DE2319826B2 - Schaltung für eine Bildübertragungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für eine Bildübertragungsanlage, wie sie im Anspruch 1 vorausgesetzt ist. ...
,o In der DT-OS 22 26 614 ist eine Anlage beschrieben, mit welcher stehende Fernsehbilder räumlicher Gegenstände über Fernmeldekanäle wie z. B. eine nicht entzerrte für Fernsprechbetrieb ausgelegte Fernleitung übertragen werden können. Hierbei liefert eine ,5 Fernsehkamera fortlaufend ein Videosignal an eine Speicherröhre, in der jeweils ein Einzelbild der Fernsehinformation »eingefroren« werden kann. Das gespeicherte Einzelbild, welches übertragen werden soll, wird dann in ein niederfrequentes (tonfrequentes)

Signal umgesetzt, um über einen Fernsprechkanal zu einer entfernten Empfangsstation gesendet zu werden, wo eine zweite Speicherröhre die niederfrequent übertragene Information speichert. Wenn die Übertragung beendet ist, wird die im Empfänger gespeicherte

Information zurück in ein Videosignal umgesetzt, um auf einem Monitor bildlich dargestellt zu werden. Das übertragene Signal ist im wesentlichen frequenzmoduliert, d. h. seine Augenblicksfrequenz ist direkt proportional dem Helligkeitswert des gerade übertragenen gespeicherten Bildpunkts.

Ein solches System arbeitet im »Simplexbetrieb« (oder Einwegverkehr), wenn die Übertragung stets in derselben Richtung über den Fernsprechkanal erfolgt. Bei einem sogenannten »Halbduplexbetrieb« (bedingtes

Gegensprechen) können Übertragungen in beiden Richtungen erfolgen, jedoch nicht gleichzeitig. Versuche haben gezeigt, daß die Arbeitsleistung beim Halbduplexbetrieb verbessert werden kann, wenn die Speicherröhre, die alternativ sowohl für die Bereitstellung der Sendesignale als auch die Wiederherstellung des Videosignals verwendet wird, in einen ersten Betriebszustand vorgespannt wird, wenn der »Sendebetrieb« beabsichtigt ist, und in einen anderen Betriebszustand vorgespannt wird, wenn der »Empfangsbetrieb« beabsichtigt ist.

Genauer gesagt, wenn die Speicherröhre ein einzelnes Fernsehbild (Vollbild) zum Zwecke der Übertragung speichern soll, wird im wesentlichen das gesamte Fernsehbild in etwa Vi 3 Sekunden Zeile für Zeile im Raster auf ihre Speicherfläche (Targetelektrode) geschrieben und dort gespeichert. Wenn die Speicherröhre statt dessen zum Wiederaufbau der gesendeten Information eingesetzt wird, dann dauert das Einschreiben der Bildinformation an Hand der über den Fernsprechkanal empfangenen modulierten Impulse etwa 60 Sekunden. Wie leicht einzusehen ist, braucht jeder Punkt der Speicherfläche der Röhre nur einmal »getroffen« zu werden, um die Information, d. h. das vor der weiteren Übertragung einzufrierende Bild bzw. die empfangenen amplitudenmodulierten Impulse, zur späteren Darstellung am Ende des 60-Sckunden-Intervalls zu speichern.

Aus der US-PS 30 61 070 ist ebenfalls eine Anlage zur Übertragung eines Bildes über eine Telefonleitung bekannt, bei welcher die Speicherröhre zwischen einer langsamen und einer schnellen Ablenkung umschaltbar ist, je nachdem, ob gesendet oder empfangen wird. Weiterhin ist in der US-PS 34 26 238 eine Speicherröhre

für Ladungsbilder 1 .kannt. deren Steuerelektrode mit Hilfe eines Umschalcers zwischen einem Weißgenerator und einem Abfragegenerator umschaltbar ist. Der Weißgenerator führt der Steuerelektrode eine Signalspannung zum Einschreiben von .'.adungsinformationen mit Hilfe des Elektronenstrahls auf das Target unter Zuhilfenahme von Sekundäremissionserscheinungen zu, Dagegen liefert der Abfrageimpulsgenenuor eine Reihe kurzer negativer Impulse zum Auslesen der eingespeicherten Information. Das Target hat bistabile Eigenschäften, und die in digitaler Weise eingeschriebene Information wird mit Hilfe einer Rieselelektronenkathode aufrechterhalten, welche die negative Polarität der unbeschriebenen Targetflächen erhalt und eine ständige Sekundäremission von den positiven Targetfiächen bewirkt.

Bei den zuerst erwähnten Schaltungen wird beim Einspeichern eines Fernsehbildes zum Senden jeder Punkt der Speicherfläche vom Abtaststrahl der Röhre nur einmal überstrichen. Bei der Speicherung beim Empfang der über den Fernsprechkanal empfangenen Signale werden jedoch dieselben Punkte wiederholt überstrichen. Wenn auch beim Aufzeichnen dieses empfangenen Informationsinhalts besondere Tastverfahren zur kontrollierten Ein- und Ausschaltung des Strahls und punktweisen Zusammensetzung der Information in jeder Zeile einer jeden gespeicherten Spalte angewendet werden, so kann es jedoch selbil beim Fehlen einer zusätzlichen Modulation vorkommen, daß das wiederholte Abtasten von bereits eine gespeicherte Ladung enthakenden Bereichen der Speicherfläche zu merklichen Änderungen des endgültigen Ladungsmusters auf der Speicherfläche führt, weil jedesmal zusätzliche Ladung aufgebracht wird, wenn der Elektronenstrahl diese Bereiche überstreicht und seine Ladung für einen nachfolgenden Punkt in irgendeiner gegebenen Zeile abgibt.

Unter der Voraussetzung, daß die Energie der der Steuerelektrode der Speicherröhre zugeführten Signale bei beiden Betriebsarten der Röhre gleich ist, kann sich während des für die vollständige Aufzeichnung der empfangenen Information benötigten bO-Sekunden-Intervalls eine Reihe von gleichen nicht zur Bildinformation gehörenden Ladungsmengen auf den Speicher punkten der Speicherröhre ansammein, wenn der Bezugsspannungspegel für diese Energie im »Empfangsbetrieb« nicht wesentlich niedriger als im »Sendebetrieb« ist. Hierdurch wird der Gehalt an empfangener Nutzinformation verringert. Dieses Problem tritt beim »Sendebetrieb« normalerweise nicht auf, weil dann die Speicherröhre beim Aufbringen des die Information darstellenden Ladungsmusters nicht fortlaufend in der gesteuerten getasteten Weise abgetastet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung solcher unerwünschter Ladup.gsansammlungen und der dadurch bedingten Verschlechterung der Informationsspeicherung. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung sieht also eine Steuereinrichtung für die Vorspannung der Steuerelektrode der Speicherröhre vor. In einer ersten Betriebsart liefert diese Steuereinrichtung der besagten Steuerelektrode eine erste Vorspannung, welche den Abtaststrahl der Röhre im wesentlichen hellgetastet hält. In einer zweiten Betriebsart legt die Einrichtung jedoch eine zweite, negativere Vorspannung an die Steuerelektrode, so daß der Abtaststrahl im wesentlichen dunkelgetastet bleibt. Beim Anliegen der ersten Vorspannung erzeugen die von einer Fernsehkamera kommenden Eingangssignal auf der Speicherfläche der Röhre des Ladungsmusters eines Objektbildes und machen die Röhre somit zur anschließenden Sendung des Bildes über den fernsprechkanal bereit. Beim Anliegen der zweiten Vorspannung wird das Ladungsmusier jedoch nur erzeugt, wenn die ampliludenmodulierten Impulse zugeführt werden, welche mit den darin enthaltenen Informationsanteilen die Vorspannung der Steuerelektrode auf im wesentlichen den ersten und einen die Niederfrequenz gesendete Information darstellenden Pegel erhöhen. In einer noch zu beschreibenden bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vermindert die Steuereinrichtung die Vorspannung der Steuerelektrode von etwa -60 Volt (der Vorspannung zum Betrieb der Röhre für die Aufnahme und Sendung der Information des Fernsehbildes) auf —100 Volt, wenn die Röhre zum Wiederaufbau des Videosignals aus den über den Fernsprechkanal empfangenen amplitudenmodulierten Impulsen verwendet wird.

Die Erfindung wird im Einzelnen nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für die Vorspannung einer Speicherröhre zeigt.

Bei der in der Figur dargestellten Zeichnung wird das zu speichernde Signal über eine Eingangsklemme 10. einen Kondensator 12 und einen Widerstand 54 der Basis eines ersten Transistors 16, der als NPN-Transistor dargestellt ist, zugeführt. Dieses zu speichernde Signal ist entweder das von einer Fernsehkamera kommende Signal vor seiner Umsetzung in die Signalform zur Sendung als »eingefrorenes« Einzelbild, oder es ist das wiederaufzubauende niederfrequente Signal aus dem Übertragungskanal. Der Kollektor des Transistors 16 ist direkt mit einem Berzugspolcnlial (Masse) verbunden, während der Emitter einmal über einen Widerstand 18 an ein Betriebspotential — Vi und zum anderen über eine Leitung 20 an die Steuerelektrode Ci der Speicherröhre 22 angeschlossen ist, um Signale in diese Röhre einzuschreiben. Ein zweiter Transistor 24 vom PNP-Leitungstyp empfängt an seiner Basis über einen Widerstand 26 und einen Kondensator 28 Impulse mit Horizontalfrequenz, die von einem Synchronisiergenerator oder einer ähnlichen zum Übertragungssystem gehörenden Einrichtung kommen. Ein Halbleitergleichrichter 32 liegt mit seiner Anode direkt am Kollektor des Transistors 24 und mit seiner Kathode am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 12 und dem Widerstand 14. Die Anordnung wird im wesentlichen vervollständigt durch einen Widerstand 34 zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 24 und einen Kondensator 36, der den Emitter des Transistors 24 an Masse schließt.

Erfindungsgemäß sind zwei Potentiometer 40 und 50 vorgesehen, die jeweils zwischen — Vi und Masse liegen, um die Steuerelektrode G\ auf eine Vorspannung zu legen, bei welcher der Abtaststrahl der Speicherröhre 22 im wesentlichen dunkelgeschaltet bzw. hellgeschallet ist. Ein Relais 60 liegt mit einem ersten Kontakt A am Schleifer des Potentiometers 40, mit einem zweiten Kontakt ßam Schleifer des Potentiometers 50 und mit einem dritten Kontakt C am Emitter des Transistors 24. Eines der beiden Potentiometer, z. B. das Potentiometer 40. legt an den Emitter des Transistors 24 eine Gleichspannung, welche dazu beiträgt, die .Steuerelektrode G\ so vorzuspannen, daß der Abtaststrahl im wesentlichen helleesteuert ist Rri rliespr Vnrin:innnmi

5 * 6

modulieren die ander Klemme 10 empfangenen und auf Potentiometers 50 zwischen -Vi und Masse so

die Steuerelektrode gegebenen Videosignale den eingestellt, daß die Vorspannung an der Steuerelektrode

Abtaststrahl derart, daß auf der Speicherfläehc der Gi auf - 100 Volt verändert wird. Die Amplitude der an

Speicherröhre das Ladungsmuster erzeugt wird, wel- der Eingangsklemme 10 zugeführten Signale muß in

dies zur entfernten Empfangsstation übertragen wer- 5 dieser Betriebsart entsprechend erhöht werden, daß die

den soll. Das andere Potentiometer, im vorliegenden zusätzliche negative Vorspannung der Steuerelektrode

Fall das Potentiometer 50, legt an den Emitter des überwunden wird. Eine Einrichtung, welche dies beim

Transistors 24 eine Gleichspannung, durch welche die Umschalter, der Betriebsart tun kann, ist in der

Steuerelektrode Gi auf einer den Abtaststrahl im US-Patentanmeldung der Anmelderin (Aktenzeichen

wesentlichen dunkelschaltenden Vorspannung gehalten io 2 73 534, Anmeldetag 20. Juli 1972) beschrieben. Weil

wird, zumindest bis die Speicherröhre 22 von den diese Erhöhung der lmpulsamplilude eine Überwindung

amplitudenmodulierten Impulsen, die in diesem Fall an der Kollektor-Basis-Sperrspannung des Transistors 24

der Eingangsklemme 10 zugeführt werden, in ihrem zur Folge haben könnte, ist der Gleichrichter 32 als

Arbeitsbereich gesteuert ist. Bei der gezeigten bevor- schützendes Bauelement vorgesehen,

zugten Ausführungsform wird das Relais 60 so betätigt. 15 Nachdem die Potentiometer am Anfang auf die

daß es dem Emitter des Transistors 24 entweder die an beschriebene Weise eingestellt sind, wird durch

seinem Kontakt A liegende Gleichspannung oder die an Umschalten des Relais 60 zwischen seinen Kontakten A

seinem Kontakt B liegende Gleichspannung zuführt, je und ß für jeden gewünschten Betriebszustand automa-

nach dem, ob die Speicherröhre im Sendebetrieb oder tisch die richtige Vorspannung für die Steuerelektrode

im Empfangsbelrieb arbeiten soll. Unter »Sendebe- 20 der Speicherröhre geliefert. Das Anlegen einer den

trieb« ist hier und im folgenden der während der Stahl hellsteuernden Vorspannung an die Steuerelektro-

Aufnahme und Speicherung der Videosignale und de während der Betriebsart zum »Einfrieren« des Bildes

während der Sendung der gespeicherten Signale ist hinsichtlich unerwünschter l.adungsansammlungcn

erforderliche Betrieb der Speicherröhre zu verstehen. auf der Speicherfläche wenig problematisch, weil bei

während der sogenannte »Empfangsbetrieb« die Auf- 25 dieser Betriebsart jeder Speicherpunkt bei Herstellung

nähme und Speicherung der gesendeten Signale sowie des gewünschten Ladungsmusters nur einmai überstri-

die Wiederherstellung der Bildsignale umfaßt. chen wird. Bei dem mit langsamer Abtastung ablaufen

Wie in der Figur zu erkennen ist, sind die im Betrieb den Empfangsbetrieb können die Ladungen, die sich an

am Anschluß 30 zugeführten horizontalfrequenten jedem Speicherpunkt infolge dessen integrierender

Impulse negativ gerichtet und lassen somit den 30 Eigenschaft bei wiederholten Abtastungen ansammeln

PNP-Transistor 24 jeweils leitend werden. Wenn dieser würden, wegen der Dunkelsteuerung des Strahls nicht in

Transistor leitend ist. gelangt der in seinem Emitterkreis dieser Weise aufgebracht werden, mit Ausnahme des

eingestellte Gleichspannungspegel über den Gleichrich- einen Augenblicks der Abtastung, wo die Röhre von

ter 32 zum Verbindungspunkt zwischen dem Kondensa- dem den Informationsinhait abfragenden Impuls aufge-

tor 12 und dem Widerstand 14. Der Transistor 16 hat 35 tastet ist. Die Umschaltung des Relais 60 zwischer

wegen seiner Anordnung als Emitterfolger eine hohe seinen Kontakten A und B geschieht von Hand durch

Eingangsimpedanz, und obwohl der Transistor 24 nur den Benutzer der Bildübertragungsanlage, und zwa;

während der Dauer der horizontalfrequenten Impulse abhängig davon, ob er ein Fernsehbild zu sender

leitend ist, hält der Kondensator 12 diesen Gleichspan- wünscht, oder ob er ein über den Fernsprechkanal ar

nungspegel im wesentlichen aufrecht und liefert somit 40 ihn gesendetes Bild zu empfangen wünscht. Nächste

über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16 die hend werden die Dimensionen bzw. Typenbezeichnun

Vorspannung für die Steuerelektrode Gt der Speicher- gen von Bauteilen angegeben, die sich für die

röhre 22. Da der Transistor 16 über die Leitung 20 Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltung al:

gleichstrommäßig mit der Steuerelektrode gekoppelt geeignet erwiesen haben:

ist, ist die erzeugte Vorspannung gleich dem im 45

Emitterkreis des Transistors 24 eingestellten Gleich- Widerstand 14 47 i,l

spannungspegel vermindert um die vergleichbar gerin- Widerstand 18 8.2 V.O.

gen Spannungsabfälle an den Komponenten 14, 16, 24, Widerstand 26 3,6 kQ.

32. Widerstand 34 10 kQ

Um ein vollständiges Einzelbild der Fernsehinforma- 5° Kondensator 12 0,47 μΡ

tion zu speichern, d. h. um die von der Kamera Kondensator 28 1,0 μΡ

kommenden Signale vor der niederfrequenten Weiter- Kondensator 36 1,0 μΡ

Sendung zu speichern, wird der Schleifer des Potentio- Gleichrichter 32 1N661

meters 40 zwischen — Vi und Masse so weit verstellt, bis Transistor 16 2N3440

eine Vorspannung von — 60 Volt an der Steuerelektro- 55 Transistor 24 2N4036

de Gi liegt. Wenn der Steuerelektrode Gi dann Signale Spannung — Vi _ 200 Volt

mit etwa 10 Volt Spitze-Spitze zugeführt werden, wird

auf die Speicherfläche der Speicherröhre ein für den Diese Angaben sind als Beispiels zu werten, ohne di<

Informationsinhalt der Signale charakteristisches La- Erfindung darauf zu beschränken,

dungsmuster geschrieben. Für den Fall, daß der 60 Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eini

abtastende Elektronenstrahl der Silizium-Speicherröhre bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Ände

im wesentlichen dunkelgeschaltet werden soll, d. h. bei rung der Vorspannung der Steuerelektrode eine

Wiederherstellung der gesendeten und impulsweise Silizium-Speicherröhre. Natürlich sind im Rahmen de

empfangenen Information, wird der Schleifer des Erfindung auch andere Ausführungsformen möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung für eine Bildübertragungsanlage, weiche eine Fernsehinformation enthaltende Einzelbilder überträgt, wobei eine einzige Speicherröhre verwendet wird, um sowohl die Bildinformation zum Zwecke der Übertragung über einen für Niederfrequenz ausgelegten Nachrichtenkanal an eine entfernte Empfangsstation aufzunehmen als auch die so übertragene Bildinformation zu empfangen und wieder herzustellen, wobei die die Bildinformation enthaltenden Signale der Steuerelektrode der Speicherröhre zugeführt werden, um entweder im Sercdebetrieb die Bildinformation aufzunehmen oder im Empfangsbetrieb die Bildinformation zurückzugewinnen, gekennzeichnet durch zwei Betriebsspannungsquellen (-Vi, 40, Masse und — Vi, 50, Masse) und eine Vorspannschaltung ium Anlegen einer Vorspannung an die Steuerelektrode (Gitter Gi) der Speicherröhre (22) sowie eine Steuereinrichtung (60), mit welcher die erste Betriebsspannungsquelle (-Vi, 40, Masse) an die Vorspannschaltung koppelbar ist, um die Steuerelektrode der Speicherröhre zur Helltastung ihres unmodulierten Abtaststrahls auf einen bestimmten Gleichspannungspegel vorzuspannen, wenn die Speicherröhre im Sendebetrieb ein bestimmtes Einzelbild zum Zwecke der Übertragung aufnehmen soll, und mit welcher die zweite Betriebsspannungsquelle (- Vi. 50, Masse) an die Vorspannschaltung koppelbar ist, um die Steuerelektrode der Speicherröhre zur Dunkeltastung des unmodulierten Abtaststrahls auf einen anderen Gleichspannungspegel vorzuspannen, wenn die Speicherröhre im Empfangsbetrieb für die Rückgewinnung eines über den Nachrichtenkanal gesendeten Einzelbildes eingesetzt werdensoll.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannschaltung zwei Transistoren (16, 24) enthält, deren erster (16) in Kollektorschaltung angeordnet ist und mit seinem Emitter gleichstrommäßig an die Steuerelektrode (Gi) der Speicherröhre (22) gekoppelt ist! und deren zweiter (24) in Emitterschaltung angeordnet ist und mit seinem Kollektor auf die Basis des ersten Transistors gekoppelt und mit seinem Emitter an die Steuereinrichtung (60) gekoppelt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildinformation enthaltenden Signale der Basis des ersten Transistors (16) zuführbar sind, um zur Steuerelektrode (Gi) der Speicherröhre (22) zu gelangen, und daß der Basis des zweiten Transistors (24) horizontalfrequerste Ί astimpulse zuführbar sind, um diesen Transistor in Takt der Horizontalfrequenz leitend zu machen.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betriebsspannungsquelle ein auf eine erste Spannung eingestelltes erstes Potentiometer (40) enthält und daß die zweite Betriebsspannungsquelle ein auf eine negativere, zweite Spannung eingestelltes zweites Potentiometer(50) enthält.

5. Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsweg zwischen Kollektor des zweiten Transistors (24) und Basis des ersten Transistors (16) ein Gleichrichter (32) liegt, der so gepolt ist. daß er eine hohe Impedanz für die der Basis des ersten Transistors (16) zugeführten, die Bildinformation enthaltenden Signale darstellt