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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufzeichnung von
Bildern auf Aufzeichnungsträgern begrenzter Frequenzbandbreite, z. B. Schallplatten
oder Tonbänder, wobei jedes Bild während einer Zeitspanne aufgezeichnet wird, die
einer für eine üimmerfreie Bildwiedergabe erforderlichen Bildwechselfrequenz entspricht.
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Für die Aufzeichnung und Übertragung von Bildern, deren Bildsignale
durch zeilenweise Abtastung gemäß Fernsehnorm gewonnen werden, ist bekanntlich eine
Frequenzbandbreite von 5 MHz erforderlich. Eine Aufzeichnung dieser Signale auf
Aufzeichnungsträgern begrenzter Frequenzbandbreite, wie z. B. Schallplatten, ist
daher praktisch nicht möglich.
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Verfahren zur schmalbandigen Aufzeichnung und Übertragung von Bildern
sind bereits bekannt. So ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift
1042 636 eine Vorrichtung zur Übertragung von Aufzeichnungen bzw. auf einer
Fläche erfolgender Bewegungen bekaünt, bei der die Schreibbewegung gleichzeitig
auf zwei Sonden übertragen wird, welche zwei getrennte, vorzugsweise senkrecht zueinander
angeordnete Potentiallinienfelder abtasten und die von den Sonden abgegriffenen
Spannungen, die den jeweiligen Koordinaten des Schreibstiftes entsprechen, die Ablenkmittel
einer Speicherröhre steuern, wodurch ein getreues Abbild des Schreibvorganges auf
dem Schirm dieser Röhre erzeugt wird. Derartige Vorrichtungen sind z. B. dafür vorgesehen,
bestimmte Punkte oder Linien eines Bildes mit Hilfe von Koordinatensignalen Punkt
für Punkt über für Tonfrequenzen geeignete Leitungen zu übertragen und anschließend
z. B. auf einem Radarschirm abzubilden. Die Aufzeichnung geschieht jedoch so langsam,
daß sich derartige Vorrichtungen nicht dafür eignen, die einzelnen zu einem Bild
gehörenden Signale derart auf einer Schallplatte oder einem Tonband aufzuzeichnen,
daß sich bei der Wiedergabe flimmerfreie Bilder ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, ein Verfahren anzugeben, mit
dem, eventuell unter Weglassung von Informationsteilen, durch die der Informationsinhalt
nur unwesentlich beeinträchtigt wird, eine Bildinformation mit Hilfe der für die
Tonaufzeichnung gebräuchlichen Verfahren gespeichert werden kann. Gemäß der Erfindung,
die sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch
erreicht, daß die Bilder entlang der Umrißlinien abgetastet werden und daß die Umrißlinien
unter Verwendung einer an sich bekannten Ortskoordinatenauswertung fortlaufend in
getrennten Spuren eines mehrspurigen Aufzeichnungsträgers, z. B. einer zweikanaligen
Schallplatte oder eines zweispurigen Tonbandes, aufgezeichnet werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird bei einer Aufzeichnung von
Tonsignalen zusammen mit Umrißbildern den beiden, den Ortskoordinaten der Umrißlinie
entsprechenden Koordinatensignalen eine mit den Tonsignalen frequenz- oder phasenmodulierte
Trägerfrequenz derart beigemischt, daß im Umrißbild die durch diese Trägerfrequenz
und ihre Modulation sich ergebende Schwingung immer in die Richtung der Umrißlinie
fällt. Dabei werden zur Anpassung der Schwingungsrichtung die z. B. frequenzmodulierten
Tonsignale parallel beiden, den Ortskoordinaten der Umrißlinie entsprechenden Koordinatensignalen
zugeführt und dabei die Amplitude der Tonsignale abhängig von dem augenblicklichen
Differentialquotienten der Bildsignale geregelt. Die Summe oder Differenz der den
beiden Bildsignalen zugemischten Signalanteile entspricht dann den ursprünglichen
beigemischten frequenzmodulierten Tonsignalen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Figuren näher
erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 ein Umrißbild mit zugehörigem zeitlichen Verlauf
der x- und y-Koordinate in Abhängigkeit von der Zeit, F i g. 2 das Umrißbild eines
senkrechten Striches und den zeitlichen Verlauf der x- und y-Koordinate, F i g.
3 den Verlauf einer Thomson-Amplitudenkurve in Abhängigkeit von der Frequenz, F
i g. 4 das Verhalten eines Filters mit Thomson-Charakteristik bei einer durch einen
Rechtecksprung vorgegebenen Zustandsänderung, F i g. 5 den Zeitbedarf bei Aufzeichnung
eines geraden Striches, F i g. 6 den Zeitbedarf bei Aufzeichnung eines geknickten
Striches, F i g. 7 die Schaltungsanordnung für die Aufzeichnung eines bewegten Umrißbildes,
F i g. 8 die Schaltungsanordnung für die Aufzeichnung eines stehenden Umrißbildes,
F i g. 9 die Bildsignalerzeugung bei Abtastung eines waagerechten Linienzuges, F
i g. 10 die Bilderzeugung bei Abtastung eines senkrechten Linienzuges, F i g. 11
das Frequenzspektrum bei der Modulation von Tonsignalen, F i g. 12 das Frequenzspektrum
bei der Demodulation von Tonsignalen, F i g. 13 das Blockschaltbild für die Beimischung
des modulierten Tonsignals auf die Kanäle der beiden Koordinaten-Bildsignale der
Umrißlinie, F i g. 14 den Verlauf der modulierten Tonsignale zusammen mit den beiden
Koordinaten-Bildsignalen. Ein Umrißbild wird entgegen der vom kommerziellen Fernsehen
bekannten Methode nicht zeilenweise abgetastet und wiedergegeben, sondern durch
Nachfahren der Umrißlinien in einer Weise, wie man ein solches Bild mit einem Stift
zeichnen würde. Die Übertragung bzw. Aufzeichnung derartiger Umrißbilder geschieht
dabei in der Weise, daß die beiden Ortskoordinaten der Umrißlinie fortlaufend erfaßt
werden, wie dies in F i g. 1 gezeigt wird. Auf diese Weise wird die für die Übertragung
einer Bildinformation benötigte Frequenzbandbreite erheblich herabgesetzt.
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Das in F i g. 2 dargestellte Bild eines senkrecht stehenden Striches
würde bei zeilenweiser Abtastung gemäß Fernsehnorm (innerhalb von 1/25 Sekunde)
als elektrisches Bildsignal eine mit Zeilenfrequenz ablaufende Folge von 0,2-#tsec-rmpulsen
ergeben, für deren Übertragung eine Bandbreite von 5 MHz erforderlich ist. Bei Übertragung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem das Gesamtbild ebenfalls in 1I25 Sekunde
übertragen werden soll, erscheinen in X- und Y-Richtung einfache Rechteck- und Sägezahnsignale
mit einer jeweiligen Dauer von etwa 1/25 Sekunde, die mit erheblich geringerem Aufwand
an Frequenzbandbreite übertragen werden können.
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Da bei derartigen Umrißbildern durchgehend helle Flächen nicht auftreten,
ist man mit der Bildwechselfrequenz nicht an die kritische Flimmerfrequenz des Auges
(etwa 50 Hz) gebunden, sondern kann bis auf die kritische Frequenz der Bewegungsverschmelzung
(etwa 16 Hz) heruntergehen.
Wegen der begrenzten Bandbreite der
Übertragungseinrichtungen und der Aufzeichnungsträger, wie Schallplatte und Tonband,
kann die Abtastung der Umrißbilder nicht mit beliebiger Geschwind!gkeit erfolgen.
Diese muß vielmehr der Steigzeit der Übertragungseinrichtungen angepaßt sein, die
von deren oberer Frequenzgrenze abhängig ist. Bei der Bestimmung der Geschwindigkeit
ist davon auszugehen, daß das Übertragungssystem auf die Sprungfunktion mit endlicher
Steigzeit ohne überschwingen reagieren soll, um die notwendige Amplitudentreue zu
gewährleisten. Diese Bedingung führt auf einen Thomson-Gang als Amplitudenkurve
A, die durch einen stetigen Abfall entsprechend einer 0,5 (1 + cos
... )-Funktion
bei geebneter Laufzeit T charakterisiert ist (F i g. 3). Unter Voraussetzung eines
derartigen Amplitudengangs ergeben sich für ein Übertragungssystem mit einer oberen
Frequenzgrenze (Nullstelle der Amplitudenkurve A) fo = 16 kHz folgende Werte:
Frequenz des 50 0/,-Punktes der Amplitudenkurve = 8 kHz fg, |
Steigzeit 10/90 o/0 des Systems ---= 2 fg = 62,5 ,sec . = T. |
Diese Steigzeit T ist eine Konstante des Systems und entspricht seiner Laufzeit.
Nach Ablauf von 2 T ist das System einer durch einen Rechtecksprung vorgegebenen
Zustandsänderung ohne überschwingen gefolgt (F i g. 4). Demzufolge kann die Abtastung
eines Urnrißbildes längs einer geraden Linie mit beliebig hoher Geschwindigkeit
erfolgen, bei jeder Richtungsumkehr jedoch muß die Abtastung für eine Zeit entsprechend
2 T auf dem Umkehrpunkt verharren, ehe sie in der neuen Richtung fortschreiten kann.
Zur Einhaltung dieser Forderung werden die aus der Abtastung der Information gewonnenen
Steuerbefehle für die Nachführung zier Koordinatenablenkung zweckmäßig über ein
Filter mit Thomson-Charakteristik geschickt.
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Bei der Abschätzung der Informationskapazität derartiger Übertragungs-
bzw. Aufzeichnungssysteme ist von folgenden Werten auszugehen:
Bildfrequenz fß = 16 Hz ^ 62,5 msec, |
Steigzeit T = -2 g = 62,5 ,sec. |
Wie das in F i g. 5 dargestellte Beispiel zeigt, benötigt man für die Übertragung
eines einzelnen geraden Striches einschließlich der Übergangszeit von einer beliebigen
Stelle des Bildschirmes eine Zeit entsprechend 4 T. Für die Übertragung eines gebogenen
oder geknickten Striches (F i g. 6), in deren Verlauf eine Koordinatenbewegung die
Richtung ändert, wird einschließlich der Übergangszeit 2 T eine Zeit von 6 T benötigt.
Dies führt zu dem Ergebnis, daß jede Richtungsumkehr einer Koordinate im Verlauf
eines Linienzuges eine Zeit von 2 T in Anspruch nimmt, unabhängig von der Schärfe
des Umkehrpunktes (Bogen oder Spitze) und der Weglänge, die in dieser neuen Richtung
auf dem Bildschirm geschrieben wird. Für einen Kreis, eine Ellipse oder ein Dreieck
beliebiger Form. wird demzufolge eine Zeit von 8 T in Anspruch genommen. Rechnet
man für jeden geschlossen abtastbaren, d. h. ununterbrochenen Linienzug eines Bildes
mit durchschnittlich 15 Umkehrpunkten, so kann diese Umrißlinie in einer Zeit von
33T h 2,1 msec abgetastet und geschrieben werden. In dieser Zeit von 33 T sind sowohl
die Übergangszeit von 2 T als auch eine Dunkelsteuerungszeit entsprechend 1 T berücksichtigt.
Der Elektronenstrahl soll nämlich in der Zeit des Suchvorgangs nach einem Linienzug
bzw. während des Übergangs von einem Linienzug zum nächsten völlig dunkel gesteuert
werden. Man erreicht dies dadurch, daß man vor dem Übergang zum neuen Linienzug
die Abtastbewegung etwa für eine Zeit entsprechend T völlig stillsetzt. Setzt man
also voraus, daß für jeden Linienzug mit 15 Umkehrpunkten eine Zeit von 33 T beansprucht
wird, so können innerhalb der Bilddauer etwa dreißig derartige Linienzüge geschrieben
werden, von denen jeder vom anderen in Größe, Lage und Form unabhängig ist. Ebenso
können innerhalb der Bilddauer 125 Kreise bzw. Ellipsen, je zu 8 T A 50 sec, geschrieben
werden, von denen ebenfalls jeder vom anderen nach Größe, Form und Lage unabhängig
ist.
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Für eine exakte Lagegleichhaltung des Bildes, die aus Gründen bester
Bildgeometrie und besten Bildstandes notwendig ist, ergibt sich die Forderung nach
einem ausgeglichenen Amplituden- und Phasengang auf dem Übertragungsweg bis zu möglichst
tiefen Frequenzen. Zur Gleichhaltung der Bildlage erscheint es zweckmäßig, wenn
in bestimmten Zeitabständen die Bildsignale auf einen Amplitudenwert entsprechend
einer Punktlage am Bildrand springen und auf diesen Amplitudenwert - analog der
in der Fernsehtechnik bekannten »Schwarzsteuerung« - stabilisiert werden. Der Zeitbedarf
für diese Vergleichsimpulse zum Zwecke der Bildlagegleichhaltung ist bei der Abschätzung
der Informationskapazität noch nicht berücksichtigt. Er setzt sich aus einer Anhaltezeit
zur Dunkelsteuerung gleich T, der Impulsanstiegsdauer für den Weg zum Bildrand gleich
2 T, der Impulsdachdauer am Bildrand gleich T und der Impulsrücklankendauer für
den Rückweg ins Bild gleich 2 T zusammen. Jeder Gleichhalteimpuls nimmt demnach
eine Zeit von etwa 6 T in Anspruch. In dieser Zeit wird der Elektronenstrahl ebenfalls
in der Weise völlig dunkelgesteuert, daß die Abtastbewegung für eine bestimmte,
vorzugsweise der Steigzeit des Systems entsprechende Zeit stillgesetzt wird. Die
Stillsetzung der Abtastbewegung wird dabei von einem Zeitgeber registriert, der
den Strahl für die Zeit, während der Vergleichsimpulse übertragen werden, dunkelsteuert.
Dies gilt ebenso für die Zeit des Suchvorgangs bzw. für die Übergangszeit von einem
Linienzug zum anderen. Wie häufig derartige Gleichhalteimpulse während der Übertragungszeit
gegeben werden müssen, ist von der Güte des Übertragungssystems am unteren Frequenzbandende
abhängig. Zweckmäßig werden diese Gleichhalteimpulse während der Zeit übertragen,
während der ein Suchvorgang abläuft. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sollte aber
der Zeitbedarf für die Lagegleichhaltung des Bildes nicht mehr als 100/,
der
Informationskapazität betragen.
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Eine Schaltung für die Gewinnung der Bildsignale bewegter Umrißbilder
ist in der F i g. 7 schematisch
dargestellt. Das auf einem Film
F aufgebrachte und durch eine Lichtquelle L beleuchtete Umrißbild
B
wird mittels einer Fernsehkamera K gemäß Fernsehnorm zeilenweise abgetastet.
Zur Umwandlung werden die so gewonnenen Fernsehsignale zeilenweise in eine Speicherfläche
S1 z. B. in einen Matrizenspeicher eingeschrieben. Entsprechend der Bildvorlage
sind auf der Speicherfläche S1 nur zwei Zustände möglich entsprechend hellen oder
dunklen Bildpunkten. Nachdem das Bild vollständig eingeschrieben ist, wird die Speicherfläche
S1 abgetrennt und mit der Ablesung begonnen. Im Gegensatz zum normalen Fernsehen,
wo das Bildsignal als Helligkeitsinformation über genormten Punktlagekoordinaten
gewonnen wird, werden hier auf Ortskoordinaten bezogene Bildsignale BSx und BSY
gewonnen, wobei jedem diskreten Wert der X-Y-Koordinaten ein diskreter Spannungswert
zugeordnet ist. Während des Fortschreitens längs eines Linienzuges ergibt die laufende
Anderung der Koordinaten eine fortlaufende Spannungsänderung. Die Ablesung der Speicherfläche
Sl wird durch einen Suchvorgang nach einem beliebigen hellen Punkt eingeleitet.
Dieser Suchvorgang verläuft hochfrequent und liefert kein Ausgangssignal. Erst nach
Abschluß dieses Suchvorgangs beginnt die Ablesung und erst dann, während die Abtastung
längs einer durch die »Hell«-Information gegebenen Linie fortschreitet, werden die
beiden Ausgangssignale BSx und BSy abgegeben. Jede abgelesene Information wird gelöscht.
Besteht das Umrißbild aus mehreren unterbrochenen Linienzügen, so wird, nachdem
ein Linienzug vollständig abgetastet ist, ein neuer hochfrequenter Suchvorgang ausgelöst,
bis ein neuer Linienzug gefunden ist. In dieser Weise wird weiter verfahren, bis
die gesamte Speicherfläche S1 abgelesen ist. Während dieser Lesezeit sind die Fernsehsignale
des nächsten Bildes in gleicher Weise in eine zweite Speicherfläche S2 eingeschrieben
worden. Diese Speicherfläche S2 wird jetzt auf Ablesung umgeschaltet, während die
zuerst gelesene Speicherfläche S1 neu beschrieben wird.
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In der F i g. 8 ist das Prinzipschaltbild für die Gewinnung eines
stehenden Umrißbildes dargestellt. Aus einem Generator 1 mit einer Frequenz von
etwa 500 kHz werden durch Tiefpaß 2 und Hochpaß 3 zwei um 90° phasenversetzte Sinusschwingungen
gewonnen und über die Ablenkverstärker 4, 5 auf X- bzw. Y-Platten der Elektronenstrahlröhre
6 gegeben. Diese beiden Sinusschwingungen ergeben auf dem Schirm eine Kreisfigur
mit einer Kreisfrequenz von etwa 500 kHz, deren Größe so eingestellt wird, daß sie
bei Projektion auf die Vorlage 7, die das Umrißbild enthält, dort stets etwas größer
erscheint als die Strichbreite der abzutastenden Umrißlinien. Bei wechselnden Strichbreiten
auf der Vorlage muß die Kreisgröße gegebenenfalls nachgeregelt werden. Die Bildumrißlinien
sind z. B. als transparente Linienzüge auf undurchsichtigem Grund ausgebildet. Das
durch die Vorlage 7 fallende Licht der Elektronenstrahlröhre 6 wird auf die Fotokathode
eines Fotovervielfachers 8 geworfen, verstärkt und durch ein Tiefpaßfilter 9 soweit
wie möglich vom Rauschen befreit. Man erhält am Filterausgang sin2-Impulse, die
in einem Impulsformer 10 durch Beschneidung in Rechteckimpulse umgeformt werden.
Da der kreis- i förmig umlaufende Elektronenstrahl die Umrißlinie bei jedem Kreisumlauf
zweimal erfaßt, erscheinen am Ausgang des Impulsformers 10 bei einer Kreisfrequenz
von 500 kHz Rechteckimpulse mit einer Frequenz von ursprünglich 1 MHz, von denen
aber jeder zweite unterdrückt wird, so daß auch hier eine Impulsfrequenz von 500
kHz erscheint. Zur Unterdrückung jedes zweiten Impulses bzw. zur Halbierung der
Impulsfrequenz am Fotovervielfacherausgang wird jeweils eine Hälfte des auf dem
Leuchtschirm der Elektronenstrahlröhre geschriebenen 500-kHz-Kreises mit einer derartigen
Phasenlage dunkelgesteuert, daß das Helligkeitsmaximum mit einem der beiden Durchgänge
durch den Linienzug der Vorlage 7 zusammenfällt. Beim anderen Durchgang ist der
Leuchtfleck verdunkelt, so daß sich kein Ausgangssignal mehr ergibt. Diese Dunkelsteuerung
wird durch einen phasensynchronisierten Generator 11 mit einer Grundfrequenz von
500 kHz erreicht, dessen Phasenlage mit der der Fotovervielfacherimpulse fest gekoppelt
ist. Gesteuert wird dieser Generator 11 über einen eine Verkürzung der Fotovervielfacherimpulse
bewirkenden Impulsformer 12 und über eine Phasenbrücke 13. Die Strahlverdunkelung
erfolgt über den Wehnelt-Zylinder der Elektronenstrahlröhre 6. Die am Ausgang des
Impulsformers 10 auftretenden Rechteckimpulse werden parallel zwei Ablenkgeneratoren
Ax, Ay für die X- und Y-Ablenkung zugeführt. Sie dienen dort dazu, je einen
Diodenschalter 14 zu öffnen, deren Fußpunkte über je ein Tiefpaßglied 15 zum Laufzeitausgleich
je eine der phasenverschobenen 500-kHz-Schwingungen zugeführt wird. Man erhält auf
diese Weise Phasendiskriminatoren, die an ihren Ausgängen Rechteckimpulse liefern,
deren Amplitude von der Phasenlage zwischen den Rechteckimpulsen aus dem Fotovervielfacher
8 und den 500-kHz-Schwingungen abhängig ist. Diese amplitudenmodulierten Rechteckimpulse
werden schließlich in Integratoren mit mitlaufender Ladespannung 16 summiert und
in Gleichspannungskopplung über die Ablenkverstärker 4, 5 den Ablenkplatten der
Elektronenstrahlröhre 6 zugeführt. Gleichzeitig werden die am Integratorausgang
abgenommenen Bildsignale BSx, BSy z. B. den beiden Schallplattenschneidverstärkern
zugeführt.
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Die bei der Abtastung eines waagerechten bzw. senkrechten Linienzuges
Lx bzw. Ly am Ausgang des Impulsformers 10 auftretenden Rechteckimpulse und
die am Ausgang der beiden Phasendiskriminatoren auftretenden Bildsignale BSx, BSy
sind in den F i g. 9 und 10 dargestellt. Zusätzlich zeigen diese Figuren die zur
Hälfte dunkelgesteuerte Kreisfigur K, wie sie vom Schirm der Elektronenstrahlröhre
auf die Bildvorlage projiziert wird, und die beiden 500-kHz-Sinusschwingungen Sx
und Sy, die auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre 6 die Kreisfigur ergeben und
den Verlauf der beiden Ablenkspannungen für die X- bzw. Y-Ablenkung des Elektronenstrahls.
Dabei zeigt sich, daß bei Abtastung eines waagerechten Linienzuges Lx die
Impulse des Fotovervielfachers 8 bzw. die Ausgangsimpulse 17 des Impulsformers 10
mit dem Nulldurchgang der Y-Sinusschwingung Sy und einem Maximum der X-Sinusschwingung
Sx zusammenfallen, wobei jeder zweite, gestrichelt dargestellte Impuls durch die
bereits erwähnte Dunkelsteuerung unterdrückt ist. Dementsprechend ergibt sich nur
am Ausgang des Phasendiskriminators für die X-Richtung ein Ausgangssignal
18 und gleichzeitig eine stetig ansteigende Ablenkspannung 19 in der X-Ablenkung.
Der Elektronenstrahl wird also in waagerechter Richtung weitergeführt.
In
der F i g. 10 sind die Impuls- und Spannungsverläufe in analoger Weise für die Abtastung
eines senkrecht verlaufenden Linienzuges LY dargestellt. Hier fallen die Ausgangsimpulse
20 des Impulsformers 10 mit dem Nulldurchgang der X-Sinusschwingung Sx und
einem Maximum der Y-Sinusschwingung SY zusammen, so daß sich hier nur am Ausgang
des Phasendiskriminators für die Y-Richtung ein Ausgangssignal 21 ergibt. Die sich
dadurch ergebende stetig ansteigende Ablenkspannung 22 in der Y-Ablenkung führt
den Elektronenstrahl in senkrechter Richtung weiter. Ein gleichzeitiges Vorhandensein
in den F i g. 9 und 10 dargestellten Signal- und Spannungsfolgen ergibt sich bei
Abtastung von schrägen Strichen oder kurvenförmigen Linienzügen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren angegeben,
das die Aufzeichnung von Tonsignalen zusammen mit bewegten Umrißbildern -rmöglicht.
Dies geschieht erfindungsgemäß in der Weise, daß dem X- bzw. Y-Bildsignal eine mit
den Tonsignalen frequenz- oder phasenmodulierte Trägerfrequenz so beigemischt wird,
daß die im Umrißbild durch diese Trägerfrequenz und ihre Modulation sich ergebende
Schwingung immer in die Richtung des Umrisses fällt. Die Anpassung der Schwingungsrichtung
erreicht man dadurch, daß man die z. B. frequenzmodulierten Tonsignale parallel
beiden Bildsignalkanälen zuführt, ihre Amplitude aber abhängig von den augenblicklichen
Differentialquotienten der Bildsignale regelt. Die Summe bzw. die Differenz der
den. beiden Kanälen zugemischten Signalanteile entspricht dann dem ursprünglich
beigemischten frequenzmodulierten Tonsignal.
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Die Modulation eines im tieffrequenten Obertragungsbereich liegenden
Trägers mit dem Tonsignal T1 erfolgt entsprechend einem bekannten Verfahren der
Nachrichtentechnik durch doppelte Umsetzung (F i g. 11). Ein Träger f 1 wird mit
den Tonsignalen T1 nach entsprechender Frequenzbandbegrenzung z. B. frequenzmoduliert.
Das Modulationsprodukt wird einem zweiten Träger f2 in Amplitudenmodulation so aufmoduliert,
daß die Differenzfrequenz fl-f2 mit dem vollen Frequenzhub in den tieffrequenten
Übertragungsbereich fällt.
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Bei der Demodulation (F i g. 12) auf der Wiedergabeseite muß das frequenzmodulierte
Tonsignal T2 wieder durch Modulation an einem Hilfsträger f2' in die obere Frequenzlage
transformiert und der Hilfsträger f2' unterdrückt werden. Das Tonsignal erscheint
dann als Frequenzmodulation eines Trägers mit der Frequenz f l und kann von dort
demoduliert werden.
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Die Beimischung des nach doppelter Umsetzung imübertragbarenbzw.aufzeichenbarenFrequenzbereich
liegenden, modulierten Tonsignals T2 erfolgt parallel auf beide Bildsignalkanäle
über getrennte Regelverstärker. Wie die F i g. 13 zeigt, wird jedem dieser beiden
Regelverstärker R V außer dem modulierten Tonsignal T2 das jeweils zugehörige differenzierte
Bildsignal BSx bzw. BSY zugeführt, durch welches das Tönsignal T2 in seiner Amplitude
trägheitslos geregelt wird.
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Die Wirkung eines solchen Regelverstärkers R V wird in F i g. 14 an
Hand eines in Quadratform ausgebildeten Umrißbildes näher erläutert. Beim Durchlaufen
der Seite a des Quadrates ist der Differentialquotient des Bildsignals BSx
= 0 und nur der des Bildsignals BSY von Null verschieden. In diesem Fall
wird das modulierte Tonsignal T2 dem differenzierten Bildsignal BSY beigemischt.
Beim Durchlaufen der Seite b liegen die Verhältnisse umgekehrt, so daß hier das
Tonsignal nur dem differenzierten Bildsignal BSx beigemischt wird. An jeder Ecke
des Quadrats erfolgt ein stetiger Übergang des Tonsignals T2 vom einen auf den anderen
Bildkanal, die Schwingungsrichtung des Tonsignals im Umrißbild fällt daher immer
mit der augenblicklichen Fortbewegungsrichtung zusammen.
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Die Wiedergabe der auf Schallplatte bzw. Tonband gespeicherten Umrißbilder
kann z. B. mit Hilfe normaler Fernsehgeräte erfolgen, und zwar in der Weise, daß
die gelieferten Bildsignale nach entsprechender Verstärkung auf die vorhandenen,
eventuell durch Hilfswicklungen veränderten Ablenkspulen gegeben werden, die vorher
von der Hochfrequenz-Empfangsschaltung abgetrennt wurden. In handelsüblichen Fernsehgeräten
jedoch wird die Betriebsspannung für die Bildröhre mit Hilfe der Zeilenablenkspule
erzeugt. Um die ungestörte Versorgung sicherzustellen, muß an Stelle der an der
Röhre befindlichen und jetzt anderweitig benutzten Spule eine Ersatzspule eingefügt
werden.
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Da auf Grund der Steigzeit der Übertragungs!- bzw. Aufzeichnungssysteme
die Leuchtfleckspur auf der Wiedergabe-Bildröhre nicht mit konstanter Geschwindigkeit
geschrieben wird und da ferner die Schirmhelligkeit bis zu bestimmten Werten dem
Zeitintegral des Strahlstromes proportional ist, werden langsam geschriebene Konturen
heller wiedergegeben als schnell geschriebene. Um zu einer gleichmäßigen Helligkeit
entlang der Spur zu gelangen, ist es notwendig, den Strahlstrom der Bildröhre proportional
dem Augenblickswert der Lineargeschwindigkeit des Leuchtfleckes zu regeln. Diese
Regelspannung läßt sich durch Differentiation und geometrische Addition der beiden
Bildsignale gewinnen.