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Verfahren zur Bildübertragung durch Impulse gleicher Intensität, deren
Dauer und Folge ein Maß für die Tönung der abgetasteten Bildpunkte ist Bei elektrischer
Bildübertragung- wird bekanntlich das Bild durch einen Lichtstrahl derart abgetastet,
daß die Lichtintensität entsprechend den Schattenwerten des Bildes moduliert wird.
Durch Senden einer entsprechend modulierten elektrischen Energie kann man das Bild
mit überaus großer Genauigkeit am Empfänger wiedergeben. Manchmal ist es nun wünschenswert,
die elektrische Energie nicht in der Form eines nach Amplituden modulierten Stromes,
sondern als Energie von konstanter Stärke zu übertragen, wobei die Bildwerte in
elektrische Impulse verschiedener Zeichen- oder Pausenlänge bei konstanterAmplitude
umgesetzt werden. Durch Aufzeichnung solcher Impulse kann man am Empfänger ein Bild
erhalten, das sich dem Auge so ähnlich darstellt wie ein Bild, dessen Elemente bezüglich
ihrer Lichttönung durch einen amplitudenmodulierten Empfangsstrom abschattiert wird.
Der Vorteil einer solchen Übertragung besteht in der Vereinfachung der Apparatur
und darin, daß man die Impulse durch einen Telegraphensender übermitteln kann.
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Aus dem oben Gesagten ergibt sich, daß man ein Verfahren. braucht,
um die aus der Bildabtastung gewonnenen, nach Amplitude veränderlichen elektrischen
Ströme in unterbrochene Signalenergie von konstanter Stärke zu verwandeln, derart,
daß die Dauer der Signalisierungsperioden im wesentlichen proportional der Stärke
der modulierten Energie ist. Ein solches Verfahren und Mittel zur Umsetzung dieses
Verfahrens in die Praxis gibt die vorliegende Erfindung an. Zu diesem Zweck wird
ein Wechselstrom von konstanter Frequenz und Amplitude dem Bildstrom wechselnder
Intensität überlagert und der kombinierte Strom zur Steuerung eines Impulssenders
benutzt, die jedesmal erfolgt, sobald der kombinierte Strom einen vorher bestimmten
Amplitudenwert übersteigt. Zur Steuerung des Senders kann ein empfindliches= mechanisches
Relais oder eine Elektronenröhre benutzt werden.
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Zum Zwecke der späteren Verstärkung der entsprechend der Lichtwerte
des Bildes modulierten Energie ist es vorteilhaft, diese elektrische Energie in
Form einer Hochfrequenzwechselenergie zuzuführen anstatt in der Form eines kontinuierlichen
Stromes. Zu diesem Zweck kann zwischen das Bild und die Lichtquelle ein Unterbrecherrad
eingeschaltet werden, das die Lichtenergie bei hoher Frequenz unterbricht. Die resultierende
hochfrequente elektrische Energie kann verstärkt und dann gleichgerichtet werden,
um wieder eine kontinuierliche modulierte Welle zu erhalten.
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Wenn die Frequenz des dem Bildstrom überlagerten Wechselstromes 6o
Perioden pro Sekunde nicht überschreitet, kann man ein empfindliches mechanisches
Relais zur Steuerung des Senders verwenden, wobei das Relais zweckmäßig
die
Gittervorspannung einer der Senderröhren ändert. Wenn man für die Signalträgerwelle
Kurzwellenenergie verwendet, kann man die Unterbrechung in viel höheren Perioden
als 6o ausführen, was natürlich von Vorteil ist, da durch die damit verknüpfte Häufung
einer größeren Zahl von Impulseindrücken auf die Flächeneinheit des Bildes an der
Empfangsstelle das Bild bezüglich Feinheit der Wiedergabe beträchtlich verbessert
wird. Für diese Frequenzen von der Größenordnung von iooo oder 2ooo Perioden kann
man jedoch ein mechanisches Relais nicht mehr verwenden. Geeignet für eine Beeinflussung
des Impulssenders ist in diesem Falle eine Elektronenröhre, deren Stromdurchlässigkeit
durch den aus Bildstrom und überlagerten Wechselstrom kombinierten Strom gesteuert
wird. Die Steuerung kann dadurch herbeigeführt werden, daß der kombinierte Strom
eine Verriegelungsvorspannung am Gitter der Röhre ändert, die so gewählt ist, daß
die überlagerte Welle die Röhre nur dann leitend macht, wenn sie einen bestimmten
mittleren Amplitudenwert überschreitet; während der Sender entsprechend den Unterbrechungen
des von der vorher genannten Röhre gelieferten Stromes gesteuert wird, hängt die
Dauer der einzelnen Sendeimpulse während eines jeden Wechsels dieses (unterbrochenen)
Stromes von der jeweiligen Lichtstärke des Bildes ab.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in sechs Abbildungen dargestellt.
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Abb. i ist eine Kurve zur Erläuterung der Erfindung.
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Abb. 2 ist ein Schaltbild, das die einfachste Ausführung der Erfindung
zeigt.
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Abb. 3 ist eine andere Ausführung, die die Verwendung eines Unterbrecherrades
zeigt. Abb. 4 ist eine andere Ausführungsform, die die Verwendung einer Elektrodenröhre
zeigt. Abb. 5 ist eine Kurve zur Erläuterung der Wirkungsweise von Abb. 4.
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In Abb. i ist der Wert des aus Bildstrom und überlagertem Wechselstrom
kombinierten Stromes als eine Funktion derzeit aufgezeichnet. Die Kurve 2 ist eine
Gleichstromwelle, die gemäß der Lichtstärke des abgetasteten Bildes moduliert ist.
Der Welle 2 ist die Kurve 4 überlagert, die einen Wechselstrom darstellt, dessen
Frequenz in dem Bereich von 25 bis mehreren tausend pro Sekunde liegt. Wenn der
kombinierte Strom gemäß Kurve 4 einem Relais mit der durch die Linie 6 angedeuteten
Ruhespannung zugeführt wird, wird das Relais naturgemäß während der durch die stark
ausgezogenen Teile der Linie 6 dargestellten Zeitperioden betätigt werden, deren
Länge abhängig ist von der Amplitude des Bildstromes, der durch die Welle 2 wiedergegeben
ist. Würde die Kurve 4 eine geradlinig auf- und absteigende Form haben, so würden
die Impulslängen genau den Augenblickswerten von Kurve 2 proportional sein, jedoch
erhält man auch durch Verwendung von sinusförmigen Wellen ganz vorzügliche Resultate.
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Bei der Schaltung gemäß Abb. 2 ist 1o eine Lichtzelle, die den Stromfluß
von einer Batterie 12 durch einen Widerstand 14 verändert und damit die Spannung
an dem Eingangskreise der Röhre 16 verändert. Die verstärkte Ausgangsenergie ist
der Lichtenergie proportional und wird dem Relais 18 durch einen Widerstand 2o zugeführt.
Der überlagerte Wechselstrom wird dem Relaiskreise durch die Leitungen 22 über einen
Transformator 24 zugeführt. Eine Batterie 26 mit Widerstand 28 dient zur Vorspannung
des Relais.
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Vermittels des Relais 18 wird der Sender dadurch gesteuert, daß das
Relais die Vorspannung einer der Verstärkerröhren 3o des Senders beeinflußt. Wie
aus der Schaltung hervorgeht, ist bei geschlossenem Relais die zugeführte Spannung
-die der Batterie 32 und bei offenem Relais die zugeführte Spannung die der Batterie
34. Damit die Batterien sich nicht kurzschließen können, ist ein Widerstand 36 vorgesehen.
-Die Vorspannung wird dem Gitter der Röhre 3o über eine Hochfrequenzdrossel 38 zugeführt,
während die Hochfrequenzenergie von der vorhergehenden Stufe über einen Hochfrequenzkondensator
40 zugeführt wird.
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Die Schaltung gemäß Abb. 3 entspricht im wesentlichen der Schaltung
gemäß Abb. 2 mit dem Unterschiede, daß hier ein Unterbrecherrad 42 in den Weg der
Lichtstrahlen eingeschaltet ist. Dieses Rad enthält eine große Anzahl von Einschnitten,
wodurch beider schnellen Drehung des Rades die Lichtenergie beliebig häufig unterbrochen
werden kann, so daß in dem Ausgang der Verstärkerröhre 16 eine vom Bildstrom modulierte
Trägerfrequenz anstatt eines langsam pulsierenden Gleichstromes auftritt. Diese
modulierte Trägerfrequenz wird durch die Röhre 44 verstärkt und durch die Röhre
46 gleichgerichtet. Wie bei der Ausführungsform nach Abb. 2 werden die auf diese
Weise verstärkten Bildströme und der Wechselstrom aus 22 einander überlagert und
einem Relais 18 zugeführt, das die Vorspannung der Verstärkerröhre 30 steuert.
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In diesem Falle wird die Vorspannung der Röhre 30 durch Leitungen
50 geliefert, an die ein Potentiometer 52 angeschlossen ist. Wenn das Relais
offen ist, wird die Spannung der Leitung 5o dem Gitter der Röhre 4o zugeführt, während
bei geschlossenem Relais die Spannung an dem Punkte 54 zugeführt wird. Durch einen
Widerstand 56 wird verhindert, daß das Relais das Potentiometer kurzschließt. Naturgemäß
kann man, wenn man die Zeichen- und Pausenperioden umwechseln will, die Verbindungen
des Potentiometers 52 entsprechend umlegen.
Die Abb. q. zeigt die
Verwendung einer Elektronenröhre an Stelle des mechanischen Relais, was bei Frequenzen
in Frage kommt, die größer sind als 6o Hertz. Der erste Teil dieser Anordnung ist
der Anordnung gemäß Abb. 3 ähnlich. Hier wird wieder durch ein Rad 42 das Licht,
das von dem auf der Trommel 48 angebrachten Bild kommt, unterbrochen. Die modulierte
Trägerwelle wird in den Röhren 44 verstärkt und in der Röhre 46 gleichgerichtet.
Der von dem Generator 62 kommende Wechselstrom wird dem Ausgang der Gleichrichterröhre
46 überlagert und die überlagerte Welle dann erforderlichenfalls in einer Röhre
64 verstärkt. Die Röhre 66 des Hochfrequenzsenders erhält eine konstante Vorspannung
durch die Batterie 7q., die gleichzeitig dazu dient, um die Anodenspannung der Röhre
64 zu überwinden. Die Vorspannung der Röhre 66 wird gemäß dem Ausgang der Röhre
64 geändert, d. h. gemäß der überlagerten Welle. Die Senderhochfrequenz wird in
der mit 66 über den Transformator 7o gekoppelten Generatorröhre 68 erzeugt. Der
von 62 gelieferte Wechselstrom und die Hochfrequenz werden durch den Kondensator
72 und die Hochfrequenzdrossel 76 voneinander getrennt.
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Die Röhre 66 wird so negativ vorgespannt, daß sie nur mit Hilfe der
überlagerten Welle leitend wird und daher Hochfrequenzenergie von der Röhre 68 nur
während der Scheitel der überlagerten Welle durchläßt, und zwar für eine Zeitdauer,
die von der Größe der bildmodulierten Energie im Ausgang der Gleichrichterröhre
46 abhängt, wie schon an Hand der Abb. i erläutert worden ist.
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Dieses letztere soll an Hand der Abb. g erläutert werden, die eine
Kennlinie der Röhre 66 darstellt, wobei der Anodenstrom als eine Funktion der Gitterspannung
aufgetragen ist. Man erkennt, daß der Punkt ioo, wo die Kurve =o2 und die Achse
der Gitterspannung =O4 sich kreuzen, ein Punkt ist, oberhalb dessen die Röhre leitend
und unterhalb dessen sie nichtleitend ist. Die Röhre arbeitet im Bereich des Punktes
ioo mit Ruhespannung und beeinflußt den Sender jedesmal, wenn ihre Spannung über
diesen Punkt gehoben wird. In der Abb. q. erkennt man, daß die unterbrochene Hochfrequenz
im Ausgang der Röhre 66 durch die Röhre 8o verstärkt wird, die zweckmäßig als Begrenzungsvorrichtung
dient, damit ihr Ausgang eine unterbrochene Hochfrequenz von konstanter Amplitude
enthält. Die Energie wird" dann in einer Endröhre 82 verstärkt und von der Antenne
84 ausgestrahlt.