DE606435C - Verfahren zum Ausgleich von bei der elektrischen UEbertragung von Vorgaengen durch UEbertragungsorgane mit nichtlinearer Charakteristik entstandenen Verzerrungen - Google Patents

Description

Die identische Fernübertragung eines Vorganges oder einer Erscheinung A läßt sich in einigen Fällen nur unter Zwischenschaltung mehrerer Übertragungsstufen B₁ C, D usw. durchführen.

Diese Fernübertragung in Stufen wird beispielsweise angewendet, wenn optische Vorgänge fernzuüb ertragen sind. In diesem Falle sind dann A die zu übertragenden Schwankungen eines Lichtfleckes, die auf photoelektrischem. Wege, der Stufe B, in Stromschwankungen umgewandelt werden. Diese Stromschwankungen werden auf einen elektrischen Empfänger übertragen, was als Stufe C angesehen werden kann. Schließlich werden die Stromschwankungen in der Empfangsstation in Lichtschwankungen unter identischer Wiedergabe der Ursprungserscheinung A umgewandelt. Dies \väre die Stufe D.

Nun kann in den einzelnen Stufen bei der Umwandlung der Energiewerte meist nicht die Linearität gewahrt bleiben. Es treten vielmehr bei der Fernübertragung Verzerrungen auf, und zwar schon dann, wenn nur zwischen einigen der Stufen, z. B. zwischen A und B oder D und C, keine lineare Abhängigkeit besteht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch das die bei der Fernübertragung mittels nichtlinear wirkender Übertragungsorgane auftretenden Verzerrungen ausgeglichen werden, damit die fernzuübertragende Erscheinung an der Empfangsstelle eine getreue Wiedergabe der Ursprungaerscheinung darstellt. Zu diesem Zweck werden die die Erscheinung oder den Vorgang übertragenden Stromwerte vor ihrer Einwirkung auf das an der Empfangsstelle befindliche Wiedergabegerät in parallel geschalteten, verschieden wirkenden Gleichrichterkreisen gleichgerichtet. Die einzelnen Gleichrichterkreise werden dabei so eingestellt, daß durch sie die Stromwerte gerade in entgegengesetztem Sinne verzerrt werden, als dies die nichtlinear arbeitenden Übertragungsorgane bewirkten, so daß diese Verzerrungen ausgeglichen werden.

Der Ausdruck Übertragungs organe ist hierbei in weitestem Sinne zu verstehen. Es fallen darunter licht- und wärmeempfindliche Zellen jeder Art, Röhren, Kristalldetektoren, Mikrophone, Elektrolyten, Gasstrecken, Kabel und auch der Äther sowie komplexe Gebilde aus solchen Leitern, z. B. Verstärker, Empfänger, Modulatoren usw.

Die Entzerrung in der Gleichrichterstufe kann auf verschiedene.Weise bewirkt werden, z. B. dadurch, daß an die Gitter der Gleichrichterröhren verschiedene Amplituden oder verschiedene Vorspannungen angelegt oder daß Röhren von verschiedener Eigencharakteristik verwendet werden.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren kann auf den verschiedensten Anwendungsgebieten benutzt werden. Zu seiner Erläuterung wird als Ausführungsbeispiel die Bildübertragung gewählt. Es wird jedoch ausdrücklich bemerkt, daß das Verfahren nach der Erfindung nicht auf dieses ^J5 Gebiet beschränkt ist, da es für seine Anwendung unerheblich ist, welche Frequenzen die übertragenen Stromwerte haben und wie die Verzerrung ihrer Amplituden erfolgt.

Bei den mit Halbtönen arbeitenden BiId-Übertragungssystemen, die zur Abtastung reflektiertes Licht verwenden, sind die photoelektrischen Ströme, die den dunklen Teilen des zu übertragenden Bildes entsprechen, außerordentlich schwach, und die Unterschiede zwischen Strömen für die einzelnen dunklen Töne sind sehr gering. Dagegen sind die Unterschiede zwischen den den Halbtönen entsprechenden Strömen sehr erheblich, d.h. der photoelektrische Strom ändert sich nichtlin'ear mit den Tönungswerten (Abb. 1). Um die Töne des Ursprungsbildes beim Empfänger mittels eines die 'elektrischen Schwankungen in Lichtschwankungen umwandelnden Gerätes getreu "wiederzugeben, ist es notwendig, die durch die nichtlineare Änderung hervorgerufenen Verzerrungen wieder auszugleichen. Im Sinne der Erfindung wird nun der vom photoelektrischen Sendeverstärker herrührende Strom beim Empfang in mindestens zwei Stromkreisen mit verschiedener Charakteristik verstärkt, um darauf in ebenfalls verschiedener Art und Weise in diesen Stromkreisen gleichgerichtet zu werden.

In der Zeichnung ist in Abb. 2 als Ausführungsbeispiel ein Schaltplan wiedergegeben, der dieses Verfahren durchzuführen gestattet.

In diesem sind der Einfachheit halber die Heizbatterien der Kathoden nicht dargestellt; ebenso sind die Anodenbatterien weggelassen und nur ihre Anschlußstellen durch -j- HT und —HT gekennzeichnet.

Bei der Bildübertragung erzeugt bekanntlich der das Bild abtastende, mit einer bestimmten Frequenz, z. B. mit etwa 1300 Hz, durch eine umlaufende Scheibe unterbrochene Lichtstrahl in einer Photozelle 'einen Wechselstrom von 1300 Perioden, der entsprechend der Tönung des Bildes moduliert ist. Dieser Strom wird seinerseits zur Modulation einer Trägerwelle verwendet, die am Empfangsort dann wieder demoduliert wird und dort den entsprechend den Tönungen des Bildes modulierten Wechselstrom von der Frequenz 1300 .ergibt.

Dieser Strom wird nun bei der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Schaltung der Primärwicklung eines Transformators T zugeführt, dessen Sekundärseite mit zwei als Verstärker wirkenden Röhren T_x und T₂ verbunden ist; dabei sind die Abgriffe für die beiden Röhren am Transformator so verschieden gewählt, daß die eine Röhre eine höhere Spannung erhält als die andere. In der Abb. 2 ist der Abgriff für die Röhre T₁ offen, für die Röhre T₂ geschlossen gezeichnet.

Jede dieser beiden Röhren T₁ und T₂ steht mit einer aus zwei weiteren Röhren bestehenden Gleichrichterstufe in Verbindung. Während die Verstärkerröhren T₁ und T₂ gleichphasig geschaltet sind, sind die Röhren T₁ und T₁" bzw. T₂' und T₂" der beiden Gleichrichtergruppen im Gegentakt geschaltet. Der Anodenstrom, der aus den Gleichrichterröhren kommt, ändert sich demnach einfach in Abhängigkeit der Tönungen des zu übertragenden Bildes.

Die Gleichrichterröhren sind nun durch die Batterien P₁ und P₂ verschieden stark vorgespannt, und zwar ist die Vorspannung der Gruppe T₁ und T₁" kleiner als die der Gruppe T₂ und T₂". Die Anodenströme der beiden Gleichrichterkreise werden» dann unter Zwischenschaltung eines Widerstandes R in dem Punkt Z vor dem Wiedergabegerät E vereinigt.

Durch die verschiedene Vorspannung der Röhren verschieben sich ihre Kennlinien in der aus den Abb. 3 und 4 ersichtlichen Weise. Bei den Röhren T₁' und T₁" liegt der Ruhepunkt M₁ d.h. der Punkt, der der zu übertragenden Spannung Null 'entspricht, am unteren Knick der Kennlinie; bei den Röhren T₂ und T₂" liegt dagegen dieser Punkt P .ein erhebliches Stück vor dem unteren Knick auf dem geraden Teil der Kennlinie. Wenn infolgedessen den Röhren geringe Spannungsschwankungen von gleichem Betrage zugeführt werden, die in den Abb. 3 und 4 durch die Strecken M₃ M und M" bzw. P, P' und P" dargestellt sind, so 'ergibt sich bei den >Spannungsschwankungen in der einen Richtung für die schwach vorgespannten Röhren T₁ und T₁" ein Anodenstrom von merklichem Wert, während die Röhren T₂ und T₂" keinen Anodenstrom abgeben, gleichviel, in welcher Richtung die Spannung schwankt.

Bei geringen Spannungsschwankungen ist die Wirkungsweise der beiden Gleichrichtergruppen daher so, daß nur die schwach vorgespannten Röhren einen Strom liefern, während die stärker vorgespannten zur Entstehung eines Stromes nicht beitragen.

Weiterhin wird durch passende Wahl der Abgriffe auf der Sekundärseite des Transformators T erreicht, daß die Spannungsschwankungen für die schwach vorgespannte Gleichriehtergruppe stets größer sind als für die stärker vorgespannte. Wenn beispielsweise die Spannungsschwankungen in der schwach vorgespannten Gruppe so stark sind, daß sie bis zum oberen Knickpunkt A der Kennlinie

ίο gehen, so treten in der stärker vorgespannten Gruppe nur Spannungsschwankungen bis zum Punkt B der Kennlinie auf. Durch geeignete Bemessung der Vorspannungen kann sogar erreicht werden, daß der Punkt B noch auf dem unteren geraden Teil der Kennlinie liegt und die Röhren keinen Strom abgeben,. Sobald aber die SpannungsSchwankungen in der schwach vorgespannten Röhrengruppe über den Punkt A hinausgehen, so wächst dort der abzugebende Strom nicht weiter an, vielmehr können lediglich die Röhren der stärker vorgespannten Gruppe zur Steigerung des Gesamtstromes beitragen.

Die Abb. 5 und 6 veranschaulichen die Anas odenströme, die sich aus den Charakteristiken der Abb. 3 und 4 ergeben.

Die gestrichelte Linie 1 stellt den von der schwach vorgespannten Röhrengruppe T₁ und T₁" abgegebenen Strom dar, die ausgezogene Linie 2 den Strom der Röhrengruppe T₂' und T₂". Die Linie 1 steigt zunächst linear an, sofern, wie hier vorausgesetzt, der Nullpunkt M am unteren Knick der Kennlinie liegt. Die Kurve 2 verläuft dagegen zunächst nahezu parallel mit der Abszissenachse, wie es den Spannungsschwankungen im. Bereich P, P' der Abb. 4 entspricht, und steigt dann erst an.

Das lineare Ansteigen der Linie r hört im Punkte. (Abb. 3) auf; die Stromkurve läuft von da an parallel zur Abszissenachse, weil die zugehörigen Röhren T₁ und T₁" gesättigt sind. Die Kurve 2 steigt dagegen noch weiter linear an, da die an sich geringeren Spannungsschwankungen noch immer auf dem ansteigenden Teil der Charakteristik der noch dazu stärker vorgespannten Röhren liegen. Der obere Knickpunkt der Kurve 2 Hegt daher auch einen erheblichen Betrag rechts von dem den Röhren 1 entsprechenden Knickpunkt.

Die strichpunktierte Linie 3 ist die Summe der beiden Kurven 1 und 2 und stellt den Strom im Empfangsgerät E dar. Diese Kurve 3 ist eine ziemlich genaue Umkehrung des vom Sender übertragenen Photostromes. Während dort die Ordinaten der kleineren Abszissen verhältnismäßig langsamer zunehmen als bei größeren Abszissen, ist dies bei der Kurve 3 gerade umgekehrt. Dort erfolgt "die Zunahme der Ordinaten bei kleinen Abszissen ziemlich rasch, während sie bei größeren Abszissen beinahe ungeändert bleiben. Die Kurve 3 ist daher geeignet, die Verzerrungen der Photostromkurve auszugleichen.

"Die Abb. 6 ist eine ähnliche Darstellung wie Abb. 5, mit dem Unterschied, daß die Vorspannung der Röhrengruppe T₂' und T₂" noch stärker ist als im Falle der Abb. 5, so daß das Ansteigen der Kurve 2 entsprechend später beginnt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausgleich von bei der elektrischen Übertragung von Vorgangen durch Übertragungsorgane mit nichtlinearer Charakteristik; entstandenen Verzerrungen einer modulierten Trägerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die den betreffenden Vorgang übertragenden Stromwerte vor ihrer Einwirkung auf das Wiedergabegerät in parallel geschalteten, verschieden wirkenden Gleichrichterkreisen gleichgerichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede in der Gleichrichterwirkung durch Zuführen ungleicher Amplituden des zu entzerrenden Empfangsstromes an die Gitter der Gleichrichterröhren hervorgerufen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede in der Gleichrichterwirkung durch verschiedene Vorspannung der Gleichrichterröhren hervorgerufen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede der Gleichrichterwirkung durch verschiedene Eigencharakteristiken der Röhren hervorgerufen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen