DE946232C - Verfahren zur UEbertragung einer Mehrzahl von Signalen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1956

INTERNAT. KLASSE H04n

15625 Villa/21a¹

ist als Erfinder genannt worden

Gegenstand der Erfindung ist ein Modulationsverfahren für Trägerwellen, insbesondere zur Übermittlung von mehreren aufeinanderfolgenden Signalen.

. Es erfolgt dabei gleichzeitig eine Phasen- und Amplitudenmodulation. Die Erfindung kann vorteilhaft beim Übertragen farbiger Fernsehbilder benutzt werden. Eine Anwendung der Erfindung kann z. B. bei der Auseendung einer Trägerwelle ίο erfolgen, die mit drei verschiedenen Signalgruppen moduliert werden soll. Eine Besonderheit besteht darin, daß zur Übertragung auch Phasenverschiebungen von o° benutzt werden. Gemäß der Erfindung wird eine Phasenmodulation benutzt, bei der sich die Phase der Trägerwelle zwischen den einzelnen Signalgruppen sprungweise ändert, während bei den bisher bekannten Verfahren der Phasenmodulation die Phasenänderung sinus- oder gleichförmig erfolgte. Weitere Merkmale der Erfindung sind Demcdulationsanordnungen für gleichzeitig amplituden- und phasenmodulierte Wellen, Anordnungen zur Veränderung der Dämpfung einer Oszillatorschaltung nach 'bestimmten Gesetzen oder in Abhängigkeit von den Signalgruppen der

lierten Welle und eine Anordnung zur Erzeugung und zum Empfang der obengenannten modulierten Wellen. Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen eine Trägerwelle gleichzeitig in der Amplitude und in der' Frequenz moduliert wird. Diese Anordnungen wurden in der Weise benutzt, daß die Bild- und Synchronisiersignale eine Amplitudenmodulation und die das Bild begleitenden Tonsignale eine Frequenzmodulation· der ίο Trägerwelle erzeugten. Jedoch erfolgte die Frequenzmodulation ohne sprungweise Änderung des Phasenwinkel®. Die vorliegende Erfindung erstrebt eine Verbesserung von mit Mehrfachmodulation arbeitenden Übertragungsverfahren, und zwar dadurch, daiß der Phasenwinkel bei den Gruppen von Signalwerten, denen die Phasenmodulation zugeordnet ist, zwischen den Gruppen sich sprungweise ändert.

Gegenüber den bekannten Schaltungen wird gemäß der Erfindung eine Dämpfungsschaltung benutzt, deren Dämpfungswert sich nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten ändert. Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich beim Farbfernsehen·, und zwar dadurch, daß ein üblicher •25 Schwarzweiß empfänger das Modulationeprodukt als Schwarzweißbild und ein Farbfernsehempfanger das gleiche Modulationsproduikt als farbiges .Bild wiedergibt.

In einem solchen System wird die Ampliitudenmodulation der Welle für die Übertragung der Helligkeitswerte der einzelnen Bildpunkte und die Phasenmodulation für die Übertragung der Farbwerte der gleichen Bildpunkte benutzt. Man kann dadiurch eine größere Bandbreite für die Übertragung der Helligkeitswerte und eine verminderte Bandbreite für die Farbwerte gegenüber den bisher benutzten Systemen erhalten. Dabei ist die Übertragung genau so einwandfrei wie bei den älteren Systemen.

Eine andere Anwendung der genannten mehrfachen Modulation ermöglicht die Übertragung der Beilligkeitswerte eines gegebenen Bildpunktes durch die eine Modulationsart und die Übertragung der Farbwerte für einen davon! verschiedenen Punkt derselben Zeile, einer anderen Zeile des gleichen Teilbildes oder eines anderen Teilbildes durch die zweite Modulationsart mittels des gleichen Trägers. Durch dieses System können zur gleichen Zeit auf demselben Träger Signalgruppen, die den orthochromatischen· oder gelben Bildwerten, und solche, die den roten und blauen Bildwerten entsprechen, übertragen· werden. Der Begriff der orthoehromatischen Bildwerte wird weiter unten näher erläutert. Weiterhin, vermeidet man durch die genannte Modulations art den »Punkteffekt«, der bei der üblichen Übertragung· einfarbiger Bilder vorhanden ist. An der üblichen Konstruktion der Schwarzweißempfänger wird dabei nichts geändert. Der Gegenstand der Erfindung wird am Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Abb. ι a bis 1 f zeigen eine Folge von Kurven, die die Wellenform, wie sie durch die Doppelmodulation· erhalten werden, darstellt; Abb. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Sendestation;

Abb. 3, 4 a und 4b stellen weitere Wellenformen dar, wie sie gemäß der Erfindung erhalten werden; Abb. S a und 5 b zeigen Modulationisschaltungen gemäß der Erfindung;

Abb. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Empfängers·; Abb. 7 veranschaulicht einen Teil des Empfängers; Abb. 8 a bis 8 e zeigen eine Abart der Wellenform gemäß der Erfindung.

Bei den bisher benutzten Systemen wurde eine Trägerwelle sinus- oder giledohförmig in der Frequenz oder Phase geändert. Hierdurch konnte nur eine einzige Signalfolge übertragen werden. Die Änderung hing dabei von der Größe der Frequenzabweichung und der Schnelligkeit der Frequenzänderung ab. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden, Erfindung wähnend eines vorbestimmten Zeitintervalls die Frequenz konstant gehalten, während die Trägerwelle zwischen diesen Abschnitten eine Phasenänderung erfährt, und zwar derart, daß die Änderung von den einzelnen Werten des zu überitragenden Signals albhängt. Während dieser Zwischeniintervalle muß sich die Trägerfrequenz verändern, um. während des nächsten Teiles mit konstanter Frequenz bei der gewünschten Phasendrehung anzufangen. Diese Frequenzänderung während eines derartigen Intervalls erfolgt nicht nach einem bestimmten Gesetz, sondern hängt nur von dem Wert der auszusendenden Signale ab. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Teilintervalle; in denen sich die Frequenz ändert, beim Empfänger nicht benutzt. Dieser verwendet vielmehr nur die Teile, in denen die Frequenz konstant ist.

Wie sichematisch in den Abb. 1 a und 1 b angedeutet, enthält jede ausgestrahlte Welle zwei unterschiedliche Teile, einen Teil mit konstanter Frequenz und einen mit veränderlicher Frequenz. Die Abb. ia zeigt sechs solcher Teilintervalle. Hierbei können alle Intervalle gleich lang sein. Es ist jedoch auch möglich, daß z. B- die Intervalle I, III und V und andererseits· die Intervalle II, IV und VI gleich sind. Ferner können auch alle Teile ein verschiedenes Zeitintervall überdecken. Nach Abb. ib ergibt sich, daß während des Zeitintervallls I eine konstante Frequenz F, die gegenüber dem ursprünglichen Wert keine Phasenverschiebung hat, ausgesendet wird. Diese Grundschwingung mit der Phasenverschiebung 0 dient als Basis, um die Phasenverschiebung der folgenden Teile der Trägerwelle zu erklären-. Die gesamte Zeitdauer der Intervalle I bis VI entspricht der Dauer eines Bildpunktes. Sie hat einen Wert von Sekunden. Dies gilt für den Fall, daß ein Fernsehübertragiungssystem mit einer Bildzahl von 30 pro Sekunde, 525 Zeilen und 600 Punkten pro Zeile benutzt wird. Die Frequenz F beträgt dann etwa MHz._

Die Teile III und V der Trägerwelle haben ebenfalls eine konstante Frequenz F; jedoch ist in diesen Teilen die Phase in bezug auf dien Teil I ver-

schoben, und zwar bei III um einen Betrag, der abhängig ist von der Größe des Wertes eines eisten Signals, z. B. der Intensität der Rotkomponente des Bildpunktes. Im Teil V ist die Phase um eine Anzahl Grade verschoben, die von den Werten eines zweiten Signals, z. B. der Blaukomponente des Punktes, abhängt. Die Kurve der Abb. ι b zeigt den Fall, daß der rote Bildpunkt eine starke Intensität hat, die etwa-ein Sechstel eimer Periode oder 6o° ίο entspricht, während z. B. die Intensität des blauen Punktes kleiner ist und ein Neuntel einer Periode oder 40⁰ entspricht. Ferner zeigt die erste Änderung im Teil III einen positiven und die zweite Änderung im Teil V einen negativen Wert in bezug auf die Anf ängephasenlage.

Zwischen jedem Teil konstanter Frequenz I, III und V und. dem auf V folgenden Teil, der für die Ausisendung des nächsten Punktes benutzt wird, sind Teile II, IV und VI mit veränderlicher Frequenz vorhanden. Setzt man voraus, daß das Zeitintervall der Teile I bis VI das gleiche ist, so ist die Frequenz des Teiles II etwas kleiner als F und die Frequenz des Teiles IV etwais größer als F. Im Teil VI ist dann die Frequenz wieder etwas kleiner als F, um die Schwingungen auf den Phasennullpunkt zurückzubringen. Dieser Vorgang ist in der Abb. ι c in größerem Maßstab dargestellt.

Die Phasenverhältniisse werden durch die Abb. 1 d dargestellt. Diese Kurve zeigt, daß der Phasenwinkel während des Teiles I 0° beträgt. Dieser Teil stellt den Bezugswert dar. Während des Teiles II — die Frequenz ist kleiner als F — ändert sich der Phasenwinkel fortlaufend in positiver Richtung bis zum Beginn des Teiles III entsprechend der Intensität des roten Bildpunktes, in diesem Fall bis zum Wert +60°. Im Verlauf des Teiles III bleibt der Phasenwinkel dann konstant, und infolgedessen hat auch die Frequenz einen konstanten Wert. Während des Teiles IV ändert sich der Phasenwinkel fortlaufend bis zu dem Wert, der der Intensität des gleichen blauen Bildpunktes entspricht, in diesem Fall auf —40⁰. Hierauf bleibt die Phase während der Periode V wieder konstant und kehrt dann zu dem Wert 0 zurück. Der gleiche Vorgang wiederholt sich dann für den nächsten Bildpunkt. In dieser Weise werden Schritt für Schnitt die roten und die blauen Bildwerte übertragen. Weitere Signale bzw. BikLwerte können durch Amplitudenmodulation dieser phasenmodulierten Schwingung übertragen werden. Im Falle des Farbfernsehens enthält diese Amplitudenmodulation gemäß der vorliegenden Erfindung die üblichen Schwarzweißwerte des Bildes, ohne daß die Bandbreite eingeengt wird, d. h., es erfolgt keine Verminderung der Zahl der abgetasteten Bildpunkte. Die genannte Amplitudenmodulation kann auch die gelben oder die orthochromatischen Bildwerte enthalten,.

Diese Modulation wird in 'den Abb. 1 e und 1 f dargestellt. Die erstere zeigt die Intensitätsänderung des gelben oder orthochromatischen Signals eines Bildpunktes. Die Abb. 1 f zeigt die Wellenform, die erhalten wird, wenn der Träger der Abb. ι b amplitudenmoduliert worden ist.

Abb. 2 zeigt ein Blockbild eines Senders zur Erzeugung von Trägerwellen gemäß Abb. if. Eine Linse 100 erzeugt in Verbindung mit halbdurchlässigen Spiegeln 101 und 103 drei voneinander unabhängige einfarbige Bilder auf den Bildfängerröbren 102, 104 und 105. Die Bildfänger röhren können Ikonioslcope oder Bildwandler sein. Beispielsweise wird in dieser Beschreibung angenommen, daß die Spiegel 101 und 103 so ausgebildet sind, daß dais rote Teilbild auf die Röhre 102, das blaue Bild auf die Röhre 104 und das gelbe Teilbild auf die Röhre 105 fällt. Ein kristallgesteuerter Oszillator 109 erzeugt Schwingungen, die einem Vervielfacher in, einer Kommutatoranordnung 124 und den Kippgeräten 131, 132 und 133 zugeführt werden. Das Kippgerät 131 steuert die Anordnungen 113, .115, die die Zeilen- und Bildwechselimpulse erzeugen. Beim Farbfernsehen kann weiterhin durch das Kippgerät 131 eine Anordnung zur Erzeugung der Farbwecbselimpulse gesteuert werden.

Der Oszillator 109 schwingt mit seiner Frequenz von etwa 8 MHz. Seine Ausgangsspannung· wird dem Vervielfacher in zugeführt, der die Grundfrequenz auf etwa 120 MHz erhöht. Dieser Vervielfacher synohronisiert einen Trägerfrequenzoszillator 112. Im Phasenglied 116 wird der Träger in zwei um 90⁰ phasenverschoibene Schwingungen umgewandelt. Das Phasenglied kann in bekannter Weise aus einem RL-, RC- oder i?CL-Netzwerk oder aus einer Rollenanordnung bestehen. Die Ausgänge· dieses Gliedes sind mit zwei Amplitudenmodulatoren 117, 118, die im »roten« und »blauen« Kanal liegen, verbündten.

Da die Anordnung in beiden Kanälen die gleiche ist, wird weiterhin nur die Wirkungsweise des roten Kanals beschrieben. Der Ausgang der Röhre 102 hat eine von der Intensität des roten Bildes abhängige Spannung, die dem Amplitudenimodülatorii7 zugeführt wird. Die um 90 ° phasenverschobene Trägerwelle wird also in Abhängigkeit von der Intensität der roten Bildpunkte amplitudenmoduliert. In der Anordnung 119 wird dann die ursprüngliche Trägerwelle (Phasenverschiebung 0°) hinzugefügt. Die vektorielle Addition eines konstanten Vektors von 0° und eines veränderlichen Vektors von 90⁰ ergibt einen resultierenden Vektor veränderlicher Größe und Phase, und zwar erfolgt diese Änderung je nach der Stärke der roten Bildsignale. Die so erhaltene Trägerfrequenz wird einem nicht gezeigten Begrenzer, in dem die Amplitudenänderung des resultierenden Vektors abgeschnitten wird, zugeführt. Es .ergibt sich so eine Trägerwelle, bei der sich nur die Phase ändert. Für den blauen Kanal ergibt sich der gleiche Vorgang durch die Anordnung 120. Beide Anordnungen wirken derart, daß ihre Ausgangsspannungen während der Zeit eines Bildpunktes einen konstanten Wert des Phasenwinkels behalten.

Durch eine Kommutatoranordnung 124 wird zu bestimmten Zeiten über Dämpfungsschaltungen 121, 122 und 123 die den roten und blauen Bildpunkten 125. entsprechende Trägerwelle und die ursprüngliche

Trägerwelle der Leitung 200 zugeführt. Hierdurch wird erreicht, daß zu der vongegebenen Zeit' das richtige Signall der Leitung 20p zugeführt wird.

DieAusgangsischwingungen der drei Dämpfungsglieder sind in Abb. 3 dargestellt Während des Zeitabschnittes I werden der Leitung 200 die ursprünglichen Schwingungen zugeführt. Diese werden dann während des Zeitintervalles II gedämpft. Im gleichen Zeitabschnitt ermöglicht das Dämpfunigsglied 121 die Phasenverschiebung der den roten Bildpunkten entsprechenden Schwingungen, die dann im Zeitintervall III konstant gehalten werden und im Abschnitt IV wieder gedämpft werden. Das gleiche gilt für den blauen Bildpunkt in den Intervallen IV, V und VI. Zur Entkopplung der drei Schwingungen sind drei Entkopplungsanordnungen 126 (Abb. 2) vorgesehen. Wie aus der Abb. 3 zu ersehen ist, haben während der ■ Perioden I, III und V die Schwingungen eine konstante Amplitude und eine konstante Frequenz F. Während der Perioden II, IV und VI erscheinen in der Leitung 200 veränderliche Frequenzen. Die gesamten Schwingungen werden einem Begrenzer 127 zugeführt. Der Ausgang dieses Begrenzers zeigt Frequenzen, wie sie in Abb. ib dargestellt sind, d.h. eine Trägerwelle mit konstanter Amplitude, die aber in bestimmten Zeitintervallen phasenmoduliert ist.

Zur Beschreibung der KammutataranDrdnung 124 und der Dämpfungsglieder 121, 122 und 123 wird auf die Abb. 4 a und 5 a verwiesen. Die Annung 124 wird vom Ausgang dels -Oszillators 109 gesteuert. Die AuBgangsspannung ist in Abb. 4 a dargestellt. Sie enthält drei verschiedene Impulszüge, deren Zeitintervalle in- genau bestimmter Weise zueinander liegen. Jeder dieser Impulszüge enthält einen positiven oder koppelnden, und einen negativen oder dämpfenden Teil je Bildpunkt. Die positiven Teilte sind in den Zeitintervallen I, III und V vorhanden, und zwar so, daß sie im Zeitintervall I der Dämpfungsanordnung 123, im Intervall III der Anordnung 121 und im Intervall V der Anordnung 122 zugeführt werden. In den Zeitabschnitten II, IV und VI folgt dann der dämpfende Teil, (so daß die Schwingungen, die der Leitung 200 zugeführt werden·, in diesen Zeitabschnitten derart gedämpft werden, daß der Leitung 200 die nächste Schwingung zugeführt werden kann. .-■ Die Dämpfungsanordnungen 121, 122 und 123 werden in Abb.^Sa dargestellt Durch die Röhre T₁ fließt bei Abwesenheit eines Steuersignalis ein konstanter Strom von etwa 10 mA. Hierdurch entsteht am Widerstand R₁₀ ein Spannungsabfall, der dem Wert der Batterie B₃ entspricht. Beide Spannungen sind gegeneinandergeschaltet, so daß sich zwischen den Punkten 11 und 12 eine Spannungsdifferenz 0 ergibt. Der Punkt 12 ist über eine Batterie B₁ mit der Mittelanzapfung 3 der Sekundärwicklung des Transformators T verbunden. Die Enden der Pri-' märwicklung 13 und 14 'sind mit den Anordnungen 119 oder 120 oder 112 verbunden: Der Punkt 11 ist mit der Mittelanziapfung 4 der Spule L₇ verbunden, deren Enden über Gleichrichter X₁ und Z₉ mit der Sekundärwicklung des Transformators T verbunden sind. Die Spannung der Batterie B₁ wird so gewählt, daß sie größer ist als irgendeine Signalspannung, die an der Sekundärwicklung des Transformators T auftritt. Für den Fall, daß zwischen den Punkten 11 und 12 die Spannungsdifferenz 0 ist, d. h. wenn keine Signalspannung an der Röhre T₁ liegt, ist die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 3 und 4 gleich der der Batterie B₁. Parallel zur Spule L₇ liegt der Kondensator C₈. Die Kombination ergibt einen Schwingkreis für die Trägerfrequenz F. Beim Nichtyorhandensein eines Signals an der Röhre T₁ ist die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 3 und 4 und weiterhin über die Gleichrichter X₁ und X₂ größer als die Signalspannung, die am Transformator T auftreten kann. Unter diesen Umständen sind die Gleichrichter Z₁ und X₂ nicht leitend, d. h., es kann keine Energie vom Transformator T zum Schwingkreis L₇-C_s gelangen. Man erhält also keine Ausgangsspannung am Dämpfungsglied.

Die Punkte 1 und 2 sind mit dem jeweiligen Ausgang des Kommutators 124 verbunden. Die Vorspannung der Röhre T₁ wird durch eine Gitterbatterie B₅ erzeugt. Wenn ein positiver Impuls (Abb. 4 a) an das Gitter der Röhre T₁ gelangt, fließt durch diese ein größerer Strom, z. B. 20 mA, und der Spannungsabfall am Widerstand R₁₀ wird etwa gleich der Gesamtspannung der Batterien B₁ + .B₃. Die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 3 und 4 wird dann gleich 0, und die Signale, die am Transformator T vorhanden sind, gelangen über die Gleichrichter Z₁ und Z₂ zum Schwingkreis L₇-C₈. Während dieser Zeit schwingt der Kreis L₇-C₈ mit der Frequenz F und in Phase mit dem Signal am Eingang 13, 14. Parallel zu dem Kreis L₇-C₈ liegt eine Begrenzeranoirdnung mit der Röhre T₂ und dem Schwingkreis L₂-C₂, der teilweise durch den Widerstand R₂, den Gleichrichter Z₃ und die Batterie B₂ gedämpft wird. Der Gleichrichter Z₃ wird leitend, wenn die Maximalamplitude des Signals am Kreis L₂-C₂ die Batterie- spannung B₂ überschreitet. Es ergibt sich dann also· ein Kurzschluß des Schwingkreises L₂-C₂. Der Ausgang der ganzen Anordnung liefert daher nur Spannungen, die gleich oder kleiner als der Spannungswert der Batterie B₂ sind.

Ein weiteres Netzwerk, das- aus dem Widerstand R_i und der parallel geschalteten Spule L₄ besteht, liegt parallel zu dem Kreis L₇-C₈. Die Mitte der Spule L₄ ist über die Batterie 5₄ mit der Anode der Röhre T₁ verbunden. Wie aus der obigen Be-Schreibung hervorgeht, ist die Spannung zwischen den. Punkten 4 und 9 gleich der Batteriespannung5₄, wenn an der ROhTeT₁ kein Signal liegt. Die Battemiespannung 5₄ wird ebenfalls so gewählt, daß sie immer größer ist als das Signal am Trans- iao formatoir T. Wenn also die Gleichrichter Z₄ und Z₅ nicht leitend sind, ist das Glied A₄-L₄ unwirksam. Wenn am Gitter der Röhre T₁ ein positiver Impuls liegt, ist i?₄ immer noch unwirksam. Infolge dieses positiven. Impulses fließt ein größerer Strom durch den Widerstand R₁₀, Punkt 12 wird negativ

gegenüber Punkt ii, und die Spannungsdifferenz zwischen 4 und 9 wird sogar noch höhet·. Wenn jedoch ein negativer Impuls am Eingang der Röhre T₁ liegt, wird der Strom durch die Röhre T₁ fast 0. In diesem Fall liegt zwischen 3 und 4 eine Spannung, die gleich der der Batterien B₁ + B₃ ist. Es kann also kein Signal vom Transformator T zum Kreis -L₇-C₈ gelangen, und dieser Kreis schwingt eine Zeitlang mit der „Frequenz F weiter, da dieser Kreis nur durch dien Eigenwiderstand gedämpft wird. Wenn ein negativer Impuls an der Röhre T₁ liegt, wird durch die Batterie B₃ der Punkt 11 negativ in bezug ,auf den Punkt 12. Da die Batterien B₃ und B₁ gegeneinandergeschaltet

sind und ihre Spannungswerte etwa gleich gewählt sind, liegt zwischen den Punkten 4 und 9 eine Spannungsdifferenz, die etwa den Wert 0 hat. Der Widerstand R_i liegt dann parallel zum Kreis L₇-C₈ und dämpft sehr schnell jede vorhandene Schwingung.-Die gesamte Wirkung einer Schaltung nach Abb. S a ist also derart, daß in den Zeitintervallen I, III und V die Schwingungen, die von den, Anordnungen 119, 120 oder 112 kommen, an Leitung· 200 gefegt werden. In den Intervallen II, IV und VI werden diese Schwingungen gedämpft. Die Ausgangssebwingungen der Dämpfungsglieder 121, 122 und 123 haben also eine Form, wie sie in Abb. 3 dargestellt worden: ist.

Wie in Abb. 1 e und 1 f gezeigt wurde, kann, die dem Modulator 128 zugeführte Trägerwelle durch den gelben Bildpunkten entsprechende Signale amplitudenmoduliert werden. Um jedoch ein gutes Bild zu erhalten. — wenn die ausgesandte Welle von einem Schwarzweiß empfänger aufgenommen wird —, muß das Bild nicht nur die gelben Bildsignale, sondern zumindest teilweise auch die blauen und roten Bildimpulse enthalten. Ein derartiges Signal ist bekannt als »orthochromatisches« Signal. Es wird dadurch erhalten, daß den gelben Bildwerten bestimmte Teile der blauen und roten Werte überlagert oder zugefügt werden. Der Empfang eines derartigen orthochromatischen Signals vermeidet den sogenannten »Punkteffekt«, der normalerweise bei der Übertragung einfarbiger Bilder auftritt.

Ein solches Signal wird nach Abb. 2 dadurch erhalten, daß bestimmte Teile der Ausgangs spannung der Röhren 102 und 104 einem »orthochromatischen Umwandler« zugeführt werden, der nichts weiter als ein Dämpfungsglied für den ,roten und den· blauen Kanal darstellt, oder es ist ein Integrationsglied, dais die Teile der blauen und roten Impulse mit den von der Röhre 105 herrührenden gelben kombiniert. Für diesen Umwandler 125 werden keine Einzelheiten angegeben, da derartige Anordnungen allgemein bekannt sind. Die gelben bzw. die orthochromatischen Signalwerte, die Synchronisationsimpulse und die Tonfrequenzen werden dann in einem Netzwerk 129 kombiniert und modulieren dann weiter die Amplitude der vom Begrenzer 127 kommenden Trägerwelle in der Modulationsanordnung 128. Die so erhaltene amplituden- und phasenmodulierte Trägerwelle wird im Endverstärker 130 verstärkt und über die Antenne ausgesandt. Die Frequenz des Tonkanals 201 kann direkt oder unter Zwischenschaltung eines Hilfe trägers der Anordnung 129 zugeführt werden.

Bevor mit der Beschreibung-des Empfängers begonnen wird, sei darauf hingewiesen, daß auch eine frequenzmodulieirte Welle oft einen gewissen Einnuß auf den üblichen Empfänger für amplitudenmodulierte Wellen hat. Dieser Einfluß ist jedoch sehr gering, wenn, wie bei dem vorliegenden System, die entgegengesetzten Frequenzänderungen mit großer Häufigkeit auftreten. Der Einfluß kann vernachlässigt werden, wenn die Frequenzabweichungen klein ,sind und wenn die Bandbreite des Empfängers relativ groß ist. Dies ist der Fall bei den heute üblichen Bildempfängern mit Begrenzeranordnungen. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das vorliegende System einer schrittweise modulierten Welle verschieden ist von einem Verfahren, bei dem nacheinander eine gewisse Anzahl bestimmter voneinander verschiedener Frequenzen benutzt wird. Bei diesem letzterem Verfahren wird für jeden verschiedenen Wert des Bildinhalts eine besondere Frequenz benutzt. Hierdurch ergeben sich Interferenzerscheinungen in den Abstimmkreisen der normalen Sehwarzweißempfänger. Der Gegenstand der Anmeldung unterscheidet sich von diesem Verfahren dadurch, daß die Trägerfrequenz hauptsächlich konstant isit und nur in bestimmten Intervallen geringe Veränderungen, die mit großer Häufigkeit auftreten, vorhanden sind. Wird das neue Verfahren zur Übertragung auf größere Entfernungen benutzt, so können gewisse Störungen auftreten. Beim Fernsehen ist es jedoch heute üblich, den Sender verhältnismäßig stark zu machen ' und geringe Entfernungen zu überbrücken.

Ein Empfänger für die oben beschriebene sendersei tig ausgestrahlte Trägerwelle enthält Schall tmittel, die periodisch die Empfangsenergie bestimmten Kanälen zuleitet. Dies geschieht in genau bestimmten Zeitintervallen. In der Zeit, in der beim Sender die Phase nicht genau bestimmt ist, werden die Signale mit veränderlicher Phase vollständig unterdrückt. Der Empfänger tritt nur diann in Tätigkeit, wenn die Änderung des Phasenwinkels senderseitig· stabil geworden ist.

In einem Empfänger gemäß Abb. 6 wird die ausgesandte Welle von der Antenne 60 aufgenommen und über ein Koppelglied 62 den. Kanälen 203 und 204 zugeführt. Die Signale im Kanal 204 gehen zunächst durch ein Filter 82, dessen Bandbreite im Vergleich zu dem Änderungen der Trägerfrequenz groß ist, so daß ,sich kein. Einfluß auf dieAmplitiude des empfangenden Signals ergibt. 83 stellt einen normalen Amplitudendemodulator dar, während in der Anordnung 84 die Zeilen- und BAldwechselimpulise ,abgetrennt werden, die dann die beiden Kippgeräte 85 und 86 synchronisieren. Wird die Sendung von einem Seihiwarzweißempfänger aufgenommen, so ist weiterhin nur eine Anordnung notwendig, die die deimodulJerten orthochromatischen Signale der Kathodenstrahlröhre 100 zuführt 1*5 und in Verbindung mit djen Ablenkgeräten ein

Schwarzweißbild erzeugt. Die bierfür notwendigen Anordnungen sind allgemein bekannt.

Die vorliegende Erfindung kann für beliebige Farbfernsehempfänger benutzt werden. Als Beispiel ist in Abb. 6 ein Empfänger mit einem umlaufenden. Farbfilter dargestellt. Die dafür notwendigen Synchronisier impulse werden in der Anordnung 84 abgetrennt ucd steuern einen Generator 87, der seinerseits den Synchronmotor 88, der die Farbscheibe 89 antreibt, synchronisiert. Die den drei Farbbildern entsprechenden Signale der Kanäle 205, 206 und 207 werden, nacheinander dem Gitter der Bildröhre 100 mittels eines periodischen Schalters 95, der von einer Komimutatoranordniung7i gesteuert wird, zugeführt. Der Kommutator 71 steuert gleichzeitig die Anordnung 96, durch die die Spannung an einer Ablenkplatte jm drei Schritten um einen bestimmten Wert geändert wird. Dadurch werden drei verschiedene Teile des BiId-

20. Schirmes nacheinander mit hoher Geschwindigkeit abgetastet. Die Farbscheibe 89 rotiert mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit. Die drei Teile des Bildschirmes entsprechen den drei einfarbigen Bildarn.

Wenn die Amplitudendemodulation der Trägerwelle in der Form orthochromatischer Signale erfolgt ist, werden die Signale in rein gelbe Signale umgewandelt. Zu diesem Zweck werden über die Anordnungen 80 und 81 Teile der roten und blauen Bildwerte, und zwar die gleichen Werte, die beim Sender benutzt wurden, einem. Integrationsglied 79 zugeführt und durch dieses von dem orthochromatischen Wert albgezogen. Der Ausgang der Anordnung 79 enthält danin nur rein gelbe Signalwerte.

Der über den Kanal 203 gehende Teil der ankommenden Trägerwelle enthält die roten und blauen Bildwerte und wind durch die Koppelanordnung 62 von der durch. den Kanal 204 gehenden Welle abgetrennt. Die Schaltung dieser Anordnung zeigt die Abb. 7. Die beiden Röhren T₃ und T₄ haben parallel geschaltete Gitter, die mit der Antenne gekoppelt sind. Die Röhre T₄ wirkt in bekannter Weise als. Verstärker. Ihre Anode ist mit der Leitung 204 verbunden. Die Röhre T₃ bildet mit dem Schwingkreiis L₁₀-C₁₀, dem Gleichrichter X₁₀ und der Batterie B₁₀ die Begrenzerschailtung 64. Wie bereits vorher in bezug auf die Abb. 5 a beschrieben, wird die Auisgangsspaninung durch diese Schaltungsanordnung emtsprechenid der Baitteriespannung begrenzt.

Der Schwingkreis L₁₀-C₁₀ wird magnatisch mit einer Os'zillatorsdialtung 65, die den Schwingkreis L₁₁-C₁₁ enthält, gekoppelt. Der Schwingkreis L₁₀-C₁₀ ist auf die Frequenz F und der Kreis L₁₁-C₁₁ auf eine etwas höhere Frequenz abgestimmt. Die Spannung an· diesem Kreis wird nicht begrenzt. Man hat daher je Bildpunkt ein Maximum, wie es in Abb. 8d dargestellt ist. Während der Zeitintervalle I, III und V hat die Trägerwelle die Frequenz F, und die Ausgangsspannung des Kreises L₁₁-C₁₁ bat eine beistimmte Amplitude. Während der Intervallen und VI iist die Frequenz kleiner als F, und die Auisgangsspannung am Kreis L₁₁-C₁₁ hat eine niedrigere Amplitude. Schließlich ist im Intervall IV die Frequenz größer als F, und die Spannung am Kreis L₁₁-C₁₁ hat eine größere Amplitude. Die Ausgangsspannung der Anordnung 65 wird in bekannter Weise in 66 demoduliert und ergibt, wie durch die Umhüllende der Abb. 8d dargestellt, einen einzigen'Impuls je Bildpunkt. Diese Impulse werden dein Speicherkreiis 70, der auf die Punktfrequenz abgestimmt ist, zugeführt und ergeben, wie in Abb. 8 e dargestellt, eine Schwingung, die der Bildpunktfrequenz entspricht, wobei die Amplitude möglichst konstant gehalten wird.

Diese Frequenz wird dann einer Kpmmutatoranordnung7r zugeleitet, die daraus drei rechteckige Impulse, die voneinander um 120" phasenverschoben sind, erzeugt. Der Kommutator 71 entspricht der Anordnung 124 des' Senders. Derartige Anordnungen sind an~sich bekannt. Zum Beispiel kann ein Potentiometer für den Hauptimpuls, ein Widerstand in Serie mit einer Spule für den Impuls mit verzögerter Phase und ein Widerstand in Serie mit einem Kondensator für den Impuls mit voreilender Phase benutzt werden. Die drei phasenvenschobenen ,sinusförmigen Impulse werden durch vorgespannte Gleichrichter und Amplitudenbegrenzung in Recbtecksignale umgewandelt.

Sie haben eine Form, wie sie in den Abb. 4b und 8 a dargestellt sind und entsprechen dem roten Bildinhalt. Die Impulse entsprechen denen der Anordnung 124, und zwar bait jeder Impulszug einen positiven koppelnden und einen negativen dämpfenden Teil. Während jedoch beim Sender der dämpfende Teil zeitlich unmittelbar auf jeden koppelnden Teid folgt, ist die Reihenfolge beim Empfänger umgekehrt. Der Unterschied in der Kurvenform ist aus folgenden Gründen notwendig: Beim Sender wird der dämpfende Teil zur schnellen Verkleinerung der Amplitude eines gegebenen Signals benutzt. Hierdurch wird erreicht, daß dlas nächste Signal, das derselben Punktfolge, aber einem verschiedenen Teil davon entspricht, dem Ausgangiskanal zugeführt werden kann, z. B. werden die roten Bildwerte gedämpft, um die Zuführung der blauen Werte zu ermöglichen. Beim Empfänger wird der dämpfende Teil des Impulses benutzt, um die Amplitude eines beistimmten Farbwertes eines Biidpunktes zu verkleinern und die Einführung eines gleichfarbigen Bildwertes des nächsten Punktes mit einem Minimum an Störungen zu ermöglichen. Zum Beispiel wird ein erster roter Bildimpuls, der eine Phasendrehung von a_± hat, zeitweise gedämpft, um den nächsten roten Bildpunkt, z. B. mit der Phaisendrehung a₂, übertragen zu können. Senderseitig lassen die dämpfenden Teile des Impulses Schwingungen, die einem bestimmten Farbwert entsprechen, nur für etwa-ein Sechstel der Dauer der Abtastung des Biidpunktes zu, während empfängersei tig die Schwingungen, die einem bestimmten Farbwert entsprechen, durch die dämpfenden Teile während der ganzen Dauer eines Biidpunktes vorhanden sein können, mit Ausnahme der sehr kurzen Zeit, in der die Intensität des Färb-

wertes des einen Punktes durch die Intensität des Werteis des nächsten Punktes einsetzt wird.

Die Anordnung 71 ist mit drei Dämpfungsgliedern 67, 68 und 69 verbunden, denen andererseits die Ausgangsspannung des Begrenzers 64 zugeführt wird. Diese Anordnungen entsprechen denen, die in der Abb. 5 a dargestellt worden sind. Die Anordnung wird jedoch so getroffen, daß an ihren Ausgängen eine Spannung während eineis Zeitintervallis, das gleich der Abtaistdauer eines Bildpunktee ist, vorhanden ist. Am Ausgang der Anordnung 68 ist z. B. nach Abb. 8 a, 8b und 8 c kein Signal vorhanden, bis ein positiver Impuls ankommt. Wenn ein solcher Impuls eintrifft, z. B. im Abschnitt III für die roten Bildwente, wird die Ausgangsspannung sehr schnell auf einen Maximalwert vergrößert (Abb. 8 c) und schwingt dann weiter mit einem Phasenwinkel a_± entsprechend den roten Bild wer ten. Die Ausgangsspannung wird dann ao über dieDauer der vollständigen Übertragung eines Bildpunktes infolge des inneren Widerstandes des Schwingkreises sehr langsam gedämpft, jedoch ist die_ Verkleinerung der Amplitude verhältnismäßig gering. Eine Begrenzeranordnung 73 folgt auf die as Dämpfungsanordnung 68 zur Konstanthaltung der Amplitude. Die Übertragung des nächsten Punktes beginnt im Zeitintervall Γ. Der nächste positive Impuls wird jedoch erst im Intervall III' der Anordnung 68 zugeführt. Der Phasenwinkel Ct₁ bleibt bis zum Ende des Abschnittes I' erhalten. Während des Intervalls II' des zweiten Punktes wird dem Dämpfungsglied ein Dämpfungsimpuls zugeführt. Dadurch erfolgt ein© sehr schnelle Änderung des Pbasenwinkels. Im Intervall III' ergibt sich dann ein Phasenwinkel a₂, der dem roten. Bildwert des zweiten Bildpunktes entspricht. In dieser Zeit wird der Anordnung 68 wieder ein positiver Impuls zugeführt. In den Intervallen II, II' usw. wird vorzugsweise dieDämpfung nicht so groß gewählt, daß die Amplitude des Trägers 0 wird. Dieses kann durch entsprechende Wahl der Dämpfungswiderstände in den Dämpfungsgliedern erreicht werden. In Abb. 8 c ist die Wellenform dargestellt, wie sie den roten BAldwerten dreier aufeinanderfolgender Bildpunkte mit den Phasenwinkeln a₀, O₁, a₂ entspricht. Abb. 8 b zeigt schematisch die Änderung des Winkels von 0 in Gt₁ bzw. a₂- Der Ausgang der Anordnung 68 zeigt also eine Folge von Schwingungen mit der Frequenz F, deren Teile einen bestimm- ' ten Phasenwinkel miteinander bilden, der fast während der gesamten Dauer eines Bildpunktes aufrechterhalten wird. In gleicher Weise wird hinter dem Begrenzer 74 eine gleiche Folge von Frequenzen mit den Phasenwinkeln ß₀, ß_t und ß₂ entsprechend den blauen Werten der Bildpunkte erhalten.

Der Ausgang des Begrenzers 72 wird dauernd

auf einem Phasenwinkel 0° gehalten. In diesem Kanal liegt eine Schaltungsanordnung 67, die nicht den Anordnungen 68 und 69 entspricht. Sie wird in Abb. 5 b dargestellt.

Vergleicht man die Abb. 5 b und 5 a, so sieht man, daß sie bis auf die Dämpfungseinrichtung einander gleich sind. Die Funktion dieser Schaltung ist genau die gleiche, wie sie bei der Abb. 5a beschrieben wurde, wenn am Eingang keime oder positive Impulse vorhanden sind. Negative Impulse am Eingang sind unwirksam. Infolgedessen gehen die entsprechenden Schwingungen unverändert durch die Anordnung 67, und am Ausgang des Begrenzers 72 wird eine Welle erhalten, die immer die Frequenz F und den Phasenwinkel 0 ° hat.

Die Au'sgangsispannungen der Begrenzer 72 und 73 werden einer Anordnung 75 zugeführt, die beide Wellen geometrisch addiert. Das gleiche geschieht hinter den Begrenzern 72 und 74 in der Anordnung 76. Die Amplitude der Auisgangsspannung eines jeden Begrenzers ist die gleiche. Infolgedessen wird im Ausgang der Anordnungen 75 und 76 eine Spannung erhalten, die nur von der Phasendifferenz der addierten Wellen .abhängt, und dia eine der addierten Wellen den Phasenwinkel 0° hat, hängt die Amplitude hinter den Anordnungen 75 und 76 nur von dem Phasenwinkel der Wellen ab, die den roten und blauen Bildpunkten entsprechen. Dies ergibt sich durch die bekannte vektorielle Addition. In den Demodulatoren 77 und 78 erfolgt dann die Demodulation, so daß nur die Amplitude der roten oder blauen Bildpunkte übrig bleibt. In den Leitungen 205, 206 und 207 sind dann drei Signale vorhanden, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von der Intensität der Farbwerte dös abgetasteten Bildpunktes ändert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellteAusführungsbeispiel beschränkt. So können z. B. statt der verwendeten Schaltungsanordnungen andere elektronische oder ähnliche Schaltungen benutzt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, das orthochromatische Prinzip fortzulassen.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Übertragung einer Mehrzahl von Signalen, insbesondere zur Bildübertragung farbiger oder sohwarzweißer Bilder, bei dem die einzelnen Signal werte eine Trägerwelle derart modulieren, daß für bestimmte Signialwerte eine Modulationsart (z. B. Phasenmodulation) und für bestimmte andere Signalwerte eine andere Modulationsart (z. B. Amplitudenmodulation) gleichzeitig verwendet wird, wobei die Signalwerte in verschiedene, vorzugsweise drei Gruppen unterteilt sind und davon zwei oder mehr Gruppen eine Phasenmodulation und die restliche Gruppe eine Amplitudenmodulation der gleichen Trägerwelle bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Gruppen von Signalwerten, denen die Phasenmodulation zugeordnet ist, der Phasenwinkel der Trägerwelle zwischen den: Gruppen sich sprungweise ändert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der fernsehmäßigen Abtastung eines Punktes der Phasenwinkel entsprechend den Intensitäten der einzelnen Färbkomponenten von 0° ausgehend sprungweise

   über den positiven zum negativen· Bereich bzw. ■umgekehrt wechselnd zu 0° zurückkehrt, vorzugsweise derart, daß die Ahtastdauer für jeden Farbbereich in zwei Abschnitte zerfällt, wobei während des einen Abschnitteis die voii der Intensität der jeweiligen Grundfarbe abhängige Änderung des Phasenwinkel« bis zu seinem Maximum sprunghaft geradlinig verläuft und in dem anderen Abschnitt der Phasenwinkel mit ίο diesem Höchstwert konstant bleibt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltvorrichtungen den einzelnen Signal werten entsprechendphasenverschobene Schwingungen in vorbestimmten Zeitintervallen - dem Hauptübartragungskanal zuführen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß statt der S ignalwerte einer Grundfarbe orthochromatische Signalwerte zur Amplitudenmodulation benutzt werden.
5. 5. Verfahren nach einem dler Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die ankommende Trägerwelle über Filteranordnungen in einen phasenmodulierten und einen amplitudenmddulierten Teil .getrennt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der phasenmodulierte Teil der ankommenden Trägerwelle in weiteren Filtern in den zugeordneten Grundfarben entsprechende Teile mit durch die Farbintensiität des abgetasteten Bildes bestimmten Phasenwinkel» aufgeteilt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen der einzelnen phasenrnodulierten. und der amplitudenmodulierten Teile demoduliert und die so erhaltenen farbigen Teilbildinhalte über Kommutatoranordnungen der Bildwieder- 40· gäberöhre zugeführt werden.
8. 8. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 modulierten Trägerwelle zur Erzeugung sowohl von Schwarzweißbildern mit Hilfe von Schwarz- 45· weißbildempfängern, als auch zur Erzeugung farbiger. Bilder unter Benutzung von Farbfernsehempfängern.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften NY. 244169, 813558; schweizerische Patentschriften Nr. 240 552,
   364;

   französische Patentschrift Nr. 899 455.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 609 565 7.56