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Verfahren zur Bildübertragung und zum Fernsehen, insbesondere bei
sprunghaften Änderungen der Bildströme Es ist eine bekannte Erscheinung, daß bei
der Übertragung elektrischer Ströme mit plötzlichen Intensitätsänderungen bedeutende
und kaum zu beherrschende Schwierigkeiten auftreten. Die Ursache dieser Schwierigkeiten
ist insbesondere in den Kapazitäten und Induktivitäten begründet, die im Verlauf
des Übertragungsweges liegen. Diese werden durch die scharfen Intensitätssprünge
zu Eigenschwingungen angeregt, so daß eine befriedigende Übertragung unter Umständen
unmöglich wird. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten .ist man gezwungen, für die
auf seiten des Senders oder beim Empfänger verwendeten Verstärkereinrichtungen nicht
die bei Rundfunkgeräten üblichen Verstärker zu gebrauchen, sondern dafür besondere
Ausführungsformen auszubilden. Dieser Weg führt aber nicht ganz zum Ziel, weil die
in den Leitungen oder sonstigen schwingungsfähigen Gebilden des Übertragungsweges
liegenden Ursachen unberührt bleiben. Aus diesem Grunde schlägt die vorliegende
Erfindung einen anderen Weg vor.
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Das für die Übertragung schädliche steile oder plötzliche Ansteigen
und Abfallen der einzelnen Stromstöße wird auf elektrischem Wege derart umgeformt,
daß die Kurvenform der Impulse einen allmählichen Anlauf und gleichen Ablauf zeigt,
in ihrem ganzen Verlauf also stetiger wird. Dadurch wird bewirkt, daß die durch
plötzliche Stromstöße hervorgerufenen Störerscheinungen in den Verstärkern gewöhnlicher
Bauart oder sonstigen Apparaturen vermieden werden.
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In gewissen Fällen handelt es sich nämlich nicht darum, eine vollkommen
getreue überträgung der einzelnen Zeichen zu erhalten, sondern es genügt oft, eine
für den betreffenden Zweck gleichwertige Gesamtwirkung an der Empfangsseite zu erreichen,
wobei die Form der einzelnen Stromimpulse eine untergeordnete Rolle spielt. Derartige
Bedingungen liegen beispielsweise bei der Bildübertragung oder beim Fernsehen vor,
wobei es sich immer um die Übertragung sehr kurzer, steil ansteigender und ebenso
abfallender Stromimpulse handelt, insbesondere bei der Sendung von Schriftzeichen
(Schwarzweißzeichnungen') oder von mittels Raster zerlegten Bildern. Auch bei der
Übertragung von Bildern mit scharfen Kontrasten erfahren die Bildströme sprunghafte
Änderungen. In diesen genannten Fällen treten auf der Senderseite Impulse von rein
rechteckiger Form auf, die natürlich am ungünstigsten wirken und daher am schwierigsten
zu übertragen sind.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
bildende Verfahren besteht darin, daß zur Vermeidung von Ausschwingungsvorgängen
im Verlauf des Übertragungsweges durch Verwendung elektrischer Schaltmittel mit
beeinflußbarer Zeitkonstante im Sendeapparat die scharfen Strombegrenzungen in stetige
Übergänge abgeändert, verzerrt werden, in der Weise, daß das empfangene Bild dem
gesendeten Bild gegenüber in seinem bildlichen Eindruck (Bildcharakter) unverändert
bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, sowohl beim Sender als auch beim Empfänger
die gewöhnlichen Verstärkereinrichtungen der Rundfunkanlagen für die Bildübertragung
verwenden zu können, ohne befürchten zu müssen, daß durch die Ausschwingungsvorgänge
der Bildempfang unbefriedigend ausfällt. Das Verfahren sei an einem praktischen
Ausführungsbeispiel aus dem Gebiete der Bildübertragung an Hand der beiliegenden
Zeichnungen erläutert. .
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Bei der in Abb. r dargestellten Schaltskizze bedeutet W die Walze
des Bildsenders l4, um welche das zu übertragende Bild, beispielsweise eine präparierte
Sendefolie, herumgelegt und bei ihrer Drehung durch den Taststift S abgetastet wird.
Wenn die Walze W, die Bildfolie und Taststift S allein in einen Stromkreis geschaltet
sind, so werden entsprechend der nacheinander sich ergebenden Herstellung und Unterbrechung
des Kontaktes zwischen Stift S und Walze W an den leitenden bzw. isolierenden Stellen
der Sendefolie Stromstöße entstehen, die wegen ihres plötzlichen Eintretens einen
Stromverlauf von rechteckiger Form und verschieden langer Dauer ergeben, wie sie
beispielsweise in Abb. 2 durch voll ausgezogene Linien dargestellt sind. Zur Umformung
dieser Impulse gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kombination des Kondensators
C mit den Widerständen R1 und R= (Abb. r) vorgesehen.
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Im Augenblicke der Kontaktgebung bei S wird folgender Stromkreis geschlossen:
Von Batterie B1 über Walze W, Stift S, Widerstände R1 und R2 zur Batterie BI zurück.
Die im Widerstande R2 auftretenden Spannungsabfälle ergeben schon die zweckmäßig
verzerrten Impulsformen und können zur Steuerung eines Elektronenrohres V verwendet
werden. Im Anodenkreise dieses Rohres liegen die beiden Transformatoren T1 und T2
in Serie, durch welche die zur Übertragung der Bildstromimpulse zweckmäßigerweise
anzuwendende Trägerfrequenz eingeführt bzw. entnommen wird, wie schematisch durch
Pfeile angedeutet ist. Wie ersichtlich, ist die aus Transformator T2 entnehmbare
Wechselspannung unmittelbar abhängig von der dem Gitter des Rohres V aufgedrückten
Gleichspannung.
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Im Ruhezustande erhält das Gitter des Rohres aus der Batterie Bz über
den Widerstand R2 eine derartige negative Vorspannung, daß der Anodenstromfluß gesperrt
ist. Wird nun bei S Kontakt gemacht, so entsteht, wie oben ausgeführt, an dem Widerstande
R2 ein der negativen Vorspannung entgegengesetzt gerichteter Spannungsabfall, der
je nach seiner Größe den Anodenstromfluß des Rohres V bestimmt. Dieser Spannungsabfall
entsteht jedoch nicht plötzlich, sondern allmählich, entsprechend der Aufladung
des Kondensators C, wobei die Zeitkonstante durch die Kombination der Widerstände
R' und. R2 bestimmt wird. (Ihr Wert muß größenordnungsgemäß mit der Zeitdauer der
auftretenden Stromimpulse ungefähr übereinstimmen.) In der gleichen Weise erfolgt
bei der darauffolgenden Entladung (Kontaktunterbrechung bei S) der Abfall der Steuerspannung
arn Rohr V allmählich, entsprechend der nunmehr erfolgenden Entladung des Kondensators
C über den Widerstand R2.
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Die Form der auf diese Weise entstehenden verzerrten Stromimpulse
ist in Abb. 2 punktiert eingezeichnet. Es ist ersichtlich, daß sowohl Anstieg als
auch Abfall des Impulses nunmehr stetig erfolgt, so daß eine Verstärkung und Übertragung
mit den normalen Mitteln keine Schwierigkeiten mehr bereitet.
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Die Erfindung gibt auch die Möglichkeit, den Charakter des aufzunehmenden
Bildes zu ändern. Gemäß der Erfindung werden die in dem Sendestromkreis eingeschalteten
elektrischen Mittel veränderlich gemacht. Ihre verschiedene Einstellung hat eine
Veränderung der Zeitkonstante des Kondensators in Kombination mit den Widerständen
zur Folge. Dadurch läßt sich bewirken, daß unter Umständen in der einem Impuls entsprechenden
Zeit der maximale Gleichstromwert noch nicht erreicht wird und daß dementsprechend
auch die dadurch gesteuerte Sendeenergie von der Impulsdauer abhängig ist. Dieser
Vorgang äußert sich darin, daß man die Abstufung der Tonwerte des zu übertragenden
Bildes beliebig ändern und für den jeweiligen Fall am günstigsten einstellen kann.
Man kann z. B. ein für die Übertragung sonst ungeeignetes, also etwa extrem flaues
oder hartes: Bild empfangsseitig mit richtiger Tonwiedergabe erhalten.
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Schließlich läßt sich durch Umpolung der Batterien BI und B2 die Arbeitsweise
der ganzen Anordnung umkehren. Es besitzt dann das Gitter des Rohres im Ruhezustande
positive Vorspannung (d. h. der Transformator TZ gibt Wechselspannung) ; bei Stromschluß
bei S entsteht dann an RZ ein solcher
Spannungsabfall, daß das Rohr
verriegelt wird. An der prinzipiellen Wirkungsweise der Schaltung wird hierdurch
nichts geändert, es ist lediglich möglich, je nach Polung der Batterien »positiv«
oder »negativ« tasten zu können.