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Fernsehempfangssystem.
Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehsysteme ; sie betrifft im besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung, um entsprechende Synchronisierung zwischen der Abtastung im Sender und der im Empfänger zu erhalten.
Es sind Fernsehsysteme bekannt, bei denen die Abtastung im Empfänger in Synchronismus mit der Abtastung im Sender erhalten wird, indem am Ende jeder Abtastzeile ein Horizontalsynchronisierimpuls von kurzer Dauer und am Ende jedes Bildes ein Vertikalsynchronisierimpuls mit der gleichen Amplitude, aber von längerer Dauer gesendet wird. Hiebei haben die Synchronisierimpulse eine grössere Amplitude als die Bildsignale oder Bildströme, u. zw. vorzugsweise in der sogenannten "Schwarzriehtung"der letzteren (d. h. in der Richtung, in der die Bildströme die Schatten oder dunkeln Stellen des Bildes ergeben).
Bei einem Fernsehempfänger für den Empfang von zusammengesetzten Signalen dieser Art enthält gewöhnlich jeder der Horizontal- und Vertikalablenkkreise, welehe die Ablenkströme oder - spannungen für die Abtastung im Empfänger liefern und durch die Synehronisierimpulse gesteuert werden, einen Oszillator, wie einen Relaxationsoszillator oder einen Oszillator der Dynatron-oder Bloekierbauart. Es wurde nun gefunden, dass die durch den Oszillator in einem Ablenkkreis erzeugten starken Spannungsimpulse in den andern Ablenkkreis zu gelangen trachten und dadurch die Abtastung ungünstig beeinflussen.
Gegenstand der Erfindung ist es nun, einen solchen Fernsehempfänger zu schaffen, bei dem der eine Ablenkkreis keinen störenden Einfluss auf den andern Ablenkkreis ausübt. Und weiters ist Gegenstand der Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Einrichtung zur Trennung der Bildsignale von den Synchronisierimpulsen in einem Fernsehempfänger.
Bei einer Ausführungsform gemäss der Erfindung wird die gewünschte Isolierung der Horizontalund der Vertikalablenkkreise durch die Anwendung einer Vakuumröhre in jedem Ablenkkreiskanal für die Trennung der Bildsignale von den Synchronisierimpulsen erhalten. Statt zwei Trennröhren zu verwenden, kann auch eine einzige Schirmgitterröhre zur Anwendung kommen, von welcher der Anodenkreis mit einem Ablenkkreis und der Schirmgitterkreis mit dem andern Ablenkkreis gekoppelt wird, wobei mindestens ein Ablenkkreis im wesentlichen von dem andern isoliert ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht. Die Fig. 1 stellt ein Stromkreisschema eines Fernsehempfängers dar, in dem die Erfindung verkörpert ist ; Fig. 2 ein Schema eines die Bildsignale und Synehronisierimpulse trennenden Kreises, der für einen Teil des Schemas nach Fig. 1 eingesetzt werden kann ; und Fig. 3 Kurven, die zur Erklärung der Wirkungsweise des Fernsehempfängers nach Fig. 1 dienen. Fig. 4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform ; und die Fig. 5 und 6 zeigen Kurven zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes.
Der Fernsehempfänger nach Fig. 1 enthält einen Radioempfänger 1, der die Trägerwelle aufnimmt und demoduliert und in dessen Ausgangskreis Bildsignale und Synehronisierimpulse der oben erwähnten Art auftreten.
Die Bildsignale und Synchronisierimpulse werden in einem widerstandsgekoppelte Verstärker 2 und 3 enthaltenden Signalkanal verstärkt und auf das Steuergitter 4 einer Kathodenstrahlröhre 5 übertragen, die von irgendeiner bekannten Bauart sein kann und in einer evakuierten Hülle eine
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Kathode 6, das Steuergitter 4, eine erste Anode 7 und eine zweite Anode 8 aufweist. Geeignete Ablenkmittel, wie die Ablenkspulen 9 und 10, sind zur Ablenkung des Kathodenstrahles in waagrechter und senkrechter Richtung vorgesehen, um die Abtastung eines Fluoreszenzsehirmes am Ende der Röhre zu bewirken.
Die Horizontalablenkspulell 9 werden mit sägezahnförmigem Strom von verhältnismässig hoher Frequenz durch einen Horizontalablenkkreis 11 versorgt ; die Vertikalablenkspulen 10 erhalten sagezahll- förmigen Strom verhältnismässig niedriger Frequenz von einem Vertikalablenkkreis 12. Die Ablenkkreise 11 und 12 können von irgendeiner bekannten oder geeigneten Art sein, z. B. aus einem Kreis bestehen, der einen durch entsprechende ihm aufgedrückte Synehronisierimpulse im Takt erhaltenen Blockieroszillator enthält.
Die Anzahl der Verstärkerstufen im Radioempfänger 1 ist so gewählt, dass die Polarität der dem Steuergitter 4 der Kathodenstrahlröhre 5 aufgedrückten Synehronisierimpulse negativ wird, so dass der Kathodenstrahl am Ende jeder Abtastlinie blockiert oder unterdrückt wird, um eine Spur auf dem Fluoreszenzsehirm während der Zeilenrüekführperiode zu verhüten.
Die Abtastung des Fluoreszenzschirmes durch den Kathodenstrahl ist mit der Abtastung im Sender dadurch in Synchronismus gehalten, dass die Synehronisierimpulse von den Bildsignalen getrennt und den Ablenkkreisen 11 und 12 zugeführt werden. Gemäss der Erfindung wird das aus Bildsignalen und Synchronisierimpulsen zusammengesetzte Signal zwei Trennröhren 13 und 14 aufgedrückt, von denen die Röhre 13 Synehronisierimpulse dem Vertikalablenkkreis 12 und die Röhre 14 solche dem Horizontalablenkkreis 11 zuführt.
In dem dargestellten Beispiel ist der Trennkreis für die Trennung von Synehronisierimpulsen negativer Polarität eingerichtet ; aber es können auch andere Arten von Trennkreisen verwendet werden, wie die zur Trennung von Synchronisierimpulsen positiver Polarität bestimmten Kreise.
Die Trennröhre 13 kann eine Dreielektroden-Vakuumröhre sein, die eine Kathode 16, ein Steuer- gitter 17 und eine Anode 18 aufweist. Der Eingangskreis der Röhre 18 enthält einen Widerstand 19 nächst dem Gitter 17 und einen Widerstand 20, dem die Bildsignale und 8ynchronisierimpulse aufgedrückt werden. Vorzugsweise ist eine Vorspannbatterie. M oder ein anderes Mittel vorgesehen, um dem Gitter 17 eine positive Vorspannung zu erteilen, damit eine bessere Trennung von Bildsignalen und Synchronisierimpulsen erzielt werde, wie später auseinandergesetzt werden wird.
Das die Synchronisierimpulse negativer Polarität enthaltende zusammengesetzte Signal wird aus dem Ausgangskreis des Verstärkers 3 durch einen Leiter 22 und einen Kondensator 2. 3 dem Eingangskreis der Trennröhre 18 zugeführt, in deren Ausgangskreis, wie später gezeigt werden wird, nur die Synehronisierimpulse auftreten, die dann durch den Koppelkondensator 24 dem Vertikalablenkkreis 12 zugeführt werden.
Um die Vertikalsynchronisierimpulse von den Horizontalsynehronisierimpulsen zu trennen, ist der Anodenwiderstand der Röhre 1. 3 niedrig gewählt für die verhältnismässig hohe Frequenz der Horizontalsynchronisierimpulse, indem ein Kondensator verhältnismässig grosser Kapazität 25 parallel zum Anodenwiderstand 26 gelegt wird. Die Kapazität des Kondensators 25 ist hinreichend, um zu bewirken, dass der Anodenkreis der Röhre 13 einen sehr geringen Widerstand für die Synehronisierimpulse höherer Frequenz aufweist, wodurch im wesentlichen alle diese Impulse beseitigt und nur die Vertikalsynehronisierimpulse dem Ablenkkreis 12 aufgedrückt werden.
Der Trennkreis für die Zufuhr von Synchronisierimpulsen zum Horizontalablenkkreis 11 kann von derselben Art wie der oben beschriebene sein. In dem dargestellten Beispiel enthält er die Vakuumröhre 14 mit einer Kathode 27, einem Steuergitter 28 und einer Anode 29. Der Eingangskreis der Röhre enthält einen Widerstand 31 nächst dem Gitter 28, einen Widerstand 32, dem das zusammengesetzte Signal aufgedrückt wird und eine Vorspannbatterie 33, um dem Gitter eine positive Vorspannung zu erteilen.
Das zusammengesetzte Signal wird dem Eingangskreis durch einen Kondensator. 34 zugeführt.
Ebenso wie bei dem andern Trennkreis treten bloss die Synchronisierimpulse im Anodenkreis der Röhre 14 auf und werden durch einen Koppelkondensator 35 dem Horizontalablenkkreis 11 zugeführt.
Es werden jedoch diesem Kreis bloss die Horizontalsynchronisierimpulse, die eine hohe Frequenz haben, aufgedrückt, da der Anodenkreis der Röhre 14 einen niedrigen Widerstand für die Vertikalsynehronisierimpulse hat, indem der Anode 29 positives Potential durch eine Induktionsspule. 36 zugeführt wird, die den Horizontalsynchronisierimpulsen hoher Frequenz einen hohen Widerstand und einen verhältnismässig niedrigen Widerstand den Synchronisierimpulsen niedriger Frequenz bietet.
Auch kann der Koppelkondensator 35 mit einer kleinen Kapazität ausgestattet werden, so dass er den Vertikalsynchronisierimpulsen einen hohen Widerstand bietet.
Aus dem vorhergehenden ergibt sich, dass die zwei Ablenkkreise 11 und 12 voneinander mittels der Trennröhren 13 und 14 isoliert sind, so dass von einem Oszillator in einem Ablenkkreis erzeugte Impulse nicht in den andern Ablenkkreis zurückwirken können.
Überdies kann zusätzlich zu der in den Anodenkreisen der Trennröhren 18 und 14 für die Trennung der Vertikal-und der Horizontalablenkimpulse erhaltenen Filterwirkung eine weitere Filterwirkung
EMI2.1
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mässig grosse Kapazität und dem Widerstand 19 einen verhältnismässig grossen Widerstandswert gibt und dem Kondensator-M und dem Widerstand 31 verhältnismässig kleine Werte.
Die Wirkung der Trennröhren 13 und 14, die Synehronisierimpulse von den Bildsignalen zu trennen, insbesondere wenn sie positive Vorspannung haben, lässt sieh einfach an Hand der Fig. 3 erklären, in der die Bildsignale mit 37 und die Horizontalsynehronisierimpulse mit 38 bezeichnet sind, während die Kennlinie für die Beziehung von Gitterspannung (v) und Anodenstrom (i) einer Trennröhre mit 39 bezeichnet ist und mit t die Zeitaehse. Nur negative Impulse, die dem Eingangskreis der Trennröhre aufgedruckt werden, treten im Anodenkreis auf, da der Gitter-Kathodenwiderstand der Röhre sehr gering wird, wenn positive Impulse dem Gitter aufgedrückt werden ; während bei negativem Gitter der Gitter-Kathodenwiderstand ein hoher ist und die negativen Impulse im Anodenkreis erscheinen.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Bildsignale mitunter, wie bei 37 a, negative Polarität haben. Um zu verhindern, dass solche Bildsignale negativer Polarität durch die Trennröhre hindurchgelassen werden, wird dem Steuergitter eine positive Vorspannung (g) erteilt. Dadurch wird die Wechselstromachse (11) des zusammengesetzten Signals hinreichend nach rechts verschoben, um zu verhüten, dass die Bildsignale negativer Polarität (37 a) das Steuergitter negativ machen.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Röhre 41 der Sehirmgitterbauart an Stelle der zwei Trennröhren 13 und 14 der Fig.] verwendet. Die Röhre hat eine Kathode 42, ein Steuergitter 43, ein Schirmgitter 44, ein Fanggitter 45 und eine Anode 46. Die Trennung der Bildsignale von den Synchronisierimpulsen kann durch einen Eingangskreis wie in Fig. 1 erfolgen ; doch kann vorteilhaft ein anderer Kreis von der Art, die zur Trennung von Synchronisierimpulsen positiver Polarität von den Bildsignalen dienen, verwendet werden. Der dargestellte Eingangskreis der Röhre 41 enthält einen Gitterkondensator 47 und einen Gitterableitwiderstand 48, wobei der Kondensator 47 mit dem Leiter 40 im Ausgangskreis des Verstärkers 2 der Fig. 1 zu verbinden ist.
Die Synchronisier- impulse positiver Polarität verursachen ein periodisches Fliessen von Gitterstrom, das bewirkt, dass eine negative Vorspannung dem Steuergitter erteilt wird. Diese Vorspannung ist hinreichend, um die Röhre über den Bloekierungspunkt hinaus vorzuspannen, so dass nur Synehronisierimpulse positiver Polarität durch die Röhre hindurehgelassen werden. So lange die Amplitude der Synehronisierimpulse sieh nicht ändert, bleibt die negative Vorspannung des Steuergitter 43 im wesentlichen konstant, da der den Gitterkondensator 47 und-widerstand 48 enthaltende Kreis eine genug grosse Zeitkonstante hat, um die Kondensatorladung zwischen den Horizontalsynehronisierimpulsen beizubehalten.
Der Anodenkreis der Röhre ist so gewählt, dass er einen niedrigen Widerstand für Vertikalsynehronisierimpulse hat, indem das Potential der Anode 46 durch eine Induktionsspule 49 zugeführt wird, wodurch die Horizontalsynehronisierimpulse dem Horizontalablenkkreis 11 im wesentlichen unter Ausschluss der Vertikalsynchronisierimpulse zugeführt werden. Der Schirmgitterkreis der Röhre ist so gewählt, dass er einen niedrigen Widerstand für die Horizontalsynehronisierimpulse hat, so dass nur die Vertikalsynehronisierimpulse dem Vertikalablenkkreis aufgedrückt werden. Dieser niedrige Widerstand wird wie im entsprechenden Kreis der Fig. 1 dadurch erhalten, dass eine verhältnismässig grosse Kapazität zwischen Schirmgitter und Erde gelegt wird.
Es ist ersichtlich, dass von einem Oszillator im Horizontalablenkkreis 11 erzeugte Impulse nicht zurück in den Vertikalablenkkreis 12 gelangen können. Dies ist von besonderer Bedeutung für Fernsehsysteme, die mit Zeilensprungabtastung arbeiten, da im Vertikalablenkkreis auftretende Horizontal- synehronisierimpulse den richtigen Zeilensprung zerstören können. Weniger wichtig ist es, dass die von einem Oszillator im Vertikalablenkkreis 12 erzeugten Impulse verhindert werden, in den Horizontalablenkkreis 11 zu gelangen, obwohl auch dies erwünscht ist. Der in Fig. 2 dargestellte Kreis hat aber besonderen Wert für Fernsehempfänger, die um einen geringen Preis hergestellt werden sollen.
Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel werden die Bildsignale von den Synchronisierimpulsen durch irgendeinen geeigneten Trennkreis getrennt, wie z. B. einen Kreis mit einer Trennröhre 52, die über den Blockierungspunkt hinaus mittels Gitterableitung, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, vorgespannt wird. Die Vertikal-und die Horizontalsynehronisierimpulse werden voneinander mittels Filter getrennt, wobei die Vertikalsynchronisierimpulse dem Vertikalablenkkreis 12 durch eine Vakuumröhre 67 und die Horizontalsynehronisierimpulse dem Horizontalablenkkreis 11 durch eine Röhre 69 zugeführt werden. Gleiche Teile in den Fig. 1, 2 und 4 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die Vakuumröhre 67, die eine Triode sein kann, weist in ihrem Eingangskreis einen Widerstand 53 mit einem hohen Widerstandswert nächst dem Gitter auf und einen Widerstand 54 mit einem verhältnismässig niedrigen Wert, dem die Synchronisierimpulse aufgedrückt werden, die von der Röhre 52 durch einen Koppelkondensator 57 zugeführt werden. Der Eingangskreis enthält auch vorzugsweise eine Vorspannung 70.-Ein Filterkondensator 55 ist an die Eingangselektroden der Röhre 67 gelegt, der zusammen mit dem Widerstand dazu dient, im wesentlichen die Horizontalsynehronisierimpulse zu beseitigen, so dass nur die Vertikalsynchronisierimpulse dem Vertikalablenkkreis 12 aufgedrückt werden.
Ein Vergleich der Fig. 1 und 4 zeigt, dass der Eingangskreis der Röhre 67 zu dem, dass er als ein Filter dient, auch dahin wirkt, Bildsignale positiver Polarität, die etwa durch die Trennröhre 52
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hindurchgegangen sind, zu beseitigen. Es gehen nur Signale negativer Polarität vom Ausgangskreis der Röhre 52 durch die Röhre 67 hindurch, wie aus der Beschreibung der Wirkungsweise der Trennröhren zu Fig. 1 hervorgeht.
Der Eingangskreis der Röhre 69 enthält einen Gitterwiderstand 65 zwischen Gitter und Kathode, wobei die Röhre vorzugsweise mit Gittervorspannung Null betrieben wird. Das Gitter der Röhre 69 ist mit dem Ausgangskreis der Trennröhre 52 durch einen Kondensator 63 verbunden, der eine so geringe Kapazität hat, dass er einen hohen Widerstand für die Vertikalsynehronisierimpulse, die niedrige Frequenz haben, darstellt. Infolge der Filterwirkung des Kondensators 68 und des Gitterwiderstandes 65 gelangen nur die Horizontalsynchronisierimpulse in den Ausgangskreis der Röhre 69, die dem Horizontalablenkkreis 11 aufgedrückt werden.
Die Röhren 67 und 69 isolieren also die zwei Ablenkkreise voneinander, so dass die von einem Oszillator in einem Ablenkkreis erzeugte Spannung nicht in den andern Ablenkkreis zurückgespeist werden kann, um einen nachteiligen Einfluss auf die Abtastung auszuüben.
Die Fig. 5 und 6 dienen zur besseren Erläuterung der Filterwirkung der Kreise der Fig. 4. Die Fig. 5 stellt das schon früher erwähnte zusammengesetzte Signal dar, das aus den Bildsignalen. 37, den Horizontalsynchronisierimpulsen 38 und den Vertikalsynchronisierimpulsen 72 besteht ; es gleicht dem in Fig. 3 dargestellten, nur dass in Fig. 3 jeder Horizontalsynchronisierimpuls in seinem Kurvenzug eine Stufe hat, wie es derzeit üblich ist.
Von den Kurven der Fig. 6 zeigt die Charakteristik 11 des der Röhre 67 vorangehenden Filterkreises, dass dieser die verhältnismässig niedrigen Frequenzkomponenten der Synchronisierimpulse durchlässt und die höheren Frequenzkomponenten ausschliesst, während gemäss der Charakteristik 12 des der Röhre 69 vorausgehenden Filterkreises dieser die höheren Frequenzkomponenten durchlässt, die vom ersteren Filterkreis ausgeschlossen werden und die niedrigeren Frequenzkomponenten ausschliesst.
Auf diese Weise isolieren die in Fig. 4 dargestellten Filterkreise im wesentlichen die Vertikal-und die Horizontalsynchronisierimpulse, da Impulse der in Fig. 5 dargestellten Art dadurch gekennzeichnet sind, dass der grösste Teil der Energie der Vertikalsynchronisierimpulse in einem Frequenzband auftritt, das unterhalb einer bestimmten Frequenz (im allgemeinen der Horizontalsynchronisierfrequenz) liegt, während der grösste Teil der Energie der Horizontalsynehronisierimpulse in einem Frequenzband oberhalb dieser Frequenz auftritt.
In den Zeichnungen sind die Werte gewisser Elemente in Ohm, Megohm, Mikrofarad und Henry angegeben ; diese Werte entsprechen einem Fernsehsystem mit Zeilensprungabtastung, bei dem die Horizontalsynchronisierimpulse 10290mal und die Vertikalsynchronisierimpulse 60mal in der Sekunde erfolgen. Es versteht sich jedoch, dass diese Werte nur beispielsweise gegeben sind und innerhalb ziemlich weiter Grenzen verändert werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernsehempfangssystem mit einem Signalkanal für den Empfang von Bildsignalen zusammen mit Horizontal-und Vertikalsynchronisierimpulsen, einer Kathodenstrahlröhre und Horizontal-und Vertikalablenkkreisen für dieselbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente, welche die Synehronisierimpulse den Ablenkkreisen unter Ausschluss der Bildsignale zuführen, derart ausgebildet sind, dass die in einem der Ablenkkreise (vorzugsweise die im Horizontalablenkkreis) erzeugten Spannungsimpulse von dem andern Ablenkkreis ferngehalten werden oder die Fernhaltung der
Spannungsimpulse auch in der umgekehrten Richtung erfolgt.