DE895774C

DE895774C - Circuit arrangement for the reintroduction of the average brightness

Info

Publication number: DE895774C
Application number: DER4199D
Authority: DE
Inventors: Ray Davis Kell
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1939-08-31
Filing date: 1940-09-01
Publication date: 1953-11-05
Also published as: GB540281A; US2299328A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Übertragung von Fernsehbildern und tat den Zweck, die BiKdübertraguing¹ mit Einschluß der mifctferen Helligkeit zu ermöglichen.The invention relates to the transmission of television pictures and had the purpose of enabling the BiKdtransmission ¹ with inclusion of the minor brightness.

Es ist ibekannt, daß periodisch wiederkehrende Impulse in einem Fernsehsignal, die einen festen Helligkeitswert, z. B. schwarz wiedergeben, dazu benutzt werden können, im Fernsehempfänger den ursprünglichen Wert der Gleichstromkomponente wieder einzuführen, so daß \die mittlere Helligkeit des Empfangsbildes 'dieselbe ist wie diejenige des Senderbildeis.It is known that periodically recurring Pulses in a television signal that have a fixed brightness value, e.g. B. play black, in addition can be used, the original value of the direct current component in the television receiver reintroduce so that \ the mean brightness of the reception image is the same as that of the transmitter image.

Es sind Bildzerlegerröhren für Femeehzwecke bekannt, bei denen, ider Abtaststrahl im Augenblick des Auftreffen® auf den Mos&iksehirm die Geschwindigkeit Null besitzt.They are image splitting tubes for television purposes known where, ider scanning beam at the moment of the impingement® on the mos & iks screen the speed Owns zero.

Gemäß 'der Erfindung werden.· in das Fernsehsignal periodische Schwarzwerte eingefügt, unid zwar unter Benutzung- einer KathodlenstrahlbildzerlegerrÄrie, bei welcher die Elektronen des Abtast-Strahls im Augeniblick des Auftreffenis. auf den Mosaikschirm nahezu die Geschwindigkeit Null halben. Zu diesem Zweck werden einer SfcraMsteucrelektrode -dieser Senderöhre periodisch Impulse zugeführt, welche den Kathodenstrahl unterbrechen. Wie im folgenden näher erklärt wird, ist die Einführung von Schwarzwerten auf diese Weise desrhalib möglich, weil bei einer KathodenstrahlröhreAccording to the invention, periodic black levels are inserted into the television signal, unid while using a cathode ray image dismantling room, at which the electrons of the scanning beam at the point of impact. on the Mosaic screen almost half speed zero. For this purpose, a SfcraM control electrode - pulses are periodically fed to this transmitter tube, which interrupt the cathode ray. As will be explained in more detail below, the introduction of black levels in this way is desrhalib possible because with a cathode ray tube

der genannten Art bei einer schwarzen Bil'dstelle kein StraMelektron den Schirm erreicht.
In der Zeichnung bedeutet
Abb. ι eine FerBsehsendeanlage gemäß der Erfinldung, of the type mentioned, no beam electron reaches the screen in the case of a black image.
In the drawing means
Fig. Ι a television transmission system according to the invention,

Abb. 2 ibis. 4 und 5 Stelen Kurven dar, welche zur Erläuterung der Erfindung dienen, uridFig. 2 ibis. 4 and 5 steles represent curves, which serve to explain the invention, urid

Abb. 6 zeigt die Schaltung eines Verstärkers, wie er bei einem Fernsehsender gemäß AbIb. 1 benutzt werden soll.Fig. 6 shows the circuit of an amplifier as it is in a television transmitter according to Fig. 1 used shall be.

In Abb. ι ist mit 1 eine Fernsehsenlderöhne bezeichnet. Diiese Röhre, welche die obenerwähnten Eigenschaften besitzt, ist im einzelnen an anderer Stelle beschrieben worden. Die Röhre 1 enthält ein evakuiertes GlasgefäJß, in welchem sich ein Elektronenstrahlerzeuger befindet, 'der aus einer indirekt geheizten Kathode 2, einer Steuerelektrode 3 tand Besehleunigungselektroden 4 und 6 besteht. Geeignete Vorispannuaigs- und Beschleunigungssipannungsquellen werden durch die Batterien! 7 und 8 dargestellt, wobei diei negative Vorspannung der Steuerelektrode 3 durch einen Gitterableitwiderstand 10 zugeführt wird. Mit Hilfe einer Fokussiierunigisspuile9.-wind der Elektronenstrom, der die Kathode verläßt, zu einem Ideinen Fleck auf den MoiSaibschirm in fokussiert. Der Schirm 11 unterscheidet sich von dem Mosaiksehirm einer gewöhnlichen einseitigen Bildfängerröhre nmr dadurch, daß er lichtdurchlässig ist, so daß das Bild eines Objektes 12, welches fernülbartragen wenden soll, mit Hilfe einer Linse 13 von rückwärts auf die Mosaikschicht abgebildet wenden kann. Der Elektronenstrahl wird mit Hilfe der Ablenkplatten 14 und der Ablenkspulen 16 zu einer Abtastbewegung veranlaßt; die Ablenkplatten 14 wenden dabei, wie an anderer Stelle beschrieben, vorzugsweise derart geformt, daß eine Verzerrung bei der Abtastung ausgeschlossen wird. Eine Elektrode 17 mit einem Schlitz 18 dient zur elektrositaitisehen Abschirmung. Eine in der Mitte mit einer Bohrung versehene Elektrode ¹IQ, welche als Sammelefektrode dient, befindet sich auf der anderen Seite der Ablenkplatten und nimmt idie Elektronen auf, welche den Mosaik-Schirm nicht erreichen,In Fig. 1, 1 denotes a television siren. This tube, which has the properties mentioned above, has been described in detail elsewhere. The tube 1 contains an evacuated glass vessel in which an electron beam generator is located, which consists of an indirectly heated cathode 2, a control electrode 3 and acceleration electrodes 4 and 6. Suitable sources of voltage and acceleration are provided by the batteries! 7 and 8, the negative bias voltage being applied to the control electrode 3 through a grid bleeder resistor 10. With the help of a focusing coil, the electron stream leaving the cathode is focused into a spot on the mois screen. The screen 11 differs from the mosaic screen of an ordinary single-sided image capturing tube nmr in that it is transparent so that the image of an object 12 which is to be worn can be turned with the aid of a lens 13 from backwards onto the mosaic layer. The electron beam is caused to perform a scanning movement with the aid of the deflection plates 14 and the deflection coils 16; the deflection plates 14 turn, as described elsewhere, preferably shaped in such a way that distortion during scanning is excluded. An electrode 17 with a slot 18 is used to shield against electrosites. ^{An electrode 1} IQ with a hole in the middle, which serves as a collecting electrode, is located on the other side of the deflection plates and picks up the electrons that do not reach the mosaic screen,

Di© Strahielektronen fliegen mit sehr geringer Geschwindigkeit dem Mosaiksehiirm ziu, d. h. mit einer Geschwindigkeit, die im Augenblick dee Auftreffens auf den! Schirm nahezu. Null ist. Die Bedeutung dieses Merkmals besteht darin, daß das Verhältnis der emittierten Sekundärelektronen zn den Priniärelektronen beim Auftreffen, auf dem Schirm kleiner als 1 ist. Beim Betriebe einer solchen Röhre nehmen die Mosaikelemente des Schirmes Potentiale an, welche der Intensität des auf sie auf fallenden Lichtes proportional sind. Dia am hellisten belichteten Mosaikelemente werden am stärksten positiv gegenüber 'den vollkommen unbelichteten'. Die positiven Ladungen, welche die Bildhelligkeit wiedergeben, wenden durch den abtastenden Kathodenstrahl neutralisiert. Wenn die Elektronen¹ des abtastenden Strahls: auf diejenigen Teile ;des Schirmes auffallen, welche negativ gegenüber der Kathode sind, müssen sie kurz vor Erreichung der Schirmoberfläche wieder umkehren, weil ihre Geschwindigkeit dann Null geworden ist. Da diese Elektronen also nicht auf den Schirm auf treffen können, kehren siie zu, einer Sammelelektrödfe 19 zurück, welche in der Nähe der Elektronenquelle liegt. Die Abtastmittel, welche dian Elektronenstrahl über den Schirm hinweg ablenken, sinid so. gewählt, daß diejenigen Elektronen, welche 'den Schirm nicht erreichen, auch nicht zur Elektronenquelle zurückfliegen, sondern -vielmehr Bahnen durchlaufen, dia von den auf dem Hiniweg zum Schirm durchlaufenen abweichen..The beam electrons fly towards the mosaic screen at a very low speed, ie at a speed which at the moment of impact on the! Screen almost. Is zero. The significance of this feature is that the ratio of the emitted secondary electrons to the primary electrons when they hit the screen is less than 1. When operating such a tube, the mosaic elements of the screen take on potentials which are proportional to the intensity of the light falling on them. The most brightly exposed mosaic elements are the most positive compared to 'the completely unexposed'. The positive charges, which reflect the image brightness, are neutralized by the scanning cathode ray. When the electrons ^{1 of} the scanning beam: fall on those parts; of the screen which are negative in relation to the cathode, they have to reverse again shortly before they reach the screen surface because their speed has then become zero. Since these electrons cannot hit the screen, they return to a collecting electrode 19, which is located in the vicinity of the electron source. The scanning means which deflect the electron beam across the screen are so. chosen that those electrons that do not reach the screen do not fly back to the electron source, but rather run through paths that differ from those traversed on the way to the screen ..

Eine Röhre dieser Art zeigt eiine lineare Beziehung zwischen .der Intensität dies auf sie fallenden Bildlichtes und der Amplitude des von ihr gelieferten Fernsehisignals·, Die Röhre wind so eingestellt, daß, wenn die Masiaikelektrodei π unbelichtet ist, alle Elektronen des Strahls vom Schirm zurückgestoßen wenden und die Sammelelektrode 19 erreichen. Bei einer Belichtung des· Schirmes 11 erreichen auch Stnahlelektroneni diesen- Schirm und neutralisieren die positiven Ladungen, walche durch die Photoelektronenemission des Schirmeis, erzeugt worden sind. Dieser neutralisierende Strom bildet das Fernsehsignal. Es· wind vorzugsweise an der Signalplatte gewonnen unld einem Vorverstärker 20 zugeführt vermittels des Spannungsabfalls, der sich an dem Ausgangswiderstand 212 bildet.A tube of this type shows a linear relationship between the intensity of the image light falling on it and the amplitude of the light from it supplied television signal, the tube is adjusted so that that if the Masiaikelelectrodei π unexposed is, turn all electrons of the beam repelled from the screen and the collecting electrode 19 reach. When the screen 11 steel electrons also reach this screen and neutralize the positive charges generated by the photoelectron emission of the umbrella egg have been. This neutralizing current forms the television signal. It · winds preferably at the Signal plate obtained and fed to a preamplifier 20 by means of the voltage drop that occurs forms at the output resistor 212.

Das Gesagte läßt erkennen, daß bei einer negativen Spannung an der Steuerelektrode 3, die genügend hoch ist, um dem Elektronenstrahl au unterbrechen, das Ausgangssignal der Röhre 11 dasselbe ist wie bei einem vollkommen unbelichteten Mosaikschirm. Gemäß ider Erfindung wind deshalb der Elektronenstrahl¹ mit der Frequenz der Zeilenablenkung gesperrt, so daß der Spannunigsverlauf am Widerstand 22 die in AbIb. 2 dlargestellte Gestalt ioo annimmt.What has been said shows that with a negative voltage at the control electrode 3, which is high enough to interrupt the electron beam, the output signal of the tube 11 is the same as with a completely unexposed mosaic screen. According to the invention, therefore, the electron beam ^{1 is} blocked with the frequency of the line deflection, so that the voltage curve at the resistor 22 corresponds to that shown in Fig. 2 takes shape illustrated ioo.

In Abb. ι äst mit 216: ein geeigneter Generator bezeichnet, welcher Synchronimpulse und Austastimpulse erzeugt. Dieser Generator kann in an sich bekannter Weise umlaufenide Lochscheiben besitzen ader Rährenschwinigiungserzeuger, die Impulse liefern'. Die Synchromimpulse für dieBilidkoondinate werden über eine Leitung 27 einem Ablenkungsstromkreis 28 zugeführt, 'der die Ablenkspulen 10 speist. Die Zeilenimpulse gelangen über eine Leitung 29 an den Zeilenablenkgenerator 3.1, an den die Platten 14 angeschlossen sind.In Fig. Ι ast with 216: a suitable generator is designated, which generates sync pulses and blanking pulses. This generator can in itself As is known, revolving perforated disks have ve Rährenschwinigiungsgenerator, the impulses deliver'. The synchromesh pulses for the bilid coordinates are fed via a line 27 to a deflection circuit 28 to which the deflection coils 10 feeds. The line pulses arrive via a line 29 to the line deflection generator 3.1, to the the plates 14 are connected.

Gemäß der Erfindung werden in das Fernsehsignal der Senideröhre 1 die Schwarzwerte periodisch dadurch eingeführt, daß Austastimpulse dies Generators 26 'de-r Steuerelektrode 3 zugeführt werden, und zwar über einen geeigneten Stromkreis-, der aus einem Verstärker 32 bestehen kann·. Gemäß der -in Abb. 1 dargestellten Atiisfühnungsfonm gelangen die Austastimpulse über einen Kopplungsr kondensator S an dlie Steuerelektrode 3 der BiIdzerliegerröhre. Auf die in dieser Weise erzeugten Schiwarzwerte im Fernsehsignal können die Synchronimpulse in bekannter Weise aufgesetzt werden, wie in Abb. 3 der Zeichnung dargestellt ist. Zu diesem Zweck kann man die Zeilen- unld die Zeilen-According to the invention, the black levels in the television signal of the Senider tube 1 are periodic introduced in that blanking pulses are fed to the generator 26 'of the control electrode 3, via a suitable circuit, which may consist of an amplifier 32 ·. According to the form of guidance shown in Fig. 1 the blanking pulses via a coupling capacitor S to the control electrode 3 of the image converter tube. The sync pulses be placed in a known manner, as shown in Fig. 3 of the drawing. to for this purpose one can use the line and line

zugimpulse einer geeigneten Stufe im Bildsignalverstärker 2i zuführen, so daß die Synchronimpullse und das Fernsehsignal additirv gemischt werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist in· Abb. 6 dargestellt und wird' im einzelnen weiter unten 'beschrieben-. Die Synchronimpulsie wenden, wie Abb. αί erkennen läßt, über eine Leitung 33 dem Verstärker 34 zugeführt. Es* wind dabei angenommen), daß Austastimpulse sowohl mit der Zeilenfrequenz als auch mit der Zeilen'zugfrequenz an der Steuerelektrode 3 liegen..feed train pulses to a suitable stage in the image signal amplifier 2i, so that the sync pulses and the television signal are mixed additirv. One way to achieve this is shown in · Fig. 6 and is described-'in detail below'. The synchronous impulses turn, as shown in Fig. Αί, fed to the amplifier 34 via a line 33. It is assumed that blanking pulses are applied to the control electrode 3 with both the line frequency and the line frequency.

Die ibesdhriiebane Einrichtung erzeugt an dieni Ausgangsklemmen des Verstärkers 21 ein Signal, welches im wesentlichen aus dem reinen Fernsehsignal am Widerstand¹ 22 besteht undi bei- welchem auf den in Abb. 2 waagerecht verlaufendem Signalteilen· Synchronimpulse enscheinem. Es- kann· isomit an irgendeiner Stelle des Übertragungsweges, also entweder im Sender oder im Empfänger, die Gleichstromkoimponente wieder eingeführt wenden;, da der Abstand der sogenannten Wechseistnomachse des gesamten Spannungsverlaufs bis- zum Schwarzwert ein· Maß für die Gleichstromkomponente gibt.The ibesdhriiebane means generates at Dieni output terminals of the amplifier 21 a signal which consists essentially of the pure television signal at resistor ¹ 22 undi examples which enscheinem on · in Fig. 2 horizontally verlaufendem signal portions sync pulses. The direct current component can be reintroduced at any point along the transmission path, i.e. either in the transmitter or in the receiver, since the distance between the so-called alternating nominal axis of the entire voltage curve up to the black level is a measure of the direct current component.

Trotzdem ein Signal gemäß Abb. 3 mit befriediigendem Ergebnis fernübertiragen wenden kann, empfiehlt es sich, die Synchronimpuilse gegenüber den Schwarzwerten noch etwas zu überhöhen. Der Grund dafür ist der, daß die Basis der Syncforonimipuilse im Empfänger die Kathodenstrahlröhre während der Zeilen- unidBiirdrückläuifei sperren, muß.. Wenn die Basis der Synohronimpudise nur bis zum Schwarzwert geht, statt etwas darüber hinaus, ist die Einstellung des Empfängers· ziemlich kritisch'. Die gewünschte Überhöhung für die Synehronimpulse läßt sich ζ, B. durch gleichmäßige Belichtung des Mosaikschirmes erreichen. Diese Belichtung muß ziemlich schwach sein und' kann beispielsweise mittels der Lampe 41, die über einen· Vorschaltwiderstand! 43 'gespeist wird, und des Linsensystems 42 bewerkstelligt werden. Die Abb. 4 zeigt das Ausgangs«ignal im Wildenstand 2a mit einer Überhöhung der Basis 44 derSynchronimpulse durch eine solche gleichmäßige Hil'fsbalichtung. Die Abb. 5 zeigt die B ilidhelligkeits signale, d'ie Überhöhungen der Basiis der Synchronimpudise sowie die Synchronimpulse selbst.Even though a signal according to Fig. 3 can be transmitted remotely with a satisfactory result, it is advisable to increase the sync pulse a little higher than the black values. The reason for this is that the base of the sync foronimipuilse in the receiver has to block the cathode ray tube during the line unidirectional pressure. . The desired exaggeration for the Synehronimpulse can be achieved ζ, B. by uniform exposure of the mosaic screen. This exposure must be fairly weak and can be achieved, for example, by means of the lamp 41, which has a series resistor! 43 'is fed, and the lens system 42 can be accomplished. Fig. 4 shows the output signal in the Wildenstand 2a with an elevation of the base 44 of the sync pulses due to such a uniform auxiliary signal. Fig. 5 shows the picture brightness signals, the peaks of the base of the sync pulses and the sync pulses themselves.

Statt einia zusätzliche Belichtung zur Erzeugung der Überhöhung zu verwenden, können die Ausgangsimpuilse des Verstärkers' 321 über einen Schalter 46 und eine Leitung 47 .an einen Punkt im Verstärker ar geleitet werden, wo- sie sich zu den reinen· BilidhelMgkeitesiignalen gemäß Abb. 2 addieren'. Auch' in diesem Fall entstehen, wenn außerdem noch die Synchronimpulse hinzugefügt wenden, Signale nach Abb·. 5.Instead of using an additional exposure to generate the elevation, the output impulses of the amplifier '321 via a switch 46 and a line 47 .to a point in the Amplifiers are routed, where they are converted to the pure BilidhelMgkeitesiignalen according to Fig. 2 add'. Also 'in this case arise if the sync pulses are also added turn, signals according to fig. 5.

In Abb. 6 ist an einem Beispiel eine¹ zweckmäßige Ausführung für den Verstärker gezeigt. Die Ausführung hält sich im Rahmen des fachmännisch üblichen und zeigt drei Verstärkerröhreo 5'i bis 53, welche einen gemeinsamen Anodenwiiderstand 54 'besitzen, so daß die Signale, welche 'den drei Röhren zugeführt wenden, sich addieren^. Die Schaltung zeigt auch die üblichen AmOdendrosselspulen, um eine genügende Verstärkung für die höheren Frequenzen, sicherzustellen.In Fig. 6 is a ¹ expedient embodiments for the amplifier is shown in an example. The design is within the scope of what is customary in the art and shows three amplifier tubes 5'i to 53, which have a common anode resistor 54 ', so that the signals which are fed to the three tubes add up ^. The circuit also shows the usual Amode choke coils to ensure sufficient gain for the higher frequencies.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for the introduction of black levels in the Bildheliligkeitsisiiginal of Kathadenstnahlbildabtastern, in which the screen is scanned with beam electrons, the when on almost zero speed hit half, characterized in that for Introduction of the tail values into the output voltage of the imaging tube of the scanning beam is interrupted in a manner known per se.

2. Circuit arrangement according spoke 1, characterized in that the base for the Synchronization pulses preferably through a weak, uniform exposure of the screen the image decomposing tube in the black direction; shifted out of the range of the image brightness signals will.

1 sheet of drawings