DE567687C - Verfahren zur Fernsehuebertragung - Google Patents

Description

In Fernsehanlagen bilden meist gewöhnliche Telephon- oder Telegraphenleitungen Teile der Übertragungswege. Der Bildstrom besteht gewöhnlich aus einer Gleichstromkomponente und überlagerten Wechselstromkomponenten, deren Frequenzbereich sich von annähernd Null bis zu etwa 40 000 Hertz oder mehr erstreckt. Es ist unzweckmäßig und unwirtschaftlich, Gleichströme und Wechselströme niedriger und sehr hoher Frequenzen auf demselben Übertragungsweg zu übermitteln. Gewöhnliche Telegraphenleitungen können beispielsweise Gleichstrom und niederfrequente Wechselströme übermitteln, während gewöhnliche Fernsprechleitungen zur

Übertragung von Wechselströmen von Sprachfrequenz, aber nicht von Gleichstrom und niedrigen Wechselstromfrequenzen geeignet sind. Es werden neuerdings auch Leitungen hergestellt, die für Trägerstromtelephonie und -telegraphic benutzt werden und in denen, durch Verwendung mehrerer verschiedener Trägerfrequenzen, ein breites Frequenzband, etwa bis 40 000 Hertz und mehr, übermittelt werden kann. Aber auch diese hochwertigen Leitungen können weder Gleichstrom noch sehr niedrige Wechselstromfrequenzen übertragen.

Nach dem Hauptpatent werden die Gleichstromkomponente und die niedrigsten Wechselstromkomponenten im Sender aus dem Bildstrom entfernt und nicht übertragen; im Empfänger wird dann eine Durchschnittsintensität der Lichtquelle einreguliert und ein mittlerer Wert zwischen den hellsten und den dunkelsten Tönungen des wiederzugebenden Bildes eingestellt.

Gemäß vorliegender Erfindung werden nun die Gleichstrom- und niederen Wechselstromkomponenten nicht unterdrückt, sondern es werden im Sender mehrere Teilbildströme erzeugt, von denen stets einer die Gleichstromkomponente enthält, während die übrigen Wechselstromfrequenz enthalten. Diese Teilbildströme werden dann auf verschiedenen Wegen zum Empfänger übertragen und dort wieder kombiniert, um ein vollständiges Bild des aufgenommenen Gegenstandes o. dgl. zu erzeugen. Sie können leicht in getrennten, angepaßten Verstärkern verstärkt und über die verschiedenen Stromwege gesandt werden. Hierdurch wird es möglich, unter Verwendung schon vorhandener Stromwege nicht nur wie im Hauptpatent die Einzelheiten eines Bildes, sondern auch die Durchschnittstönung desselben zu übertragen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Wie aus Abb. ι ersichtlich, enthält die Zerlegungseinrichtung in der Sendestation eine kräftige Lichtquelle 20, deren Licht mittels Linsen 21 auf die Zerlegungsfläche einer Nipkowscheibe 22 geworfen wird. Die Öffnung der vor der Scheibe 22 befindlichen Blende 23 ist derart bemessen, daß in jedem Augenblick nur das durch eine einzige Öffnung der Scheibe 22 kommende Licht durchgelassen wird. Das Licht wird durch eine Linse 24 auf den Gegenstand 25 geworfen, dessen Bild übertragen werden soll. Die Zerlegungsscheibe 22 wird von dem Antriebsmotor und Synchronisierungseinrichtung 11 synchron mit der Empfangsvorrichtung bewegt. Das reflektierte Licht von jedem Flächenelement des Gegenstandes wird von einer photoelektrischen Zelle oder einer anderen lichtempfindlichen Vorrichtung 30 aufgenommen.

Der Bildstrom mit veränderlicher Amplitude, der von dieser Zelle 30 ausgeht, wird bei Frequenzen von mehr als 10 bis 15 Hertz in dem vielstufigen Verstärker A 31 fast ohne Verzerrung verstärkt. Von diesem geht der Strom durch eine Verzögerungsschaltung 32, deren Aufgabe weiter unten beschrieben wird, und weiter über die Übertragerspule 41 und Leitung 40. Der ausgesandte Strom ist ein Wechselstrom mit veränderlicher Amplitude und entspricht den Lichtvariationen oberhalb und unterhalb des Durchschnitt-Tönungswertes des übertragenen Bildes.

In den Eingangsstromkreis der Empfangs-Verstärkereinrichtung A 100 gelangt der Strom über die Übertragerspule 42. In dem Ausgangsstromkreis des Verstärkers ist ein Widerstand in angeordnet, durch welchen die Amplitude des Signalstromes geändert werden kann. Der Wechselstrom, der jetzt die erwünschte Intensität hat, wird darauf dem Gitterstromkreis der Röhre A 120 zugeführt, die in Verbindung mit der Empfangsglimmlampe 130 steht. Heizstrom für die Verstärkerröhren wird von der gemeinsamen Batterie 112, Anodenstrom von der Batterie 113 geliefert. Im Nebenschluß zu der Batterie 113 ist ein Kondensator 114 angeordnet, der den Durchgang des Signalwechselstromes erleichtert und Spannungsänderungen in der Batterie vermeidet. Jede Verstärkerstufe hat eine seinem Zweck angepaßte Vorspannung; in Verbindung mit der letzten Stufe ist eine einstellbare Vorspannung vorgesehen, die in der Zeichnung durch den beweglichen Kontakt an der Vorspannungsbatterie 116 dargestellt ist.

Die wichtigsten Teile der Zerlegungseinrichtung in der Empfangsstation sind der Antriebsmotor 131 und die Zerlegungsscheibe 132, die in Synchronismus und in Phase mit der Zerfio legungsscheibe 22 in der Sendestation arbeiten. Das Gesichtsfeld der Empfangsstation ist durch ein viereckiges Fenster 133 abgegrenzt. Der Beobachter 134 sieht das Bild durch das Fenster 133 und jeweils durch eine Öffnung der Zerlegungsscheibe in der Empfangsglimmlampe 130.

Wie schon erwähnt, läßt der Verstärker A 31 in dem Hauptübertragungssystem Frequenzen " unter 10 bis 15 Hertz nicht hindurch. Als Ausgleichsmittel für diese Begrenzung werden deshalb die Niederfrequenzkomponenten auf einem zweiten Übertragungswege übertragen, der in der Sendestation entweder durch die normale photoelektrische Zelle oder durch eine Hilfszelle 50, je nachdem der Schalter 50 nach oben oder unten gelegt ist, gesteuert wird. Der als Gleichstrom mit veränderlicher Amplitude von der lichtempfindlichen Zelle 50 gelieferte Strom wird in einem Gleichstromverstärker DCA 60 verstärkt und geht darauf durch ein Niederfrequenz-Durchlaßfilter LPF¹JO, das eine Grenzfrequenz von 10 bis 15 Perioden je Sekunde besitzt. Das Niederfrequenz-DurchlaßfilterLPi⁷ 70 beseitigt also alle Stromschwankungen, deren Frequenz 10 oder 15 Hertz übersteigen, so daß der von dem Filter abgegebene Strom ein sich langsam ändernder Gleichstrom ist,. dessen Größe dem Mittelwert des rasch schwankenden Gleichstromes nahe kommt, den das Niederfrequenz-Durchlaßfilter LPF 70 von dem Verstärker DCA 60 empfängt. Die Grenzfrequenz des Filters LPF 70 ist derart bemessen, daß eine Periode der niedrigsten von dem Filter durchgelassenen Frequenz gleich oder größer ist als das Zeitintervall, in welchem die Nipkowscheibe eine vollständige Umdrehung ausführt. Dieses Zeitintervall richtet sich bekanntlich nach der Sehträgheit des Auges. Die Grenzfrequenz des Niederfrequenz-Durchlaßfilters beträgt in vielen Fällen nur 10 Hertz. Der von dem Filter LPF 70 durchgelassene Strom gelangt über Modulator M 80, Verstärker A 85, Übertragerspule 91, Übertragungsleitung 90, Übertragerspule 92 und Verstärker-Gleichrichter AR 140 zur Empfangsstation, und zwar nunmehr als ein Gleichstrom von bestimmter Stärke, der über den Widerstand 160 den Gitterstromkreis der letzten Röhre des Empfangsverstärkers A 120 beeinflußt. Dieser variierende Gleichstrom verändert die Vorspannung oder den Arbeitspunkt an der Kennlinie der letzten Verstärkerröhre und bewirkt dadurch, daß eine berichtigende Wirkung erzielt wird.

Für den durch das Niederfrequenz-Durchlaßfilter LPF 70 fließenden Berichtigungsstrom von niedriger Frequenz kann als Übertragungsweg eine gewöhnliche Telegraphenleitung verwendet werden. Dadurch, daß in der beschriebenen Weise der letzten Röhre im Empfangsverstärker selbsttätig Vorspannung über den besonderen Übertragungsweg zugeführt wird, erreicht man im wesentlichen dieselbe Wirkung, als wenn die niedrigen Frequenzen mit den anderen

direkt über den Hauptleitungsweg übermittelt worden wären.

Um eine äußerst genaue Bildwiedergabe zu erzielen, kann eine weitere Feineinstellung dadurch erreicht werden, daß im Hauptübertragungsweg eine Verzögerungsschaltung vorgesehen wird. Diese Verzögerungsschaltung DCN32 arbeitet zusammen mit dem Niederfrequenz-Durchlaßfilter LPF 70, welches ■ eine Verzögerung der Übertragung in dem betreffenden Stromkreise hervorruft. Die Verzögerungsschaltung besteht gewöhnlich aus einem Filterkreis, dessen Grenzfrequenz höher ist als die höchste der zu übertragenden Frequenzen. Ein derartiges Filter bewirkt, daß sämtliche durchfließenden Ströme eine Zeitverzögerung erfahren. Diese Schaltung kann aber auch weggelassen werden, weil es selten vorkommt, daß der Charakter eines Gegenstandes oder eines Bildes sich so stark und so plötzlich ändert, daß störende Wirkungen eintreten. Eine störende Wirkung würde sich auch höchstens in der Form eines unrichtigen Durchschnitt-Tonwertes bemerkbar machen und nur so lange dauern wie die Verzögerung im Berichtigungsstromkreis.

Da die von der lichtempfindlichen Zelle 50 abgegebene Energie nur der Durchschnittshelligkeit und den langsamen Schwankungen in der Helligkeit zu entsprechen braucht und nicht wie die Zelle 30 auf sämtliche sehr rasch auftretenden Schwankungen ansprechen muß, kann unter Verzicht auf die Trägheitslosigkeit eine Zelle von verhältnismäßig hoher Empfindlichkeit, beispielsweise eine Selenzelle, verwendet werden. Diese Zellen sind im Vergleich zu den neuerdings eingeführten Caesium- und Kaliumzellen verhältnismäßig langsamwirkend und können nur auf Schwankungen von einigen hundert Hertz ansprechen.

Abb. 3 zeigt eine Anordnung, in welcher die Niederfrequenz-Bildkomponenten in einer lichtempfindlichen Zelle erzeugt werden, die so empfindlich ist, daß der Strom in einem aus wenigen Stufen bestehenden Gleichstromverstärker auf einen hohen Wert gebracht und auf einer Gleichstromtelegraphenleitung der Empfangsstation zugeführt wird. In dieser Anordnung kann beispielsweise als lichtempfindliche Zelle eine Selenzelle oder Thallosulfidzelle verwendet werden, die eine größere Empfindlichkeit, aber auch eine größere Trägheit besitzt als die normale photoelektrische Zelle. Nach Abb. 2 ist die lichtempfindliche Hilfszelle 250 über den Gleichstromverstärker DCA 260 mit einem Niederfrequenz-Durchlaßfilter Z-PjF 270 verbunden, entsprechend dem Verstärker und Filter in Abb. 1, DCA 60 und LPF 70. Die Ausgangsklemmen des Filters LPF 270 sind durch die Leitung 290 der Empfangsstation verbunden, deren Verstärker DCA 350 dem Verstärker-Gleichrichter AR 140 in Abb. 1 entspricht. Der in Abb. 2 dargestellte Niederfrequenz-Übertragungsstromkreis kann als Ersatz für den Stromkreis der Abb. 1 zwischen den Punkten XX und YY verwendet werden. Gemäß Abb. 1 modulieren die Niederfrequenzkomponenten einen Niederfrequenzträgerstrom und werden als Wechselstrom auf einer Sprechfrequenztelegraphenleitung übertragen, während nach Abb. 2 die Niederfrequenzkomponenten als variierender Gleichstrom auf einer Gleichstromtelegraphenleitung übermittelt werden. Die Bildströme nach Abb. 1 können viel schwächer sein, weil sie für die Modulierung eines Trägerstromes verwendet werden, der nachträglich noch verstärkt wird. Die zweckmäßigste Art der Niederfrequenzübertragung ist in jedem Falle von dem Übertragungsabstand und von den übrigen Verhältnissen abhängig.

In der beschriebenen Anordnung sind die Schaltelemente auf Sende- und Empfangsstation verteilt, doch können sie auch allein in der Sendestation angeordnet sein, um einen in hohem Grade verstärkten Gleichstrom (Bildstrom) zu erhalten, der bereits sämtliche Komponenten enthält, die für die Betätigung der Empfangseinrichtung notwendig sind. Diese Anordnung kann von Vorteil sein, wenn der Empfangsapparat in der Nähe des Senders liegt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fernsehübertragung nach öd Patent 543 571, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender erzeugte Teilbildströme, von denen einer stets die Gleichstromkomponente, gegebenenfalls auch die niederen Wechselstromfrequenzen, die übrigen die höheren Wechselstromfrequenzen enthalten, nach getrennter Übertragung über verschiedene Wege vorzugsweise im Empfänger wieder zusammengesetzt werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf besonderem Wege übertragenen Gleichstrom- und Niederfrequenzkomponenten im Empfänger eine selbsttätige Regelung der Durchschnittshelligkeit der Empfangslampe herbeiführen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine in einem oder mehreren Übertragungswegen zwischen Sender und Empfänger vorgesehene Verzögerungsschaltung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen