Der Patentanspruch des Hauptpatentes betrifft ein Ver- ihren zur Übertragung mindestens eines Tonsignals inner- alb des Frequenzspektrums eines Videosignals, bei dem sen- erseitig das einer Halbbildperiode des Bildsignals zugehö- ige Tonsignal während dieser Halbbildperiode in einer Speichereinrichtung gespeichert wird und nach Ablauf die- er Halbbildperiode während des Zeilenhinlaufs einer der reien Zeilen für den dieser Halbbildperiode nachfolgenden Bildrücklauf übertragen wird und der Tonsignalinhalt dieser :
eile im Empfänger in einer Speichereinrichtung gespei- hert wird und innerhalb der Periode des nachfolgenden dalbbildes an den Tonteil des Empfängers abgegeben wird.
In Weiterbildung des Verfahrens nach dem Patentan- pruch des Hauptpatentes wird vorgeschlagen, dass sender- nd/oder empfängerseitig als Speichereinrichtung(en) Kon- ensatoren verwendet werden, deren Anzahl der Zeilenzahl es Fernsehsignals oder einem Bruchteil dieser Zeilenzahl ntspricht und deren eine Ende miteinander verbunden sind nd über einen elektronischen Umschalter entweder jeweils nit dem Signaleingang oder jeweils mit dem Signalausgang erbunden werden und die anderen Enden der Kondensato- en über je einen elektronischen Schalter nacheinander an in festes Potential, z. B.
Masse gelegt werden und diese elek- ronischen Schalter mittels eines Schieberegisters, bei dem ich jeweils nur eines seiner Elemente im ersten stabilen Zu- Land befindet und alle anderen im zweiten stabilen Zustand efinden, nacheinander geschaltet werden und dieses Schiebe egister mit einer Taktfrequenz gesteuert wird,
die wechsel- eitig während der Halbbildperiode gleich der doppelten Zei- enfrequenz oder einem Bruchteil dieser Frequenz und wäh- end des Zeilenhinlaufs der betreffenden freien Zeile dem Quotienten aus der Anzahl der Kondensatoren und der Ton- ignalübertragungszeit in der betreffenden Zeile entspricht nd der elektronische Umschalter während der Halbbildpe- iode senderseitig mit dem Signaleingang bzw.
empfängersei- g mit dem Signalausgang und während des Zeilenhinlaufs er betreffenden freien Zeile senderseitig mit dem Signalaus ang bzw. empfängerseitig mit dem Signaleingang verbun- en wird.
Vorzugsweise bestehen die Schieberegisterele nente aus einem ersten Transistor und einem zweiten kom- lementären Transistor, wobei der Emitter des ersten Transi- tors mit Masse verbunden ist und die Basis dieses Transi- tors über einen Widerstand ebenfalls mit Masse und über inen anderen Widerstand mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, dessen Basis über einen weiteren Viderstand mit dem Kollektor des ersten Transistors verbun- en ist und der Emitter des zweiten Transistors an der Spei espannung liegt,
dessen Basis über einen Koppelwiderstand Taktimpulse zugeführt werden, die so vorgespannt sind, dass ei nichtleitendem ersten Transistor der zweite Transistor nmer gesperrt ist und bei leitendem ersten Transistor nur ei einem der beiden Potentiale der Taktimpulse auch der weite Transistor leitet und bei dem anderen sperrt und der Kollektor des zweiten Transistors über einen Koppelwider tand mit der Basis des ersten Transistors des nachfolgen- en Schieberegisterelementes verbunden ist, und der Basis es zweiten Transistors des nachfolgenden Schieberegister- lementes über einen Koppelwiderstand Taktimpulse zuge- ihrt werden,
die im Gegentakt stehen zu den Taktimpulsen, ie dem vorhergehenden Schieberegisterelement zugeführt erden.
Die Schieberegisterelemente können auch aus zwei MOS- Transistoren der gleichen Gattung bestehen, wobei die Sour- e-Elektrode des ersten MOS-Transistors mit Masse und des- en Gate-Elektrode über einen Widerstand mit Masse oder iner festen sperrenden Vorspannung verbunden ist und fiese Gate-Elektrode zusätzlich über einen Widerstand mit er Drain-Elektrode des zweiten Transistors und die Drain- Elektrode des ersten Transistors direkt oder über einen wei teren Widerstand mit der Source-Elektrode des zweiten Tran sistors verbunden ist,
die ihrerseits über einen Widerstand mit der Speisespannung verbunden ist und der Gate-Elek- trode dieses zweiten Transistors Taktimpulse zugeführt wer den, die so vorgespannt sind, dass bei sperrendem ersten Transistor auch der zweite Transistor immer gesperrt ist und bei leitendem ersten Transistor infolge des Spannungsab falles nur bei einem der beiden Potentiale der Taktimpulse auch der zweite Transistor leitet und beim andern Potential sperrt und die Drain-Elektrode des zweiten Transistors über einen Koppelwiderstand mit der Gate-Elektrode des ersten Transistors des nachfolgenden Schieberegisterelementes ver bunden ist und der Gate-Elektrode des zweiten Transistors dieses nachfolgenden Schieberegisterelementes Taktimpulse zugeführt werden, die im Gegentakt stehen zu den Taktimpul sen,
die dem vorhergehenden Element zugeführt werden.
Ferner wird es bei Verwendung von Transistoren, die keine oder nur sehr geringe Sperrverzögerungszeit aufwei sen, als vorteilhaft erachtet, dass die zwei benachbarten Schieberegisterelementen im Gegentakt zugeführten Taktim pulse sich so weit überlappen, dass kurzzeitig diese beiden Schieberegisterelemente leiten.
Es können m Schieberegister mit n,, n2, n3 bis n", Schiebe registerelementen vorgesehen sein, die über eine UND-Ma- trixschaltung die elektronischen Schalter der Kondensatoren steuern und das Produkt aus n, n2, n3 bis - n", gleich der An zahl der Kondensatoren bzw. der elektronischen Schalter ist.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden im folgen den Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
In Fig. 1 ist 59 die Leitung vom Signaleingang und 60 die Leitung zum Signalausgang der Speichereinrichtung. Sender- seitig ist der Signaleingang die Leitung vom Mikrofon bzw. vom Mikrofonverstärker und der Signalausgang die Leitung zum Sender. Empfängerseitig ist der Signaleingang die Ver bindung vom Videogleichrichter bzw. vom Videoverstärker und der Signalausgang die Verbindung zum Niederfrequenz verstärker. Die Kondensatoren 1 bis 6 sind die Speicherkon densatoren, die das Niederfrequenzsignal speichern sollen. Befinden sich die Schalter 19 und 22 in den gezeichneten Stellungen, so wird das Eingangssignal, also senderseitig das Mikrofonsignal der Leitung 61 zugeführt.
Danach werden nacheinander die Schalter 7 bis 12 geschlossen, so dass die Kondensatoren 1 bis 6 jeweils die Augenblickswerte des auf der Leitung 61 stehenden Niederfrequenzsignals speichern. Die Taktfrequenz, mit der die Schalter nacheinander ge schlossen werden, ist die niederfrequente Taktfrequenz fT, die z. B. 31,250 kHz betragen kann. Beim Auslesen des gespei cherten Signals werden die Schalter 19 und 22 umgeschaltet und die Schalter 7 bis 12 nacheinander mit der sehr hohen Frequenz FT geschaltet. Die nacheinanderfolgende Ein- bzw. Ausschaltung der Schalter 7 bis 12 erfolgt mit Hilfe eines Schieberegisters bzw. eines Ringzählers, dessen Elemente mit 13 bis 18 bezeichnet sind.
Die Leitung 21 ist die Rücklei tung des Ringzählers vom letzten Element 18 zum ersten Ele ment 13. Es kann aber auch diese Rückleitung entfallen, wenn man jeweils einen neuen Impuls dem Element 13 zu führt, wenn der letzte Impuls das Element 18 verlassen hat. Empfängerseitig arbeitet die Schaltung entsprechend umge kehrt, d. h. es wird mit der hohen Frequenz FT eingelesen und mit der niedrigen Frequenz fT ausgelesen. Die Schalter 19 und 22 werden mit einem Zeilenzähler 25 gesteuert, der seinerseits von den Kontakten 26 und 27 mit Vertikalimpul sen bzw. Horizontalimpulsen gesteuert wird. Dieser Zähler wählt die gewünschte freie Zeile des Bildrücklaufs aus, in der das Tonsignal übertragen werden soll.
In manchen Fäl len kann es vorteilhaft sein, nach dem Auslesen und vor dem nächsten Einlesen kurzzeitig den Schalter 58 zu betätigen und zusätzlich gleichzeitig sämtliche Schalter 7 bis 12 zu schliessen, um alle Kondensatoren restlos zu entladen. Jedes Schieberegisterelement besteht im allgemeinen aus zwei akti ven Elementen, z. B. zwei Transistoren. Sind diese Schiebere gisterelemente als einfache Flip-Flop-Schaltung aufgebaut, so leitet jeweils ein Transistor. Ist die Zahl der Elemente sehr hoch, so ist der Stromverbrauch dieses Schieberegisters sehr beachtlich. Um den Stromverbrauch erheblich herabzu setzen, wird deshalb eine Schaltung vorgeschlagen, bei der je weils entweder beide aktive Elemente des Schieberegisters Strom führen oder keines der beiden Elemente.
Eine solche erfindungsgemässe Anordnung zeigt Fig. 2; darin sind 28, 35 und die entsprechenden weiteren Transistoren npn-Transisto- ren, während die Transistoren 29, 34 usw. pnp-Transistoren sind. Von der Basis des Transistors 38 führt ein Ableitwider- stand 31 nach Masse. Gleichzeitig führt von der Basis dieses Transistors ein Widerstand 30 zum Kollektor des Transi stors 29. Zwischen Kollektor des Transistors 28 und der Basis des Transistors 29 liegt der Widerstand 32. Der Basis des Transistors 29 werden über den Widerstand 33 Impulse von der Klemme 41 zugeführt. Der Kollektor des Transi stors 29 ist über den Widerstand 40 mit der Basis des Transi stors 35 des nachfolgenden Schieberegisterelementes verbun den.
Die Widerstände 37, 36, 38, 39 entsprechen den Wider ständen 31, 30, 32 und 33. Das Potential der gegenpoligen Taktimpulse an den Klemmen 41 und 42 ist soweit positiv vorgespannt, dass bei nichtleitendem npn-Transistor auch der jeweilige pnp-Transistor nicht leitet. Während der Zeit t, liegt an Klemme 41 der untere Wert und an Klemme 42 der obere Wert des positiven Potentials der Taktimpulse. Während dieser Zeit t, leitet der Transistor 29 nicht, wenn der Transistor 28 nicht leitet.
Leitet jedoch der Transistor 28, so fliesst über den Widerstand 32 ein Strom, der am Widerstand 33 einen Spannungsabfall hervorruft, der so gross ist, dass der Transistor 29 geöffnet wird, so dass auch dieser einen Kollektorstrom führt, der über die Widerstände 30 und 31 nach Masse abfliesst und am Widerstand 31 einen Spannungsabfall hervorruft, der die Aufrechterhaltung des lei tenden Zustandes des Transistors 28 sicherstellt. Das Transi storpaar 34/35 kann während diesem Zustand nicht leiten, weil während der Zeit t, an der Klemme 42 der positive Wert des Taktimpulses liegt, der einen so hohen positiven Wert hat, dass selbst bei leitendem Transistor 35 der Transi stor 34 gesperrt bleibt.
Leitet das Transistorpaar 28/29 zur Zeit t,, so wird gleichzeitig auch der Transistor 35 leitend, weil über den Widerstand 40 und den Widerstand 37 ein Strom fliesst, der am Widerstand 37 einen so grossen Span nungsabfall hervorruft, dass der Transistor 35 in den leiten den Zustand geschaltet wird. Springen dann die Taktimpulse in den Zustand, wie er zur Zeit t2 erreicht wird, so wird in folge des leitenden Zustandes des Transistors 35 auch der Transistor 34 leitend. Gleichzeitig wird jedoch das Transistor paar 29/28 in den nichtleitenden Zustand geschaltet. Durch das leitende Transistorpaar 34/35 wird der npn-Transistor des nächsten Schieberegisterelementes ebenfalls in den leiten den Zustand geschaltet.
Anhand dieser Erläuterung ist ver ständlich, dass jeweils nur ein einziges Transistorpaar der ganzen Kette in leitendem Zustand ist, während alle übrigen Transistorpaare nicht leiten, so dass die Stromaufnahme der Gesamtschaltung ausserordentlich niedrig ist. Ausserdem ist aus dem Schaltbild erkennbar, dass alle nichtleitenden Paare auch keine Belastung der Impulsspannungsquellen darstellen, da bei nichtleitenden Transistoren sowohl die Basis des pnp- Transistors als auch der Kollektor des npn-Transistors keine Belastung darstellt. Die geringfügige kapazitive Belastung ist weitgehend vernachlässigbar.
Eine einwandfreie Weiter schaltung von einem Schieberegisterelement zum nächsten ist sichergestellt, wenn die Transistoren eine geringfügige Sperrverzögerungszeit aufweisen und die Gegentaktsignale an den Klemmen 41 und 42 entsprechend steile Umschaltflan ken haben. Werden dagegen Transistoren mit extrem gerin ger oder verschwindender Sperrverzögerungszeit verwen det, so wird es erforderlich, dass die beiden gegenpoligen Im pulssignale sich geringfügig überlappen, derart, dass kurzzei tig jeweils zwei benachbarte Schieberegisterelemente leiten. In Fig. 3 ist eine solche Überlappung dargestellt. Darin wird gezeigt, dass die Abfallzeit t3 des oberen Impulssignals vor der Anstiegszeit t4 des unteren Signals liegt.
Bei Signalen die ser Art wird also das nachfolgende Schieberegisterelement durch die Abfallflanke der oberen Spannung zur Zeit t3 einge schaltet, während das vorhergehende Schieberegisterele ment durch die Anstiegsflanke der unteren Spannung erst zur Zeit t4 abgeschaltet wird. Die Zeiten t3 und t4 können ex trem kurz im Vergleich zur gesamten Periodendauer t5 sein; z. B. genügen bei sehr schnellen Transistoren Zeiten für t3 und t4, die im Nanosekundenbereich liegen, während die Pe riodendauer, z. B. im Millisekundenbereich oder im Sekunden bereich liegen kann.
Bild 4 zeigt schliesslich eine analoge Schaltung zu Fig. 2, jedoch bei Verwendung von MOS-Transistoren gleicher Gat tung (Anreicherungstyp). Bei integrierten Schaltungen sind diese Transistoren identisch. Die Source-Elektrode des Transi stors 49 ist mit Masse verbunden, seine Drain-Elekrode ist über einen Widerstand 45 mit der Source-Elektrode des Tran sistors 44 verbunden, die ihrerseits über den Widerstand 43 an Plusspannung liegt. Die Gate-Elektrode des Transistors 49 ist über den Widerstand 48 mit Masse und über den Widerstand 46 mit der Drain-Elektrode des Transistors 44 verbunden. Der Gate-Elektrode des Transistors 44 werden von der Klemme 42 Taktimpulse zugeführt. Die Drain-Elek trode des Transistors 44 ist schliesslich über einen Wider stand 50 mit der Gate-Elektrode des Transistors 54 des nach folgenden Schieberegisterelementes verbunden.
Bei der Ver wendung von MOS-Transistoren können Transistoren glei cher Gattung verwendet werden, weil MOS-Transistoren die Eigenschaft haben, dass sie unabhängig von der Polarität der Drain-Elektrode gesteuert werden können. Die den Klem men 41 und 42 zugeführten gegenpoligen Taktimpulse sind relativ zur positiven Speisespannung so weit negativ vorge spannt, dass die Gate-Elektroden der Transistoren 44, 55 usw. ein solches Potential aufweisen, dass diese Transistoren gesperrt bleiben, wenn die Transistoren 49, 54 usw. gesperrt sind. Liegt dagegen das positiv Potential der Taktimpulse z.
B. an der Klemme 42, so kann der Transistor 44 leitend ge schaltet werden, wenn der Transistor 49 leitet, weil bei leiten dem Transistor 49 ein weiterer Spannungsabfall am Wider stand 43 hinzukommt, der durch den Drain-Strom des Transi stors 49 über den Widerstand 45 ausgelöst wird und der so gross ist, dass er zusammen mit dem positiven Wert der Im pulsspannung den Transistor 44 in den leitenden Zustand schaltet. Bei leitendem Transistor 44 fliesst seinerseits ein Drain-Strom dieses Transistors über den Widerstand 46 und den Widerstand 48 nach Masse, so dass die Gate-Elektrode des Transistors 49 so weit positiv vorgespannt ist, dass sein leitender Zustand aufrechterhalten bleibt.
Erst wenn die Im pulsspannung an der Klemme 42 in ihren negativen Wert zu rückkehrt, wird der Transistor 44 und damit der Transistor 49 gesperrt. Ehe diese beiden Transistoren gesperrt werden, wird jedoch der Transistor 55 durch den positiv gerichteten Sprung der Impulsspannung an Klemme 42 in den leitenden Zustand geschaltet, da der Transistor 54 bereits bei leiten dem Transistorpaar 44 und 49 ebenfalls in den leitenden Zu stand geschaltet war.
Auch für die Schaltung gemäss Fig. 4 gilt das bereits bei Fig. 2 Gesagte; entweder überlappen sich die beiden Impulssignale derart, dass jeweils das nachfol gende Schieberegisterelement schon in den leitenden Zu- stand geschaltet wird ehe das vorhergehende Schieberegister element gesperrt wird oder die beiden Impulssignale sind exakt gegenpolig und die Schieberegisterelemente haben selbst eine innere Trägheit, z. B. durch parasitäre Kondensa toren 47 und 51 zwischen den Gate-Elektroden und den Drain-Elektroden der Transistoren 49 und 54. Auch diese Schaltung hat den grossen Vorteil, dass jeweils nur ein Tran sistorpaar leitet, alle übrigen Transistorpaare leiten nicht, so dass der Stromverbrauch ausserordentlich gering ist.
Bei Ver wendung von MOS-Transistoren wird eine Steuerleistung so wieso nicht benötigt.
In Fig. 1 ist jedem Schalter ein Schieberegisterelement zu geordnet. Ist die Speicherzahl und damit die Schalterzahl sehr hoch, so besteht das Schieberegister aus einer hohen Zahl von Elementen. Um diesen Aufwand zu verringern, kön nen anstelle von einem langen Schieberegister mehrere Un terschieberegister verwendet werden, die in sich erheblich kürzer sind, wobei das Produkt der Schieberegisterelemente der einzelnen Schieberegister gleich der Speicher- bzw. Schalterzahl ist. Sind z. B. 625 Speicherkondensatoren und 625 Schalter vorgesehen, so können zwei Schieberegister mit je 25 Elementen vorgesehen werden. Das erste Schiebe register wird dann wie in Fig. 1 mit den Taktfrequenzen fT und FT angesteuert, während das zweite Schieberegister mit Taktimpulsen angesteuert wird, die jeweils von einem z. B.
dem letzten Schieberegisterelement des ersten Schieberegi sters abgegeben werden. Jedem Schalter sind jeweils zwei Schieberegisterelemente von je einem der beiden Schiebere gister zugeordnet. Nur wenn beide Schieberegisterelemente leiten, wird der Schalter geschlossen. Da es sich hier um elek tronische Schalter handelt, ist es sehr einfach, diese elektroni schen Schalter so anzusteuern, dass eine UND-Verknüpfung besteht. In Fig. 5 ist ein solche Anordnung dargestellt. Darin sind gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszei chen versehen. Vom Schalter 22 werden die jeweiligen Takt impulse dem Schieberegister bestehend aus den Elementen 69, 70 und 71 zugeführt. Die Ausgangsklemmen dieser Ele mente sind die Klemmen a, b und c. Vom Element 71 wer den ausserdem Taktimpulse den Schieberegisterelementen 66, 67 und 68 des zweiten Schieberegisters zugeführt.
Dieses zweite Schieberegister hat die Ausgänge A, B und C. Die sechs Ausgänge der sechs Schieberegisterelemente werden jeweils den betreffenden elektronischen Schaltern 62, 63, 64, 65 usw. über je einen Widerstand zugeführt. So ist z. B. die Basiselektrode des Transistors 62 über je einen Widerstand mit dem Ausgang a des ersten und A des zweiten Schiebere gisters verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 63 ist mit dem Ausgang a des ersten und B des zweiten Schiebere gisters verbunden usw. Mit den zwei Schieberegistern mit je drei Elementen können somit neun elektronische Schalter ge steuert werden. In analoger Weise kann man auch drei oder mehr Schieberegister vorsehen, wobei jeweils das nächste Schieberegister vom Ausgang eines Elementes des vorherge henden Schieberegisters gesteuert wird.