DE936047C - Signalerzeugungseinrichtung fuer Farb-Fernsehzwecke - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 1. DEZEMBER 1955

R 8435 VIII a/ 21 oi

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zur Umwandlung eines ersten Signals, welches wenigstens zum Teil aus Zusammensetzungen von Farbsignalen besteht, in ein zweites Signal, welches die verschiedenen Farben wiedergibt.

Bei der Herstellung von Farbsignalen für Fernsehempfänger ist es manchmal wünschenswert, eine Schwarzweißaufnahmeröhre und zwei getrennte Farbaufnahmeröhren zu verwenden. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Ausgangsspannungen der beiden Farbaufnahmeröhren zueinander zu addieren und sodann von der Ausgangsspannung der Schwarzweißaufnahmeröhre zu subtrahieren, um auf diese Weise das die dritte Farbe wiedergebende Signal herzustellen.

Bei gewissen Farbübertragungssystetnen werden die den einzelnen Farben entsprechenden Helligkeitswerte durch Modulation verschiedener Phasen eines Unterträgers wiedergegeben. Die Modulationsprodukte werden vor der Übertragung zu einem zusammengesetzten Farbsignal kombiniert. Es würde an sich natürlich möglich sein, die Helligkeitswerte der verschiedenen Farben in getrennten Aufnahmeröhren zu gewinnen und die Ausgangsspannung jeder Aufnahmeröhre einem Modulator zuzuführen. Jedoch ist es bei einem solchen System im allgemeinen notwendig, ein Gesamthelligkeitssignal herzustellen, was durch Addition der den Einzelfarben entsprechenden Signale möglich ist. Wenn geringe Helligkeitsunterschiede wiedergegeben werden müssen, müssen bei einem solchen System die

Signale der verschiedenen Farbaufnahmeröhren sehr sorgfältig aufgezeichnet werden*

Um eine derartige genaue Aufzeichnung zu vermeiden,, ist vorgeschlagen worden, -das Gesamthelligkeitssignal mit einer Schwarzweißkamera derjenigen Art, wie sie heute für Schwarzweiß fern-'' "sehen in Gebrauch ist, herzustellen. Diese Gesamthelligkeitskamera bewirkt bereits eine Addition der einzelnen Farbsignale und bewirkt, da diese in einer ίο Röhre gewonnen werden, eine geeignete Registrierung.

Schnelle Farbänderungen von einem Farbton zu einem anderen brauchen nicht übertragen zu werden, da das Auge teilweise farbenblind ist, wenn die Änderungen genügend schnell verlaufen. Es ist daher vorgeschlagen worden, die Farbhelligkeitswerte auf einem der beiden folgenden Wege zu gewinnen. Man hat nämlich einerseits je eine getrennte Farbaufnahmeröhre zur Gewinnung der niederfrequent verlaufenden Änderungen in jeder Farbe benutzt, oder man hat andererseits den Niederfrequenzanteil der Ausgangs spannungen von zwei getrennten Farbaufnahmeröhren zueinander addiert und dann diese Summe von dem Niederfrequenzanteil der das Gesamthelligkeitssignal liefernden Röhre subtrahiert, um das dritte Farbsignal herzustellen. In beiden Fällen werden die den einzelnen Farben zugeordneten Signale getrennten Modulatoren zugeleitet.

Gemäß der Erfindung soll jedoch die Ausgangsspannung der Gesamthelligkeitsröhre unmittelbar an einen Modulator geführt werden und die Aus- - gangs spannungen von zwei getrennten Farbröhren zwei anderen diesen Röhren zugeordneten Modulatoren zugeleitet werden, derart, daß die Gesamtausgangsspannung der Modulatoren ein zusammengesetztes Farbsignal liefert, welches mit demjenigen übereinstimmt, welches bei der Speisung der Einzelfarbsignale an getrennten Modulatoren entstehen würde. Es ist also dann nicht mehr notwendig, eine dritte Farbaufnahmeröhre vorzusehen oder zwei Farbsignale zueinanderzuaddieren und die so gewonnene Summe von dem Gesamthelligkeitssignal zu subtrahieren, um das dritte Farbsignal zu gewinnen.

Kurz gesagt wird dies dadurch erreicht, daß die Verstärkungen und die Phasen in den Modulationskanälen so gewählt werden, daß die Bestandteile einer gegebenen Farbe, unabhängig davon, ob sie von einem einzelnen Modulator oder von mehreren Modulatoren geliefert werden, zur Herstellung einer gewünschten Resultierenden kombiniert werden.

Die Erfindung ist auch auf Farbfernsehempfänger anwendbar, mit denen farbige Bilder mittels entsprechend dem resultierenden Farbton phasenmodulierter Unterträger hergestellt werden können. Ein solcher Unterträger kann im Sender dadurch hergestellt werden, daß die verschiedenen Phasen der Unterträgerfrequenz mit verschiedenen Grundfarbensignalen moduliert werden und die verschiedenen erhaltenen Spannungen miteinander kombiniert werden. Im Empfänger werden die den Modulatoren des Senders zugeführten Farbsignale dadurch voneinander getrennt, daß das zusammengesetzte Farbsignal mit Unterträgerfrequenzen überlagert wird, deren Phasen mit den Phasen der den Modulatoren des Senders zugeführten Spannungen übereinstimmen. Dieses Verfahren ist die sogenannte Nullüberlagerung oder das Homodynverfahren. Die auf diese Weise gewonnenen Signale sind genau die Einzelfarbensignale, die den Modulatoren auf der Senderseite zugeleitet wurden. Bei anderen Arten der Signalübertragung werden die verschiedenen Phasen der Unterträgerfrequenz mit Signalen moduliert, welche Farbkombinationen entsprechen. Die Anwendung des Homodynprinzips, bei welchem das zusammengesetzte Farbsignal mit Unterträgerfrequenzen überlagert wird, deren Phase mit den Unterträgern im Sender übereinstimmt, würde hier Signale ergeben, welche Farbkombinationen entsprechen. Diese können aber natürlich nicht unmittelbar im Fernsehempfänger verwendet werden und müssen daher im Empfänger in Signale umgewandelt werden, welche jeweils einer einzigen Grundfarbe entsprechen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können die getrennten Farben durch Änderung der Phasen der Unterträgerfrequenzen, welche den verschiedenen Demodulatoren im Empfänger zugeführt werden, gewonnen werden und .durch Beeinflussung go des Verstärkungsgrades in den verschiedenen Demodulationskanälen. Im allgemeinen hat die Phase, welche einem Demodulator zur Herstellung eines Einzelfarbensignals zugeführt wird, denselben Wert wie die Resultierende der Grundfarben dieser Farbe im empfangenen zusammengesetzten Signal; Wenn also z. B. im Sender das rote Farbsignal (Videosignal) zwei getrennten Modulatoren zugeführt werden soll, würde der Demodulator im Empfänger, der dieses rote Farbsignal wiederherstellen soll, mit einer Phase betrieben werden müssen, welche dieselbe ist wie die des resultierenden roten Signals, das durch Zusammensetzung der Ausgangsspannungen der beiden Modulatoren im Sender entstehen würde. Die Verstärkungen in den verschiedenen Modulationskanälten werden so gewählt, daß das resultierende Signal, welches eine einzige Farbe wiedergibt, dieselbe relative Größe hat wie das Licht dieser Farbe im Originalbild. Wenn also jede Farbe im Originalbild den Amplitudenwert 1 haben möge, werden die Verstärkungen in den Mo.dulationskanälen so eingestellt, daß das resultierende Signal für jede Farbe den Wert 1 erhält. Wie dies im einzelnen erreicht wird, soll weiter unten noch genauer beschrieben werden.

Die Erfindung bezweckt, Verfahren und Einrichtungen anzugeben, mit denen ein erstes Signal, welches wenigstens teilweise aus einer Kombination von verschiedenen Veränderlichen besteht, in ein zweites Signal· umgeformt wird, welches die einzelnen Veränderlichen getrennt wiedergibt.

Fig. ι zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine xfindungsgemäße Art einer Signalerzeugungseinrichtung;

Fig. 2 ist ein Vektordiagramm, welches die Wirkungsweise der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 3 ist ein Vektordiagramm, das zur Erklärung der Wirkungsweise eines Farbfernsehsystem^ dient, in welchem das Gesamthelligkeitssignal den Eigenschaften des Auges entspricht;
Fig. 4 ist ein Vektordiagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Erfindung, bei welcher ein System verwendet wird, das von panchromatischen Gesamthelligkeitssignalen Gebrauch macht;

ίο Fig. 5 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf einen Farbfernsehempfänger, und

Fig. 6 ist ein Vektordiagramm, welches zur Erklärung der Anwendung des erfindungsgemäßen· Modulators auf den Empfänger nach Fig. 5 dient.

Ein Gesamthelligkeitssignal, das von der Kamera 2 in Fig. 1 geliefert wird, durchläuft einen hinsichtlich seiner Gradation einstellbaren Verstärker 4 und erreicht einen Modulator 8. Das Gesamthelligkeitssignal besteht im allgemeinen aus den Energien aller Lichtfarben des Objekts. In ähnlicher Weise werden die roten Helligkeitssignale der Aufnahmekamera 10 über einen Verstärker 12 und über eine Verstärkungseinstellstufe 14 an einen Modulator 16 geliefert. Auch das blaue Signal einer Kamera 18 verläuft über einen Verstärker 20 und eine Verstärkungseinstellstufe 22 zu einem Modulator 24. Die Verstärker 4, 12 und 20 bewirken eine Vorverzerrung der Amplituden des Signals im entgegengesetzten Sinne wie die Amplitudenverzerrung, die bekanntlich in den Bildwiedergaberöhren der Fernsehempfänger auftritt. Die Verstärkungseinstellstufen 6, 14 und 22 sind zwar in Fig. ι als getrennte Stufen dargestellt, jedoch können sie natürlich auch in die Verstärker 4, 12 und 20 oder in die entsprechenden Modulatoren eingebaut werden, je nachdem was bei der jeweiligen Ausführung zweckmäßiger erscheint.

Von einem Umschaltoszillator 26 wird eineUnterträgerfrequenz geliefert, die an den Ausgangsklemmen 28, 30 und 32 einer Phasenaufspaltstufe 34 in verschiedene Phasen zerlegt erscheint. Unter einer Phasenaufspaltstufe wird dabei jede Einrichtung verstanden, die eine einzige Eingangsfrequenz in eine Mehrzahl von verschiedenen Phasen zerlegt. Eine solche Stufe kann z. B. aus einer Reihe von Verzögerungsleitungen bestehen oder aus parallelen i?C-Gliedern. Jede Phase des Unterträgers, welche die Stufe 34 liefert, liegt an einem besonderen Modulator, und zwar über die Leitung 28 am Modulator 8, über die Leitung 30 am Modulator 16 bzw. über die Leitung 32 am Modulator 24. Daher wird die eine Phase im Modulator 8 entsprechend dem Gesamthelligkeitssignal, die zweite Phase im Modulator 16 durch das rote Bildsignal und die dritte Phase im Modulator 24 mit dem blauen Bildsignal moduliert.

Die Ausgangsspannungen der Modulatoren 8, 16 und 24 werden in der Mischeinrichtung 35 miteinander kombiniert, bevor die kombinierte Spannung ein Bandpaßfilter 36 erreicht. Wenn die verschiedenen Phasen einer Unterträgerfrequenz zueinanderaddiert werden, ergibt sich ein Unterträger, dessen Phasenlage von den Amplituden abhängt, die an den verschiedenen Modulatoren liegen. Wenn beispielsweise die Signale an den Modulatoren 16 und 24 die Amplitude Null haben und das Signal am Modulator 8 eine endliche Amplitude besitzt, ist die Phasenlage des durch die Kombination entstehenden Unterträgers dieselbe wie die des über die Leitung 28 dem Modulator 8 zugeführten Unterträgers. Wenn aber der Modulator 16 von der Stufe 14 ebenfalls ein Signal endlicher Amplitude erhält, hat der resultierende Unterträger eine Phase, die zwischen den Phasen der Unterträgerspannungen an den Modulatoren 8 und 16 liegt.

Die Ausganigespannung des Bandpaßfilters 36 ist an eine Additionsstufe 38 angekoppelt. Ferner wird dieser Stufe 38 das Gesamthelligkeitssignal von den Ausgangsklemmen des Verstärkers 4 über einen Trennverstärker 4_a zugeführt. Wenn die gewünschten Farbhelligkeitssignale auf verhältnismäßig niedrige Frequenzen beschränkt werden, treten diese niedrigen Frequenzen an der Ausgangsseite der Modulatoren 8, 16 und 24 als Seitenbänder auf. Diese Seitenbänder werden von dem Bandpaßfil'ter 36 hindurchgelassen.

Von einer Stufe 31 werden kurze Wellenzüge der in der Stufe 26 erzeugten Unterträgerfrequenz zur Synchronisierung des Unterträgergenerators im Empfänger der Additionsstufe 38 zugeführt. Eine derartige Stufe 31 kann als ein monostabiler Multivibrator gebaut werden, der durch die Zeilenimpulse angestoßen wird, die normalerweise in einem Fernsehsender zur Verfugung stehen. Dieser Teil der Schaltung stellt jedoch keinen Teil der Erfindung dar und bedarf daher keiner weiteren Beschreibung; es erschien lediglich notwendig, ihn aus Gründen der Vollständigkeit zu¹ erwähnen. Der Sender selbst ist als ein Rechteck 41 dargestellt, wobei jeder Qualitätssender, der die zu übertragenden Bildhelligkeitsfrequenzen gut wiedergibt, verwendet werden kann.

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 wird im folgenden an Hand der Vektordiagramme nach Fig. 2 bis 4 erläutert.

In Fig. 2 bis 4 schließen die den verschiedenen Phasen der Unterträgerfrequenz entsprechenden Vektoren für Rot, Grün und Blau verschiedene Winkel· miteinander ein. Gleiche Winkel (nämlich ein Winkel von je 120⁰ zwischen je zwei Phasen) wurden demnach vorhanden sein, wenn die betreffenden Phasen bei o, 120 und 240⁰ liegen würden. In diesem Falle könnte man auch von einer symmetrischen Lage der den einzelnen Phasen entsprechenden Vektoren sprechen. Schließen dagegen die einzelnen Phasen entsprechender Vektoren verschiedene Winkel miteinander ein, d. h. liegen die einzelnen Vektoren z. B. bei o, 150 und 251⁰, so kann man von einer unsymmetrischen Lage der Vektoren sprechen. Im letzteren Sinne zeigen Fig. 2 bis 4 also eine unsymmetrische Vektorlage.

Es sei angenommen, daß das Schwarzweiß- oder . Gesamthelligkeitssignal BW, welches von der Kamera 2 geliefert wird, aus einem grünen G, einem roten R und einem blauen B Anteil besteht, und

zwar von Größenverhältnissen, wie sie in der folgenden Gleichung angegeben sind.

BW = 0,600 G + 0,333 R + 0,067 B. (a) 5

Jeder Modulator sei mit einem Signal von der Amplitude 1 moduliert. Die Amplitudenverhältnisse der Koeffizienten in der Gleichung (a) entsprechen im wesentlichen denen des menschlichen Auges. Das menschliche Auge ist nä.mlich für Grün empfindlicher als für Rot und für Rot empfindlicher als für Blau. Es sei nun angenommen, daß die Farbsignale so übertragen werden sollen, daß ihre Resultierende dem folgenden Ausdruck entspricht.

0,692 G/o° + 0,667 ig/150°

Ein derartiges Signal gibt die Helligkeitsänderungen besser wieder als das Auge sie empfinden würde, da das Auge für Rot und Grün stärker empfindlich ist als für Blau. Ein Schwarzweißempfänger, der ein solches Signal empfängt, kann also ein Bild liefern, welches in höherem Grade helligkeitsge'treu ist. In einem Farbfernsehempfänger dagegen werden diese Farben für die Eingangswerte 1 auf den Einheitswert zurückgeführt. Die Farbsignale werden somit durch drei Vektoren wiedergegeben, deren Amplituden den Koeffizienten von G, R und B entsprechen, welche die Phasenwinkel 0, 150 und 251⁰ besitzen. Dies ist durch die ausgezogen dargestellten Vektoren in Fig. 2 veranschaulicht. Wenn die grünen, die roten und die blauen Signale getrennt gebildet werden, wie es oben erwähnt wurde, muß ihre Amplitude so eingestellt werden, daß die Verhältnisse nach dem Ausdruck (b) entstehen, und die Phase der von der Phasenauf spaltstufe 34 an die Modulatoren 8, 16 und 24 gelieferten Spannungen würde o, 150 bzw. 251° sein.

Jedoch wird ja gemäß der Erfindung das Gesamthelligkeitssignal dem Modulator 8 zugeführt und nicht etwa das grüne Signal. Dann sind die Farben und die Amplituden der durch die verschiedenen Modulatoren in Fig. 1 hindurchtretenden Signale die durch die punktierten Pfeile in Fig. 2 angegebenen. Das resultierende Farbsignal an der Ausgangsseite der Additionsstufe in Fig. 1 hat die durch die ausgezogenen Pfeile angegebene Größe. Zur Erläuterung sei angenommen, daß das mittels der Kameras 2, 10 und r8 abgetastete Objekt rein grün sein möge. Der einzige Kanal, der Signale, welche Helligkeitsänderungen dieser grünen Farbe entsprechen, übertragen kann, ist der Gesamthelligkeitskanal mit dem Modulator 8, da das grüne Licht die rote Kamera 10 oder die blaue Kamera 18 nicht erreicht. Das Signal an der Ausgangsseite des Modulators 8 würde also eine Amplitude von o,6oO' G haben statt einer Amplitude von 0,692 G, wie sie auftreten müßte. Die grüne Amplitude kann aber durch entsprechende Einstellung der Verstärkungsregelstufe 6 verändert werden, so daß das Signal, welches die Gesamthelligkeitskamera 2 liefert, mit einem Faktor von 1,15 multipliziert wird. Die Phase dieses modulierten Unterträgers ist die Bezugsphase, welcher der Phasenwinkel o° zugeschrieben werden soll.

Wenn lediglich ein rein rotes Signal vorliegen würde, würde der Modulator 8 ein Signal von °>333 R X ¹J¹S liefern. Außerdem würde der Modulator 16 ein den roten Intensitätsänderungen entsprechendes, von der Kamera 10 herrührendes Signal liefern. Wenn die Resultierende dieser beiden Signale 0,667/150° betragen soll, muß die Verstärkung der Stufe 14 im roten Modulationskanal gleich 1,02 gemacht werden, und der Phasenwinkel des Unterträgers an diesem Modulator muß 160,9° betragen. Das erwünschte resultierende. Signal, welches durch den Vektor R dargestellt ist, ist somit gleich der Vektorsumme des Vektors R, der die Phasenlage o° hat, und des punktierten Vektors R'. Durch ähnliche Überlegungen ergibt sich, daß der blaue Kanal eine Verstärkung von 0,348 haben muß, und daß der Phasenwinkel des am Modulator 24 liegenden Unter trägers 240⁰ besitzen muß.

Fig. 3 veranschaulicht in vektorieller Form die Art und Weise, in der ein Gesamthelligkeitssignal und zwei Farbsignale so gesteuert werden können, daß sich dasselbe Signal ergibt, welches durch Speisung der Modulatoren mit drei verschiedenen Farbsignalen entstehen würde, wenn die Modulatoren mit gegenseitigen Phasenwinkeln von 120⁰ arbeiten. Es sei angenommen, daß die Kamera 2 in Fig. 1 die Eigenschaften des menschlichen Auges hat, so daß das Gesamthelligkeitssignal der Gleichung (a) entspricht.

Wenn ein grünes Signal durch einen Vektor von der Amplitude 1 unter einem Phasenwinkel von o° erzeugt werden soll, ist es nur nötig, das Gesamthelligkeitssignal, wie es an der Ausgangsseite des Modulators 8. entsteht, mit einem Faktor von 1,67 zu multiplizieren, da 1,67 bei Multiplikation mit 0,600 den Wert r ergibt. Die punktierten Vektoren, welche sich mit dem ausgezogen gezeichneten grünen Vektor bei o° decken, zeigen, daß der rote und der blaue Anteil des Gesamthelligkeitskanals ebenfalls mit dem gleichen Faktor 1,67 multipliziert werden.

Wenn das übertragene Bild nur Rot enthält, so muß das rote Signal, welches vom Gesamthelligkeitskanal über den Modulator 8 übertragen wird, und das rote-Signal, welches von der roten Kamera IO über den Modulator 16 übertragen wird, zueinander addiert werden, um ein rotes Signal mit der Amplitude 1 bei einem Winkel¹ von 120⁰ zu erzeugen.

Die Verstärkung und der Phasenwinkel des Gesamthelligkeitskanals sind bereits bestimmt, um der Additionsstufe 35 ein grünes Signal zuführen zu können. Daher muß der rote Kanal allein hinsichtlich seines Verstärkungsgrades und hinsichtlich des Phasenwinkels seines Unterträgers, der dem Modulator 16 zugeführt wird, so bemessen werden, daß das rote Signal- mit der richtigen Amplitude an die Stufe 35 gelangt. Die in diesem Sinne richtige Verstärkung und der richtige Phasenwinkel läßt sich dadurch bestimmen, daß man den roten Anteil des

Gesamthelligkeitskanals, der ein Vektor 0,550 R [o^ ist, von der gewünschten Resultierenden, die ihrerseits ein Vektor RXi /120° ist, subtrahiert. Auf diese Weise erhält man den punktierten Vektor R X 1,36, der das rote Signal nach Multiplikation mit dem Faktor 1,36 darstellt und dazu dient, einen Unterträger zu modulieren, der die Phasenlage 140,5° hat.
Der gewünschte blaue Vektor hat die Amplitude ι und liegt unter dem Winkel 240°. Die Subtraktion des blauen Anteils des Gesamthelligkeitssignals, wie es an der Ausgangsseite des Modu·- lators 8 erscheint, von diesem Vektor ergibt einen punktierten Vektor, dessen Amplitude gleich der

des blauen Signals multipliziert mit 1,06/235,2⁰ JSt. Die Fig. 4 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf eine. Signalerzeugungseinrichtung, in welcher die Gesamthelligkeitskamera panchromatisch ist. Dies bedeutet, daß die Empfindlichkeit der

ao Gesamthelligkeitsaufnahmeröhre für jede der verschiedenen Farben die gleiche ist, so daß die folgende Gleichung gilt:

BW = 0,333 R + 0,333 G + 0,333 B. (c)

as Wenn man annimmt, daß diejenige Art von Signal erzeugt werden soll, die dann auftreten würde, wenn die verschiedenen Farbsignale verschiedene unter 120° liegende Unterträger modulieren würden, kann folgendermaßen verfahren werden.

Wie in den weiter oben gegebenen Beispielen wird der Verstärkungsgrad des Gesamthelligkeitskanals durch den erforderlichen Grünanteil des Ausgangssignals bestimmt. In einem panchromatischen Signal stellt jede der Grundfarben ein Drittel des Gesamthelligkeitssignals dar, und es besitzt daher, wenn das Gesamthelligkeitssignal mit 3 multipliziert wird, jede Farbe im verstärkten Signal die Amplitude 1, wie in Fig. 4 dargestellt. Daher wird die Verstärkungseinstellstufe 6 im Gesamthelligkeitskanal so eingestellt, daß das Gesamthelligkeitssignal eine Verstärkung von 3 erfährt. Grün erscheint also an der Ausgangsseite des Modulators 8 mit der Amplitude 1 und unter einem Winkel von o°.

Das gewünschte rote Signal wird durch einen ausgezogen gezeichneten Vektor unter 120⁰ gegenüber dem grünen Signal dargestellt. Die die rote Farbe wiedergebenden Signale liegen im Gesamthelligkeitskanal und im roten Kanal, wie es oben erwähnt wurde. An der Ausgangsseite des Modulators 8 besitzt Rot die Amplitude 1. Wenn dieses Signal vektoriell von dem gewünschten roten Signal JÜXi /i20° subtrahiert wird, so ergibt sich ein Vektor, der gleich dem roten Signal multipliziert mit 1,73 /150⁰ ist. Dies bedeutet, daß, wenn der rote Kanal eine Verstärkung von 1,73 hat und die Phase seines Unterträgers 150⁰ beträgt, das kombinierte rote Signal die Größe RXx /120⁰ annimmt. In entsprechender Weise wird das blaue Einheitssignal von 120⁰, welches vom Modulator 8 geliefert wird, von dem Signal BXi /240° subtrahiert, da nämlich das blaue Signal mit 1,73 multipliziert und sein Modulator mit einem Träger von 2io° gespeist werden muß, um die richtige Resultierende zu erhalten.

Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Farbfernsehempfänger. Das zusammengesetzte Signal, welches sowohl die Farbe selbst als auch die Intensitätswerte der verschiedenen Farben angibt, wird in einem Detektor 50 gleichgerichtet und über ein Filter 52 unmittelbar an die Gitter 54, 56 und 58 der einzelnen Farbwiedergaberöhren geführt. Die in den Seitenbändern der Unter träger enthaltenen Farben werden mittels eines Bandpaßfilters 60 ausgesiebt und den drei Verstärkungseinstellstufen 62, 64 und 66 zugeleitet. Die Auegangsseite der Stufe 62 ist über einen Demodulator 68 und ein Tiefpaßfilter 70 an die Kathode 72 der das Gitter 54 enthaltenden Farbwiedergabeeinrichtung angeschlossen. Die Ausgangsseite der Stufe 64 liegt über einen Demodulator 74 und ein Tiefpaßfilter 76 an der Kathode 78 der das Gitter 56 enthaltenden Bildwiedergabeeinrichtung. Die Ausgangsseite der Stufe 66 dagegen liegt über einen Demodulator 80 und ein Tiefpaßfilter 82 an der Kathode 84 der das Gitter 58 enthaltenden Bildwiedergabeeinrichtung.

Der kurze Wellenzug von Unterträgerfrequenz, der auf der Rückstufe des zusammengesetzten Fernsehsignals übertragen wird, wird mittels irgendeiner der gebräuchlichen Trennschaltungen 86 abgetrennt und einem beliebigen Frequenzsteuerkreis 87 zugeführt. Der Kreis 87 steuert seinerseits den örtlichen Trägeroszillator 88. Die vom Unterträgeroszillator gelieferte Spannung wird durch eine gewöhnliche Phasenspalteinrichtung in verschiedene Phasen aufgetrennt. Die PhasenspalteinricK-tung 90 kann beispielsweise aus einer Reihe von Verzögerungsleitungen bestehen. Jede Phase am Ausgang der Stufe 90 Hegt über die Leitung 92, 94 bzw. 96 an je einem der Demodulatoren 68, 74 bzw. 80.

Die Wirkungsweise des Empfängers nach Fig. 5 sei an Hand des Vektordiagramms in Fig. 6 erläutert. Es sei wieder angenommen, daß die verschiedenen Farbanteile im Gesamthelligkeitssignal wieder nach Gleichung (a) bemessen sind, d. h. wieder folgender Bedingung genügen:

BW = 0,600 G + 0,333 R + 0,067 B.

Bei einer bestimmten Art von Farbsignalübertragung sei angenommen, daß die Phase o° des Unterträgers mit einem Signal R, vermindert um das Gesamthelligkeitssignal L = BW, moduliert werden möge, was durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann.

R-L = — 0,600 G + 0,666 R — 0,067 B. (d)

Es sei ferner angenommen, daß eine 9o°-Phase des Unter träger s mit einem Signal B, vermindert um das Gesamthelligkeitssignal L, moduliert wird, wie in der folgenden Gleichung ausgedrückt.

B-L = -0,600 G — 0,333 R + o,933 B. (e)

Die Modulation mit (R — L) und die Modulation mit (B — L) sind in Fig. 6 durch punktierte Vektoren angedeutet.

Um ein im wesentlichen rein grünes Signal der Kathode 72 zuzuführen, muß die Stufe 62 auf 1,41 eingestellt werden, und die Phase der über die Leitung 92 an den Demodulator 68 gelieferten Unterträgerschwingung muß 225 ° betragen. Die Gründe dafür werden im folgenden angegeben. Das i?-Z.-Signal, welches durch den punktierten Vektor unter o° wiedergegeben ist, hat einen Grünanteil· von dler Größe — 0,600 G. Das 5-L-Signal, d. h. der punktierte B-L-Vektor, hat ebenfalls einen Grünanteil von —0,600 G. Die Resultierende dieser beiden Vektoren liegt unter einem Winkel von 225 °, und damit diese Resultierende die Amplitude 1 erhält, muß sie noch mit einem Faktor von 1,41 multipliziert werden. Man kann also sagen, daß der Demodulator 68 mit derselben Phase der Unterträgerfrequenz gespeist wird, wie ihn die Resultierende des grünen Signals in .der i?-L-Modulation und der .B-L-Mödulation besitzt.

ao Um ein im wesentlichen rotes Signal an der Kathode 78 zu erzeugen, muß das empfangene zusammengesetzte Signal mit einem Faktor 1,29 im Verstärker 64 multipliziert werden, und die Phase des über die Leitung 94 an den Demodulator 74 gelieferten Unterträgers muß 328⁰ betragen.

Natürlich wird der Winkel durch den Winkel der Resultierenden des Rotanteils des i?-L-Signals und des Rotanteils des 5-Z--Signals bestimmt. Die Amplitude dieser Resultierenden wird mit einem Faktor 1,29 multizl'iziert, um die Resultierende auf den Wert ι zu bringen.

In ähnlicher Weise kann man offenbar, um ein im wesentlichen blaues Signal an die Kathode 84 zu bringen, das ankommende Signal den Verstärkern 62, 64 und 66 zuführen, nachdem es mit einem Faktor 1,02 multipliziert worden ist, wobei die Phase des über die Leitung 96 dem Demodulator 80 zugeführten Unterträgers 94,3° betragen muß.

Die Art und Weise, wie die Bildwiedergabeeinrichtung mit den Kathoden 72, 78 und 84 sowie den Gittern 54, 56 und 58 das farbige Empfangsbild herstellt, "bildet keinen Teil der Erfindung. Es sei jedoch gesagt, daß das Helligkeitssignal, welches durch Amplitudenmodulation des Hauptträgers übertragen wird, tiefere Frequenzen enthält als der Unterträger, der die Farben überträgt.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Signalerzeugungseinrichtung für Zwecke des Farbfernsehens, gekennzeichnet durch die Kombination einer SignalqueH'e, welche die Gesamthelligkeit eines Bildes wiedergibt, mit einer ersten Signalquelle, die einer ersten Farbe des Bildes entspricht, ferner mit einer zweiten Signalquelle, dieeiner zweiten Farbe des Bildes entspricht, außerdem mit einer Mehrzahl von Modulatoren, von denen jeder an eine andere dieser drei Signalquellen angeschlossen ist, weiterhin mit Einrichtungen zur Speisung jedes Modulators mit einer verschiedenphasigen Spannung einer Unterträgerfrequenz und schließlich mit Einrichtungen zur Kombination der Ausgänge der Modulatoren,
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß die der Gesamthelligkeit entsprechenden Signale an den Modulatoren vorbeigeleitet werden und einer Addierstufe zügeführt werden, in der sie mit den von den Modulatoren gelieferten Signalen vereinigt werden.
3. 3. Anordnung zur Erzeugung eines zusammengesetzten Signals, in welchem verschiedene Phasen verschiedenen Farben eines zu übertragenden Bildes entsprechen, mit einer ersten Signalquelle, welche den Helligkeitsänderungen der einen Grundfärbe entspricht, mit einer zweiten Signalquelle, welche einer Kombination der Grundfarbensignale in einem bestimmten Mischungsverhältnis mit einem der Grundfarbensignale der ersten Signalquelle entspricht, mit einer Quelle von Trägerwellenenergie und mit einer Phasenspaltschaltung zur Aufspaltung der Trägerwelle in verschiedene Phasen, gekennzeichnet durch einen ersten Modulator zur Modulation einer ersten Phase der Trägerwelle mit den an zweiter Stelle erwähnten Signalen, einen zweiten Modulator zur Modulation einer zweiten Phase mit den an erster Stelle erwähnten Signalen, wobei die Verstärkung und die Phase der zwei Modulationsvorgänge so gewählt sind, daß das Modulationsprodukt nach Addition zu der im ersten Modulationsvorgang gebildeten Farbe eine Signalspannung darstellt, welche dieselbe Phase besitzt wie die des zusammengesetzten Signals, sofern dieses die betreffende Farbe wiedergibt, und schließlich gekennzeichnet durch die Kombination aller Modulationsprodukte.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, welche eine dritte Signalquelle, .die einer anderen Grundfarbe entspricht, enthält, gekennzeichnet durch einen dritten Modulator zur Modulation einer dritten Phase der Trägerwelle mit dem¹ dritten Signal, wobei die Verstärkung und die Phase des ersten und dritten Modulationsprozesses so gewählt sind, daß das Produkt der Modulation nach Addition zu der Komponente der im ersten Modulationsprozeß erzeugten Farbe ein Signal ist, welches dieselbe Phase besitzt wie das zusammengesetzte Signal·, wenn dieses die betreffende Farbe wiedergibt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamthelligkeitssignale aus dem seitens der zweiten Signalquelle gelieferten Signal gewonnen werden, welches seinerseits einer Kombination der Grundfarben entspricht.
6. 6. Empfänger zum Empfang eines zusammengesetzten Signals, wie es durch eine der Anordnungen nach den vorstehenden Ansprüchen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Signal der Bildwiedergabevorrichtung zugeführt wird und deren Gesamthelligkeit steuert und ferner getrennten De-

   modulatoren zugeführt wird, und zwar je einem für jede wiederzugebende Farbe, so daß jeder Demodulator eine Ausgangsspannung liefert, deren Phase jeweils einer anderen der resultierenden modulierten Komponenten entspricht, zum Zweck der Steuerung der jeweiligen Farbe, die in der Bildwiedergabeeinrichtung reproduziert werden soll.
7. 7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung in jedem der Demodulatoren so eingestellt ist, daß ein Farbsignal der gewünschten Amplitude erzeugt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 509585 11.55