DE1073028B

DE1073028B - Druz Bensenville, 111 Howard K van Jepmond Evanston, 111 , und Jack E Bridges Franklin Park 111 (V St A) I Teilnehmerfernseh anlage zur Schlusselung eines Fernseh signals

Info

Publication number: DE1073028B
Application number: DE1955Z0004656
Authority: DE
Inventors: Walter
Original assignee: Zenith Radio Corp
Current assignee: Zenith Electronics LLC
Priority date: 1954-12-13
Filing date: 1955-01-07
Publication date: 1960-01-14
Also published as: GB796859A; BE534753A; US2910526A; GB796858A; CH342258A; FR1120543A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Teilnehmerfernsehanlage zur Schlüsselung eines Fernsehsignals, die eine Schlüsselungsvorrichtung mit mehreren verschiedenen Betriebszuständen enthält, von denen jeder eine andere Betriebsart in der Anlage herstellt, sowie eine die Schlüsselungsvorrichtung steuernde Steuereinrichtung, die auf ein angelegtes Signal hin die Schlüsselungsvorrichtung derart in ihren Betriebszuständen steuert, daß das Fernsehsignal gemäß einem bestimmten Schlüsselungsschema geschlüsselt wird, und Vorrichtungen zum Anlegen eines periodischen Signals an die Steuereinrichtung, das die Schlüsselungsvorrichtung in einer bestimmten periodischen Reihenfolge betätigt. In einer bekannten Anlage obiger Art wird ein Zählmechanismus durch Zeilengleichlaufimpulse angetrieben, so daß jedesmal, wenn der Mechanismus einen bestimmten Zahl wert registriert, z. B. nach jeder fünfzehnten Zeile, ein periodisches Rechteckimpuls-Schlüsselungssignal entsteht. Dieses Schlüsselungssignal steuert eine S chlüsselungs vorrichtung, die Änderungen zwischen zwei Betriebsarten in der Fernsehanlage mit einer Geschwindigkeit bewirkt, die der Schlüsselungssignalfrequenz entspricht. Die Geheimhaltung erhöht sich durch das Umstellen des Zählmechanismus auf einen Bezugswert während zeitlich auseinanderliegender Umstellperioden, z. B. während willkürlich gewählter Bildrückläufe, sowie durch die Mitteilung solcher Umstellzeiten an die Teilnehmerempfänger mittels eines übertragenen Schlüsselsignals. Eine solche Anordnung liefert bei einem nicht teilnahmeberechtigten Empfänger ein Bildmuster, bei dem das Bild in Gruppen zu je fünfzehn Zeilen aufgeteilt ist. Diese Zeilengruppen springen einzeln und unabhängig zwischen den beiden Betriebsarten in unregelmäßiger Weise hin und her, da die Betriebszustände des Zählmechanismus willkürlich umgestellt werden. In einer anderen bekannten Teilnehmerfernsehanlage wird mit wenigstens vier verschiedenen Betriebszuständen und einer periodischen Wiederholungsfolge gearbeit, deren Geschwindigkeit schneller als der Bildwechsel ist. Jede Betriebsart bringt eine bestimmte Zeitbeziehung zwischen den Bild- und den Gleichlaufkomponenten des Fernsehsignals mit sich. Durch Benutzung einer zyklisch arbeitenden Steuereinrichtung entsteht in einem nicht teilnahmeberechtigten Empfänger ein in Segmente aufgeteiltes Bild. Jedes Segment enthält eine bestimmte Anzahl Zeilen, die in irgendeiner der vier Betriebsarten erscheinen. Obgleich die Bildmuster, die von den beiden erwähnten bekannten Anlagen erzeugt werden, sehr stark verzerrt werden können, erfüllt die erreichte Schlüsselungssicherheit in bestimmten Fällen noch nicht alle Anforderungen. In Anlagen, die eine Tonsignalquelle sowie eine daran angeschlossene Schlüsselungs-

Teilnehmerferns ehanlage
zur Schlüsselung eines Fernsehsignals

Anmelder;

Zenith Radio Corporation,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Patentanwälte

Walter S. Druz, Bensenville, 111.,

Howard K. van Jepmond, Evanston, 111.,

und Jack E. Bridges, Franklin Park, 111. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

vorrichtung enthalten, die einen Kennwert des Tonsignals zwischen verschiedenen Betriebsarten derart ändert, daß ein geschlüsseltes Tonsignal entsteht, kommt noch hinzu, daß die Übergänge zwischen den verschiedenen Betriebsarten einer beträchtlichen Einschwingverzerrung unterworfen sein können, welche die Wiedergabequalität des Tonsignals verschlechtert. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Teilnehmerfernsehanlage, bei der die Schlüsselung noch stärker gegen unberechtigte Entzifferung gesichert ist und bei der gegebenenfalls die Übertragung eines verschlüsselten Tonsignäls ermöglicht wird, das im wesentlichen keine Einschwingverzerrungen erleidet. Erfindungsgemäß wird die verbesserte Geheimhaltung durch eine die Steuereinrichtung zusätzlich beeinflussende Vorrichtung zur Änderung des Schlüsselungsschemas erreicht, welche die periodische Reihenfolge unterbrechen und die Schlüsselungsvorrichtung willkürlich auf die einzelnen Betriebszustände umstellen kann. Die Änderungsvorrichtung spricht auf ein bestimmtes Unistellschema bildende Umstellsignale an und kann die periodische Reihenfolge unterbrechen und die Betätigung der Schlüsselungsvorrichtung während jedes Umstellintervalls derart bewirken, daß die Schlüsselungsvorrichtung auf verschiedene Betriebszustände umgestellt wird, die wenigstens teilweise ,durch die Umstellinformation bestimmt sind.

Die weitgehende Beseitigung von Einschwingverzerrungen bei der * Übertragung des Tonsignals mit einer Anlage der obigen Art wird gemäß Weiterbil-

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dung der Erfindung durch eine Abtastvorrichtung er- strahl wird durch die Steuerung der Ablenkelemente reicht, die an die Tonentschlüsselungsvorrichtung ge- 80, 81 entweder auf die Auffangelektrode 78 oder die koppelt ist und das entschlüsselte Tonsignal nur wäh- Auffangelektrode 79 gerichtet, wobei das Ablenksignal rend in zeitlichen Abständen auftretender Intervalle in einer noch beschriebenen Art erhalten wird,
ausmustert, die nicht mit den Betriebsartänderungs- 5 Wenn der Strahl auf die Elektrode 78 gerichtet ist, Intervallen zusammenfallen, und eine Vorrichtung, die wird das Bildsignal zur Steuerelektrode 98 der Elekan eine der vorgenannten Vorrichtungen gekoppelt ist tronenstrahlröhre 100 über einen Weg geleitet, der die und ein Ausgangssignal entwickelt, das aus den aus- Verzögerungsleitung 77 enthält, und wird dadurch um sortierten Teilen des entschlüsselten Tonsignals be- einen bestimmten Betrag (nämlich um V₃ A t) versteht, und eine frequenzselektive Einrichtung enthält, io zögert. Wenn jedoch der Strahl auf die Auffangelekwelche die Wellenform des Ausgangssignals derart trode 79 gelenkt ist, wird das Bildsignal ohne wesentverformt, daß sie der Wellenform des entschlüsselten liehe Verzögerung direkt an die Steuerelektrode 98 ge-Tonsignals vor dem Aussortieren nachgebildet wird. legt. In gleicher Weise wird der Elektronenstrahl der Die Schlüsselungsvorrichtung kann eine Phasen- Röhre 100, der durch das somit an seine Steuerelekwandlereinrichtung aufweisen, welche die Phase des 15 trode 90 gelegte Signal bildmoduliert wird, infolge Tonsignals von Zeit zu Zeit gemäß dem bestimmten der Wirkung der Ablenkelemente 93 und 97 auf die Schlüsselungsschema umkehrt. Jedes Betriebsartände- Auf f angelektrode 94 oder die Auffangelektrode 96 gerungsintervall kann in zeitlicher Koinzidenz mit einer lenkt, wobei das Ablenksignal in einer noch beschrieder Synchronisiersignalkomponenten des Fernseh- benen Art erhalten wird. Wenn der Elektronenstrahl signals auftreten. 20 auf die Elektrode 94 gerichtet ist, wird das Bildsignal

Mit der Anlage nach der Erfindung wird eine so- an den Mischverstärker 15 über einen Weg geführt, genannte Vorgeschichtsschlüsselung erreicht, die es der die Verzögerungsleitung 95 enthält, und wird daeiner unberechtigten Person unmöglich macht, die ge- durch um einen bestimmten Betrag (nämlich um schlüsselte Nachricht in irgendeiner Weise auszu- "¹UAt) verzögert. Wenn jedoch der Elektronenstrahl werten, da sich wiederholende identische Kompo- 25 auf die Auffangelektrode 96 gerichtet ist, wird die nenten des geschlüsselten Signals nicht mit einer be- - Verzögerungsleitung 95 von dem Bildkanal abgestimmten Betriebsart in Beziehung gebracht werden schaltet, und es ergibt sich bei dem Bildsignal in können. seiner Übertragung durch die Elektronenstrahlröhre

Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbei- 100 auf den Mischverstärker 15 keine wesentliche Verspielen in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt 30 zögerung.

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fernseh- Jedesmal, wenn die Elektronenstrahlen in den

teilnehmersenders, wie er gemäß der Erfindung kon- Röhren 85 und 100 auf die Auffangelektrode 79 bzw.

struiert ist, 96 gelenkt werden, gelangt das Bildsignal vom Ver-

Fig. 2 eine ausführliche schematische Darstellung stärker 11 ohne größere Verzögerung in bezug auf die

eines Teiles des in Fig. 1 gezeigten Senders, 35 Gleichlaufkomponenten, die vom Generator 20 gelie-

Fig. 3, 4 und 5 in zeitlicher Zuordnung eine Reihe fert werden, zum Mischverstärker 15, und der Sender

von erläuternden Kurven für die Arbeitsweise des kann als in normaler Weise, d. h. in Funktionsart »α«,

Systems, arbeitend betrachtet werden. Wenn der Elektronen-

Fig. 6 und 6 a kombiniert eine schematische Dar- strahl in Röhre 85 auf die Auffangelektrode 79 ge-

stellung eines Fernsehteilnehmerempfängers, konstru- 40 lenkt ist und der Strahl in der Röhre 100 auf die Auf-

iert gemäß der Erfindung und wirksam in Verbindung fangelektrode 96, wird in den Bildkanal die Verzöge-

mit dem Sender gemäß Fig. 1, rungsleitung 77 geschaltet, und das Bildsignal wird

Fig. 7 und 8 verschiedene Kurven, die für die Er- um einen bestimmten Betrag (nämlich um Vs A t)

klärung der Arbeitsweise des in Fig. 6 a gezeigten gegenüber den Gleichlauf komponenten verzögert. Unter

Teiles des Empfängers zweckmäßig sind, 45 einer solchen Betriebsbedingung kann man vom Sen-

Fig. 9 eine ausführlichere schematische Darstellung der sagen, daß er in Funktionsart »b« arbeitet. Wenn

eines Teiles der in Fig. 6 a gezeigten Schaltung. der Elektronenstrahl in der Röhre 85 auf die Auffang-

Die Funktion der Schlüsselungsvorrichtung (Fig. 2) elektrode 79 und der Elektronenstrahl in Röhre 100 wird zunächst ohne Rücksicht auf die anderen Schal- auf die Auffangelektrode 94 gelenkt wird, ist nur die tungseinzelheiten des Senders betrachtet. Der Ver- 50 Verzögerungsleitung 95 wirksam. Die Verzögerung schlüsseler 12 führt selektiv verschiedene Verzöge- durch die Leitung 95 beträgt ²/β A t, und der Sender rungsleitungen in den Bildkanal ein, die vier verschie- kann als in Funktionsart »c« arbeitend betrachtet werdene Zeitbeziehungen zwischen den Bild- und Gleich- den. Wenn endlich der Elektronenstrahl in Röhre 85 laufkomponenten des Videosignals bewirken und auf die Auffangelektrode 78 und der Elektronenstrahl dadurch vier entsprechend verschiedene Funktionsarten 55 der Röhre 100 auf die Auffangelektrode 94 gelenkt des Fernsehsenders auslösen. Solche zeitweilige Ab- wird, sind beide Verzögerungsleitungen 77 und 95 änderungen in der zeitlichen Zuordnung der Bild- und wirksam, und die Verzögerung des Bildsignals wird Gleichlaufkomponenten verschlüsseln das Fernseh- durch die gesamte Verzögerung der beiden Leitungen, signal wirksam, da die Funktion der üblichen Fernseh- d.h. Vs At+Va At=At bestimmt, womit sich Funkempfänger, die keine entsprechende Entschlüssungs- 60 tionsart »d« ergibt. Daher kann der Sender durch vorrichtung enthalten, von einer gleichbleibenden selektives Anlegen der Ablenksignale an die Ablenk-Zeitbeziehung zwischen den Bild- und Gleichlauf- elemente 80, 81 und 93, 97 zwischen den vier Funkkomponenten des empfangenen Signals abhängt, wenn tionsarten umgeschaltet werden, und die Änderung das dargestellte Bild einwandfrei wiedergegeben wer- dieser Ablenksignale von Zeit zu Zeit liefert für das den soll. 65 ausgesendete Fernsehsignal ein ziemlich kompliziertes

Im einzelnen wird von den Ausgangsklemmen des Verschlüsselungssystem.

Bildverstärkers 11 ein Bildsignal geliefert und an die Die Ablenkung der Elektronenstrahlen in den Steuerelektrode 82 der Elektronenstrahlröhre 85 ge- Röhren 85 und 100 erfolgt durch übliche Multivibralegt und steuert die Intensität des darin erzeugten toren 26 und 28 nach Eccles-Jordan in der Steuer-Elektronenstrahls. Der bildmodulierte Elektronen- 70 vorrichtung 25. Zu diesem Zweck wird die Ablenk-

elektrode 80 an die Anode 106 einer Elektronenröhre 105 des Multivibrators 26 angeschlossen, während die Ablenkelektrode 81 an die Anode 108 der anderen Elektronenröhre 110 des Multivibrators 36 angeschlossen wird. Ähnlich wird das Ablenkelement 93 an die Anode 121 einer Elektronenröhre 120 des Multivibrators 28 angeschlossen, während die Ablenkelektrode 97 an die Anode 125 der anderen Elektronenröhre 124 des Multivibrators 28 angeschlossen wird.

Verschlüsselers 12 ohne Berücksichtigung der Wirkung der Umstellvorrichtung an Hand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Positive Zeilenimpulse (Wellenform A) vom s Generator 20 werden an den Sperrschwinger 31 gelegt, B in dem sie 5 :1 frequenzgeteilt werden, so daß für je fünf gelieferte Zeilenimpulse ein Impuls von gleicher Polarität an den Ausgangsklemmen auftritt. Das Ausgangssignal des Sperrschwingers 31 wird an den normalerweise offenen Torkreis 32 gelegt, in dem unter

Der Steuerkreis 25 wird in seinen aufeinanderfol- io Umkehr der Phase ein Signal mit einer Wellenform, genden Funktionsschritten vermittels des periodischen wie sie in Kurve B gezeigt ist, erzeugt wird, das

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Steuersignals erregt, das von dem Torkreis 32 aus über einen Kondensator 103 zur Steuerelektrode 104 der Röhre 105 und über einen Kondensator 107 zur Steuerelektrode 109 der Röhre 110 gelangt. Die

Steuerelektrode 112 der Röhre 116 der Trennstufe 27
wird mit Anode 106 über einen Kondensator 113 verbunden und ist außerdem mit einer Quelle 115 negativer Vorspannung über einen Widerstand 114 verbunden, der in Kombination mit Kondensator 113 ein 20 anfängliche Funktionsbedingung unwesentlich ist, da Differenzierglied bildet. Die Anode 117 der Röhre 116 jeder Impuls der Wellenform B an die Steuerelektrowird mit B + über einen Belastungswiderstand 126
und über die Kondensatoren 118 und 119 mit den

wie sie m

seinerseits an die Steuerelektroden 104 und 109 des ersten Multivibrators 26 der Steuervorrichtung 25 gelegt wird. Der Einfachheit halber nimmt man an, daß der bistabile Multivibrator 26 sich vorerst in seinem ersten stabilen Funktionszustand befindet, in dem die Röhre 105 leitfähig und die Röhre 110 nicht leitfähig ist^wie durch die Wellenform C und D gezeigt ist, die an den Anoden 106 bzw. 108 erscheinen, obgleich die

Steuerelektroden 122 und 123 der Röhren 120 bzw.

den der beiden Röhren 105 und 110 gelegt wird und somit die leitende Röhre, welche sie auch immer sein mag, abschaltet. Nach Anlegen des ersten Impulses der

124 verbunden. Der Ausgangsleiter 71 vom Torkreis 25 Wellenform B wird also die Röhre 105 nichtleitend

65 wird an die Steuerelektroden 104 und 109 über die Kondensatoren 103 bzw. 107 angeschlossen, Ausgangsleiter 72 vom Torkreis 66 an Anode 108, Ausgangsleiter 73 vom Torkreis 67 über die Kondensatoren 118

gemacht, während entsprechend die Röhre 110 leitend wird. In analoger Weise wird auf den zweiten Impuls der Kurve B hin der Multivibrator 26 wieder ausgelöst und macht dann die Röhre 110 nichtleitend und

bzw. 119 an die Steuerelektroden 122 und 123, und 30 die Röhre 105 leitend. Somit wird auf Grund der Tat-Ausgangsleiter 74 vom Torkreis 68 wird an Anode 125 sache, daß die negativen Impulse der Kurve B immer

gelegt.

Die Funktion des beschriebenen Senders wird zunächst ohne Rücksicht auf die Verschlüsselungstechnik betrachtet.

In der Aufnahmeröhre 10 wird das Bildsignal erzeugt, das nach Verstärkung im Bildverstärker 11 über den Verschlüsseier 12 mit den Schaltstufen 13 und 14 an den Mischverstärker 15 gelangt, dem auch

an die Steuerelektroden der beiden Röhren des Multivibrators 26 gelangen, diese Schaltung zwischen ihren beiden Funktionsbedingungen durch die aufeinanderfolgenden B-Impulse betätigt, wie durch die Kurven C und D gezeigt wird.

Das an Anode 106 entwickelte Signal, nämlich Kurve C, wird ferner an das Differenzierglied 113, 114 gelegt, wodurch das Signal der Kurve E entsteht, die üblichen Zeilen- und Bildgleichlauf- und Austast- 40 Dieses letztere Signal wird an die Steuerelektrode 112 impulse über die Leitungen 30 vom Generator 20 zu- des Trennverstärkers 116 gegeben, der normalerweise geführt werden, so daß darin ein vollständiges Video- durch die negative Vorspannung, die an der Steuersignal entsteht. Dieses Signal wird auf den richtigen elektrode 112 von der Quelle 115 her liegt, abgeriegelt Schwarzpegel in der Schwarzsteuerstufe 16 eingestellt ist. Somit werden die differenzierten Impulse mit und wird auf den Bildträger in der Modulationsstufe 45 positiver Polarität der Kurve E durch die Trennstufe 17 amplituden-aufmoduliert. Der modulierte Bildträ- mit einer normalen Phasenumkehrung von 180° umgesetzt. Das Signal der Kurve F erscheint daher an der Anode 117 der Stufe 116 und geht an die Steuerelektroden 122j 123 des zweiten Multivibrators 28 des 50 Steuermechanismus 25 über die Kondensatoren 118 bzw. 119 und steuert den Multivibrator 28 zwischen seinen beiden Funktionsbedingungen in derselben Weise, wie mit Bezug auf Multivibrator 26 erklärt. Da die Impulse mit Wellenform F den anderen B-Imlenksteuersignale, die durch die Steuervorrichtung 25 55 pulsen entsprechen, beträgt die Betriebsfrequenz des entwickelt werden, der die Elektronenstrahlen der Multivibrators 28 die Hälfte der vom Multivibrator

26. Die Wellenformen der Kurven G und H stellen die Signale dar, die an den Anoden 121 bzw. 125 erscheinen.

Aus einer Betrachtung der Kurven in Fig. 3 geht hervor, daß die Signale der Kurven C und D₁ die an die Ablenkelemente 80 bzw. 81 gelegt werden, um die Bahn des Elektronenstrahles von Röhre 85 zu steuern, wie auch die Signale der Kurven G und H, die an die

Erfindung zu vereinfachen, sind die idealisierten 65 Ablenkelemente 93 bzw. 97 der Röhre 100 gelegt wer-S ignalwellenformen, die an den verschiedenen mit den, zueinander gegenphasig sind und somit eine sym-Kennbuchstaben bezeichneten Teilen des Senders auf- metrische Funktion der Ablenkelemente der Elektreten, durch entsprechende Buchstabenbezeichnungen tronenstrahlröhre ergeben. Es ist weiterhin zu ersehen, auch in den graphischen Darstellungen der Fig. 3 bis 5 daß unter den angenommenen Anfangsbedingungen markiert. Zunächst wird die zyklische Steuerung des 70 das Potential des Ablenkelementes 81 in bezug auf das

ger gelangt über den Diplexer 57 zur Antenne 18, 19 und damit zur Aussendung an die Teilnehmerempfänger. Es versteht sich, daß bei der Erzeugung des Bildsignals die Ablenkgeräte 21 und 22 durch die BiJd- und Zeilensteuerimpulse vom Generator 20 Synchronisiert werden.

Die Verschlüsselung des Bildteiles der Sendung erfolgt im Verschlüsseier 12 unter dem Einfluß der AbRöhren 85 und 100 zwischen ihren entsprechenden Auffangelektroden hin- und herschaltet. Wie schon erklärt, ändert diese Steuerung der Verschlüsselungsvorrichtung die Funktionsart des Senders durch Abänderung der zeitlichen Zuordnung der Bild- und Gleichlauf komponenten des abgestrahlten Signals und erzielt somit eine sehr wirkungsvolle Verschlüsselung. Um die ausführliche Erklärung der Funktion der

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Potential an der Ablenkeletrode 80 zunächst. positiv ist und auch das Potential der Ablenkelektrode 97 in bezug auf das Potential, das am Ablenkelement 93 herrscht, positiv ist. Somit ist vor Anlegen des ersten Impulses der Kurve B der Elektronenstrahl der Röhre 85 auf die Auffangelektrode 79 gerichtet, und der Strahl der Röhre 100 wird durch die Auffangelektrode 96 aufgenommen. Das Bildsignal wird daher vom Bildverstärker 11 direkt an den Mischverstärker 14 geleitet, wodurch der Sender in Funktion »α« arbeitet, d. h. in der Weise, in der es keine wesentliche Zeitverzögerung zwischen den Bild- und den Gleichlaufkomponenten gibt.

Den Wechsel der Funktionsarten zeigt Fig. 3 unten. Man erkennt deutlich die Periodizität des Vorgangs, die rascher als der Bildwechsel abläuft.

Auf den ersten Impuls der Kurve B hin werden die Spannungen an den Ablenkelementen 80 und 81 infolge der Wirkung des Multivibrators 26 umgekehrt, und die Kathodenstrahlröhre 85 wird daher auf die Auffangelektrode 78 umgeschaltet. Analog wird der Strahl der Röhre 100 jetzt auf die Auffangelektrode 94 gerichtet, da auch die Spannungen an den Ablenkelementen 93 und 94 durch die Auslösung des Multivibrators 28 umgekehrt werden. Beide Verzögerungsleitungen 77 und 95 sind jetzt in den Bildkanal eingeschaltet, so daß die maximale Zeitverzögerung At zwischen den Bild- und Gleichlaufkompanenten eingeführt wird und das System nunmehr in der Funktionsart »d« läuft.

Wenn der zweite Eingangsimpuls der Wellenform B an den Steuermechanismus gelegt wird, stellt sich der Multivibrator 26 um und schaltet somit den Elektronenstrahl der Röhre 85 auf die Elektrode 79 und löst damit die Verzögerungsleitung 77 aus dem Bildkanal. Der Multivibrator 28 bleibt aber noch unverändert, so daß sich eine Zeitverzögerung von -UAt — infolge der Verzögerungsleitung 95 — ergibt und das System in Funktionsart »c« arbeitet. Auf den dritten Impuls der Kurve B hin werden beide Multivihratoren umgesteuert, so daß die Verzögerungsleitung 95 abgeschaltet und die Verzögerungsleitung 77 in den Bildkanal zugeschaltet wird und sich somit eine Zeitverzögerung von Vs A t. für die Funktionsart »b« ergibt. Endlich schaltet auf den vierten Eingangsimpuls zum Mechanismus 25 hin der Multivibrator 26 die Verzögerungsleitung 77 aus dem Bildkreis, und der Zyklus vollendet sich, und das System arbeitet wieder in Funktion »α«. Die Steuervorrichtung 25 arbeitet kontinuierlich, wie beschrieben, und bewirkt somit periodische Änderungen der Funktionsweise des Fernsehsystems zwischen vier verschiedenen Funktionsarten mit einem schnelleren Wechsel,- als dem Bildwechsel entspricht.

Nunmehr wird die besondere Art betrachtet, in der der Steuermechanismus unterbrochen und während der Rückläufe erregt wird, um den Verschlüsseier auf die verschiedenen Funktionsbedingungen entsprechend der Erfindung zu bringen, wobei neben Fig. 1 nunmehr auch Fig. 4 und 5 heranzuziehen sind. Es soll daran erinnert werden, daß zwecks Aufrechterhaltung der richtigen Zeitbeziehung zwischen all den verschiedenen gezeigten Kurven Fig. 4 direkt unter Fig. 3 und Fig. 5 unter Fig. 4 gelegt werden soll.

Während jedes einzelnen Funktionsbestimmungsintervalls oder jedes Bildrücklaufs soll der Schlüsselsignalgenerator 33 eine Reihe von Schlüssel- oder Umstellsignalen erzeugen, insbesondere auch einen einleitenden Rückstellimpuls /₆, wie in Kurve / der Fig. 4 gezeigt.

Inzwischen ist der Bildsteuerimpuls, der den Bildrücklauf einleitet, wie in Kurve K gezeigt, an die Eingangsklemme des monostabilen Multivibrators 35 gelangt und hat diesen aus seinem stabilen Funktionszustand heraus in seine instabile Lage gebracht. Dieser Multivibrator fällt selbsttätig nach einer bestimmten Zeit wieder in seine normale Funktionsbedingung zurück und erzeugt so einen Impuls der Kurve L. Die Parameter des Multivibrators 35 sind so gewählt, daß

ίο die Hinterkante dieser Impulse immer an einem Zeitpunkt Hegt, der dem einleitenden Rückstellimpuls mit Frequenz f₆ folgt. Der Impuls der Kurve L gelangt an die Eingangsklemmen des normalerweise geschlossenen Torkreises 36, der zugleich als Gleichrichtervorrichtung für /g dient, und öffnet ihn. Die Schlüsselkombination der Kurve / gelangt gleichfalls zum Gerät 36 wie ferner auch zum Torkreis 42, und unter der Wirkung des Torimpulses L wird der erste Impuls der Kombination der Kurve / im Gerät 36 gleichgerichtet und ergibt einen Impuls gemäß Kurve M. Dieses letztere Signal geht an den normalerweise geschlossenen Torkreis 38, dem auch die Zeilensteuerimpulse der Wellenform A (Fig. 3) zugeführt werden, und läßt den Zeilensteuerimpuls der Kurve A, der zeitlich mit dem Torimpuls zusammenfällt, passieren. Dieser Impuls ist in der Kurve N gezeigt und wird benutzt, um den Sperrschwinger 31 und auch den monostabilen Multivibrator 40 auszulösen. Die Wirkung des Impulses der Kurve N auf dem Sperrschwinger 31 soll später deutlich gemacht werden.

Multivibrator 40, der durch den Impuls der Wellenform N in seine instabile Lage gebracht ist, bleibt eine bestimmte Dauer in diesem Zustand, bevor er automatisch in seinen stabilen Zustand zurückkehrt, und erzeugt dadurch den Impuls der Kurve P. Dieser Impuls geht an den normalerweise geöffneten Torkreis 32, um diesen für die Dauer des Impulses zu schließen und somit zu verhindern, daß irgendwelche Impulse vom Sperrschwinger 31 während der Umstellzeit zum Mechanismus 25 gelangen. Die periodische Funktion des Mechanismus 25 wird so zeitweilig unterbrochen.

Der Impuls der Kurve P wird außerdem an den

normalerweise geschlossenen Torkreis 42 gelegt, um diese Sperre zu öffnen und die Umsetzung derjenigen Komponenten des Schlüsselsignals der Kurve / zu ermöglichen, die während der Dauer des Impulses auftreten. Alle Signalimpulse mit Ausnahme des allerersten, nämlich des /₆-Umstellsignals, werden daher von der Kombination der Kurve / getrennt und gelangen als Signal der Kurve Q an die Filter- und Gleichrichtergeräte 51 bis 56. Die Schlüsselsignalkomponenten werden voneinander getrennt und in den Gleichrichterschaltungen für die entsprechende Weiterleitung an die verschiedenen Eingangskreise des Um-Setzermechanismus 60 gleichgerichtet, der z. B. aus einer Gruppe von Kippschaltern bestehen kann.

Der Umsetzermechanismus bewirkt die vorgeschriebenen Schaltungsverbindungen zwischen seinen Eingangskreisen und den Ausgangsleitern 61 bis 64, so

6q daß die gleichgerichteten Signale an die normalerweise geschlossenen Torkreise 65 bis 68 gemäß einem Schlüsselmuster gehen können. Man kann z. B. annehmen, daß der Mechanismus 60 so eingestellt ist, daß das f₅-Füter und Gleichrichter 55 mit dem Leiter 61 verbunden sind und den gleichgerichteten /₅-Impuls der Kurve R an den Torkreis 65 liefern, daß das /^-Filter und Gleichrichter 51 und das f₃-Filter und Gleichrichter 53 beide über den Umsetzermechanismus 60 an den Leiter 62 geschaltet sind und die gleichgerichteten f_±- und /₃-Impulse, wie in Kurve 5" gezeigt,

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an den Torkreis 66 geben, daß das /-₆Filter und Gleichrichter 56 über den Umsetzer mit dem Leiter 63 verbunden sind und den gleichgerichteten /₆-Impuls der Kurve T an den Torkreis 67 legen und endlich daß das /^-Filter und Gleichrichter 54 über den Umsetzermechanismus 60 mit dem Leiter 64 verbunden sind und den gleichgerichteten /^-Impuls der Kurve V an den Torkreis 68 legen. Filter und Gleichrichter 52 können natürlich auch an irgendeinen bestimmten an-

105 in leitendem Zustand findet-, wirksam und schaltet sie ab. Multivibrator 26 ändert daher die Funktionsbedingungen und verursacht seinerseits, daß Multivibrator 28 seinen entgegengesetzten Zustand einnimmt. 5 Die Elektronenstrahlen der Röhren 85 und 100 werden auf die Auffangelektroden 78 bzw. 96 umgeschaltet, und somit arbeitet das Fernsehsystem in Funktionsart »&«.

Wenn der darauffolgende Impuls der Kurve / einderen der Ausgangsleiter 61 bis 64 über den Umsetzer- io trifft, d. h. der /^-Impuls, wird der zweite Impuls der mechanismus geschaltet werden, jedoch ist, da in Kurve X an die Steuerelektrode 104 der Röhre 105 der angenommenen Schlüsselsignalkombination keine gelegt. Da jedoch die Röhre gerade abgeschaltet ist, /₂-Impuls vorkommt, der Gleichrichter unwirksam. hat der Impuls keine Wirkung. Der nächste Impuls in

Die normalerweise geschlossenen Torkreise 65 bis 68 der Kombination (/_e) verursacht eine Umsetzung des empfangen außerdem Zeilensteuerimpulse (Wellen- 15 Impulses der Kurve Y auf die Steuerelektroden 122 form A der Fig. 3) vom Generator 20, und die Signale _Und 123 der Röhren 120 bzw. 124. Multivibrator 28 der Kurven R, S, T und V blenden die Zeilensteuer- wird somit betätigt, wie durch die Kurven G' und H' impulse der Kurve A ein, die zeitlich mit dem jewei- gezeigt, und der Elektronenstrahl der Röhre 100 wird ligen Torimpuls zusammenfallen, so daß die Signale auf die Auffangelektrode 94 geschaltet, wodurch das der Kurven W und Z über die Leiter 71 bzw. 72 an 20 System in Funktionsart »<2« arbeitet,
den Multivibrator 26 gelangen und die Signale der Auf den nächsten Impuls in der Kombination hin,

Kurven Y und Z über die Leiter 73 bzw. 74 an den d. h. den /₅-]mpuls, wird der Impuls der Kurve W an Multivibrator 28. die Steuerelektroden 104 und 109 der Röhren 105 bzw.

In Fig. 5 zeigen die Kurven B', C, D', E', F', G' 110 gelegt und löst den Multivibrator 26. Die Ver- und H' den Einfluß des Umstellmechanismus der vor- 25 zögerungsleitung 77 wird somit aus dem Bildkanal liegenden Erfindung auf die Wellenform der Kurven B₁ abgeschaltet. Das System arbeitet in Funktionsart »c«. C, D, E₁ F, G und H₁ und ein abgeänderter Impulszug Endlich wird auf den letzten Impuls der Kombination, für die Funktionsartänderung ist ebenfalls dargestellt, der Kurve I hin, nämlich den /3-Impuls, der letzte um ein Beispiel für die Auswirkung des Umstellvor- Impuls der Kurve Z an die Steuerelektrode 104 der ganges auf das Schlüsselsystem zu geben. Der Ein- 30 Röhre 105 gelegt. Da diese Stufe gerade leitet, ist der fachheit halber kann angenommen werden, daß die Impuls wirksam und schaltet die Röhre ab und ändert periodische Funktion des A^erschlüsselungssy stems somit die Funktionsbedingung. Der Elektronenstrahl während des ersten Bildintervalls genau wie in Ver- der Röhre 85 wird daher durch die Funktion des bindung mit den Wellenformen und dem Impulsver- Multivibrators 26 auf das Auffangelement 78 gerichtet lauf gemäß Fig. 3 abläuft. Jedoch verursacht der erste 35 und schaltet die Verzögerungsleitung 77 in den Bild-Impuls, der während eines Bildrücklaufes auftritt, der kanal ein. Gleichzeitig steuert der Multivibrator 26 /„-Umstellimpuls der Kurve J₁ daß ein Impuls noch den Multivibrator 28 um, wodurch der Elektro-(Kurve N) an den Sperrschwinger 31 geht. Dies ver- nenstrahl der Röhre 100 derart umgelenkt wird," daß ursacht eine vorzeitige Erregung des Sperrschwingers die Verzögerungsleitung 95 aus dem Bildkanal abge- und stoppt dessen 5 : 1-Teilung sofort, wie durch den 40 schaltet wird. Das System arbeitet folglich in Betriebs-Impuls 127 der Wellenform B' dargestellt. Multivi- _art »&«, wie in dem Diagramm der Fig. 5 gezeigt, und brator 26 wird daher vorzeitig ausgelöst (d. h. zu dies ist die Funktionsart, von der ab das System nach Beginn der Umstellzeit anstatt zwei Zeilenimpulse Wiederaufnahme der Steuerung der Vorrichtung 25 später wie im Fall der periodischen Funktion, die in durch die periodisch wiederkehrenden Impulse vom Fig. 3 erörtert ist) und stellt den Funktionszustand »c« 45 Sperrschwinger 31 zu arbeiten beginnt. Somit wird her, wie im Impulsverlauf der Fig. 5 gezeigt. Sperr- auf den ersten Impuls der Kurve B' hin, der auf die schwinger 31 nimmt dann seine normale Teilung 5 : 1
wieder auf. Der Impuls der Kurve P wird inzwischen
an den normalerweise offenen Torkreis 32 gelegt, um
diesen zu schließen und zu verhindern, daß die Um- 50
Setzung von Impulsen vom Sperrschwinger 31 auf den
Mechanismus 25 während dieser Zeit erfolgt, mit dem
Ergebnis, daß der nächste Impuls 128 von dem Sperrschwinger, wie in Wellenform B' punktiert, nicht auf

den Mechanismus 25 umgesetzt wird. Allerdings leitet 55 wiederaufgenommen wird und dann eine andere Impuls 128 einen normalen Zählvorgang 5:1 des Anfangsbedingung zu Beginn des nächsten Bildrück-Sperrschwingers 31 ein. lauf es aufweist, wenn der Zyklus wieder beginnt.

Auf den nächsten Impuls der Kurve / hin, der der Das Tonsignal, das dem Bildsignal zugeordnet ist,

erste eigentliche Impuls der Schlüsselsignalkombina- wird durch das Mikrofon 58 aufgenommen und tion der Kurve Q ist, nämlich der /^-Impuls, wird der 60 gelangt über den Tonverstärker 59 und den Tonver-Impuls der Kurve Z an die Steuerelektrode 122 der schlüsseler 41 zum Tonträger generator und Modulator Röhre 120 (Fig. 2) über die Querkopplung von Anode 69. Im Gerät 69 wird das Tonsignal entsprechend dem 125 gelegt, und da diese Röhre sich bereits in dem üblichen Verfahren auf einen Träger moduliert, der nichtleitenden Zustand befindet (wie durch Kurve G' dann über den Diplexer 57 gleichfalls zur Antenne gezeigt), ist der angelegte negative Impuls nicht wirk- 65 18/19 geht, von der er gemeinsam mit dem Bildträger sam. Daher erfolgt keine Änderung der Funktionsart. ausgestrahlt wird. Der Tonverschlüsseier 41 kann ein Wenn jedoch der nächste Impuls der Kurve J auftritt, üblicher elektronischer Phasenschieber sein, der das d. h. der /^-Impuls, geht der erste Impuls der Kurve X Tonsignal in der Phase gemäß den Amplitudenändezur Steuerelektrode 104 der Röhre 105 über die Quer- rungen eines angelegten Steuersignals umwandelt. Zu kopplung von Anode 108 und wird, da er die Röhre 7° diesem Zweck wird das Signal der Kurve"H' an den

909 709/200

Rückstellung folgt, Mechanismus 25 erregt, wie vorher beschrieben, und beginnt wieder seine zyklische Funktion.

Aus einem Vergleich der Impulsverläufe der Fig. 3 und 5 geht hervor, daß die zyklische Funktion des Verschlüsselungssystems während eines Umstell- oder Bildrücklaufintervalls unterbrochen und bei irgendeinem der Funktionsschritte des Zyklus willkürlich

11 12

Tonverschlüsseier 41 gelegt, der das Signal jedesmal, schlüsseler 12 die »Verzögerung At« liefert, befindet

wenn die Amplitudencharakteristik der Kurve H' sich- sich der Entschlüsseier 140 im Zustand »Verzögerung

ändert, in der Phase umkehrt. V3 Δ t«. So kann also der Entschlüsseier 140 genau

Damit die Teilnehmerempfänger die verschlüsselte dieselbe Konstruktion haben wie der Verschlüsseier 12

Sendung entzerren können, ist es notwendig, daß die 5 (Fig. 2), nur sind die Schaltverbindungen entweder

Kombination der Schlüsselsignalimpulse gemäß Kurve/ der Auffangelektroden oder der Ablenkelemente der

den betreffenden Empfängern bekanntgemacht wird. beiden Elektronenstrahlröhren gerade umgekehrt aus-

Zu diesem Zweck wird das Schlüsselsignal an den geführt.

Mischverstärker 15 über die Leitungen 49 geführt, wo Die Empfängerschaltung kann neben der üblichen es mit dem Videosignal für die Übersendung an die 10 Schaltung für normalen Fernsehempfang von gleicher Teilnehmerempfänger kombiniert wird. Die Signal- Art sein, wie sie in Einzelheiten in Verbindung mit impulse mit den verschiedenen Frequenzen, die die dem Sender erörtert wurde, bis auf die Umkehrung Komponenten des Schlüsselsignals darstellen, liegen der Schaltungen an den Ablenkelementen oder Aufzwischen den Zeilenimpulsen, die dem Bildaustast- fangelektroden der beiden Elektronenstrahlröhren des impuls überlagert sind, weswegen es wünschenswert 15 Entschlüsselet 140, wie bereits oben beschrieben, ist, daß der Amplitudenpegel des Austastimpulses Sperrschwinger 154, Torkreis 155, Steuervorrichtung geändert wird, um eine Modulation durch die Schlüssel- 148 mit den Multivibratoren 149 und 151 und Trennsignalimpulse zu ermöglichen. Zu diesem Zweck stufe 150, monostabiler Multivibrator 160, Torkreis werden die Impulse des Schlüsselsignals geeigneten und /,,-Gleichrichter 159, Torkreis 158, monostabiler Impulsen mit einem Pegel, der unter dem »Schwarz- 20 Multivibrator 156, Torkreis 164, Filter und Gleichwert« liegt, überlagert. Diese Pegelimpulse werden richtergeräte 171 bis 176., Umsetzer 177 und Torkreise vom Gleichlaufsignalgenerator 20 geliefert. Das Mo- 182 bis 185 sind in der Konstruktion identisch und dulationsprodukt wird dann seinerseits an den Misch- haben dieselbe Funktion wie die entsprechenden verstärker 15 über die Leiter 30 geliefert und modu- Komponenten 31, 32, 25, 35, 36, 38, 40, 42, 51 bis 56, liert den Vertikalaustastimpuls subtraktiv. 25 60 und 65 bis 68 im Sender gemäß Fig. 1.

Es ist natürlich klar, daß die Benutzung des Bild- Im Betrieb des Empfängers gemäß Fig. 6 wird das

trägers für die Übersendung des Schlüsselsignals nur verschlüsselte Fernsehsignal vom Sender gemäß Fig. 1

eine beliebige Variante darstellt und daß das Signal durch die Antenne 131, 132 empfangen, durch den

ebensogut auch in anderer Art ausgesendet werden Hochfrequenzverstärker 130 verstärkt und auf die

kann, z. B. in Form einer Hilfsmodulation des Ton- 30 Zwischenfrequenz des Empfängers in der Mischstufe

trägers oder eines gesonderten Trägers oder vermittels 133 umgesetzt. Das Zwischenfrequenzsignal wird im

einer Leitung, die vom Sender bis zum Empfänger Zwischenfrequenzverstärker 134 verstärkt und im

reicht. Weiterhin kann das Schlüsselsignal auch örtlich Demodulator 135 in ein Videosignal umgewandelt,

erzeugt werden, z. B. vermittels einer Schlüsselkarte, Dieses wird im Videoverstärker 136 verstärkt und

die mit entsprechenden Perforierungen oder gedruckten 35 durch den Entschlüsseier 140 mit den Schaltstufen

Schaltungen versehen ist. 137, 138 auf die Eingangsklemmen 139 der BiId-

Es soll hier ferner erwähnt werden, daß in der wiedergabevorrichtung 141 umgesetzt, wo es die Intenspeziell gegebenen Darstellung das Schlüsselsignal sität des Kathodenstrahles in bekannter Weise steuert, während eines Teils der Vertikalrücklaufzeit erzeugt Die Gleichlaufkomponenten werden in der Trennwird und somit die Umstellung des Steuermechanis- 4° stufe 142 abgetrennt, und die Bildgleichlaufimpulse mus in den Bildrücklaufzeiten bewirkt. Dabei versteht synchronisieren das Vertikalablenkgerät 143, während es sich, daß das Signal zu jeder Zeit während des die Zeilengleichlaufimpulse das Horizontalablenkgerät Bildrücklaufs erzeugt und benutzt werden kann, be- 144 synchronisieren.

sonders λνεηη es zu den teilnahmeberechtigten Emp- Die Entschlüsselung im Empfänger erfolgt in anafängern auf einem der obenerwähnten zusätzlichen 45 loger Weise, wie vorher in Verbindung mit der VerWege gelangt. schlüsselung im Sender erklärt. Demgemäß erläutern

Die Funktionsänderungen können auch in willkür- die Wellenformen der Fig. 3 bis 5 die Funktion im licher Folge und in Abständen erfolgen, die entweder Empfänger wie auch im Sender, und man kann entlänger oder kurzer als die Bildperiode sind. Wenn man sprechende Buchstabenbezeichnungen für das Empdas die Verschlüsselung z. B. kontinuierlich über eine 50 fängerdiagramm der Fig. 6 benutzen. Der Sperr-Anzahl von Halbbildern oder Vollbildern laufen läßt, schwinger 154 liefert über den Torkreis 155 Steuerbevor die Rückstellung erfolgt, wandert das Bild impulse an den Steuermechanismus 148, der in scheinbar nach oben oder nach unten auf dem Fern- zyklischer Folge periodisch wiederkehrende Impulse sehschirm. zur Änderung der Funktionsart erzeugt. Das Video-

Der Empfänger gemäß Fig. 6, der die Fernseh- 55 signal wird dem normalerweise geschlossenen Torsendung vom Sender gemäß Fig. 1 aufnimmt, hat einen kreis 159 zugeführt. Wegen des Austastimpulses der Entschlüsseier 140, der in ähnlicher Weise gebaut sein Kurve L₁ der durch den monostabilen Multivibrator kann wie der Verschlüsseier 12 am Sender, mit der 160 erzeugt wird, wird jedoch nur der Rückstell-Ausnahme, daß er so gesteuert wird, daß er gerade die impuls f_e gleichgerichtet und ermöglicht so, daß der Änderungen in der Zeitbemessung des empfangenen 60 Torkreis 158 den Zeilensteuerimpuls der Kurve N Fernsehsignals kompensiert. Genauer gesagt, wenn der einblendet. Dieser Impuls löst den Sperrschwinger 154 Verschlüsseier 12 die Bildkomponenten mit einer Ver- aus und steuert den monostabilen Multivibrator 156, zögerung A t liefert, vermittelt der Entschlüsseier 140 der den Tastimpuls der Kurve P zum Schließen des das Bildsignal an das Bildwiedergabegerät ohne Torkreises 155 und zur öffnung des Torkreises 164 wesentlichen Zeitverzug. Analog arbeitet, wenn der 65 erzeugt. Der Torkreis 164 erhält ebenfalls das Video-Verschlüsseler 12 sich im Zustand »Verzögerung Null« signal, so daß der Impuls der Kurve P bewirkt, daß befindet, der Entschlüsseier 140 im Zustand »Verzöge- die Schlüsselimpulse der Kurve Q an die Filter und rung Δ t«. Wenn der Verschlüsseier 12 mit »Verzöge- Gleichrichtergeräte 171 bis 176 gelangen, worin sie rung ¹ZaAt« arbeitet, wirkt der Entschlüsseier 140 voneinander getrennt werden und selektiv über den mit »Verzögerung ^sh Δ t«, und wenn endlich der Ver- 70 Umsetzer 177 an die Leiter 178 bis 181 geführt

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werden. Die gleichgerichteten Impulse der Kurven R₁ S, T und V werden entsprechend an die Torkreise 182 bis 185 gelegt und blenden die Signale der Kurven W und X zum Multivibrator 149 und die Signale der Kurven Y und Z zum Multivibrator 151 ein. Wenn die Einstellung des Umsetzers 177 der Einstellung des entsprechenden Mechanismus 60 am Sender entspricht, arbeitet das Steuergerät 148 genau wie oben bei dem entsprechenden Steuergerät 25 für den Sender beschrieben.

Der Empfänger gemäß Fig. 6 hat neben der Tonentschlüsselungseinrichtung gemäß Fig. 6 a, die später erörtert wird, jedoch auch ein Merkmal, welches kein Gegenstück beim Sender gemäß Fig. 1 hat. Und zwar ist eine Mischstufe 161 über die Leiter 163 an die Ausgangsklemmen des monostabilen Multivibrators 160 angeschlossen, um den Impuls der Kurve L abzuleiten, und über die Leiter 157 an die Ausgangsklemmen des monostabilen Multivibrators 156, um den Impuls der Kurve P abzuleiten, und weiterhin an eine Austastschaltung 162, die Zeilensteuerimpulse vom Ablenkgerät 144 erhält. Die Mischstufe 161 ist mit ihren Ausgangsklemmen über die Leiter 190 an die Steuerelektroden 139 des Bildwiedergabegerätes 141 angeschlossen und liefert während der Bild- und Zeilenrückläufe das übliche Austastsignal. Es ist erforderlich, da die Schlüssel- und Rückstellsignale, die ja in den Bildrücklauf fallen, störende Aufhellungen bewirken könnten. Die Austastung während der Zeilenrückläufe ist wünschenswert, da die Schaltwirkung des Entschlüsselet 140 während bestimmter Zeilenrückläufe erfolgt und dadurch entstehende Einschwingimpulse ihrerseits den Elektronenstrahl des Wiedergabegerätes 141 aufblenden könnten.

Wenn auch das Tonsignal im Empfänger in komplementärer Weise wie am Sender gemäß Fig. 1 in der Phase verändert wird, so ergeben sich trotzdem noch gewisse Verzerrungen, da der Funktionswechsel am Sender und Empfänger nicht zu genau derselben Zeit eintritt; wenn der Wechsel in der Funktionsart rascher als der Bildwechsel erfolgt, z. B. nach jeder zehnten Zeile (vgl. Kurve H'), fällt die Frequenz der Schaltimpulse in den Hörbereich.

Es wird nunmehr die besondere Art betrachtet, in der die Laufzeitverzerrung, die sonst bei der Tonentschlüsselung entstehen kann, mit Hilfe einer Maßnahme beseitigt wird, die an Hand der idealisierten Kurven in Fig. 7 und 8 erläutert wird. Das Differenzträgertonsignal, das vom Bildverstärker 136 abgeleitet ist, wird in der Stufe 200 amplitudenbegrenzt und im Diskriminator 201 demoduliert. Das verschlüsselte Tonsignal, das im Verstärker 202 verstärkt und an den Entschlüsseier 203 gelegt wird, ist in Kurve AA als sinusförmiges Signal mit einer Frequenz von etwa 6000 Hz dargestellt und zeigt charakteristische Phasensprünge y, die durch die Verschlüsselung am Sender bewirkt sind. Diese Phasensprünge im Tonsignal erfolgen mit Ausnahme des zweiten Sprunges y' bei jeder fünfzehnten Zeile, d. h. mit einer Frequenz von etwa 525 Hz, wenn man beispielsweise die USA.-Norm zugrunde legt, statt bei jeder zehnten Zeile, wie es der Fall sein würde, wenn das Signal der Kurve H' benutzt wird. Der Sprung y' rührt von der Rückstellung am Sender her.

Um die Phasenwechsel zu kompensieren und die Entschlüsselung des Tonsignals der Kurve AA durchzuführen, nehmen wir an, daß der Multivibrator 151 das Steuersignal gemäß Kurve BB statt H' erzeugt. Das Signal der Kurve BB zeigt Amplitudenänderungen, die zeitlich mit den am Sender erfolgenden Funktionswechseln zusammenfallen und folglich synchron mit den Phasenwechseln des empfangenen verschlüsselten Tonsignals sind, und wird dem Entschlüsseier 203 zugeführt. Die Amplitudenänderungen des Steuersignals BB kehren die Phase des an den Entschlüsseier 203 gelangten Signals um und erzeugen daher an den Ausgangsklemmen des Verschlüssele« ein entschlüsseltes Signal mit dem in Kurve CC gezeigten Verlauf. Unerwünschte Einschwingverzerrungen, die als Impulse X markiert sind, treten gewöhnlich während des Entschlüsselungsvorganges auf. Diese Impulse X sind in der Figur verkleinert eingezeichnet. Gewöhnlich ist ihre Amplitude viel größer als die des Tonsignals selbst.

Während des Empfangs werden ferner Zeilensteuerimpulse, wie in Kurve DD gezeigt, an den Oberwellengenerator 204 gelegt, der sie in der Frequenz verfünffacht. Teile der Wellenform der Kurven CC und DD (die den Zeitraum während der ersten beiden Einschwingimpulse X einschließen) sind in Fig. 8 nochmals auf einer breiteren Zeitbasis eingezeichnet. Kurve EB der Fig. 8 stellt die Impulse, die im Generator 204 erzeugt werden, dar, und diese Impulse werden in der Verzögerungsleitung 205 um eine etwas längere Zeit als die Dauer eines Zeilenimpulses verzögert und als Tastsignal der Kurve FF an die Eingangsklemmen des Abtasters 206 geführt. Das entschlüsselte Tonsignal der Kurve CC wird an die weiteren Eingangsklemmen des Abtasters 206 gelegt und beim Auftreten eines jeden Impulses der Kurve FF abgetastet. Dieser Abtastvorgang erzeugt ein Ausgangssignal, das in Kurve GG dargestellt ist und aus den abgetasteten Signalpegeln der Kurve CC besteht. Wegen der durch die Verzögerungsleitung 205 eingeführten Verzögerung erfolgt dieses Abtasten nicht während der Zeilenimpulse. Andererseits fallen die störenden Einschwingimpulse (Teile χ, χ der Kurve CC) gerade in die Zeilenimpulszeiten. Folglich ist das Ausgangssignal des Abtasters (Kurve GG) frei von solchen Verzerrungen.

Das Signal der Kurve GG wird an ein Tiefpaßfilter 207 gelegt, in dem es zum Signal der Kurve HH geglättet wird, das eine Nachbildung des entschlüsselten Tonsignals der Kurve CC vor der Abtastung ist, jedoch keine unerwünschten Störungen mehr enthält.

Das Signal der Kurve HH wird schließlich dem Lautsprecher 208 zugeführt.

Der Abtaster 206 kann von üblicher Konstruktion sein; die schematische Darstellung der Fig. 9 zeigt im einzelnen eine solche Abtastvorrichtung mit einer Zweiwegklemmschaltung. Im einzelnen werden positive Impulse der Kurve FF an die Primärwicklung 221 des Transformators 220 gelegt, um entsprechende Tastimpulse in den Sekundärwicklungen 214, 215 zu erzeugen. Eine Klemme der Wicklung 214 ist direkt an die Kathode der Elektronenröhre 219 und die andere Klemme über einen Kopplungskondensator 213 an das Steuergitter der Röhre 219 angeschlossen. Die Röhre 219 ist demnach nur während des Auftretens der Impulse der Kurve FF leitend. Ein Gitterableitwiderstand 211 liegt zwischen Kathode und Steuergitter der Röhre 219. In analoger Weise ist eine Klemme der Wicklung 215 direkt an die Kathode der Röhre 218 und die andere Klemme über einen Kopplungskondensator 212 an das Steuergitter der Röhre 218 angeschlossen, so daß auch diese Röhre nur während des Auf tretens der Impulse der Kurve FF leitend ist. Ein Gitterableitwiderstand 216 ist ebenfalls zwischen Kathode und Steuergitter der Röhre 218 geschaltet.

Das entschlüsselte Tonsignal der Kurve CC wird an einen Eingangswiderstand 210 gelegt, dessen eine Klemme an die Kathode der Röhre 219 sowie an die Anode der Röhre 218 und dessen andere Klemme an Erde gelegt ist. Die Anode der Röhre 219 und die Kathode der Röhre 218 sind gemeinsam mit einer Klemme des Kondensators 217 verbunden, dessen andere Klemme an Erde gelegt ist. Die beiden Klemmen des Kondensators 217 sind dann mit der Eingangsklemme des Tiefpaßfilters 207 verbunden.

Mit dieser Anordnung wird das Tonsignal, das an dem Widerstand 210 erscheint, abgetastet, und die Röhren 218 und 219 laden den Kondensator 217 auf einen Spannungspegel auf, der der jeweiligen Amplitude des Tonsignals während des Auftretens der Impulse der Kurve FF entspricht. Wenn der Spannungspegel des Tonsignals zur Zeit irgendeines Tastimpulses den des Kondensators 217 überschreitet, leitet Röhre 218 und lädt Kondensator 217 auf die gleiche Spannung auf. Wenn der augenblickliche Spannungspegel des Tonsignals zur Zeit irgendeines Tastimpulses unter dem des Kondensators 217 liegt, leitet Röhre 219 und entlädt den Kondensator 217 bis auf die richtige Spannung. Das Tonsignal wird in dieser Weise getastet und das Signal der Kurve GG entwickelt.

Aus einer Prüfung der Wellenform der Abb. 4 und 5 sollte es scheinen, daß gemäß irgendeines anderen Gesichtspunktes der Erfindung die am Ende einer Funktionsartenbestimmung oder Rückstellung aufgebaute Funktionsweise bestimmt wird, nicht nur durch die besondere Kombination der Komponenten des verschlüsselten Signals (Kurve Q), die dabei vorkommen, sondern auch durch die besondere Art des Systems, in der es sich zu Beginn des Vorganges befindet, welche Funktionsart wenigstens teilweise durch Kombination der Komponenten des verschlüsselten Signals, die bei der vorher erwähnten Funktionsartenbestimmung vorkommen, bestimmt wird. In Systemen, konstruiert gemäß diesem Merkmal der gegenwärtigen Erfindung, spielt die Vorgeschichte des Verschlüsselungsgerätes in der Funktionsartenbestimmung eine wesentliche Rolle. Mit anderen Worten kann jede besondere Kombination von Komponenten des verschlüsselten Signals verschiedene Funktionsartenbestimmungen zu verschiedenen Zeiten bewirken, je nach der Funktionsbedingung des Verschlüsselungsgerätes zu Beginn der Funktionsartenbestimmung. In einem System, das eine willkürliche Änderung der Schlüsselkombination von einer Funktionsbestimmung zur anderen benutzt, wie im Fall der abgebildeten Anordnung, ist die Funktionsart zu Beginn einer Funktionsbestimmung abhängig von der vorherigen Schlüsselkombination und ihren Funktionsartbestimmungen. Somit wird die am Ende der Funktionsbestimmung aufgebaute Funktionsart zusammen durch die Verschlüsselungskombination, die dabei erscheint, und die Kombination der Komponenten des verschlüsselten Signals, die innerhalb einer vorherigen Funktionsbestimmung eintrat, bestimmt

Zwecks weiterer Erklärung hat man gesehen, daß die verschiedenen Komponenten des verschlüsselten Signals der Kurve Q die Steuermechanismen 25 und 148 in verschiedener Weise beeinflussen, je nach der besonderen Bedingung, in der sich die Mechanismen bei Eintreffen der Eingangsimpulse befinden. Überdies wird der kombinierte Effekt aller Komponenten des verschlüsselten Signals, die innerhalb irgendeiner bestimmten Kombination erscheinen, ebenfalls teilweise bestimmt durch die Funktionsart, in der das System sich zu Beginn der Kombination befindet. Die Vorgeschichte des Systems hat einen ganz bestimmten positiven Effekt auf die Funktion. Eine gegenseitige Abhängigkeit zwischen den verschiedenen Kombinationen der Komponenten des verschlüsselten Signals liegt vor, so daß ähnliche Kombinationen verschiedene Ergebnisse zeitigen mögen. Dieses Merkmal steigert weiterhin die Kompliziertheit der Verschlüsselung und macht es im wesentlichen für eine nicht teilnahmeberechtigte Person unmöglich, verschiedene Verschlüsselungskombinationen und ihre entsprechenden Effekte auf die Funktion des Fernsehsystems zu prüfen und durch die gewöhnlichen Methoden der kryptographischen Analyse auf das richtige Verschlüsselungsschema zu kommen.

Claims

Patentansprüche:

1. Teilnehmerfernsehanlage zur Schlüsselung eines Fernsehsignals, die eine Schlüsselungsvorrichtung mit mehreren verschiedenen Betriebszuständen enthält, von denen jeder eine andere Betriebsart in der Anlage herstellt, sowie eine die Schlüsselungsvorrichtung steuernde Steuereinrichtung, die auf ein angelegtes Signal hin die Schlüsselungsvorrichtung derart in ihren Betriebszuständen steuert, daß das Fernsehsignal gemäß einem bestimmten Schlüsselungsschema geschlüsselt wird, und Vorrichtungen zum Anlegen eines periodischen Signals an die Steuereinrichtung, das die Schlüsselungsvorrichtung in einer bestimmten periodischen Reihenfolge betätigt, gekennzeichnet durch eine die Steuereinrichtung zusätzlich beeinflussende Vorrichtung zur Änderung des Schlüsselungsschemas, welche die periodische Reihenfolge tmterbrechen und die Schlüsselungsvorrichtung willkürlich auf die einzelnen Betriebszustände umstellen kann.

2. Anlage nach Anspruch 1, die eine Vorrichtung enthält, die während jedes Intervalls einer Reihe von in zeitlichem Abstand auftretenden Umstellintervallen Umstellsignale entwickelt, die einzeln eine unterschiedliche Umstellinformation und gemeinsam ein bestimmtes Umstellschema darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsvorrichtung auf die Umstellsignale anspricht und die periodische Reihenfolge unterbrechen und die Betätigung der Schlüsselungsvorrichtung während jedes Umstellintervalls derart bewirken kann, daß die Schlüsselungsvorrichtung auf verschiedene Betriebszustände umgestellt wird, die wenigstens teilweise durch die Umstellinformation bestimmt sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umstellsignale einzeln aus einer Kombination von Schlüsselsignalkomponenten bestehen, die jeweils einen bestimmten Kennwert haben und gemeinsam die Umstellinformation gemäß ihrer Reihenfolge innerhalb der Kombination darstellen, daß die Anlage eine Vorrichtung aufweist, die auf die Kennwerte anspricht und die Schlüsselsignalkomponenten voneinander trennt, und daß die Änderungsvorrichtung auf die getrennten Schlüsselsignalkomponenten anspricht und die periodische Reihenfolge unterbricht und die Schlüsselungsvorrichtung während jedes Bildrücklaufintervalls in ihren Betriebszuständen umstellt.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Fernsehsignal in periodischem Wechsel aus Bildsignalkomponenten und Synchronisiersignalkomponenten besteht und bei' der jeder Betriebszustand

/ D U «SO

der Schlüsselungsvorrichtung eine andere Zeitrelation zwischen den Bild- und den Synchronisierkomponenten dieses Signals herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umstellintervalle in die Bildrücklaufintervalle fallen.

5. Anlage nach Anspruch 1, bei der die Ändederungsvorrichtung eine Einrichtung enthält, die eine Folge von Schlüsselsignalkomponenten ableitet, die einzeln einen bestimmten Kennwert haben und gemeinsam ein Schlüsselungsschema ge- ίο maß ihrer Reihenfolge bestimmen, sowie außerdem eine Einrichtung, welche die Folge der Schlüsselsignalkomponenten dazu verwendet, die Betriebsart der Steuereinrichtung gemäß dem Schlüsselschema zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsvorrichtung eine Umstellsignalkomponente mit einem Kennwert ableiten kann, der mit dem Kennwert einer Schlüsselsignalkomponente identisch ist, und ferner gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die Umstellsignal- ao komponente dazu benutzt, um wenigstens einen Teil der Steuereinrichtung auf einen bestimmten Bezugszustand umzustellen.

6. Anlage nach Anspruch 5, bei der das Fernsehsignal im periodischen Wechsel aus Bildsignalkomponenten und Synchronisiersignalkomponenten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Entwickeln der Schlüsselsignalkomponenten während der Bildrücklaufintervalle arbeitet.

7. Anlage nach Anspruch 3 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung wenigstens drei Eingangskreise aufweist, die einzeln auf Betätigungssignale derart ansprechen, daß die Steuereinrichtung von einem Betriebszustand auf einen anderen umgeschaltet wird, und ferner gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die Schlüsselsignalkomponenten benutzt, um daraus Betätigungssignale für die Eingangskreise abzuleiten.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Steuersignale höher als die Bildabtastfrequenz ist und die Schlüsselungsvorrichtung in einer bestimmten periodischen Reihenfolge rascher betätigt wird, als es der Bildabtastfrequenz entspricht.

9. Anlage nach Anspruch 1 mit einer Vorrichtung, die während eines eine erste Betriebsart bestimmenden Intervalls eine erste Kombination von Schlüsselsignalkomponenten entwickelt, die ein bestimmtes erstes Schlüsselungschema darstellt, und die während eines eine zweite Betriebsart bestimmenden Intervalls eine zweite Kombination von Schlüsselsignalkomponenten entwickelt, die ein bestimmtes zweites Schlüsselungsschema darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsvorrichtung die Schlüsselsignalkomponenten der ersten Kombination verwenden kann, um die Steuervorrichtung derart zu betätigen, daß die Schlüsselungsvorrichtung über ein gesamtes Intervall, das dem die erste Betriebsart bestimmenden Intervall folgt, in einen ihrer Betriebszustände gebracht wird, der von dem ersten Schlüsselungsschema bestimmt ist, und daß sie die Schlüsselsignalkomponenten der zweiten Kombination benutzt, um die Steuereinrichtung derart zu betätigen, daß die Schlüsselungsvorrichtung während eines gesamten Intervalls, das auf das die erste Betriebsart bestimmende Intervall und das die zweite Betriebsart bestimmende Intervall folgt, in einen ihrer Betriebszustände gebracht wird, der gemeinsam von dem ersten und dem zweiten Schlüsselungsschema bestimmt ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselsignalkomponenten der ersten Kombination einzeln einen bestimmten Kennwert haben und gemeinsam ein bestimmtes erstes Schlüsselungsschema gemäß ihrer Verteilung innerhalb der ersten Kombination darstellen und auch die Schlüsselsignalkomponenten der zweiten Kombination einzeln einen bestimmten Kennwert haben und gemeinsam ein bestimmtes zweites Schlüsselungsschema gemäß ihrer Verteilung innerhalb der zweiten Kombination darstellen.

11. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in einem Teilnehmerfernsehsender.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 3, 5, 7, 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Teilnehrneriernsehsender, der eine Vorrichtung aufweist, die die Schlüsselsignalkomponenten an die Teilnehmerempfänger aussendet.

13. Anlage nach Anspruch 1, die eine Tonsignalquelle enthält sowie eine an diese Quelle angeschlossene Schlüsselungsvorrichtung, die einen Kennwert des Tonsignals zwischen verschiedenen Betriebsarten derart ändert, daß ein geschlüsseltes Tonsignal entsteht, bei dem die Übergänge zwischen den verschiedenen Betriebsarten einer Einschwingverzerrung unterworfen sind, gekennzeichnet durch eine Auswählvorrichtung, die an die Tonschlüsselungsvorrichtung gekoppelt ist und das geschlüsselte Tonsignal nur während in zeitlichen Abständen auftretender Intervalle ausmustert, die nicht mit den Betriebsartänderungsintervallen zusammenfallen, und eine Vorrichtung, die an eine der vorgenannten Vorrichtungen gekoppelt ist und ein Ausgangssignal entwickelt, das aus den aussortierten Teilen des geschlüsselten Tonsignals besteht, und eine frequenzselektive Einrichtung enthält, die die Wellenform des Ausgangssignals derart verformt, daß sie der Wellenform des geschlüsselten Tonsignals vor dem Aussortieren nachgebildet wird.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselungsvorrichtung eine Phasenwandlereinrichtung aufweist, welche die Phase des Tonsignals von Zeit zu Zeit gemäß dem bestimmten Schlüsselungsschema umkehrt.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Betriebsartänderungsintervall in zeitlicher Koinzidenz mit einer der Synchronisiersignalkomponenten des Fernsehsignals auftritt.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 13 bis 15, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in einem Teilnehmerfernsehempfänger.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 697 741.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen