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Verfahren und Anordnung zur zeitlichen Verschiebung von Zeichenfolgen,
insbesondere von periodischen Folgen rechteckiger Impulse - beim Fernsehen Die Fernsehübertragung
mehrerer an verschiedenen Stellen aufgenommener Ereignisse erfordert besondere Vorkehrungen,
wenn die einzeln aufgenommenen Bilder an der zentralen Sendestelle überblendet werden
sollen. In vielen Fällen hat es sich als geeignet erwiesen, an dieser zentralen
Sendestelle einen Haupttaktgeber vorzusehen, von welchem die einzelnen Aufnahmestellen
über Kabel mit Synchronisierimpulsen versorgt werden. Damit die von den einzelnen
Aufnahmestellen kommenden Bildsignale in bezug auf ihre Synchronisierlücken trotz
der verschieden großen Kabellängen die gleiche Phase haben, d. h. das Bild gegenüber
dem Raster nicht verschoben ist, müssen die zur Synchronisierung der verschiedenen
örtlichen Aufnahmestellen bestimmten Impulsfolgen zeitlich verschoben abgesandt
werden, und zwar zweckmäßigerweise derart, daß die Größe der Verschiebung auf die
weitest entfernte Aufnahmestelle bezogen wird. Hierzu ist es erforderlich, an der
zentralen Taktgeberstelle eine Vorrichtung anzuordnen, welche die Möglichkeit bietet,
die Impulsfolgen regelbar, unter normalen Verhältnissen etwa bis zu einer Zeile
zu verzögern. Bei einem 44r-Zeilen-Bild beträgt diese Zeit 90,7 ,usec, was etwa
der Laufzeit über eine Kabelschleife von,z5 km entspricht.
Da die
Synchronisierimpulse aus bekannten Gründen eine rechteckige Kurvenform haben sollen
und daher außer der Grundwelle eine große Anzahl von Oberwellen aufweisen, bereitet
die Verschiebung solcher Impulse besondere Schwierigkeiten. Eine formgetreue Verschiebung
erfordert mehrere hundert Verzögerungsglieder, da bei großer Bandbreite jedes einzelne
Filterglied nur eine kleine Phasenlaufzeit hat. Die Phasenlaufzeit z. B. einer Drosselkette
ist gegeben durch die Beziehung
ist also umgekehrt proportional der Grenzfrequenz bzw. dem Durchlaßbereich. Man
hat daher vereinfachte Verfahren angewendet, die aber bisher alle nicht den zu stellenden
Anforderungen genügten. Unter diesen gibt es solche, die nur gestatten, eine feste
Verschiebung um '-` oder ein Mehrfaches davon vorzunehmen. 4 Es sind aber auch solche
bekannt, bei denen eine kontinuierliche Verschiebung vorgenommen werden kann. Ein
Verfahren der letzteren Gruppe sieht z. B. vor, aus der Impulsfolge die Grundwelle
oder eine höhere Harmonische mit Hilfe eines abgestimmtenSchwingungskreises herauszusieben,
diese Schwingung zu verzögern und danach mit ihr einen Impulsgenerator zu synchronisieren.
Wenn man bei diesem Verfahren die Grundwelle benutzt, so läßt sich wegen der geringen
Flankensteilheit eine einwandfreie Synchronisierung nicht gewährleisten. Benutzt
man aber eine Oberwelle, so ist es notwendig, den Impulsgenerator so arbeiten zu
lassen, daß er nur jeweils auf die dritte oder vierte usw. Schwingung anspricht,
d. h. er muß hierzu eine Frequenzteilung vornehmen. Die Schwierigkeiten bei einem
solchen Verfahren sind hinlänglich bekannt. Ein weiteres bekanntes Verfahren sieht
vor, durch den Impuls einen Kondensator aufladen zu lassen und, da diese Aufladung
nicht momentan, sondern in Abhängigkeit von der Zeit erfolgt, je nach der gewünschten
Impulsverschiebung die Vorspannung einer Abschneidevorrichtung zu ändern, welche
infolgedessen nur von einem bestimmten Spannungswert der an diesem Kondensator auftretenden
Spannung ab durchlässig ist. Dieses Verschiebungsverfahren gestattet aber nur eine
Impulsverschiebung um höchstens eine Impulsbreite, aber in keinem Fall um eine ganze
Zeilenlänge.
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Alle diese bei den bekannten Verfahren zur Verschiebung von Impulsen
auftretenden Schwierigkeiten und Mängel werden durch das Verfahren der vorliegenden
Erfindung beseitigt, welches vorsieht, zur zeitlichen Verschiebung von periodischen
Folgen gleichartiger Zeichen, die sich aus einer Grundwelle und einer großen Zahl
von Oberwellen zusammensetzen, insbesondere von solchen mit rechteckigen Impulsen
beim Fernsehen, nur die Grundwelle und eine kleine Zahl von Oberwellen zu verwenden.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß auch Gemische von periodischen Folgen gleichartiger Zeichen ohne zusätzliche
Mittel verschoben werden können. Dies ist besonders vorteilhaft für die zeitliche
Verschiebung von Synchronisierimpulsgemischen beim Fernsehen.
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An Hand der Figuren wird die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert.
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Die Impulsfolge i gemäß Fig. i wird den Klemmen 3, q. einer Schaltanordnung
nach Fig. 2 zugeführt. Sie wird in der Röhre 5, in deren Ausgangskreis der Teil
6 einer Filterkette 7 liegt, verstärkt. über den Kondensator 8 ist der Anodenkreis
dieser Röhre 5 an den Gitterkreis der Röhre 9 gekoppelt, in dem der zweite Teil
io des Filters 7 liegt. Die erforderliche Zahl der einzelnen einzuschaltenden Filterglieder
wird durch die Stufenschalter i i und 12 eingestellt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich
ist, besteht das Filter 7 aus einer Anzahl von einzelnen Filtergliedern 13, die
alle denselben Durchlaßbereich aufweisen, und zwar umfaßt dieser die Grundwelle
und einen kleinen Teil der Oberwellen. Wie bekannt, bewirkt jedes Filterglied eine
bestimmte zeitliche Verschiebung der Schwingungen, welche es zu übertragen hat.
Wenn also eine vorgegebene Verschiebung erzielt werden soll, so müssen die Phasenlaufzeiten
mehrerer Filterglieder addiert werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die
einzelnen Filterglieder nicht nacheinander einzuschalten, wie es an sich möglich
wäre, sondern die gesamte Kette fest und an ihren Enden reflexionsfrei abgeschlossen
zwischen den Verstärkerstufen 5 und 9 anzuordnen und zur Regelung hochohmig abzugreifen.
Der beiderseitige Abschlußwiderstand wird gleich dem Wellenwiderstand gemacht: Zum
Zweck einer kontinuierlichen regelbaren Verschiebung wäre es notwendig, parallel
zum Längsglied der einzelnen Filterglieder einen Widerstand anzuordnen, an dem die
Spannungen zu- oder abgeführt werden. Dies würde zu einem zusätzlichen großen Aufwand
an Schaltelementen führen, was in der Praxis nicht notwendig ist, da infolge der
an sich kleinen Phasenlaufzeit eines einzelnen Filtergliedes der Verschiebungsunterschied
zwischen zwei Schaltstufen nicht groß ist. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Zu-
und Abführung der Spannungen über die Schalter i i und 12, deren einzelne Klemmen
an bestimmte Punkte der Filterkette 7 angeschlossen sind. Die Eingangs- bzw. Ausgangsklemme
dieser Schalter liegen an der Anode der Röhre 5 bzw. am Gitter der Röhre 9. An den
Abgreifpunkten liegen also parallel zur Kette einerseits der Innenwiderstand der
vorgeschalteten Röhre 5, andererseits der Gitterableitwiderstand der nachgeschalteten
Röhre 9; beide sind, verglichen mit dem Wellenwiderstand der Filterkette, hinreichend
groß.
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Am Gitter der Röhre 9 tritt j e nach der abgegriffenen Zahl von Filtergliedern
ein entsprechend verzögerter Kurvenzug 14 gemäß Fig. i auf, bei dem durch die als
Abschneidevorrichtung und gleichzeitig als Steilheitsverstärker ' wirkende Röhre
9 der unter der gestrichelten Linie 15 liegende Teil des Kurvenzuges 14 abgeschnitten
und der restliche verstärkt wird, so daß im Anodenkreis der Röhre 9 ein Impuls 16
erscheint. Dieser
Impuls wird über den Kondensator 17 der folgenden
Röhre 18 zugeführt, welche wiederum als Abschneidevorrichtung geschaltet ist und
als Steilheitsverstärker wirkt. Durch diese Röhre wird der obere Teil des Impulses,
der oberhalb der gestrichelten Linie ig liegt, abgeschnitten, so.daß im Anodenkreis
der Röhre 18 wieder ein rechteckiger Impuls 2o erscheint, der in seiner Form dem
Impuls i entspricht, aber um das Zeitintervall 21 verschoben ist. Im Anschluß an
die Röhre 18 ist über den Kondensator 22 noch eine Röhrenstufe 23 geschaltet, die
einmal eine Versteilerungsreserve darstellt und zum anderen bewirkt, daß der verzögerte
Impuls mit derselben Phase an den Klemmen 24 und 25 abgenommen werden kann, mit
welcher der zu verzögernde Impuls den Klemmen 3 und 4 zugeführt wurde.
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Es hat sich bei praktischen Versuchen ergeben, daß eine Verzögerung
um die Zeit einer Zeilenabtastung für fast alle Fälle ausreichend ist. Diese Zeit
beträgt bei einem 44i-Zeilen-Bild 90,7,usec. Auch hat sich ergeben, daß die erfindungsgemäße
Anordnung mit ausreichender Genauigkeit arbeitet, wenn sich die Amplituden 27 :
26 = i : 4 bis 5 verhalten. Bei einem 44i-Zeilen-Bild, bei dem die Zeilenfrequenz
i i o25 Hz beträgt, wird die Voraussetzung erreicht, wenn die Filterkette für die
Durchlaßbandbreite von io bis 35o kHz gewählt wird, d. h. die Durchlaßbandbreite
reicht bis zur 30. Oberwelle. Wenn man aber das Synchronisierimpulsgemisch einer
Fernsehdarbietung verzögern will, welches eine tiefste Grundwelle von 25 Hz enthält,
so muß die Durchlaßbandbreite in diesem Fall von der niedrigsten Grundwelle bis
zur 30. Oberwelle der höchsten Grundwelle reichen. Es hat sich für alle vorkommenden
Fälle als zweckmäßig erwiesen, Tiefpaßfilter in Form von Drosselketten zu verwenden.
Zur Ausführung der Erfindung werden in dem einen Teil der Filterkette go Einzelglieder
in g Gruppen zu je io Einzelgliedern vereinigt und diese 9 Gruppen mit entsprechenden
Kontakten eines der beiden Schalter verbunden. Dadurch wird eine Grobunterteilung
mit einer Verschiebung von jeweils io °/o der Gesamtverschiebung erzielt. Die übrigbleibenden
io Filterglieder werden mit den Kontakten des anderen Schalters direkt verbunden,
und es wird dadurch eine Feinteilung von jeweils io 1/o der Grobteilung oder i 1/o
der Gesamtteilung erreicht. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Trennkondensator
8 zwischen beiden Teilen der Filterketten anzuordnen und im besonderen den Teil
6 zur Feinteilung und den Teil io der Filterkette zur Grobteilung zu verwenden.
Dies ist deshalb von Vorteil, weil in diesem Falle der größte Teil der Filterglieder
im Gitterkreis der Röhre 9 und damit an niedrigem Potential liegt. Die erforderliche
Abschneidehöhe der Röhren 9 und 18 wird durch die veränderlichen Widerstände 2;8
und 29 eingestellt und die Ausgangsamplitude durch den veränderlichen Anodenwiderstand
3o einreguliert.
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Ein besonderer Vorteil der Anordnung ist, daß die zeitliche Verzögerung
von Röhreneigenschaften unabhängig ist und daher sehr betriebssicher arbeitet. Da
bei einer Grenzfrequenz von 35o kHz die Induktivitäten und Kapazitäten der Filterkette
klein sind, ist auch der räumliche Aufwand gering.
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Abgesehen von dem beschriebenen Beispiel im Zusammenhang mit Impulsen
für Fernsehdarbietungen läßt sich das Verfahren in gleicher Weise auch für die Verschiebung
von Impulsen geringerer Steilheit und andere Verwendungszwecke benutzen.