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Verfahren zur Steuerung der Zeilenversetzung bei der Fernsehübertragung
Das heute in der Fernsehtechnik eingebürgerte Steuerverfahren für die Ineinanderflechtung
zweier Halbraster, als Zeilensprungverfahren bezeichnet, beruht darauf, daß das
Fernsehbild aus (2m + i) Zeilen besteht, also eine ungerade Zahl von Bildzeilen
besitzt, so daß j e Halbraster (2m + 1)/2 Zeilen vorhanden sind. Dadurch, daß Zeilenfrequenz
und Rasterwechselfrequenz n im Verhältnis n (2m -f- 1)/2: n
zueinander
stehen, wird grundsätzlich ermöglicht, daß bei strenger Periodizität beider Frequenzen
die Versetzung der beiden Halbraster gerade gleich der Breite einer Zeile ist. Nach
den heutigen Normen wäre z. B. für Bilder mit 625 Zeilen m = 312,
n = 5o/sec (m stets ganze Zahl). Dieser Vorteil des Verfahrens der
(2m -E- i) Zeilen wird jedoch mit beträchtlichen Komplikationen des Synchronisierschemas
erkauft, die bekanntlich daher rühren, daß die relative zeitliche Lage des Ansprechens
der Zeilenkippvorrichtung und des Bildrücklaufs von Halbraster zu Halbraster wechselt.
Die Rückwirkung dieser Verschiedenheit auf die Präzision des Kippmoments soll durch
die im Gleichlaufschema eingeführten Hilfsimpulse beseitigt werden. Das kompliziert
beim Sender die Erzeugung der zu übertragenden Gleichlaufsignale und deren Überwachung
und bietet, wie die Erfahrung lehrt, in den Fernseh-Empfangsgeräten keinen absoluten
Schutz gegen gelegentliche Paarigkeit des resultierenden Verflechtungsrasters. Die
Erörterung der Ursachen dieser Erscheinung, die die Auflösung in der Bildwiedergabe
herabsetzt, gehört nicht hierher. °
Gegenstand der Erfindung ist
ein Verfahren zur Zeilenversetzung, das die Rückführung des Synchronisierschemas
auf jene Einfachheit und jene Genauigkeit der Wirkung ermöglicht, wie sie vor der
Einführung. des Zeilensprungverfahrens bestanden, und zugleich das Auftreten von
Paarigkeit im Bildraster des Empfangsgerätes mit Sicherheit ausschließt. Sämtliche
komplizierten Eintastungen von Hilfsimpulsen und betriebserschwerenden Kontrollen
am Sender werden vermieden.
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Die Fig. i bis 6 erläutern das Wesen der Erfindung. In der Fig. i,
der die sogenannte negative Modulation zugrunde liegt, bedeutet i den Schwarzpegel,
°dem die Zeilenimpulse Z und die Rasterwechselimpulse I, II aufgesetzt sind. Gemäß
der Erfindung wird mit einer geraden Zeilenzahl, also 2m, gearbeitet, wo
m wiederum eine ganze Zahl bedeutet. Die Synchronisier-Impulsschemata für
das erste und das zweite Halbraster stimmen in den zeitlichen Impulslagen miteinander
vollkommen überein; im ersten Zeitraum von i/50 sec (europäische Norm) ist also
die Impulsfolge genau die gleiche wie im zweiten Zeitraum von i/5o sec, und der
Rasterwechsel erfolgt stets am Ende der letzten Zeile jedes Halbrasters mit gleicher
elektrischer Vorgeschichte an den Steuergittern der Kippröhren beim einen wie beim
anderen Halbraster-. Wie man aus der Fig. i ersieht, ist das Synchronisierschema
außerordentlich vereinfacht im Vergleich zu den heute normierten.
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Die Rasterwechselimpulse I, II werden von den Zeilenimpulsen Z durch
ihre längere Dauer unterschieden, wie bereits allgemein üblich.
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Mit dem in Fig. i dargestellten Impulsschema läßt sich nun der Empfang
gemäß Fig. q. durchführen. Diese stellt schematisch gewisse Teile des Fcrnseh-Empfangsgerätes
dar; 2 ist die Weiche zur Abtrennung der Gleichlaufimpulse von den Bildsignalen.
Gerät 3 enthält den örtlichen Zeilenfrequenzgenerator, der von den übertragenen
Zeilenimpulsen in Tritt gehalten wird. In q. werden die Rasterwcchselimpulse (I,
II in Fig. i) ausgesondert und einem Multivibrator zugeführt, der wie bei den Elektronenzählern
arbeitet, also durch jeden zweiten Impuls immer wieder< in die gleiche Kipplage
zurückgebracht wird. Im Stromkreis der einen Multivibratoranode liegt über den Umpolschalter
5 eine Hilfswicklung 6 der Bildablenkspule des Kathodenstrahl-Bildschreibrohres.
Die Windungszahl von 6 und der sie durchfließende Anodenstrom sind regelbar so bemessen,
daß das dadurch hervorgebrachte magnetische Zusatzablenkfeld das Zeilenraster auf
dem Bildschirm gerade um eine Zeilenbreite hebt oder senkt. Diese Wirkung tritt
n. V. bei jedem zweiten Halbraster ein und ergibt die gewünschte Versetzung desselben
gegenüber dem vorhergehenden Halbraster, wenn man den Umpoler 5, in die richtige
Lage bringt. Die beschriebene Vorrichtung ist sehr einfach, da der Multivibrator
aus einer einzigen Röhre (Hexode) bestehen kann. Die normale in Fernsehgeräten verwendete
Höhe der ausgesiebten Rasterwechselimpulse reicht für den Zweck der Erfindung vollkommen
aus. -Der Erfindungsgedanke läßt sich auch bei elektrostatischer Kathodenstrahlablenkung
durchführen, indem man eine Hilfsablenkspannung am Anodenwiderstand des einen Multivibratorzweiges
abgreift, die dann in jedem zweiten Halbraster den Bildablenkplatten überlagert
wird.
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Die Fig. 2, 3 und die ihnen zugeordneten Fig.5 bzw. 6 veranschäulichen
die Weiterbildung des Verfahrens zum Zwecke der Automatisierung der richtigen Steuerung
(Vorzeichengebung) des Vertikalhubes bei jedem zweiten Halbraster unter Fortfall
des handbedienten Umpolers 5 in der Fig. q.. -Gemäß Fig. 2 sind dem Schwarzpegel
i die Rasterwechselimpulse I, II mit verschiedener Höhe aufgesetzt; sie haben abwechselnd
die Amplitude a oder b ; c ist der Mittelwert beider Amplituden. Fig.
3 zeigt statt dessen gleiche Höhe und gleiche Leistung beider Rasterwechselimpulse
I und II; aber hier sind diese mit den verschiedenen, durch Filter leicht trennbaren
Frequenzen f1 und f2 zerhackt bzw. moduliert.
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Im Falle der Fig. 2 hat der Ausgang des in Fig. 5 dargestellten Empfängerteiles
7 folgende Funktionen: Im Gerät g werden durch Begrenzung sämtliche Gleichlaufimpulse
auf gleiche Höhe gebracht, um die Zeilen- und Bildablenkung der Bildschreibröhre
exakt zu steuern. Ein zweiter Ausgang jedoch schaltet die Rasterwechselimpulse I,
II in ihrem vom Sender übertragenen Höhenverhältnis über den Widerstand 8 einer
zusätzlich regelbaren Spannung U entgegen, die automatisch nahe bei dem c (in Fig.
2) entsprechenden Mittelwert gehalten wird. In der Mitte von 8 sind über 12 die
beiden Multivibratorkathoden, an den Enden io, fi die beiden Multivibratorgitter,
angeschlossen. Die Kopplungszweige der beiden Multivibratorstrecken sind der Übersichtlichkeit
halber nicht eingezeichnet. In dem einen Anodenkreis liegt wiederum die Hilfsablenkwicklung
6, die wie beschrieben wirkt. Dadurch, daß U einem Zwischenwert entspricht, wechselt
von Halbraster zu Halbraster die Stromrichtung in 8 und damit die positive Steuerung
der beiden Multivibratorgitter. Auf diese Weise ist bei gegebener Polung der Wicklung
6 festgelegt, welcher der beiden verschieden hohen Impulse I, II die Verschiebung
des Halbrasters in dem einen bzw. in dem anderen Sinne steuert, und so das selbsttätige
richtige Ineinanderflechten beider Halbraster sichergestellt. _ Gemäß Fig. 6, der
die Methode der Fig. 3 beim Sender zugrunde liegt, folgen auf das Trenngerät 13
des Empfängers zur Unterscheidung der Impulse I und II zwei Filter 15, 16 mit den
Duruhlaßbereichen fi, f2, sodann die Gleichrichter 18, ig, von denen ig das Gitter
21 der Multivibratorstrecke steuert, in deren Anodenkreis die Hilfsablenkwicklung
6 liegt. 2o ist das andere Multivibratorgitter und 14 ein Gleichrichter, über den
die Impulse I und II geleitet werden, bevor sie die Bildablenkung der Wiedergaberöhre
steuern. Durch diese Gleichrichtung wird in bekannter Schaltung die Modulation beider
Rasterwechselimpulse eliminiert, so daß beide in vollkommen gleichartiger Weise
auf das Ablenkgerät einwirken.
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Die Anordnung nach Fig.6 führt wiederum die starre Zuordnung der beiden
versetzten Halbrasterlagen zu den Impulsen I und II von selbst herbei.
Auf
den Fall der positiven Sendermodulation läßt sich die Erfindung ebenfalls anwenden,
da es nur darauf ankommt, die Rasterwechselimpulse im Empfangsgerät abtrennen zu
können. Das Schema bleibt grundsätzlich das gleiche wie in Fig. i, wobei aber die
Gleichlaufimpulse von Schwarzpegel aus den Antennenstrom gegen Null hin tasten.
Es eignen sich dann besonders die Verfahren nach Fig. q. und 6 (senderseits Fig.
i und 3).
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Für den Fachmann selbstverständliche Schaltungselemente sind in den
Fig, q. bis 6 weggelassen, um die Übersicht zu erleichtern.