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Anordnung zur Erzeugung farbiger Fernsehbilder Gegenstand der Erfindung
ist ein System- zur Übertragung der Farbeigenschaften eines, beleuchteten Gegenstandes.
Er wird vorzugsweise beim !Farbfernsehen zur Umwandlung des in einer Kathodenstrahlröhre
erzeugten Schwarzweißbildes in ein farbiges Bild verwendet.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Schwarzweißbild nacheinander
in ein rotes, ein blaues und ein gelbes Bild zu verwandeln, wobei durch eine mechanische
Verstellung zweier beweglicher Schirme diese Farben in bestimmter Reihenfolge erhalten
werden. Der eine der beiden Schirme, der feststehend sein kann, hat eine große Zahl
rechteckiger Öffnungen, deren Breite gleich dem drittem Teil des Abstandes zweier
Öffnungen ist. Die Öffnungen sind in senkrechten Reihen längs des gesamten Schirmes
verteilt. Die Zahl der Öffnungen in jeder waagerechten Zeile dies iSchirmes ist
vorzugsweise gleich oder größer als die Zahl der Bildpunkte einer Zeile.
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Der zweite iSchirm besteht aus einer großen Zahl von Farbelementen,
deren jedes die Form einer Öffnung des ersten Schirmes hat und deren Farben in bestimmter
Reihenfolge aufeinanderfolgen. Die Farbelemente sind in Reihen@mit bestimmten Abstand
angeordnet. Die senkrechte Entfernung zwischen zwei Elementen derselben Farbe entspricht
ungefähr dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Öffnungen des festen Schirmes.
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Die Bewegung des !Farbschirmes- erfolgt in, ziemlich komplizierter
Weise,, damit ein Wechsel der zwischen dem Schwarzweißbild und dem Auge des
Beobachters
eingeschalteten Farbfilter erfolgt. Die Bewegungsänderung des beweglichen Schirmes
entspricht etwa der Größe eines sehr kleinen Farbelementes. Um das Farbenflimmern
zu verringern, muß die Zahl der Farbwechsel sehr groß sein. Wenn z. B. die gesamte
Dauer eines farbigen Bildes, 1/144 Sekunde beträgt" ist die Zeit für die Bewegung
des iSchirmes sehr klein. Daher sind große Beschleunigungen erforderlich. Infolge
der Trägheit des Schirmes ergeben sich große mechanische .Schwierigkeiten: Die Kosten
eines derartigen Schirmes sind sehr beträchtlich, da die Zahl der Farbpunkte sehr
groß und ihre Lage sehr verwickelt ist.
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Die Erfindung besteht in einer Verbesserung des obengenannten Systems.
An ;Stelle der Farbpunkte und öffnurigen bestehen erfindungsgemäß die
Farb-
filter aus über mehrere einander benachbarte Bildpunkte sich erstreckenden
sStreifen, die, sich in der Reihenfolge der Grundfarben fortlaufend wiederholend,
nebeneinander angeordnet sind und mit einer Schlitzblende- in dazu relativer Bewegung
zusammenwirken. Hierdurch ergibt sich eine Verbilligung des Schirmes und eine Vereinfachung
der mechanischen Bewegungen.
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Die Schlitze und die Farbstreifen bilden abwechselnd miteinander einen
Winkel a bzw. -2 a: Die relative Bewegung erfolgt seitlich. Bezeichnet man die Breite
eines einzelnen Farbelementes mit w und die Länge mit 1, so wird der Winkel a definiert
als tang wenn sich der Schirm in einer Richtung,
z. B. von links nach rechts bewegt, und als taug
wenn sich der Schirm in entgegengesetzter Richtung, d. h. von rechts nach links
bewegt. Der Grund für den Wechsel des Winkels wird später erklärt. Nimmt man an,
daß die senkrecht ausgedehnten Farbstreifen, von links nach rechts in der Farbordnung
Blau, Rot, Gelb aufeinanderfolgen und die Farbstreifen und Schlitze einen Winkel
a bilden, so ergibt sich am oberen Ende des Schlitzes eine Übereinstimmung mit dem
roten Farbstreifen und am unteren Ende mit dem blauen. Stimmt oben der Schlitz mit
dem gelben bzw. blauen überein, dann erfolgt die Übereinstimmung am unteren Ende
mit dem roten bzw. gelben Farbstreifen. Nimmt man weiterhin an, daß der Schirm unbeweglich
ist, so liegt die" Mitte des Schlitzes halb im roten und halt> im blauen Farbstreifen,
wenn die Spitze rot und das unteres Ende blau erscheint. Wenn der Farbstreifen von.
rechts nach links bewegt wird, der Schlitz feststehend ist und die betrachteten
Punkte von oben nach unten durchlaufen werden, so erscheint der Schlitz immer rot.
Damit die Lage des Bildes, bei dem nur Rot erscheint, mit der Bewegung des Elektronenstrahles,
der das Schwarzweißbild erzeugt, synchronisiert werden kann, muß der Schirm sich
mit Bildfrequenz bewegen, d. h. er muß sich um das Stück w in jeder 1/144
Sekunde bewegen.
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Wenn der rote Punkt am unteren Ende des Bildes erscheint, wird das
obere Ende des Schlitzes gelb. Für diese Farbe ergibt sich dann das gleiche wie
oben bei Rot, und schließlich wird Gelb durch Blau ersetzt.
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Wenn die beschriebene Bewegung synchron mit den aufeinanderfolgenden
Teilbildern erfolgt, und zwar so, daß der das Schwarzweißbild aufzeichnende Elektronenstrahl
eine Lage hat, die einem Punkt des Schlitzes entspricht, ergibt sich immer eine
Grundfarbe. Erfolgt die seitliche Bewegung des Farbschirmes um ein Stück, das der
Breite jedes Farbstreifens entspricht, und zwar während der Dauer jedes farbigen
Teilbildes, so folgen die verschiedenen Farben in der Ordnung Gehr, Blau, Rot; Gelb,
Blau, Rot usw. Die Gesamtbewegung des Farbstreifens im Hinblick auf die Schlitze
ist derart, daß immer nur zwei Gruppen der Farbelemente an den Schlitzen vorbeistreichen,
ehe eine Umkehrung der Bewegung stattfindet. Vorteilhaft jedoch ist es, wenn vier
oder eine größere Zahl von Gruppen von Farbelementen die Schlitze überstreichen,
ehe eine Umkehrung der Bewegung eintritt, da dann die Frequenz der Umkehrung verringert
werden kann.
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Wird der Winkel a während der rückläufigen Bewegung des Farbschirms,
d. h. während der Bewegung von links nach rechts, nicht geändert, so ist die Folge
der Farben eine andere als bei der Bewegung von rechts nach links. Wird jedoch der
Winkel a in einen Winkel - 2 a verändert, d. h. ist das Vorzeichen des Winkels umgekehrt
und die absolute Größe verdoppelt, so ist die Farbfolge bei beiden. Bewegungsrichtungen
des Farbschirmes die gleiche. Diese Verdopplung des Winkels a erfordert jedoch eine
Verdopplung der Geschwindigkeit des Schirmes während der rückläufigen Bewegung,
um Synchronismus mit der Bildwiederholung zu erhalten.
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Hieraus folgt, daß bei der Bewegung des Schirmes in einer solchen
Weise, daß zwei rote oder blaue oder gelbe Farbstreifen während der Bewegung von
rechts nach links an den Schlitzen vorbeigeführt werden, diese Bewegung in
B/144 Sekunde vollendet ist. Die Rückkehr erfolgt mit der doppelten Geschwindigkeit,
d. h. in g/144 Sekunde. Das Prinzip kann derart abgeändert werden, daß ein größerer
Bewegungshub bei kleinerer Frequenz erzeugt wird, jedoch darf von der Grundtatsache,
daß ein Schlitz einen. Farbstreifen in 1/144 Sekunde überstreicht, nicht abgewichen
werden.
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Das Problem der Synchronisation der Be,#vegungen des Schirmes mit
den Bildsignalen kann in bekannte> Weise gelöst werden. Es ist jedoch ein vereinfachtes
System zur Steuerung mittels eines %Zotors möglich, dessen Umdrehung durch besondere
Synchronisiersignale erfolgen kann. Die Umdrehungszahl kann dabei gleich einem Bruchteil
der Frequenz des Synchronisiersignals sein. Beim bekannten Fernsehübertragungssystem
werden am Ende jeder Gruppe von drei Teilbildern Synchronisiersignale ausgesandt,
um ein Bild in, den. Grundfarben erscheinen zu lassen. Die Dauer der gesamtem Bewegung
des Schirmes gemäß einer vorzugsweisen Ausführung der vorliegenden Erfindung erstreckt
sich mindestens über drei solcher Teilbilder und erhöht sich auf 6, 9 oder
12, wenn
gemäß den vorgeschlagenen Abänderungen mehrere Farbstreifengruppen
während einer Bewegung überstrichen werden.
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Von großer Wichtigkeit für die Funktion des vorliegenden Systems ist
die Art, in der der Wechsel der Winkel zwischen den Farbstreifen und den Schlitzen
erfolgt. Dieser Wechsel kann mit einer großen Geschwindigkeit erfolgen, die nicht
von der Abtastfolge der Bildpunkte abhängig ist, sondern nur von der Geschwindigkeit
der Bildwechsel. Hierbei geht jedoch ein Teil des farbigen Bildes verloren oder
wird in falschen Farben dargestellt. Obwohl dies kein sehr störender Fehler ist
und sich daraus kein unpraktisches System ergibt, ist es trotzdem wünschenswert,
daß der Wechsel des Winkels von a in - 2 a und von - 2 a in a derartig
eirfolgt, daß kein Teil des reproduzierten Bildes verlorengeht oder in falschen
Farben dargestellt wird. Wie weiter unten dargestellt, ist durch sorgfältige Steuerung
der Geschwindigkeit der Wechsel der Winkel das gewünschte Ergebnis erreichbar.
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Einzelheiten eines Beispiels der Erfindung werden an Hand der Abbildungen
in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
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Abb. i und 2 zeigen die Anordnung der Farbstreifenschlitze; Abb. 3
zeigt ein. perspektivisches Bild einer Anordnung nach der Erfindung sowie ein Blockschaltbild
eines Schwarzweißempfängers; Abb. 4 stellt einen Querschnitt durch die Filteranordnung
nach Abh. 2 dar; Abb. 5 zeigt schematisch die, Änderung des Winkels zwischen Farbstreifen
und Schlitzen; Abb. 6 zeigt Kurven, die die Bewegung der für die Verschiebung notwendigen
Kulissensteuerung in Abhängigkeit von der Zeit darstellen; Abb. 7 zeigt die Synchronisationsschaltung
für den Motor.
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In Abb. i und 2 ist A eine Platte, die. aus senkrechten Farbstreifen
1 2, ' ' " " 3, 1/, 2,3, i ,2 ,3" usw.
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besteht. Diel Streifen i, i', i` usw. sind z. B. blau, die Streifen
2, 2', 2" USW. rot, die Streifen 3, 3', 3" usw. gelb. Eine zweite Platte
B, die vor der PlatteA liegt, enthält eine Mehrzahl schmaler Schlitzes, 6., 7 usw.
Ist w die Breite und L die Länge der Farbstreifen, so haben die Schlitze
ebenfalls die Breitew. Sie verlaufen jedoch nicht parallel zu den Farbstreifen,
sondern bilden mit ihnen den Winkel a derart, daß tang a gleich j ist. Der gegenseitige.
Abstand der Schlitze beträgt 2w, d. h. für jede Gruppe von drei Farbstreifen ist
ein Schlitz vorgesehen. Nimmt man an, daß das obere Ende eines Schlitzes 5 genau
das obere Ende eines Farbstreifens, z. B. 2, überdeckt, so liegt das untere Ende
dieses Schlitzes genau über dem unteren Ende des benachbarten Farbstreifens, z.
B. i. Das gleiche gilt für alle übrigen Schlitze. Verfolgt - man den Schlitz von
seiner Spitze zu seinem unteren Ende, so wird die sichtbare Farbe nach und nach
immer weniger rot und immer mehr blau. Wenn der Schlitz von links nach rechts bewegt
wird oder wenn beide Platte in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, so läuft
der Punkt vollständiger Übereinstimmung zwischen Schlitz und Farrbstreifen abwärts.
Im angeführten Beispiel läuft also der rote Punkt nach unten, bis er das untere
Ende des Schlitzes erreicht.
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Zu dieser Zeit wird das obere Ende des Schlitzes gelb. Erfolgt die
relative Bewegung in der gleichen Richtung, dann läuft der gelbe Punkt längs des
Schlitzes abwärts. Das gleiche gilt anschließend für die blaue Farbe.
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Wenn nun die relative Bewegung der Schlitze und der Farbstreifenplatte
derart ist, daß die vollständige Abtastung einer Farbe, z. B. Rot oder Gelb oder
Blau, synchron mit der Abtastung eines Teilbildes der Schwarzweißübertragung erfolgt,
so ergibt sich daraus, daß der Elektronenstrahl; der das Schwarzweißbild aufbaut,
fortlaufend Stellen des Farbfiltersystems überstreicht, die nur das Licht einer
Grundfarbe durchtreten lassen. Zu allen Zeiten ist durch die Schlitze daher nur
eine Farbe sichtbar.
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Die gesamte seitliche Bewegung der Farbfilter und der Schlitze muß
genügend groß sein, damit eine Gruppe von. Farbstreifen überstrichen worden. ist,
ehe die Bewegung umgekehrt wird und sich die Platten in ihre ursprüngliche Lage
zurückbewegen. Es ist jedoch möglich, ganzzahlige Vielfache von Farbstreifengruppen
abzutasten. Je größer die Anzahl ist, um so niedriger ist die Verschiebungsgeschwindigkeit,
aber um so größer muß der Hub der Bewegung sein.
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Bei der rückläufigen Bewegung der Filterstreifen und der Schlitze
ist es wünschenswert, daß die gleiche Farbfolge aufrechterhalten wird. Zu diesem
Zweck muß der Winkel a in einen solchen mit 2 a verändert werden, d. h. wenn das
obere Ende des Schlitzes dem roten Farbstreifen überdeckt, so wird am unteren Ende
des Schlitzes Blau erhalten. Es ist selbstverständlich, daß die Geschwindigkeit
der seitlichen Bewegung der Schlitze ebenfalls verdoppelt werden muß. Die Anordnung
der Schlitze und der Farbstreifen bei der rückläufigen Bewegung ist in Abb. 2 dargestellt
worden.
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In Abb. 3 werden im oberen Teil der Zeichnung das Blockschaltbild
eines Fernsehempfängers, bestehend aus Mischstufe und ZF-Verstärker i i, Bildverstärker
13, Amplitudensieb 22 und Sägezahngeneratoren 21 und 25, sowie die Synchronisiervorrichtung
26 für den Motor 27 dargestellt. Die Verbindung der einzelnen Empfängerteile erfolgt
durch die Leitung 12, 20, 23 und 24. Die Kathodenstrahlröhre 16 enthält die Kathode
17, Steuerelektrode 14 und die Ablenkplatten 18 und i9. Statt der elektrostatischen
Ablenkung kann auch eine magnetische benutzt werden. Die Synchronisiersignale bestehen
aus den Zeilenimpulsen, den Bildwechselimpulsen und weiteren Impulsen, die am Ende
je dreier Teilbilder, d. h. am Ende eines vollständigen farbigen Bildes erscheinen.
Sie werden durch das Amplitudensieb 22 voll den Bildwechselimpulsen getrennt und
über die Einrichtung 26 zur Synchronisation des Motors 27 benutzt. Hierfür können
bekannte Steuersysteme benutzt werden. Ein Beispiel einer solchen Anordnung wird
nachstehend beschrieben.
Der Motor 27 treibt zwei senkrechte Wellen
28 und 29 an. Von der Welle 28 wird eine waagerechte Welle 30 über Stirnräder
3 i angetrieben. Die Welle 30 verläuft parallel zum unteren Rand eines rechteckigen
Rahmens 32. Die Welle 29 treibt über Kegelräder 31' die horizontale Welle 33, .die
am oberen Ende des Rahmens 32 läuft. Die Wellen 30 und 33 laufen synchron mit den
Synchronisiersignalen der Leitung 24.
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Auf der Welle 30 ist ein Zylinder 34 befestigt, in dessen Oberfläche-
zwei Nuten 35 und 36 geschnitten sind. In diese Nuten greifen die Stifte 37 und
38. Auf der Welle 33 ist ein Zylinder 39 befestigt, dessen Oberfläche mit den Nuten
4o und 41 versehen ist, in die die Stifte 42 und 43 eingreifen.
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Der Stift 37 ist mit dem unteren Ende eines rechteckigen Farbschirmes
A, wie er in Abb. i und 2 dargestellt wurde, verbunden. Der obere Rand dieses Schirmes
ist mit dem Stift 42 verbunden. In gleicher Weise erfolgt die Verbindung der Schlitzplatte
B mit den Stiften 36 und 41. Die Nuten 35, 36, 4o und 41 verlaufen so, daß die Platten.
A und B
eine seitliche Bewegung entsprechend der gewünschten Verschiebung
ausführen. Durch die Nuten erfolgt jedoch nicht der Wechsel der Winkel zwischen
a und -2 a. Die Lagerung der Platten A und B am oberen und unteren Rand erfolgt
nur in der Mitte an den Punkten 44 und 45. Durch die halbzylindrischen Lager bei
44 und 45 erfolgt lediglich eine Festlegung der Mitten des oberen und unteren Randes
der Platten A und B in senkrechter Richtung. In seitlicher Richtung sind die Platten
frei beweglich. Wenn eine der beiden Platten A oder B am unteren Ende in seitlicher
Richtung mehr bewegt wird als am oberen Ende, so ergibt sich eine Drehung der Platte,
und man kann derart die gewünschtenWinkel a oder -2 a, zwischen den Schlitzen und
den Farbstreifen der Platten A und B erhalten.
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Die gesamte relative Bewegung der Platten A und B erfolgt nur um wenige
Millimeter, und der Winkel a ist äußerst klein. In der Abbildung sind die Nuten
35, 36, 40 und 41 und die Abmessungen der Schirme A und B nicht im richtigen Maßstab.
dargestellt, um das Prinzip der Erfindung besser erläutern zu können. Die seitliche-
Bewegung der Platten A und B erfolgt durch die Umdrehung der Zylinder
34 und 39. Die Platten A und B selbst sind äußerst dünn und müssen
während der Bewegung sehr nahe beieinander gehalten werden. Sie müssen deshalb sehr
gut geführt werden.
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Zu diesem Zweck sind an den Platten A und B
rechtwinklige
Stücke 50, 51, 58, 59 befestigt (Abb. 3 und4). DieseWinkelstückebestehen aus denTeilen
52, 53= 54 55 und gleiten mit ihren Vorderflächen 56, 57, 6o und 61 an der Innenseite
U-förmig gebogener Stücke 64 und 68, die am Rahmen 32 befestigt sind. Das U-Stück
64. besteht aus den Teilen 62 und 63 und das U-Stück 68 aus den Teilen 66 und 67.
Die Bänder der Platten A und B sind durch biegsame Teile 72 miteinander
verbunden. Der Streifen 72 muß genügend biegsam sein, damit die relative Bewegung
der Platten A und B gegeneinander möglich ist. Um die Reibung zwischen den Platten
zu vermindern, kann eine dünne Schicht eines festen, flüssigen oder halbflüssigen
Gleitmittels benutzt werden. Der Zwischenraum zwischen den Platten kann auch evakuiert
werden, um durch den äuleren Luftdruck ein Zusammenhalten der beiden Platten zu
erreichen.
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Der Motor 27, der durch die Einrichtung 26 synchronisiert wird, macht
eine Umdrehung während der Zeit, in der drei aufeinanderfolgende Teilbilder erzeugt
werden. Die Umdrehung beginnt am Anfang des ersten Teilbildes und endet am Schluß
des dritten Bildes. Diese drei Teilbilder sollen in ein farbiges Bild verwandelt
werden. Die Kegelräder 31 und 31' verringern die Geschwindigkeit des Motors um den
Faktor 3, d. h. die Zylinder 34 und 39 drehen sich während der Abtastung eines Teilbildes
einmal herum. Die Nuten 35, 36, 40, 41 sind derart angeordnet, daß bei einer Umdrehung
die Platten einen Winkel a bilden. Die Stifte zwischen 42 und 43 am oberen Rand
der Platten A und B bewegen sie mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter
Richtung. Die gesamte Veränderung erstreckt sich über die Breite von sechs Farbstreifen.
Wenn der Schlitz 6 am oberen Ende des Farbstreifens i mit der Bewegung beginnt,
so wird am Ende dieser Bewegung das untere Ende des Farbstreifens 3' überdeckt.
Die unteren Stifte 37 und 38 machen die gleiche Bewegung wie die Stifte 42 und 43
mit Ausnahme der Zeit, in der eine Änderung des Winkels a durchgeführt werden muß.
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Die Veränderung des Winkels a kann z. B. dadurch erfolgen, daß während
der Abtastung eines Teiles eines Schwarzweißbildes die oberen. Stifte 42 und 43
stehenbleiben. Während dieser kurzen Zeit erfolgt durch die unteren Stifte eine
relative Bewegung der Platten A und B, so daß der Winkel
a
in einen Winkel - 2 a verändert wird. Dieser Wechsel des Winkels kann natürlich
in zahlreicher Weise erreicht werden; z. B. wird die Farbstreifenplatte A festgehalten,
während das untere Ende der Schlitzplatte B um eine Entfernung, die der Breite von
vier Farbstreifen entspricht, nach rechts bewegt wird.
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Wenn die Änderung des Winkels beendet ist, bewegen, sich die beiden
Platten A und B in ihre Ausgangslage zurück. Die Rücklaufgeschwindigkeit ist doppelt
so groß wie die Geschwindigkeit des Hinlaufes, so daß wieder nur ein einziges einfarbiges
Teilbild erzeuge wird. Sind sie an ihrem Ausgangspunkt angekommen, so bleiben die
oberen Stifte und der untere Stift 37 wieder still stehen, und der Stift 38 führt
eine schnelle Bewegung des unteren Randes der Platte B aus. Hierdurch wird der ursprüngliche
Winkel eingestellt. Durch die Wiederholung eines derartigen Zyklus wird das Schwarzweißbild,
das auf dem Schirm der Kathodenröhre 16. erzeugt wird, in .das gewünschte farbige
Bild umgewandelt.
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Die Bewegung der Platten A und B kann zusammen erfolgen. Es
ist aber auch möglich, eine der Platten festzuhalten -und -nur die zweite Platte
zu bewegen. Die erstere Möglichkeit wird vorgezogen,
weil 7-,ei
einem solchen System die Platten nur sehr geringe seitliche Verschiebungen erfahren.
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Zur Vereinfachung der Erklärung der Abb. 5 wird angenommen, daß die
Farbstreifenplatte A feststeht.
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In dieser Abbildung ist mit roo ein Farbstreifen z. B. von roter Farbe
bezeichnet. Es wird weiterhin angenommen, daß das System gerade in dem Augenblick
betrachtet wird, in dem der Wechsel des Winkels in den Winkel -2 a stattfindet.
Im Zeitpunkt a liegt das obere Ende des gestrichelt gezeichneten Schlitzes ioi genau
auf dem oberen Ende des roten Filters, d. h. die rechte Ecke des oberen Endes U1
des Schlitzes ioi überdeckt genau die rechte Ecke des oberen Endes des roten Farbstreifens
ioo, während die untere rechte Ecke Dl des Schlitzes ioi genau die linke Ecke des
Farbstreifens ioo bedeckt. Im Zeitpunkt b hat der Schlitz ioi seine Bewegung nach
rechts fortgesetzt. Das untere Ende D2 hat sich um ein etwas größeres Stück als
das obere Ende U2 nach rechts bewegt. Der Winkel a ist dadurch um einen geringen
Betrag E kleiner geworden. Im -Zeitpunkt c, der etwa der Zeit entspricht, die notwendig
ist, um ein Drittel eines farbigen Teilbildes aufzubauen, hat sich das obere Ende
U3 um dasselbe Stück nach links bewegt, wie es der Punkt U2 zur Zeit b nach rechts
getan hat. Das obere Ende des Farbstreifens und des Schlitzes überdecken sich also
wieder. Das untere Ende D.; des Schlitzes bewegt sich weiterhin nach rechts und
überdeckt genau das untere Ende des Farbstreifens ioo. In diesem Zeitpunkt überdecken
sich Farbstreifen und Schlitze vollkommen. Der Winkel zwischen beiden ist Null geworden.
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Während der Zeit, in der das nächste Drittel des Farbbildes aufgebaut
wird, bewegt sich das untere Endes des Schlitzes ioi zum Punkt D4, d. h. das untere
Ende bewegt sich um ?/s w nach rechts, während das obere Ende sich um das
Stück w nach links bewegt. Die rechte obere Ecke des Schlitzes U4 fällt mit der
linken oberen Ecke des Farbstreifens ioo zusammen. Der Winkel a hat sich in denWinkel-a
geändert.
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Zwischen den Zeitpunkten d und e kehrt sich die Bewegung
des unteren Endes des Schlitzes um, und das Schlitzende läuft wieder nach links.
Im Zeitpunkt e bedeckt er fast genau das untere Ende des Farbstreifens ioo. Zur
gleichen Zeit hat das obere Ende die Bewegung nach links fortgesetzt und erreicht
die Lage U5. In diesem Zeitabschnitt, d. h. zwischen den Zeitpunkten d und
e, haben. sich alle Teile des Schlitzes nach links bewegt, jedoch erfolgt
die Bewegung der oberen Teile schneller als die der unteren, so daß der Winkel -a
vergrößert wird und fast die Größe -2 a erreicht. Die Differenz ist e. Im Zeitpunkt
f ist noch eine geringe Bewegung des Schlittens nach links erfolgt, so daß sich
Farbstreifen und Schlitz am unteren Ende überdecken und der Winkel sieh auf ,den
Wert -2a vergrößert.
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Die Punkte der genauen Übereinstimmung zwischen Schlitz- und Farbstreifen
S1, S2 ... Se haben sich in der Zeit zwischen a und f vom oberen
Rand bis- zum unteren Rand bewegt. Erfolgt diese Bewegung synchron mit dem Kathodenstrahl;
so erscheinen die betreffenden Punkte immer in roter Farbe. Infolgedessen gehen
keinerlei Teile des roten Teilbildes verloren.
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Das nächste Teilbild wird nun als gelbes Teilbild-aufgebaut. Das obere
Ende des Schlitzes ioi überdeckt vollständig das obere Ende des gelben Farbstreifens.
Durch gleichförmige Bewegung des Schlitzes nach links wird ein gelbes Teilbild aufgebaut,
wobei das gleiche Ergebnis erhalten werden kann, wenn man entweder Schlitz- und
Farbstreifen je mit der Geschwindigkeit v bewegt oder nur den Schlitz mit der Geschwindigkeit
2 v bewegt. Nach dem gelben Bild muß ein blaues Bild aufgebaut werden. Hierbei muß
der Winkel - 2 a wieder in den Winkel a verändert werden. Dies erfolgt wiederum
durch verschiedene Bewegungen der oberen und unteren Enden des Schlitzes.
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Zur Vereinfachung der Darstellung wird wieder angenommen, daß der
Farbstreifen feststeht und nur der Schlitz bewegt wird. Im Zeitpunkt g bilden Schlitz
ioi und Farbstreifen ioo einen Winkel -2 a miteinander. Beide überdecken sich am
oberen Ende bei UV Im Verlauf dieser Winkeländerung überdeckt schließlich das untere
Ende des Schlitzes den Farbstreifen ioi. Diese Änderung verläuft so, daß zunächst
das obere Ende des Schlitzes sich während einer sehr kurzen Zeit noch nach links
bewegt. Diese Bewegung war während der Abtastung des gelben Teiles begonnen worden.
Das untere Ende des Schlitzes ioi bewegt sich mit etwas größerer Geschwindigkeit
ebenfalls nach links. Beide Bewegungen zusammen ergeben, daß der Punkt der genauen
Überdeckung von S7 nach S8 wandert und der Winkel -2 a um den Wert a verkleinert
wird. Das obere Ende bewegt sich dann weiter nach links, bis der Punkt der Überdeckung
nach S9 gewandert ist. In diesem Zeitpunkt kehrt sich die Bewegung des oberen Endes
des Schlitzes um. Der obere Teil beginnt mit einer Bewegung nach rechts, während
der untere Teil sich weiter nach links bewegt. Im Zeitpunkt j beträgt der Winkel
zwischen Schlitz und Farbstreifen o°. Anschließend bewegt sich das untere Ende des
Schlitzes noch um ein kleines Stück nach links, während das obere linke Ende des
Schlitzes fast mit dem oberen rechten Ende des Farbstreifens zusammenfällt. Der
Punkt S7 ist inzwischen nach Sll gewandert. Der erreichte Winkel unterscheidet sich
nur noch um den Betrag E vom Winkel a. Im Zeitpunkt l überdeckt dann der Schlitz
wieder genau das untere Ende des Farbstreifens. Das obere Ende des Schlitzes bewegt
sich weiterhin nach rechts, bis die linke Ecke des Schlitzes genau mit der rechten
Ecke des Farbstreifens bei U1. genau übereinstimmt. Im Verlauf des nächsten farbigen
Teilbildes erfolgt eine weitere gleichförmige Bewegung nach rechts, bis der nächste
Wechsel deß Winkels a notwendig ist.
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In Abb.6 wird die Bewegung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.
Die Abszisse bezeichnet die Zeit und die Ordinate den Weg. Die Zeichnung A
veranschaulicht
die Bewegung des oberen Endes des Schlitzes und die Zeichnung B die Bewegung des
unteren Endes.
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Aus der Abbildung ergibt sich, daß während der Abtastung des ersten
roten, blauen und gelben Streifens die Geschwindigkeit v des oberen und unteren
Endes die gleiche bleibt. Zwischen beiden Enden besteht lediglich ein Unterschied
in der gegenseitigen Lage. Dieser Unterschied ist gleiches. Hieraus ergibt sich
der Winkel a. Anschließend bewegt sich der obere Teil für eine kurze Zeit weiter
nach rechts und kehrt dann seine Bewegungsrichtung um. Nach Durchlaufen des ersten
Drittels des zweiten roten Farbstreifens bis zum Ende dieses Streifens bewegt sich
der Schlitz sehr schnell. Die Geschwindigkeit ist gleich 2v. Hiernach wird mit der
gleichen Geschwindigkeit der zweite blaue und gelbe Streifen überstrichen. Im nächsten
roten Farbstreifen kehrt sich dann wieder die Bewegungsrichtung um, und der folgende
blaue und gelbe Streifen wird. mit der Geschwindigkeit v überstrichen. Für das untere
Ende ergeben sich ähnliche Verhältnisse aus der Zeichnung B.
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Abb.7 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm für die Synchronisation
des Motors 27. Wird dieser Motor durch die Synchronisierimpulse, die durch das Amplitudensieb.
in Abb. 3 ausgesiebt werden, synchronisiert, so ist außer der angegebenen Untersetzung
31 und 31' keine weitere notwendig. :Mit i io ist in Abb. 7 der Rotor bezeichnet.
In Serie dazu ist die Feldwicklung i i i geschaltet. In diesem Fall kann der Motor
durch Gleich- oder Wechselstrom angetrieben werden. An seine Stelle kann auch ein
Motor mit permanentem Magnetfeld benutzt werden.
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Als Ausführungsbeispiel wird angenommen., daB der Motor durch Gleichstrom
angetrieben wird. Der Strom läuft von dem positiven Pol 112 über den Rotor i io
und- das Feld i i i und teilt sich dann in zwei Teilströme. Der eine Teil führt
über die Leitung 114 zu einem Kommutator 115 und von dort zur Anode 116 eines Thyratrons
117 mit der Kathode i i8 und dem Steuergitter i ig. DieKathode ist mit dem negativen
Pol i2o der Gleichspannungsquelle verbunden. Vom Abzweigpunkt an der Leitung 114:
führt der Widerstand 122 direkt zur Kathode 118. Zwischen dem Gitter i ig und der
Kathode werden die Synchronisationssignale, die von der Anordnung 123 geliefert
werden, zugeführt. Vor dem Gitter liegt ein. Strombegrenzungswiderstand 12q.. Im
Kathodenkreis liegt eine Batterie 125 zur Erzeugung einer negativen Vorspannung.
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Der Motor beginnt unabhängig davon, ob das Thyratron leitend oder
nicht leitend ist, sich zu drehen, da von der Klemme 112 über Rotor n o, Feld i
i i und Widerstand 122 ein Strom zur Klemme 120 fließt. Der Motor treibt durch eine
mechanische Kupplung 1a6 den Kommutator i15 an. Dieser enthält drei Segmente 1a7,
128 und 129, die über die Oberfläche eines Zylinders verteilt sind. Jedes Segment
bedeckt ein Sechstel der Oberfläche des Zylinders und ist von dem benachbarten isoliert.
Eine Bürste 13o dient zur Stromabnahme. Wenn diel Bürste eines der Segmente 127,
128 oder tag überstreicht, besteht eine Verbindung von Feld t 11 zur Anode des Thyratrons.
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Wenn man annimmt, daß der Motor in dem ,Moment anläuft, in dem die
Bürste 130 auf einem isolierenden Teil des Kommutators aufliegt, wird der
Stromfluß durch den Motor über den Widerstand 122 geschlossen. Hierdurch wird die
Geschwindig keit des Motors auf einen Wert unterhalb der für den synchronen Lauf
notwendigen Umdrehungszahl begrenzt. Steht die Bürste 130 mit einem der Kontakte
127, 128, 129 in leitender Verbindung und kommt über den Widerstand 1.24 ein Synchronisationsimpuls
an das Gitter des Thyratrons,-so wird dieses leiten, und der Motor erhält einen
starken positiven Stromimpuls, der eine Vergrößerung der Umdrehungsgeschwindigkeit
des Motors erzeugt. Je länger die Bürste auf einem Kommutatorelement aufliegt, um
so länger ist der positive Stromimpuls. Überschreitet der Motor seine synchrone
Geschwindigkeit, so liegt in dem Augenblick, in dem das Thyratron durch die Synchronisationsimpulse
leitend ist, schließlich die Bürste 130 wieder auf einem isolierendenZwischenstück.
DieUmdrehungsgeschwindigkeit des Motors wird sich wieder verringern. Der Motor pendelt
also immer derart hin und her, daß die Bürste 130 einen leitenden oder nichtleitenden
Teil des Kommutators überstreicht. Auf dieseWeise wird ein synchroner Lauf des Motors
erreicht.
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Es ist selbstverständlich, daß der Gegenstand der Erfindung sich nicht
auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern daß noch andere Ausführungsformen
des Erfindungsgedankens möglich sind.