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Verfahren zur Ablenkung des Kathodenstrahles beim Fernsehen durch
sinusförmige oder aus sinusförmigen Spannungen abgeleitete Zeilen- und Bildablenkspannungen
Es ist bekannt, daß man beim Fernsehen den Elektronenstrahl in Zeilenrichtung auch
mit sinusförmigen Schwingungen ablenken kann und daß hierbei auf der Bildfläche
gerade parallele Zeilen entstehen. Das bekannte Verfahren baut die Bildablenkung
aus Impulsen auf, die einen Kondensator laden. Die Bildablenkspannung gleicht dadurch
einer Treppe, denn jeder Impuls erhöht die Ablenkspannung um eine Stufe. Die Zahl
der Stufen entspricht der Zahl der Zeilen. (Die Zeilenfrequenz ist halb so groß
wie die Zeilenzahl, weil jede Schwingung eine Zeile beim Hinlauf und eine Zeile
beim Rücklauf schreibt.) Ist ein Bild fertig, dann entladet ein Bildimpuls den Kondensator
bis auf seinen Anfangswert. Für das nächste Bild wird die Spannungstreppe von neuem
aufgebaut.
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Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Vorteile der Sinusform
nur in Zeilenrichtung ausgenutzt werden. Zur Bildablenkung dient dagegen eine Spannung
in Form einer unsymmetrischen Treppe mit steilem Abfall, so daß nutzbare Zeilen
nur während des Hinlaufs geschrieben werden.
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Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ablenkung des
Katodenstrahles beim Fernsehen durch sinusförmige oder aus sinusförmigen Spannungen
abgeleitete mittelsymmetrische Zeilen- und Bildablenkspannungen, das sich dadurch
auszeichnet, daß der Bildablenkspannung eine bei ihren Extremwerten einen Phasensprung
von 180° aufweisende, die hin- und rücklaufenden Zeilen parallel zueinander ausrichtende
Hilfsspannung von der doppelten Zeilenfrequenz derart überlagert wird, daß die Umkehrpunkte
außerhalb der nutzbaren Bildschirmfläche liegen, und daß die Phase zwischen der
Zeilenablenkspannung und der mit dem Frequenzverhältnis der Ablenkspannungen vervielfachten
Bildablenkspannung derart gewählt ist, daß alle Zeilen den gleichen Abstand voneinander
haben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat also die Sinusform der Ablenkspannungen
in beiden Ablenkrichtungen als Grundlage. Der reine Sinus hat den Vorteil der leichteren
Übertragung; bei der Bildschreibung führt er jedoch zu einer langsameren Ablenkgeschwindigkeit
an den Bildrändern. Für kurze Bildröhren ist dies jedoch bekanntlich erwünscht,
und im übrigen kann die Sinusform auch durch Übertragungsglieder mit krummen Kennlinien,
wie Röhren, Halbleiter und Eisen an der Sättigungsgrenze mehr oder weniger zu einem
mittelsymmetrischen gleichseitigen Sägezahn verzerrt (linearisiert) werden. Es wird
in folgendem meist nur von Sinusablenkung gesprochen. Das Verfahren setzt der sinusförmigen
Grundablenkspannung eine Hilfsspannung zu, deren Frequenz der doppelten Zeilenfrequenz
entspricht. Sie wechselt bei den Extremwerten der Grundablenkspannung - also am
Bildrand oben und unten -ihre Phase um 180°. Die Größe, Form und Phasenlage dieser
Hilfsspannung sind so abgestimmt, daß alle hin- und rücklaufenden Zeilen gerade
und parallel zueinander ausgerichtet werden. Es ergibt sich hierbei, daß die Umkehrpunkte
der Zeile außerhalb der nutzbaren Bildfläche liegen. Die Phase zwischen der Zeilenablenkspannung
und der mit dem Frequenzverhältnis der Ablenkspannungen vervielfachten Bildablenkspannung
ist so gewählt, daß alle Zeilen den gleichen Abstand voneinander haben.
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Die Zeichnung gibt ein Beispiel der Bildzusammensetzung.
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F i g. 1 ist das Zeitdiagramm der Zeilenablenkung; F i g. 2 ist das
Zeitdiagramm der Bildablenkspannungen; F i g. 3 ist das Zeitdiagramm der linearisierten
Summe der Bildablenkspannungen; F i g. 4 ist die Bildfläche in einem Rahmen mit
eingetragenen Zeilen; F i g. 5 ist eine bekannte verwendbare Gegentaktmodulationseinrichtung
zur Erzeugung der Hilfsspannung der Bildablenkung; F i g. 6 sind Zeitdiagramme von
Bild- und Zeilenablenkspannungen zur Ansteuerung der Gegentaktmodulationseinrichtung;
F i g. 7 ist das Zeitdiagramm eines Modulationsproduktes (ähnlich der Hilfsspannung),
das den gewünschten Phasensprung von 180° verdeutlicht.
Die in der
F i g. 1 gezeigte Zeilenablenkung hat zwei Formen, dargestellt durch zwei Linien:
Die Linie A hat Sinusform und ist die Zeilenspannung während der Übertragung. Die
Linie B hat die Form eines gleichschenkligen Sägezahnes, zu der die Sinusform maximal
verzerrt werden müßte, wenn der Schirm eine Kugelschale mit dem Mittelpunkt im Ablenkzentrum
wäre; da der Schirm in Wirklichkeit flacher ist, ist die notwendige Verzerrung-
der Sinusform geringer.
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Die F i g. 2 besteht aus zwei übereinandergezeichneten Sinusschwingungen
C-D. Die große Schwingung C stellt die Grundschwingung der Bildablenkung dar und
die kleine Schwingung D die zusätzliche Hilfsspannung mit der Grundwelle der doppelten
Zeilenfrequenz. Beim höchsten und tiefsten Wert der -Bildgrundschwingung C hat die
modulierte doppelte. Zeilenfrequenz D einen Phasensprung von 180°, also eine Phasenumkehr.
Zur Deutlichmachung der Phasenumkehr und ihrer Entstehung dienen die F i g. 5 bis
7, auf die später zurückgekommen wird. Die beiden Schwingungen C und D wirken gemeinsam
in der Bildablenkrichtung. Ihre Übrlagerung ergibt - einschließlich einer auf den
Fall- des kugelschalenförmigen Schirms mit dem Mittelpunkt im Ablenkzentrum abgestellten
Verzerrung - die in F i g. 3 dargestellte Kurve. Ihre Linie E gleicht einer auf-
und abwärts laufenden Treppe mit den Stufen F. Zur Zeit dieser Stufen erfolgt die
Zeilenschreibung. Es wird also der Bildpunkt nicht in Richtung der Bildablenkung
verschoben, während er die Zeile schreibt. Hierdurch werden die Zeilen gerade und
parallel zueinander ausgerichtet. Die Stufen selber entstehen dadurch, daß die Bildgrundschwingung
C und die Hilfsschwingung D zu dieser Zeit entgegengesetzte Neigung haben und so
die Gesamtbildablenkung zur Zeit einer Stufe konstant ist. Am Bildrand addieren
sich die Wirkungen beider Schwingungen C und D, und es erfolgt der ganze Vorschub
der Zeilen.
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Aus der F i g. 4, die die Bildfläche G mit dem Bildrahmen H darstellt,
läßt sich die Wirkung erkennen. Die Zeilen J sind über der Bildfläche gerade und
parallel geschrieben, und nur am Bildrand hinter dem Rahmen H führt der Bildpunkt
die Schleifen K aus, um die Zeilen miteinander zu verbinden. Der Phasensprung L
in der Hilfsschwingung D sorgt dafür, daß die Zeilen des Rücklaufes des Bildes in
die Lücke zwischen den Zeilen des Hinlaufes kommen. Damit die Zeilen nicht paarig
werden, also alle gleichen Abstand zueinander haben, muß der Mittelpunkt des Bildes
genau zwischen zwei Zeilen fallen. Der Mittelpunkt des Bildes hat bei der Bildgrundschwingung
den Phasenwinkel Null. Zu dieser Zeit muß die Zeilenschwingung A den Phasenwinkel
45 ° haben. Würde man Zeilenschwingung A und Bildgrundschwingung C zu einer Lissajousschen
Figur vereinigen, dann würden der hin- und der rücklaufende Zeilenzug scheinbar
eine Phasendifferenz von 90° zu einarider haben.
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Wie bereits vorstehend gesagt, dient die F i g. 5 dazu, den Phasensprung
L von 180° in der doppelten Zeilenfrequenz D in seiner Entstehung zu schildern.
Sie zeigt zwei gitterseitig im Gegentakt betriebene Modulationsröhren
M und- N, die anodenseitig zusammengefaßt auf die Drossel O arbeiten.
Das Modulätionsergebnis U wird über den Kondensator P entnommen. Jede der beiden
Mehrgitterröhren erhält an ihrem Gitter 1 die doppelte Zeilenfrequenz, jedoch ist
die Phasenlage der Schwingung für die eine Röhre entgegengesetzt der Phasenlage
für die andere Röhre. Die Schwingungszüge sind mit Q und R gekennzeichnet. An die
Gitter 3 der beiden Modulationsröhren wird die Bildschwingung gelegt. Ihre Schwingungszüge
S und T treffen auch gegenphasig auf die Gitter. Zur Vereinfachung der Beschreibung
der Gegentaktmodulation wird angenommen, daß jeweils die negativen Hälften der Bildschwingung
geeignet sind, die von ihnen angesteuerten Modulationsröhren zu sperren. Hieraus
ergibt sich, daß die Modulationsröhren immer abwechselnd für die doppelte Zeilenfrequenz
leitend werden. Da sie gitterseitig diese Schwingung aber gegenphasig erhalten,
wechselt beim Endprodukt U die Phase um 180° mit jedem Wechsel der Modulationsröhre.
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Um die Vorgänge übersichtlicher zu gestalten, sind die Zeilen auf
dem Bildschirm F i g. 4 in der zeitlichen Folge numeriert und mit Hilfslinien zu
den entsprechenden Bildablenkspannungen der F i g. 3 versehen. Die Zeilen (F i g.
1) und die Bildäufbauvorgänge (F i g. 2 und 3) haben Zeiteinteilungen mit Nummern,
aus denen die Zusammenhänge abgeleitet werden können.
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In vorstehendem ist allgemein von Spannungen zur Ablenkung gesprochen
worden. Soweit die Ablenkung beim Fernsehen durch Ströme erfolgt, gilt für diese
sinngemäß das gleiche.