre mit geeignet gewählter, konstanter Gittervorspannung am besten. Da jedoch die Einrichtungen am
Senderausgang eine doppelte Aufgabe zu erfüllen haben, nämlich auch noch Anlaufsignale für den Empfänger zu geben, wird dem Gitter dieser Röhre Vs über einen sehr kleinen Kondensator 04 das Potential der unteren Py-Platte aufgedrückt. Die dem Gitter der Sperröhre V2 mit Bildfrequenz (24 Per/s) zugeführten Spannungsstösse heben nach Abtastung jedes Bildes die Sperrwirkung auf, wodurch der Kathodenstrahl bis zu seinem natürlichen Sperrpunkt wandert.
Daher entsteht eine abnormale Py-Spannung, die, dem Gitter von Vs zugeführt, erst die Entladung von Os ermöglicht und somit den Kathodenstrahl in der x-Richtung im Sender und Empfänger zurückführt.
Die Stromstösse für die Erzeugung der Zeilenabtastfrequenz und der Bildfrequenz werden vorzugsweise von Stromkreisen, die mit Neonröhren arbeiten, entnommen. Fig. 2 zeigt eine vollständige Sendeschaltung : Der 24-Perioden-Kreis wird von der Neonröhre "Y1, dem Kondensator Os, den regelbaren Wider- ständen R1 und R3 und den Schaltkontakten K2 gebildet. jssg ist gegenüber R1 sehr klein. Der Kondensator Os ladet sich bis zur Zündspannung der Neonröhre auf, worauf die Entladung eintritt. Das mit R3 verbundene Gitter der Röhre V2 erhält durch den Kondensatorentladestrom einen negativen Spannungsstoss.
In gleicher Weise wird der 2400-Perioden-Kreis durch Neonröhre N2, Kondensator 07 und die Widerstände R2 und R4 gebildet.
Der negative Spannungsstoss wird dem Gitter der Verstärkerröhre V7, vorzugsweise eine abgeschirmte Pentodenröhre, zugeführt. Die Anode der Röhre V7 ist einerseits mit dem Widerstand R7, anderseits über den Kondensator Os mit dem Gitter der Röhre Va verbunden, welches über einen hohen Widerstand an die Kathode von Va angeschlossen ist. Das Schirmgitter der Röhre V7 liegt an dem Widerstandspotentiometer Rs, Rus, jeunes der Röhre V3 an dem Potentiometer R"R,. Die Kondensatoren C9 bzw. 010 liegen parallel zu den Widerständen R5 bzw. R8.
Parallel zum Kondensator C, liegt das Kondensatorpotentiometer O2, Ca, von dem das Steuergitter der Röhre Vs die kleinen Stromstösse für die Erzeugung der Schrittschaltbewegung erhält. ssn ist der Gittervorwiderstand für V5, R11 ist parallel zu C2 angeordnet, um jede Verzerrung der Kurvenform zu vermeiden. Sein Wert ergibt sich aus der Gleichung C2 : Cg = R12 : ,. Der Widerstand R13 mit dem parallel geschalteten Kondensator Ou bestimmen die Kathodenvorspannung für V :, n Mit C jene für V6. R15 ist ein Grenzwiderstand im Anodenkreis, RIss der Gittervorwiderstand der Röhre Va.
Es folgen nun die notwendigen Abänderungen für die Sendung eines bewegten Bildes (Kinofilms) :
Würde man eine gewöhnliche Projektionsvorriehtung verwenden, bei der der Film von Bildfeld zu Bildfeld ruckweise fortgeschaltet wird, dann wäre lediglich die Bildfrequenz mit der Bildweehselfrequenz zu synchronisieren und für geeignete Abtastpausen während der Bildfortschaltung zu sorgen.
Um jede Pause zu vermeiden, wird der Film gleichförmig statt ruckweise fortbewegt und die Abtastung im Sender der Bewegung des Films angepasst, was durch die #Folgeeinrichtung" erreicht wird. Diese Einrichtung hat, je nach der parallel oder senkrecht zur Filmlaufrichtung erfolgenden Abtastung, zwei Ausführungsformen.
Für den ersten Fall zeigt Fig. 3 das Abtastfeld für ein ruhendes Bild, Fig. 4 jenes für ein bewegtes Bild. Die Schaltung, welche die"Folgebewegung"ergibt, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der normalerweise direkt geerdeten Ablenkplatte Py2 wird durch Umschalten des Schalters K1 in die strichlierte Stellung iiber das Kondensatorpotentiometer C13, C14 die Frequenz der Platten Px aufgedrückt. Hiebei bleiben bei ruhenden Bildern die Kontakte K2 geschlossen, bei bewegten Bildern werden sie durch einen Nocken der Projektionseinrichtung in Tätigkeit gesetzt und unterbrechen den Stromkreis. Die Eigenfrequenz dieses Stromkreises wird beträchtlich höher als die Bildwechselfrequenz eingestellt, so dass die Neonröhre stets entladungsbereit ist, wenn die Kontakte K2 geschlossen werden.
Zur Erzielung erhöhter Anpassungsfähigkeit kann auch ein vom Stromkreis der Px-Platten getrennter Frequenzkreis verwendet werden.
Das Abtastfeld für die Querabtastung eines ruhenden Bildes zeigt Fig. 5, eines bewegten Bildes Fig. 6. Die einfachste Anordnung beim laufenden Film ist die, dass die Abtastung in eine einzelne Zeile ibergeht, während der Film selbst die Fortschaltbewegung liefert ; es ergeben sich jedoch hieraus drei Nachteile :
1. Zeitvergeudung durch Sendung der leeren Filmteile zwischen den Bildern.
2. Unzulässige Ermüdung des Werkstoffes des fluoreszierenden Schirmes.
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