DE910669C - Anordnung fuer Farbfernsehanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zum Übertragen farbiger Fernsehbilder. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Wiedergabe dreifarbiger Fernsehbilder, die entweder durch sogenannte Momentanübertragung oder durch Punktfolgeübertragung auf den Bildschirm einer einzigen, mit direkter Bildbetrachtung arbeitenden Kathodenstrahlröhre, bei der die Farbe irgendeines individuellen Bildelementes von einer der Röhre zugeführten Steuerspannung oder von Steuerspannungen bestimmt wird, übertragen werden.

Es ist bereits eine Anzahl von Farbfernsehübertragungssystemen vorgeschlagen worden. Zu diesen Systemen gehört auch das Momentansystem, bei dem drei vollständige Bildsignale übertragen werden, von denen gewöhnlich jedes einem Überträger aufmoduliert ist, die wiederum einem primären Träger aufmoduliert werden. In solchen. Momentansystemen ist es im allgemeinen üblich, jedes der drei Signale, welche die rote, grüne und blaue Komponente des zu übertragenden Bildes verkörpern, von drei getrennten Kameraröhren aufzunehmen. Die auf diese Weise aufgenommenen Signale werden den bereits erwähnten Unterträgern aufmoduliert, die wiederum dem primären Träger aufmoduliert werden und anschließend zusammen mit den üblichen Synchronisierungssignalen als ein einziges kombiniertes Signal ausgestrahlt werden. Empfängerseitig werden zuerst der primäre Träger und dann die von diesem getragenen Unterträger mit den Bildsignalen gleichgerichtet; jedes der Bildsignale moduliert den Strahl einer besonderen Elektronenstrahleinrichtung, und die Strahlen dieser drei Elektronenstrahleinrichtungen werden über

eine entsprechende Wiedergabefläche oder -flächen bewegt, worauf die auf diesen Flächen in den bei dem System benutzten drei Grundfarben erzeugten Bilder kombiniert werden, um das endgültige Vielfarbenbild zu erzeugen. Die drei Elektronenstrahleinrichtungen sind im allgemeinen in drei getrennten Kathodenstrahlröhren angeordnet worden; aber es sind auch bereits Vielfarbenröhren vorgeschlagen worden, in welchen die drei Elektronenstrahleinrichtungen in einem einzigen Kolben eingeschlossen und auf die gleiche Auffangzone gerichtet sind, wobei die von den Strahlen jeder Anordnung erzeugte Farbe entweder durch den Winkel, unter welchen die Elektronenstrahlen auf die Bildfläche auftreffen, oder durch irgendwelche anderen geeigneten Mittel bestimmt wird.

Gleichgültig, ob getrennte Röhren oder eine einzige Dreistrahlröhre benutzt werden, die erwähnten Anordnungen bieten sowohl hinsichtlich der optisehen als auch elektrischen Aufzeichnung noch Schwierigkeiten. Solche Probleme sind bei Röhren vollständig vermieden, die nur eine einzige Strahlvorrichtung und ein einziges Modulationsgitter aufweisen, jedoch kann eine solche Röhre nicht ohne weiteres zum Empfang von Übertragungen nach dem Momentansystem benutzt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Empfang einer Farbenfernsehübertragung auch nach dem Momentanprinzip mit dem erwähnten Röhrentyp oder mit Röhren ähnlicher Art.

Bei nach dem Folgesystem in den Grundfarben übertragenen Bildern sind diese gemustert, d. h. in periodisch aufeinanderfolgende Farbkomponenten zerlegt, wobei die Musterung, d. h. die Folge gleichartiger Farbkomponenten, sich in längeren oder kürzeren Perioden wiederholt, die die Musterungen steuernden Signale werden hierbei nacheinander übertragen. Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat ein Musterungssystem, und zwar das sogenannte Punktfolgesystem, zum Gegenstand, bei welchem die Muster von der allgemeinen Größenordnung eines Bildelementes sind, wobei diese Musterung in einer Weise erfolgt, die ein Maximum an Auflösung von Einzelheiten hervorbringt. Ein Merkmal der weiteren Ausbildung der Erfindung besteht in der Anordnung zum Synchronisieren der Schaltvorrichtungen, wodurch die Musterung sowohl beim Sender als auch beim Empfänger übereinstimmend erfolgt, und zwar ohne die Übertragung irgendwelcher anderer Signale als der, die normalerweise benutzt werden, um Schwarzweißbilder mit ihrem Begleitton zu übertragen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen.

Die Normen für die Übertragung einfarbiger Fernsehbilder und ihres Begleittones, welche gegenwärtig in den Vereinigten Staaten eingeführt sind, sehen 525zeilige Bilder bei einem Bildwechsel von 30 in der Sekunde und einen Zeilensprung im Verhältnis 2 : ι vor. Dies bedeutet, daß eine vertikale Taktzahl von 60 Wechseln in der Sekunde benutzt wird. Wenn die sägezahnförmigen Wellenzüge der Ablenkfrequenzen für die Kathodenstrahlröhren entsprechend bemessen werden, so wird der Strahl der Röhre auf der Bildfläche zwei Raster mit 10,32 Zeilen pro Zentimeter bilden, wobei jede Zeile des einen Rasters zwischen den Zeilen des anderen Rasters liegt. Wenn die Rückkehr- oder die Rücklaufzeit der sägezahnförmigen Wellenzüge Null wäre, wurden sich 525 Zeilen pro Bild ergeben. In Wirklichkeit ist die Rücklaufzeit endlich, und der Kathodenstrahl ist während der Rücklaufperiode außer Funktion. Dies ergibt ein Fernsehbild, bei welchem angenähert 480 Zeilen auf dem Wiedergabeschirm sichtbar sind. In anderen Ländern sind andere Ablenkfrequenzen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung angenommen worden. Die vorliegende Erfindung ist auf jede dieser Normen anwendbar. Die Bezugnahme auf die Normen dient demnach nur zur Erläuterung, da verhältnismäßig geringe Abänderungen notwendig sind, um die Erfindung irgendeiner notwendigen Norm anzupassen.

Die Übertragungsnormen bestimmen auch die Art der Übertragung des Begleittones. Gegenwärtig wird ein solcher Ton über einen besonderen Träger übertragen,- der annähernd 5 Megahertz von dem Bildträger entfernt ist. Der letztere ist von den Bildsignalen amplitudenmoduliert. Der Tonträger wird von den Tonsignalen frequenzmoduliert. Diese Tatsachen sind der vorliegenden Erfindung zugrunde gelegt und sollten im Auge behalten werden.

Es ist vom Erfinder schon für die Farbbildübertragung eine Wiedergaberöhre mit einem einzigen Elektronenstrahl vorgeschlagen worden, bei der die von der Röhre erzeugte Farbe, wenn der Kathodenstrahl von der Erzeugungsstelle auf das Auffanggebiet gelangt, von Spannungen bestimmt wird, welche für gewisse Steuerungen innerhalb der Röhre benutzt werden. Diese Röhre wird im einzelnen später beschrieben werden; vorläufig genügt es zu erwähnen, daß Phosphore, welche drei primäre Farben aussenden, auf verschiedenen Gebieten innerhalb der Röhre aufgetragen sind und daß die relative Spannung von gewissen Ablenkelektroden innerhalb der Röhre bestimmt, welche von den drei Farben wiedergegeben wird. Wenn diese Ablenkelektroden gleiche Spannung haben, wird eine primäre Farbe von dem unabgelenkten Kathodenstrahl erzeugt werden; beim Auftreten unterschiedlicher Spannung zwischen den Elektroden in der einen Richtung wird Licht in einer anderen primären Farbe erzeugt werden, und beim Umkehren der relativen Spannung wird die Lichtemission in der dritten Farbe hervorgerufen. Vom rein elektrischen Standpunkt aus betrachtet ist es gleichgültig, welche primären Farben durch eine der drei genannten Bedingungen erzeugt werden; vom psychiologischen Standpunkt aus jedoch ist es vorteilhaft, einen grünen Phosphor so \Orzusehen, daß er dann emittiert, wenn die Ablenkelektroden dieselbe Spannung haben, da das normale Auge empfindlicher gegen Grün ist; verschiedene Spannungen zwischen den Elektroden werden dann ein rotes

oder blaues Leuchten hervorbringen, je nachdem, welche Richtung die benutzte Spannung hat.

Allgemein betrachtet enthält das System gemäß der Erfindung in gewisser Beziehung einen Musterungsprozeß, und zwar erfolgt die Musterung entweder beim Sender zur Erzeugung von Signalen für die Punktfolgeübertragung und zu deren Empfang, oder, wenn Signale nach dem Prinzip der Momentanübertragung übermittelt werden, wird

ίο die Musterung nur bei dem Empfänger vorgenommen, und zwar mit einer beliebig hohen Frequenz, wie es wünschenswert ist. Betrachtet man zuerst die Anwendung der Erfindung beim Empfang von Signalen des zuletzt genannten Charakters, so ist beim Empfänger ein Oszillator vorgesehen, welcher mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz arbeitet, vorzugsweise von der Größenordnung, die notwendig ist, das kleinste Bildelement, das bei dem System in Betracht kommt, wiederzugeben. Der Ausgang dieses Oszillators kann, wenn erforderlich, beschnitten werden, um Wellen mit flachen Köpfen zu erhalten, doch stellt dies eine Verfeinerung dar. Die von diesem Oszillator erzeugten Spannungen werden in entgegengesetzter Phase den Ablenkelektroden der Röhre zugeführt, welche für die hierbei erzeugte Farbe bestimmend sind, und sie werden auch Schaltröhren zugeleitet, um Signale der korrespondierenden Farbe den Elektroden zuzuführen, welche die Stärke des Kathoden-Strahles steuern. Ein Teil des Ausgangs des Oszillators wird auch einem Verstärker zugeführt, welcher die doppelte Frequenz des Oszillators auswählt und verstärkt, also die zweite Harmonische. Es werden auch Phasendrehmittel benutzt, so daß die zweite Harmonische um 90⁰ phasenverschoben wird und bei dieser jedesmal ein Spannungsmaximum auftritt, wenn die Spannung der Grundfrequenz durch Null geht. Der Ausgang dieses Verstärkers wird für das Schalten benutzt, welches das Signal für die Hauptbildfläche, vorzugsweise das grüne Signal, steuert.

Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann der Oszillator frei schwingen, und die Musterung kann so oft stattfinden, wie dies gewünscht wird. Tatsächlich werden die gleichzeitig übertragenen Signale in punktweise sich folgende Signale übertragen, doch kann der Betrag der Musterung so hoch wie gewünscht gewählt werden, ohne daß den Übertragungskanälen irgendeine zusätzliehe Frequenz aufgedrückt werden muß. Das Ergebnis dieses Musterungsverfahrens ist, daß die doppelt so große Anzahl grüner Punkte in dem vielfarbigen Bild hervorgebracht wird, wie dies bei den roten und den blauen Signalen der Fall ist. Da das Auge Einzelheiten leichter wahrnimmt, wenn sie in Grün aufgenommen sind, ergibt sich daraus augenscheinlich eine verstärkte Auflösung in dem Fernsehbild, da jedoch die grünen Signale nur halb so lang wie die entsprechenden roten oder blauen Signale sind, ergibt sich kein Übergewicht des von dem Auge wahrgenommenen Grüns, und es kann ein richtiges Farbgleichgewicht aufrechterhalten werden.

Bei einer anderen der vielen Anwendungsmöglichkeiten kann die Erfindung in der Weise benutzt werden, daß im ersten Teil Signale mit Hilfe des Punktfolgeverfahrens übertragen werden. Es wird hier dieselbe allgemeine Art der Steuerung benutzt, aber sie wird sowohl beim Sender als auch beim Empfänger angewendet. In diesem Fall kann die Frequenz des die Musterung bewirkenden Oszillators nicht frei gewählt werden, jedoch wird sie als Schwebungsfrequenz zwischen dem Bild- und dem Tonträger gewählt. Es werden beim Sender die beiden Trägerfrequenzen gemischt, und es wird die Differenzfrequenz der Modulationsprodukte ausgesiebt und zur Steuerung der Kanäle benutzt, welche die Signale der drei betreffenden Farbbilder tragen in genau derselben Weise, wie dies bereits beschrieben wurde. Beim Empfänger wird der gleiche Mischvorgang wiederholt, um das Schwebungsfrequenzsignal, welches den Ablenkelektroden der Farbröhre zugeführt wird, zu erhalten und hierdurch die Farbwiedergabe auszuwählen. Ein richtiges und fortlaufendes Ineinandergreifen der einzelnen Farbkomponenten wird dabei erreicht, ohne daß irgendwelche anderen Signale als die, welche für die vollständige Wiedergabe eines Schwarzweißbildes mit dem Ton erforderlich sind, notwendig wären. Die Tatsache, daß der Tonträger go frequenzmoduliert ist, verändert das endgültige Ergebnis nicht, da die Frequenzschwankungen des modulierten Signals klein im Vergleich zu dem Abstand der zwei Träger sind und eine solche Veränderung in der Größe der Punktmusterung unwesentlich im Hinblick auf das Gesamtergebnis ist. Die bei dem Empfänger hervorgerufene Punktmusterung ist genau die gleiche, wie sie bereits in Verbindung mit der Anwendung bei der Übertragung bei dem Momentanverfahren beschrieben wurde.

Aus der folgenden, mehr ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen kann die Erfindung noch besser verstanden werden. In den Zeichnungen bedeutet

Fig. ι ein Schaltschema der Erfindung größtenteils in Blockform, wie es in Verbindung mit der Vielfarbenfernsehübertragung bei Momentanübertragung benutzt wird,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Senders, der die Erfindung bei Punktfolgeübertragung anwendet,

Fig. 3 ein ähnliches Schaltbild, das die Anwendung der Erfindung bei einem Empfänger für Punktfolgefarbenübertragung zeigt, und

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Phasenbeziehungen der Spannungen, wie sie bei der Farbensteuerung der Empfangsröhre benutzt werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anwendung der Erfindung bezeichnet 1 eine Farbenkathodenstrahl- iao röhre der an anderer Stelle offenbarten Art. Diese Röhre enthält den üblichen luftleeren Kolben 3, der an einem Ende mit einem Wiedergabefenster und an seinem anderen Ende die Kathodenstrahlerzeugungseinrichtung enthält, welch letztere einen Heizfaden 7, eine thermionische Kathode 9, Steuerelek-

trode oder Gitter 11 und eine erste und zweite Anode 13 und 15 umfaßt. Es können natürlich auch andere bekannte Arten von Einrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahles benutzt werden. und die Bündelung des Strahles kann entweder durch zwischen der ersten und zweiten Anode vorgesehene Elektronenlinsen oder durch eine äußere magnetische Focussierungsspule vervollständigt werden (nicht dargestellt).

Ein durchsichtiger Leuchtschirm 17 ist unmittelbar über dem Fenster 5 vorgesehen, der vorzugsweise mit einem Leuchtphosphor in Grün versehen ist.

Unmittelbar hinter der auf diese Weise gebildeten Auffangzone befindet sich ein Gitter, das aus gegenseitig isolierten Metallstreifen besteht, die hochkant zu dem Schirm angeordnet sind. Die Streifen ig sind auf beiden Seiten mit einem Leuchtphosphor in einer zweiten primären Farbe (z. B. Rot) überzogen und miteinander leitend verbunden, während die abwechselnd dazwischenliegenden Streifen 21 ebenfalls miteinander verbunden sind und auf beiden Seiten mit einem Leuchtphosphor entsprechend einer dritten primären Farbe. in diesem Falle Blau, überzogen sind. Der Abstand der Gitterstreifen ist vorzugsweise die Hälfte oder weniger als die Größe des kleinsten Bildelementes, welches die Röhre aufzulösen gestattet. Die Streifen sind zueinander schwach geneigt, so daß ihre Ebenen im wesentlichen den effektiven Ursprung der Elektronenstrahlanordnung schneiden. Wenn der Elektronenstrahl entlang dem Gitter abgelenkt wird, werden daher die Teile des Strahles, die von den Kanten der Streifen nicht aufgefangen werden, in den Raum zwischen ihnen in eine Ebene eindringen, die im wesentlichen parallel zu der Ebene der Streifen liegt. \^ron den Streifen 19 und 21 führen zwei Leitungen 23 und 25 nach außen.

Die im vorausgehenden beschriebene Röhre wird von einem Fernsehempfänger für Momentansignalempfang gespeist, der, da er allgemein bekannt, in Blockform dargestellt ist. Die bekannten Teile bestehen aus dem Bildempfänger 27, welcher die üblichen Abstimmittel enthält, ferner einem ersten Gleichrichter für die Trennung der Unterträger, von denen jeder einen der drei Farbkanäle trägt, weiterhin einer Synchronisierzeichentrennvorrichtung, einer Hauptkraftspeisung 29, einer Kraftspeisung für die Elektronenstrahlerzeugung 31 und horizontalen und vertikalen Ablenkgeneratoren 33. Die Kraftspeisungen 29 und 31 werden beide von dem üblichen Wechselstromnetz gespeist. Die Kraftspeisung 29 versorgt den Empfänger 27 über die Leitung 35 und den Ablenkgenerator über die Leitung 37. Die Elektronenstrahlkraftspeisung erzeugt eine geringe Spannung für die Heizung 7, fortschreitend höhere Spannungen, welche über Leitungen 39 und 41 der ersten und zweiten Anode 13 und 15 zugeführt werden; außerdem steht sie über eine Leitung 43 mit einem den Bildschirm 17 umgebenden Schutzring in Verbindung. Die Ablenkgeneratoren 33 speisen Ablenkspulen 45 bzw. 47 mit sägezahnförmigen Wellen für die Bild- bzw. Zeilenfrequenzen. Da alle diese Elemente bekannt sind, ist eine weitere Beschreibung nicht notwendig. Die die Erfindung in erster Linie darstellende Ausrüstung enthält einen Oszillator 49, der mit einer Eigenfrequenz mit der Größenordnung von vorzugsweise 4 Megahertz arbeiten kann. Im vorliegenden Fall ist diese Frequenz nicht kritisch, und als Oszillator kann irgendeiner der bekannten Schwingungskreise benutzt werden, z. B. der von Hartley, Colpitts oder andere Standardkreise. Es ist nicht notwendig, daß dieser Oszillator reine Sinusschwingungen erzeugt, und es kann sogar vorteilhaft sein, daß sein Ausgang etwas beschnitten ist, um eine Wellenform zu erzeugen, die etwa zwischen einer Sinuswelle und einer rechteckigen Welle liegt. Die Kraftversorgung für den Oszillator erfolgt, wie dargestellt, aus der Kraftquelle 29 über die Leitung 51.

Der Oszillator 49 speist einen Transformator 53, dessen Sekundärspule über Kondensatoren 55 und 55' mit den Leitungen 23 und 25 und den Gitterstreifen 19 bzw. 21 in Verbindung sind, so daß diese Streifen in entgegengesetzter Phase mit der Oszillatorfrequenz erregt werden.

Es sind ferner Mittel vorgesehen, um die Gitterstreifen getrennt voneinander zu beeinflussen. Diese Mittel bestehen aus Potentiometer 57 und 57' mit hohem Widerstand, welche mit der Leitung 43 und der Erde in Verbindung stehen. Ein Entkopplungswiderstand 59 ist zwischen dem beweglichen Arm des Potentiometers 57 und der Leitung 23 eingeschaltet, und ein ähnlicher Widerstand 59' verbindet den veränderlichen Kontakt des Potentiometers 57' mit der Leitung 25.

Der Transformator 53 ist mit zwei Hilfswicklungen 6i_R und 6i_ß versehen, welche zwischen Erde und den Schirmgittern von zwei Schaltröhren 63^ bzw. 6^B über Leitungen 65 verbunden sind. Ei di

Eine dieser Leitungen steht auch durch einen Phasendrehkreis, der einen veränderlichen Reihenkondensator 67 und einen parallelen Gitterwiderstand 69 enthält, mit dem Steuergitter eines Frequenz verdopple« 71 in Verbindung, dessen Anodenkreis über einen Resonanzkreis 73 mit der Kraftquelle 29 in Verbindung steht. Eine Sekundärspule 75, die mit dem Resonanzkreis 73 gekuppelt ist, liegt zwischen Erde und dem Schirmgitter der dritten Schaltröhre 63_G. Die Dreifarbensignale, die gleichzeitig von dem Empfänger 27 aufgenommen und hierbei getrennt werden, werden über Leitungen γγ_Β, jj_R und γγ₀ den Steuergittern der entsprechenden Schaltröhren zugeführt. Die Anodenkreise dieser Röhren sind miteinander verbunden, und ihre Ausgänge sind über die Leitung mit dem Steuergitter 11 der Wiedergaberöhre verbunden.

Nunmehr kann die Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben werden. Die von dem Oszillator und dem Frequenzverdoppler 71 erzeugten Spannungen, wie sie den Schaltröhren zugeführt werden, sind in Fig. 4 veranschaulicht. Da die Schirmgitter dieser Röhren ihre Spannung nur von

den betreffenden Oszillatoren erhalten, ergibt sich, daß diese Röhren nur Strom durchlassen, wenn die Schirmgitter positiv sind, und daß der Strom, den sie durchlassen, einen wesentlichen Wert nur dann annimmt, wenn diese Schirmgitter genügend hoch positiv sind. Da die Schirmgitter der Röhren 63g und 63^ in entgegengesetzter Phase mit der gleichen Schwingungsquelle in Verbindung sind, ergibt sich, daß diese Röhren abwechselnd geschaltet werden. Der die Phase einstellende, die Elemente 67 und 69 enthaltende Kreis wird so eingestellt, daß die zweite harmonische Frequenz, die von der Röhre 71 erzeugt und durch den Resonanzkreis 73 ausgesiebt wird, um 90⁰ phasenverschoben ist und deshalb ihr Maximum in dem Augenblick erreicht, in dem die Spannungen der Schirmgitter der Röhren 63^ und 6^_B durch Null durchgehen. Die Röhre 63_O wird deshalb zweimal innerhalb der Zeit geschaltet, in der die Röhren entweder das rote

so oder das blaue Signal durchgeben, aber die Zeitspannen, die die Schaltung dauert, sind nur halb so lang. Da aber das Auge über kurze Intervalle summiert und demnach nicht in der Lage ist, Farbe über kürzere Zeiträume aufzulösen, wie dies beim Auflösen von Licht und Schatten der Fall ist, so ist das Farbgleichgewicht unter der Voraussetzung, daß die Dreifarbensignale die gleiche Intensität haben, nicht gestört. Weiterhin ergibt die Verdoppelung der Frequenz der grünen Zeichen in bezug auf die anderen eine Verbesserung der sichtbaren Einzelheiten, da das Auge in bezug auf Grün empfindlicher als in bezug auf die anderen Primärfarben ist.

Die gleiche Schwingung, welche das Schalten der gleichzeitig empfangenen Signale steuert,' steuert auch die von der Röhre wiedergegebene Farbe. Der Elektronenstrahl gelangt zwischen den das Gitter bildenden Streifen direkt auf den Schirm, wenn die Streifen 19 und 21 das gleiche Potential wie das primäre Schirmgebiet 17 erhalten, und erzeugen in diesem Falle ein grünes Bild. Wenn jedoch ein Querfeld zwischen den Streifen erzeugt wird und dieses Feld genügend kräftig ist, wird der Strahl weiter rückwärts abgelenkt, so daß er vollständig auf die mit einem roten oder blauen Phosphor überzogenen Streifen fällt. Das von den Streifen ausgestrahlte Licht wird von diesen wie durch Spiegel gerichtet und fällt entweder direkt oder nach Reflexion auf den durchsichtigen Phosphor, welcher den Schirm selbst abdeckt, und wird dadurch ausgestrahlt, um eine Lichtwirkung in der Teilfarbe, welche augenblicklich erzeugt werden soll, zu ergeben. Da die Anordnung reichlich Licht aufweist, ist es möglich, bei einer sauberen Einstellung der Erregerspannung und der Verteilung der Phosphore ein sicheres Farbgleichgewicht zu erhalten.

Wie aus dem Diagramm hervorgeht, werden die

Spannungen von dem Oszillator 49 den beiden Systemen von Gitterstreifen in entgegengesetzter Phase zugeführt, so daß das von den Streifen ausgestrahlte Licht abwechselnd rot und blau in Phase mit dem Einschalten des roten und blauen Kanals durch die Röhren 63^ und 63^ ist. Der den grünen Phosphor tragende Schirm wird in den Intervallen zwischen den positiven Halbwellen der diesbezüglichen Anoden, nämlich während die Grün schaltende Röhre 63_G durchläßt, erregt werden; während dieser Periode wird die Röhre nur auf die grünen Signale ansprechen. Das Farbgleichgewicht kann in einem gewissen Grad durch die Potentiometer 57 und 57' verändert werden.

Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Prozesse bezüglich des Farbein- und -umschaltens bei der Empfangsröhre identisch mit den bereits beschriebenen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird jedoch der Schalt- oder Musterungsprozeß von dem Sender ausgeführt, und der Farbschaltprozeß wirkt natürlich auf das Empfangsende des Kreises ein. Daraus folgt, daß getrennte Quellen von Oszillatorspannungen für die Musterungs- und Umschaltprozesse benutzt werden müssen und daß diese Quellen in genauem Synchronismus gehalten werden müssen. Quellen mit identischer Frequenz sind an beiden Enden des Systems bei allen gewöhnlichen Schwarz- und Weißübertragungen verfügbar, und zwar ist dies die Schwebungsfrequenz zwischen dem Bild- und den Tonträgern.

Um dies durchzuführen, sind verschiedene Anordnungen brauchbar, von denen eine in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Fig. 2 ist eine schematische Wiedergabe der Senderanlage und Fig. 3 der Empfangsanlage, wie sie für diesen Fall geeignet ist. Gemäß Fig. 2 ist eine Dreifarbenfernsehkamera 101 mit drei getrennten Aufnahmeröhren und auch ⁹^ mit einer optischen Strahlaufspaltvorrichtung versehen. Letztere dient zur Erzeugung gleich großer Bilder der gleichen Szene in drei verschiedenen primären Farben auf der empfindlichen Oberfläche der betreffenden Röhren. Diese Bilder werden in der gleichen Weise wie gewöhnliche Schwarzweißbilder geprüft und dienen zur Erzeugung von Bildsignalen in jedem von drei Kanälen, die mit 103^, 103^ und IO3_G bezeichnet sind. Jeder dieser Kanäle enthält einen Verstärker 105, dessen Verstärkung getrennt eingestellt werden kann.

Jeder dieser Kanäle endet an dem Steuergitter einer Schaltröhre 107^, 107^ bzw. io7_G, wobei diese Schaltröhren in der Wirkung den Röhren 63 in dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel ent- no sprechen. Wie in dem vorausgehenden Fall sind die Anoden aller drei Schaltröhren zusammengeschaltet, und ihr gemeinsamer Ausgang führt zu dem Modulator 109, in dem sie mit Synchronisierungssignalen, die von einem Synchronisierungsgenerator in erzeugt werden, kombiniert werden und zur Modulation des Bildträgers, der von dem Oszillator 113 erzeugt wird, dienen. Die modulierten Signale werden dann dem Bildsender 115 zugeführt und von einer Antenne 117 ausgestrahlt, iao mit oder auch ohne eine weitere Verstärkung. Zu erwähnen ist, daß der Synchronisierungsgenerator auch die notwendigen Synchronisierungsimpulse für die Kamera über die Leitung 119 liefert.

Der Ton, der die Bildsignale begleitet, wird von i»5 dem Mikrophon 121 aufgenommen, in dem Ver-

stärker 123 verstärkt und dann dem Modulator 125 zugeführt, wo er zur Frequenzmodulation eines von dem Oszillator 127 erzeugten Tonträgers dient. Der frequenzmodulierte Träger speist einen Tonsender 129 und wird auch von einer Antenne 131 ausgestrahlt, welche entweder eine andere oder die gleiche, wie sie zur Bildsignalausstrahlung benutzt wird, sein kann.

Ein Teil der von den Modulatoren 109 bzw. 125 erzeugten Signale wird über Leitungen 133 und 135 abgenommen; das Signal von dem Modulator 109 wird einem Filter 137 zugeführt, welches von den kombinierten Signalen die Trägerfrequenz aussiebt, welch letztere in dem Modulator 139 mit dem ungefilterten Ausgang des Modulators 125 gemischt wird. In diesem Modulator wird die Differenz- oder Schwebungsfrequenz zwischen den beiden Trägerfrequenzen ausgesiebt und einem Begrenzungsverstärker 141 zugeführt, dessen Ausgangskreis mit so dem Primärteil eines Transformators 143 in Verbindung "steht. Die Sekundärspule dieses Transformators speist die Schirmgitter der Schaltröhren 107^ und io7_ß gegenphasig und steuert damit die roten und blauen Signale in der gleichen Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Da in diesem Fall ein Teil des Signals, das einem der zwei erwähnten Röhren zugeführt wird, über ein Phasenschiebernetzwerk, das einen veränderlichen Kondensator 145 und einen Widerstand 147 aufweist, abgezweigt wird und anschließend dem Gitter einer die Harmonische ergebenden Verstärkerröhre 149 zugeführt wird, wird die zweite Harmonisehe in dem Resonanzkreis 151 ausgesiebt und dem Schirmgitter der Steuerröhre IO7_G zugeführt, ebenso wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde.

Es ist zu erwähnen, daß die zwischen dem Bildträger und dem modulierten Tonträger entwickelte Schwebungsfrequenz nicht konstant bleibt, sondern in Übereinstimmung mit der Frequenzmodulation des Tonträgers in der Frequenz schwankt. Der Abstand der zwei Träger ist von der Größenordnung von 5 Megahertz, während die Frequenz-Schwankung des Tonträgers von der Größenordnung von 25 Kilohertz ist. Obwohl die Schalt- und Musterungsfrequenzen mit der Tonmodulation aus diesem Grunde schwanken, wird diese Änderung nicht groß sein, da sie nur von der Größenordnung von V2°/o ist. Eine solche, wenn auch nur kleine Änderung, würde von Bedeutung sein, wenn ihr nicht genau beim Schalten am Empfänger gefolgt würde, aber der letztere ist so eingerichtet, daß er dies mit einem hohen Grad von Genauigkeit tut.

Wie dies erreicht wird, ist schematisch in der Empfängerschaltung in Fig. 3 angegeben. Die von der Antenne 155 aufgenommenen Signale werden von dem Verstärker 157 vorverstärkt. Der frequenzmodulierte Tonträger wird dem Tondetektorverstärker 159 und dem Lautsprecher 161 in der üblichen Weise zugeführt. Der modulierte Bildträger wird dem Bilddetektorverstärker 163 zugeführt, die Synchronisierungssignale werden abgetrennt und den Ablenkoszillatoren 165 zugeführt, und die gleichgerichteten Bildsignale werden dem Gitter 167 der Kathodenstrahlröhre 169 des bereits beschriebenen Typs zugeführt.

Zwischen dem Verstärker 157 und dem Tondetektorverstärker 159 führt eine Leitung 171 einen Teil der Signale zu einem Mischer oder Gleichrichter 173. In ähnlicher Weise ist eine Leitung 175, welche den Verstärker 157 und den Bildverstärker 163 verbindet, mit einer Leitung verbunden, welche einen Teil des modulierten Bildträgers abnimmt und dem Bildträgerfilter 177 zuführt, welcher scharf abgestimmt ist, um im wesentlichen nur die Trägerkomponente des modulierten Signals aufzunehmen. Von dem Bildträgerfilter gelangt das Signal zu einem Phasennetzwerk, das einen veränderlichen Kondensator 179 und einen parallelen Widerstand 181 enthält, und anschließend zu dem Mischer, wo es mit dem frequenzmodulierten Tonträger kombiniert wird und die Schwebungsfrequenz erzeugt, und gelangt anschließend zu dem Verstärkerbegrenzer 183.

Der Ausgang des Verstärkungsbegrenzers 183 speist die Primärspule des Transformators 185, welcher in seiner Funktion und Anordnung dem Transformator 53 in dem zuerst genannten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht. Die zwei Enden der Sekundärspule dieses Transformators sind über Kondensatoren 187 mit den zwei Systemen der Farbablenkstreifen 189 bzw. 191 verbunden, wobei die Kondensatoren 187 mit den bereits beschriebenen Kondensatoren 55 und 55' identisch sind. In ähnlicher Weise können die Streifen 189* und 191 durch den Potentiometer 193 und 193' beeinflußt werden, welche zwischen dem Bildschirm oder seinem Schutzring und der Kraftspeisung 195 vorgesehen sind. Die Darstellung in der Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 1 nur gering; es ist lediglich in dem vorliegenden Falle die Kraftspeisung mit einem ein paar hundert Volt negativen Ende über eine 43 entsprechende Leitung mit dem Schutzring verbunden, so daß Potentiometer mit niedrigerer Impedanz benutzt werden können.

Es ist noch zu zeigen, daß mit dieser Anordnung das Schalten im Empfänger ganz genau dem Schalten im Sender folgt. Da der Tonträger frequenzmoduliert ist, schwankt seine Frequenz um einen günstig beschränkten Betrag, wie schon erwähnt wurde, und dies verursacht einen Wechsel der Schwebungsfrequenz in bezug auf den Bildträger. Der letztere bleibt in der Frequenz fest, ausgenommen vielleicht bezüglich langperiodischer Schwankungen von äußerst geringem Betrag. Senderseitig können einige Phasenwechsel, wie sie zwischen den zwei Signalen stattfinden, auftreten, und zwar zwischen den Bild- und Tonmodulatoren und ihren diesbezüglichen Antennen, doch ist dieser Phasenwechsel im wesentlichen konstant, und während sich die Phase der Schwebungsfrequenz, wie sie an dem Empfangsende des Systems empfangen und gleichgerichtet wird, ändern kann, wird

sich ihre Frequenz nicht ändern. Da die Phase der Schwebungsfrequenz durch Änderung der Phase von einer der beiden Frequenzen, welche diese erzeugen, geändert wird, kann durch Einstellen des Kondensators 179 durch Ändern der Phase der Bildträgerkomponente am Empfängerende eine gewisse Differenz der Länge des elektrischen Weges zu der Antenne kompensiert und die beim Empfänger benutzten Schaltkreise können genau in Ubereinstimmung mit dem Schalten beim Sender gebracht werden. Es muß hier jedoch erwähnt werden, daß in extremen Fällen ein sorgfältigerer Phasenwechsel als üblich wünschenswert sein mag, doch sind solche Phasen wechselkreise allgemein bekannt und durch den einen symbolisch dargestellt.

Die hier beschriebene Anordnung erlaubt das Synchronisieren von Farbmusterkreisen am Sender und Empfänger mit großer Genauigkeit. Obwohl ursprünglich beabsichtigt war, das System in Ver-

ao bindung mit der Mehrfarbenkathodenstrahlbildröhre, wie sie hier beschrieben ist, zu benutzen, ist das System nicht auf eine solche Benutzung noch auf diesen Gegenstand beschränkt; es ist auch nicht auf die hier bevorzugte Musterfolge rot-grün, blaugrün beschränkt, sondern kann augenscheinlich bei anderen Dreiphasentypen der Musterung angewendet werden.

Bei der Erfindung ist offensichtlich eine Reihe von Abwandlungen möglich. So kann 1>eispielsweise ein hochselektives Filtersystem den unmodulierten Tonträger am Empfänger wieder auffangen, wie es auch möglich ist, eine Musterungsschwebung von konstanter Frequenz am Sender zu erzeugen, und zwar durch Benutzung des Tonträgers vor der Modulation, während beim Empfänger der gefilterte Träger hierzu benutzt wird. Doch rechtfertigt der damit verbundene Vorteil im allgemeinen nicht die verwickeitere Schaltung. Die Träger können auch an anderen Punkten des Systems entnommen werden, und es können Vielfache oder Bruchteile der Zwischenträgerschwebungsfrequenz zur Musterung und Farbschaltung benutzt werden. Eine Phasenänderung der Schwebungsfrequenz kann nach deren Erzeugung vorgesehen sein, und zwar durch Variieren der Phase bei jedem der Träger. Solche Abänderungen liegen im Rahmen dieser Erfindung. Die beschriebene Apparatur ist deshalb nur als ein Beispiel zu betrachten und stellt keine Beschränkung des Schutzbegehrens auf das beschriebene System dar.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zum Fernsehen nach dem additiven Dreifarbensystem, in dem ein von Farbensignalen angewiesener Elektronenstrom zur Steuerung der Farbwiedergabe erzeugt wird, gekennzeichnet durch Auslesemittel (19, 21 in Fig. i, 191, 189 in Fig. 3) zur Lenkung des augenblicklich wirksamen Elektronenstromes nach dem entsprechenden Anregungsmittel einer einzigen Farbkomponente, weiter gekennzeichnet durch einen Oszillator bzw. Überlagerer (49 in Fig. i, 139 in Fig. 2, 173 in Fig. 3) zur Erzeugung von an die Auslesemittel übermittelten Schwingungen mit einer Frequenz im Takt der gewählten Farbfolge, wobei diese Schwingungen den verfügbaren Elektronenstrom auf die für die Wiedergabe der jeweiligen Farbkomponente vorgesehenen Bilddarstellungselemente der Dreifarbenröhre leiten.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen den Elektronenstrom nach den Elektronenempfangsteilen zu verteilen, derart, daß ein Signal einem Element zugeschaltet wird, das eines der Dreifarbenkomponenten für jeden positiven Wellenberg der Schwingung empfängt, daß ein weiteres Signal einem Element zugeschaltet wird, das eine zweite der Dreifarbenkomponenten für jeden negativen Wellenberg der Schwingung empfängt, und daß endlich ein Signal einem Element zugeschaltet wird, das die dritte Farbkomponente innerhalb des Gebietes um den Nullpunkt der Schwingung empfängt.
3. 3. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, bei der die Farbsignale eines Bildsignals von einer Sende- zu einer Empfangsstation in der einem Punktfolgesystem entsprechenden Folge ausgestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt, entsprechend den Grundfarben go durch die Bildzerlegeeinrichtung der Sendestelle erzeugten Bildsignale in eine vorher festgelegte Farbfolge gebracht werden und daß in der bildwiedergebenden Kathodenstrahlröhre des Empfängers die die Farbwiedergabe' bestimmenden Mittel entsprechend der Folgefrequenz der Farbkomponenten zur Wirkung gebracht werden.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Farbkomponenten der Bildsignale von der Sende- zur Empfangsstelle gleichzeitig, entsprechend dem Momentansystem, übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Hauptträger aufmodulierten Unterträger nach ihrer Zerlegung in verschiedene Farbkomponenten durch eine Schalteinrichtung in vorher l>estimmter Farbfolge getrennt werden und veranlaßt werden, auf der Empfangsstelle auf die Steuerelektrode der Bildwiedergaberöhre einzuwirken, deren Farbwiedergabe durch die Mittel zur Auslese der Farbfolgefrequenz der Farbkomponente entsprechend gesteuert wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorspannungsquelle zwei Trägerwellen unterschiedlicher Frequenz erzeugt und Mittel zur Kombination dieser Frequenzen besitzt, um die Oszillatorspannung mit Schwebungsfrequenz zu erzeugen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bildsignale und die Tonsignale auf getrennte Trägerwellen moduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung durch eine Schwebungsfrequenz gesteuert wird, die durch Mittel zum Empfang der modulierten Ton- und Bildträgerwellen, durch Mittel zur Auslese der Trägerfrequenzen aus den modu-

   lierten Wellen und Mittel zur Kombination besagter Trägerfrequenzen erzeugt wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Phasenänderung der Schwebungsfrequenzwellen vorgesehen sind.
8. 8. Einrichtung nach Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Phasenänderung der ausgesiebten Trägerfrequenzwelle zur Änderung der Schwebungsfrequenz vorgesehen sind.
9. 9. Einrichtung nach Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Aussiebung der einen Trägerfrequenzwelle aus den empfangenen Bildsignalen vorgesehen sind und daß die ausgesiebte Welle mit dem frequenzmodulierten Tonträger gemischt wird, so daß eine Schwebung von veränderlicher Frequenz erhalten wird.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die Mittel zur aufeinanderfolgenden Musterung der Signale jeder Trägerschwingung bezüglich der Bildwiedergabesignale der drei Grundfarben einer abzubildenden Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Musterungsmittel zwei Schaltröhren umfassen, die von jeder Bildsignalschwingung gespeist werden, wobei diese Schaltröhren einen gemeinsamen Ausgangskreis haben und mit einer Oszillatorspannungsquelle verbunden sind, die die Oszillatorspannung in entgegengesetzter Phase an diese Schaltröhren gibt, und daß ferner Mittel zur Erzeugung einer Schwingung von doppelter Frequenz für eine dritte Schaltröhre mit einer Phasendrehung von 90⁰, bezogen auf die Schwingung der Spannungsquelle, vorgesehen sind.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, die mit Kathodenstrahlen arbeitet, gekennzeichnet durch Verbindungen zur Beeinflussung der Modulationsmittel der Kathodenstrahlen durch die Signale, die dem Ausgangskreis durch die Schaltröhren zugeschaltet werden, und gekennzeichnet durch Verbindungen für die Oszillatorschwingungen an die Hilfselektroden, um die von dieser Röhre dargestellten Farben synchron mit dem Arbeiten der Schaltröhre zu schalten.
12. 12. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Erzeugung einer elektronischen Schwingung mit der Frequenz von der Größenordnung der höheren Frequenzkomponente der drei Serien von abbildenden Grundfarbensignalimpulsen des Dreifarbensystems, ferner durch die Erzeugung einer zweiten Schwingung mit doppelter Frequenz, wobei die erstgenannte Schwingung dazu dient, abwechselnd Muster von zwei der genannten Farbserien der Signalimpulse auszuwählen, und die genannte doppelte Frequenz dazu dient, Muster von der genannten dritten Farbserie nach Wahl jeder der beiden anderen Serien auszuwählen und diese Muster zu einem einzigen zusammengesetzten Signal zu kombinieren.
13. 13. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 12, gekennzeichnet durch die doppelt so häufige Wiedergabe einer der drei Farben, beispielsweise der grünen des Dreifarbensystems.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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