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zunehmen, dass am Ende jeder Zeile und am Ende jedes Bildes je ein kurzer bzw. langer Impuls in einer bestimmten Richtung gegeben wurde, welcher die Zeichen des Bildinhaltes an Stärke übertrifft.
Der Empfang einer solchen Sendung wurde dann durch ein sogenanntes Amplitudensieb ermöglicht, d. h. durch eine Vorrichtung, welche erst oberhalb eines bestimmten Schwellwertes anspricht, z. B. stromdurchlässig wird. Die Ansprechschwelle dieses Amplitudensiebes wurde dann in der Praxis so eingestellt, dass die Synchronzeiehen (auch Synchronisier-oder Gleiehlaufzeichen genannt) wegen ihrer grossen Amplitude noch durchkamen, die Bildzeichen aber nicht. Auf diese Weise wurden die
Gleichlaufzeichen von den Bildströmen getrennt.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht auf der Sendeseite. Ein bestimmtes Amplitudengebiet muss ausschliesslich für die Synehronzeichen reserviert werden. Man kann daher mit den Bildzeiehen allein den Sender niemals voll durchsteuern. In der Praxis kann man höchstens zwei Drittel des Antennenstromes für die Bildzeichen verwenden, das letzte Drittel muss für die Synchronzeiehen reserviert bleiben. Bei schwachem Empfang bekommt man deshalb zwar noch stellende Bilder, aber der Bildinhalt ist so schwach wiedergegeben, dass man nichts mehr erkennt. Ein weiterer Nachteil ist, dass starke atmosphärische Störungen den Synchronapparat immer dann in Tätigkeit setzen können, wenn ihre Lautstärke über die Ansprechschwelle des Siebes hinausgeht.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile durch die Methode der"Zeitsperrung". Der Grundgedanke dieser Methode besteht in folgendem : Zwischen den Bildzeichenempfänger und die Synchroni- sierklemmen des Rastergerätes wird ein Amplitudensieb besonderer Art geschaltet, dessen Ansprechschwelle veränderlich ist. Das Sieb wird, wie im folgenden beschrieben wird, während 90" der Zeilenaufbauzeit vollständig gesperrt (Sperrphase). Während dieser Zeit kann es durch keinen auch noch so starken Empfang durchstossen werden, und es können auch keine Störungen die Synchronisierung beeinflussen. Erst kurz vor Erreichung des Zeilenendes wird die Ausprechschwelle des Siebes anders eingestellt.
Das Sieb wird so vorgespannt, dass es jetzt von Zeichen mit normaler Empfangsstärke durchstossen werden kann. Ein Stromdurchtritt findet trotzdem noch nicht statt (Wartephase). Erst wenn der Sender während dieser Wartephase einen bestimmten Schwellwert überschreitet, tritt ein Durchstossen des Amplitudensiebes und damit eine Synchronisierung des Rastergerätes ein (Zündphase). Kurz nachdem der Kippunkt im Rastergerät eingetreten und damit der Bildpunkt an die andere Bildkante zurückgeworfen worden ist, nimmt das Amplitudensieb wieder seinen Ausgangszustand ein, d. h. es ist gesperrt und das Spiel beginnt von neuem.
Zu der geschilderten Arbeitsweise gehört eine bestimmte Form des Diagramms der ausgestrahlten Sendung, d. h. eine bestimmte Beschaffenheit der Synchronzeiehen an den Rändern des Bildes. Fig. If erklärt diese Verhältnisse im einzelnen. Es wird vorausgesetzt, dass ein Bild mit der Bildfläche J'als Bild positiv, z. B. als Positivfilm, gegeben ist. Der Sender wird mit diesem Bild in der Weise moduliert, dass einer weissen Stelle im Bilde ein grosser Antennenstrom entspricht, während eine tiefsc. hwarze Stelle im Bilde den Antennenstrom zum Verschwinden bringt. Die Kennlinie 2 des Senders in Fig. 2a stellt den Zusammenhang zwischen der Helligkeit des Bildes H und der Antennenstromstärke i dar. Der Punkt i = Null wird also für H = Null erreicht.
Der Sender wird daher durch das Bild bereits
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fläche 3 der Nipkowscheibe, welche durch vier Bildpunkte 4 bestimmt ist, wobei in diesem Falle eine Spiralloehscheibe zugrunde gelegt ist. Der zwischen der Teilungsfläche'j und der Bildfläche 1 entstehende Rand wird durch optische Mittel zur Hälfte beleuchtet. Es entsteht ein innerer Rand 5 mit einer Helligkeit Hg. Übrig bleibt ein äusserer Rand 6, bei dem jede Belichtung vollständig verschwindet (H = Null). Das bei der Abtastung einer solchen Abbildungsfläche entstehende Antennenstromdiagramm ist in Fig. 2b als Funktion der Zeit t aufgetragen. Die Zeitabschnitte'7, 8 usw. entsprechen jeweils einer Zeilenperiode.
Am Ende jeder Zeile gleitet der abtastende Bildpunkt über den Doppelrand 5, 6. Es ist dies ein Zeitabschnitt 7', 8', welcher 10% von der ganzen Zeit 7, 8 einer Zeile beträgt (Randzeit). Innerhalb dieses Bildrandes entsteht das"Randsignal". Das Randsignal beginnt mit einer Intensität Hs entsprechend dem in Fig. 2b gezeichneten inneren Rande, der mit dieser Helligkeit belichtet ist. Das Randsignal endet mit der Intensität Null in dem Moment, wo der abtastende Bildpunkt in den äusseren Rand 6 von Fig. 1a hineinkommt, weil in dieser Phase jegliche Belichtung überhaupt fortfällt. Der Zeitpunkt, in welchem dieser Umsprung von Hg auf Null eintritt, ist in Fig. 2b mit tz bezeichnet. tz bedeutet : Zündzeit.
Der Empfang einer solchen Sendung nach der Methode der Zeitsperrung ist in Fig. 3 an einem Schaltbeispiel erläutert. Der Empfang geschieht mit einem Überlagerungsempfänger. Das letzte Rohr des Zwischenfrequenzverstärkers ist mit 9 bezeichnet. Durch den Zwischenfrequenztransformator 10 ist dieses Rohr mit dem Detektorrohr 11 induktiv gekoppelt. Die Schaltung dieses Rohres 11 mit den beiden Zwillingsgittern 12a, 12b kann als bekannt vorausgesetzt werden. Die Wirkung ist derart, dass die Anode von 11 negative Extremwerte nur dann annehmen kann, wenn die Trägerwelle ver- sehwindet. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Antennenstrom des Senders aussetzt.
Der Momentanwert der Anodenspannung von 11 ist dann nur noch durch die Anodenbatterie 13 des Empfängers bestimmt und ist daher von allen Zufälligkeiten des Empfanges unabhängig. Das Amplitudensieb
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in direkter Verbindung mit der Anode des Detektorrohres 11. Dieser gemeinschaftliche Pol ist ausserdem angeschlossen an das Steuergitter 16 der Fernsehröhre 17 und besorgt die Modulation des von der Kathode 18 der Fernsehröhre ausgehenden Elektronenstrahls.
Die Anode 19 des Siebrohres 14 ist an eine mittels des Potentiometers 20 veränderliche Gegenspannung angeschlossen, und in diese Leitung eingeschaltet sind die Transformatoren 21 und 22, welche die Synchronzeiehen dem Rastergerät zuführen und ausserdem diese Zeichen nach ihrer zeitlichen Dauer separieren, wobei der Transformator mit hoher Eigenschwingung 21 die kurzen Zeilenstösse und der andere Transformator : 2 die langen Bild- weehselstösse aufnimmt und wobei die beiden Transformatoren ausserdem die ankommenden Zeichen negativer Polarität umpolen in solche von positivem Vorzeichen, welche direkt zum Eintasten in die Elektronenröhren des Rastergerätes (Kippgerätes) verwendbar sind.
Neuartig ist insbesondere die Funktion des Steuergitter 23. Dieses besorgt die Zeitsper'ung des Amplitudensiebes 14 in folgender Weise : Über einen sehr grossen Vorwiderstand 24 ist das Steuergitter 23 mit dem Stromkreis derjenigen Ablenkplatte, beispielsweise 25 a, der beiden Zeilenplatten : ? 5l1 und 25b der Fernsehröhre verbunden, welche die Ablenkung des Kathodenstrahles in Richtung auf den Synchronisierrand des Bildes bewirkt.
Diese Ablenkplatte nimmt bekanntlich in der fraglichen Schwingungsphase eine positive Wechselspannung von immer mehr zunehmender Grösse an. Über einen kleinen Kopplungskondensator 26 kommt die Kippschwingung der Platte 25 a über den Vorwiderstand 24 an das Gitter 23, und über den Ableitungswiderstand 27 kommt eine Vorspannung 28
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kippschwingung imstande sind, dem Gitter eine schwach positive Vorspannung gegenüber der Kathode zu geben.
Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Zeilenkippsehwingung, wie sie vom linken Bildrande 29 zum rechten Bildrande 30 herübersehwingt und dabei die Amplitude 30'mit positivem Vorzeichen annimmt. Die Vorspannung 28 ist dann mit 31 eingezeichnet und ist so gross gewählt, dass die Wartephase, nämlich der Zeitabschnitt 32, etwa 10% von der Zeilenperiode 33 beträgt. Da die Grösse der Kippspannung immer konstant bleibt, denn diese ist ja identisch mit der konstanten Grösse des Bildfeldes im Empfänger, und da auch die Vorspannung 28 eine konstante Gleichspannung ist, so lässt sich die Länge der Wartephase 32 konstant einstellen. Die Kurve 34 zeigt den Verlauf, den die Gitterspannung des Rohres 14 unter Wirkung dieser Kopplung mit dem Plattenkreise annimmt.
Infolge des grossen Vorwiderstandes 24 von etwa 106 Ohm steigt nämlich die Gittervorspannung nicht unbegrenzt weiter an, sondern bleibt nur immer höchstens etwa 1 Volt positiver als das jeweilige Kathodenpotential. Trotzdem also eine schwach positive Gitter-Kathodenvorspannung während der Wartephase vorhanden ist, kommt kein Strom im Anodenkreis 19, 20 zustande. Wir befinden uns nämlich. was durch Einstellung der Frequenz der freien Kippschwingung am Empfänger leicht erreicht wird, in der Abtastperiode über dem inneren Rande des Randsignals (Rand 5, Helligkeit HG, Fig. 1 und 2). Während dieser Periode ist das Detektorrohr 11 erregt. Infolgedessen ist die Kathode 15 positiv gegen die Anode vorgespannt, und es kann daher trotz des auf Durchlass stehenden Steuergitter 23 kein Anodenstrom zustande kommen.
Erst im Zündpunkte (Fig. 2 b), wenn der Abtastpunkt auf den
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äusseren Rand 6 übergeht, verschwindet der Antennenstrom. Dann wird die Kathode negativ gegenüber der Anode, und da ausserdem das Gitter schwach positiv gegen die Kathode ist, so kommt nunmehr ein synchronisierender Stromstoss durch das Sieb 14 zustande. Dadurch wird aber der Bildpunkt auf die entgegengesetzte Seite des Bildes geworfen, d. h. die Ablenkplatte 2. 5 a wird wieder um einige Hundert Volt negativ. Das Gitter 2 : ; des Amplitudensiebes ist nun wieder derartig verriegelt, dass jegliche Verbindung zwischen Empfangs-und Synchronisierungsorgan unterbrochen ist.
Zur vorstehend beschriebenen praktischen Ausführung eines Amplitudensiebes mit veränderlicher Reizschwelle ist hinzuzufügen, dass durch Einführung eines zweiten Gitters 23'eine Ankopplung an die Vertikalplatten der Fernsehröhre 17 über Kopplungselementp 24', 26'erfolgen kann. Mit einer solchen Röhre mit zwei Gittern wird das Problem des unabhängigen Eintastens von Bildweehselzeichen und Zeilenweehselzeichen am einfachsten gelöst.
Die Beschreibung erklärt das Prinzip der Erfindung unter Verwendung einer sehr speziell erscheinenden Ausführungsschaltung. Es gibt zahlreiche andere Möglichkeiten zur Durchführung des Erfindungsgedankens. Die Vorteile der Methode werden aber durch das Vorgesagte leicht erkannt und bestehen in folgendem : Man kann durch Einstellung der Ansprechschwelle des Siebes 14 (mit dem Potentiometer 20) grundsätzlich jeden Synchronisierwert verwenden. Man braucht z. B. nicht zu verlangen, dass der Antennenstrom in dem dunklen Rand 6 vollständig zu Null wird. Während der Sperrphase kann der Antennenstrom jeden beliebigen Wert annehmen. Es kann sogar so gearbeitet werden, dass die synchronisierende Amplitude in ihrem Absolutwert kleiner ist als die grössten vorkommenden Amplituden des Bildes.
Dies würde allerdings praktisch keine Vorteile bringen, zeigt aber den Gegensatz der Methode der Zeitsperrung gegenüber der heute verwendeten Methode der reinen Amplitudentrennung. Es sind während der Sperrphase Störungen überhaupt unwirksam. Der Sender kann voll durehmoduliert werden. Es kann auch ein Negativ gesendet werden. Dann braucht man nur den inneren Rand 5 auf die andere Seite des Bildes zu legen und verteilt die Abbildungsfläche auf die
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Es kann selbstverständlich auch mit weissen anstatt mit schwarzen äusseren Rändern gearbeitet werden. Die Synchronisierimpulse brauchen nicht, wie an Hand der Fig. 1 erklärt wurde, durch optische Belichtungsstufen erzeugt zu werden, sondern sie können auch auf elektrischem Wege erzeugt werden.
Es sind zahlreiche Schaltungen bekannt, mit denen man kurze Impulse herstellen kann. Führt man einen in einer Richtung schwingenden Impuls einem Transformator mit abgestimmter Eigenschwingung und periodischer Dämpfung zu, so kann man an dessen Sekundärseite eine einzige Sehwingungsperiode einer Sinuswelle abnehmen, welche einem Doppelzeiehen entsprechen würde, wie es soeben beschrieben und auf optischem Wege hergestellt wurde und dem vorliegenden Verfahren eigentümlich ist.
Die Dauer der Wartephase muss gleich oder grösser sein als die Abtastdauer für das Randgebiet des Bildes. Wird diese Bedingung nicht eingehalten und ist die Wartephase zu klein, so wird die Einstellung der Synchronisierung erschwert. Andernfalls ist die Einstellung nicht schwerer als beim Empfang der bisherigen Sendungen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Fernsehübertragung mit Synchronisierung durch den Sender, dadurch gekennzeichnet, dass den Synehronimpulsen während des überwiegenden Teiles der Zeilen-bzw. Bildwechsel- periode nicht die Möglichkeit gegeben wird, auf das Rastergerät einzuwirken, und dass die Verbindung zum Rastergerät nur kurz vor den Bildzeilenenden bzw. den Bildenden hergestellt wird.