DE939510C

DE939510C - Schaltungsanordnung zur Wiedereinfuehrung der bei der UEbertragung verlorengegangenen Gleichstromkomponente in das Bildsignalgemisch in Fernsehsystemen

Info

Publication number: DE939510C
Application number: DEE2315D
Authority: DE
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1933-04-13
Filing date: 1934-04-10
Publication date: 1956-03-15
Also published as: FR771789A; GB422906A; BE402568A; US2307249A

Description

Beim Fernsehen besteht der Anteil der Bildsignalströme, welcher die mittlere Bildhelligkeit widerspiegelt, in einer langsam veränderlichen Gleichstromkomponente oder genauer gesagt in sehr niedrigen Wechselstromfrequenzen, die im allgemeinen weit unter ι Hertz liegen. Im folgenden soll der Einfachheit des Ausdrucks halber dieser Anteil der Bildsignalströrne kurz als Gleichstromkomponente bezeichnet werden.

Es ist bekannt, bei der Abtastung von Fernseihbildern senderseitig die Gleichstromkomponente zu unterdrücken und emp fangs sei tig die Ruhespannung

der Bildwiedergabevorrichtung derart einzuregeln, daß die mittlere Bildhelligkeit wieder erscheint.

Es ist ferner bekannt, die Gleichstromkomponente der Bildsignalströme senderseitig mittels einer besonderen Photozelle zu gewinnen, und sie auf einer eigens für diesen Zweck bestimmten Telefonleitung zum Empfänger zu übertragen, wo sie dann der Bildwiedergabevorridhtung zugeführt wird.

Es ist auch bekannt, für den Fall, daß zusammen mit den Bildsignalströmen noch Synchronimpulse übertragen werden, empfangsseitig die mittlere

Bildhelligkeit mit einer gewissen Annäherung wieder dadurch einzuführen, daß die empfangsseitige Braunsche Röhre eine Vorspannung erhält, die dem Abstand der hellsten Bildstellen von der sogenannten Wechselstromachse des gesamten Spannungsverlaufes entspricht. Diese Wechselstromachse ist folgendermaßen definiert: Man kann in einem aus Bildsignalströmen und Syrichronimpulsen bestehenden Spannungsverlauf eine NuIlachse derart einzeichnen, daß die oberhalb der Nullachse liegenden Flächen ebenso groß sind wie die unterhalb der Achse liegenden. Diese Achse bezeichnet man dann als Wechselstromachse, weil es tatsächlich diejenige Achse ist, um welche herum die Spannung verläuft, die man am Ausgang eines Wechselstromverstärkers beobachtet, wenn seinem . Eingang Synchronimpulse und Bildsignalströme mit Einschluß der Gleichstromkomponente zugeführt werden.

Es ist schließlich auch bekannt, in den bei der Abtastung eines Fernsehbildes gewonnenen Spannungsverlauf, dessen Gleichstromkomponente aus irgendwelchen Gründen verlorengegangen ist, diese Gleichstromkomponente mittels einer aus Gleichrichter, Kondensator und Widerstand bestehenden Schaltung wieder einzuführen, und zwar in Abhängigkeit von in regelmäßiger Folge auftretenden, den schwarzen oder den weißen Bildstellen entsprechenden Signalamplituden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Übertragung verlorengegangene Gleichstromkomponente in das Bildsignalgemisch in Fernsehsystemen wieder einzuführen, in denen die mit zu den Bildsignalen entgegengesetzter Polarität übertragenen Synchronisierimpulse den Schwarzwert der Bildsignale um ein bestimmtes Maß überschreiten und dazu benutzt werden, eine Spannung - zu erzeugen, durch die die Spitzen der Synchronisierimpulse auf einen bestimmten Pegel gebracht werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Spannung erzeugt durch einen als Reihenglied im Signalweg liegenden Kondensator, eine quer darin liegende Diode und einen, parallel .zu dieser geschalteten Widerstand, wobei die im wesentlichen durch den Kondensator und den Widerstand bestimmte Zeitkonstante dieser Einrichtung größer als die Wiederkehrzeit der Synchronisierimpulse ist.

Bevor auf die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung eingegangen wird, soll an Hand der Abb. 1 bis 4 erläutert werden, wie der Verlust der mittleren Bildhelligkeit den aus Bildsignal- und Synchronimpulsen zusammengesetzten Spannungsverlauf verändert. Die Abb. 1 zeigt einen Spannungsverlauf, welcher einem Bilde mit großer mittlerer Bildhelligkeit, jedoch nur geringen Helligkeitsunterschieden innerhalb des Bildes entspricht. Die Abb. 2 zeigt den Spannungsverlauf für dasselbe Bild, jedoch mit sehr viel kleinerer mittlerer BiIdhelligkeit. Die Achse des Spannungsverlaufes ist in beiden Fällen die Achse 0-0, solange die mittlere Bildhelligkeit noch nicht verlorengegangen ist. Wenn ein Signal nach Abb. 1 bzw, 2 durch einen Wechselstromverstärker hindurchgeht, entsteht der Spannungsverlauf nach Abb. 3 bzw. 4, in welchem die Achse A-A die sogenannte Wechselstromachse darstellt. Die oberhalb und unterhalb dieser Achse liegenden Flächen sind, wie oben bereits erläutert, einander gleich.

Eine Ausführungsform der Erfindung, welche auf Fernsehsender zur Wiedereinführung der mittleren Helligkeit vor der Modulationsstufe anwendbar ist, ist in der Abb. 5 der Zeichnung dargestellt. In dieser bedeutet 6 eine Verstärkerröhre mit der Kathode 5, in deren Gitterzuleitung sich ein Kondensator 7 befindet und deren Gitterableitewiderstand mit 8 bezeichnet ist. Der Anodenkreis enthält einen Widerstand 9 und eine Anodenspannungsquelie. Die Eingangsklemmen B der Schaltung werden mit einem Spannungsverlauf nach Abb. 3 und 4 gespeist, und zwar derart, daß durch die Synchronimpulse das Potential am Gitter der Röhre 6 erhöht wird, während der der Bildhelligkeitsverteilung entspredhende Spannungsverlauf das Potential des Steuergitters in negativer Richtung verlagert. An die Klemmen C ist eine Modulationsstufe angeschlossen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 5 sei die Anodenstromgitterspannungscharakteristik der Röhre 6.betrachtet, welche in Abb. 6 dargestellt ist. Wenn man zunächst den Kondensator 7 als ungeladen voraussetzt, liegt die Spannung, welche in Abb. 3 und 4 dargestellt ist, so wiein Abb. 6 bei I und II angedeutet am Steuergitter der Röhre 6. In dieser Röhre würde somit durch jeden Synchronimpuls, der ja das Steuergitter positiv gegenüber der Kathode 5 macht, ein Gitterstrom erzeugt werden. Dieser Gitterstrom lädt den Kondensator in demjenigen Sinne auf, wie es durch die Plus- und Minuszeichen in Abb. 5 angedeutet ist, so· daß die Ladung an diesem Kondensator dann eine negative Gittervorspannung für die Röhre 6 darstellt. Der Spannungsverlauf an den Klemmen B-B muß infolgedessen, wenn man die Ladung des Kondensators 7 berücksichtigt, in Abb. 6 so· eingezeichnet werden, wie es bei III und IV geschehen ist. Am Kondensator bildet sich nämlich offenbar eine solche Ladung aus, daß nur noch die obersten Spitzen der Synchronimpulse einen Gitterstrom hervorrufen, während bei einer Änderung der mittleren Helligkeit, also beim Übergang von Abb. 3 zu Abb. 4, die Synchronimpulse zunächst keinen Gitterstrom mehr erzeugen und der Kondensator 7 sich über den Widerstand 8 so weit entlädt, bis wieder der in Abb. 6 bei.IV dargestellte Zustand eintritt. Die Zeitkonstante des Kondensators^ 7 und des Widerstandes 8 muß größer als der Abstand zweier aufeinanderfolgender Synchronimpulse gemacht werden, damit während der Zeilendauer die Ladung am Kondensator 7 möglichst unverändert erhalten iao bleibt. Diese Zeitkonstante muß andererseits kürzer sein als die kürzeste Zeitkonstante in den vor den Klemmen B liegenden Übertragungsgliedern. Der Anodenstrom der Röhre 6 hat den bei III' und IV angedeuteten Verlauf, der mit dem Verlauf in Abb, ι und 2 übereinstimmt, wenn man die Linie

D-D mit der Achse 0-0 in Abb. ι und 2 vergleicht und den von der Linie D-D nach unten aufgetragenen Verlauf mit dem von der Linie 0-0 nach oben aufgetragenen. Der Spannungsabfall, welcher an dem Widerstand g im Anodenkreis der Röhre 6 entsteht, enthält also wieder die mittlere Bildhelligkeit.

Dieselbe Anordnung, die in Abb. 5 dargestellt ist, kann auch, wie die Abb. 7 zeigt, in einem Fernsehempfänger mit Braunscher Röhre zur Wiedereinführung der mittleren Helligkeit benutzt werden. In Abb. 7 ist die letzte Verstärkerröhre vor der Braunschen Röhre ii mit io bezeichnet und der Widerstand in ihrem Anodenkreis mit 12. Dear Kondensator 7 und der Gitterableitwiderstand 8 sind in demselben Sinne vorhanden wie bei Abb. 5. Die Vorspannung für die Helligkeitssteuerelektrode der Braunschen Röhre wird durch die Gleichspannungsquelle 15 geliefert und ist am Potentiometer 14 einstellbar.

Die Anordnung nach Abb. 7 arbeitet in der Weise, daß durch den Widerstand 12 der bei III' und IV in Abb. 6 dargestellte Strom hindurchfließt und das Potential der Helligkeitssteuerelektrode der Braunschen. Röhre sich infolgedessen so verändert, wie in Abb. 1 und 2 veranschaulicht. Die mittlere Helligkeit des Fernsehbildes wird daher auf dem Schirm der Braunschen Röhre 11 richtig wiedergegeben, obgleich die Röhre 10 mit dem bei I und II in Abb. 6 dargestellten Spannungsverlauf gespeist wurde, d. h. mit einer Spannung, welche die mittlere Bildhelligkeit nicht enthielt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist am Beispiel eines Fernsehempfängers mit Braunscher Röhre in Abb. 8 dargestellt. Dort ist mit 21 ein Gleichrichter bezeichnet, mit dem der Widerstand 8 parallel und der Kondensator 7 in Reihe liegt. Die Vorspannung für die Helligkeitssteuerelektrode der Braunschen Röhre 11 wird wieder von einer Gleichspannungsquelle 24 geliefert und kann an einem Potentiometer 22 eingestellt werden.

Der Kondensator 23 dient zur Glättung dieser Gleichspannung.

Die Anordnung nach Abb. 8 arbeitet derart, daß den Klemmen B-B der Spannungsverlauf nach Abb. 3 und 4 so zugeführt wird, daß durch die Synchronimpulse das Potential der Kathode des Gleichrichters 21 negativ gegenüber der Anode gemacht wird. Somit wird durch die Synchronimpulse ein Strom in der Gleichrichterstrecke hervorgerufen, der den Kondensator 7 auflädt, und zwar im Sinne der eingetragenen Plus- und Minuszeichen. An dem Kondensator 7 bildet sich also, wenn die Spannung an den Klemmen B-B den in Abb. 3 dargestellten Verlauf hat, eine größere Ladung aus, als wenn die Spannung nach Abb. 4 verläuft. Somit entsteht an der HeMigkeitssteuerelektrode der Röhre 11 wieder der Spannungsverlauf nach Abb. 1 und 2, d. h., daß die mittlere Helligkeit von der Braunschen Röhre wiedergegeben wird.

Gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung wird noch darauf Rücksicht genommen, daß in dem Gleichrichter 21 in Abb. 8 bzw. in der Gitter-Katihodefr-Strecke der Röhren 6 bzw. 10 in Abb. 5 bzw. 7 ein Teil der Synchronimpulsamplitude wegen des endlichen Innenwiderständes dieser Entladungsstrecken verlorengeht. In dem Widerstand 8 in Abb. 5, 7 und 8 tritt daher nicht die ganze der mittleren Bildhelligkeit entsprechende Gleichspannung auf, sondern beispielsweise nur 90 % derselben.

Aus diesem Grunde ist in der Schaltung nach Abb. 9, die im übrigen mit der nach Abb. 5 übereinstimmt, im Anodenkreis der Röhre 6 parallel zum Ausgangswiderstand 9 ein Filter 34, 35 vorgesehen, das den gesamten Bereich der Wechselspannungskomponenten des Bildsignals (nicht jedoch die Gleichstromkomponente) auf z. B. 90% schwächt, so daß die tatsächlich wieder eingeführte Größe der Gleichstromkomponente dann im richtigen Verhältnis zu den Amplituden der Wechselstromkomponente steht.

In der Abb. 10 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, welche demselben Zweck dient und bei welcher die Wiedereinführung der Gleichstromkomponente im übrigen in ähnlicher Weise geschieht wie bei Abb. 5. An den Klemmen 30 wird die Spannung nach Abb. 3 und 4 mit derselben Polarität, zugeführt wie an den Klemmen B-B in Abb. 5, und die am Kondensator 7 auftretende Spannung, welche die durch Plus- und Minuszeichen angedeutete Riehtung besitzt, verlagert die Bildsignal-Wechselspannung am Steueirgitter der Röhre 33 derart, wie. es bei III und IV in Abb. 6 dargestellt ist. Wenn der Anzapfpunkt in der Mitte des Widerstandes 8 steht und also· 50% der Wechselspannungskomponenten des Bildinhalts an das Steuergitter der Röhre 33 gelangen, muß durch das Filter 34, 35 wieder eine Verminderung um 10% herbeigeführt werden, damit die Gleichstromkomponente, die nach der oben gemachten Voraussetzung nur zu 45% (V2 X 90¹⁰Zo) am Widerstand 8 abgegriffen wird, am Ausgangswiderstand 36 wieder im richtigen Verhältnis zu den Wechselspannungskomponenten des Bildsignals steht.

Die Erfindung ist stets anwendbar, wenn durch die Synchronisierimpulse die Trägerwelle im entgegengesetzten Sinne ausgesteuert wird wie durch die Bildsignalspannungen; man ist also nicht etwa daran gebunden, von einem endlichen festen Trägerwert aus durch die Bildsignalspannung die Träger- amplitude zu vergrößern und sie durch die Syn^ chronimpulse bis auf Null zu verkleinern.

In den obigen Darlegungen sind nur die Synchronimpulse für die Zeilensynchronisierung berücksichtigt. Auch bei Berücksichtigung der Synchronimpulse für die langsame Bildkoordinate, die sich von den Zeilenimpulsen durch längere Dauer bei gleichen Amplituden unterscheiden, bleibt die Wirkungsweise die gleiche.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schaltungsanordnung zur Wiedereinführung der bei der Übertragung verlorengegangenen Gleichstromkomponente in das Bildsignalgemisch in Fernsehsystemen., in denen die mit

zu den Bildsignalen entgegengesetzter Polarität übertragenen Synchronisierimpulse den Schwarzwert der Bildsignale um ein -bestimmtes Maß überschreiten und dazu benutzt werden, eine Spannung zu erzeugen, durch die die Spitzen der Syncbronisierimpulse .auf einen bestimmten Pegel gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Spannung erzeugt wird durch, einen als Reihenglied im Signalweg liegenden Kondensator (7), eine quer darin liegende Diode und einen parallel zu dieser geschalteten Widerstand (8), und daß die im wesentlichen durch den Kondensator und den Widerstand bestimmte Zeitkonstante dieser- Einrichtung größer als die Wiederkehrzeit der Synchronisierimpulse ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichterstrecke die Gitter-Kathoden-Strecke einer Verstärkerröhre (6 in Abb. 5, 10 in Abb. 7) dient.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Gleichstromkomponente wieder" enthaltenden Stromkreis Filterglieder (34, 35 in Abb. 9 und 10) liegen, welche die Wedhselstromkomponenten des Bildsignals schwächen, die Gleichstromkomponente aber unverändert lassen.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 543571, 567687;

französische Patentschrift Nr. 711 446 und Zusatzpatentschriften Nr. 39 944, 40 289, 40 750;

französische Patentschriften Nr. 741 099,
301, 742835;

britische Patentsdhriften Nr. 363 605, 406 672.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 509 669 3.56