DE939878C - Einrichtung zum farbigen Fernsehen - Google Patents
Einrichtung zum farbigen FernsehenInfo
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- DE939878C DE939878C DEH17165A DEH0017165A DE939878C DE 939878 C DE939878 C DE 939878C DE H17165 A DEH17165 A DE H17165A DE H0017165 A DEH0017165 A DE H0017165A DE 939878 C DE939878 C DE 939878C
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
- H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
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Description
Es sind bereits Einrichtungen zum farbigen Fernsehen bekannt, bei denen aus der übertragenen
zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung im Empfänger die Helugkeitskomponente und die zusammengesetzte
Farbenkomponente getrennt abgeleitet werden. Auf der Senderseite wird hierbei die Helligkeitskomponente durch Addieren der drei Grundfarbenspannungen
erzeugt, und durch jede der drei Grundfarbenspannungen wird überdies eine Farbenunterträgerwelle
in vorbestimmten Phasenlagen dieser Welle moduliert, wodurch sich die zusammengesetzte
Farbenkomponente ergibt. Die Frequenz der modulierten Farbenunterträgerwelle ist gewöhnlich niedriger
als die höchste Bildinhaltsfrequenz und beträgt etwa 3,9 MHz. Es ist auch bekannt, die Grundfarben·»
spannungen als Farbdifferenzspannungen auszubilden, d. h. so, daß jede von ihnen zusammen mit der
Helligkeitskomponente die richtige Farbenspannung ergibt. Die Bandbreite der Farbdifferenzspannungen
beträgt gewöhnlich 2 MHz. Mit diesen Farbdifferenzspannungen wird die Farbenunterträgerwelle bei
ihren Phasenlagen o° und 90° moduliert, und diese Spannungen werden im Verhältnis zueinander und
zur Helligkeitskomponente so bemessen, daß sie lediglich eine Färbung der durch die Helligkeitskomponente
bestimmten Bildpunkte bewirken, aber die Helligkeit dieser Bildpunkte nicht beeinflussen.
Die modulierte Farbenunterträgerwelle wird zwischen
die Schwingungen der Helligkeitskomponente eingeschoben
in demselben Frequenzband übertragen, und die sich so ergebende zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung
wird als eine Fernsehzeichenspannung konstanter Helligkeit bezeichnet.
Die Bemessung des gegenseitigen Verhältnisses der Größe der die zusammengesetzte Farbzeichenkomponente
bildenden Farbdifferenzspannungen ist von dem Beitrag der einzelnen Grundfarben zur Helligkeit der
ίο Bildpunkte abhängig. Dieser Beitrag ist beispielsweise
für die grüne Farbe das Doppelte des Beitrages der roten Farbe und mehr als das Fünffache des
Beitrages der blauen Farbe. Bei gleich großen Farbzeichenspannungen
würde also die Helligkeit durch die blaue Farbzeichenspannung nur mit einem Fünftel
und von der roten Farbzeichenspannung nur mit der Hälfte desjenigen Wertes beeinflußt, mit welchem
die grüne Farbzeichenspannung die Helligkeit ändert. Um diese Unterschiede auszugleichen, werden die im
Empfänger zur Überführung der einzelnen Farbdifferenzspannungen dienenden Kanäle so bemessen,
daß sie die rote und die blaue Farbdifferenzspannung im Verhältnis zur grünen Farbdifferenzspannung in
dem vorgenannten Verhältnis verstärken, wobei dann gleich große Farbdifferenzspannungen gleich große
Helligkeitsänderungen hervorrufen. Dabei gleichen sich die Helligkeitsänderungen in den einzelnen
Grundfarben gegenseitig aus, so daß sie die Gesamthelligkeit der Bildpunkte nicht beeinflussen.
Diese Beseitigung des Einflusses der Helligkeitsänderungen in den Grundfarben auf die Gesamthelligkeit
der Bildpunkte hat allerdings zur Voraussetzung, daß das vom Bildschirm des Empfängers
ausgestrahlte Licht in linearer Beziehung zu den die Stärke der Kathodenstrahlen steuernden Spannungen
steht. In der Praxis ist jedoch diese Linearität nicht gegeben, vielmehr ist das ausgestrahlte Licht eine
Funktion der Potenz γ der Steuerspannungen. Zur Beseitigung dieses Fehlers wird die sogenannte
y-Korrektion der Verstärker im Sender vorgenommen, d. h., entweder die Helligkeitskomponente oder die
Farbkomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung wird so verzerrt, daß sich die
gewünschte lineare Änderung des vom Bildschirm ausgestrahlten Lichtes ergibt. Es werden daher
beispielsweise vom Sender die Spannungen Ey11?;
Eg1Iy-Ey', E1^-EJ und E^r-E11' übertragen,
worin Eg, ET und Eb die grüne, rote bzw. blaue
Farbzeichenspannung darstellten und E31' die von der
Summe der drei Farbzeichenspannungen gebildete Helligkeitskomponente ist. Da jedoch die weiter
oben erwähnte Methode der Beseitigung des Einflusses der Helligkeitsänderungen der Grundfarben
auf die GesamtheUigkeit der Bildpunkte nur .zur Korrektur von Fehlern erster Ordnung geeignet ist,
ist auch die in der vorhin genannten Weise vervollständigte Methode nur in demjenigen Bereich wirksam,
in welchem sich die Spannungen in Abhängigkeit von den Helligkeitsänderungen des Bildes linear
ändern, so daß also durch die nichtlinearen Ubertragungseigenschaf ten der Zeichenspannungskanäle im
Empfänger hervorgerufene Fehler zweiter und dritter
Ordnung nicht beseitigt werden.
Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß im Empfänger aus der modulierten
Farbenunterträgerwelle eine die nichtlineare Helligkeitscharakteristik
der Bildwiedergabevorrichtung ausgleichende Korrekturspannung abgeleitet und der
Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens zugesetzt wird.
Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. ι ist das Schaltbild eines vollständigen Farbfernsehempfängers
mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Änderung der Zeichenspannungen, während
die Fig. 2 bis 5 verschiedene andere Ausführungsformen der vorgenannten Einrichtung darstellen.
Der Farbfernsehempfänger gemäß Fig. 1 enthält einen mit der Antenne 11 verbundenen Hochfrequenzverstärker
10, an den sich eine Überlagererstufe 12, 8» ein Zwischenfrequenzverstärker 13, ein Demodulator 14,
ein Bildinhaltsverstärker 15, die erfindungsgemäße Einrichtung 16 zur Änderung der Zeichenspannungen
sowie eine Kathodenstrahlröhre 17 anschließen. Ein Ausgangskreis des Demodulators 14 ist über einen
Synchronisierzeichentrenner 18 mit einem Zeilenablenkgenerator
19 und einem Bildablenkgenerator 20 verbunden. Je ein Ausgangskreis dieser beiden
Generatoren ist an die Abierikspulen der Kathodenstrahlröhre
angeschlossen, während ihre anderen Ausgangskreise sowie ein weiterer Ausgangskreis des
Synchronisierzeichentrenners 18 über Klemmen 35, 36 und 37 an einen Steuerkreis 21 der Einrichtung 16
angeschlossen sind. Ein dritter Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrenners 18 ist über Klemmen 34
an einen Phasensteuerkreis 25 der Einrichtung 16 angeschlossen. Mit dem Ausgangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers
13 ist ferner der Tonwiedergabeteil 22 des Empfängers verbunden.
An einen Ausgangskreis des Bildinhaltsverstärkers 15 ist über Klemmen 32 der zur Ableitung der Helligkeitskomponente
Ey1Iy aus der zusammengesetzten
Fernsehzeichenspannung dienende Zeichenkanal der Einrichtung 16 angeschlossen. Dieser Zeichenkanal
besteht aus einem Siebkreis 50 mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 4 MHz und einem Addierkreis 52,
dessen Ausgang über Klemmen 31 mit dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 17 in Verbindung
steht. Ein zweiter Ausgangskreis des Bildinhaltsverstärkers 15 ist über Klemmen 33 mit einem weiteren,
zur Ableitung der Farbenkomponente des zusammengesetzten Fernsehzeichens dienenden Zeichenkanal
der Einrichtung 16 verbunden. Diese Farbenkomponente besteht, wie bereits erwähnt, aus einer
mit den . Modulationskomponenten I
— Ev
y und ' E1 1Iy — Ev' modulierten Farbenunterträgerwelle
von 3,9 MHz. Der genannte zweite Zeichenkanal enthält einen Siebkreis 23 mit einem
Durchlaßbereich von 2 bis 4 MHz, an den ein Phasenschieber 62 mit einer Phasenverzögerung von 900,
ein Synchrondemodulator 6j,a und ein Verstärker 64a
mit einem Durchlaßbereich von ο bis 1,5 MHz angeschlossen sind. Der Ausgang des Verstärkers 64,, ist
über Klemmen 38 mit einer der drei Kathoden der Kathodenstrahlröhre 17 verbunden. An den Ausgang
des Siebkreises 23 sind ferner der Steuerkreis 21, ein
Synchrondemodulator 63 b, ein Spannungsvereiniger 67 ft
sowie ein Verstärker 64^ mit einem Durchlaßbereich
von 0 bis 1,5 MHz angeschlossen. Der Spannungsvereiniger 675 ist auch mit einem Ausgangskreis des
Verstärkers 64a verbunden, und der Ausgang des
Verstärkers 64^ steht über Klemmen 40 mit der
zweiten Kathode der Kathodenstrahlröhre in Verbindung. Die Verstärkungen der Verstärker 64a
und 64,, sind entsprechend demjenigen gegenseitigen Verhältnis bemessen, in welchem die durch sie
geleiteten Farbdifferenzspannungen die Helligkeit beeinflussen. Wenn also beispielsweise der Verstärker 64^
die die blaue Farbe darstellende Farbdifferenzspannung und der Verstärker 6/\.b die die rote Farbe darstellende
Farbdifferenzspannung führt, wird unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung in dem Zeichenkanal
für die Helligkeitskomponente 1 ist, die Verstärkung im Verstärker 646 auf +1,14 und diejenige im
Verstärker 64^ auf + 1,08 eingestellt. Der genannte
■zo zweite Zeichenkanal enthält weiterhin einen zwischen
den Ausgang des Siebkreises 23 und einen Eingang des Steuerkreises 21 geschalteten weiteren Phasenschieber
65 mit einer Phasenverzögerung von i8o°. Der Steuerkreis 21 ist ein elektronischer, zweipoliger
Doppelumschalter, durch den die ihm vom Siebkreis 23 zugeführte Spannung dem Synchrondemodulator
63 j, entweder ohne Phasenverzögerung oder — über den Phasenschieber 65 — mit einer Phasenverzögerung
von i8oc zugeführt wird. Der Zweck dieses Steuerkreises besteht darin, die sich aus der
gegenseitigen Beeinflussung der Grundfarbenspannungen ergebenden Störungen durch periodische Änderung
der Reihenfolge der Abnahme der Farbenunterschiedsspannungen von der Farbenunterträgerwelle zu vermindern.
Die Synchrondemodulatoren 63a und 63^
sind im wesentlichen Gegentaktmodulatoren, denen die modulierte Farbenunterträgerwelle und eine zur
Demodulation durch Überlagerung dienende örtlich erzeugte Schwingung, deren Frequenz mit derjenigen
der Farbenunterträgerwelle übereinstimmt und deren Phase in vorbestimmtem Verhältnis zur Phase der
Farbenunterträgerwelle steht, zugeführt wird.
Der genannte zweite Zeichenkanal der Einrichtung 16 enthält ferner einen weiteren Spannungsvereiniger
6yc, dessen Eingangskreise mit dem Verstärker
64a und mit dem Synchrondemodulator 63 6
verbunden sind, während sein Ausgang über Klemmen 39 an die dritte Kathode der Kathodenstrahlröhre
17 angeschlossen ist. Die Verstärkung oder, richtiger gesagt, die Dämpfung des Spannungsvereinigers
6yc ist derart bemessen, daß er —· 0,261
Teile der Ausgangsspannung des Synchrondemodulators 63a. und — 0,552 Teile der Ausgangsspannung
des Synchrondemodulator 63 b überträgt. Die Spannungsvereiniger
67 b und 67c sind im wesentlichen
Addierkreise, durch die vorbestimmte Teile der Ausgangsspannungen der Verstärker 64a und 645 miteinander
addiert werden. Die vorerwähnte, zur Demodulation der Farbenunterträgerwelle dienende ört-Hch
erzeugte Schwingung von 3,9 MHz wird durch den Generator 66 geliefert, dessen Eingang über einen
Phasensteuerkreis 25 und über die Klemmen 34 an den Synchronisierzeichentrenner 18 angeschlossen ist,
während sein Ausgang über Klemmen 41 mit den Synchrondemodulatoren 63a und 63 b in Verbindung
steht.
Schließlich enthält die Einrichtung 16 zwei zwischen
den Ausgang des Siebkreises 23 und einen Eingangskreis des Addierkreises 52 in Reihe geschaltete Verstärker
51 und 53. Der Verstärker 53 wird von einer Pentode mit quadratischer Charakteristik gebildet,
die einen Modulator darstellt, in dem ihre beiden Steuergitter über Widerstände 56 und 57 an zwei verschiedene
Punkte eines im Ausgangskreis des Verstärkers 51 liegenden, aus den Widerständen 60 und 61
bestehenden Spannungsteilers angeschlossen sind. Die Widerstände 60 und 61 sind so bemessen, daß sich an
ihnen die Verstärkung der Röhre 53 am inneren und am äußeren Steuergitter dieser Röhre in gleichem
Maße beeinflussende Spannungen ergeben. Die Kathode der Röhre 53 ist über einen Widerstand 58 mit
dem negativen Pol einer Spannungsquelle B verbunden, deren positiver Pol über einen Widerstand 54
und über eine Spule 55 an die Anode der Röhre 53 angeschlossen ist, die auch mit einem Eingangskreis des
Addierkreises 52 in Verbindung steht. Das Schirmgitter der Röhre 53 ist mit dem positiven Pol einer
Spannungsquelle + Sc direkt und mit dem negativen Pol der Spannungsquelle über einen Kondensator 59
verbunden. Der Anodenkreis der Röhre 53 ist so be- go messen, daß er niederfrequente Spannungen von etwa
ο bis ι MHz mit keiner größeren Verzögerung überträgt als derjenigen, die die Zeichenspannung bei
ihrem Durchgang durch den Phasenschieber 62, den Synchrondemodulator 63^ und den Verstärker 64,,
erfährt.
Zwecks Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung sei angenommen, daß sowohl die Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung als auch
die Farbdifferenzspannungen im Sender einer y-Korrektur unterzogen wurden, um die Nichtlinearität der
Kathodenstrahlröhre auszugleichen. Die die Helligkeitskomponente und die aus der modulierten Farbenunterträgerwelle
bestehende Farbenkomponente umfassende zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung gelangt über den Bildinhaltsverstärker 15 zu den Siebkreisen
23 und 50. Die den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassende Helligkeitskomponente wird
über den Siebkreis 50 und über den Addierkreis 52 zum Steuergitter der Kathodenstrahlröhre weitergeleitet,
während die modulierte Farbenunterträgerwelle von 3,9 MHz über den Siebkreis 23 dem Synchrondemodulator
Ö3a über den Phasenschieber 62
mit einer Phasenverzögerung von 90° und dem Synchrondemodulator 63 6 während aufeinanderfolgender
Teilbilder abwechselnd über den Steuerkreis 21 ohne Verzögerung und über den Phasenschieber 65 mit i8o°
Phasenverzögerung zugeführt wird.
Dem Phasenregler 25 werden vom Synchronisierzeichentrenner 18 Farbsteuerimpulse zugeführt, deren
Phase im Phasenregler 25 mit der Phase des Generators 66 verglichen wird, um diesen Generator genau
synchron mit dem die Farbenunterträgerwelle liefernden Generator des Senders zu halten. Die vom
Generator 66 erzeugte Schwingung gelangt zu den Synchrondemodulatoren 63,, und Ö36. Durch Über-
lagerung dieser Schwingung über die dem Synchrondemodulator Ö3O mit 900 Phasenverschiebung zugeführten
Farbenunterträgerwelle wird in diesem Demodulator von der Farbenunterträgerwelle die
blaue Grundfarbenspannung abgeleitet, mit der die Farbenunterträgerwelle im Sender bei der Phasenlage
90° moduliert wurde, während durch Überlagerung der genannten Schwingung über die dem Synchrondemodulator
636 abwechselnd mit 0° und i8o° Phar
senverschiebung zugeführten Farbenunterträgerwelle in diesem Demodulator die rote Grundfarbenspannung
von der Farbenunterträgerwelle abgeleitet .wird.
Der den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz umfassende
Teil der blauen Grundfarbenspannung erhält im Verstärker 64^ eine Verstärkung, die das 2,03 fache
der Verstärkung der Helligkeitskomponente beträgt, und gelangt zu einer der Kathoden der Kathodenstrahlröhre.
Der den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz
umfassende Teil der roten Grundfarbenspannüng wird im Spannungsvereiniger 6yb mit einem vorbestimmten
Teil der blauen Grundfarbenspannung vereinigt, um den sich im Demodulator 63 b zusammen
mit der roten Grundfarbenspannung ergebenden Anteil anblauer Grundfarbenspannung auszugleichen, und die
auf diese. Weise gewonnene reine rote Grundfarbenspannung wird mit einer Verstärkung um den Faktor
1,08 einer anderen Kathode der Kathodenstrahlröhre zugeführt. Gewisse Teile der roten und blauen Grundfarbenspannungen
werden überdies im Spannungsvereiniger 675 zur grünen Grundfarbenspannung vereinigt,
und diese .gelangt zur dritten Kathode der Kathodenstrahlröhre.
Wie bereits erwähnt wurde, würden in dem Fall,
daß die Kathodenstrahlröhre eine lineare Charakteristik hätte, die in der vorerwähnten Weise in ihrer
Größe aufeinander und auf die Helligkeitskomponente abgestimmten Grundfarbenspannungen nur die Farbe
der Bildpunkte bestimmen, ihre Helligkeit jedoch nicht beeinflussen. Infolge der nichtuneajen Charakr
teristik der Kathodenstrahlröhre wirken jedoch die Gründfarbenspannungen auch auf die Helligkeit der
Bildpunkte ein, und der dadurch verursachte Fehler wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die*
im folgenden erläuterte Wirkungsweise der Verstärker 51 und 53 beseitigt. Vor der Erläuterung der
- Wirkungsweise dieser Verstärker dürfte es jedoch zweckmäßig sein, einen kurzen Überblick "über die
Theorie zu geben, auf welcher die Wirkungsweise. .. dieser Verstärker basiert. Zu diesem Zwecke ist es
erforderlich, die Beschaffung der sich in der Kathoden-. strahlröhre ergebenden fehlerhaften Spannung mathematisch
zu untersuchen, um_ auf diese Weise diejenige Korrekturspannung zu finden, die durch die
Verstärker 51 und 53 geliefert werden muß, um den Fehler zu beseitigen.
Die Farbenunterträgerwelle hat gegeneinander in der Phase um 90° versetzte Modulationskomponenten.
Wenn man die der Farbenunterträgerwelle bei der Phasenlage 0° aufgedrückte Modulationskomponente
mit ft und die bei der Phasenlage 900 aufgedrückte
Modulationskomponente mit q' bezeichnet und-den
geometrischen Ort einer beliebigen Einheit des Helligkeitsfehlers mit Bezug auf den durch die Vektoren ft
und q' definierbaren Bereich der zusammengesetzten
Farbenvektoren aufsucht, findet man, daß dieser eine Ellipse darstellt, deren große und kleine Achse mit den
Vektoren ft und q' einen Winkel einschließt. Aus den weiter unten aufzuzeigenden Gründen ist es vorteilhaft,
die der Farbenunterträgerwelle bei der Phasenlage oa und 90 ° aufgedrückten Modulationskomponenten
so zu bemessen, daß die gewählte Einheit der Helligkeit den Radius eines um den Nullpunkt der
genannten Vektoren geschlagenen Kreises darstellt. In diesem Fall erhält man eine gleichbleibende Helligkeitswirkung
aller zusammengesetzter Farbenspan- 75-nungen, unabhängig vom Phasenwinkel des sie darstellenden
Vektors, und dadurch wird die zur Erzeugung der Korrekturspannung erforderliche Einrichtung
vereinfacht. Die Verstärker 51 und 53 der Einrichtung gemäß Fig. 1 beruhen auf der Voraussetzung,
daß die HeUigkeits- und Farbenspannungen so bemessen sind, daß der geometrische Ort der Helligkeitsfehler
einen Kreis bildet. In Verbindung mit den Fig. 4 und 5 werden nachher Einrichtungen beschrieben,
die dazu geeignet sind, eine Farbenunterträgerwelle mit einem elliptischen Ort der Helligkeitseinheit
in eine solche mit einem kreisförmigen Ort der Helligkeitseinheit zu verwandeln.
Wenn die Nichtlinearität der Kathodenstrahlröhre .17 der Potenz γ entspricht, so kann die Bildhelligkeit
L in Lumen durch die Helligkeitskoeffizienten lg, lr und lb ausgedrückt werden, die die
Helligkeitsbeiträge der auf die Potenz γ erhobenen Farbenspannungen G, R und B darstellen. Dann
wird also:
7 /*^v Γ 7 D V I 7 DV /-r\
^- Vn \X' "H— ν» λΛ.' ~r~ VT. JD' . (1/
Von den Farbdifferenzspannungen E0 1Ir — E1/,
Er1Ir—E1/ und E11 1Ir—: Ey', die der Einfachheit halber
durch die Buchstaben^, r und b bezeichnet werden können,
ist die Farbdifferenzspannung b gleichphasig mit der Modulationskomponente p der Farbenunterträgerwelle,
während die Farbdifferenzspannungen r und g mit der Modulationskomponente q Winkel <9r bzw.
θα einschließen. Wenn die Größe der Farbdifferenzspannungen
g, r und b mit ag, ar und ah bezeichnet
wird und Y den Helligkeitsbeitrag der Helligkeitskomponente E11 1Ir bezeichnet, so können die Grundfarbenspannungen
G, R und B wie folgt ausgedrückt werden:
R = YlI +
ag (—ft) sin Θ.α ag q-cos 6>£
= Y[I
(4)
Wenn man der Einfachheit halber die Sinus- und Kosinusglieder der Gleichung (2) mit —A0 und -\-Bg,
die Kosinus- und Sinusgüeder der Gleichung (3) mit — Ar und — Br und das ^-Glied der Gleichung (4)
mit -)- A δ bezeichnet und die Spannungen G, R und B
auf die Potenz γ erhöht, so erhält man aus den Gleidrangen
(2), (3) und (4) durch Reihenentwicklung:
Rr =
γ (γ —I)
■]·
+ 2,4,.B,. + 5r 2) +
= Yr\l + y(At) +
Durch Einsetzen der durch die Gleichungen (5), (6) und (7) gegebenen Werte von Gr, Ry und Br in die
Gleichung (1) und Überführung des Gliedes Yr auf die
linke Seite der Gleichung erhält man die Gleichung:
Yr
(8)
in welcher die in Klammern gesetzten Glieder den in Klammern gesetzten Gliedern der Gleichungen (5), (6)
und (7) entsprechen.
Die Gleichung (8) stellt das Verhältnis der sich in einem nichtlinearen Bildwiedergabegerät ergebenden
tatsächlichen Bildhelligkeit zu derjenigen Bildhelligkeit dar, die sich lediglich unter der Einwirkung der
Helligkeitskomponente ergeben würde. Der Unterschied zwischen L und Yr ist der durch die Farbdifferenzspannungen
verursachte Helligkeitsfehler. Bei einer vollkommenen Einrichtung konstanter BiIdhelligkeit
sollte!, gleich Yr sein, d.h., die Farbdifferenzspannungen
sollten die Bildhelligkeit nicht beeinflussen. Wenn die Farbdifferenzspannungen die Bildhelligkeit
beeinflussen, dann stellt Yr die richtige Bild+■
·]■
(6)
(7)
helligkeit zuzüglich eines Korrektionsfaktors zum Ausgleich
des Einflusses der Farbdifferenzspannungen auf die Bildhelligkeit dar. Im Falle einer Bildwiedergabevorrichtung
mit linearer Helligkeitscharakteristik haben die Glieder erster Ordnung in der Gleichung (8)
den Wert 0. Das gegenseitige Verhältnis der Glieder erster Ordnung in der Gleichung 8 kann wie folgt ausgedruckt
werden:
γlr {—Ar — Br) + γ h (A t) + γ l„ (—Ag + B9) = 0
(9)
Diese Gleichung kann durch entsprechende Bemessung des gegenseitigen Größenverhältnisses der Farbdifferenzspannungen
g, r und b befriedigt werden. Die Glieder höherer Ordnung der Gleichung (8) werden
nicht zu Null, sondern üben zusammen eine gewisse Wirkung auf die Bildhelligkeit aus. Nach Beseitigung
des durch die Glieder erster Ordnung verursachten Fehlers sind die Glieder zweiter Ordnung am schädlichsten,
und ihre Einwirkung auf die Bildhelligkeit muß daher vor allem beseitigt werden. Wenn also
γ = 2 ist, so müssen die Glieder zweiten Grades der Gleichung (8) der folgenden Gleichung genügen:
γ (γ —1)
=0.
(10)
Beim Einsetzen der Werte für die A- und .B-Glieder der Gleichung (10) erhält man nach Vereinfachung
40 folgende Gleichung:
r (lr a2 cos2 Θτ + h **% + h *»" sin2 6>ff) + -fr (K β,2 sin8 <9r + la a2 cos2 0„)
2pq Y2
(lr ar 2 cos Θτ sin <9r
Diese Gleichung kann vereinfacht werden, wenn nach Ableitung der Spannungen p und q aus der
Farbenunterträgerwelle das mit dem Produkt φ q zu multiplizierende Glied der Gleichung 0 wird, d. h.:
lT ar 2 cos Θτ sin Θτ — lg ag 2 cos Θα sin Θα = 0. (i2)
Die Gleichung (12) wird befriedigt, wenn ihre beiden
Glieder einander gleich sind, und, wie in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 gezeigt werden wird, ist es möglich,
die Farbenunterträgerwelle mit den Komponenten p und q bzw. den Farbdifferenzspannungen g, r
und b so zu modulieren, daß die Winkel 0r und Θβ
zusammen mit den Spannungsgrößen ar 2 und ag 2
im Zusammenhang mit den Helligkeitswirkungen lr
und lg der· Farben i d
Wert 0 ergeben.
g gg r
und lg der· Farben Rot und Grün ein Produkt mit dem
- lg a2 cos Θα sin Θα) I=O.
Wenn das Produktglied 0 ist, erhält man für das Verhältnis von L zu Yr die Gleichung:
γ-2
4r( ). te)
in welcher die in Klammern gesetzten Glieder den
■ti2·
Q2
Multiplikationsfaktoren von-^ und t^"m der Gleichung
(ii) entsprechen. Bei Ausbildung der modulierten
Unterträgerwelle in dieser Weise erhalten die Größenfaktoren der mit p und q bezeichneten Modulationskomponenten denselben Wert, so daß es möglich wird,
eine modulierte Farbenunterträgerwelle zu erzeugen, bei der der geometrische Ort der gleichen Helligkeitswerte einen Kreis darstellt. Da die Stärke der modu-
lierten Unterträgerwelle durch die Größe der Modula-
tionskomponenten φ und q bestimmt wird, bestimmt
das Quadrat der Stärke der modulierten Unterträgerwelle die Summe der beiden Glieder auf der rechten
Seite der Gleichung (13), wenn man den Faktor Y2zunächst
vernachlässigt, so daß also die p 2- und q^-Glieder
der Gleichung (13) einander gleich werden.
Nach Bestimmung des Verhältnisses von L zu Yt
in Lumen/Volt kann also eine zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung erzeugt werden, bei der der
Helligkeitsfehler nahezu 0 ist. Die richtige Helligkeit Yy sollte die Spannung (Ej,1/y)y. also Ev ergeben.
Wenn die Farbdifferenzspannungen die Helligkeit beeinflussen, so kann die der Bildwiedergabevorrichtung
zuzuführende Helligkeitskomponente die den Helligkeitsfehler Le berichtigt und den richtigen Helligkeitswert ergibt, mit Ev' bezeichnet werden, wobei
E^y—Ey das elektrische Äquivalent des Helligkeitsfehlers Le ist. Wenn also die Spannungen EJ-Iy und Ev'
durch die Kathodenstrahlröhre mit demÜbertragungsfaktor
γ übertragen werden, so gilt:
ΫΤ
Wenn man die Gleichung (14) in die Gleichung (13)
einsetzt und dabei Y2 durch sein Äquivalent (E v')2
ersetzt, so erhält man:
= I 4-
·· (15)
Diese Gleichung kann wie folgt geschrieben werden:
(EV
[PH
(16)
und wird bei γ = 2 zu:
FVr F'
*'<
)+?a( }
(Τ7)
E-V "Γ ^v
4ο Da der Unterschied zwischen EJ-Iy + EJ und 2 £SW
klein ist, hat die Gleichung (17) praktisch den Wert:
E Vy F ' —
Ώ-y
-Cj,
PH
(l8)
Da der Ausdruck Ey1Iy— EJ das elektrische Äquivalent
des Helligkeitsfehlers darstellt, gibt die rechte Seite der Gleichung (18) diejenige Spannung an, die
der empfangenen Helligkeitskomponente Ey1Iy zugesetzt
werden muß, um im Helligkeitskanal die durch die Glieder zweiter Ordnung der Farbdifferenzspannungen
verursachten Helligkeitsfehler zu korrigieren. Den Ausdruck
PH
).+ ?'■( )
Evlly
erhält man durch Quadrierung der Stärke der modulierten Farbenunterträgerwelle nach ihrer Änderung
durch Division durch eine Spannung mit der Stärke YEyVy. Da ein dem Durchschnittswert ]/EvVy entsprechender
Wert Z einen für viele Zwecke geeigneten Nenner darstellt, kann die Verstärkung des Verstärkers
51 zweckmäßig so bemessen werden, daß sie diesem Wert Z entspricht. Dann ergibt sich bei der
Zuführung der modulierten Farbenunterträgerwelle zu diesem Empfänger im Ausgang des Empfängers eine
Spannung
j/ph
) + g2TT
(ph
)+?2( ))1/2
Y ζ ζ . '
die mit der Stärke der Modulatidnskomponenten der Farbenunterträgerwelle in bestimmtem Verhältnis
steht,- da diese Komponenten die Stärke der modulierten Unterträgerwelle bestimmen. Wenn man diese
Spannung durch ihre Zuführung zu den beiden Steuergittern der Verstärkerröhre 53 mit sich selbst multipliziert,
d. h. quadriert, so ergibt sich im Ausgangskreis des Verstärkers 53 die Spannung
und infolgedessen ergibt sich im Ausgangskreis des Addierkreises 52 die Spannung Ey', die dann dem
Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 17 zugeführt wird. In der Kathodenstrahlröhre wirkt die Korrekturkomponente
der Spannung Ev' der durch die Farbdifferenzspannungen
g, r und 5 verursachten Fehlspannung zweiten Grades entgegen und beseitigt daher
die durch die Farbdifferenzspannungen verursachten Helligkeitsfehler zweiten Grades im wiedergegebenen
Bild.
Die gleiche Größe der Komponenten f und q der
Farbenunterträgerwelle erhält man, Wenn diese Komponenten folgende Werte haben:
2Z2
2,03
i =
1,08
8,44
(20)
Diese Gleichung zeigt auch deutlich die Wirkung der
gegenseitigen Kopplung der zur Überführung der Farbdifferenzspannungen dienenden Kanäle der Einrichtung
16, indem die Komponente q, die nur die rote Grundfarbe darstellen sollte, auch eine Zumischung
an blauer Farbenspannung hat. Auch die Notwendigkeit der Verstärkungsfaktoren von 2,03
und 1,08 für den blauen und den roten Farbenkanal
ist aus dieser Gleichung offenbar.
Für eine ausgewählte Gruppe von Primärfarben sollen die Farbenspannungen Eg, Er und Eh folgende
Zusammensetzung haben:
Eg = EJ —0,261p — 0,552 q
Er = EJ — o,26r£ + 1,085-E6
= EJ + 2,o3£.
(21) (22) (23)
Es wurde bisher angenommen, daß ein Wert von γ = 2 ausreichend genau für die Berichtigung der
durch die Farbdifferenzspannungen g, r und δ verursachten
Helligkeitsfehler zweiter Ordnung sei. In Wirklichkeit haben die für die Wiedergabe von
farbigen Bildern verwendeten Dreistrahlkathodenröhren einen y-Wert von etwa 2,75. Versuche haben
jedoch gezeigt, daß dieser Unterschied zwischen dem theoretischen und dem praktischen y-Wert vernachlässigbar
ist, so daß die oben angegebene Lösung für alle praktischen Zwecke ausreicht. Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß
die Verstärker 51 und 53 aus der modulierten Unterträgerwelle eine durch die Gleichung (18) definierte
Korrekturspannung ableiten. Die Verstärkung durch den Verstärker 51 entspricht dem Wert Z, der der
Durchschnittswert der Quadratwurzel aus dem Nenner 2 EJIv der Gleichung (18) ist. Da die Modulationskomponenten p und q der Farbenunterträgerwelle die
Stärke dieser Unterträgerwelle bestimmen und da die Ausdrücke p2 ( ) und qz ( ) in Gleichung (18)
einander gleich sind, bestimmt sich die Quadratwurzel aus dem Zähler der Gleichung (18) durch die Stärke
der dem Verstärker 51 zugeführten Farbenunterträgerwelle. Durch Quadrierung der Ausgangsspannung des
Verstärkers 51 in der Verstärkerröhre 53 erhält man die durch die Gleichung (18) bestimmte Korrekturspannung.
Durch algebraische Addition dieser Spannung zur Spannung EJ1V im Addierkreis 52 ergibt sich
die berichtigte Helligkeitskomponente EJ.
Es wurde in Verbindung mit Fig. 1 ausgeführt, daß die Gleichung für die Fehlerspannung im Nenner die
Größe En 1Iv enthält, die die durch den' Siebkreis 50
übertragene Helligkeitskomponente des zusammengesetzten Fernsehzeichens darstellt. Es wurde auch
erwähnt, daß man diese Nennergröße bei normalen Betriebsbedingungen dadurch erhalten kann, daß man
die Verstärkung des Verstärkers 51 so bemißt, daß sie im umgekehrten Verhältnis zu · einer Größe Z
steht, die dem Durchschnittswert von Quadratwurzel E11 11V entspricht. Es kann nun manchmal wünschenswert
sein, eine Spannung zu erhalten, die genauer der Helligkeitskomponente entspricht. Dafür gibt die
Schaltung gemäß Fig. 2 eine Möglichkeit. Die den Teilen der Schaltung gemäß Fig. 1 entsprechenden
Teile der Schaltung gemäß Fig. 2 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1.
Der Verstärker 70 ist im Gegensatz zum Verstärker 51 der Fig. 1 in üblicher Weise ausgebildet,
also nicht so, daß seine Verstärkung mit der Größe Z in Beziehung steht. An den Verstärker 70 ist ein
weiterer Verstärker 71 mit quadratischer Charakteristik angeschlossen, der ebenso ausgebildet sein kann
wie der Verstärker 53 der Anordnung gemäß Fig. 1. Die Anordnung enthält ferner eine Spannungsteilerröhre
72, Diese Röhre enthält zwei Steuergitter, wobei die Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik
des äußeren Steuergitters angenähert hyperbelförmig ist, so daß also die eine Koordinate der Charakteristik
sich mit dem negativen Reziprokwert der anderen Koordinate ändert und die Ausgangsspannung der
Röhre daher das negative Spiegelbild der Eingangsspannung ist. Da die Ausgangsspannung eines gewöhnlichen
Modulators normalerweise das Produkt der den beiden Steuergittern zugeführten Spannungen ist,
wird bei Zuführung einer negativen Spannung zum äußeren Steuergitter der Spannungsteilerröhre die
Ausgangsspannung gleich der dem inneren Steuergitter zugeführten Spannung, geteilt durch die dem äußeren
Steuergitter zugeführte Spannung. Wenn also dem äußeren Steuergitter der Röhre 72 über den Siebkreis
50 die Spannung 2 EJIv und dem inneren Steuergitter der Röhre über den Verstärker 71 das Quadrat
der Größe der modulierten Unterträgerwelle zugeführt wird, so ergibt sich im Ausgangskreis der Röhre 27
die Spannung
P2(
) + 2( )
die zum Addierkreis 52 gelangt. Diese Spannung ist genau die durch die Gleichung (18) definierte Korrekturspannung.
Die Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2 stellen Empfänger dar, die mit einem Sender zusammenarbeiten,
in welchem die Farbenunterträgerwelle so ausgebildet wird, daß dasjenige Glied der die
modulierte Farbenunterträgerwelle darstellenden Gleichung,
die das Produkt der Modulationskomponenten p und q enthält, durch die im Empfänger erzeugte
Korrekturspannung ausgeschieden werden kann. Um dasselbe Ergebnis bei der üblichen Farbenunterträgerwelle
zu erreichen, bei der die große und kleine Achse der den geometrischen Ort der Helligkeitsfehler darstellenden Ellipse mit den Achsen der
Vektoren p' und q' nicht zusammenfällt, ist es erforderlich, die Ellipse um einen Winkel Φ zu verdrehen,
bis die große und die kleine Achse mit den Vektoren p' und q' zusammenfallen und dann den
gegenseitigen Größenbereich der Vektoren p' und q' so zu ändern, daß die Ellipse zu einem Kreis wird.
Es ist nun möglich, den Empfänger so auszubilden, daß er beim Empfang einer üblichen Farbenunterträgerwelle
mit den bei der Phasenlage 0° und bei der Phasenlage 90° auftretenden Modulationskomponenten
p' und q', die sich aus den Gleichungen
ρ =
2,03
ergeben, die Größe der Vektoren p' und q' so regelt und sie um einen solchen Winkel Φ verdreht, daß man
die in Verbindung mit der Fig. 1 besprochene geänderte
Farbenunterträgerwelle erhält, bei der der geometrische Ort der Helligkeitsfehler ein Kreis ist.
Fig. 3 zeigt eine hierzu geeignete Anwendung des Empfängers gemäß Fig. 1. Diejenigen Teile dieser
Einrichtung, ■ die identisch mit den entsprechenden Teilen der Anordnung gemäß Fig. 1 sind, sind mit
denselben Bezügszeichen versehen wie dort.
Es ist zweckmäßig, vor der näheren Erläuterung des Aufbaues und der Wirkungsweise der Schaltung
gemäß Fig. 3 den Winkel Φ zu bestimmen, um den die übliche Farbenunterträgerwelle verdreht werden
muß, damit das das Produkt der Modulationskomponenten p und q enthaltende Glied der diese Trägerwelle
darstellenden Gleichung 0 wird. Die übliche Farbenunterträgerwelle S1 mit den gegenüber einer
Bezugsphase phasenverschobenen Modulationskompo-
nenten φχ und qx kann durch folgende Gleichung ausgedrückt
werden:
S1 = 1P1 cos ω t + q-L sin ω t.
(24)
Wenn man die durch diese Gleichung ausgedrückte Schwingung durch zu einer anderen, entgegen dem
Uhrzeigersinn um den Winkel Φ verdrehten Achse gehörige Koordinaten definiert, so erhält" man folgende
Schwingung S:
S = φ cos (ω t — Φ) + q sin (ω t — Φ). (25)
Der physikalische Sinn dieser Verdrehung der FarbenunterträgerweUe
besteht in. der Verdrehung der
Vektoren f und q' in der Weise, daß die große und die kleine Achse der obenerwähnten Ellipse mit einem
neuen Vektorpaar φ und q zusammenfällt. Eine derartige Verdrehung kann beispielsweise durch Verdrehung
der örtlich erzeugten Farbenunterträgerwelle um den Winkel Φ gegenüber der modulierten Farbenunterträgerwelle
bewirkt werden. Aus der gegen-,, seitigen geometrischen Beziehung der Glieder der
Gleichungen (24) und (25) ergeben sich folgende Gleichungen:
φχ = φ cos, Φ — q sin Φ, (26)
= φ sin Φ + q cos Φ .
(27)
Durch Einsetzen der durch die Gleichungen (26) und (27) gegebenen Werte für P1 und qx in die Gleichung (24)
und bei Reihenentwicklung erhält man für Φ folgende Gleichungen:
tan 2 Φ =
Τ—U
Φ = arc tan
Γ— ϋ
(28)
(29).
in welchen P, T und U die Multiplikationsfaktoren der Größen φ 2, φ q und q* in der in Verbindung
mit Fig. ι durchgeführten Reihenentwicklung [vgl. Gleichung (11)] sind. Mit Hilfe der Verdrehung um
den Winkel Φ können aus den Modulationskomponenten f und q' der Farbenunterträgerwelle die
Modulationskomponenten φ und q abgeleitet, werden,
bei deren Verwendung das das Produkt aus φ und q
enthaltende Glied verschwindet und durch die in
50" Verbindung mit Fig. 1 besprochene Quadrierung der
die Größen φ2 und q2 enthaltende Wert für die Fehlerspannung
erhalten werden kann.
Da die Anordnung gemäß Fig. 3 für eine in üblicher Weise ausgebildete Farbenunterträgerwelle bestimmt
ist, ist der Synchrondemodulator 635 mit dem Verstärker
645 verbunden, und der Spannungsvereiniger
für die Ausscheidung der blauen Teilspannung aus dem roten Zeichenkanal ist weggelassen. Dafür enthält
die Anordnung gemäß Fig. 3 zwei andere Spannungsvereiniger 74 und 75, die aus je einer Doppeltriode
76 und 77 bestehen. Die beiden Steuergitter der Röhre 77 sind über je einen Spannungsteiler 79
und 81 an die Ausgangskreise der; Verstärker 64a und
646 angeschlossen. Das eine Steuergitter der Röhre 76
ist über einen Spannungsteiler 78 ebenfalls an den Ausgangskreis des Verstärkers 6/[α angeschlossen,
während das andere Steuergitter dieser Röhre mit einer Spannungsquelle +C in Verbindung steht. Die
dem letztgenannten Stetiergitter zugeordnete Kathode der Röhre 76 ist über einen Spannungsteiler 80 an den
Ausgangskreis- des Verstärkers 646 angeschlossen und
über einen Widerstand 88 geerdet. Die Anoden der Röhren 76 und 77 sind über die Widerstände 82 und 83
mit einer positiven Spannungsquelle -\-B verbunden
und stehen überdies über Dioden 84 und 86 mit den beiden Eingangskreisen des Verstärkers 51 in Verbindung.
Die Kathoden der Dioden 84 und 86 sind über Widerstände 85 und 87 geerdet. Die Dioden 84 und 86
stellen zusammen mit ihren Arbeitswiderständen 85 und 87 einen vereinfachten Verstärker mit quadra-•
tischer Charakteristik dar, in dessen Ausgangskreis das Quadrat der Eingangsspannung erscheint. Die Polarität
der Dioden hängt natürlich von der Polarität der Ausgangsspannungen der Röhren 76 und 77 ab. Die
Verstärkung des Verstärkers 51 beträgt -^-. Der Ver-
stärker 51 ist an einen Eingangskreis des Addierkreises
52 angeschlossen, dessen, anderer Eingangskreis mit dem Siebkreis 50 verbunden ist.
In den Ausgangskreisen der Verstärker 64,, und 64,,
ergeben, sich die gegeneinander um 90° phasenverschobenen
Modulationskomponenten qx und φχ der
üblichen Farbenunterträgerwelle. Die Gleichungen (26) und (27) zeigen das Verhältnis zwischen den erwünschten
Modulationskomponenten φ und q und den verfügbaren
Modulationskomponenten φχ und qx. Diese
Gleichungen können in folgende Formen umgeschrieben werden:
/cos 2 Φ — sin 2 Φ\
COS 2 Φ
sin Φ cos 2 Φ
(30)
cos Φ—sin Φtan Φ
tan Φ
cos Φ—sin Φ tan Φ/
In Kenntnis des durch die Gleichung (29) definierten
Wertes von Φ können die Gleichungen (30) und (31) gelöst und in eine Form gebracht werden, in welcher
die Multiplikationsfaktoren der Größen φχ und ^1 in
beiden Gleichungen zu Brüchen werden. Die Spannungsteiler 78 bis 81 werden entsprechend diesen
Brüchen eingestellt, und zwar erfolgt die Einstellung des Spannungsteilers 78 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor
der Größe ^1 in der Gleichung (31)
darstellenden Bruch iind die Einstellung des Spannungsteilers
81 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe ^1 in der Gleichung (31) darstellenden'
Bruch, während der Spannungsteiler 79 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe qx in der
Gleichung (30) darstellenden Bruch und der Spannungsteiler 80 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor
der Größe φχ in der Gleichung (30) darstellenden
Bruch eingestellt wird. Der Spannungsvereiniger 74 bewirkt. eine algebraische Addition der Glieder der
Gleichung (31) und ergibt in seinem Ausgangskreis eine der Größe q entsprechende Spannung, während
der Signalvereiniger 75 durch algebraische Addition der Glieder der Gleichung (30) eine der Größe φ entsprechende
Spannung liefert. In den Ausgangskreisen der !Moden 84 und 86 erhält man' dann den Größen φ2
und q2 entsprechende Spannungen, die im Verstärker 51
durch den Faktor Z dividiert werden, um die durch die Gleichung (18) bestimmte Korrekturspannung zu
erhalten. Die Korrekturspannung wird dann im Addierkreis 52 der über den Siebkreis 50 zugeführten
Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung zugesetzt.
Die Anordnung gemäß Fig. 3 verwandelt die Modulationskomponenten φχ und q1 der modulierten Farbenunterträgerwelle in die Modulationskomponenten φ und q, um auf diese Weise das Produkt aus den beiden letztgenannten Modulationskomponenten in der Korrekturspannung für die Beseitigung der Helligkeits- fehler zweiten Grades auszuschalten und nur die Glieder φ2 und q2 zurückzubehalten. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, welche die Erreichung dieses Zieles ohne den Umweg über die Ableitung der Modulationskomponenten P1 und qx und- ihre Umwandlung in die Modulationskomponenten φ und q ermöglicht. Die den Teilen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile der Fig. 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie«-dort. Zwecks Vereinfachung der Erläuterung der Anordnung und ihrer Wirkungsweise sei angenommen,, daß die Farbenunterträgerw'elle die durch die Gleichung (24) definierte Form habe.
Die Anordnung gemäß Fig. 3 verwandelt die Modulationskomponenten φχ und q1 der modulierten Farbenunterträgerwelle in die Modulationskomponenten φ und q, um auf diese Weise das Produkt aus den beiden letztgenannten Modulationskomponenten in der Korrekturspannung für die Beseitigung der Helligkeits- fehler zweiten Grades auszuschalten und nur die Glieder φ2 und q2 zurückzubehalten. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, welche die Erreichung dieses Zieles ohne den Umweg über die Ableitung der Modulationskomponenten P1 und qx und- ihre Umwandlung in die Modulationskomponenten φ und q ermöglicht. Die den Teilen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile der Fig. 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie«-dort. Zwecks Vereinfachung der Erläuterung der Anordnung und ihrer Wirkungsweise sei angenommen,, daß die Farbenunterträgerw'elle die durch die Gleichung (24) definierte Form habe.
In der Einrichtung gemäß Fig. 4 sind an den Generator 66 ein Verstärker 89 für die zweite Oberwelle,
ein Phasenschieber 90 und ein aus einer Pentode 92 bestehender Modulator 91 angeschlossen. Der Ausgangskreis
eines Verstärkers 70 ist über den Widerstand 93 an das innere Steuergitter der Röhre 92 angeschlossen,
während das äußere Steuergitter der Röhre über einen Widerstand 94 und einen Spannungsteiler
95 mit dem Phasenschieber 90 verbunden ist. Die Kathode der Röhre ist über einen Widerstand 96 geerdet,
ihr Schirmgitter ist an eine Spannungsquelle -f-Sc angeschlossen, und ihre Anode steht über die
Wicklung 97 eines Transformators 98 mit der Spannungsquelle + B in Verbindung. An die Sekundärwicklung
99 des Transformators 98 sind die Anode und — über die Parallelschaltung eines Widerstandes 101
und eines Kondensators 102 — die "Kathode einer Diode 100 angeschlossen. Der Verbindungspunkt der
Wicklung 99 und des Widerstandes 101 ist geerdet,
und die Kathode der Diode 100 steht über einen Spannungsteiler 72 mit einem Eingangskreis des
Addierkreises 52 in Verbindung. Der den Transformator 98 enthaltende Kreis ist so abgestimmt, daß er
nur Spannungen durchläßt, deren Frequenz etwa 3,9 MHz beträgt.
Der Zweck der Teile 89, 90 und 91 besteht darin, eine durch die Gleichung (24) definierte Farbenunterträgerwelle
in eine durch die Gleichung (25) definierte zu verwandeln, deren Größe quadriert werden kann,
ohne daß sich hierbei ein das Produkt der Modulationskomponenten φ und q enthaltendes Glied ergibt. Eine
solche Umwandlung erfordert die Änderung der Phase, der Zusammensetzung und der Größe der Modulationskomponenten.
Es ist bekannt, daß ein Modulator, dem neben der modulierten Farbenunterträgerweü>
eine örtlich erzeugte Schwingung geeigneter Größe und Phase und der doppelten Frequenz der modulierten
Farbenunterträgerwelle zugeführt wird, eine der Gleichung (25) entsprechende Schwingung erzeugt.
Zu diesem Zwecke wird durch den Verstärker 89 die zweite Oberwelle der durch den Generator 66 erzeugten
Schwingung verstärkt und nach entsprechender Änderung der Phase durch den Phasenschieber 90 und ihrer
Größe durch den Spannungsteiler 95 dem äußeren Steuergitter des Modulators 92 zugeführt. Bei Zuführung
der modulierten Farbenunterträgerwelle zum inneren Steuergitter des Modulators 92 ergibt sich
dann. in dem die Diode 100 enthaltenden Kreis die durch die Gleichung (25) definierte geänderte Farbenunterträgerwelle.
Das Verhältnis des Ausgangsstromes eines Modulators zur zugeführten Spannung kann als eine Funktion
der Amplitude und der Phase der dem äußeren Steuergitter zugeführten zweiten Oberwelle und als eine
Funktion der gegebenen Übertragungscharakteristik des Modulators ohne zugeführte zweite Oberwelle ausgedrückt
werden. Es gilt also die Gleichung:
m — f (I + Λ cos 2 ω t + h sin 2 ω t), (32)
in welcher d und h die bei der Frequenz der-zweiten
Oberwelle erforderliche Modulationstiefe der gegeneinander um 90 ° versetzten Modulationskomponenten
ist. Die Gleichung (32) enthält auch ein Glied, das die für die zweite Oberwelle erforderliche Überlagerungsverstärkung im Modulator 92 angibt.
Die Ausgangsspannung der Modulatorröhre 92 ist eine Funktion des Produktes der durch die Gleichung
(24) definierten Spannung und des durch die Gleichung (32) definierten Modulationsvorganges. Diese
Ausgangsspannung kann durch den Anodenstrom der Röhre 92 ausgedrückt werden. Wenn man die Ströme
höherer Frequenz, die durch den Transformator 98 nicht übertragen werden, vernachlässigt,, erhält man
für diesen Strom folgende Gleichung:
t Ξ=
4]+i~n
coscot
4] -
(33)
Wenn dieser Strom i einen Arbeitswiderstand Ra
durchfließt, der sich aus dem Widerstand im Anodenkreis der Röhre 92 und im Kreis der Diode 100 zusammensetzt,
und nur Frequenzen in Betracht gezogen·
werden, die erheblich niedriger als sind, so ergibt
sich im Ausgangskreis der Diode 100 die Spannung:
e0 = *■ Ra ■
(34)
Der aus der Gleichung (33) bestimmbare Wert von i2 kann in die Gleichung (34) eingesetzt werden, um
einen zur Fehlerspannung Es in Beziehung stehenden
Ausdruck zu erhalten. Eine solche Gleichung erhält nach entsprechender Gruppierung ihrer Glieder folgende
Form:
en ==
Wenn die Spannung e0 gleich der Fehlerspannung Es
ist, dann müssen die Koeffizienten.P1 2, px qx und ^1 2
in der Gleichung (35) gleich den durch die Gleichungen (28) und (29) definierten Gliedern T, P und U werden.
Nach entsprechenden Vereinfachungen ergibt sich die Uberlagerungsverstärkung des Modulators 92 zu
wodurch die Modulationstiefen d und h definiert sind.
Wenn der Modulator 92 eine solche Verstärkung aufweist und die ihrem äußeren Steuergitter zugeführte
zweite Oberwelle in ihrer Größe und Phase gemäß den Werten -d und h geregelt wird, so ergibt sich im
Ausgangskreis der Diode 100 eine Spannung, die nur die Glieder p* und q2 enthält, dagegen vom Produkt
dieser beiden Modulationskomponenten frei ist. Auf diese Weise erhält man dann im Spannungsteiler 72
eine Korrekturspannung, wie sie durch die Gleichung (18) definiert ist.
Die Voraussetzung für die beschriebene Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 4 war eine durch
die Gleichung (24) definierte Farbenunterträgerwelle. Wenn jedoch die Reihenfolge der. Modulationskomponenten
px und qx bei jedem Teilbildwechsel
geändert wird, so ist diese Voraussetzung nur während jedes zweiten Teilbildes gegeben, während iür die
andere Gruppe von Teilbildern- eine andere, Gleichung ähnlicher Art gilt. Aus diesem Grunde muß daher in
diesem Fäll die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung zur Änderung der Farbenunterträgerwelle verdoppelt
werden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Hier entspricht
also jedem der Teile 90, 91 und 100 der Anordnung gemäß Fig.. 4 ein Paar von Teilen 9O0, 9O6 bzw. gio,-9I6
bzw. iooOJ ioo6. Diese Teile bilden zwei Kanäle
9O0, 9I0 und 10O14 bzw-. go6, 9i& und ioo6, die an je
einen Ausgangskreis eines elektronischen Umschalters 104 angeschlossen sind, dessen Eingangskreise
mit dem Steuerkreis 91 und mit dem Verstärker 89 für die zweite Harmonische der durch den Generator 66
erzeugten Schwingung verbunden sind: Die beiden Kanäle sind entsprechend den beiden Formen der
modulierten Farbenunterträgerwelle «bemessen, und der Umschalter schaltet die beiden Kanäle bei jedem
Teübild abwechselnd an den Verstärker 89.
Obzwar. die Erfindung in Verbindung mit der
Berichtigung von Helligkeitsfehlern zweiter und höherer Ordnung in mit konstanter Helligkeit arbeitenden
Farbfernsehempfängern beschrieben wurde, ist sie keineswegs auf diese Anwendung beschränkt.
Sie kann vielmehr auch bei Verwendung von Helligkeits- und Farbenkomponenten anderer Zusammensetzung
mit Vorteil zur Beseitigung von Helligkeitsfehlern _sowie gegebenenfalls zum Ersatz der störenden
Helligkeitsfehler durch erheblich weniger störende Farbenfehler verwendet werden. In seiner allgemein(h-d)+
(35)
sten Form besteht der Erfindungsgedanke in der Einschaltung
eines nichtlinearen Gliedes in den Zeichenkanal für die Farbenunterträgerwelle, um aus der
Farbenunterträgerwelle Korrekturspannungen für die Berichtigung der durch die Modulationskomponenten
der Farbenunterträgerwelle bewirkte Beeinflussung der Helligkeit des durch eine nichtlinear arbeitende
Bildwiedergabevorrichtung, wiedergegebenen Bildes abzuleiten.
Claims (9)
- PATENTANSPRÜCHE:ϊ. Einrichtung-zum farbigen Fernsehen mittels eines Fernsehzeichens, welches aus.einer die Helligkeit der Bildpunkte bestimmenden Helligkeitskomponente und einer die Farbe der Bildpunkte bestimmenden, durch eine mit den Grundfarbenspannungen modulierte Farbenunterträgerwelle gebildeten Earbenkomponente besteht, wobei diese beiden Komponenten im Empfänger über getrennte Zeichenkanäle geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger aus der modulierten Farbenunterträgerwelle eine die nichtlineare Helligkeitscharakteristik der Bildwiedergabevorrichtung ausgleichende Korrekturspannung abgeleitet und der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens zugesetzt wird.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierte Farbenunterträgerwelle einer Übertragungseinrichtung mit nichtlinearer .Charakteristik zugeführt wird, die aus den Modulationskomponenten der Farhenunterträgerwelle eine Korrekturspannung erzeugt, welche dem Unterschied zwischen der lediglich durch die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens und der durch die Helligkeitskomponente zusammen mit der Farbenkomponente hervorgerufenen Bildpunkthelligkeit entspricht.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie aus der modulierten Farbenunterträgerwelle eine dem Quadrat ihrer Modulationskomponenten proportionale Spannung ableitet.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungsvorrichtung eine Modulatorröhre mit zwei Steuergittern enthält und die modulierte Farbenunterträgerwelle beiden Steuergittern zugeführt wird.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturspannung aus der dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionalen Spannung durch Teilung dieser Spannung durch eine der die Helligkeitskomponente darstellenden Spannung proportionale Spannung erzeugt wird.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionale Spannung dem inneren Steuergitter einer Mehrgitter-Modulatorröhre zugeführt wird, deren äußerem Steuergitter eine der die Helligkeitskomponente darstellenden Spannung proportionale Spannung mit negativer Polarität aufgedrückt wird.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungsvorrichtung aus zwei Doppeltrioden und an diese angeschlossenen Dioden besteht, wobei die Doppeltrioden über Spannungsteiler an die zur Ableitung der Modulationskomponenten der modulierten Farbenunterträgerwelle dienenden Demodulatoren angeschlossen und diese. Spannungsteiler so bemessen sind, daß jeder .Doppeltriode die zur Bildung der Korrekturspannung erforderlichen Anteile an den Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle zugeführt werden.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Quadrat der Modulationskomppnenten der Farbenunterträgerwelle proportionale Spannung durch Überlagerung einer einer Oberwelle der modulierten Farbenunterträgerwelle entsprechenden unmodulierten Schwingung über die modulierte Farbenunterträgerwelle erzeugt wird.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 8 für Fernsehempfänger, in welchen die Reihenfolge der Ableitung der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle bei jedem Teilbildwechsel geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionalen Spannung zweifach vorhanden ist und die zweite Harmonische der unmodulierten Überlagerungsschwingung diesen beiden Vorrichtungen im Takte des Wechsels der Reihenfolge der Ableitung der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle abwechselnd zugeführt wird.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen© 509 664 2.56
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