DE2411221B2

DE2411221B2 - Anordnung zur Übertragung von Fernseheinzelbildern über eine Tonfrequenzleitung

Info

Publication number: DE2411221B2
Application number: DE2411221A
Authority: DE
Inventors: John Dill Pennsauken Cavett; Robert Sherman Hightstown Hopkins Jun.
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1978-05-24
Also published as: BR7401707D0; GB1458580A; US3813488A; SE394066B; DE2411221A1; FR2220947A1; JPS49126212A; IT1003646B; AU6627574A; FR2220947B1; BE812015A; AR201308A1; CA1006261A; NL7402864A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Fernseheinzelbildern über eine Tonfrequenzleitung begrenzten Dynamikbereiches mit ei- 4u nem der Leitung vorgeschalteten Verstärker.

Eine solche Anordnung ist Gegenstand des älteren eigenen Patents der Anmelderin gemäß der DE-PS 2320638. Man kann damit Fernseheinzelbilder über für Sprache ausgelegte Fernsprechkanäle übertragen. 4-, Eine Fernsehkamera liefert kontinuierlich Fernsehsignale an eine Speicherröhre, welche ein einzelnes Fernseh-Vollbild speichert. Dieses zu übertragende Bild, wird dann durch entsprechend langsame Abtastung in ein niederfrequentes (tonfrequentes) Signal -,o umgesetzt, das über einen Fernsprechkanal an eine Empfangsstation übermittelt wird. Auf der Empfangsseite wird die übertragene niederfrequente Information in eine zweite Speicherröhre eingespeichert und nach beendeter Übertragung wieder in ein Fern- γ, sehsignal zurückverwandelt. Das übertragene Signal ist frequenzmoduliert, d. h. seine Augenblicksfrequenz ist direkt der Helligkeit des gerade übertragenen gespeicherten Bildpunkts proportional.

Ein solches Bildübertragungssystem arbeitet im _b() »Simplexverkehr«, wenn die Übertragung stets in derselben Richtung über die Fernsprechverbindung erfolgt. Bei einem für bedingtes Gegensprechen, d. h. für den sogenannten »Halbduplexverkehr« ausgelegten System kann die Übertragung allerdings nicht _h<-, gleichzeitig in beiden Richtungen erfolgen. Eine Fernsprech-Übertragungsstrecke ist ein von Haus aus nicht so sehr geeignetes Übertragungsmedium für Fernsehsignale, insbesondere weil der Einfluß auf den Rauschabstand und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Signale zu einer Begrenzung der Dynamik führen.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß mau bei der Übertragung von Bildinformationen Dynamikanforderungen dadurch verringern kann, daß man die gespeicherten Fernseh-Synchronsignale aus der tatsächlich über den Fernsprechkanal übermitteilen Information entfernt. Versuche haben gezeigt, daß man, wenn man diese Signale nicht mitüberträgt, die gesamte Dynamik für die eigentliche Bildinformation um etwa 20 bis 30% vergrößern kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, den verfügbaren Dynamikbereich einer Tonfrequenzleitung für die Übertragungeines Fernseheinzelbildes maximal auszunutzen, um dadurch einen maximalen Rauschabstand zu erhalten. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im Gegensatz zu der älteren Anmeldung wird erfindungsgemäß der Eingangsverstärker während der Synchronisatkinsintervalle gesperrt und die Amplituden des verstärkten Fernsehsignals werden entsprechend dem verfügbaren Dynamikbereich im Sinne von dessen voller Ausnutzung eingestellt. Weiterhin wird das verstärkte Fernsehsignal während der Synchronisationsintervalle auf einen festen Bezugspegel bezogen, während die bei der vorgeschlagenen Anordnung vorgesehene Wechselspannungskopplung eine Übertragung des Schwarzwertes nicht erlaubt (vielmehr ändert sich dort der Schwarzpegel mit dem Verstärkungsgrad des Verstärkers).

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspriichen gekennzeichnet.

Die Erfindung sei nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.

Der als Klemmschaltung dienende Teil der Schaltungsanordnung enthält drei Transistoren 10, 12 und 14 und ein erstes Potentiometer 16. Die Emitter der (PNP-)Transistoren 10 und 12 sind zusammengeführt und über einen Widerstand 18 an eine erste Betriebs-Spannungsquelle+ K₁ angeschlossen. Der Emitter des (NPN-)Transistors 14 ist einerseit mit dem Schleifer des Potentiometers 16 und andererseits über einen wie dargestellt gepolten Elektrolytkondensator 20 mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden. Bei der in der weiter unten stehenden Tabelle angegebenen Dimensionierung der Schaltung ist ein Widerstand 22 vorgesehen, der den Kollektor des Transistors 12 mit einer zweiten Betriebsspannungsquelle — V₂ verbindet. Der Kollektor des Transistors 10 ist ebenfalls an diese Betriebsspannungsquelle angeschlossen. Die Basis des Transistors 14 ist direkt an den Kollektor des Transistors 12 angeschlossen. Die Basis des Transistors 12 ist über einen Widerstand 26 mit dem Bezugspotential (Masse) und über einen zweiten Widerstand 28 mit einer dritten Betriebsspannungsquelle + V_i verbunden. An der Eingangsklemme 32 werden positiv gerichtete Steuersignale 30 zugeführt, die über einen Halbleitergleichrichter 34 zur Basis des Transistors 10 gelangen. Die Basis des Transistors 10 erhält ihre Vorspannung von der Spannungsquelle + K, über einen Widerstand 36. Das der Betriebsspannungsquelle + V₃ abgewandte Ende des Widerstands 36 ist mit der Anode des Gleichrichters 34 verbunden.

Die Klemmschaltung hat schließlich noch einen weiteren Widerstand 38, der mit dem Potentiometer 16 dne zwischen einer vierten Betriebsspannungsquelle — K₄ und Masse liegende Reihenschaltun« bildet.

Der verstärkende Teil der Schaltungsanordnung ' besteht aus zwei Transistoren 50 und 52 und einem zweiten Potentiometer 54. Die Emitter der (NPN-) Transistoren 50 und 52 sind über zwei gleich große Widerstände 56 und 58 miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen diesen beiden Wider- w ständen ist über einen weiteren Widerstand 60 an die Betriebsspannungsquelle — K₂ angeschlossen. Die Basis des Transistors 50 ist direkt mit dem Kollektor des Transistors 14 verbunden, und die Basis des Transistors 52 ist einerseits über einen Widerstand 62 mit ι j Masse und andererseits über einen Widerstand 64 mit der Betriebsspannungsquelle — K₄ verbunden. Die Basis des Transistors 50 liegt an der einen Platte eines Kondensators 66, dessen andere Platte mit einer Eingangsklemme 68, und, über einen Widerstand 70, mit > <i Masse verbunden ist. Der verstärkende Teil der Schaltungsanordnung hat schließlich noch eine direkte Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors 52 und Masse. Das zweite Potentiometer 54 ist zwischen den Kollektor des Transistors 50 und Masse ge- 2^r> schaltet. Der Schleifer des Potentiometers 54 ist mit dem Anschluß 1 eines dreistufigen Schalters 80 verbunden, dessen andere Anschlüsse mit den Zahlen 2 und 3 bezeichnet sind.

Ein beweglicher Kontakt 86 verbindet eine Ausgangsklemme 88 entweder mit dem Bildsignalanschluß 1 oder mit dem »Schwarz«-Anschluß 2 (d. h. mit Bezugspotential) oder mit dem »Weiße-Anschluß 3, d. h. mit dem Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen 82 und 84, die in Reihe zueinander r> zwischen der Bezugsspannungsquelle — V₄ und Masse liegen. Die Ausgangsklemme 88 ist ihrerseits mit den Signalübertragungsschaltungen verbunden, die das Bildsignal schließlich auf die Tonfrequenz-Übertragungsstrecke geben. Wie in der Zeichnung dargestellt, -to enthält das an der Eingangsklemme 68 zugeführte Videosignalgemisch sowohl die Bildinformation als auch die negativ gerichteten Synchronimpulse.

Beim Betrieb der Schaltungsanordnung werden die der Klemme 32 zugeführten zeilenfrequenten Steuer- -ii impulse 30 durch die PNP-Transistoren 10 und 12 verstärkt, und gegenüber ihrem Ausgangspegel »verschoben«, um den NPN-Klemmtransistor 14 in den leitenden Zustand zu bringen. Während der Dauer eines Steuerimpulses verbindet der Transistor 14 die >o Basis des NPN-Transistors 50 mit dem Klemmspannungskondensator20. Dieser Kondensator wird fortlaufend auf eine Spannung aufgeladen, die durch die Schleiferstellung des Potentiometers 16 bestimmt ist. Hierdurch wird die Basis des Transistors 50 während ϊ5 der Dauer jedes Zeilenablenkimpulses des an der Klemme 68 zugeführten Eingangssignals mit einer niederohmigen, einstellbaren negativen Spannungsquelle verbunden.

Wenn die Transistoren 10 und 12 PNP-Transisto- ω ren und die Transistoren 14, 50 und 52 von NPN-Transistoren sind, liefert der Transistor 52 eine Bezugsspannung für den Emitter des Transistors 50. Wenn das Potentiometer 16 so eingestellt ist, daß die Basisspannung am Transistor 50 während des Zeilen- b5 ablenkintervalls gerade ihren Sperrwert hat, dann leitet der Transistor 50 immer dann, wenn das seiner Basis zugeführte Signal positiver als die Klemmspannung ist. Auf diese Weise wird das Videosignal, mil Ausnahme der Horizontal- und Vertikal-Synchronisierkomponenten, verstärkt, und seine am Schleifer des Potentiometers 54 abgegriffenen Amplitude hängt von der gewählten Einstellung ab. Der »Schwarzwert« ist gleichbedeutend mit der Sperrung des Kollektorstroms des Transistors 50, d. h. er wird dargestellt durch die Kollektorbetriebsspannung (im vorliegenden Fall Null Volt). Aus diesem Grund kann die Amplitude des dem Schalteranschluß 1 zugetührten Videoausgangssignals durch Verstellung des Schleifers des Potentiometers 54 geändert werden, ohne daß sich der Schwarzwert des Signals in irgendeiner Weise ändert.

Die Dimensionierung der Widerstände 82 und 84 hängt davon ab, welche Spannung man der Fernsprechverbindung höchstensfalls noch zuführen kann, ohne daß beträchtliche Rauschprobleme auftreten. Bei einer praktischen Ausführungsform eines Übertragungssystems lag dieser maximale Spannungswert in der Größenordnung von —0,5 Volt. Diese Spannung stellt den »Weißwert <: dar und ist am Anschluß 3 des Schalters 80 vorhanden. Um mit dem verwendeten Fernsprechkanal die größtmögliche Dynamik zu erreichen, kann man das am Schalteranschluß 1 erscheinende Videosignal auf einem Kathodenstrahl-Oszillographen beobachten und den Schleifer des Potentiometers 54 so lange verstellen, bis die maximalen Extremwege des Videosignals mit dem Bezugspotential und dem -0,5 Volt-Potential übereinstimmen, die am »Schwarzwert«-Anschluß 2 und am »Weißwerte-Anschluß 3 des Schalters liegen. In der Schalterstellung 1 läßt sich unter Beobachtung des an der Ausgangsklemme 88 erscheinenden Signals die richtige Potentiometereinstellung bestimmen, um sicherzustellen, daß das Videosignal den Normen des Übertragungssystems für die Schwarz- und Weiß-Bezugswerte entspricht. Von der Klemme 88 wird das Videosignal dann mit richtiger Amplitude und richtigen Extremwerten auf die weiteren Schaltungen zur Übertragung über den Niederfrequenzkanal gekoppelt.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Werte oder Typen der in der Schaltungsanordnung verwendeten Bauelemente beschränkt. Die nachstehende Tabelle gibt lediglich ein Dimensionierungsbeispiel für die Schaltungsanordnung ah, welche sich in einer Ausführungsform der Erfindung als brauchbar erwiesen hat.

	Widerstände	120	Ω
18 1	kΩ 58	1,5	kΩ
22 10	kQ 60	2	kΩ
26 3	kQ 62	820	Ω
28 3	kQ 64	75	Ω
36 3	,3 kQ 70	2,4	kΩ
38 2	kQ 82	220	Ω
56 120	Ω 84
Kondensator 20	4,7 μΡ
Kondensator 66	0,1 μΡ
Transistor 10	2N 3638 A
Transistor 12	2N3638 A
Transistor 14	40361
Transistor 50	2N 3643
Transistor 52	2N 3643
Gleichrichter 34	1 N 914
Potentiometer 16	0-500 Ω
Potentiometer 54	0-500 Ω
Betriebsspannung	+ V₁ + 15 Volt

Betriebsspannung — V₁ ~ 15 Volt
Betriebsspannung + K, + 6 Volt
Betriebsspannung — K₄ — b Volt

Natürlich ist es zur korrekten Wiedergabe der übertragenen Bildinformation notwendig, die nicht mitübertragene Synchronisicrinformation irgendwann später wieder einzufügen. Ein einfacher Weg hierzu besteht darin, vor der Bildübertragung ein zeitlich genau auf den Übertragungsbeginn abgestimmtes Steuersignal zu senden, mit welchem in der Empfangsstation ein Oszillator eingeschaltet wird, der di Elektronenstrahlablastung in der empfangsseitigc Speicherröhre und Bildwiedergaberöhre so regelt, dal der Hinlauf und die Rücklaufaustastung synchroni siert wird. Gegenüber einem fortwährend erscheinen den Synchronisiersignal, welches zusammen mit der gewünschten Informationsinhalt übertragen wird, er reicht man beispielsweise mit einem hochstabile: Taktgeber eine kleine Verbesserung der Belriebsda ten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Übertragung von Fernseheinzelbildern über eine Tonfrequenzleitung be- i grenzten Dynamikbereiches mit einem der Leitung vorgeschalteten Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (50, 52) mit einer Sperrschaltung (10, 12, 14) verbunden ist, welche ihn während der Synchronisationsinter- m valle des Fernsehsignals gegen dessen Übertragung bei gleichzeitiger Erzeugung eines festen Schwarzpegels am Verstärkerausgang sperrt, und daß am Verstärkerausgang zur Amplitudeneinstellung des verstärkten, keine Synchronisierkom- ii ponenten mehr enthaltenden Fernsehsignals gegenüber dem festen Schwarzpegel eine einstellbare Impedanz (54) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der einstellbaren Impedanz _'o (54) ein auf einen Gleichspannungspegel von OVoIt bezogenes verstärktes Ausgangssignal einstellbarer Amplitude abnehmbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellbereich der einstell- >i baren Impedanz (54) so groß bemessen ist, daß das Ausgangssignal auf eine praktisch den gesamten Dynamikbereich der Tonfrequenzleitung einnehmende Amplitude einstellbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Impedanz ein Potentiometer (54) aufweist.