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Fernsehübertragungsverfahren mittels Trägerwelle Bei der Übertragung
des Bildinhaltes beim Fernsehen mittels einer Trägerwelle ist man in gewissen Fällen
bei der Wahl der Trägerfrequenz Beschränkungen unterworfen, z. B. bei der Übertragung
über .ein Kabel, das nur für Frequenzen bis zu einer bestimmten Grenze eine genügend
kleine Dämpfung besitzt. In einem solchen Fall wird die Trägerfrequenz verhältnismäßig
niedrig gewählt gegenüber der höchsten zu übertragenden Modulationsfrequenz, so
daß eine Überlappung zwischen den höchsten Modulationsfrequenzen und dem unteren
Seitenband der Trägerfrequenz ganz oder teilweise stattfindet.
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Es hat sich nun gezeigt, daß bei Wahl einer derart niedrigen Trägerfrequenz
Störungen des wiederzugebenden Bildes auftreten, z. B. Einzackungen des Bildrandes
sowie der senkrechten oder schrägen Kanten im Bild.
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Bei den bisher gemachten Vorschlägen zur Beseitigung dieser Störungen
ging man von der Ansicht aus, daß die Störungen dadurch hervorgerufen werden, idaß
empfangsseitig bei: Ader Demodulation die Modulationsfrequenzen von den Seitenbandfrequenzen
der Trägerwelle nicht vollständig getrennt werden können und hierdurch Störungen
durch die verbleibenden Trägerfrequenzen eintreten. Es lag die Vorstellung zugrunde,
daß hierdurch bei plötzlichen Helligkeitssprüngen, die nur eine Breite von wenigen
Trägerwellenlängen besitzen, der Einsatz der Kanten im wesentlichen von der
jeweiligen
Phasenlage der Trägerwelle bestimmt wird und bei Phasenverschiebungen der Trägerwelle
sich eine Verschiebung des Einsatzes ergeben kann. Man war daher bestrebt, eine
Synchronisierung der Trägerfrequenz mit der Zeilenfrequenz vorzunehmen oder durch
Filter eine entsprechende Trennung zwischen den Trägerfrequenzen und den Modulationsfrequenzen
durchzuführen, so daß eine Überlappung der Frequenzbereiche nicht vorhanden ist.
Es wurde auch vorgeschlagen, vor der Gleichrichtung eine Ummodulation der modulierten
Trägerwelle auf eine Trägerwelle höherer Frequenz vorzunehmen, so daß nach der Gleichrichtung
die Trennung zwischen Modulationsfrequenz und Trägerfrequenzen in Anbetracht des
höheren Freqizenzbestandes leicht vorgenommen werden kann.
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,Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß durch die frequenzmäßige
Trennung zwischen den Modulationsfrequenzen und den Trägerfrequenzen auf der Empfangsseite
allein die Einzackungen des Bildrandes und ähnliche Störungen, die durch Überlagerungen
zwischen: dem Modulationsfrequenzband und dem Seitenband des Trägers hervorgerufen
sind, nicht einwandfrei beseitigt werden können, sondern nur dadurch, daß an den
Stellen einer Amplitudenänderung die durch die Überlappunig der Träger- und der
Modulationisfrequenzbereiche entstehende Ungleichheit der positiven und negativen
Trägerhalbwellen vermieden wird. Es wurde nämlich festgestellt, daß durch die teilweise
oder vollständige überlappung des Frequenzbandes und des Seitenbandes des Träfgers
sendeseitig der modulierten, Trägerwelle ein Schwingungszug überlagert wird, der
von den überlappenden Frequenzen der Modulationsspannung herrührt. Hierdurch entsteht
eine Ungleichheit der beiden Trägerwellenhälften an den Stellen einer Amplitudenänderung
der Modulation und nach einer symmetrischen Gleichrichtung (Doppelweggleichrichtung)
eine Unsymmetrie der beiden gleichgerichteten Wellenzüge, durch welche die Störungen
hervorgerufen werden.
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Es sei angenommen, daß ein Helligkeitssprung entsprechend Fig. r übertragen
werden soll. Wird die Trägerwelle durch diesen Impuls moduliert, so entsteht nach
der Frequenzbegrenzung durch die gegebene Trägerbandbreite ein Schwingungszug entsprechend
Fig. 2. In Fig. 3 ist nun dargestellt, wie sich die Frequenzbereiche überlappen,
und zwar ist a die Breite des niederfrequenten Modulationsbandes, A die Breite der
Seitenbänder der Trägerwelle B und c die Breite des Überlappungsbereiches. Entsprechend
der Breite dieses überlappungsbereiches c überlagert sich dem Wellenzug nach Fig.
2 ein Wellenzug nach Fig. 4, der sich im wesentlichen aus den hohen Frequenzen des
Modulationsbereiehes a zusammensetzt, d. h. denjenigen Frequenzen, die in den Frequenzbereich
c der niederfrequenten Modulation fallen. Durch die Überlagerung des Kurvenzuges
nach Fig.4 und des Kurvenzuges nach Fig. 2 entsteht ein Kurvenzug entsprechend Fig.
5. Man ersieht hieraus, daß die Umhüllenden der positiven und negativen Trägerhalbwellen
nicht jeweils die gleiche Steigung besitzen. Wird empfangsseitig mittels eines Doppelweggleichrichters
eine Gleichrichtung vorgenommen, so entsteht entsprechend Fig. 6 durch die negativen
Trägerhalbwellen ein Kurvenzug, wie er durch die gestrichelte Linie C angedeutet
ist, und durch die positiven Trägerwellen ein Kurvenzug, wie er durch den strichpunktierten
Kurvenzug D angedeutet ist. Es ergeben sich hierdurch bei der Wiedergabe anderStelle
einer Amplitudenänderung Ungleichmäßigkeiten entsprechend dem voll ausgezogenen
Kurvenzug E, während an den Stellen konstanter Amplitude G die positive und die
negative Halbwelle praktisch gleich hoch sind. Die an den Stellen H auftretenden
Ungleichheiten sind im all:gemeihen bei genügend großem Übertragungsfrequenzband
so klein, daß sie auf dem Bild nicht stören. An der Stelle der Amplitudenänderung
jedoch wechseln nach der Gleichrichtung höhere und tiefere Wellenzüge ab und werden
im Bild als hellere und dunklere Streifen sichtbar, die im allgemeinen schräg über
das Bild wandern und damit als Einzackungen sichtbar werden.
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Die Beseitigung der Ungleichheit der positiven und negativen Bildhalbwellen
kann auf verschiedene Art und Weise vorgenommen werden. Es ist z. B. möglich, sendeseidig
zurr Modulation Bier Trägerwelle eine ,Gegentaktstufe zu verwenden, bei der die
beiden Röhren der Gegentaktstufe in bekannter Weise so eingestellt sind, daß die
Modulationsfrequenzen im Ausgangskreis nicht auftreten. Eine derartige Schaltung
ist beispielsweise in Fig. 7 dargestellt, bei der die beiden Röhren z und 2 im Gegentakt
angeordnet. sind und die Trägerfrequenz .den beiden Gittern 3 der Röhren im Gegentakt
und die Modulationsfrequenzen den beiden Gittern im Gleichtakt zugeführt werden.
Im Gegenbaktausgangskreis b treten bei entsprechender Einstellung des Arbeitspunktes
der beiden Röhren r und 2 die Modulationsfrequenzen nicht auf, so daß auch ein Kurvenzug
nach Fig.4, der den höheren Modulationsfrequenzen entspricht, nicht vorhanden sein
kann. An der Sekundärseite des Übertragers 5 ist somit ein modulierter Trägerwellenzug
vorhanden, dessen positive und negative Trägerhalbwellen vollständig symmetrisch
sind.
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Empfangsseitig ist dafür zu sorgen, daß eine nochmalige Störung durch
die Überlagerung von Modulationsfreqüenzen und Trägerfrequenzen nach der Gleichrichtung
nicht stattfindet, z. B. durch Benutzung eines Doppelweggleichrichters. Bei Doppelweggleichrichtung
entsteht in dem Bild die doppelte Trägerfrequenz, so daß die Auszackungen so fein
unterteilt sind, daß sie im allgemeinen unterhalb der Auflösungsgrenze des Wiedergabegerätes
liegen und daher nicht wahrnehmbar sind. Andernfalls ist eine frequenzmäßige Trennung
der Trägerfrequenzen von den Modtlationsfrequenzen vorzunehmen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß
dem an sich unsymmetrischen Trägerwellerizug, z. B. entsprechend Fig.,5, eine Kompensationsschwingung
derart überlagert wird.
daß eine Symmetrierung der Trägerwellenschwingung
erfolgt. Diese kann z. B. derart vorgenommen werden, daß von den niederfrequenten
Modulationsfrequenzen direkt eine Kompensationsspannung abgeleitet wird, die durch
die in dem Überlappungsbereich enthaltenenFrequenzendesniederfrequenten Sch-Nvingungszuges
gegeben ist. Dies ist z. B. derart möglich, wie es schematisch in Fig.8 angedeutet
ist. Die Modulationsfrequenzen, die von der Einrichtung 6 geliefert werden, werden
einerseits dem Modulationsgerät 7 zugeführt, dem außerdem die hochfrequente Trägerschwingung
von der Einrichtung 8 zugeleitet wird. Andererseits wird von der niederfrequenten
Modulation, z. B: über eine entsprechende Siebanordnung 9,, ein Frequenzbereich
ausgesiebt, so daß nur die Frequenzen durchgelassen werden, die dem Überlappungsbereich
zwischen Modulationsfrequenz und Trägerfrequenz entsprechen. In der Modulationseinrichtung
7 wird an sich eine unsymmetrische Trägerwellenschwingung entsprechend Fig. 5 erhalten.
Wird nun durch eine Anordnung io die Kompensationsspannung dem unsymmetrischen Trägerwellenzug
zugeführt. so kann eine vollständige Symmetrierung der Trägerwelle erreicht werden,
die dann zur Übertragung benutzt wird.
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Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Beseitigung der Urisymmetrie
der Trägerwelle sendeseitig erfolgt, idie unsymmetrischei Trägerwelle kann vielmehr
bis zum Empfangsort übertragen werden, und erst an dieser Stelle erfolgt die Symmetrierung.
Dies kann beispielsweise derart vorgenommen werden, daß entsprechend Fig. 9 am Empfangsort
durch eine unsymmetrische Wirkungsweise eines Doppelweggleichrichters die an den
Stellen einer Amplitudenänderung auftretende Urisymmetrie der Trägerschwingung ausgeglichen
wird. Es werden z. B. die unsymmetrischenTrägerschwingungen den beiden Gleichrichterröhren
ii und 12 über zwei verschiedene Verstärkerröhren 13
und i4. zugeführt,-in
denen eine verschieden starke Verstärkung stattfindet, derart, daß die positiven
Trägerhalbwellen entsprechend Fig. 5 weniger stark verstärkt werden als die negativen
Trägerhalbwellen. Zu Beginn des Modulationszuges tritt dann eine Symmetrieruns auf,
wenn auch hierbei eine Urisymmetrie während des konstanten Amplituden-bereiches.
vorhanden ist. Bei Fernsehübertragungen machen sich die Störungen durch die Urisymmetrie
der negativen und positiven Trägerhalbwellen jedoch vor allem bei unvermittelten
Helligkeitswechsel durch Auszackungen des Bildrandes unangenehm bemerkbar. Eine
Urisymmetrie an Stellen konstanter Helligkeit ist bei Betrachtung des Bildes von
etwas größerer Entfernung praktisch nicht zu sehen. Eihalten also die beiden Gleichrichterröhren
vi und 12 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 an. den Stellen einer Amplitudenänderung
der Modulationsfrequenz einen symmetrischen Trägerwellenzug, so wird auch hierdurch
die durch die Erfindung angestrebte Wirkung erzielt.
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Es ist nicht notwendig, daß vor den beiden Gleichrichtern zwei verschiedene
Verstärkerröhren angeordnet sind, an ihre Stelle können verschieden große Kondensatoren
treten (z. B. ein Differentialkondensator), durch deren Einstellung bzw. Bemessung
eine Urisymmetrie der Trägerwellenschwingungen an den Stellen einer Amplitudenänderung
beseitigt werden kann. Auch durch eine verschieden starke Heizung der Zweipolstrecken
kann die erstrebte Symmetrierungswirkung erzielt werden.