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Synchronisiereinrichtung für die Zeilensprungübertragung beim Fernsehen
Während bei den mit mechanischen Abtastorganen arbeitenden Fernsehsendern die Erzeugung
der Synchronisierimpwlse keine Schwierigkeiten bereitet, ist hierfür bei den rein
elektrisch abtastenden Anlagen, z. B. den Bildfängerröhren, noch keine voll befriedigende
Lösung gefunden worden, besonders wenn die Abtastung nach dem Zeilensprungverfahren
erfolgt. Ein häufig, benutztes Zeilensprungverfahren dieser Art arbeitet mit ungerader
Zeilenzahl bei zwei. Zeilenzügen je
Teilbild. Der Beginn bzw. das Ende der
beiden Zeilenzüge- ist jeweils um eine halbe Zeilenbreite versetzt. Um hierbei das
@erforderliche Verhältnis zwischen Zeilenfrequenz und Zeilenzugfrequenz zu bekommen,
ist es bekannt, von der doppelten Zeilenfrequenz auszugehen und diese mit Hilfe
eines Multivibrators durch zwei zu teilen, um die Reihe der Zeilenimpulse zu bekommen.
Die Zeilenzugimpulse erhält man dabei durch Division der Ausgangsfrequenz durch
.die gewünschte ungerade Zeilenzahl, z. B. 441. Diese Division läßt sich nicht mit
einem einzigen Multivibratorvornehmen, sondern erfordert mehrere hintereinandergeschaltete
Multivibratoren. Dia. alle diese Multivibratoren voneinander abhängen, ist dieses
Verfahren, abgesehen von dem erheblichen Aufwand, sehr verwickelt; es kann leicht
zu Betriebsstörungen führen-Für den praktischen Betrieb des Zeil@ensprungverfahrens
ist es nun erforderlich, daß die synchron mit der Frequenz des Wechselstromnetzes
verlaufen. Man kann nämlich dann bei einer Filmabtastung in einfachster Weise Synchronmotoren
benutzen; die dabei unvermeidlichen Netzschwankungen machen sich in diesem Falle
im Eanpfangsbild nicht bemerkbar, während sie bei nicht netzsynchronisierten Bildern
als wandernde
Streifen für das Auge sichtbar werden. Bisher sind
hauptsächlich zwei Verfahren angewendet worden. um den Synchronismus mit dem Netz
herzustellen. Man erzeug entweder die Ausgangsfrequenz (doppelte Zeilenfrequenz)
durch elektrische Multiplikation der Netzfrequenz mit der Zeilenzahl; dann werden
die erforderlichen Impulsfrequenzen wieder durch Teilung gewonnen. Dieses Verfahren
ist außerordentlich umständlich. Oder man läßt den Ausgangsgenerator von doppelter
Zeilenfrequenz zunächst frei schwingen und vergleicht die Phase der Bildwechsel-
bzw. Zeilenzugimpulse, z. B. von 5o Hz, mit der Phase der Netzfrequenz. :Ändern
sich die Phasen gegeneinander, so wird die Frequenz des Ausgangsgenerators in berichtigendem
Sinne beeinflußt. Dieses Verfahren :erfordert eine recht genaue Einstellung.
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Ferner ist es bekannt, für das Zeilensprungverfahren die Impulsfolgen
derart herzustellen, daß Impulse von Zeilenfrequenz und Impulse von Zeilenzug frequenz
überlagert werden, iun auf diese Weise den gewünschten Einsatz des Zeilenzugimpulses
zusammen mit dem betreffenden Zeilenimpuls zu erhalten. Die Verschiebung des Zeilenzugimpulses
derart, daß ein Zeilensprungverfahren damit durchgeführt werden kann, ist jedoch
mit diesem Verfahren für eine gerade Zeilenzahl auf einfache W eise nicht möglich.
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Die bekannten Verfahren sind also verhältnismäßig umständlich im Aufbau
der Anordnungen; außerdem ist es nicht möglich, bei einem Gerät die Zeilenzahl ohne
w=eiteres zu wechseln. Jede Änderung der Zeilenzahl erfordert den Bau eines neuen
Gerätes mit anderen Frequenzteilern.
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Von a11 diesen Nachteilen ist die Anordnung gemäß vorliegender Erfindung
frei. Sie stellt in einfachster Weise den Synchronismus mit dem Netz her, benötigt
einen Bruchteil des Aufwandes der bisher bekannten eIektrischen Impulsgeber, ist
infolge ihrer einfachen Mrirkungsweise sehr betriebssicher und gestattet ohne weiteres
den Übergang zu verschiedenen Zeilenzahlen.
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Erfindungsgemäß werden dem Generator zur Erzeugung der Zeilenzu;gimpulse
außer der Netzfrequenz Zusatzimpulse von Zeilenfrequenz zugeführt, die bei aufeinanderfolgenden
Zeilenzugimpulsen abwechselnd gegeneinander pliasenverschob_en sind, z. B. am Ende
und in der Mitte jeder Zeile einsetzen und die den Generator nur beim Überschreiten
eines bestimmten Amplitudenwertes zum Ansprechen bringen.
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Die Erfindtmg wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, bei dem eine Zeilensprungzerlegung in zwei Zeilenzügen mit einer
Zeilenzugfrequenz von 5o Hz und somit einer Bildwechselfrequenz von 25 Hz
gewählt
ist.
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Von einem mit der Zeilenfrequenz frei schwingenden Sinusgenerator
i wird ein Multit-ihrator 2 gesteuert, der die Sinusschwingungin die gewünschte
Zeilenimpulsform verwandelt. Von der Klemme 3 «-erden die Zeilenimpulse abgenommen.
Von dein Aus-gang 4 des Generators i wird die Sinusschwingung gemäß Fig.2a
einem Doppelw-e;-gleichrichter 5 zugeführt. Infolge der Gleichrichtung in den beiden
Zweipolstrecken -#vüi-de die Sinusschwingung in einem Widerstand 6 einen Spannungsverlauf
gemäß Fi-.2i) ])eivorrufen.
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Nun ist aber mit den Röhren_ 5 noch ein Multivibrato= c9 verbunden-,
der' mit halber Netzfrequenz (25 Hz) schwingt und vorn Netz synchronisiert wird.
Dieser erzeugt am Widerstand io Spannungsschwankungen gemäß Fig. 3a und am Widerstand
i i Schwankungen gemäß Fig.3b. Diese Impulsreihen in Fi-.3 sind in einem anderen
Maßstab dargestellt als die Impulsreihen entsprechend Fig. 2; es entspricht nämlich
z. B. den Impulsen der Reihe nach Fig.3a oder Fig.31, die Dauer von mehreren hundert
Impulsen znemäß @11-. 2 c oder zig. 2 d.
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Infolge dieser Schwankungen nach Fi-.3 wird jeweils abwechselnd während
';';o Sekunde eine der Zweipolröhren gesperrt und die andere freigegeben, so daß
an dem Widerstand 6 nicht eine Spannung gemäß Fig. 21-) entsteht, sondern abwechselnd
jeweils in '/.",Sekunde einmal -eine Impulsreibe gemäß Fig.2c, in der nächsten 150
Sekunde eine Reihe gemäß Fig.2d. Diese Impulsreihen wirken auch auf den Zeilenzugmultivibrator
; abwechselnd ein. Dieser wird ebenfalls vom Netz 8 direkt gesteuert. Unter der
Einwirkung der iiberlagerten Impulsreihen 2c bzw. 2,' kippt der Multivibrato= 7
immer dann, wenn die am Widerstand 6 abgenommenen Zusatzimpulse nach Fig. 2 c oder
2 d eine bestimmte Größe erreicht haben. Seine Schwingungen können aber immer nur
gleichzeitig mit dem jeweils eintreffenden Zeilenimpuls gemäß Fig.2c oder 2d einsetzen,
also nur am Ende oder in der Mitte der jeweils abgetasteten Zeile.
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Durch Verstellung des Potentiometers 1; kann das Verhältnis der Spannungsamplituden
von Fig. 2 c und 2 d verändert «-erden. Man kann damit zusätzlich eine kleine zeitliche
Verschiebung des Kippeinsatzes des Zeilenzugkippgerätes erreichen und so die genaue
Lage der beiden Zeilenzüge gegeneinander einstellen.
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Die Beeinflussung des Zeilenzugmultivibrators 7 durch Impulse, die
in i/.,c, Sekunde abwechselnd synchron mit den Zeilenimpulsen
bzw.
um i8o° dagegen phasenverschoben gegeben werden, kann in mannigfach anderer Weise
vorgenommen werden. Wesentlich ist dafür nur die Erzeugung einer doppelten Zeilenfrequenz
und die Anwendung eines mit halber Zeilenzugfrequenz schwingenden Generators, der
bewirkt, daß Zusatzimpulse zur Wirkung kommen, die für jede '/"()Sekunde abwechselnd
um eine halbe Zeilenzeit gebeneinander verschoben sind. -An Stelle des Sinusgenerators
i (Fig. i ) kann man auch .einen hipp- oder Impulsgenerator benutzen, an Stelle
des Impulsgenerators 9 (Fig. i) einen Sinusgenerator oder Kippgenerator. Auch ist
es nicht notwendig, daß der 25-Hz-Generator g (Fig. i ) einen symmetrischen Spannungsverlauf
wie in Fig. 3 liefert.
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Fig. q. zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der ZeilenimpulsgeneTator
i erzeugt in den Spulen 12 und 13 'zwei um iSo° phasenverschobene Sinuswellen,
die in den Dreipolröhren 5, 5' verstärkt werden, deren Gitter über die Widerstände
io und ii durch den Generator 9 im Rhythmus von 25 Hz abwechselnd gesperrt werden.
Entsprechend dem Spannungsabfall an dem gemeinsamen Widerstand 6 setzt der Zeilenzugmultivibrator
7 abwechselnd am Ende und in der Mitte der betreffenden Zeile oder um konstante
Zeitdifferenz dagegen verschoben mit seinem Kippvorgang ein. Diie Einstellung des
Zeilensprunges (Verschiebung der Einzelraster gegeneinander) ;geschieht in diesem
Falle durch die Kondensatoren 15 und 16, die eine Phasenverscbiebung der Sinus«>ellen
an den Gittern der Röhren 5 und 5' bewirken.
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Die abwechselnd phasenverschobenen Impulsgruppen lassen sich auch
dadurch erzeugen, daß ein Impulsgenerator mit zwei Gegentaktausgängen benutzt wird.
Die iun beispielsweise i8o° phasenverschobenen Impulsreihen werden zwei Röhren zugeführt,
von denen jeweils nur eine den Strom;dttrchgang gestattet. Die Gitter der Röhren
werden beispielsweise von den mit halber Zelenzugfrequenz schwingenden Generator
gesteuert.
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Dias Verfahren beschränkt sich nicht auf den Zweierzeilensprung (zwei
Raster). Es läßt sich sinngemäß auch auf den mehrfachen Zeilensprung übertragen.
Bei einem dreifachen Raster z. B. wird man dem Z.eilenziggimpuls Zusatzimpulse von
Zeilenfrequenz überlagern, die nacheinander je um i2o° phasenverschoben sind, so
daß auch der Zeilenzugwechsel nacheinander im ersten Drittel, im zweiten Drittel
und dann am En@die der Das Zeile Verfahren einsetzt.' ist nicht nur für Impulsgeber
bei Sendern brauchbar, es läßt sich auch bei Empfangseinrichtungen anwenden. Bei
der Einkanalübertragung von Fernsehbildern werden bekanntlich .die Bildhe lligkeitswerte,,
die Synchronisienmpulse für den Bildwechsel bzw. Zeilenzugwechsel und die Zeile@nsynchronisierimpulse
auf dem gleichen Träger übertragen. Bei der Zeilensprungübertragung ist es nun schwierig,
die Zeilenzugimpulse genügend unverzerrt.aus dem Gemisch heraus-.b weil sie einmal
am Ende und dann in der Mitte der Zeile .einsetzen. Das Rasiter wird hierdurch paarig,
oder der zweite Zeilenzug tritt überhawpt nicht in Erscheinung. Man verwendet daher
ein Vorsignal, um die sog. Vorgeschichte der beiden Zelenzugimpulse gleichmäßig
zu gestalten. Infolge des Vorsignals geht aber ein Teil des Bildes verloren.
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Dieser Nachteil -wird durch Anwendung der vorliegenden Erfindung auf
Empfänger vermieden.
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In diesem Falle tritt an Stelle des Generators i (Fig. i) die Einrichtung,
mit der die Zeilenimpulse ausgesiebt werden. Diese werden nach der beschriebenen
Umformung den ausgesiebten Zeilenzl bgimpulsen überlagert. Der 25-Hz-Multivibrator
9 wird dann ebenfalls von den ausgesiebten Zeilenzughnpulsien synchronisiert.
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Die Erfindung läßt sich auch anwenden, wenn die Netzfrequenz 6o Hz
beträgt und entsprechend mit 6o Bildwechseln je Sekunde gearbeitet wird.
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U m eine Einstellung der Lage der Zeilenzüge vorzunehmen, kann die
Phase der Zusatzimpulse, also der Impulse c und d nach Fig. 2, durch Kapazitäts-,
Selbstinduktions oder Widerstandsänderung bestimmt werden. Auch können die Zusatzimpulse
in der Form, z. B. durch einen Multivibrator, verändert werden, -bevor sie zu dem
Bildwechselkippgerät gelangen. Die Synchronisierung kann aus dem Wechselstromnetz
über einen oder mehrere Resonanzkreise erfolgen, die gegebenenfalls durch Rückkopplung
in Röhren entdämpft sind, so daß die Impulse von Oberwellen frei sind. Zur Änderung
der Zeilenzahl der Sendung braucht lediglich die Frequenz des Zeilenimpulsgenerators
geändert zu werden. Dies ist der besondere Vorteil der Erfindung, weil man ohne
Änderung des Aufbaues der Schaltung zu verschiedenen Zeilenzahlen übergehen kann.