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Fernsehübertragungsverfahren für !Übertragungen auf drahtlosem Wege
Zur elektrischen Bildübertragung, insbesondere zur Übertragung bewegter Bilder für
die Zwecke des Fernsehens auf drahtlosem Wege, ist eine Methode insbesondere zur
Steuerung des Kathodenstrahls in Braunsehen Röhren bekanntgeworden, bei der dne
Abtastgeschwindigkeit zu einer Funktion der Helligkeit des jeweils übertragenen
Bildpunktes gemacht wird (Thunsche Liniensteuerung).
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Hierbei wird die Helligkeit des wandernden Lichtfleckes konstant gehalten
und lediglich eine der jeweiligen Geschwindigkeit der Abtastung proportional zunehmende
Steuerspannung vom Sender auf den Empfänger übertragen. Es wird also an denAblenkplatten
der Braunsehen Röhre eine Spannung erzeugt, deren zeitliche Änderung in jedemAugenblick
der mittleren Helligkeit des abgetasteten Bildpunktes proportional ist
Bei der drahtlosen Übertragung von Bildern, insbesondere bewegter Bilder nach dem
Verfahren der Intensitätssteuerung ist bisher die Methode der Amplitudenmodulation
in Anwendung gekommen. Hierbei wird eine hochfrequente Trägerwelle durch die Änderungen
der Bildpunkthelligkeiten in ihrer Amplitude moduliert. Eine Amplitudenverzerrung
beispielsweise durch Fadingerscheinung bewirkt hierbei lediglich eine falsche Tönung
eines oder mehrerer Bildpunkte. Es sind also bei dem Intensitätssteuerungsverfahren
Störungen in der Amplitudenstärke weniger von Belang.
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Bei dem Liniensteuerungsverfahren hingegen ist zur getreuen Wiedergabe
des gesendeten Bildes unbedingte Voraussetzung, daß die absolute Größe der jeweiligen
Steuerspannung zumindest relativ immer vom Sender zum Empfänger ohne die kleinste
Verzerrung gelangt, da bei der geringsten relativen Abweichung der gesendeten, von
der auf der Empfangsseite aufgenommenen Steuerspannung d as Bild sofort entstellt
wird, weil dann nicht nur die Helligkeit der Bildpunkte, sondern auch ihre Lage
falsch wiedergegeben wird. Man sieht also, daß das Verfahren der Liniensteuerung
im wesentlichen auf ein Übertragungsproblem hinausläuft.
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Die bisher gebräuchliche Methode der Amplitudenmodulation einer Trägerwelle
zur Bildübertragung auf drahtlosem Wege muß bei Anwendung auf das Liniensteuerungsverfahren
versagen, weil diese Modulationsart eine Abhängigkeit der übertragenden Steuerspannung
vom Übertragungsmaß bedingt.
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Gemäß vorliegender Erfindung soll für die Zwecke der drahtlosen Bildübertragung
auf dem Wege der Liniensteuerung ein Modulationsverfahren
der Trägerwelle
Anwendung finden, bei dem die zu übertragenden zeitlichen Spannungsänderungen an
den Ablenkplatten der Braunschen Röhre, die das Charakteristikum des jeweils zu
übertragenden Bildpunktes bilden, in Form von Frequenzänderungen oder Phasenänderungen
der Trägerwelle aufgedrückt werden. Hierdurch kann erreicht werden, dafl das übertragene
Zeichen praktisch unabhängig vorn jeweiligen Übertragungsmaß wiedergegeben wird.
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Im folgenden sei Näheres nur über die Frequen.zmodulation ausgeführt,
da sich hiernach die Ausführungsformen für Phasenmodulation leicht ergeben.
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Die frequenzrnodulierte Hochfrequenzser.-dung gestattet bekanntlich
eine getreue Wiedergabe des gesamten Bildes, da sie äußeren Einflüssen auf dem drahtlosen
Übertragungswege, wie beispielsweise durch Fadingerscheinungen, die sich nur in
Fälschungen der Amplitude der Schwingung äußern, entzogen ist.
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An Hand der Abbildungen seien einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
erläutert, und zwar beziehen sich die Abb. r .bis q. auf den Sender, die Abb. 5
bis 8 auf den Empfänger.
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In Abb. z stellt BR eine Braunsche Röhre dar .mit den A.blenkplatten
APl für die Zeilenabtastung und AP, für die Abtastung in der dazu senkrechten Richtung.
Der auf dem Schirm S vorn -Kathodenstrahl erzeugte leuchtende Punkt wird durch ein
Objektiv D z. B. auf dem zu übertragenden Film F abgebildet. Über einen Kondensator
K fällt das durch den Film hindurchtretende Licht auf die Photozelle LE; die einen
Photostronr entsprechender Stärke hervorruft. Durch den Photostrom wird zweckmäßig
über einen vorzugsweise direkt gekoppelten Verstärker T>' die Steuerröhre R1 gesteuert,
welche mit einem Kippkreis C1, Gl,- verbunden ist. C, ist ein Kondensatßr, Gli eine
Glimmröhre, Rki die den Kondensator C1 von der Batterie AB, aufladende gesättigte
Laderöhre. Der Kondensator C1 wird schnell aufgeladen, wenn der gerade abgetastete
Punkt des zu übertragenden Bildes dunkel ist. Die Aufladung erfolgt langsamer, wenn
der Lichtpunkt auf eine helle Stelle des Bildes. fällt. Die jeweilige Spannung des
Kondensators C1 wird den Ablenkplatten APi zugeführt, so daß die Abtastgeschwindigkeit
.mit der Ladestromstärke des Kondensators C1 wächst und damit sich mit der Helligkeit
des jeweiligen Bildpunktes vermindert. In die Leitung ist eine Batterie eingefügt,
-deren Spannung gleich der halben Höchstspannung des Kondensators C1 dieser jedoch
entgegengerichtet .ist, damit der Strahl die ganze Zeilenlänge überfährt. Am Zeilenende
entlädt sich der Kondensator C1 über die Glimmröhre Gli infolge Erreichens der Zündspannung,
die :gleich der vollen Ablenkspannu:ng gewählt wird.
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An diese Zeilenkippschaltung ist z. B. über einen Kondensator C3 die
Bildkippschaltung über das Steuerrohr R. angeschlossen, welches die Bildkippeinrichtung
C", Gl. steuert. Durch diese Steuerung wird erreicht, daß die Bildzeilen parallel
zueinander in gleichen Abständen verlaufen. Wenn der Kondensator C.. der von der
Batterie AB. über die gesättigte Laderöhre RK. aufgeladen wird, die Zündspannung
:der Glimmlampe Gl. erreicht hat, entlädt er sich über dieselbe, und die Abtastung
des Bildes beginnt von neuem.
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Nach Abb. z wird die dein Kippl,-reis Cl, Gl, entnommene Steuerspannung
einem Zwischenverstärker rohr R3 und danach einem Frequenzmodulator FAT zugeführt.
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Die Frequenzmodulation kann beispielsweise mit Hilfe eines Drosselmodulators
oder eines Kondensatormikrophons in bekannter Weise vorgenommen werden.
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Bei der Frequenzmodulation mittels einer Drossel gemäß der in Abb.
3 schematisch dargestellten beispielsweisen Anordnung ist ein geschlossener Eisenring
vorgesehen, der eine konstante Vormagnetisierung erhält. Dieser wird der durch die
am Ausgang der Röhre l?, abgegriffenen Steuerspannungen erzeugte Fluß überlagert,
wodurch sich eine den Spanungsschwankungen entsprechende Änderung der I,nduktivität
und damit der Eigenwelle - des Schwingungskreises am Gitter der Schwingröhre R4
ergibt.
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Eine andere Ausführung der Umwandlung der Liniensteuerungsspannungen
in eine frequenzmodulierte Hochfrequenzschwingunh kann beispielsweise durch ein
Kondensatormikrophon Ck in Verbindung mit einer Röhre R4 vorgenommen werden (s.
Abb. q.). Die dem Verstärkerrohr R3 entnommene Liniensteuerungsspannung wird über
eine Hochfrequenzdrossel HFDreinem Schwingungskreis, bestehend aus einem Kondensatormikrophon
und einer Spule L, zugeführt. Di.-Hochfrequenz-drossel HFDr ist so dimensioniert,
daß sie die von dem Rohr R3 zugeführte Steuerspannung noch durchläßt. Der Schwingungskreis
Ck, L,ist mit dem nachfolgenden Rohr R4 in Selbsterregungsschaltung geschaltet
und schwingt da$er in einer der Modulation entsprechenden Schwingung. Die Hochfrequenzdrossel
HFDr verhindert dabei ein Abfließen der Hochfrequenzströme in den Anodenbatteriekreis
der vorhergehenden Röhre R,.
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Durch die Schaltung des Schwingungskreises nach Abb. q. wird dem Kondensator
Ck gleichzeitig durch die Anodenbatterie
die bekanntlich erforderliche-Vorspann:ung
erteilt. Eine Sperre ATF- verhindert - ein Abfließen des niederfrequenten Modulationsstromes;
_ der' dem Kreis Ck., L aufgedrückt werden- söll, 7ür Zrd6:: -' -Die frequenznodulierte
Schwingung wird dann zweckmäßig einer Siebkreisänordnürig SK., =(Abib> #2)
-zugeführt, in der die Hochfrequenzschwingung von -Seitenbändern befreit -wird.
--Di Siebkreisänordnüng'ist so dimensioniert, daß nur der Frequenzbereich durchgelassen
wird, dessen- oberste und unterste Grenze -dem Anfang- bzw. Ende einer Zeile entspritht.
- Nach nochmaliger doppelter Verstärkung in einein-Zwischenverstärker R;; und einer
Kraftendstufe Rs folgt eine weitere Kettenleiteranordnung SK2, -welche mit der Antenne
A ein für das auszustrahlende Frequenzband geeignetes Strahlersystem :bildet.
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Die vom Sender ausgestrahlte frequenzmodulierte Hochfrequenzschwingung
wird mit einer Empfangsanordnung aufgenommen und nach Verstärkung demoduliert durch.eine-'der:
im folgenden beschriebenen Demodulationsanordnungen. Die demodulierte Schwingung
kann dann einer Braunschen Röhre zur Sichtbarmachung des gesendeten Bildes zugeführt
werden.
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Die Hochfrequenzschwingung wird demgemäß von der Empfangsantenne A
(Abb. 5) zunächst einer Siebkreisanordnung Sk zugeführt, deren Durchlaßbereich auf
den Frequenzbereich des zu empfangenden Schwingungsbandes eingestellt werden kann.
Nach zweimaliger Verstärkung durch die Hochfrequenzverstärkerstufen R, und R$ wird
die Schwingung d-emoduliert durch eine der in den Abb. 6 bis 8 schematisch dargestellten
Anordnungen.
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Nach Abb. 6 durchläuft die frequenzmodulierte Schwingung eine Kette.
von frequenzabhängigen Relais, deren Anzahl den Bildpunkten einer Zeile entspricht.
In der Abb. 6 sind der Einfachheit halber nur vier Relais gezeichnet. Die Relais
sind auf die dem betreffenden Bildpunkt zugehörige Frequenz der Schwingung abgestimmt
und schließen beim Eintreffen derselben den .ihnen zugeordneten Kontakt. Die Kontakte
greifen an einem von der Batterie E gespeisten Spannungsteiler einen der betreffenden
Frequenz entsprechenden. Spannungswert ab und führen ihn dem Gitter der Röhre R9
zu, die daher den Spannungsschwankungen entsprechend einen mehr oder weniger großen
Teil des durch die Röhre .rk, (Abb. 7) fließenden Stromes absaugt, so daß dem Kondensator
c1 und den ihm parallelen Zeilenablenkplatten capi ein entsprechend geringerer Ladestrom
zufließt. Entsprechend den Kippeinrichtungen im Sender arbeiten auch die Kippeinrichtungen
des Empfängers, gesteuert-,durch die sende-, seiti.ge Zeilenkippanordnung. Die Bildschaltung
erfolgt also durch Entladung des Kondensators c2 über die Glimmstrecke gl, nach
Erreichen der Zündspannung. In der Anordnung dienen wieder die Röhren Ski und rk2,
die im Sättigungsgebiet arbeiten,- zur Konstanthaltung des Ladestroms der Kippschaltungen.
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Eine - weitere - erfindungsgemäße Demodulationsanordnung ist schematisch
in Abb. 8 wiedergegeben. - -Sie stellt im wesentlichen eine verbesserte Ausgestaltung
der Empfangsanordnung nach .den Abb. 5 bis 7 dar, insofern als hierbei Überlagerungsempfang
Anwendung findet. In' der Anordnung nach. Alyb. 6 mußten - Relais Verwendung -finden.
-welche auf Hochfrequenzschwingungen ansprechen. Durch die Demodulierung der Hochfrequenzschwingung
wird die Verwendung von auf Niederfrequenz ansprechenden Relais ermöglicht. In Abb.
8 bedeutet A die Empfangsantenne, von der der Hochfre4uenzstrom über eine Siebkette
SK, der Verstärkerröhre R7 zugeführt wird. R11 ist eine Röhre, welche- die Überlagerungsfrequenz
erzeugt. Die gemischte Frequenz wird von der Röhre Rs zugeleitet, durch .diese verstärkt
und dann .durch die Röhre R9 demoduliert. Die erhaltene Niederfrequenz wird den
Anordnungen nach den Abb. 6 oder 7 zugeführt.