DE755830C - Schaltungsanordnung fuer Fernseh-Empfaenger zur Trennung von Impulsen verschiedenen Energieinhaltes - Google Patents

Description

Bei Fernsehübertragungen werden im allgemeinen rechteckförmige Zeilensynchronisierungsimpulse am Ende jeder abgetasteten Zeile und¹ neichteckförmigie Zeilerizugweehsel·- bzw. Bildwechselsynchronisierungsimpulse bei jedem Zeilenzugwechsel bzw. Bildwechsel mit übertragen. Diese Impulse werden verwendet, um die Abtastung am Empfänger mit der Abtastung am Sender zu synchronisieren. Im allgemeinen werden diese Impulse auf der Schwärzer-als-schwarz-Seite der Trägerwellenmodulation übertragen. Die Bildwechselimpulse haben dabei eine wesentlich längere Dauer als die Zeilensynchronisierungsimpulse. Jeder Bildwechseliimpuls; erstreckt sich im allgemeinen über die Dauer einiger Zeilenperioden. Manchmal haben die Bildwechselimpulse eine größere Amplitude als die Zeilensynchronisierungsimpulse. Es ist jedoch durch einfache Mittel nicht immer möglich, den Unterschied in der Amplitude bei den empfangenen Zeilenimpulsen und bei den Bildwechselimpulsen so groß zu machen, daß man

die beiden Impulsarten durch Amplitudenselektion trennen kann. Überdies hat es auch noch praktische Vorteile, die Zeilensynchronisierungssignale und die Bildwechselsignale mit der gleichen Amplitude zu übertragen, so daß sie sich nur in der Impulsdauer unterscheiden. Die modernen Kathodenstrahlröhren-Fernseh-Empfänger arbeiten gewöhnlich mit einem Sender zusammen, der Bildwechselimpulse von ίο wesentlich längerer Dauer als die Zeilensynchronisierungsimpulse überträgt, und zwar auf einem gemeinsamen Kanal. Um die beiden Synchronisierungsimpulsarten voneinander zu trennen, bedient man sich gewöhnlich frequenzselektiver Netzwerke, die aus Resonanzkreisen aufgebaut sind. Im allgemeinen sind jedoch solche Frequenzfilter nicht zuverlässig genug und auch nicht genügend wirksam. Ferner sind sie auch im Aufbau nicht so einfach, wie es wünschenswert wäre.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun verbesserte und einfachere Einrichtungen für Fernseh-Empfänger, um die Bildwechselbzw. Zeilenzugwechselsynchronisierungsimpulse von den Zeilenwechselsynchronisierungsimpulsen zu trennen, und zwar für ein Übertragungssystem, bei dem die beiden Arten von Synchronisierungsimpulsen verschiedene Dauer und bzw. oder verschiedene Amplitude haben. Wie aus der folgenden Beschreibung noch genauer hervorgeht, werden bei den Anordnungen gemäß der Erfindung keine abgestimmten Kreise oder andere derartige Frequenzselektionsmittel verwendet. Trotzdem wird aber mit einer Einrichtung gemäß der ■ Erfindung eine gute und zuverlässige Trennwirkung erzielt.

Der Hauptgesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der folgende: Die Zeilensynchronisierungsimpulse und die Bildwechselsynchronisierungsimpulse, die in dem gleichen Kanal übertragen werden, unterscheiden sich wenigstens darin, daß sie verschiedene Dauer und bzw. oder verschiedene Amplitude haben. Gemaß der Erfindung werden nun diese verschiedenen Impulse mit Einrichtungen und Kreisen voneinander getrennt, die eine Eingangsspannung-Auisgangssitrom - Arbeitskennlinie haben, die in verschiedenen Gebieten wesentlich verschiedene Neigung hat. Wenn die empfangenen Zeilenimpulse und Bildwechselimpulse gleiche Amplitude, aber verschiedene Dauer haben, werden sie zunächst einem Netzwerk mit einer bestimmten Zeitkonstanten zugeführt, um Signale mit verschiedenen Amplituden daraus abzuleiten, die dann der Amplitudentrenneinrichtung zugeführt werden. Wenn die empfangenen Impulse dagegen verschiedene Amplitude haben, werden sie direkt der Trenneinrichtung zugeführt. Die Trenneinrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise derart eingerichtet, daß die Impulse mit verschiedenen Amplituden in Impulse verschiedener Polarität verwandelt werden.

An Hand der Zeichnung s"oll nun die Erfindung genauer beschrieben werden.

In Abb. ι ist das Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben, und zwar soll angenommen werden, daß es sich um ein Übertragungssystem handelt, bei dem die Zeilensynchronisierungsimpulse und die Bildwechselsynchronisierungsimpulse mit der gleichen Amplitude empfangen werden, aber verschiedene Dauer haben. Die gemischten Synchronisierungssignale werden durch den Kondensator 1 einem Kreis mit einer bestimmten Zeitkonstanten zugeführt. Dieser bestehe etwa aus der Parallelschaltung des Widerstandes 2 und des Kondensators 3. Dieser Kreis liegt in der Kathodenzuleitung einer Schirmgitterröhre 4. Die Anode 5 dieser Röhre ist über einen Widerstand 6 mit einem Abgriff 7 an der Anodenspannungsquelle, z. B. der Batterie 8, verbunden. Das Schirmgitter 9 ist über einen Widerstand 10 mit dem Punkt 11, der positiv gegenüber dem Punkt 7 ist, verbunden. Das Steuergitter 12 und die Kathode 13 sind miteinander verbunden. Die an den verschiedenen Elektroden der Röhre 4 go liegenden Arbeitspotentiale sind so gewählt, daß die Anodenstrom-(Ordinate-) Anodenspannungs-(Abszisse-)Kennlinie von der in Abb. 2 dargestellten Form ist. Diese Kennlinie enthält, wie für Schirmgitterröhren allgemein bekannt, einen aufsteigenden Teil, daran anschließend eine Einsenkung und darauf folgend einen zweiten, steiler ansteigenden Teil. Daran anschließend verläuft die Kurve schließlich in bekannter Weise flach. Als Arbeitspunkt der Röhre 4 wird nun eine geeignete Stelle dieser Kennlinie gewählt, und zwar z. B. die höchste Stelle A des ersten Anstiegs.

Es sei nun angenommen, daß Synchronisierungssignale der gleichen Amplitude, aber verschiedener Dauer dem Kreis 2, 3 zugeführt werden. Die Wirkung dieses Kreises mit einer bestimmten Zeitkonstante 2, 3 ist nun derart, daß die Impulse gleicher Amplitude, aber verschiedener Dauer in Impulse verschiedener Amplituden umgewandelt werden. Die kurz dauernden Impulse (die Zeilensynchronisierungsimpulse) werden in Impulse kleiner Amplitude umgewandelt, wie es z. B. durch die mit L bezeichneten Impulse in Abb. 2 angedeutet ist. Die lang dauernden Impulse (BiIdwechselsynchronisierungsimpulse) werden in Impulse größerer x\mplitude verwandelt, wie es z. B. durch den mit F bezeichneten Impuls in Abb. 2 angedeutet ist. Die Impulse kleiner Amplitude L veranlassen eine Verminderung des Anodenstroms int der Röhre 4, wie aus der

Abb. 2 zu erkennen ist. Die Impulse mit der großen Amplitude F verursachen dagegen eine Zunahme des Anodenstroms, weil nämlich eine Verschiebung der Anodenspannung auf der Kennlinie bis etwa zum Punkt B₁ der in der Nähe des Maximums des zweiten ansteigenden Teils der Kennlinie liegt, stattfindet. Infolgedessen erscheinen in dem Anodenkreis der Röhre die Zeilensynchronisierungsimpulse und

ίο die Bildwechselsynchronisierungsimpulse mit verschiedener Polarität. Diese Impulse, die an dem Kondensator 14 aus dem Anodenkreis abgenommen werden, können daher leicht voneinander getrennt werden, z. B. durch geeignete Gleichrichter, die in der Abbildung nicht dargestellt sind. Die aus dem Anodenkreis entnommenen Impulse können entweder direkt einem Gleichrichter zugeführt werden oder über eine Umkehrröhre. Der gleichgerichtete Teil wird auf diese Weise entweder nur aus den Zeilensynchronisierungsimpulsen bestehen oder nur aus den Bildwechselsynchronisierungsimpulsen.

Wenn es erwünscht ist, kann die oben beschriebene Anordnung in der Weise abgeändert werden, daß eine Art von Impulsen von der Anode über den Kondensator 14 und die andere Art von Impulsen von dem Schirmgitter 9 z. B. über den Kondensator 15 mittels geeigneter Gleichrichter abgenommen werden. Vorzugsweise werden nun die Schirmgitterröhre und die zugehörige Schaltungsanordnung so gewählt, daß die Kennlinie infolge geeigneter Sekundäremissionsverhältnisse die in Abb. 3 dargestellte Form hat, daß also die Einsenkung bei der Kennlinie unterhalb der Abszisse liegt, und zwar um einen Betrag, der ungefähr ebenso groß ist wie der Betrag, um den sich die Kennlinie beim ersten Anstieg über die Abszisse erhebt. Durch diese Wahl der Kennlinie wird die Empfindlichkeit verbessert. Wenn eine Röhrenanordnung mit der in Abb. 3. dargestellten Kennlinie verwendet wird, könnte nämlich in dem Teil D₁ B₁ F der Kurve gearbeitet werden, der zwischen dem Ursprung D des Koordinatensystems und dem ersten Schnittpunkt F der Kennlinie mit der Abszisse liegt. Die Zeilensynchronisierungsimpulse veranlassen eine Steuerung des Anodtenstroms längs dies Teils D₁ E und die Bildwechsel'synchronisierungsimpulse eine Steuerung längs des Teils B₁ F. Diese Art der Arbeitsweise ist jedoch wegen des geringen Anodenstromunterschiedes nicht günstig, vielmehr ist die Art, die an Hand von Abb. 2 beschrieben wurde, d. h. im Arbeitsbereich B, F, H₁ vorzuziehen.

Bei der in Abb. 4 dargestellten Abänderung werden die gemischten Signale von verschiedener Dauer über einen innerhalb des gestrichelten Rechtecks liegenden Kreis mit einer bestimmten Zeitkonstanten zu dem Schirmgitter 9 der Schirmgitterröhre 4 geleitet. Die Anodenstrom- (Ordinate-) Schirmgitterspannungs - (Abszisse-) Arbeitskennlinie dieser Röhre ist in Abb. 5 dargestellt. Die Kurve steigt zunächst an bis zu einem Maximum und fällt dann wieder ab. Der Arbeitspuinkt wirdl an der Stelle G auf dem. ansteigenden Teil der Kennlinie so gewählt, daß die Impulse kleimeir Amplitude L₁ die vom den;kurz dauernden Zeilensynchronisierungsimpulsen herrühren·, eine Verschiebung längs der Kennlinie bis in die Nähe des Maximums der Kurve veranlassen, während die Impulse mit größerer Amplitude F₁ die von den langer dauernden Bildwechselsynchronisierungsimpulsen herrühren, eine Verschiebung über den Punkt K hinaus bis zu einem Punkt / in der Nähe der Abszisse verursachen. Wie bei der oben beschriebenen Anordnung werden auch hier das Steuergitter 12 und die Kathode 13 miteinander verbunden. Der Kreis mit der Zeitkonstanten verkleinert die Amplitude der kurz dauernden Impulse ebenso wie in Abb. 1. Der Unterschied besteht nur darin, daß dieser Kreis dort nicht in die Signalzuleitung zu dem Schirmgitter eingeschaltet war.

Wenn die Zeilensynchronisierungsimpulse und die Bildwechselsynchronisierungsimpulse sich bereits in der Amplitude genügend stark unterscheiden, können die obenerwähnten Kreise mit der Zeitkonstanten weggelassen werden. Wesentlich ist aber die Tatsache, daß die bisher erwähnten Anordnungen Signale von verschiedenen Amplituden, aber von der gleichen Polarität in Signale umwandeln, die entgegengesetzte Polarität haben. Auf diese Weise wird die Trennung der beiden Signalarten besonders einfach.

Bei der in Abb. 6 dargestellten Anordnung werden die gemischten Impulse mit positiver Polarität durch den Kondensator 1 und das regelbare Potentiometer 18 zwischen dem Steuergitter 16 und der Kathode 17 einer Dreipolröhre 19 zugeführt. Der Anoden-Kathoden-Strecke dieser Röhre ist ein Kondensator 21 parallel geschaltet. Die Anode 20 der Dreipolröhre erhält vom Abgriff 22 am Potentiometerwiderstand 23 über einen Kreis, der einen Widerstand 6' und die damit in Reihe liegende Anoden-Kathoden-Strecke 5', 13' einer Schiirmgitteriröhre 4' enthält, deren Steuergitter 12' mit der Kathode 13' verbunden ist, ein positives Potential. Der Widerstand 23 ist einer nicht gezeichneten Spannungsquelle parallel geschaltet. Dem Schirmgitter 9' wird vom Abgriff 24 über einen Widerstand 10' ein positives Potential zugeführt, das größer ist als das Potential der Anode 5'. Wenn keine Signale auftreten, lädt sich der Kondensator 21 bis zu einer bestimmten Spannung auf, die u. a.

von dem Verhältnis der Gleichstromwiderstände der beiden in Reihe geschalteten Röhren 19 und 4' abhängt. Jeder folgende Maximumswert eines Impulses vermindert für einen Augenblick den Widerstand der Dreipolröhre 19, wodurch sich der Kondensator 21 über diese Röhre ein wenig entlädt. Ein Impuls längerer Dauer wird eine größere Entladung veranlassen als ein Impuls kurzer Dauer. Zwischen zwei Impulsen lädt sich der Kondensator 21 über die Schirmgitterröhre auf. Die Kreisparameter sind so gewählt, daß das Laden des Kondensators ziemlich rasch vor sich geht. Auf diese Weise ändert sich also die Spannung an der Anode 20 in der in Abb. 7 dargestellten Weise. Die kleinen engen Einschnitte L' werden von den kurz dauernden Zeilensynchronisierungsimpulsen und die tiefen breiten Einschnitte F' von den lang dauernden Bildwechselsynchronisierungsimpulsen hervorgerufen. Die Anodenspannung an der Schirmgitterröhre 4' wird sich in der entgegengesetzten Weise ändern, d. h. für jeden Zeilensynchronisierungsimpuls wird die Spannung verhältnismäßig kurzzeitig um einen geringen Betrag anwachsen, während sie für einen länger dauernden Bildwechselsynchronisierungsimpuls viel stärker und langer dauernd anwächst. Die Arbeitspotentiale der Schirmgitterröhre sind so eingestellt, daß diese Röhre eine Anodenstrom-(Ordinate-)Anodenspannungs-(Abszisse-) Kennlinie aufweist, wie sie in Abb. 8 dargestellt ist. Diese Kennlinie hat also einen- ansteigenden! Teil M, N₁ auf den eine verhältnismäßig schmale und flache Einsenkung N₁ Q folgt. Daran schließt sich ein verhältnismäßig steil ansteigendier Teil Q₁P an, der schließlich flach ausläuft. Deir Arbeitspunkt wird etwa an der Stelle O gewählt, so daß bei einer geringen Zunahme der Anodenspannung, wie sie durch die Zeilensynchronisierungsimpulse hervorgerufen wird, nur eine geringe oder gar keine Änderung des Anodenstroms stattfindet. Durch die Zeilensynchronisierungsimpulse wird nämlich nur eine Spannungsänderung innerhalb des flachen Teils N₁ Q veranlaßt. Das starke Anwachsen der Anodenspannung, das von den Bildwechselsynchronisierungsimpulsen erzeugt wird, verlagert die Röhre dagegen bis oder in die Nähe der Stelle P der Kennlinie, so daß sich der Anodenstrom sehr stark ändert. Die von der Anode abgenommenen Impulse haben eine negative Polarität. Wenn dagegen positive Impulse erforderlich sind, können diese über den Kondensator 15' von dem Schirmgitter 9' erhalten werden.

Die Schirmgitterröhre in der zuletzt beschriebenen Ausführung kann durch eine andere geeignete Ladeeinrichtung ersetzt werden, die einen ähnlichen Kennlinienteil, einen Spannungs- (Abszisse-) Ausgangsstrom-(Ordinate-)Kennlinienteil, besitzt, wie der in Abb. 8 dargestellte Verlauf N₁Q₁ P₁ also einen verhältnismäßig flach verlaufenden Teil, auf den ein verhältnismäßig steil ansteigender Teil folgt, der vorzugsweise verhältnismäßig scharf zu einem flach auslaufenden Teil umbiegt.

Die Schirmgitterröhre kann auch durch eine Neonlampe oder eine andere elektrische Entladungslampe 25 ersetzt werden, wie in Abb. 9 dargestellt ist. In diesem Fall muß die Dreipolröhre 19 praktisch bis zum unteren Knickpunkt vorgespannt werden. Die Anordnung muß ferner so sein, daß beim Einschalten des Anodenpotentials die Lampe zündet und aufleuchtet und den Kondensator bis zu einem Wert lädt, bei dem die Lampe erlischt. Die Signale werden so zugeführt wie bei der in Abb. 6 dargestellten Anordnung. Jedes Impulsmaximum entlädt den Kondensator 21 ein wenig, so daß die Spannung an der Lampe zunimmt. Die Parameter des Kreises sind so gewählt, daß die stärkste Entladung, die dann eintritt, wenn ein Bildwechselsynchronisierungsimpuls ankommt, das Potential an der Lampe 25 so stark vergrößert, daß die Zündspannung erreicht wird, so daß die Lampe brennt und der Kondensator 21 sich wieder lädt. Dann wiederholt sich der Zyklus. Die g₀ Bildwechselsynchronisierungimpulse können daher an dem Kondensator 14" von dem Pol der Lampe 25, der von der Dreipolröhre 19 weiter entfernt liegt, abgenommen werden.

In einer weiteren Abänderung, die in Abb. 10 dargestellt ist, ist die Dreipolröhre 19 der Abb. 6 ersetzt durch einen hohen Widerstand 26, dem ein Kondensator 21 parallel geschaltet ist. In diesem Fall werden die Signale durch den Kondensator 1 im negativen Sinn dem Widerstand 26 zugeführt. Sie müssen von beträchtlicher Stärke sein, d. h. sie müssen unter Umständen vorher verstärkt werden. Die Wirkungsweise ist fast die gleiche wie bei der in Abb. 6 dargestellten Anordnung, abgesehen davon, daß der Kondensator 21 direkt entladen wird durch die negativen Impulse und nicht, wie vorher, indirekt durch die positiven Impulse, die den Widerstand einer Röhre, die parallel zu dem Kondensator liegt, verändern (Röhre 19 in Abb. 6).

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung für Fernseh-Empfänger zur Trennung von Impulsen verschiedenen Energieinhalts, dadurch gekennzeichnet, daß eine Röhre mit derart gewählten Betriebsbedingungen verwendet wird, daß ihre Anodenstromkennlinie in Abhängigkeit von der Spannung derjenigen Elektrode, der die zu trennenden Impulse

   zugeführt werden, ein einziges Maximum (Abb. 5) bzw. ein relatives Maximum und Minimum (Abb. 2, 3, 8) besitzt und .daß entweder die eine Impulsart bis zum Maximum, die andere über das Maximum hinaus oder die eine Impulsart bis zum Minimum und die andere über das Minimum hinaus steuert.
2. 2. Schaltungsanordnung nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Arbeitspunkt so gewählt ist, daß die Impulse verschiedenen Energieinhalts Impulse verschiedener Polarität hervorrufen, diese durch Gleichrichtung getrennt werden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und bzw. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse gleicher Amplitude und verschiedener Dauer zunächst in Impulse verschiedener Amplitude umgewandelt werden.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schirmgitterröhre enthält mit einer Anodenstrom-(Ordinate-)Anodenspannungs-(Abszisse-) Arbeitskennlinie (Abb. 1 und 2), die einen ansteigenden Teil besitzt, auf den eine Einsenkung folgt, an die sich ein weiterer, steiler ansteigender Teil anschließt, und daß der Arbeitspunkt auf der dem Ursprung des Koordinatensystems näher liegenden Seite von der Einsenkung liegt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der durch geeignete Wahl der Spannungen bei der Kennlinie die Einsenkung ungefähr ebenso weit unter der Abszisse liegt, wie das erste Maximum über der Abszisse liegt (Abb. 3).
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreis mit einer Zeitkonstanten in der Kathodenzuleitung der Schirmgitterröhre vorgesehen ist (Abb. 1), der die kurz dauernden Impulse relativ zu den länger dauernden Impulsen dämpft.
7. 7.. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schirmgitterröhre enthält und eine Anodenstrom-(Ordinate-) Schirmgitterspannungs- (Abszisse-) Kennlinie hat (Abb. 5), die einen bis zu einem Maximum ansteigenden Teil besitzt und dann abfällt, und daß der Arbeitspunkt an dem ansteigenden Teil so gewählt wird, daß nur, wenn die Impulse mit der größeren Amplitude an das Schirmgitter der Röhre gelangen, der abfallende Teil der Kennlinie erreicht wird.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreis mit einer Zeitkonstanten in der Zuleitung zum Schirmgitter vorgesehen ist (Abb. 4), der die kürzer dauernden Impulse relativ zu den langer dauernden dämpft.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schirmgiitterröhre enthält und eine Anodens'trom- 6g (Ordinate-) Ancdenspannungs- (Abszisse-) Arbeitskennlinie hat (Abb. 6, 8 und 10), die in einem Teil verhältnismäßig flach verläuft, auf den ein steil ansteigender Teil folgt, und daß der Arbeitspunkt in dem flachen Teil so gewählt wird, daß ein kleiner Anstieg der Anodenspannung, wie er durch Impulse mit kleiner Amplitude hervorgerufen wird, eine geringe Anodenstromänderung bewirkt, während ein großer Anodenspannungsanstieg, wie er durch die Impulse größerer Amplitude hervorgerufen wird, eine wesentliche Änderung des Anodenstroms zur Folge hat.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Diode enthält und eine Anodenstrom-(Ordinate-) Anodenspannungs - (Abszisse-) Arbeitskennlinie hat (Abb. 8 und 9), die in einem Teil verhältnismäßig flach verläuft, auf den ein steil ansteigender Teil folgt, und daß der Arbeitspunkt in dem flachen Teil so gewählt wird, daß ein kleiner Anstieg der Anodenspanminig, wie er duirch Impulse mit kleiner Amplitude hervorgerufen wird, eine geringe Anodenstromänderung bewirkt, während ein großer Anodenspannungsanstieg, wie er durch die Impulse größerer Amplitude hervorgerufen wird, eine wesentliche Änderung des Anoden-Stroms zur Folge hat.

    Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

    Zeitschrift »Fernsehen« Berlin, 1931, S. 247, Abb. 5 und linke Spalte, 3. Absatz; S.251, rechte Spalte, Zeile 13 bis 16.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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