DE905144C - Einrichtung zur absatzweisen Mehrfachuebertragung fuer das Farbfernsehen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von zeitlich absatzweise arbeitenden Mehrfachnachrichten-Übertragungssystemen und insbesondere auf die zeitlich absatzweise Mehrfachübertragung sowie auf den Empfang von zeitlich absatzweise übertragenen Farbfernsehsignalen.

Dabei bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage zur zeitlich absatzweisen Mehrfachübertragung von Farbfernsehsendungen, welche sich besser als gemäß früheren Vorschlägen unter Benutzung der bereits im Gebrauch befindlichen Schwarzweißfernsehgeräte empfangen läßt.

Die Erfindung macht dabei Gebrauch von absatzweise arbeitenden Mehrfachübertragungseinrichtungen, bei welchen die Signale mehrerer Signalquellen als Impulse nacheinander abgegriffen und über einen einzigen Übertragungskanal übertragen werden, hinter welchem die Signale synchron mit dem vor dem Kanal liegenden Umschalter mittels eines weiteren Umschalters einer Mehrzahl von Einzelkanälen zugeführt werden, die den einzelnen Signalquellen auf der Senderseite entsprechen. Die Erfindung ist dabei gekennzeichnet durch vor dem erwähnten Übertragungskanal liegende Einrichtungen, welche von wenigstens einer der Signalquellen Energie abzweigen und diese abgezweigte Energie mit dem Signal wenigstens einer anderen Signalquelle vereinigen, derart, daß eine Vergleichmäßigung der abgegriffenen Impulse zustande kommt, und ist ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche hinter dem erwähnten Übertragungskanal diese Energieabzweigung wieder rückgängig machen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und verbesserter Geräte zur Verkleinerung der relativen Amplitude der Kommutierungsfrequenz im übertragenen Bildhelligkeitssignal.

Außerdem hat die Erfindung den Zweck, ein zeitlich absatzweise übertragenes Farbsignal anzugeben, welches sich insbesondere für den Empfang mit Schwarzweißempfängern eignet.

ίο Schließlich ist noch ein Zweck der Erfindung darin zu sehen, ein verbessertes Verfahren und verbesserte Geräte zur Verminderung der sichtbaren Wirkung der Signalkommutierung anzugeben, die normalerweise in zeitlich absatzweise arbeitenden Farbfemsehsystemen als Punktstruktur bezeichnet werden.

Zur Erreichung dieser Ziele wird gemäß der Erfindung von einem Kunstgriff Gebrauch gemacht, der im folgenden als eine Farbbeimischung bezeichnet werden wird und der eine bestimmte Beimischung oder Zuao mischung eines Signals in wenigstens einen der primären Farbkanäle bedeutet, wobei das zugemischte Signal von einem oder mehreren der anderen primären Farbkanäle vor dem senderseitigen Umschalter herstammt. Dementsprechend wird an dem zeitlich as absatzweise arbeitenden Färb empfänger, d. h. hinter dessen Umschalter zur Korrektion dieser Beimischung eine Subtraktion zwischen den einzelnen Farbkanälen vorgenommen, damit jeder Farbkanal des Empfängers wieder nur die ursprüngliche Grundfarbe, die auf der Senderseite in diesem Farbkanal vorhanden war, wiedergibt. Diese Beimischungseinrichtung bzw. dieses Beimischungsprinzip vermindert die Amplitude der ungewünschten Umschaltfrequenz, die tatsächlich vom Sender übertragen wird, und vermindert daher auch die Punktstruktur, die sowohl bei einer Schwarzweißwiedergabe der Bilder als auch bei einer Farbwiedergabe empfangsseitig sichtbar wird.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für den Sender einer Farbfernsehanlage; Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform in der Anwendung auf einen Farbfernsehempfänger; in

Fig. 3 ist der Verlauf bestimmter Kurven dargestellt, welche für das mit der Einrichtung nach Fig. ι erzeugte Sendesignal gelten; Fig. 4 erläutert das Zeilensprungverfahren, welches beim Sender nach Fig. ι und beim Empfänger nach Fig. 2 benutzt wird;

Fig. 5 läßt das Elementensprungverfahren genauer erkennen, das ebenfalls im Sender nach Fig. ι und im Empfänger nach Fig. 2 benutzt wird;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer besonderen Schaltungsanordnung, mit der die Erfindung in einem Sender nach Fig. 1 verwirklicht werden kann; Fig. 7 ist eine schematische Wiedergabe einer anderen Schaltungsanordnung, die sich auf einen Empfänger nach Fig. 2 bezieht;

Fig. 8 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der Anwendung auf einen Sender dar und eignet sich für den Betrieb des Senders mit einei höheren Umschaltfrequenz als die Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 9 ist eine Ausführungsform der Erfindung für einen Farbfernsehempfänger der im wesentlichen in Fig. 2 dargestellten Art, aber für ebenfalls eine höhere Umschaltfrequenz;

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer anderen Schaltungsanordnung für den Sender nach Fig. 1 und schließlich

Fig. 11 ein Blocksghaltbild einer Schaltung, die im Empfänger nach Fig. 2 benutzt werden kann.

Bevor die Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben werden, sei zunächst der grundsätzliche Aufbau eines Fernsehsignals gemäß der Eifindung erläutert. Zu diesem Zweck sei die Ausführungsform nach Fig. 1 betrachtet, in der ein zeitlich absatzweise verlaufendes Farbfernsehsignal hergestellt wird. Die Fig. ι enthält eine Signalabgreifvorrichtung oder Kommutator, d. h. einen Umschalter, der mit 10 bezeichnet ist. Er dient in einer dem Fachmann vertrauten Weise dazu, die Ausgänge von drei verschiede- so nen Farbkanälen 12, 14 und 16 der Reihe nach abzugreifen, wobei diese Kanäle von den Ausgangsspannungen einer grünen, roten und blauen Kamera 18, 20 und 22 gespeist werden.

Es sei bemerkt, daß jeder der Kanäle 12, 14 und 16 zwischen den Farbkameras und dem Schalter 10 durch eine Beimischstufe 23 unterbrochen ist, auf deren Arbeitsweise sich die Erfindung bezieht. Da die Einzelmerkmale und die Wirkungsweise dieser Beimischstufe den Gegenstand der Erfindung darstellen, wird sie g₀ weiter unten noch im einzelnen beschrieben werden. Für die zunächst zu gebende Erläuterung des allgemeinen Prinzips der ganzen Zeitmultiplexanlage sei angenommen, daß die Farbbeimischstufe ausgeschaltet sei und daß jeder der Kanäle 12,14 und 16 kontinuierlieh arbeitet, d. h. Signale ohne Unterbrechung liefert, so daß die Leitung 12 unmittelbar mit der Leitung 12', die Leitung 14 mit 14' und die Leitung 16 mit 16' verbunden ist.

Der Umschalter 10 ist schematisch als umlaufender mechanischer Umschalter mit einem Kontaktarm 24 dargestellt, welcher der Reihe nach die Kontaktsegmente 26, 28 und 30, die dem grünen, dem roten und dem blauen Kamerakanal zugeordnet sind, überstreicht. Die Umschalt- oder Abgreiffrequenz für diese Farbkameras wird durch eine Antriebs- oder Steuerstufe 32 für den Umschalter geliefert. Diese Antriebsstufe 32 wird ihrerseits über einen Sprungoszillator 34, dessen Aufgabe später beschrieben werden wird, synchron durch den Fernsehtaktgeber 36 gesteuert, um alle Bestandteile der ganzen Fernsehanlage im Synchronismus zu halten. Der Taktgeber 36 liefert ferner über die Leitung 38 die synchrone Steuerung der roten, blauen und grünen Kamera 18, 20 und 22. Die Steuerstufe für den Umschalter möge beispielsweise eine Frequenz von 2,8 MHz besitzen. Diese Umschaltfrequenz ist jedoch keineswegs kritisch und kann auch anders gewählt werden, der Wert von 2,8 MHz ist nur zur Veranschaulichung als ein möglicher Wert angegeben.

Wenn man also annimmt, daß an den Kontaktsegmenten 26, 28 und 30 des Umschalters 10 grüne, rote und blaue Farbsignale auftreten, enthält die Ausgangsspannung am Kontaktarm 24 eine Mehrzahl von Impulsen, deren Wiederholungsfrequenz das Dreifache von 2,8 MHz oder 8,4 MHz beträgt. In Fig. 3 a ist

durch die Kurven 40, 42 und 44 die an den Segmenten 26, 28 und 30 des Umschalters 10 auftretende Spannung wiedergegeben, und zwar ganz links für eine nahezu schwarze Bildstelle, anschließend für eine nahezu weiße Bildstelle, dann für eine grüne Bildstelle und schließlich für eine gelbe Bildstelle, die sämtlich durch die grüne, rote und blaue Kamera abgetastet werden. Der Kontaktarm 24 des Umschalters gieift dann der Reihe nach die an den Segmenten 26, 28 und 30 auftretenden Signale ab, und zwar während der Intervalle der Impulse 46, 48 und 50. Hierdurch werden die einzelnen Farbsignale an denjenigen Ausgangsklemmen des Umschalters (der Empfangsseite) hergestellt, an denen der grüne, der rote und der blaue Einzelkanal liegen.

Die Amplitude der vom Umschalter gelieferten Impulse wird daher durch die an den Segmenten des senderseitigen Umschalters liegenden Signalamplituden bestimmt. Der Einfachheit halber sind in Fig. 3 a alle grünen Impulse 46, deren Hüllkurve mit 40 bezeichnet ist und die an dem Segment 26 des Umschalters liegen, mit G bezeichnet. Die roten und blauen Impulse 48 und 50 besitzen die Hüllkurven 42 und 44 und sind mit R und B bezeichnet. Für eine nahezu schwarze Bildstelle haben die grüne, die rote und die blaue Komponente also eine sehr geringe Amplitude, so daß auch die Amplituden der abgegriffenen Impulse entsprechend klein sind. Die Kurve in Fig. 3 b zeigt den tatsächlichen Verlauf der Ausgangsspannung am Umschalter 10. Die Kurve 52 in Fig. 3 b, welche die Spitzenwerte der grünen, roten und blauen Impulse miteinander verbindet, stellt dabei natürlich die Hüllkurve des fernübertragenen Bildsignals dar. Für eine nahezu weiße Bildstelle sind die grünen, roten und blauen Komponenten verhältnismäßig groß, da die grünen, roten und blauen Einzelimpulse natürlich proportional ansteigen. Bei einem grünen Signal fallen die Amplituden der roten und blauen Komponenten erheblich ab, so daß die grünen Impulse 46 überwiegen. Bei einem gelben Signal ist die Amplitude der Impulse 50 klein, während die rcten und grünen Impulse 46 und 48 überwiegen. Die Kurve in Fig. 3 b, welche durch diese Impulse gebildet wird, stellt das Grundsignal des Senders 54 dar. Die Ausgangsspannungen einer Mehrzahl von Farbkameras und im Fall der Fig. 1 aller Farbkameras werden einem Summationskreis 56 zugeführt, welcher wenigstens zwei dieser Farbsignale additiv miteinander mischt und sie einem Hochpaßfilter 58 zuführt. Die Ausgangsspannungen dieses für die Bilddetails vorgesehenen Hochpaßfilters 58 wird sodann dem Sender 54 über eine weitere Summationsstufe 60 zugeführt und in dieser letzteren mit den vom Umschalter 10 herrührenden Signalen additiv gemischt. In dem zuletzt erwähnten Fall kann diese Summationsstufe 60 auch vollständig wegfallen und der grüne Kanal allein an das Hochpaßfilter angeschlossen werden.

Wie weiter oben dargelegt, wird bei dieser Sendeanordnung der Hochfrequenzanteil des farbigen Bildes am Umschalter 10 vorbeigeleitet, so daß keine störende Signalkomponente entsteht, was an sich durch eine Überlagerung (Heterodynwirkung) der Umschaltfrequenz der Umschaltersteuerstufe 32 und der höheren Frequenzen der Farbsignale möglich wäre. Die Kanäle 12, 14 und 16 werden deshalb mit Tiefpaßeigenschaften ausgerüstet, deren oberste Durchlaßfr equenz etwa gleich der tiefsten Durchlaßfrequenz des Nebenschlußzweiges 58 ist. Da die Impulsfrequenz eines zeitlich absatzweise arbeitenden Übertragungskanals zur sicheren Vermeidung des Ubersprechens bekanntlich nicht größer sein soll als das Zweifache der Bandbreite des Übertragungskanals, sieht man, daß die Abgreiffrequenz des Umschalters 10 also ¹I₃ X 2 X 4,2 MHz = 2,8 MHz sein muß, wenn die obere Grenzfrequenz des Durchlaßbereichs für die Bildsignale im Sender 54 den Wert 4,2 MHz hat. Da außerdem bekanntlich die höchste über einen Kanal eines gewöhnlichen, zeitlich absatzweise arbeitenden Übertragungssystems noch naturgetreu wiederzugebende Frequenz nur die Hälfte der Abgreif frequenz dieses Kanals beträgt, besteht keine Notwendigkeit, die Durchlaßeigenschaften der Kanäle 12, 14 und 16 höher zu bemessen als die Hälfte der Umschaltfrequenz von 2,8 MHz, d. h. nicht höher als 1,4 MHz. Hierdurch bestimmt sich auch der Durchlaßbereich des Zweiges 58 für die hohen Bildsignalfrequenzen, welche in der Gegend von 1,4 bis 4,2 MHz liegen, wobei die oberste Grenzfrequenz dieses Bandes ihrerseits durch die obere Grenzfrequenz des Senderdurchlaßbereiches bestimmt ist, welche nach dem obigen gewöhnlich 4,2 MHz beträgt. Bei der dargestellten Anordnung ist die Modulationshüllkurve der übertragenen Bildsignale also praktisch die in Fig. 3 b durch die Kurve 52 dargestellte Kurve, jedoch natürlich mit der Ausnahme, daß die hochfrequenten Bildeinzelheiten stets, d. h. ohne Rücksicht auf den Kommutator 10 übertragen werden. Zur Erleichterung und zur Verdeutlichung der Zeichnung ist die Hochfrequenzkomponente nicht mit dargestellt worden.

In Fig. 2 ist eine Empfangseinrichtung dargestellt, die sich zum Empfang der durch den Sender nach Fig. ι übertragenen Signale eignet. Gemäß früheren Vorschlägen enthält dieser Empfänger einen Hochfrequenzteil 60 zum Empfang und zur Demodulation des fernübertragenen Farbfernsehträgers. Diedemodulierten Bildsignale, die etwa der Kurve in Fig. 3 b entsprechen, treten daher an den Ausgangsklemmen 62 des Hochfrequenzteils 60 auf. Die Schaltung enthält außerdem eine übliche Synchronimpulsabtrennstuf e 64, einen Ablenkteil 66 für die Strahlablenkung in den Bildwiedergaberöhren, einen Sprungoszillator 68 und eine Steuerstufe 70 für den Verteiler 72, die sämtlich an den Hochfrequenzteil 60 angeschlossen sind. Ferner stellt ebenso wie bei früheren Vorschlägen der Umschalter 72 nur symbolisch einen Signalverteiler dar, und zwar von gleicher Beschaffenheit wie der Umschalter 10 in Fig. i, der ebenso wie dort mit einem Kontaktarm 74, welcher der Reihe nach über die Kontaktsegmente 75, 76, 77 hinwegstreicht, dargestellt ist. Der Kontaktarm 74 wird über die Steuerstufe 70 und den Sprungoszillator 68 von der Ausgangsseite der Synchronimpulsabtrennstufe 64 angetrieben und läuft genau synchron und phasengleich mit dem Kontaktarm 74 des Verteilers 10 in Fig. 1 um. Wenn also ein grüner Impuls durch den Umschalter 10 in Fig. 1 eingeschaltet wird, befindet sich der Kontaktarm 74 auf

dem Segment 75. Ebenso werden die roten und blauen Impulse den Segmenten 76 und 77 des Empfängerkommutatois 72 zugeleitet.

Die Ausgangsspannungen am Empfangsverteiler 72, d, h. an seinen Klemmen 75, 76 und 77, werden über die Leitungen 78, 79 und 80 den Tiefpai3kreisen zugeleitet, deren Grenzfrequenz gleich der Grenzfrequenz der Tiefpaßkreise 12, 14 und 16 des Senders ist. Hierdurch werden die hochfrequenten Signalkomponenten von der grünen, roten und blauen Bildwiedergaberöhie 88, 90 und 92 ferngehalten. Man sieht, daß auch hier gemäß der Erfindung die Stromwege 78, 79 und 80 vom empfangsseitigen Verteiler 72 noch durch eine Einrichtung zur Intensitätserhöhung der Farben unterbrochen sind. Wie bei dem Farbbeimischer in Fig. ι sei eine genauere Betrachtung dieser zur Intensivierung der Farben dienenden Einrichtung einer späteren Betrachtung vorbehalten, während für die vorliegende überschlägliche Betrachtung diese Intensivierungseinrichtung außer acht gelassen werden soll. Die Leitungen 78, 79 und 80 können also im Äugenblick als unmittelbar verbunden mit den Leitungen 78', 79' und 8.0' angesehen werden.

Die Hochfrequenzbildsignäle für die Bilddetails werden am Empfänger am Ausgang des Hochfrequenzteils 60 mittels eines diesen Bilddetails zugeordneten Hochpaßfilters 93 abgetrennt, dessen Ausgangsspannung mit einem oder mehreren der Farbkanäle 78, 79 und 80 kombiniert werden kann. Wenn auch in Fig. 2 die Ausgangsseite dieses Hochpaßfilters 93 allen drei Farbkanälen mit - Hilfe der Summationsstuf en 94, 95 und 96 zugeführt wird, so bedarf es doch keiner Betonung, daß die Zuführung dieser Bilddetails auch auf einen einzigen Kanal, beispielsweise den grünen Kanal 78, beschränkt sein kann. Wie in Fig. 1 hat das Hochpaßfilter eine Bandbreite, dessen untere Grenzfrequenz bei der oberen Grenzfrequenz des grünen, roten und blauen Kanals liegt. Die obere Frequenzgrenze des Filters 93 braucht natürlich nicht höher zu sein als 4,2 MHz, d. h. nicht höher als die höchste Frequenz des Senders 54.

Diese neue Vorbeileitung der die Bildeinzelheiten darstellenden Signale der verschiedenen Farbkanäle an dem Umschalter oder Verteiler des Farbfernsehsenders und -empfängers bewirkt eine Verkleinerung bzw. Verminderung der Punktstruktur im Empfangsbild und bewirkt ferner eine erhebliche Erhöhung der im Wiedergabebild zulässigen Lichtstärke, ohne Bilddetailverluste durch Strahlverbreiterung in den Wiedergaberöhren befürchten zu müssen. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß wegen der Vorbeileitung der Bilddetails im Sender keine durch die Kommutierung mit 2,8 MHz hervorgerufene Frequenzfälschung auftritt. An der Ausgangsseite des empfangsseitigen Verteilers 72, der eine Kommutierungskomponente von 2,8 MHz erzeugt, wird also durch die auf i,4 MHz beschränkte Bandbreite der Tiefpaßfilter 78, 79 und 80 diese Komponente unterdrückt, so daß kein sichtbares Bildpunktraster im Empfangsbild entsteht.

Man sieht also, daß, da die ankommenden Hochirequenzkomponenten im Empfänger nach Fig. 2 dem Kommutator 72 zugeleitet werden, dort eine Überlagerung dieser Hochfrequenzkomponenten mit der Kommutierungsfrequenz stattfinden könnte, so daß fälschlicherweise Niederfrequenzkomponenten auftreten könnten. Die Wirkung dieser Niederfrequehzkomponente kann im Bilde weitgehend bzw. vollständig ausgeschaltet werden, wenn man ein geeignetes Elementensprungverfahren (im Gegensatz zu einem Zeilensprungverfahren, das außerdem noch angewendet wird) am Sender und Empfänger benutzt. Obwohl ein Elementensprungverfahren der oben beschriebenen Art schon früher verwendet wurde, und zwar zur Erhöhung der Bilddefinition auf Kosten der Bildfrequenz, sieht man, daß in Verbindung mit der beschriebenen Vorbeileitung der Bilddetailfrequenzen am Umschalter bzw. Verteiler die beste denkbare Bilddetailwiedergabe erreicht wird, da die Bilddetailfrequenzen an der Kommutierung nicht teilnehmen.

Zum Verständnis der allgemeinen Art und Weise, wie der sichtbare Eindruck dieser Verzerrungen bzw. falschen Komponenten beseitigt wird, ist in Fig. 4 ein zweidimensionaler Zeilenraster dargestellt unter Benutzung eines genormten Zeilensprungverfahrens, wobei der Raster aus den Zeilen 1, 3, 5, 7 usw. der ersten Zeilenserien besteht und aus den Zeilen 2, 4, 6, 8 der zweiten Zeilenserie. Zur-Veranschaulichung einer möglichen Form eines Eiern en tensprun gverfahrens zeigt die Fig. 5, wie die Zeile 1 des Rasters nach Fig. 4 innerhalb zweier aufeinanderfolgender Bildintervalle abgetastet wird. Während des ersten Bildes und bei Beginn der ersten Zeilenserie dieses Bildes wird die Zeile 1 gleichzeitig auf allen Bildwiedergaberöhren, d. h. in der grünen, der roten und der blauen Bildwiedergaberöhre 88, 90 und 92 wiedergegeben. Wenn man die Fig. 5 als eine zeitliche Darstellung der Abgreifintervalle betrachtet, besteht also die Zeile 1 des'ersten Bildes im Empfänger nach Fig. 2 aus grünen Bildelementen 132, roten Elementen 134 und blauen Elementen 136. Wie dargestellt, sind die einzelnen Bildelemente durch Zwischenräume von etwa der Größe dieser Bildelemente getrennt. Es sei bemerkt, daß der Einfachheit halber die einzelnen Bildelemente kreisförmig dargestellt sind, daß sie aber in Wirklichkeit keine wohldefinierte geometrische Gestalt besitzen.

Die zweite Abtastung der Zeile 1, welche bei Beginn des zweiten Bildes stattfindet, ist in Fig. 5 unten dargestellt und besteht aus den Bildpunkten 132', 134' und 136', die dadurch entstehen, daß die Phasenlage des Umschalters 10 im Sender nach Fig. 1 und die Phasenlage des Verteilers 72 im Empfänger nach Fig. 2 durch die Sprungoszillatoren 36 bzw. 68 auf Sender- und Empfängerseite gleichzeitig verschoben wird. Dieser Sprungoszillator arbeitet mit ungefähr der Hälfte der Zeilenfrequenz und bewirkt eine Verschiebung von ungefähr i8o°, so daß die Farbintervalle bei der zweiten Abtastung der Zeile 1 bei Beginn des Bildes 2 (Fig. 5 unten) gerade auf die Zwischenräume zwischen den Bildpunkten in der Zeile 1 fallen, die bei Beginn des ersten Bildes abgetastet wurden (Fig. 5 oben). Man findet dann, daß die Verzerrung, welche durch die oben beschriebene Überlagerung hervorgerufen wird, auf beiden Seiten jedes Bildpunktes auftritt, so daß durch Zwischenlagerung

der Bildelemente in die bei der ersten Abtastung der Zeile entstehenden Zwischenräume eine teilweise Auslöschung dieser falschen Niederfrequenzkomponenten erreicht wird. Man kann außerdem zeigen, daß die Phase dieser falschen Niederfrequenzkomponenten so liegt, daß diese Auslöschung in so hohem Maße stattfindet, daß eine erhebliche Verminderung der sichtbaren Effekte der falschen Niederfrequenzkomponenten erreicht werden kann.

ίο Wenn auch mit dem insoweit beschriebenen Farbfernsehverfahren in hohem Grade befriedigende Bilder zuverlässig erzeugt werden können und wenn auch die Lichtstärke und Klarheit der Farbfernsehbilder dabei anderen früher vorgeschlagenen Systemen überlegen ist und wenn auch schließlich die Punktstruktur, die von der zeitlich absatzweisen Übertragung der verschiedenen Farben herrührt, nicht sehr auffällig ist, so sind doch noch weitere Verbesserungen möglich. Beispielsweise sieht man an der Kurve 52 in Fig. 3 b,

ao daß während der Übertragung von Signalen, welche großen Flächen von einheitlicher Farbe entsprechen, das übertragene Bildsignal noch eine Komponente der Umschaltfrequenz enthält. Wenn man nämlich das Signal 52 während der Übertragung einer grünen Bildfläche nach Fig. 3 a betrachtet, d. h. das Bildsignal, welches durch die Hüllkurve 52 in Fig. 3 b gebildet wird und welches daher an den Ausgangsklemmen des Hochfrequenzteils 60 entsteht, so wird dieses Bildsignal dem Hochpaßfilter 93 zugeführt. Da dieses Hochpaßfilter bei der Umschaltfrequenz von 2,8 MHz durchlässig ist, würde diese Komponente während der Übertragung einer grünen Bildstelle eine stark hervortretende Bildpunktstruktur in dem Empfangsbild hervorrufen. Das Hervortreten dieser BiIdpunktstruktur kann weitgehend dadurch verkleinert werden, daß man einen Sperrkreis, der mit 140 bezeichnet ist, für die unerwünschte Frequenz von 2,8 MHz einbaut. Jedoch bringt dieser Sperrkreis 140 auch Nachteile mit sich, und zwar sowohl aus Kostengründen als auch wegen der Phasenverschiebung, die er für in der unmittelbaren Nachbarschaft von 2,8 MHz liegende Frequenzen bewirkt. Insbesondere ist die Frequenz von 2,8 MHz unerwünscht, wenn das übertragene Bildhelligkeitssignal durch einen gewöhnliehen Schwarzweißempfänger empfangen wird, welcher normalerweise keinen besonderen Sperrkreis für die Umschaltfrequenz besitzt.

Gemäß der Erfindung werden ferner Einrichtungen vorgesehen, um die Amplitude der Umschaltfrequenz

des Zwischenfrequenzbildsignals während der Über-' tragung von ausgedehnten Bildstellen einheitlicher Farbe zu vermindern. Durch Verkleinerung dieser Komponente wird das übertragene Bildsignal viel besser für den Empfang mit Schwarzweißempfängern geeignet, und außerdem braucht die Umschaltfrequenz in Farbfernsehempfängern nicht mehr so stark abgeschwächt zu werden. Diese Reduktion der Umschaltfrequenz wird, wie oben erwähnt, durch die Benutzung einer Farbbeimischung bewerkstelligt, welche eine bestimmte Zumischung der Farben eines oder zweier Kanäle zu dem dritten bewerkstelligt, und zwar vor dem senderseitigen Umschalter. Dies bedeutet, daß in Fig. ι die Farbbeimischstufe 23 dahin wirkt, daß die

GlcI —	K1Gl -	Rl	+	K3	Bl)
RlcI =	K1Rl H	Gl	+	K,	',Bl)
Bla =	K1Gl -	Pl	+	K	,Bl)
V (K2
- [K^

Signale Gz, Rl und Bl, welche die Niederfrequenzkomponenten des grünen, roten und blauen primären Farbkanals bedeuten sollen, miteinander gemischt werden, so daß die Ausgangskanäle Glh, Ri_d und Bi,_ä des Beimischers einen gewissen Prozentgehalt an Niederfrequenzkomponenten der jeweils anderen beiden Farbkanäle enthalten. Dies läßt sich am besten durch das folgende Gleichungssystem ausdrücken:

In diesen Gleichungen bedeutet G_id, Rl_a und B_Li, wie oben bemerkt, das Signal auf jedem Farbkanal hinter der Beimischstufe und K₁, A₈, K₃, K₁, K_h, K₆, K₁, K₈, und K_% Proportionalitätsfaktoren, welche geeignete Werte annehmen können. Hierdurch können die Signale an den Umschaltersegmenten 26, 28 und 30 des Senders hinsichtlich ihrer Amplitude bei jeder vorgegebenen Farbverteilung eine gleichmäßigere Amplitude erhalten.

Wegen dieser größeren Gleichmäßigkeit ist das Bildsignal nach Fig. 3b demjenigen Signal ähnlicher, das bei der Übertragung einer fast weißen Bildstelle auftritt, d. h. es wird sich eine geringere Amplitude der Umschaltfrequenz ausbilden. Dementsprechend wird auf dem Schirm eines Schwarzweißempfängers bei Benutzung einer derartigen Signalbeimischung die Punktstruktur, welche von der Umschaltfrequenz herrührt, weniger stark hervortreten.

Man kann gemäß Gleichung (1) eine beliebige Signalbeimischung vornehmen, jedoch muß, da die Signalbeimischung empfangsseitig wieder korrigiert werden bzw. die Farben in einem Farbempfänger wieder intensiviert werden müssen, wenn man eine naturgetreue Farbwiedergabe auf dem Fernsehbild erreichen will, der Grad der Farbbeimischung am Sender so gewählt werden, daß unter Berücksichtigung der notwendigen Farbintensivierungseinrichtungen im Empfänger eine möglichst einfache Anordnung entsteht. Man sieht, daß jede Form einer Beimischung am Sender, da sie lediglich die Addition zweier Signale darstellt, am Empfänger auch durch geeignete Subtraktions- oder durch Additionseinrichtungen oder auch durch teilende Schaltungen wieder korrigiert werden kann, die tatsächlich alle eine Lösung des Gleichungssystems (1) darstellen.

Wenn die Signalbeimischung nach dem folgenden Gleichungssystem vorgenommen wird

(2)

wobei Glü! Rlh ^und Blü wieder die Signale nach dem Beimischungsvorgang darstellen, und die Proportionali- 1 ao tätskonstante K einen bestimmten Wert erhält, der meistens kleiner als 2 sein wird, wird die Schaltungsanordnung zur Signalentmischung am Empfänger weitgehend vereinfacht. Dies läßt sich bei Betrachtung der Fig. 10 und 11 der Zeichnung einsehen. Die Fig. 10 enthält eine Farbbeimischungsanordnung einer

GLa	= Gl	+	K	(Gl-
RLa	= Rl	+	K	(Gl-.
	= BL	-\-	K	(Gl-
\- Rl -
[-Rl-
[-Rl-
VBl)
VBl)
f- B£)

für Fig. ι geeigneten Form und besteht aus gewöhnlichen algebraischen Additionskreisen 150, 152 und 153. Diese Additionsschaltungen können entweder Elektronenröhren enthalten oder aus Widerständen bestehen und können, wie dem Fachmann verständlich, die Farbbeimischung entsprechend dem Gleichungssystem (2) bewerkstelligen. Mittels der Leitung 154 wird das Bt-Signal zu dem i?z;-Signal in der Additionsstufe 152 hinzuaddiert. Mittels der Leitung 156 findet eine Addition des Gx-Signal zu dem ifi-Signal statt, und zwar in derselben Additionsstufe 152, und ebenso wird über die Leitungen 154 und 157 das JS^-Signal zu dem Gx-Signal zu der Stufe 150 hinzuaddiert. Die schaltungsmäßige Durchführung dieser Addition bereitet keine Schwierigkeiten und bedarf keiner weiteren Beschreibung. Wenn also die Beimischung gemäß dem Gleichungssystem (2) durchgeführt wird, muß das Korrektionsnetzwerk oder die Parbintensivierungseinrichtung 81 für den Empfänger in Fig. 2 die in Fig. 11 dargestellte Form annehmen.

Dort werden die aus der Beimischung hervorgegangenen Signale Gl_£, Rl_a und Bz_d nach der Demodulation im Hochfrequenzteil 60 vom Verteiler 72 einem Additionskreis 158 zugeführt, dessen Ausgangsstufe eine Phasenumkehrstufe 160 speist. Diese Phasenumkehr bedeutet, daß die Ausgangssignale der Additionsstufe 158 mittels der Additionsstufen 162, 164 und 166 subtraktiv mit den Signalen Gx₀, R&_d und Bi_d gemischt werden. Die Ausgangsgröße des Additionskreises stellt dann ein Signal von folgender Form dar:

G_Ld + R_Ld + B_Ld = (i +

Rl + B£).

Wenn also die Amplitude des an der Ausgangsseite der Phasenumkehrstufe 160 auftretenden Signals so eingestellt wird, daß sein absoluter Betrag gleich dem —— fachen der Amplitude der jeweiligen in den

ι + 3-K.

einzelnen Farbkanälen auftretenden Signale Gx₀, RLa und Bi_d ist, tritt an der Ausgangsseite der Summierkreise 162, 164 und 166 ein intensiviertes Signal auf, welches praktisch gleich dem ursprünglichen Farbsignal Gl, Rl und Bl ist, welches dem Beimischkreis des Senders in Fig. 1 zugeführt wurde. Diese intensivierten Signale Gl_{, Rli und Bn, welche am Ausgang der Farbintensivierungsstufe auftreten, enthalten natürlich gewisse spurenhafte Komponenten Δ _v A₂ und A_s, die von der Genauigkeit abhängen, mit welcher die Subtraktion vorgenommen wird, und außerdem noch von dem übrigen Stromkreisabgleich, die aber vernachlässigbar klein gemacht werden können.

Außerdem kann man wie in dem obengenannten Fall der falschen Niederfrequenzkomponenten, welche durch die Überlagerung am Empfangsverteiler auftritt, diese Komponenten einem Ausschaltprozeß durch das oben beschriebene Elementensprungverfahren unterwerfen. Praktisch hat sich herausgestellt, daß die Erfindung gut arbeitet, wenn die Konstante K in den Gleichungen (2) beispielsweise den Wert von V₄, Ve oder ¹Z₂ annimmt.

Eine weitere mögliche und anwendbare Farbbeimischung läßt sich durch die Gleichungen

Glü = Gl

R_Ld = K₁R + K₁G

B_Ld = K₂B+K₂R+K₂G

(4)

ausdrucken, worin wie oben G_Ja, R_Ld und Blü wieder die Signale auf jedem Farbkanal hinter der Beimischstufe des Senders bedeuten und K₁ und Ji₂ Proportionalitätskonstanten darstellen. Bei diesem Beimischschema sieht man, daß das empfangene G^-Signal an der Eingangsseite des Entmischers 81 einfach die Spannung auf dem grünen Einzelkanal wiedergibt und unmittelbar dem Tiefpaßfilter 78 zugeführt werden kann. Jedoch ist zur Intensivierung des Signals Rlh eine Subtraktion des Signals Gl^ notwendig, so daß sich das Signal Rl^ ergibt, welches, abgesehen von einer kleinen Verzerrung, das auf den roten Einzelkanal des Senders vor der Beimischstufe enthaltene Signal wiedergibt. Dementsprechend ist es nur nötig, das Signal Rz_d von dem Signal Rj,_a zu subtrahieren, um das Signal Bn zur Speisung des Tiefpaßkreises 80 zu erhalten. Geeignete Schaltungen zur Bewerkstelligung dieser Farbbeimischung und Farbentmischung sind lediglich als Ausführungsbeispiele in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

In Fig. 6 besteht der Farbbeimischer für die Benutzung im Sender aus den Röhren 168, 170, 172, 174 und 176, welche unter Benutzung einfacher, mit Widerständen arbeitender Kreise additiv zusammengeschaltet sind. Beispielsweise wird gemäß dem Gleichungssystem (4) das Gx-Signal unmittelbar durch die Röhre 168 übertragen, um das Gx^-Signal auf der Leitung 12' zu bilden. Das i?£-Signal am Eingang der Farbbeimischstufe wird über die Leitung 14 dem Gitter bzw. dem Eingang einer Röhre 172 zugeführt, und über die Röhre 170 wird ein gewisser Teil des Gjr-Signals mit dem i?£-Signal im Anodenkreis der Röhre 172 gemischt. Durch Einstellung des Potentiometers 180 kann die Konstante K₁ für die Gi-Komponente eingestellt werden. Ebenso wird das Bx-Signal, welches die niedrigen blauen Frequenzen enthält, der Farbbeimischstufe über den Kanal 16 dem Eingang der Röhre 176 zugeführt. Diesem Röhreneingang wird außerdem ein gewisser Bruchteil des Rl- und Gx-Signals über die Röhre 174, den Koppelkondensator 182 und den Widerstand 184 zugeführt.

Die Farbentmischschaltung im Empfänger kann die verhältnismäßig einfache Form nach Fig. 7 annehmen und vier Röhren 190, 192, 194 und 196 enthalten, deren Eingangsseiten mit den Glöt, Rl^ und

^-Signalen gespeist werden. Entsprechend der oben beschriebenen subtraktiven Entmischungs- oder Intensivierungsmethode wird ein Gx^-Signal unmittelbar als grünes Einzelsignal verwendet und als Gx_rSignal benutzt. Hierzu dient die Röhre 190. Jedoch muß man, um zu dem Signal R^ zu kommen, einen gewissen Bruchteil des Signals G^₀ von i?£_d subtrahieren. Dies geschieht mittels der Widerstände 198 und 200, welche das Signal Gx₄ und das Signal Rlh dem Gitter der Entladungsröhre 192 zuführen, wobei die Phase dieser Signale um i8o° gedreht wird und daher eine subtraktive Kombination ermöglicht wird. Dem-

entsprechend muß, um zu B_Li zu kommen, ein gewisser Betrag des Signals Rz_d von Bj,_d subtrahiert werden, was, wie Fig. 7 zeigt, durch die Röhre 194 geschieht, die an ihren Eingangsklemmen das Signal Rz_d vom Potentiometer 202 erhält. Eine Subtraktion des Signals i?£_Ä von Bz_d geschieht dann an der gemeinsamen Klemme der Widerstände 204 und 206, da dort eine Phasenverschiebung von i8o° zwischen beiden Signalen besteht und dort das i?x_d-Signal und das -Bi^-Signal der Röhre 196 zugeführt werden können. Wenn beispielsweise die Konstanten K₁ und K₂ in den Gleichungen (4) die Werte ¹Z₂ bzw. ¹^ erhalten, sieht man, daß das gesamte Bildsignal, welches durch den Sender nach Fig. 1 übertragen wird, die Größe

i-'V.Gi + VeÄi + Veäi (5)

erhält. Man sieht also, daß unter diesen Bedingungen das normale rote Signal Rl 50 % Beimischung des grünen Signals erhält und daß dem blauen Signal Bl 33¹U⁰Io des roten und ebenfalls 33¹U⁰U des grünen Signals beigemischt werden. Das grüne Signal dagegen erhält keine Beimischung. Dieses Überwiegen des grünen Signals, welches aus der Gleichung (5) hervorgeht, bewirkt eine Verbesserung der monochromatischen Wiedergabe des Fernsehsignals auf Schwarzweißempfängern, da die Erfahrung gezeigt hat, daß ein Fernsehsignal mit überwiegend grüner Farbwiedergabe ein angenehmeres vielfarbiges Bild erzeugt als ein Fernsehsignal mit gleich starker Wiedergäbe aller drei Farbkomponenten.

Die Anordnungen nach Fig. 8 und 9 entsprechen im wesentlichen den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 und die oben wiedergegebenen Überlegungen bezüglich der Vielzahl von Möglichkeiten, in denen der Farbbeimischer und der Farbentmischer aufgebaut werden sowie arbeiten kann, treffen auch hier zu. Jedoch ist in Fig. 8 bzw. 9, welche die senderseitige bzw. die empfängerseitige Station einer vollständigen Farbfernsehanlage darstellen, eine höhere Kommutator- und Verteilergeschwindigkeit vorhanden. Diese beträgt 3,8 MHz. Hierduch wird die Kommutatorpunktstruktur aus dem Frequenzbereich der Bildsignale in dem Nebenschlußzweig 93' in Fig. 9 heraus verlegt, und es ist daher kein besonderer Sperrkreis zur Verminderung der Punktstruktur mehr notwendig. Man sieht außerdem, daß die Tiefpaßfilter auf der Senderund Empfängerseite eine Frequenzkurve besitzen, welche sich bis zu 2 MHz erstreckt, wenigstens bei dem grünen und dem roten Kanal. Dies ist deshalb zulässig, weil die höhere Abgreiffrequenz von 3,8 MHz eine originalgetreue Wiedergabe der höheren Frequenzen des absatzweise übertragenen Signals ermöglicht. Im übrigen sind die Schaltungen nach Fig. 8 und 9 identisch mit den entsprechenden Sender- und Empfängerschaltungen nach Fig. 1 und 2, und es sind daher auch ihre Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch unter Zusatz eines Strichs versehen.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß gemäß der Erfindung Geräte zur Verminderung der Kommutierungskomponente (Kommutierungsfrequenz) von allgemein absatzweise übertragenen Signalen geschaffen werden, die insbesondere bei der Anwendung auf ein zeitlich absatzweise arbeitendes Farbfernsehsystem die Punktstruktur infolge der Kommutierungsfrequenz weitgehend vermindert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Additions- und Subtraktionsschaltungen, die in den Ausführungsbeispielen vorkommen, beschränkt ist. Die Erfindung ist auch nicht an die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Vorbeileitung der höheren Frequenzen am Kommutator des Senders oder Empfängers gebunden.

Wenn man die Erfindung auf eine andere Art eines absatzweise arbeitenden Farbfernsehsystems, das keine derartigen Nebenschlußzweige für die höheren Frequenzen enthält, würde jeder Farbkanal einen breiteren Durchlaßbereich, als in Fig. 1 und 2 angedeutet, erhalten. Bei einer derartigen Anordnung wären die Hochpaßfilter 58 und 93 für die Bildeinzelheiten im Empfänger und im Sender fortzulassen, und die Tiefpaßfilter in den Kanälen 12', 14' und 16' sowie in 78, 79 und 80 würden einen größeren Durchlaßbereich bis zu mehreren Megahertz oder höher erhalten müssen. Dabei würde dann der Nebenschlußzweig für den Kommutator in Fig. 1 und 2 fortgelassen werden.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung für die absatzweise Mehrfachübertragung beim Farbfernsehen, bei welcher Signale mehrerer den Grundfarben zugeordneter Signalquellen in Form von Impulsen abgegriffen und einem einzigen Übertragungskanal zugeführt werden, hinter welchem die Signale synchron mit der Umschaltung am Anfang des Kanals auf eine Mehrzahl von Einzelkanälen verteilt werden, die den einzelnen Signalquellen zugeordnet sind, gekennzeichnet durch Einrichtungen vor dem gemeinsamen Übertragungskanal zur Beimischung von Energie mindestens einer Signalquelle zu den Signalen mindestens einer anderen Signalquelle, derart, daß die Amplituden der abgegriffenen Impulse gleichmäßiger ausfallen, und gekennzeichnet durch Einrichtungen hinter dem einzigen Übertragungskanal, welche diese Beimischung wieder rückgängig machen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der einzelnen Signalquellen in zwei Teile zerlegt werden, von denen der eine die höheren und der andere die tieferen Frequenzen umfaßt, und daß nur die tieferen Frequenzen der Umschaltung und der Beimischung unterworfen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimischeinrichtungen wenigstens eine Verstärkerröhre für die Signale jeder der Signalquellen enthalten und daß Verbindungen zwischen Eingangs- und Ausgangsseiten dieser Röhren zur Übertragung von Energie vorhanden sind. iao

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signalquellen die drei Einzelfarbkanäle einer Farbfernsehanlage bilden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der ein-

zelnen Signalquellen vor der Beimischung Werte G, R und B besitzen, daß die Beimischung nach dem folgenden Schema vor sich geht:

G_d = K₁G +K₂R+ K_SB R^K.G+K.R+K.B B₁₁ = K₁G^-K₈R +K₉B

worin G_d, R_d und B_d die in den einzelnen Kanälen nach der Beimischung enthaltenen Energiebeträge sind und K₁ bis K₉ konstante Werte darstellen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimischung nach dem Schema

G_d = G + K (G + R + B) R_ä = R + K(G + R + B) B_d = B + K(G + R + B)

vor sich geht, worin K eine Konstante ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimischung nach dem Schema

■Κ'R

B_d = K" G

'R +K" B

geschieht, worin K' und K" Konstanten sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entmischeinrichtungen erstens eine Addition für die Signale G_d, R_ä und B_d zur Bildung eines Korrektionssignals bewirken und ferner zweitens eine Subtraktion einer Spannung bzw, eines Signals von der Größe K{{x + 3 K) von der Amplitude des Korrektionssignals von der Energie in jedem der Einzelkanäle.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entmischung eine Übertragung des Signals G_d unmittelbar in den entsprechenden Empfängerkanal stattfindet sowie eine Übertragung des Signals R_d nach einer Verstärkung um den Faktor xjK' und des Signals G_d zu einer subtraktiven Signalmischstufe geschieht, derart, daß das Ausgangssignal durch das ursprüngliche Signal R gebildet wird und daß das Signal R_d nach Verstärkung um den Faktor τ/Κ' und das Signal B_d nach Verstärkung um den Faktor r/A'" an eine subtraktive Signalmischeinrichtung übertragen wird, derart, daß an der Ausgangsseite dieser Signalmischeinrichtung das ursprüngliche Signal B auftritt.

10. Einrichtung nach Anspruch 2 für die Verwendung in einem Sender, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale dieser Signalquellen einer Additionseinrichtung zugeführt werden, von dieser über ein Hochpaßfilter zu dem Übertragungskanal gehen und daß die Signale außerdem einer Beimischeinrichtung zufließen, von letzterer über ein Tiefpaßfilter eine Abgreifeinrichtung erreichen und von deren Ausgang den Fernübertragungskanal.

11. Einrichtung nach Anspruch 2 für einen Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der höhere Frequenzbereich vom Übertragungskanal allen einzelnen Empfangskanälen zugeleitet wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11 für einen Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Übertragungskanal außerdem mit einer Abgreifvorricbtung verbunden ist, welche zu der Entmischeinrichtung führt, und daß die Energie von dieser Entmischeinrichtung den Einzelkanälen des Empfängers über Tiefpaßfilter zugeführt wird, auf welche Additionsstufen zur Hinzufügung der höheren Frequenzen der Signale zu den tieferen Frequenzen folgen.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver-Stärkung wenigstens eines Übertragungskanals geringer ist als diejenige der anderen Kanäle und Einrichtungen zur Kompensation dieser geringeren Verstärkung hinter der erwähnten einen Übertragungsleitung vorhanden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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