DE1016752B - Verfahren zur Verringerung der UEbertragungsbandbreite von Signalen, vorzugsweise bei der UEbertragung von Fernsehbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Signalen, vorzugsweise bei der Übertragung von Fernsehbildern,. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung der Bandbreite: bei solchen Übertragungen unter Verwendung einer Speicheranordnung. Erfindungsgemäß werden dabei senderseitig die Signale, zu Gruppen von mehreren Signalen zusammengefaßt, auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Strahlsystemen durch das erste System gespeichert und nach der Speicherung sämtlicher Gruppen einer Zeile durch das zweite System wieder abgetastet, wobei Gruppen, bei denen alle Signale gleiche Amplituden haben, mit konstanter Geschwindigkeit aufgezeichnet und als einziger Impuls mit derselben Geschwindigkeit abgetastet und übertragen werden, und bei Gruppen, deren Signale verschieden« Amplituden haben, diese Signale einzeln, aber mit erhöhter Geschwindigkeit, beispielsweise¹ mit vierfacher Geschwindigkeit, wieder abgetastet und übertragen werden, und wobei zur Synchronisation des Empfängers außer den von den Signalgruppen abgeleiteten Impulsen weitere Impulse übertragen werden, welche die verschiedenen Aufzeichnungsgeschwindigkeiten kennzeichnen, derart, daß empfängerseitig die Wiedergabeeinrichtung so gesteuert wird, daß bei senderseitig verringertem Abstand der Signale diese wieder ihren ursprünglichen Wert erhalten.

Besondere Vorteile ergeben sich beim Schwarzweißoder Farbfernsehen. In der nachfolgenden Beschreibung wird, daher als Ausführungsbeispiel ain Verfahren zur Übertragung von Fernsehsignalen beschrieben, jedoch beschränkt sich das Verfahren nicht auf die Anwendung beim Fernsehen., sondern kann auch bei der Übertragung beliebiger anderer Signale benutzt werden.

Es ist bereits ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem je nach der Helligkeit der einzelnen Bildpunkte der Kathodenstrahl der Wiedergaberöhre mehr oder weniger schnell über den Bildschirm geführt wird. Bei einem weißen Bildpunkt hat hierbei der Kathodenstrahl eine normale Geschwindigkeit, während bei einem grauen Bildpunkt die Geschwindigkeit erhöht und bei einem schwarzen Bildpunkt noch mehr vergrößert wird. Die Änderungen, der Geschwindigkeit erfolgen dabei von Punkt zu Punkt, d. h., bei dem bekannten Verfahren erfolgt keine Zusammenfassung von Punkten. Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Codeimpulsverfahren je nach der Amplitude des zu übertragenden Signals das Signal in Quanten derart aufzuteilen, daß die Zahl der Quanten von der Amplitude abhängt. Auch hier erfolgt keine Zusammenfassung mehrerer Signale zu Signalgruppen.

Verfahren zur Verringerung

der Übertragungsbandbreite von Signalen, vorzugsweise bei der übertragung

von Fernsehbildern

Anmelder:

Inter ess engemeins chaf t

für Rundfunkschutzrechte G.m.b.H. (IGR),

Düsseldorf, Am Wehrhahn 30

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Mai 1952

Pierre Marie Gabriel Toulon, Melbourne, Fla.

(V. St. A.),
ist als iErfinder genannt worden

Die Erfindung unterscheidet sieh hiervon, in vorteilhafter Weise dadurch, daß eine Zeile des zu übertragenden Bildes in Gruppen von. z. B. vier Bildpunkten aufgeteilt wird. Die Amplituden der Punkte jeder Gruppe werden miteinander verglichen. Dabei haben üblicherweise mehr als 80% der Punktgruppen jeder Zeile Punkte gleicher Amplitude. Durch besondere Schaltmittel wird ermittelt, ob die Amplitude der vier Punkte einer Gruppe gleich ist. Wenn sich am Ende einer solchen Ermittlung ergibt, daß kein Wechsel in der Amplitude vorhanden ist, wird die Gruppe als eine Einheit, d. h. als ein Impuls aufgezeichnet. .Im anderen Falle erfolgt die Aufzeichnung in vier Impulsen,. Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist schneller, vorzugsweise viermal so schnell, wenn die Punkte einer Gruppe durch vier Impulse aufgezeichnet werden. Erfolgt die Aufzeichnung durch einen einzigen Impuls, so- wird eine langsamere Aufzeichnungsgeschwindigkeit benutzt.

Die Aufzeichnung wird dann mit konstanter Geschwindigkeit abgelesen. Infolgedessen ist die für die Übertragung notwendige Bandbreite auf ein Viertel des Wertes herabgesetzt worden, der normalerweise für die Übertragung· der ursprünglichen Signale benötigt worden v-^r:\re. Zu den beiden obengenannten Aufzeichnungen kommt eine dritte Aufzeichnung hinzu, die anzeigt, ob sich die Amplitude der Punkte

709 693/135

einer Gruppe geändert hat oder nicht. Durch einen Umschalter wird entweder die Abtastung der ersten und dritten Aufzeichnungsart oder die Abtastung der zweiten Aufzeichnungsart mit dem Ausgang der Anordnung verbunden. Der Schalter wird in Abhängigkeit von der Zeitdauer, die für die Abtastung der ersten Aufzeichnungsart notwendig ist, gesteuert. Ist diese Zeitdauer so lang, daß sich die Abtastung der Aufzeichnung über die Länge einer Zeile erstreckt, dann, leitet der Schalter die von der zweitgenannten Abtastung kommenden Werte zum Ausgang. Im anderen Falle werden die erstgenannten Abtastwerte dem Ausgang zugeführt.

Empfängerseitig wird die Geschwindigkeit der Zeilenablenkung während des Aufbaues jeder Zeile in Abhängigkeit von der obengenannten. Aufzeichnungsart verändert. Darüber hinaus verändert sich die Bildhelligkeit in Abhängigkeit von der Abtastgeschwindigkeit.

Wird der Erfindungsgegenstand beim Farbfernsehen benutzt, so verwendet man drei der genannten Anordnungen.

Einzelheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Abbildungen dargestellt.

Abb. 1A und 1B zeigen ein schematisches Diagramm eines Senders;

Abb. 2 zeigt Einzelheiten des Oszillators 92 der Abb. IA;

Abb. 3 stellt die Spannungskurve dar, die am Ausgang des Oszillators 92 vorhanden ist;

Abb. 4 zeigt Einzelheiten des Schalters 101 der Abb. IB;

Abb. 5 ist ein schematisches Diagramm des Empfängers ; .

Abb. 6 stellt ein Schema der Anordnung zur Steuerung der Bildhelligkeit dar und entspricht der Anordnung 114 der Abb. 5;

Abb. 7 zeigt ein Schaltschema des Zeilenablenkgenerators des Empfängers;

Abb. 8 ist ein. Schaltschema des Verzögerungsgliedes 105.4 der Abb. IA;

Abb. 9 zeigt die Spannungskurven, die an den Schaltern 41 bis 46 der Abb. IA und 10 erhalten werden;

Abb. 10 zeigt ein Schema eines elektronischen Schalters, der an Stelle der mechanischen Schalter 41 bis 46 der Abb. 1A benutzt werden kann;

Abb. 11 und 12 zeigen die. Spannungskurven, die mit der Schaltung nach Abb. 10 erhalten werden.

Nach Abb. 1A wird der Gegenstand 31 des zu übertragenden Bildes über die Linse 32 von der Aufnahmekamera 33 abgetastet. 34 ist die Netzzuführung, die zum Vervielfacher 35 führt, an. dessen Ausgang 35 B Signale von Bildfrequenz vorhanden sind. 36 ist der übliche Zeilenablenkgenerator, der mit den waagerechten Ablenkplatten verbunden wird und vom Vervielfacher 35 über die Leitung 35 A Steuerimpulse erhält. 37 ist das übliche Bildkippgerät. Der Ausgang der Bildröhre 33 ist mit einem Breitbandverstärker 38 verbunden. Die Zeilenwechselimpulse der Leitung 35 A werden einer Vervielfacherstufe 39 zugeführt, die Impulse erzeugt, die den Synchronmotor 40 steuern. Die Frequenz dieser Impulse ist ein Viertel der Punktfrequenz. Der Motor macht also eine Umdrehung je Punktgruppe. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise ist der Einfachheit halber ein SynchiOnmotOir und ein mechanisches Schaltersystem dargestellt. Bei den bei einer Fernsehübertragung erforderlichen hohen Frequenzen werden sie durch eine elektronische Anordnung nach Abb. 10 ersetzt. Der Ausgang 47 vom Verstärker 38 führt zu einer Anordnung 48, an deren Ausgang 49 so· lange keine Signale vorhanden sind, wie die Amplitude der den Punkten entsprechenden Signale die gleiche ist. Ist diese Amplitude verschieden, so erscheint am Ausgang 49 ein positiver Impuls.

Die Anordnung 48 arbeitet derart, daß bei der Veränderung der Spannung der Leitung 47 ein Ström durch den Kondensator 51 und die Primärwicklung 52 fließt. Zwischen der Leitung 47 und Masse liegt der Widerstand 50. Die Sekundärwicklung 53 ist mit den Gleichrichtern 54 verbunden und speist die Widerstandsanordnung 55 und. 56. Die Gleichrichter 58 und 58 A wirken in Verbindung mit der Batterie

57 als Begrenzer. Wenn die Spannung über dem Widerstand 56 ansteigt, fließt durch den Gleichrichter

58 ein größerer Strom, der den Kondensator 59 entsprechend aufladet. Wenn jedoch die Spannung zwischen, den Punkten P₁ und P₂ die der Batterie 57 überschreitet, kann sie nicht größer werden, da dann der Gleichrichter 58.4 wirksam wird .und die Spannung begrenzt. Der Transformator, die Gleichrichter und der Begrenzer der Anordnung 48 können in, bekannter Weise durch ähnlich wirkende Einrichtungen ersetzt werden.

Wenn der Kontaktarm 41A des Schalters 41 den Punkt 41B der festen Kontaktbahn. 41C bei Beginn jeder Gruppe von vier Punkten berührt und im Uhrzeigersinn rotiert, wird der Kontakt zwischen 41^4 und 41C während des größten Teils der Abtastung der vier Punkte einer Gruppe aufrechterhalten. Kurz vor dem Ende der Abtastung dieser vier Punkte hört die Kontaktgabe auf, und der Kondensator 59 wird von. der Anordnung 48 nicht mehr aufgeladen, In diesem Intervall ist der Kontaktann 42 A in Kontakt mit dem Punkt 42 B. Hierdurch wird der Kondensator 59 über den Kondensator 65 entladen. Kurz zuvor erreicht der Arm 43 A den Kontakt 43 B, schließt damit den Kondensator 65 kurz und entlädt ihn.

Durch die Verbindung der Anordnung 48 mit dem Kondensator 65 über die Schalter 41 bis 43 ergibt sich am Kondensator 65 keine Spannung, wenn die vier Punkte einer Gruppe die gleiche Amplitude haben. Hat irgendeiner der Punkte einer Gruppe eine verschiedene Amplitude von dem anderen, so ladet sich der Kondensator 65 auf. Zwischen der Leitung 47 und Masse liegt ein ÄC-Glied 66, 67. Während der ersten 90% einer Periode von Punkten wird der Kondensator 67 über den Schalter 44 mit dem Kontaktarm 44.4 und dem festen Kontakt 44 B und dem Widerstand 66 von der Leitung 47 aufgeladen. Während der restlichen 10% dieser Periode erfolgt durch den Schalter 45 die Entladung des Kondensators 67 und die Ladung des Kondensators 72. Kurz zuvor schließt der Schalter 46 den Kondensator 72 kurz und entlädt ihn. Durch die zuletzt genannte Anordnung der Teile 66 bis 72 und das Zusammenwirken, mit ien Schaltern 44 bis 46 wird der Kondensator 67, der eine sehr große Kapazität hat, proportional der integrier+ ten Amplitude der vier Punkte jeder Gruppe aufgeladen. Durch die Schalter 45, 46 erfolgt die Übertragung der Ladung des Kondensators 67 auf den Kondensator 72, der dadurch auf die mittlere Amplitude' der Punkte einer Gruppe aufgeladen wird.

Die Aufzeichnung erfolgt durch die Anordnungen C, D und F der Abb. 1A und 1B. Jede enthält eine an. sich bekannte Kathodenstrahlröhre mit zwei streifenartigen Elektroden. Die Aufzeichnung erfolgt auf der einen, und zu gleicher Zeit wird von der an-

deren, das aufgezeichnete bzw. gespeicherte Bild abgenommen, und umgekehrt. Eine Flip-Flop-Schaltung FF wird von den Zailenimpulsea gesteuert. Ihre Ausgangspolarität ändert sich immer dann, wenn ein, Impuls von. der Leitung 35 A ankommt. Während der Abtastung der ersten Zeile hat z. B. die Flip-Flop-Schaltung die dargestellte Polarität. Die Elektronenstrahlen der Systeme 80, 81 und 82 der Speicherröhren C, D, F fallen dann auf die oberen Streifen 83, 84 und 85 und zeichnen dort die Signale auf. Zu gleieher Zeit: tasten, die Elektronenstrahlen des Systems 86, 87 und 88 die unteren Streifen 89, 90 und 91 ab. Bei der folgenden. Zeile kehrt sich die Polarität der Flip-Flop-Schaltung um, und die Elektronenstrahlen, die die oberen Streifen überstrichen haben, überstreichen nun die unteren, und umgekehrt.

Die waagerechten Ablenkplatten der Speicherröhren F, C und D werden von. einem besonderen Sägezahngenerator 92 mit veränderlicher Ablenkgeschwindigkeit gesteuert. Dieser Sägezahngenerator wird durch, die Impulse der Leitung 35 A synchronisiert. Der Sägezahngenerator 92 erzeugt eine Spannung, die normalerweise linear zunimmt, und zwar mit langsamer Geschwindigkeit. Wenn, jedoch in der Leitung 65 A eine Spannung erscheint, wird die Geschwindigkeit der Spannungserhöhung vervierfacht.

Einzelheiten dieses Sägezahngenerators gehen aus der Abb. 2 hervor. Die über den Transformator 35 T zugeführten Synchronisierimpulse werden, dem Gitter einer Gasentladungsröhre'92^i zugeführt. Der Kondensator 92 £, der Widerstand 92 C und die Batterie 92/ bilden mit der Gasentladungsröhre 92^i in bekannter Weise einen Sägezahngenerator. Die Steilheit des Potentialanstieges in den Leitungen 92 E und 92 F hängt von der Größe des Widerstandes 92 C ab. Hat dieser Widerstand einen, sehr hohen Wert, so> ist die Steilheit gering. Bei kleinem Widerstand ergibt sich eine große Steilheit. Im vorliegenden Falle wird ein hoher Widerstand verwendet, so daß sich eine kleine Steilheit ergibt. Wird der Triode 92 G über die Leitung 65 A eine Spannung zugeführt, so wird die Triode leitend und bildet in Verbindung mit der Diode 92 H einen Nebenschluß über den Widerstand 92 C. Dadurch wird die Steilheit des Potentialanstieges vergrößert.

In Abb. 3 ist der Kurvenverlauf der vom Oszillator 92 erzeugten Spannung dargestellt. Nimmt man an, daß beispielsweise die Punkte 1 bis 36 einer Bildzeile die gleiche Amplitude haben, so führt die Leitung 65 A keine Spannung. Die Röhre 92 G ist daher nicht leitend, und der Widerstand hat einen hohen Wert. Haben beispielsweise die Punkte 37 und 39 eine Amplitude¹, die sich von der des Punktes 36 unterscheidet, so wird der Kondensator 65 (Abb. 1 A) aufgeladen. Diese Spannung wird über die Leitung 65.4 der Röhre 92 G zugeführt, die Röhre wird leitend, und die Geschwindigkeit des Potentialanstieges vergrößert sich. Haben die weiteren Punkte 40 bis 52 wieder die gleiche Amplitude, so> hat die Steilheit des Potentialanstieges den. gleichen Wert wie bei den. Punkten 1 bis 36, d. h., die Kurve verläuft parallel zu dem ersten Abschnitt. Wenn, die Punkte 52 bis 60 wieder eine Amplitude haben, die sich von der der vorhergehenden Punkte unterscheidet, so wird die Kurve wiederum steiler, wie es der letzte Abschnitt der Kurve der Abb. 3 zeigt.

In der Anordnung 93 werden die Signale, die von der Leitung 47 kommen, derart verzögert, daß sich ein. Zeitunterschied von vier Punkten ergibt. Diese Verzögerung ist notwendig, da die Ladung der Kondensatoren 65 und 72 erst am Ende einer Gruppe von vier Punkten erscheint. Wenn während einer Punktgruppe keine Amplitudenänderung eintritt, werden, die in der Anordnung 93 verzögerten Signale von der Elektronenstrahlanordnung 80 in sehr geringem Abstand voneinander aufgezeichnet. Es ergibt sich hierdurch eine Aufzeichnung für die vier Punkte, die etwa der Aufzeichnung eines Punktes von längerer Zeitdauer entspricht. Bei einer Amplitudenänderung wird infolge der Veränderung der Steilheit des Sägezahns die Aufzeichnungsgeschwindigkeit vergrößert, d. h„ die einzelnen Punkte werden mit größerem Abstand aufgezeichnet.

Wenn alle Punkte die gleiche: Amplitude, haben, bewegt sich der Elektronenstrahl über eine gewisse Länge des Streifens 83. Der überstrichene Teil dieses Streifens kann in diesem Fall z. B. 20°/o des ursprünglich abgetasteten. Zeil ens tückes betragen. In der Nähe des Endes des Streifens ist eine Sammelelektrode 94 angebracht. Die erfindungsgemäße Anordnung baut auf den Gedanken auf, daß normalerweise die Helligkeit der Bildpunkte längs einer Zeile sich nur einige Male ändert. Trifft dies für ein Fünftel aller Gruppen von vier Punkten, zu, so kann die ganze Zeile auf dem Streifen 83 aufgezeichnet werden. Wird, andererseits jedoch ein Bild abgetastet, bei dem sich sehr häufig die Helligkeit der Bildpunkte ändert, so trifft der Elektronenstrahl nach einer gewissen Zeit auf die Elektrode 94. Die dadurch eintretende Wirkung wird weiter unten erklärt.

Die Ladung des Kondensators 72 zu irgendeiner bestimmten Zeit ist abhängig von der mittleren Amplitude, die sich bei der Abtastung der Gruppe von vier Punkten ergibt, die unmittelbar vor diesem Zeitpunkt liegen. Dieser Mittelwert ändert sich immer dann, wenn sich die Helligkeit des Bildes ändert. Dabei wird das Bild laufend abgetastet, jedoch erscheinen die Bildelemente viermal so lang wie ein normaler Punkt. Dieser mittlere Wert wird von der Speicherröhre C gespeichert und dein Steuergitter der Elektronenstrahlanordnung 81 zugeführt. Die Streifen 84, 85, 90 und 91 sind so lang, daß sie sogar in dem Fall, in dem der Oszillator 92 die steilste Sägezahnkurve erzeugt, die Aufzeichnungen aufnehmen können.

Solange der aufzeichnende Elektronenstrahl der Röhre F nicht die Elektrode 94 trifft, werden, auf dem Streifen 83 vollständige Bilder mit allen. Einzelheiten aufgezeichnet. In der Röhre C werden immer Werte aufgezeichnet, die jeder Gruppe von, vier zueinander gehörenden Punkten entsprechen. Wenn der Elektronenstrahl auf dem Streifen 83 und 89 bleibt, ist die Röhre C unwirksam, und das Bild wird von der Röhre F aufgezeichnet bzw. wieder abgenommen. Wenn jedoch der aufzeichnende Strahl die Elektrode 94 trifft, fließt ein. Strom über die Leitung 105 zum Schalter 101. Dieser Schalter verbindet den Ausgang der Röhre F mit den Leitern 103 und 104, solange kein Impuls in der Leitung 105 vorhanden ist. Im anderen, Falle verbindet der Schalter 101 den Ausgang der Röhre C, der mit 100 beziffert ist, mit den Leitungen 103 und 104. Einzelheiten des Schalters 101 sind in Abb. 4 dargestellt.

Solange in der Leitung 105 kein. Signal vorhanden ist, ist das erste Gitter der Röhre 106 B positiv und das erste Gitter der Röhre 107 negativ. Infolgedessen ist die Röhre 106 B leitend, und die über die Leitung 100 kommenden Signale steuern den Ausgang der Röhre 106 B. Wenn über die Leitung 105 ein negatives Signal ankommt, wird die Röhre 106.5 nicht

leitend und die Röhre 107 leitend. Die auf der Leitung 102 ankommenden Signale der Speicherröhre F werden dann mit den Leitungen 103 und. 104 verbunden. Um die Arbeitsweise des Schalters 101 zu verbessern,, ist es wünschenswert, jeden Impuls, der von der Elektrode 94 kommt, über die gesamte Länge der Abtastung der nächsten Zeile auszudehnen. Zu diesem Zweck wird in, der Leitung 105 die Anordnung 105^4 vorgesehen.

- Wenn von der Elektrode 94 kein Signal ankommt, wirkt der Gleichrichter R₁ (Abb. 8) über den Widerstand R₂ als Kurzschluß für die Batterie B₂. Kommt jedoch ein. Impuls von der Elektrode 94, so wird die Triode T₁ leitend, und. der Kondensator K wird sehr schnell auf ein. hohes negatives Potential aufgeladen. Hört der Impuls auf, so wird dieser Kondensator über den. Widerstand R₃ und den Gleichrichter i?₄ entladen, bis er das Potential P des rechten Teiles der Batterie B₁ hat. Für diese Entladung ist eine bestimmte Zeit notwendig, so daß sich eine Schwingung bestimmter Dauer ergibt.

Die Speicherröhre D hat im System 82 ein die Aufzeichnung steuerndes Gitter, dem die Ladung des Kondensators 65 zugeführt wird. Infolgedessen werden, auf den. Streifen 85 und 91 nur Werte aufgezeichnet, die angeben, ob Amplitudenänderungen stattgefunden haben oder nicht.

Die Ausgangsleitungen 103., 104, 106, 35^4 und 355 werden alle dem Sender 107 zugeführt, indem sie in bekannter Weise eine zur Ausstrahlung kornmende Trägerfrequenz modulieren.
. Bei dem in Abb. 5 dargestellten Empfänger sind in bekannter Weise Mittel 108 zur Trennung der Modulation vorgesehen, die die einzelnen Signale den Kanälen 109, 111, 135 A und 135 B zuführen. Die Leitung 135 B führt zum Bildkippgerät 112. Das Zeilenkippgerät 113 entspricht der Abb. 2, jedoch mit dem Unterschied, daß normalerweise der Sägezahn eine große Steilheit hat, die sich dann verringert, wenn über die Leitung 109 ein Impuls ankommt. Einzelheiten dieses Generators sind in Abb. 7 dargestellt. Die Gasentladungsröhre 113A bildet mit dem Kondensator 1135, dem Widerstand 113 C und der Batterie 113/ einen üblichen Sägezahngenerator, der über 135.-ί und 135 T synchronisiert wird. Die Steilheit des Sägezahns ist von dem Wert des Widerstandes 113 C abhängig. Im vorliegenden Fall hat dieser Widerstand einen hohen Wert, so daß beim alleinigen Vorhandensein sich eine geringe Steilheit und damit ein langsamer Spannungsanstieg ergibt. Kommt über die Leitung 109 ein Impuls an, so wird die Triode 113 G nicht leitend, und diese Röhre bildet somit keinen Nebenschluß zum Widerstand 113 C. Die Spannung zwischen den Leitern 113 £ und 113 F nimmt daher nur langsam zu. Fällt jedoch in der Leitung 109 das Signal fort, so wird die Triode leitend, und Triode und Diode 113 H bilden einen Nebenschluß zum Widerstand 113 C. Infolgedessen nimmt die Spannung zwischen den Leitungen 113 £ und 113F schneller zu.

In den Leitungen 111 und lll^i des Empfängers erscheinen die Signale, die senderseitig in den Leitungen 103 und 104 vorhanden sind. Die Leitung 111 führt zum Steuergitter der Empfängerbildröhre 110. Da es wünschenswert ist, die Helligkeit in der Periode zu vergrößern, in der die vier Punkte einer Gruppe die gleiche Amplitude haben, erfolgt durch die Anordnung 114 eine Steuerung der Bildhelligkeit. Einzelheiten dieser Anordnung werden in der Abb. 6 gezeigt. Solange über die Leitung 109 keine Signale ankommen, sind die Batterien 115 und 116 in Serie geschaltet.

Da jede etwa 10 000 A⁷OIt hat, liegen zwischen Kathode 117 und Bildschirm 118 etwa 20 000 Volt. Erhält das Steuergitter 119 über 109 ein Signal, so wird die Triode leitend, und der Spannungsabfall am Widerstand 120 von etwa 9000 Volt wird von den 20 000 Volt subtrahiert, so daß nur etwa 11 000 Volt an der Bildröhre liegen und die Helligkeit dadurch entsprechend herabgesetzt wird.

Zusammenfassend arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren in der folgenden Weise:

Die Bildsignale werden nach entsprechender Verstärkung verzögert und von einer Speicherröhre F aufgezeichnet. Die horizontale Ablenkung der Elektronenstrahlanordnung 80 erfolgt so lange mit langsamer Geschwindigkeit, als die vier Punkte einer Gruppe die gleiche Amplitude haben. Ändert sich die Amplitude, so erfolgt die Aufzeichnung mit größerer Geschwindigkeit. Ist eine Gruppe mit Punkten verschiedener Amplitude enthalten, so wird in der Röhre D ein, Impuls aufgezeichnet,. Am Ende einer Zeile wird durch die Flip-Flop-Schaltung FF die Polarität der senkrechten Ablenkung umgekehrt, so daß bei den Röhren C, D und F nunmehr die vorher aufgezeichneten Signale wieder abgetastet werden, während die nächste Zeile auf den. zweiten Streifen 89,, 90 und, 91 aufgezeichnet wird. Die einzelnen abgetasteten Signale werden dem Sender 107 zugeführt und zum Empfänger übertragen. In diesem erfolgt die waagerechte Ablenkung mit normaler Geschwindigkeit, die jedoch von Zeit zu Zeit verringert werden kann. Nimmt man an, daß jede Zeile aus 600 Punkten besteht, so werden von dem Streifen 83 nur 150 »Punkte« aufgezeichnet, deren jeder vier der ursprünglichen Bildpunkte entspricht, und zwar trifft dies für den Fall zu, bei dem die vier Punkte einer Gruppe die gleiche Amplitude haben. Die genannten 15O¹ »Punkte« werden vom Empfänger übertragen. Die empfängerseitige Zeilenablenkung verläuft so schnell, daß der Elektronenstrahl einen Abstand überstreicht, der 600 ursprünglichen Punkten entspricht.

Sind beispielsweise die ersten 149 Viererpunktgruppen aus Punkten gleicher Amplitude zusammengesetzt und ergibt sich bei der 150. Gruppe eine Anderrung der Amplitude, so verbleibt die Aufzeichnung auf dem Streifen die gleiche wie vorher, nur mit dem Unterschied, daß die 150. Gruppe nicht als einzelner »Punkt« erscheint, sondern die vierfache Breite einnimmt, wie es bei den vorhergehenden Punktgruppen der Fall war. Bei der nachfolgenden Abtastung der Speicherröhre, die mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt, werden insgesamt 153 Impulse, die alle den gleichen Abstand haben, über die Leitung 103, 104 und 11 übertragen. Über die Leitung 106 wird nur während der Zeit, die die letzten vier Punkte einnehmen, ein Signal übertragen. Empfängerseitig erfolgt die waagerechte Ablenkung während der ersten

596 Punkte mit schneller Geschwindigkeit. Während dieser Zeit werden 149 »Punkte«, d. h. 149 Punktgruppen empfangen, die infolge der schnellen Ablenkungsgeschwindigkeit verbreitert dargestellt werden. Beim Empfang der 150. Gruppe, d. h. der Gruppe

597 bis 600, wird die waagerechte Ablenkung verlangsamt, und zwar auf ein Viertel des norma'en Wertes. In dieser Zeit nimmt der Empfänger die vier Punkte der 150. Gruppe auf. In der dargestellten Weise wird also· auf dem Empfängerbildschirm ein getreues Bild des ursprünglichen Signals bzw. Bildes aufgezeichnet.

Wenn eine oder mehrere der Gruppen von vier Bildpunkten sich voneinander unterscheiden, vorzugs

weise wenn mehr als 20 % der gesamten Gruppenzah) unterschiedliche Amplituden enthalten, dann wird der Elektronenstrahl über das Ende des Streifens 83 geleitet und trifft auf die Elektrode 94. Dadurch wird der Schalter 101 betätigt, der Ausgang der Röhre F vom Sender getrennt und der Ausgang der Röhre C mit diesem verbunden. Da die von der Röhre C kommenden Signale nur 150 Punkte enthalten, muß die waagerechte Ablenkung für die Bildröhre über die gesamte Zeile mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Dies wird durch Sperrung der normalerweise leitenden Röhre 106.4 erreicht. Die Sperrspannung wird vom Punkt M (Abb. 4) abgenommen. Dieser Punkt bleibt für die Dauer einer Zeilenablenkung negativ. In den seltenen l?änen, wo viele Änderungen vorhanden sind, wird von der Speicherröhre C ein fortlaufendes Signal gesendet, das empfängersei tig über eine gesamte Zeile ausgebreitet wird.

Abb. 10 zeigt eine elektronische Anordnung, die die mechanischen Schalter 41 bis 46 ersetzen kann. In Abb. 9 werden die erzeugten Spannungen dargestellt. Die Bezeichnungen der Abb. 10 entsprechen weitgehend denen der Abb. 1.

Der Oszillator O wird über die Leitung Z9A durch die Signale, die vom Vervielfacher 39 kommen, gesteuert. Ein weiterer Oszillator NF schwingt mit einem Vielfachen der Frequenz des Oszillators O, z. B. mit der fünffachen Frequenz. Jeder dieser Oszillatoren hat zwei Ausgänge, von denen der eine über einen Kondensator C die Spule P speist und der andere über die Selbstinduktion L zur Spule Q führt. Die Ströme in den Spulen P und Q haben eine Phasenverschiebung von 90°. Sie bilden die Primärwicklung eines Transformators T, der mehrere Sekundärwicklungen hat.

In Abb. 11 wird durch die Linie 200 das Nullpotential der Sinuswelle dargestellt, die in den Spulen 201 und 202 induziert wird. Die Sinus welle 203 wird durch die Addition der in der Spulen. 204 und 205 vom Generator NF induzierten Spannungen verändert, und zwar so, daß sie eine Form erhält, die dem gestrichelten Teil 206-210 entspricht. Durch die Batterie ,B₁₁ wird die Nullinie 200 bis zur Linie 211 verschoben, so daß nur die Kuppen 208., 209 und 210 negativ sind. Über einen entsprechend gepolten. Gleichrichter 212 sind sie mit dem negativen Pol der Batterie B₁₁ verbunden. Hierdurch werden die negativen Kuppen 208, 209 und 210 von der Leitung 13 ferngehalten, die mit dem Gleichrichter 214 verbunden ist. Dieser Gleichrichter ist ferner über die Batterie 215 mit der negativen Seite der Batterie S₁₁ verbunden. Der Gleichrichter 214 wirkt als Begrenzer und schneidet alle Spannungen ab, deren Größe die der Batterie 215 überschreitet, d. h. alle Spannungen, die oberhalb der Linie 217 der Abb. 11 liegen, werden abgeschnitten, Am Punkt 216 ergibt sich somit eine¹ Spannung, die dem. schraffierten Teil der Abb. 11 entspricht. Durch bestimmte Wahl der Windungszahl der Spulen 201, 202, 204 und 205 kann die Phase der Sinuswelle 203 und der Kuppen 206 bis 210 verschoben werden. Hierdurch kann dann der Zeitpunkt, an dem an einer bestimmten Stelle keine Spannung vorhanden sein soll, verschoben werden. Im vorliegenden Falle wird die Windungszahl der Spulen, so· gewählt, daß während des letzten Teils jeder Gruppe von vier Punkten keine Spannung vorhanden ist. Um die am Punkt 216 vorhandene Spannung verstärken und dem Gitter der Triode 41 zuführen zu können, wird eine Batterie 218 benutzt, deren Spannung entgegengesetzt gleich der des Punktes 216 ist. Zusätzlich wird ein Oszillator 219 beliebiger Frequenz (z. B. 10 MHz) benutzt, dessen Spitzenspannung gleich der Spannung der Batterie 218 ist. Wenn am Punkt 216 eine Spannung vorhanden ist, wird sie durch die der Batterie 218 neutralisiert, denn die Spannung des Oszillators 219 verursacht einen Strom durch den Kondensator 220, den Gleichrichter 221 und die Primärwicklung 222. Dieser Strom kann so lange fließen, als am Punkt 216 eine Spannung vorhanden ist. In Abwesenheit der letzteren neutralisiert die positive Halbwelle des Oszillators die Batterie 218. Die negativen Halbwellen können den Gleichrichter 221 nicht durchfließen. Durch die Primärwicklung 222 fließen also Halbwellenimpulse, die zeitlich mit den Impulsen, des Punktes 216 übereinstimmen. Der Strom in der Sekundärwicklung 223 wird gleichgerichtet und dem Gitter der Röhre 41 zugeführt, in deren Ausgang sich eine Spannung ergibt, die der Kurve 41 P der Abb. 9 entspricht.

In gleicher Weise können die Spannungen 42 P erzeugt werden. In Abb. 12 ist 300 die Nullinie der Sinuswelle 303. Sie wird durch die Spulen 304 und 305 erhalten und hat die Kuppen 306 bis 310. Die Batterie B₁₂ verlagert die Nullinie vom Wert 300 auf den Wert 311. Der Gleichrichter 312 läßt alle Spannungen unterhalb der Linie 311 hindurch, so daß nur die Kuppen 306 und 307 übrigbleiben. Die Batterie 215 und der Gleichrichter 314 wirken als Begrenzer und verändern die Kuppen 206 und 207 zu einer rechteckigen Form. Die Spannung der Batterie 215 entspricht der Potentialdifferenz zwischen den Linien 311 und 317. Die Phasenlage der Impulse 42P kann durch die Wahl der Windungszahlen der Spulen 301, 302, 304 und 305 bestimmt werden. Die Wirkung der Teile 320, 321, 322 und 323 ist die gleiche wie die der Teile 220 bis 223. Die Erzeugung der Spannungen 43 P, MP, 45P und 46 P erfolgt in der gleichen Art, wie sie oben beschrieben wurde.

Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf das beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch ähnliche Verfahren, die von dem Grundgedanken der Erfindung Gebrauch machen.

Claims (6)

Patentanspro c ei E:

1. Verfahren zur Verringerung der Übertragungsbandbreite von Signalen, vorzugsweise bei der Übertragung von Fernsehbildern, unter Verwendung einer Speicheranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig die Signale einer Bildzeile, zu Gruppen von beispielsweise je vier Signalen zusammengefaßt, auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Strahlsystemen durch das erste System gespeichert und nach der Aufzeichnung sämtlicher Gruppen einer Zeile durch das zweite System wieder abgetastet werden, wobei Gruppen, bei denen beispielsweise alle vier Signale gleiche Amplituden, haben, mit konstanter Geschwindigkeit aufgezeichnet und als einziger Impuls mit derselben Geschwindigkeit abgetastet und übertragen werden, und bei Gruppen, deren Signale verschiedene Amplituden haben, diese Signale einzeln,, aber mit erhöhter Geschwindigkeit, beispielsweise mit vierfacher Geschwindigkeit, aufgezeichnet und mit einfacher Geschwindigkeit wieder abgetastet und übertragen werden, und wobei zur Synchronisation des Empfängers außer den von den Signalgruppen abgeleiteten Impulsen weitere Impulse übertragen werden, welche die ver-

709 699/135

schiedenen. Aufzeichnungsgeschwindigkeiten kennzeichnen, derart, daß empfängerseitig die Wiedergabeeinrichtung so· gesteuert wird, daß bei senderseitig verringertem Abstand der Signale diese wieder ihren ursprünglichen Wert erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich übertragenen Impulse zur Steuerung von Ablenkgaräten für Kathodenstrahlröhren benutzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabestärke der Signale in Abhängigkeit von, der Aufzeichnungsgeschwindigkeit gesteuert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Auf-Zeichnungsanordnung durch mechanische Schalter erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenzeichnet, daß die Steuerung der Aufzeichnungsanordnung durch Elektronenröhren erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungen derart gebildet werden, daß zwei Sinuswellen addiert und aus der daraus resultierenden Spannung durch begrenzende, vorgespannte Gleichrichter bestimmte Teile abgeleitet und vorzugsweise nach Umformung in Rechteckspannungen als Steuerspannungen benutzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 857 818;
französische Patentschriften Nr. 819 883, 986 834; Fernsehen und Tonfilm, Okt. 32, S. 210 bis 221.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 709 699/135 9.