DE888563C - Schaltungsanordnung zur Wiedereinfuehrung der Gleichstromkomponente in elektrische Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in elektrische Signale für Fernsehsendeanordnungen. Hier wie im folgenden sollen unter der Bezeichnung Gleichstromkomponente auch immer dieWechselstromkomponenten sehr niedriger Frequenz verstanden sein.

Das Verfahren zur Erzeugung elektrischer Signale durch Speicherung von Ladungen, deren

'.0 Größe der Lichtintensität der Bildpunkte eines Fernsehbildes entspricht, auf einer Mosaikoberfläche, die durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird, hat bekanntlich verschiedene Nachteile. Im allgemeinen enthalten die dabei erhaltenen BiIdsignale nämlich nicht mehr die Gleichstromkomponente und die niedrigen Wechselstromkomponenten, welche die mittlere Bildhelligkeit darstellen, und außerdem entstehen bei der Abtastung zwischen den aufeinanderfolgenden Zeilen und zwischen den aufeinanderfolgenden Zeilenzügen Störsignale.

Es sind bereits Verfahren zur Beseitigung dieser Störsignale und auch zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bekannt, bei denen beispielsweise die Störsignale dadurch unterdrückt werden, daß man zusätzliche Impulse erzeugt und durch sie die Störsignalamplituden unter den Amplitudenpegel der gewünschten. Bildsignale derart herabdrückt, daß man sie durch AmplitudenbegrenKung abtrennen kann. Die Gleichstromkomponente wird dann mit Hilfe der Spitzenspannungswerte der

Bildsignale in der Schwarzrichtung wieder eingeführt, wobei weitere Zusatzsignale verwendet werden, um das Bildsignal während des Zeilen- und des Zeilenzugrücklaufs auszutasten. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die von. den Abtasteinrichtungjen gelieferten Bildsignale beträchtlich verstärkt werden müssen, bevor man das Verfahren anwenden kann, wobei dann die Störsignale leicht so große Amplituden gegenüber den gewünschten Bildsignalen haben können, daß eine Übersteuerung der folgenden Bildverstärkerröhren stattfindet.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Gleichstromkomponente eines Bildes; mittels einer ge-. trennten Photozelle aufzunehmen, welche auf das gleiche Szenenbild gerichtet ist wie die Abtasteinrichtung, und sie in geeigneter Stärke den Bildsignalen der Abtasteinrichtung beizumischen. Bei diesem Verfahren, kann man die Gleichstromkomponente in ihrem genauen Wert wiedereinführen, ohne ao auf das Vorhandensein völlig schwarzer Elemente in der übertragenen Szene angewiesen zu sein. Andererseits hat das Verfahren aber den Nachteil, daß man die Gleichstromkomponente an einer Stelle einführen muß, wo die Störsignale noch nicht beas seitigt sind, da ja die Unterdrückung der Störsignale, z. B. durch Amplitudenbegrenzung, erst möglich ist, wenn die maximale Amplitude des Bildinhalts auf einem festen Niveau liegt.

Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in die Bildsignale von Fernsehsendungen derart ausgebildet, daß das Signal mit fehlender Gleichstromkomponente dem Eingang eines gleichstromgekoppelten Verstärkers zugeführt wird und daß einem zweiten Eingang des Verstärkers eine Korrektionsspannung zugeführt wird, die aus dem im Signal mit verlorener Gleichstromkomponente schwankenden, einem festen. Intensitätsbezugswert des Bildes, insbesondere dem Schwarzwert, entsprechenden Signalwert abgeleitet ist, so daß im Ausgangskreis des Verstärkers das Signal mit wiedereingeführter Gleichstromkomponente auftritt. Es hat sich ergeben, daß bei speichernden Bildabtaströhren, bei denen ein optisches Bild auf einen, lichtelektrisch empfindlichen Mosaikschirm projiziert wird, die Signalstärke in den Zeilenpausen, wenn also· der Abtaststrahl unterdrückt ist, für einen gegebenen Strahlstrom eine feste Größe im Verhältnis zum Durchschnittsschwarzwert des Bildes annimmt. Diese Signalstärke, die man als ausgetastete Signalstärke bezeichnen kann, entspricht im allgemeinen der absoluten Amplitude eines sehr - hellen Weiß im Bildinhalt wie weiter unten an Hand der Abb. 11 näher erläutert werden soll. Diese Signalstärke läßt sich infolgedessen als Bezugspegel für den Schwarzwert benutzen, um bei einer Anordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente gemäß der Erfindung, bei der es sich um von einer speichernden Bildabtaströhre gelieferte Bildspannungen handelt, die nötige Korrektionsspannung zu erzeugen.

Dabei werden vorzugsweise die Mittel zur Erzeugung des Korrektionssignals nur in den Zeitabschnitten eingeschaltet, in denen diese eingestreuten Signale von fester Amplitudenbeziehung zum Schwarzwert auftreten. Wenn dabei zusätzliche Koorrektionssignale zur Bildabschattierung (Kompensation des Störsignals) erforderlich sind, wie dies bei speichernden Bildabtaströhren meist der Fall ist, so sind auch Mittel vorzusehen, durch welche diese Korrektionssignale vor der Einführung der Gleichstromkomponente in das Bildsignal eingefügt werden. Diese Absehattierungssignale haben, solange die weiteren Signale auftreten, also in den Zeilen- und Bildrücklaufzeiten, einen im wesentliehen konstanten Wert, der unabhängig vom übrigen Amplitudenverlauf des Schattierungssignalsi ist, so daß durch Einfügung des Schattierungskorrektionssignals in das Fernsehsignal die weiteren Signale in ihrer Amplitudenbeziehung im wesentlichen nicht beeinflußt werden. Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung genauer beschrieben werden. Bei den Abb. 1 bis 4 ist ein Fernsehsendesystem angenommen, bei welchem Störsignale zwischen aufeinanderfolgenden, 8g Zeilen und Zeilenzügen auftreten. Die Erfindung kann aber auch angewendet .werden, wenn solche Störsignale nicht vorhanden! sind.

Die Abb. 1 zeigt schematisch eine Anordnung, die einen Verstärker 10 mit Gleichstromkopplung enthält, 'der eine im wesentlichen konstante Frequenzcharakteristik von Null bis zu den höchsten in Fernsehbildern vorhandenen Modulationsfrequenzen (d. h. zum Beispiel 2,5 MHz für 400 Zeilen und 25 Bildern pro Sekunde) besitzen soll. Der Verstärker sei so aufgebaut, daß die Amplitudencharakteristik nach oben und untern hin begrenzt ist und vorzugsweise in schwarzer Richtung scharf abschneidet, wobei der Knickpunkt der Verstärkerkennlinie dem Schwarzwert entsprechen soll. Ein Beispiel einer solchen Kennlinie ist in Abb. 2 dargestellt, wo auf der Abszisse die Eingangsspannung, auf der Ordinate die Ausgangsspannung in- Volt aufgetragen ist. Die Ausgangsspannung Null Volt entspricht dem Bildschwarz und das Ende des geradlinigen Teils der Kennlinie dem Bild-weiß. Der absolute Wert der Ausgangsspannung kann gegenüber Erde irgendeine Größe besitzen, doch ist der Einfachheit halber angenommen, daß durch eine Vorspannungsquelle im Ausgang des Verstärkers der Schwarz darstellende Knick genau bei der Spannung Null liegt. Weiterhin ist angenommen, daß die Ausgangsspannung für den Weißwert bei — ι O Volt liegt. Der Verstärker soll dabei drei gleichartige Eingangspunkte besitzen, die sich beispielsweise dadurch herstellen lassen, daß die erste Vertärkerstufe drei Röhren besitzt, deren Anoden parallel geschaltet sind, wie dies an Hand der Abb. 9 in einem Beispiel weiter unten beschrieben wird, so daß die drei Steuergitter dieser Röhren die drei Eingangspunkte 11, 14, 15 darstellen. Die Verstärkung der Anordnung möge 3ofach sein, wobei wieder der Einfachheit halber die Annahme gemacht ist, daß für eine Ausgangsspannung von Null Volt die Summe der drei Eingangsspannungen ebenfalls Null Volt betrage. Da der Verstärker die

Spannungsrichtung des Signals umkehrt, besteht direkte Proportionalität in. negativem Sinn zwischen Eingang und Ausgang. Wenn Eingangspunkt 11 positive Fern seh sign ale erhält, d. h. daß einer positiven Spannungsänderung eine Zunahme der Bildhelligkeit entspricht und die Amplitude dieser Signale 0,3 Volt zwischen Schwarz- und Weißwert beträgt, so ist der entsprechende Verstärkerausgang z. B. —9 Volt.

In Abb. 4 sind typische Fernsehsignale, wie sie z. B. von einem speichernden Kathoden Strahlabtaster geliefert werden, dargestellt. Zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen und Zeilenzügen liegen unerwünschte· Signale von sehr großer Amplitude. Dabei ist mit α die Wechselstroinachse, mit b der Schwarzpegel und mit w» der Weißpegel beizeichnet. Die Signale, die zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen auftreten, sind mit 12, die Signale, die zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenzügen auftreten, mit 13 bezeichnet. Das zusammengesetzte Signal ist ein reines Wechselstromsignal und wird dem Verstärker 10 über Kondensator n^a in Abb. 1 zugeführt. Damit der Schwarzwert des Bildsignals im Ausgang die Spannung Null liefert, muß dem Verstärker eine zusätzliche Gleichstromkomponente, die durch den Abstand d zwischen der Wechselstromachse und dem Schwarzpegel b in Abb. 4 dargestellt ist, zugeführt werden. Wie dies geschieht, wird weiter unten ausgeführt.

Dem zweiten: Eingangspunkt 14 des Verstärkers 10 werden Sperrimpulse für die unerwünschten Signale 12 und 13 zugeführt, deren Form in Abb. 3 schematisch angegeben ist. Sie haben eine große negative Impulsamplitude und sollen immer zwischen den Zeilen bzw. Zeilenzügen auftreten. In Abb. 3 sind, zwei solche Zeilensperrimpulse und der Anfang eines Zeilenizugsperrimpulses dargestellt. Diese Sperrimpulse sind nicht maßstäblich angegeben, ihre Amplitude muß jedenfalls den mögliehen Spitzenwert der unerwünschten Signale weit überschreiten. Diese Impulse werden durch einen geeigneten Generator geliefert, der vom Abtastgenerator der Kathodenstrahlröhre in Tritt gehalten wird.

Dem dritten Eingangspunkt 15 des Verstärkers 10 wird eine ausi der mittleren Bildhelligkeit und der mittleren Ausgangsspannung des Verstärkers abgeleitete Gleichspannung zugeführt, deren Größe dem Abstandi d in Abb. 4 entsprechen soll. Man kann zu ihrer Erzeugung z. B. eine Fotozelle in der Nähe der Abtasteinrichtung derart anordnen, daß sie eine der Helligkeit der abgetasteten Szene proportionale Spannung liefert, wie dies an einem Ausführungsbeispiel am Hand der Abb. 5 weiter unten erläutert werden soll. Der Ausgang der Fotozelle wird, wenn nötig, gleichstromverstärkt und dem Punkt 16 zugeführt. Solange keine Beleuchtung vorhanden ist, sei die Spannung im Punkt 16 Null. Wächst jetzt die Bildhelligkeit, so möge sich die Spannung bei 16 derart in positiver Richtung ändern, daß sie für ein ganz weißes Bild in der Größenordnung von 10 Volt liege. Diese Spannung wird über einen einstellbaren Widerstand 17 dem dritten Verstärkereingangspunkt 15 zugeführt. Der Punkt 15, der über den Kondensator 18 wechselstrommäßig geerdet ist, erhält auch über den Widerstand 19 eine Spannung, die vom Ausgang 20 des Verstärkers 10 abgenommen wird und proportional seiner mittleren Ausgangsspannung ist. Die Zeitkonstante von Kondensator 18 und Widerstand 19 wird genügend lang gewählt, um eine Benachteiligung der niedrigen Frequenzen zu vermeiden, gleichzeitig aber genügend kurz, um eine rasche Helligkeitssteuerung zu ermöglichen.

Es sei angenommen, daß ein dunkles Bild abgetastet wird. Dann ist die Spannung im Punkt 16 Null und ebenso die Spannung am Punkt 11 während des Zeilenhinlaufs bzw. des Zeilenzughinlaufs, ausgenommen dann, wenn eine Spannungsverlagerung infolge unerwünschter Signale auftritt, die nicht symmetrisch zur Wechselstromachse liegen. Zwischen den einzelnen Zeilen und Zeilenzügen entstehen starke unerwünschte Signale. Man führt nun die Sperrimpulse gleichzeitig mit diesen unerwünschten Signalen ein, so· daß diese unter den Sperrpunkt der Verstärkerkennlinie gedrückt werden. Dann sind am Verstärkerausgang zwischen den Zeilen und Zeilenzügen nur die dem Schwarzwert entsprechenden Spannungen vorhanden. Wenn also bei dem angenommenen dunklen Bild während der Bildperioden die Bildsignale Null sind und somit auch die Ausgangsspannung am Punkt 20 Null ist, erhält der Kondensator 18 keine Ladung. Wenn aber trotz dunklen Bildes die Bildsignale nicht ganz Null, sondern z. B. positiv sind, so entsteht am Punkt 20 eine negative Spannung, welche den Kondensator 18 negativ auflädt, so daß am Punkt 15 eine negative Eingangsspannung entsteht, welche den positiven Bildsignalen, im Eingang 11 entgegenwirkt und die Spannung bei 20 beinahe auf Null zurückführt.

Jetzt sei angenommen, daß eine beleuchtete Szene abgetastet wird. Dann entstehen Signale gemäß der Kurve in Abb. 4, wobei die zusätzliche Fotozelle an den Punkt 16 eine positive Spannung liefert, die proportional der Fläche zwischen der Kurve und der den Schwarzwert darstellenden Geraden b ist. Unwirksam bleiben die Teile der Kurve, die die unerwünschten Signale 12 und 13 darstellen, da sie ja keinen Teil des abgetasteten Bilden ausmachen und daher, wie oben beschrieben, durch Austastimpulse unterdrückt werden. Wenn nun die Signale im Verstärkerausgang mit dem Bildschwarzwert bei Null und dem Weißwert bei einem negativen Spannungswert erscheinen, stellt die Fläche unterhalb der Kurve, d. h. die mittlere negative Spannung des Verstärkerausgangs die mittlere Bildhelligkeit dar und ist gleich oder proportional dem positiven Wert der Steuerspannung im Punkt 16. Dann entsteht ebenfalls keine Ladung auf dem Kondensator 18, wenn man dafür sorgt, daß die Widerstände 17 und 19 gleich sind bzw. ein geeignetes Größenverhältnis haben. Wenn aber der Schwarzwert des Ausgangssignals im Punkt 20 nicht durch den Nullwert dargestellt wird, dann ist der Durchschnittswert dieses Signals, wie es am Punkt 15

auftritt, nicht gleich und entgegengesetzt gerichtet •der vom Punk i6 gelieferten. Steuerspannung, so daß der Kondensator i8 aufgeladen wird und seine Ladung im Punkt 15 als Vorspannung zur Erzeugung der richtigen mittleren Signalstärke im "Verstärkerausgang 20 dient. Da der Verstärker einen großen Verstärkungsgrad hat, ist bereits eine kleine Änderung der Vorspannung im Eingang ausreichend, um einen großen Fehler des Ausgangssignals auszugleichen, so daß der mittlere negative Wert des Ausgangssignals der positiven Steuerspannung im Punkt 16 folgt.

Um die Anordnung auf eine veränderliche Empfindlichkeit der Steuerfotozellenschaltung und auf eine veränderliche Empfindlichkeit der Abtasteinrichtung und des Verstärkerteils, der vor dem - Punkt 16 liegt, einstellen zu können, macht man den Widerstand! 17 veränderlich. Die Einregulierung der genauen Spannungen erfolgt· dann derart, daß man das Bild auf die Abtasteinrichtung und die Fotozelle projiziert und den Widerstand 17 solange verstellt, bis die dem Schwarzwert entsprechenden Signale am Punkt 20 gerade den Spannungs-wert Null liefern. Durch diese Einregulierung ist es möglieh, eine kleine positive Ladung auf dem Kondensator 18 für die erforderliche Eingangsvorspannung zu erhalten. Wenn die Anordnung einmal eingestellt ist, bleibt durch die Spannungsrückführung bei Änderung der mittleren! Bildhelligkeit automatisch das Gleichgewicht zwischen mittlerer Ausgangsspannungund der Steuerspannung der Fotozelle aufrechterhalten, indem die Differenz der beiden Spannungen dem Eingang des Verstärkers zugeführt wird.

Die Zahlen über Verstärkung und Spannungen sowie ihre absolute Lage sind nur beispielsweise angeführt, und die Anordnung arbeitet auch, wenn man diese Werte innerhalb eines weiten Bereichs verändert.

Die Beschreibung ging von einem Verstärker aus, bei welchem der Kennlinienknick und der Schwarzpegel zusammenfallen. Es kann vorteilhaft sein, zwischen beiden einen geringen Unterschied bestehen zu lassen. Beispielsweise kann die Sperrung des Verstärkers bei +0,2 Volt einsetzen, so daß die schwarzen·Signale infolge der unvermeid¹-lichen Krümmung in der Nähe des Kenmlinienknicks nicht abgeschnitten oder geschwächt werden·. Abb. 5 zeigt eine Anordnung zur Erzeugung der bei Punkt 16 eingeführten Gleichstromsteuerspannung mittels einer Fotozelle, die ihr Licht von der zu sendenden Szene erhält und deren Aufgabe bereits oben beschrieben ist. Die Kathode der Foto^ zelle 50 ist unmittelbar mit dem Gitter einer Röhre 51 und über einen Widerstand 52 von etwa 2 Megohm mit einem Abgriffpunkt des veränderlichen Kathodenwiderstandes 53 der Röhre 51 von etwa -- 60000 Ohm verbunden, Die Anoden der Röhre 51 und der Fotozelle 50 sind mit dem positiven Pol einer nicht gezeichneten, Spannungsquelle von etwa Volt verbunden. Die Kathode der Röhre 51 ist über ein Potentiometer 54 und einen empfindlichen Strommesser 55 geerdet. Man stellt nun die Kathodenbelastung der Röhre 51 oder den Abgriff der Fotozellenbelastung so ein, daß bei unbelichteter Fotozelle der Strommesser 55 keinen Ausschlag gibt, d. h. daß am Potentiometer 54 keine Spannung liegt. Die Steuerspannung für den Punkt 16 kann man dann von einem Abgriff auf dem Potentiometer 54 abnehmen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Steuerspannung für die mittlere Bildhelligkeit aus den Bildsignalen mittels eines Gleichrichters abgeleitet wird, soll nun unter Bezugnahme auf die Abb. 6 bis 8 beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichartige Teile in den vorhergehenden Abbildungen hinweisen.

Die Kennlinie des; Verstärkers 10 habe in diesem Fall keinen scharfen Knick im Schwarzwert, sondern erstrecke sich noch jenseits des Schwarzwertes ein Stück ins positive Gebiet, wie in Abb. 7 dargestellt. Mit dem Verstärker 10 ist ein weiterer Verstärker 21 verbunden, der die Verstärkung 1 haben soll und dessen Kennlinie wie in Abb. 2 verläuft, mit einem Knick beim Wert Null oder bei der Spannung, die dem Schwarzwert entspricht bzw. ein wenig in positiver Richtung verschoben, wie oben beschrieben. Positive Bildsignale von der Form in Abb. 4 und negative Sperrsignale wie in Abb·. 3 werden wie vorher den Punkten 11 bzw. 14 zugeführt. Der dritte Eingangspunkt 15 erhält eine Spannung von einem Kondensator 22 und einem Widerstand 23, welche die Belastung einer Zweipolröhre 24 bilden. Die Anode der Zweipolröhre 24 ist in der Zeichnung über einen Schalter 25, der symbolisch für irgendeine gesteuerte Schalteinrichtung steht, mit dem Ausgangspunkt 20 des Verstärkers 10 verbunden. Dieser Schalter wird durch Impulse von der gleichen Form wie die Sperrimpulse gesteuert, welche aber vorzugsweise etwas längere Dauer als die Sperrimpulse besitzen und jeweils etwas vorher beginnen und etwas später endigen als diese. Der Schalter 25 soll also immer dann geöffnet sein, wenn ein Sperrimpuls an den Verstärker gelangt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Störsignale und die Sperrsignale, die durch den Verstärker gehen, erzeugen positive Signale im Punkt 20, aber diese wirken nicht auf den Gleichrichter 24, weil während dieses Zeitraums der Schalter 25, wie oben beschrieben, geöffnet 'ist. Während der Bildsignale, wenn also Schalter 25 geschlossen ist, sinid die positiven Spannungsspitzen im Punkt! 2O< durch diejenigen Signale gegeben, welche den Schwarzstellen des Bildes entsprechen. Diese Spannungsspitzen -werden durch den Gleichrichter 24 gleichgerichtet und erzeugen eine solche negative Vorspannung am Verstärkereingang 15, daß die Amplitudenspitzen dieser Signale nahezu auf den Wert Null gelegt werden, wobei eine geringe Erhöhung der Signale über den Nullwert erhalten bleibt, damit eine kleine Vorspannung im Verstärker bestehenbleibt. Die Gleichrichterbelastung, d. h. der Kondensator 22 und der Widerstand 23, ist über eine negative Vorspannungsquelle geerdet, damit auch dann noch eine Gleich-

richtung stattfindet, wenn die Schwarzsignalspitzen etwas ins Negative laufen. Schaltet man eine einstellbare Vorspannung in, die Leitung zwischen dem Gleichrichterausgang und dem Verstärkereingang, so kann man den Pegel der Schwarzsignalspitzen genau einstellen. Die Signale des Verstärkers io sind dann auf die benötigte Schwarzamplitude begrenzt, oder auf einen Pegel; der gegenüber dem Schwarzwert des folgenden Verstärkers 21 etwas positiv ist. Die Zeitkonstante der Gleichrichterbelastung kann, von der Größenordnung ι Sekunde sein, wobei der Widerstand 23 etwa 5 Megohm und der Kondensator 0,2^F beträgt. Die Werte der Spannungen und der Verstärkerpegel sowie der Verstärkungsgrad sind nur beispielsweise gegeben und können innerhalb weiter Grenzen verändert werden.

Abb. 8 zeigt als Beispiel eine Schaltungsanordnung, die die Funktion des Schalters 25 in Abb. 6 übernehmen kann. Bei dieser Anordnung ist angenommen, daß der Ausgang des Verstärkers 10 in Abb. 6 niederohmig ist, indem beispielsweise die Ausgangsspannung an der Kathode einer Röhre abgegriffen wird. Der Punkt 20 ist über einen Gleichrichter 27 mit der Anode des Gleichrichters 24 verbunden. Der Gleichrichter 27 leitet im Normalzustand, da die Anoden der Gleichrichter 24 und 27 über einen Widerstand 28 von etwa 50000 Ohm mit einem positiven Potential von z. B. 100 Volt verbunden sind. Deshalb ist die Anode des Gleichrichters 27 etwas stärker positiv als seine Kathode, die ja, was den Gleichrichtereingang betrifft, mittels einer geeigneten Vorspannungsquelle 29 eine Vorspannung liefern kann. Mit den Anoden der Gleichrichter 24 und 27 ist die Anode eines dritten Gleichrichters 30 verbunden, dessen Kathode die negativen Sperrsignale im Punkt 31 zugeführt werden. Es sei angenommen, daß diese Signale negativ gegenüber dem Erdpotential sind, etwa wie in Abb. 3 dargestellt. Eine Vorspannungsbatterie 32 dient dazu, die Kathode des Gleichrichters 30 positiv zu halten, so daß dieser noch nicht leitet, wenn die Gleichrichteranoden durch die relativ kleinen positiven Bildsignale im Punkt 20 ins Positive gesteuert wenden. Durch diese im Punkt 31 zugeführten negativen Signale wird die Kathode des Gleichrichters 30 und seine Anode negativ. Dementsprechend wird der ganze Stromfluß, der durch den Widerstand 28 hindurchgeht, auf die Diode 30 abgeleitet, so daß die Anoden der Gleichrichter 24 und 27 ebenfalls negativ werden. Dies verhindert, daß die positiven Impulse im Punkt 20 durch den Gleichrichter 27 hindurchgehen und auch daß die negative Verschiebung der Anode des Gleichrichters 24 eine Gleichrichtung erzeugt. Während der negativen Sperrimpulse ist also der Gleichrichter effektiv vom Punkt 20 abgeschnitten. Während der Abwesenheit der Sperrimpulse leitet der Gleichrichter 30 nicht wegen der Wirkungsweise der Gleichrichter 27 und 24. Die Anordnung ersetzt infolgedessen den Schalter 25 in Abb. 6.

In Abb. 8 sind weiterhin. 3 Röhren 33, 34 und 35 sowie ein Verzögerungsnetzwerk 36 dargestellt, welches die Sperrimpulse für den Punkt 14 (Abb. 1 und 6) und die Schaltimpulse' für Punkt 37 aus^: den eigentlichen positiven, im Punkt 37 zugeführten Leitimpulsem erzeugen. Die letzteren Impulse werden einem Verzögerungsnetzwerk 36 zugeführt/ von dessen Anfang und Ende die Signale über die Kondensatoren 318 bzw. 39 zu den Eingangsgittern der Röhren 33 bzw. 34 gelangen. Die Anoden dieser Röhren erzeugen die Schaltsignale an dem gemeinsamen. Widerstand 40. Dem Eingangsgitter der Röhre 35 werden über einen Kondensator 41 Signale von einem Abgriffpunkt im Verzögerungsnetzwerk 36 zugeführt, so daß am Anodenwiderstanid 42 die Sperrimpulse entstehen, die dem Eingangspunkt 14 des Verstärkers 10 zugeführt werden. Die Kondensatoren 38, 39 und 41 besitzen große Ableitwiderstände 43, 44 und 45, über welche bei jedem Leitimpuls im Punkt 37 Gitterstrom fließt, so daß die Röhren 33, 34 und 35 ihre Vorspannungen selbst erzeugen. Die Leitimpulse besitzen eine solche Amplitude, daß die Röhren 34, 33 und 35 zwischen den Impulsen gesperrt sind. Die Kathoden der Röhren 33, 34 und 35 sind mit einer negativen Spannung von beispielsweise 240 A⁷OIt verbunden. Die zwei Röhren 33 und 34 zur Erzeugung der Schaltimpulse bezwecken, daß diese kurz vor 'den Sperrimpulsen einsetzen und erst kurz danach aussetzen. Die Sperrimpulse werden nämlich von einem Punkt auf dem Verzögerungsnetzwerk abgegriffen, der so gewählt ist, daß er am Punkt 20, nachdem er im Verstärker 10 noch eine gewisse Verzögerung erleidet, innerhalb des kombinierten Impulses der beiden Röhren 33 und 34 liegt. Zwar haben die Impulse im Punkt 31 während der Zeit, in der beide Röhren 33 und 34 leiten, eine größere Amplitude, dies ist aber nicht störend, da sie nur die bereits negative Kathode des Gleichrichters 30 noch weiter ins Negative steuern, aber keine Wirkung auf den Gleichrichter 24 haben.

Abb. 9 zeigt eine Ausführungsform für einen Verstärker, wie er in Abb. 1 und 6 durch das Rechteck io· schematisch angedeutet ist. Die Anoden der ersten drei !Röhren 56, 57 und 58 sind miteinander und über einen Widerstand 59 mit dem positiven Pol einer Anodenstromquelle verbunden. Die Ancdenstromquelle und ein Teil des Widerstandes 59 sind durch einen Entkopplungskondensator 60 überbrückt. Die Kathoden der Röhren sind geerdet, während die drei Eingangsgitter jeweils über eine Vorspannungsquelle mit den Eingangspunkten 11, 14 bzw. 15 verbunden sind. Die drei Röhren liefern ihre Ausgangsspannung an eine weitere Verstärkerröhre 62 über eine Gleichstromkopplung bekannter Art. Auch die Röhre 62 ist mit einem Widerstand 63, der über einen, Kondensator 64 entkoppelt ist, an die Anodenstromquelle angeschlossen. Sie liefert ihrerseits ihre Ausgangsspannungen in der gleichen Weise an eine weitere Verstärkerröhre 65. Die Röhre 65 besitzt einen Kathodenwiderstand 66, um die Charakteristik geradlinig zu machen.

Die Eingangs spannungen für die Röhre 62 sind niedrig, so, daß, wenn ihr Anodenstrom vollständig ;esperrt ist, nur eine geringe positive Schwingung

am Gitter der Röhreos auftritt, die infolge des Kathodenwiderstandes keinen. Gitterstrom wegen des vergrößerten Gitterspannungsbereichs hervorruft. Auch die folgenden Verstärkerstufen sind ähn-Hch geschaltet, so daß keinGitterstrom fließen kann, wobei die Kathodenwi der stände von Stufe zu Stufe zunehmen bis zu einem Wert von etwa 700 Ohm für die letzte Verstärkerröhre. So> entsteht ein scharfer Sperrpunkt in der Schwarzrichtung. Die Anode der letzten Verstärkerröhre kann dann über eine Gleichstromkopplung mit dem Gitter einer weiteren Röhre verbunden, sein, deren Belastungswiderstand in der Kathodenleitung liegt, so daß man eine niedrige Ausgangsimpedanz erhält. Die richtigen. Gitterpotentiale erhält man durch Zuführung geeigneter negativer Spannungen wie gezeigt.

Man kann auch einen Gegentaktverstärker bekannter Art verwenden, bei dem Paare von Gegentaktröhren mit einem gemeinsamen hohen,Kathodenwiderstand verwendet werden. Dabei können z. B. die Sperrimpulse über den Kondensator 18 zugeführt werden. Dazu schaltet man am besten zwischen den Kondensator 18 und Erde einen kleinem Widerstand ein und erzeugt die negativen Sperrimpulse an diesem Widerstand, Wenn dieser Widerstand etwa 2oo> Ohm beträgt, bewirkt er keine nennenswerte Rückkopplung für die hohen Frequenzen, da die Rückkopplungsspannung nur im Verhältnis dieses kleinem Widerstandes zum Widerstand 19 übertragen wird, der von der Größenordnung ι Megohm ist. Auf diese Weise können die Bildsignale, die Vorspannung und die Sperrimpulse addiert werden, ohne daß man mehr als die gebräuchlichen zwei Eingänge eines* Gegentaktverstärker» verwendet.

Die Abb. 10, 11 und 12 erläutern die Erfindung für den Fall, daß noch weitere Signale in die Bildsignale eingestreut sind, wobei diese 'weiteren S ignale eine im wesentlichen feste Amplitude gegenüber dem Bildschwarzwert besitzen. Dabei soll angenommen werden, daß die Anordnung nur mit den ausgetasteten Zeilensignalen arbeitet, obwohl die Erfindung auch benutzt werden kann, wenn die ausgetasteten Zeilenzugs ignale oder beide (Zeilensignale und Zeilenzugsignale) verwendet werden. Damit die Auswertung der ausgetasteten Signale nur für die Zeitdauer ihres Auftretens erfolgt, ist es nötig, die Anordnung zur Auswertung so zu steuern, daß. sie nur während der Dauer dieser Signale arbeitet. Vorzugsweise schaltet man diese Anordnung für eine kürzere Zeitdauer an und bewirkt diese Anschaltung durch Impulse, die als die kurzen Austastimpulse bezeichnet werden sollen. Diese kurzen Austastimpulse liegen ganz innerhalb der langen Austastimpulse, die zur Abschaltung des Strahls der Abtaströhre benutzt werden; Der Ausdruck »liegen ganz innerhalb der Impulse« bedeutet, daß ein kurzer Impuls stets nach dem Einsatz des langen Impulses beginnt und vor dessen Ende aufhört. Diese Beziehung gilt für den Punkt, wo die langen Austastimpulse mit den kurzen Austastimpulsen zusammentreffen, d. h. für den Punkt, an welchem die Abschaltung erfolgt. Lange Kabelveribindungen von Impulsgenerator zur Bildzer-Übungseinrichtung und zurück sowie Verzögerungen an den einzelnen Verstärkerstufen machen es unter Umständen nötig, daß die langen Impulse im Erzeugungspunkt in ihrer Phase verfrüht werden.

Die Abb. 10 zeigt eine Abänderung der Schaltung nach Abb. 6. Die Stufe 21I besitzt zwei, weitere Eingänge 71 und 72. Zu diesem Zweck kann der Eingang von 21 drei Röhren enthalten, deren Anoden parallel an einen gemeinsamen' Anodenwiderstand geschaltet sind. Die Sperrsignale werden dann nicht im Punkt 14, sondern im Punkt 71 der Stufe 21 zugeführt. Die Leitung 72 dient dem Zweck, Korrektionssignale für das sogenannte Stör- oder Abschattierungssigmal einzuführen. Dieses Störsignal kann einen säigezahnförmigen Verlauf haben oder den Verlauf einer integrierten Sägezahnspannung. Eine entsprechende Form muß dann das zugehörige Korrektionssignal haben, das in bekannter Weise erzeugt wird. Wie vorher wird angenommen, daß die Verstärkung der Anordnung 21 den Wert 1 habe, daß aber ein scharfer Kennlinienkniek vorhanden ist, ähnlich wie in Abb. 2 dargestellt. Der Verstärker 10 soll einen großen Verstärkungsgrad von beispielsweise 30 oder mehr Volt unverzerrt besitzen, und ebenso' sollen die Stufen vor dem Verstärker 21 eine breitere Charakteristik haben, so daß Patz für die Anpassung der Störsignale vorhanden ist, wobei 10 oder 20 Volt Störspannungen neben ioVolt Bild'spannungen vorhanden sein können,

Die Signale, die am Punkt 11 zugeführt werden, zeigt Abb. 11. Sie bestehen aus einem Fernsehsignal mit einer gleichförmigen Störsignalkomponente, deren Amplitude etwa gleich der Signalamplitude selbst ist. Das ausgetastete Signal ist in diesem Fall ein Signal konstanter Amplitude in der Weißer- als Weiß-Richtung. Es hat sich ergeben, daß unter gewissen Bedingungen die Amplitude dieses Signals bei gegebenem Strahlstrom in konstantem Verhältnis, zum Durchschnittsschwarzpegel B_A steht, welches im wesentlichen unabhängig von der Bildhelligkeit ist. Dieses ausgetastete Signal liegt natürlich nicht immer in der Weißerals-Weiß-Riichtung, noch stellt es notwendigerweise immer die Maximalamplitude dar. Seine Amplitude kann beispielsweise auch zwischen dem Durchschnittsweißwert Wa und dem Durchschnittsschiwiarzwert B^ liegen. Auf beiden Seilten des ausgetasteten Signals liegen Störsignale S, die entweder nur in Schwarz- oder Weißrichtung liegen, oder auch durch sehr schnelle Schwingungen in beiden {Richtungen dargestellt sein können. Diese Störsiignale 6" können durch den Ladungsausgleich beim Ein- und Ausschalten des Strahls entstehen. Die ausgetasteten Signale sind auch nicht immer konstant, sondern, können eine leichte sägezahn- oder parabelähnliche Komponente haben.

Auch bei der Anordnung nach: Abb. 10 erscheinen die verstärkten Signale der Bildzerlegungseinrdchtung im Punkt 20·, der ebenso mit den Zweipolröhren verbunden ist, wie unter Bezugnahme auf

Abb. 8 beschrieben wurde. Die Verbindung erfolgt über eine veränderliche Spannungsquelle 73, die als Batterie dargestellt ist. Im Punkt 31 wird der kurze Austastimpuls zugeführt, der ganz innerhalb des ausgetasteten Signals liegt, welches durch den langen Austastimpuls! entsteht. Wie oben auseinandergesetzt, sperrt dieses Signal, welches im vorliegenden Fall ein kurzes, positives Signal sein - muß, die Zweipolröhre 30, so daß der Strom im Widerstand 28 auf die Zweipolröhren 24 und 27 übergeht und somit die Leitung 20 mit der •Zweipolröhre 24 verbunden wird. Im Punkt 20 ist das ausgetastete Signal negativ, wenn der Durchschnittsschwarzwert auf Null eingestellt ist. Das Potential 73 muß so eingestellt werden, daß es gleich dem Betrag ist, um welchen das ausgetastete Signal gegenüber dem Durchschnittsschwarzwert negativ ist. Wenn der Durchschnittsschwarzwert der verstärkten Signale Null ist, lädt d^!ie Zweipolröhre 24 den Kondensator 22 auf die Spannung Null. Wenn aber der Durchschnittssohwarzwert vom Null abweicht, ändert sich die Ladung in 22, und diese Änderung wird auf den Verstärkereingang in solchem Sinn übertragen, daß der Durchschnittsschwiarzpegel auf Null zurückverschoben wird. Die Spannung der Batterie 73 kann von Hand für gegebene Bedingungen so eingestellt werden, daß der mittlere Seihwanzwert Null ist. Der Widerstand 23 bewirkt in Verbindung mit der Batterie 25 während, der Zeilendauer eine schwach negative Vorspannung des Punktes 15. Das bewirkt eine Spannungsverschiebung am Punkt 20 in positiver Richtung (iim betrachteten Fall wird der Punkt 20 etwa 33mal so· stark positiv, wie der Punkt 25 negativ wird). Während des ausgetasteten Signals macht der kurze Austastimpuls die Zweipolröhre 24 leitend, und diese beginnt den Kondensator 22 in positivem Sinn aufzuladen. Sie lädt aber den Kondensator 22 nicht annähernd um den gleichen Betrag, den die Spannung des Punktes 20 zur Korrektion benötigt, denn sobald Punkt 20 seine Spannung zu ändern beginnt, macht die positive Ladung des Kondensators 22 den Punkt 15 positiv und den Punkt 20 negativ und verschiebt somit die Spannung von 20 so weit ins Negative, daß die Zweipolföhre 27 leitend wird und der Röhre 24 Strom über den Widerstand 28 entzieht, so daß die in 15 im wesentlichen gleich dem Potential von 20 wird. Wenn die Ladung von 22 zu rasch erfolgt, kann die Verzögerung im Verstärker 10 das Auftreten der positiven Spannung des Punktes· 20 im Punkt 15 so verzögern, um eine zu hohe Aufladung'des Kondensators 22 zu verhindern. Der Widerstand 74, der ganz durch den inneren Widerstand der Zweipolröhren, gebildet sein kann, dient dazu, den Kondensator 22 an einer zu raschen Aufladung zu verhindern und vermeidet damit Instabilität oder Überkorrektion. Man kann aber die Funktion: des Widerstandes 74 auch so verstehen, daß er in Verbindung mit dem Kondensator 22 einen Verlust an Hochfrequenz im Rückkopplungsweg hervorruft, der genügt, um eine Selbsterregung über den Rückkopplunigskreis infolge der unvermeidlichen¹ Phasenverschiebung für die hohen Frequenzen im Verstärker 10 zu unterbinden.

DiekurzenAustastimpulse in der Diode 3Oikönnen durch eine Anordnung ähnlich wie in Abb. 8 erzeugt werden, indem in diesem Fall negative Sperrimpulse im Punkt 37 zugeführt wenden, um den Gleichrichter 27 während der Dauer der Sperrimpulse zu öffnen. Solange eine der beiden Röhren

33 und 34 eingeschaltet ist, erhält der Punkt 31 eine genügend negative Spannung, um die Zweipolröhre 27 gesperrt zu halten. Nur wenn beide Röhren 33 und 34 ausgeschaltet sind, wird Punkt 31 so stark positiv, daß die Röhre 27 leitet. Die Röhre 35 dient dazu, die langen. Austastimpulse für die Abtaströhre durchzulassen. Es ist klar, daß die Röhren 33 und

34 gleichzeitig nur für eine Zeitdauer angeschaltet sind, die ganz innerhalb der Zeitdauer liegt, während welcher die Röhre 35 leitet. Der Abgriffpunkt im Verzögerungsnetzwerk 36 für die Röhre

35 kann natürlich vom Mittelpunkt weggerückt werden, um Verzögerungen im Kabel der Bildabtastgeräte und in dem Verstärker auszugleichen und kann auch außerhalb der Abgriffe für die Röhren 33 und 34 liegen, d. h. auf der linken Seite des. Verzögerungsnetizwerkes. Die positiven Zeilenaustastimpulse von der Röhre 35 werden, mit den Zeilenizugaustastimpulsen gemischt, umgekehrt und dem Steuergitter der Abtaströhre zugeführt.

Wenn die wieder einzuführende Gleichstromkomponente aus den Zeilenzugintervallen abgeleitet werden soll, muß man. an Stelle der Zeilenaustastimpulse Zeilenzugaustastimpulse wählen. Wenn die Wiedereinführung von Signalen zwischen den Zeilen und zwischen den Zeilenzügen abgeleitet werden soll, müssen die Steuerimpulse aus einer Mischung der Zeilen- und Zeilenzugaustastimpulse bestehen.

Der Ausgang des Verstärkers 10 wird in der Stufe 21 mit den Korrektions Signalen für das sägezahnartige Störsignal gemischt (welche im beschriebenen Fall eine Amplitude von etwa 10 Volt besitzen mögen) sowie mit den längeren Sperrimpulsen, welche die ausgetasteten Impulse einschließen sollen. Diese Sperrimpulse drücken die ausgetasteten Impulse und die Störimpulse unter den Abschneidepunkt der Stufe 21. Die Spannung der Batterie 73 kann, wie vorher erwähnt, von Hand so einreguliert werden, daß der Bildschwarzwert mit dem Sperrpunkt der Stufe 21 zusammenfällt.

Die sägezahn- und parabelartigen Korrektions,-signale werden vorzugsweise als Wechselstromsignale beigemischt. Man erzeugt sie in bekannter Weise, indem man die Impulse 1 bzw. 2 integriert. Sie erscheinen als Wechselstromsignale in regelmäßiger Folge. Wenn der mittlere Schwarzwert des Signals richtig gewählt ist, erzeugt die Einführung geeigneter Wechselstromkorrektionssignale den richtigen Schwärzpegel. Die oben beschriebene Anordnung beseitigt in weitem Umfang die Zeilenzug-»tilt«-Störungen, d. h. die Veränderung der Bild'schattierungen in vertikaler Richtung (unter der Voraussetzung, daß horizontale Abtastzeilen verwendet werden). Trotzdem kann eine kleine

Korrektion- noch nötig sein, um kleine Änderungen während des Zeilenzuges in der relativen Amplitude des mittleren Schwarz-wertes während der Zeile und des ausgetasteten Signals auszugleichen. Abb. 12 zeigt eine besondere Form einer Sägezahnspannung, die man hinter dem Verstärker io einführen kann, ohne daß Störungen auftreten. Die horizontalen Teile im Sägezahnrücklauf liegen in Höhe der Wechselstromachse und bedingen somit keine Veränderung der mittleren Amplitudenlage des Austastsignals und des mittleren Schwarzwertes. Ein gleichartiges Signal mit einem horizontalen Teil auf der Wechselstromachse kann für die »bend«-Ko'rrektion benutzt werden. Diese horizontalen Teile müssen die kurzen Austastimpulse einschließen, aber innerhalb der langen Sperrimpulse Hegern. Sie können beispielsweise in ihrer Länge und in ihrer zeitlichen Lage mit den langen Austastimpulsen übereinstimmen.

Außerdem kann man vor der Verstärkerkette noch weitere Impulse zuführen, um die ausgetasteten Signale etwa auf den gleichen Pegel zu bringen wie den mittleren Schwarzwert, bevor das Signal an den Verstärker io gelangt. Signale,

welche lange, ausgetastete Impulse sein können, werden vorzugsweise mittels einer von Hand zu bedienenden Regeleinrichtung zugeführt·, um die ausgetasteten Signale in ihrer absoluten Amplitude gleich den Signalen für den mittleren Schwarzwert

zu machen. Dann schickt man die Signale durch einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad, der vor dem Verstärker io liegt. Wenn sich der Verstärkung-sgrad ändert, entsteht keine Änderung der relativen Amplitude des mittleren Schwarz-

signalsi und des ausgetasteten Signals. Ohne ein solches zusätzliches Signal würde bei einer Kurvenform nach Abb. ii jede Änderung der Verstärkung das Potential von 73 ändern. Bei Verwendung der zusätzlichen' Signale kann die Batterie 73 wegbleiben und die genaue Einregelung des Schwarzpegels, im der Stufe 21 durch Einregelung der Zusatzsignale erfolgen.

Wenn man es wünscht, können die Signale, die eine feste Amplitudenbeziehung- zum Bildschwarz-

wert besitzen, anstatt daß sie unmittelbar im Signal vorhanden sind oder durch die Bildzerlegungseinrichtumg erzeugt werden, auch nach der Erzeugung der Bildsignale beilgemischt werden, beispielsweise indem man die Bildsignale einer Röhre zuführt, die periodisch geöffnet und gesperrt wird, wobei die Sperrperioden zur Einführung der gewünschten Signale dienen. '

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in die Bildsignale von Fernsehsendungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit fehlender Gleichstromkomponente dem Eingang (ii) eines gleichstromgekoppelten Verstärkers. (10) zugeführt wird und daß einem zweiten Eingang (15) des Verstärkers· (10) eine Korrektionsspannung zugeführt wird, die aus dem im Signal mit verlorener Gleichstromkomponente schwankenden, einem festen Intensitätsbezugswert des Bildes, insbesondere dem Schwarzwert, entsprechenden Signalwert abgeleitet ist, so daß im Ausgangskreis (20) des Verstärkers das Signal mit wiedereingeführter Gleichstromkomponente auftritt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektionsspannung aus der Differenz einer die wahre mittlere Bildhelligkeit wiedergebenden Spannung und der dem festen. Intensitätsbezugswert wiedergebenden Spannung gebildet wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die, die wahre mittlerei Bildhelligkeit wiedergebende Spannung von einer Fotozelle, !gegebenenfalls mit einem darauffolgenden: Gleichstromverstärker, geliefert wird, die von dem Licht der gleichen Szene wie die zu korrigierenden Bildsignale gesteuert wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildsignalen, bei denen sich, wie bei speichernden Bildabtaströhren, in den Zeilen- und/oder Zeilenzugpausen eine feste Signalstärke! einstellt, die Anordnung zur Ableitung der dem festen Intensitätsbezugswert entsprechenden Spannung nur so lange eingeschaltet ist, als diese feste Signalstärke im Bildsignal auftritt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Korrektionsspannungen zur Bildabschattierung (tilt- und bend-Effekt) an einer Stelle vor dem Ausgang (20) des Verstärkers (10) eingeführt werden.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (10) eine Amplitudencharakteristik besitzt, die nach oben und unten begrenzt ist und in der Schwarzrichtung einen scharfen Knick aufweist, und daß der Aussteuerwert für Schwarz auf oder nahezu auf diesem Knickpunkt liegt.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektionsspannung aus den Amplitudenspitzen des Bildsignals am Ausgang (20) des Verstärkers (10) "o durch Gleichrichtung erzeugt wird.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (ro) eine Eingangsstufe aus drei mit ihren Anoden einerseits und Kathoden andererseits verbundenen Röhren (56, 57, 58) besitzt, deren Gittern einzeln die unkorrigierten Bildsignale, die Korrektionsspannung und die Sperrspannung für in den Rücklaufpausen auftretende Störimpulse zugeführt werden.

   Hierzu t Blatt Zeichnungen

   I 5375 8.53