DE960364C

DE960364C - Farbfernseheinrichtung

Info

Publication number: DE960364C
Application number: DEH13469A
Authority: DE
Inventors: Bernard D Loughlin
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1951-08-23
Filing date: 1952-08-13
Publication date: 1957-03-21
Also published as: CH313479A; NL109259C; GB727161A; FR1066262A; BE513704A; NL171760B; US2851517A

Description

AUSGEGEBEN AM 21. MÄRZ 1957

H 13469 VIII a j 21 αϊ

ist als Erfinder genannt worden

Farbf erns eheinrichtung

Die in Vorbereitung befindlichen Normvorschriften für die Übertragung von farbigen Fernsehbildern sehen für diese Übertragung ein Frequenzband von derselben Breite (4 MHz) vor, wie es auch für die Übertragung von schwarzweißen Fernsehbildern verwendet wird. Damit hierbei die farbigen Bilder dieselbe Feinheit der Zeichnung aufweisen wie die schwarzweißen Bilder, ist es erforderlich, daß dieses Frequenzband auch bei der Übertragung von farbigen Bildern in seiner ganzen Breite für die die Zeichnung des Bildes darstellenden Schwarzweiß- oder Helligkeitskomponenten des Bildes ausgenutzt wird und die Farbzeichenkomponenten des Bildes, die ein Frequenzband von etwa 2 MHz umfassen, innerhalb des vorgenannten Frequenzbandes zusätzlich übertragen werden. Dies kann durch Einschieben der Farbzeichenkomponenten zwischen die oberen Frequenzen der Helligkeitskomponenten erreicht werden.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art werden die die drei Grundfarben darstellenden Farben-Zeichenkomponenten im Sender miteinander zu der das Frequenzband von 4 MHz umfassenden Helligkeitskomponente vereinigt. Überdies wird jede dieser Farbzeichenkomponenten auf ein Frequenzband von 1,5 MHz beschränkt, und mit jedem dieser schmaleren Frequenzbänder wird dann eine Unterträgerwelle in

Abständen von 120⁰ moduliert, so daß diese Unterträgerwelle auf diese Weise drei Unterträgerwellen gleichwertig wird, deren jede eine Frequenz von etwa 3,5 MHz hat und gegenüber den beiden anderen um je 120° phasenverschoben ist. Diese Unter.trägerweUe, deren Phase und Amplitude die Farbe und den Grad der Farbensättigung der einzelnen Bildpunkte angibt, wird dann einschließlich ihres unteren Seitenbandes und eines Teiles ihres oberen Seitenbandes in der obenerwähnten Weise innerhalb des Frequenzbandes von 4 MHz übertragen.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung wird die grüne Farbzeichenkomponente auf ein Frequenzband von ι MHz beschränkt und stellt den die Frequenzen von ο bis 1 MHz umfassenden Teil der HeUigkeitskomponente dar. Der die Frequenzen von 1 bis 4 MHz umfassende übrige Teil der Fernsehzeichenspannung, der die gemischten Höhen der HeUigkeitskomponente darstellt, setzt sich aus der Kombination der die

zo Frequenzen von 1 bis 4 MHz umfassenden Teile der drei Grundfarbenkomponenten zusammen. Der die Frequenzen von 0 bis 1 MHz umfassende Teil der Toten Farbenkomponenten moduliert eine Unterträgerwelle von 3,5 MHz, während die auf ein Frequenzband von 0,25 MHz beschränkte niederfrequente Komponente der blauen Farbzeichenspannung eine Unterträgerwelle von 4 MHz moduliert. Beide modulierten Unterträgerwellen werden dann innerhalb des Frequenzbandes von 0 bis 4 MHz zwischen die hohen Frequenzen der HeUigkeitskomponente eingeschoben übertragen. Bei diesen Einrichtungen wird also eine einen Frequenzbereich von 4 MHz umfassende HeUigkeitskomponente und eine einen Frequenzbereich von 2 MHz umfassende, zusammengesetzte Farb-Zeichenkomponente, d. h. also eine sich über 6 MHz erstreckende Fernsehzeichenspannung, in einem Frequenzband von nur 4 MHz übertragen. Hierbei ist die die gemischten Höhen der HeUigkeitskomponente darstellende Zeichenspannung, die den hochfrequenten Teil des Frequenzbandes einnimmt, aus den hochfrequenten Komponenten der drei Farbzeichenspannungen zusammengesetzt, für deren voneinander unabhängige Übertragung ein Frequenzband von insgesamt 12 MHz erforderlich wäre. Aus der

Übertragung dieses gesamten Bildinhaltes innerhalb eines Frequenzbandes von nur 4 MHz ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten, die die Güte der Übertragung beeinträchtigen könnten. Insbesondere kann sich infolge der Tatsache, daß die die gemischten Höhen darstellende Zeichenspannung aus den drei Farbzeichenspannungen zusammengesetzt ist, eine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung der drei Farbzeichenspannungen ergeben, deren Zustandekommen an Hand einer näheren Erläuterung der Wirkungsweise der oben zuerst beschriebenen, bekannten Einrichtung dargelegt werden soU.

Bei dieser Einrichtung sind drei voneinander unabhängige Farbzeichenspannungen nur aus beiden Modulationsseitenbändern der UnterträgerweUe erhältUch. Die UnterträgerweUe kann der Träger zweier verschiedener Modulationen in Form von Amplitudenmodulation und Phasenmodulation der TrägerweUe selbst bzw. in Form einer Amplitudenmodulation von um 90⁰ phasenverschobenen Komponenten der TrägerweUe sein. Diese Modulationen bestimmen in der beschriebenen Einrichtung die Farbe und die Farbensättigung der Bildpunkte. Bei einem einzelnen Modulationsseitenband der UnterträgerweUe kann eine Unterscheidung zwischen der Phasenmodulation und der Amplitudenmodulation nicht gemacht werden, und infolgedessen besteht hier eine Neigung dazu, daß die verschiedenen Farbenspannungen sich gegenseitig beeinflussen. Bei einer Einrichtung, bei welcher eine mit Farbzeichenspannungen von i,5 MHz moduUerte UnterträgerweUe von 3,5 MHz in einem Zeichenkanal von 4 MHz Umfang übertragen wird, sind drei voneinander unabhängige Farbzeichenspannungen nur mit Bandbreiten von ο bis 0,5 MHz erhältlich, und innerhalb des Frequenzbereiches von 0,5 bis 1,5 MHz können nur zwei voneinander unabhängige Modulationen gleichzeitig übertragen werden, während im übrigen Teil des Zeichenkanals, d. h. in dem die gemischten Höhen enthaltenden, die Frequenzen von 1,5 bis 4 MHz umfassenden Teil, lediglich eine Modulation übertragen werden kann. Infolgedessen ergibt sich also in den die Frequenzen von 0,5 bis 1,5 MHz bzw. von 1,5 bis 4 MHz umfassenden Teilen des Zeichenkanals, in welchen die drei Farbzeichenspannungen nicht unabhängig voneinander übertragen werden können, eine gegenseitige Beeinflussung der Farbzeichenspannungen. Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Wirkung dieser gegenseitigen Beeinflussung möglichst zu eliminieren.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Einrichtungen besteht darin, daß die FarbenunterträgerweUen infolge von Ungleichheiten des Frequenzganges der Übertragungsvorrichtungen unerwünschte Helligkeitsschwankungen im Bild verursachen können. Diese HeUigkeitsschwankungen ergeben sich aus den periodischen Schwankungen der Modulationskomponenten der FarbenunterträgerweUe und treten insbesondere in denjenigen Teilen des Bildes auf, die gesättigte Farben aufweisen. Infolgedessen neigt also das wiedergegebene Bild zu unrichtiger Farben-Sättigung, sofern es nicht gelingt, die FarbenunterträgerweUe von dem zur Übertragung der HeUigkeitskomponente dienenden Teil des Zeichenkanals fernzuhalten. Dies kann zwar durch geeignete Siebe bewirkt werden, jedoch wurden solche Siebe auch Teile der HeUigkeitskomponente selbst unterdrücken und würden daher die Güte des wiedergegebenen Bildes herabsetzen. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht also in der Verminderung der Einwirkung der FarbenunterträgerweUe auf die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes unter Vermeidung der Verwendung von Sieben.

Die Erfindung baut auf einer Einrichtung für Farbfernsehen auf, bei welcher im Sender mit den Grundfarbenspannungen eine oder mehrere FarbenträgerweUen moduliert werden und.die auf diese Weise gebildete zusammengesetzte Farbenkomponente der Fernsehzeichenspannung in dem oberen Teil desselben Frequenzbandes übertragen wird, das die durch die Vereinigung der Grundfarbenspannungen gebildete HeUigkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung

enthält, während im Empfänger aus der zusammengesetzten Farbenkomponente die Grundfarbenspannungen getrennt abgeleitet und jeder von ihnen sowohl der niederfrequente als auch der hochfrequente Teil der Helligkeitskomponente zugesetzt wird. Sie erreicht eine wirksame Verminderung der Rückwirkungen der Grundfarbenspannungen aufeinander und auf die Helligkeitskompcnente des Fernsehzeichens dadurch, daß der hochfrequente Teil der ίο Helligkeitskomponente in Abhängigkeit von der Amplitude der entsprechenden Grundfarbenspannung zugesetzt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der hochfrequente Teil der Helligkeitskomponente ,mit der entsprechenden Grundfarbenspannung multiplikativ moduliert; gemäß einer anderen Ausführungsform wird der Kathodenstrahl der Bildröhre getrennt sowohl durch die Grundfarbenspannung als auch durch den hochfrequenten Teil der Helligkeitskomponente beeinflußt.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann der hochfrequente Teil der Helligkeitskomponente auch in Abhängigkeit von der Ableitung der Grundfarbenspannung oder aber proportional zum Verhältnis der Amplitude der einzelnen Grundfarbenspannung zu der Summe sämtlicher Grundfarbenspannungen zugesetzt werden.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1, ia, rb, 3, 4, 4a, 4b, 7 und 7a zeigen verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Fernsehempfängern, Fig. 6 zeigt ein Ausfülirungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fernsehsenders, während die Fig. 2 und 5 die Wirkungsweise der Empfänger gemäß Fig. 1 und 4 erläuternde Diagramme sind.

Der Empfänger gemäß Fig. 1 enthält einen mit einer Antenne 11 verbundenen Hochfrequenzverstärker 10, an den eine Überlagerers uife 12, ein Zwischenfrequenzverstärker 13, ein Demodulator 14, eine Einrichtung 15 zum Trennen der Helligkeitskomponente von der Farbenkomponente des Fernsehzeichens und zum getrennten Ableiten der drei Grundfarbenspannungen aus der zusammengesetzten Farbenkomponente sowie ein zweckmäßig als Kathodenstrahlröhre ausgebildetes Bildwiedergabegerät 16 angeschlossen ist. Das Bildwiedergabegerät kann entweder je eine Kathodenstrahlröhre für die Wiedergabe jeder der Grundfarben oder aber vorzugsweise eine für die Wiedergabe aller drei Grundfarben dienende einzige Kathodenstrahlröhre enthalten. Mit dem Demodulator 14 ist ein Synchronisierzeichentrenner 17 verbunden, an den ein Bildablenkgenerator 18 und ein Zeilenablenkgenerator 19 angeschlossen sind. Diese Generatoren stehen über Klemmen 20 bzw. 21 mit den Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre in Verbindung. Ein weiterer Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrermers 17 ist an die Eingangsklemme 22 der Einrichtung 15 angeschlossen. Mit dem Zwischenfrequenzverstärker 13 ist weiterhin der Tonwiedergabeteil 23 des Empfängers verbunden. Sämtliche vorgenannten Teile des Empfängers sind bis auf die Einrichtung 15 üblicher Art, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise erübrigt.

Die Einrichtung 15 enthält zwei Zeichenkanäle, von denen der erste aus einem an die Eingangsklemmen 25 angeschlossenen Sieb 24 mit einem Durchlaßbereicn von ο bis 4 MHz, einem Sieb 26 mit einem Durchlaßbereich von 0,5 bis 4 MHz und einem Verstärker 27 besteht, dessen Ausgangskreis an je einen Eingangskreis der Modulatoren 33_O, 33₆ und 33_C angeschlossen ist. Der andere Zeichenkanal verläuft über ein an das Sieb 24 angeschlossenes Sieb 29 mit einem Durchlaßbereich von 3 bis 4 MHz sowie über einen Synchrondetektor 30 mit drei Ausgangskreisen. An jeden dieser Ausgangskreise ist je ein Sieb 3I₀, 31,,, 31,. mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 0,5 MHz und je ein Addierkreis 32_α, 32₆ und 32,. angeschlossen. Jeder der Addierkreise kann mehrere Pentoden enthalten, deren Eingangskreise an den einen Eingang des Addierkreises angeschlossen sind und deren Anodenkreise in Parallelschaltung mit dem Ausgang des Addierkreises in Verbindung stehen. Mit einem Eingangskreis des Synchrondetektors 30 ist ein an die Klemme 22 angeschlossener Generator 34 zur Erzeugung der Farbenunterträgerwelle mit der Frequenz von 3,5 MHz verbunden. An das Sieb 24 ist ferner ein Sieb 38 mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 0,5 MHz angeschlossen, dessen Ausgangskreis mit je einem Eingangskreis der Addierkreise 32_α, 32 ₆ und 32 _c in Verbindung steht. Die Modulatoren 33_a, 33^ und 33,, weisen außer ihrem an den Verstärker 27 angeschlossenen Eingang noch einen an je einen der Addierkreise 32_a, 321, und 32_c angeschlossenen Eingang auf; ihre Ausgangskreise sind an die Intensität der Kathodenstrahlen der Kathodenstrahlröhre 16 steuernde Steuerorgane dieser Röhre angeschlossen.

Die Fig. ia zeigt die Schaltung eines der vorgenannten Modulatoren, beispielsweise des Modulators 33_a. Der Modulator enthält zwei Mischröhren 5O₀ und 5O₆, deren Anoden über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand 52 an eine Spannungsquelle + B angeschlossen sind, mit der auch die Schirmgitter der Röhren direkt in Verbindung stehen. Das äußere Steuergitter beider Röhren ist an die Ausgangsklemme 41 des Verstärkers 27 angeschlossen, während das innere Steuergitter der Röhre 5O₀ an die Ausgangsklemme 46 eines der Addierkreise, beispielsweise des Addierkreises 32_α, angeschlossen ist und das innere Steuergitter der Röhre 5O₆ mit derselben Klemme über einen Differenzierkreis 53 und einen Doppelweggleichrichter 54 in Verbindung steht. Der gemeinsame Ausgangskreis beider Röhren ist über einen Addierkreis 55 an die Ausgangsklemme 42 des Modulators angeschlossen. Ein weiterer Eingangskreis des Addierkreises 55 steht mit der Klemme 46 in Verbindung. Zwischen das innere Steuergitter und die Kathode jeder der Röhren 5O₀ und 5o_& ist eine Einrichtung zur Steuerung des Spannungspegels eingeschaltet. Diese Einrichtung der Röhre 50_a enthält eine zwischen dem inneren Steuergitter und der Kathode in Reihenschaltung mit einem Kondensator 58_e liegende Diode $6_a. Zwischen die Kathode und eine Spannungsquelle — C ist ein Vorspannungsteiler 59,, eingeschaltet, dessen Schiebekontakt mit der Anode der Diode 5O₀ in Ver-

bindung steht. Über diesen Spannungsteiler erhält die Anode der Diode ζβ_α eine negative Vorspannung gegen Erde, und die ganze Einrichtung liefert eine derartige Vorspannung für die Röhre 5O₀, daß alle dem inneren Steuergitter der Röhre zugeführten Zeichenspannungen als positive Spannungen wirken. Die entsprechende Einrichtung der Röhre 50 _b besteht aus den in gleicher Weise geschalteten entsprechenden Schaltelementen 565, 57„, 585 und 59₆.

Das den Eingangsklemmen 25 der Einrichtung 15 vom Demodulator 14 zugeführte zusammengesetzte Fernsehzeichen besteht aus einer Helligkeitskomponente und aus einer Farbenkomponente. Die Helligkeitskomponente erstreckt sich über ein Frequenzband von 0 bis 4 MHz, das wir uns in zwei Teile von 0 bis 0,5 MHz und von 0,5 bis 4 MHz aufgeteilt denken können. Die Farbenkomponente wird von den beiden Seitenbändern der Farbenunterträgerwelle von 3,5 MHz gebildet und umfaßt ein Frequenzband von 0 bis äo 0,5 MHz. Der die Frequenzen von 0,5 bis 4 MHz umfassende Teil des zusammengesetzten Fernsehzeichens, der die gemischten Höhen der Helligkeitskomponente darstellt, gelangt über das Sieb 26 und den Verstärker 27 zu den Modulatoren 33,,, 33₆ und 33_C. Der die Frequenzen von 3 bis 4 MHz umfassende Teil des zusammengesetzten Fernsehzeichens, der also die modulierte Farbenunterträgerwelle und ihre Seitenbänder enthält, wird über das Sieb 2g dem Synchrondetektor 30 zugeführt. Der Synchrondetektor erhält andererseits vom Generator 34 eine Sinusspannung von der Frequenz 3,5 MHz, die in Phase und Frequenz synchron mit der Farbenunterträgerwelle des Senders ist. Die Sy¹ chronisierung des Generators 34 erfolgt mittels vom Sender übermittelter Synchronisierzeichen, die dem Generator über den Synchronisierzeichentrenner 17 zugeführt werden. Am Ausgang des Synchrondetektors ergibt sich dann bei den Phasenlagen 0,. 120 und 240° oder o, 90 und i8o° der Farbenunterträgerwelle je eine der drei Grundfarben entsprechenden Farbzeichenspannungen. Jede dieser Farbzeichenspannungen wird über eines der Siebe 3I₀, 3I₆ und 31,. einem der Addierkreise 32_α, 32_δ und 32,, zugeführt, in welchem sie mit dem den Addierkreisen über das Sieb 38 zugeführten Teil der Helligkeitskomponente vereinigt wird. Die einen Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassende Ausgangsspannung eines jeden der Addierkreise, die also die niederfrequenten Teile sowohl der zur einen Grundfarbe gehörigen als auch der die Helligkeit bestimmenden Komponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung enthält, wird dann je einem der Modulatoren 33_O, 335 und 33,, zugeführt, denen auch der den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassende, die gemischten Höhen enthaltende Teil der Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung zugeführt wird.

Die Wirkungsweise dieser Modulatoren soll nun an Hand der Fig. la näher erläutert werden. Die am Ausgang der Addierkreise erscheinende Farbzeichenspannung mit einem Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz wird über die Klemme 46 dem inneren Steuergitter der Röhre 5O₀, dem Differenzierkreis 53 und dem Addierkreis 55 zugeführt. Da das innere Steuergitter der Röhre 5o_a durch die Einrichtung 5&_α bis 5Q_a ständig auf einer solchen Vorspannung gehalten wird, daß die dem inneren Steuergitter über die Klemme 46 züge- 65, führte Zeichenspannung an diesem Gitter als positive Spannung erscheint, ist die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 5O₀ bis 59_a gleichwertig mit einer Wiedereinführung der Gleichstromkomponente der Fernsehzeichenspannung. Dem äußeren Steuergitter der Röhren 5O₀ und 50^ wird über die Klemme 41 der die gemischten Höhen enthaltende Teil der Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung zugeführt. In der Röhre 5O₀ erfolgt eine multiplikative Modulation dieses Teiles der Helligkeitskomponente mit der 75, dem inneren Steuergitter zugeführten Farbzeichenspannung, infolge deren der Augenblickswert der Amplitude der Ausgangsspannung der Röhre proportional dem Augenblickswert der Amplitude der Farbzeichenspannung wird. Wenn also beispielsweise der Augenblickswert der Farbzeichenspannung 0,1 Volt beträgt und der Augenblickswert der Helligkeitskomponente ι Volt ist, so wird der Wert der Ausgangsspannung der Röhre proportional zu 0,1 Volt. Diese sich am Widerstand 52 ergebende Spannung, die also eine modulierte Helligkeitskomponente mit einem Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz darstellt, gelangt zum Addierkreis 55, in welchem sie sich mit dem den Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassenden Teil der Farbzeichenspännung zu der vollständigen, den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassenden Farbzeichenspännung vereinigt.

Da das innere Steuergitter der Röhre 5o_a eine derartige Vorspannung hat, daß alle ihr zugeführten Zeichenspannungen an ihr als positive Spannungen erscheinen, während sich an dem äußeren Steuergitter sowohl positive als auch negative Spannungen ergeben können, ist es möglich, daß die dem inneren Steuergitter zugeführte Farbzeichenspannung oder ein Teil von ihr sich mit der modulierten Helligkeitskomponente bereits am Widerstand 52 zu der vollständigen, den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassenden Farbzeichenspannung vereinigt. Wenn der die Röhre 5o_a enthaltende Kreis in dieser Weise ausgeführt ist, kann der Addierkreis 55 auch weggelassen werden. Die vollständige Farbzeichenspannung gelangt über die Klemme 42 zu einem der die Intensität des Kathodenstrahles regelnden Steuerorgane der Kathodenstrahlröhre 16. Auf diese Weise wird über jeden der drei Modulatoren eine der drei Grundfarbenspannungen zur Kathodenstrahlröhre übertragen. Wie ersichtlich, bestimmen also die voneinander unabhängig übertragenen, den Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassenden Teile der Farbzeichenspannungen die Größe des mit ihnen zu der vollständigen Farbzeichenspannung zu vereinigenden Anteils an dem die gemischten Höhen enthaltenden, nicht unabhängig übertragenen Teiles der Helligkeitskomponente. Diese Art der Vereinigung der Farbzeichenkomponente und der Helligkeitskomponente zur vollständigen Farbzeichenspan- iao nung, die im Hinblick darauf, daß die beiden genannten Komponenten nicht einfach miteinander addiert werden, auch nicht linear genannt werden kann, bewirkt eine Verminderung der gegenseitigen Beeinflussung der zu den drei Grundfarben gehörigen Farbzeichenspannungen. Diese Wirkung der erfin-

dungsgemäßen Einrichtung wird weiter unten an Hand der Fig. 2 näher erläutert werden.

Um Verwischungen der Kanten von im Bild erscheinenden Gegenständen zu vermeiden, kann es wünschenswert sein, die Modulation des einen Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassenden, in abhängiger Weise übertragenen Teiles der Helligkeitskomponente nicht nur der in unabhängiger Weise übertragenen Farbenkomponente selbst, sondern auch der Größe der ersten Ableitung oder einer Ableitung höherer Ordnung dieser Komponente proportional zu machen. Diesem Zweck dient der Differenzierkreis 53, der Gleichrichter 54 sowie die zweite Modulatorröhre 5O₆. Die im Ausgang der Addierkreise 32,,, 32₆ und 32,.

erscheinenden Farbenkomponenten werden im Differenzierkreis 53 differenziert und nach ihrer Gleichrichtung durch den Gleichrichter 54 dem Eingangskreis der Röhre 5ο_δ zugeführt. Diese Röhre arbeitet ähnlich wie die Röhre 5O₀, nur mit dem Unterschied, daß die ihrem inneren Steuergitter zugeführte differenzierte Spannung, insbesondere die an den Kanten der im Bild dargestellten Gegenstände, wirksam werdende Helligkeitskomponente beeinflußt. Die Ausgangsspannungen der Röhren 5O_a und 5O₆ vereinigen sich am Widerstand 52. und werden gemeinsam dem Addierkreis 55 zugeführt, um hier zusammen mit der Farbenkomponente die vollständige Farbzeichenspannung zu bilden.

Im Diagramm der Fig. 2 stellen die Kurven A-D und ^1-C₁ die Farbe und die hochfrequente Zeichnung eines Teiles des gesendeten Bildes dar, die Kurven E-G stellen die Wiedergabe der durch die vorgenannten Kurven veranschaulichten Einzelheiten durch bekannte Empfänger dar, während die Kurven H-J die Wiedergabe der durch die erstgenannten Kurven veranschaulichten Einzelheiten durch den erfindungsgemäßen Empfänger darstellen. Jede Kurve veranschaulicht die Amplitude einer Farben- bzw. Helligkeitsänderungen darstellenden Spannung, wie sie sich beim horizontalen Abtasten eines aus vertikalen Streifen bestehenden Musters ergibt, in welchem auf einen schwarzen Streifen ein weißer, dann wieder ein schwarzer, dann ein roter, dann wieder ein schwarzer usw. folgt. Die Kurven A, B und C stellen die den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassenden Ausgangsspannungen der den drei Grundfarben zugeordneten drei Büdfängerröhren des Senders dar, während die Kurve D nur den den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassenden hochfrequenten Teil dieser Spannungen veranschaulicht. Die gestrichelt gezeichneten Kurven A₁, R₁ und C₁ stellen die durch den Sender und durch den Empfänger ohne Abhängigkeit voneinander übertragenen, den Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassenden Teile der grünen, roten und blauen Farbzeichenkomponenten dar.

Die Kurven E, F und G veranschaulichen die Erscheinungsform des Musters in den drei verschiedenfarbigen Teilbildern auf dem Bildschirm eines Empfängers, in dem die gegenseitig unabhängig voneinander übertragenen, den Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassenden Farbenkomponenten zu der in gegenseitiger Abhängigkeit ihrer Bestandteile übertragenen, den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassenden Helligkeitskomponente in linearer Weise addiert werden. Hierbei wird, wie ersichtlich, der weiße Streifen (der zweite Streifen von links) treu wiedergegeben, weil zu dessen Wiedergabe alle drei Grundfarbenspannungen, die durch die Kurven E, F und G dargestellt sind, gleichzeitig herangezogen werden. Infolge dieser gleichzeitigen Mitwirkung aller drei Grundfarbenspannungen gleicht sich ihre gegenseitige Beeinflussung völlig aus. Der die Wiedergabe des roten Streifens (des vierten Streifens von links) veranschaulichende Teil der Kurven zeigt jedoch, daß die Kanten dieses Streifens unscharf erscheinen, weil die zu ihr gehörige, die gemischten Höhen enthaltende Helligkeitskomponente schwach ist und die sich bei der Abtastung der Kanten des roten Streifens mitergebenden schwachen blauen und grünen Farbzeichenspannungen, die die Kurven E und G veranschauliehen, in dem grünen und dem blauen Teilbild in unerwünschter Weise zum Ausdruck kommen. Zwecks treuer Wiedergabe des roten Streifens sollte während dessen Wiedergabe in dem grünen und in dem blauen Teilbild überhaupt nichts zu sehen sein. Die Störung wird durch die durch die Kurve D dargestellte hochfrequente Helligkeitskomponente verursacht, die ja bei den bekannten Empfängern in allen drei den drei Grundfarben zugehörigen Teilen des Farbzeichenkanals in gleicher Stärke erscheint.

Die Kurven H, I und / stellen die Wirkungsweise des Empfängers gemäß Fig. 1 dar, und zwar unter Vernachlässigung der Wirkung der Röhre 5O₆ und der mit dieser Röhre verbundenen Kreise. Infolge der Tatsache, daß während der Abtastung des roten Streifens die Modulatoren 33 _a, 33 ₆ und 33,, keine grüne bzw. blaue Farbzeichenspannung erhalten, wird in den diesen Spannungen zugehörigen Kanälen während dieser Zeit auch die die gemischten Höhen enthaltende Helligkeitskomponente unterdrückt, so daß also auf dem grünen und dem blauen Teilbild während dieser Zeit nichts erscheint. Wie ersichtlich, wird hierbei der weiße Streifen mit ausreichender Treue und der rote Streifen mit voller Treue wiedergegeben.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht also darin, daß die Stärke der die gemischten Höhen enthaltenden, nicht unabhängig übertragenen Helligkeitskomponente in vollem Maße von der Stärke der voneinander unabhängigen niederfrequenten Farbzeichenspannungen gesteuert wird. Solange die einer Grundfarbe zugeordnete Farbzeichenspannung nicht vorhanden ist, kann in dem dieser Farbzeichenspannung zugeordneten Zeichenkanal auch keine Helligkeitskomponente übertragen werden. Ist dagegen eine niederfrequente Farbzeichenspannung vorhanden, so wird in dem betreffenden Zeichenkanal die Helligkeitskomponente proportional zur Stärke der Farbzeichenspannung übertragen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann also die hochfrequente Helligkeitskomponente eigentlich als hochfrequente Farbenkomponente angesprochen werden, da ihre Stärke vom Augenblickswert der den drei Grundfarben zugeordneten Farbenzeichenspannungen abhängt. Obzwar dieser Vorteil sich dann am besten auswirkt, wenn die Farbenkomponenten in Form beider Seitenbänder

einer modulierten Farbenunterträgerwelle übertragen werden und daher voneinander ganz unabhängig sind, kann die Erfindung auch dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die Farbenkomponenten mit größerer Bandbreite übertragen werden, als dies bei einer Doppelseitenbandübertragung möglich ist, wobei dann ihre Übertragung allerdings nicht mehr unabhängig voneinander erfolgt. Auch in diesem Fall wird ihre gegenseitige Beeinflussung durch die Erfindung vermindert, wenn auch nicht ganz in dem Maße wie bei der Doppelseitenbandübertragung.

Fig. ib zeigt eine Schaltung, welche die erfindungsgemäße Modulation der hochfrequenten Helligkeitskomponenten mit den niederfrequenten Farbenkomponenten ohne Verwendung der in den Fig. 1 und ia gezeigten Modulatoren ermöglicht. Bei dieser Schaltung sind die Addierkreise 32_α, 32 _b und 32 _c über Verstärker 47_a, 47 _b und 47,. an je eine Kathode einer Dreistrahl-Kathodenstrahlröhre 35 angeschlossen. Der Verstärker 27 der Anordnung gemäß Fig. 1 ist hierbei durch einen Ablenkverstärker 39 ersetzt, der mit einer zusätzlichen Ablenkspule 28 der Kathodenstrahlröhre verbunden ist. Die Kathodenstrahlröhre hat eine perforierte Maske 36 und einen Bildschirm 37, der aus reihenweise dicht nebeneinandersitzend angeordneten Phosphorpunkten besteht. Jeder dieser Punkte ist in drei dreieckförmig angeordnete Teile unterteilt, von denen der eine bei Bestrahlung grün ist, der andere rot ist und der dritte blaues Licht ausstrahlt.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. ib sei angenommen, daß der Verstärker 47 _α im Zeichenkanal für die grüne Farbzeichenspannung liege. Die Ausgaugsspannung dieses Verstärkers, die den den Frequenzbereich von 0 bis 0,5 MHz umfassenden Teil der vollständigen grünen Farbzeichenspannung darstellt, moduliert also den das grüne Teilbild erzeugenden Kathodenstrahl in seiner Stärke. Diese Stärkemodulation des Kathödenstrahles wird ergänzt durch die Abtastgeschwindigkeitsmodulation, die die den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassende Helligkeitskomponente mit Hilfe der zusätzlichen Ablenkspule 28 bewirkt. Beide Modulationen zusammengenommen ergeben die vollständige, den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassende grüne Farbzeichenkomponente, wobei die Wirkung der zweiten Modulation von derjenigen der ersten Modulation abhängt. Wenn keine niederfrequente grüne Farbzeichenspannung vorhanden ist, wird der das grüne Teilbild erzeugende Kathodenstrahl unterdrückt, und infolgedessen wird im grünen Teilbild auch die Helligkeitskomponente zu Null. Es ergibt sich hier also durch die Einwirkung der beiden Komponenten der Fernsehzeichenspannung auf denKathodenstrahl dieselbe multiplikative Modulation, die im Modulator gemäß Fig. 1 a durch die Röhre 5o_a bewirkt wurde.

Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zur Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einer Fernsehzeichenspannung, die anders ausgebildet ist als diejenige, für die die Einrichtung gemäß Fig. 1 bestimmt war. Diese Einrichtung enthält an ein Sieb 24 mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 4 MHz angeschlossene fünf Zeichenkanäle, von welchen der erste aus einem Sieb 40 mit einem Durchlaßbereich von 1 bis 4 MHz, einem Modulator 33₆ und einem Verstärker 47^, der zweite aus einem Sieb 43,, mit einem Durchlaßbereich von 2,5 bis 3,6 MHz, einem Amplitudendemodulator 44₆, einem Sieb 45,, mit einem Durchlaßbereich von 0 bis ι MHz sowie aus dem Modulator 33^ und dem Verstärker 47_&, der dritte aus einem Sieb 48 mit einem Durchlaßbereich von 0,25 bis 4 MHz, einem Modulator 33 _c und einem Verstärker 47 „, der vierte aus einem Sieb 43_C mit einem Durchlaßbereich von 3,75 bis 4 MHz, einem Amplitudendemodulator 44,,, einem Sieb 45 _c mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 0,25 MHz sowie aus dem Modulator 33,, und dem Verstärker 47 _c, und schließlich der fünfte aus einem Verstärker 47_a besteht. Die Ausgangskreise der Verstärker 47_a, 47 ₆ und 47 _c sind an Klemmen 49,,, 49 „ und 49,. angeschlossen, die beispielsweise mit den Kathoden der Kathodenstrahlröhre der Anordnung gemäß Fig. 1 verbunden werden können.

Der Einrichtung wird eine Fernsehzeichenspannung mit einem gesamten Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz zugeführt, die zwei modulierte Unterträgerwellen von 3,5 bzw. 4 MHz mit je einem Seitenband enthält. Die erstgenannte Unterträgerwelle ist mit der roten Farbzeichenspannung von 1 MHz und die zweitgenannte mit der blauen Farbzeichenspannung von 0,25 MHz moduliert. Der den Frequenzbereich von ο bis ι MHz umfassende Teil der vollständigen Fernsehzeichenspannung kann hierbei die grüne Farbenkomponente darstellen.

Die vollständige Fernsehzeichenspannung wird über den Verstärker 47 _α und die Klemme 49_a derjenigen Kathode der Kathodenstrahlröhre zugeführt, von welcher der das grüne Teilbild erzeugende Kathodenstrahl ausgeht. Die Farbenunterträgerwelle von 3,5 MHz gelangt mit ihrem Seitenband über das Sieb 43₆ in den Amplitudendemodulator 44_Ö, und die sich hier infolge der Demodulation ergebende rote Zeichenspannung wird dann über das Sieb 45₆ dem Modulator 33₆ zugeführt. In diesem Modulator erfolgt eine multiplikative Modulation der über das Sieb 40 zugeführten, den Frequenzbereich von 1 bis 4 MHz umfassenden Helligkeitskomponente mit der den Frequenzbereich von 0 bis 1 MHz umfassenden roten Farbzeichenspannung, deren Ergebnis die den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassende vollständige rote Farbzeichenspannung ist. Diese wird über den Verstärker 47₅ und die Klemme 49^ derjenigen Kathodenstrahlröhre zugeführt, von welcher der das rote Teilbild erzeugende Kathodenstrahl ausgeht. Die zweite Farbenunterträgerwelle von 4 MHz gelangt über das Sieb 43,, mit ihrem Seitenband in den Amplitudendemodulator 44,,, und die sich hier ergebende blaue Zeichenspannung mit dem Frequenzbereich von ο bis 0,25 MHz moduliert im Modulator33_c die diesem Modulator über das Sieb 48 zugeführte, iao den Frequenzbereich von 0,25 bis 4 MHz umfassende Helligkeitskomponente. Auf diese Weise ergibt sich hier die den Frequenzbereich von ο bis 4 MHz umfassende, vollständige blaue Zeichenspannung, die )er den Verstärker 47,, und die Klemme 49 _c derjenigen Kathode der Kathodenstrahlröhre zugeführt

wird, von welcher der das blaue Teilbild erzeugende Kathodenstrahl ausgeht. Auch hierbei bestimmen also die unabhängig voneinander übertragenen roten und blauen Farbzeichenspannungen denjenigen Anteil der die gemischten Höhen enthaltenden Helligkeitskomponente, der mit ihnen zusammen die vollständigen Farbzeichenspannungen ergibt. Dasselbe Prinzip kann natürlich, wenn erwünscht, auch auf die grüne Farbzeichenspannung angewendet werden.

ίο Die gemäß der Erfindung zwecks Beseitigung der Wirkung der gegenseitigen Beeinflussung der Farbzeichenspannungen bewirkte Einführung der Helligkeitskomponente in die Farbzeichenkanäle im Verhältnis zur Stärke der unabhängig übertragenen Farbzeichenkomponente kann dazu führen, daß der Betrag der so eingeführten Helligkeitskomponente unrichtig ausfällt, insbesondere dann, wenn in einem gegebenen Augenblick gerade nur eine der drei Grundfarbenspannungen wirksam ist und diese einen kleinen Wert hat. Dieser mögliche Fehler kann ausgeschaltet werden, wenn die in die Farbzeichenkanäle eingeführte Helligkeitskomponente nicht nur proportional der Farbzeichenspannung, sondern auch proportional einem Drittel der Summe der Augenblickswerte der jeweilig wirksamen Farbzeichenspannungen gemacht wird. Fig. 4 zeigt eine hierfür geeignete Anordnung. Diejenigen Teile dieser Anordnung, die mit entsprechenden Teilen der Anordnung gemäß Fig. 1 identisch sind, sind mit denselben Bezugszeichen mit einer vorgestellten »4« versehen.

Ein Zeichenkanal der Anordnung gemäß Fig. 4 besteht aus einem an das Sieb 24 angeschlossenen Verstärker 60, dessen Ausgangskreis mit jedem der Modulatoren 6i_o, 61 _b und 61 _c verbunden ist. Die anderen Zeichenkanäle der Anordnung entsprechen denjenigen der Anordnung gemäß Fig. 1. Zwischen das Sieb 24 und das dem Synchrondemodulator 30 vorgeschaltete Sieb 429,,, ist ein mit diesem Sieb identisches Sieb 4295 und ein Umkehrmodulator oder Trennkreis 62 in Reihe geschaltet. Ein weiterer Eingangskreis des Modulators 62 ist über ein Sieb 63 mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 0,5 MHz an die Eingangsklemmen 25 angeschlossen. Der Modulator dient dazu, die ihm über das Sieb 429;, zugeführte Zeichenspannung durch die ihm über das Sieb 63 zugeführte Zeichenspannung so zu teilen, daß die den Frequenzbereich von ο bis 0,5 MHz umfassenden Ausgangsspannungen der Siebe 43I₀, 43J₆ und 43I₀ nur zur Farbe, nicht aber zur Helligkeit der Bildpunkte in Beziehung stehen.

Fig. 4a zeigt die Schaltung des Umkehrmodulators 62. Die eine Eingangsklemme 64 des Modulators ist über eine Phasenumkehrstufe 66 und einen Kondensator 67 an das äußere Steuergitter einer Mischröhre 68 angeschlossen. Mit diesem äußeren Steuergitter ist auch die Anode einer Diode 69 verbunden, deren Kathode mit der Kathode der Mischröhre in Verbindung steht. Die zweite Eingangsklemme 65 ist über einen Kondensator 70 an das innere Steuergitter der Röhre 68 angeschlossen, die von einer Spannungsquelle C über einen Gitterableitwiderstand 71 eine Vorspannung erhält. Die Anode der Röhre, die ihre Spannung von der Spannungsquelle -\-B über einen Arbeitswiderstand 72 erhält, ist an die Ausgangsldemme 73 angeschlossen.

Die den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassende zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung wird über den Verstärker 60 einem Eingangskreis der ModuT latoren 6i_o, 6i₆ und 6i_c zugeführt. Die modulierte Farbenunterträgerwelle von 3,5 MHz gelangt über das Sieb 429;, zu einem Eingangskreis des Modulators 62, dessen anderem Eingangskreis über das Sieb 63 ein die Frequenzen von 0 bis 0,5 MHz umfassender Teil der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung zugeführt wird. Die Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik des äußeren Steuergitters einer Röhre von der Art der Röhre 68 des Modulators 62 stellt angenähert eine negative Inversefunktion dar. Infolgedessen ergibt sich an der Anode der Röhre eine Spannung, die im Verhältnis zu der dem äußeren Steuergitter der Röhre zugeführten Spannung negativ invers ist. Da die übliche Mischröhre normalerweise eine dem Produkt der ihren beiden Steuergittern zugeführten Spannungen proportionale Ausgangsspannung liefert, ergibt sich im Ausgangskreis der Röhre 68 in dem Fall, daß dem äußeren Steuergitter über den Phasenumkehrer 66 eine negative Spannung zugeführt wird, eine Spannung, die das Ergebnis der Teilung der der Klemme 65 zugeführten Spannung durch die der Klemme 64 zugeführte Spannung ist. Der Umkehrmodulator bewirkt also eine Teilung des den Frequenzbereich von 3 bis 4 MHz umfassenden, die Farbenunterträgerwelle und ihre Seitenbänder enthaltenden Teiles der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung durch den den Frequenzbereich von ο bis 0,5 MHz umfassenden Teil dieser Spannung.. Infolgedessen ergibt sich im Ausgangskreis des Modulators 62 die Farbenunterträgerwelle ohne die in ihr normalerweise enthaltene niederfrequente Helligkeitskomponente. Die Farbenunterträgerwelle wird dann in dem Synchrondemodulator 30 demoduliert, und ihre die Grundfarbenspannungen darstellenden Modulationskomponenten gelangen über die Siebe 43I₀, 431^ und 431,, sowie über die Verstärker 433 _a, 433₆ und 433_C zu den Modulatoren 6i_ffi, 6i₆ und 61 _c, in welchen sie die Amplitude der Helligkeitskomponente der Farbenspannungen steuern. Daß diese Steuerung die die gegenseitige Beeinflussung der Farben herabsetzende nicht lineare Vereinigung der niederfrequenten Farbenkomponenten mit der für sie alle gemeinsam hochfrequenten Helligkeitskomponente zu den vollständigen Farbenzeichenspannungen zur Folge hat, soll im folgenden mathematisch bewiesen werden.

Die Zusammensetzung der Helligkeitskomponente kann durch die Gleichung

(i)

ausgedrückt werden, in welcher M die den Frequenzbereich von ο bis 4 MHz umfassende Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung ist und G, R, B die ebenfalls den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassenden Farbzeichenspannungen darstellen.

Von der Phasenunterträgerwelle können in den Phasenlagen o, 120 und 240⁰ dieses Unterträgers Farbdifferenzspannungen abgenommen werden, die zusammen mit der Helligkeitskomponente M die gewünschte Farbzeichenspannung ergeben. Wenn die der grünen Farbenkomponente zugeordnete, in der Phasenlage o° abgenommene Farbdifferenzspannung mit x, die der roten Farbenkomponente zugeordnete, in der Phasenlage 120° abgenommene Farbdifferenzspannung mit y und die der bläuen Farbenkomponente zugeordnete, in der Phasenlage 240" abgenommene Farbdifferenzspannung mit 2 bezeichnet wird, so kann man folgende Gleichungen aufstellen:

M= mi,+

= —- (g_L

in welcher mj, die den Frequenzbereich von ο bis 0,5 MHz umfassende niederfrequente Komponente von M ist, ms die den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassende hochfrequente Komponente von M darstellt und gs, ?3 und hs die den Frequenzbereich von 0,5 bis 4 MHz umfassenden Komponenten der Farbzeichenspannungen G, R und B sind.

Aus den Gleichungen (2) bis (5) ergibt sich dann:

M + x = M + y = M + z =

(6) (7) (8)

Bei den üblichen Einrichtungen wurden sich also drei unabhängige, das schmale Frequenzband von ο bis 0,5 MHz umfassende Spannungen g_L, n, und &£ ergeben, wenn nur die beiden Seitenbandteile der Farbenunterträgerwelle verwertet werden, und die gemeinsame hochfrequente Spannung Wh würde mit jeder dieser Spannungen in linearer Weise vereinigt werden.

Im Falle der erfindungsgemäßen Einrichtung erhalten die den Spannungen x, y und ζ entsprechenden Spannungen x', y' und z' infolge der Wirkungsweise des Modulators 62 folgende Werte:

xf =

Y =

ζ =

m_L

(9)

(10)

(11)

Die Modulatoren 6i_o, 6i₆ und 61 _c, die bei der erfindungsgemäßen Einrichtung an die Stelle der linearen Addierkreise der bekannten Einrichtunger· ⁽⁴⁾

in welchen g_L, r_L und b_L den Frequenzbereich von ο bis 0,5 MEk umfassende niederfrequente Komponenten der Farbzeichenspannungen G, R und B sind. Bei den üblichen Empfängern erhält man nun die drei Grundfarbenspannungen durch lineare Addition zu M + x, M -\- y und M -f- z. Für die Helligkeitskomponente kann dann folgende Gleichung aufgestellt werden:

+' h) H fen + fη + b_B),

(5)

treten, bilden aus dem Produkt der Spannung M und den Spannungen x', y' und z' den Frequenzbereich von ο bis 0,5 MHz umfassende Ausgangsspannungen, die gleich g_L, r_L und δχ sind. Da, wie sich aus den Gleichungen (2) bis (4) ergibt, die Spannungen x', y' und z' je nach, der augenblicklich übertragenen Farbe positive oder negative Werte haben können, muß denjenigen Gittern der Modulatoren, den diese Spannungen zugeführt werden, eine Vorspannung aufgedrückt werden, die verhindert, daß die Röhre gesperrt wird, wenn diese Spannungen negativ werden. Diese Vorspannung muß so bemessen sein, daß eine Sperrung der Röhre nur bei dem größten negativen Wert dieser Spannungen eintreten kann, d. h. dann, wenn die betreffende Farbenspannung ganz ausfällt. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Maximalwert der Spannungen g, r und δ ι Volt ist, so ergibt sich aus der Gleichung (2) der Wert der Farbdiff erenzspannungtf zu -J-²/₃ Volt, wenn gesättigtes Grün übertragen wird und zu ·—²/₃ Volt, wenn kein Grün übertragen wird. Der Wert der Spannung M beträgt dann gemäß der Gleichung (5) -1-¹Z₃ bzw. +²I₃ Volt. Die Spannung #' erhält dann gemäß Gleichung (9) den Wert von +2 bzw. —ι Volt. Damit eine richtige Modulation der Spannung M erfolgt, muß dieser Spannungsbereich in der Spannungsbereich +3 bis ο Volt versetzt werden, was durch Anlegen einer Vorspannung von +1 Volt an dasjenige Steuergitter erreicht werden kann, dem die Spannung λ;' zugeführt wird. .Ahnliche Vorspannungen sind auch für die Spannungen y' und z' erforderlich. Die effektiven Eingangsspannungen j>, s und t ergeben sich dann aus den Gleichungen (9), (10) und (11) zu:

(13)

VfIj₁

t =

1.

(14)

(I₅) «5

Diese Gleichungen können im Hinblick auf die Gleichungen (5), (2), (3) und (4) wie folgt vereinfacht werden:

P = Ji-,

m_L

s =

m_L '

(16)

(17)

(18)

Bei Zuführung der Spannung M zum anderen Steuergitter der Modulatorröhre ergibt sich dann deren Arbeitsweise aus folgenden Gleichungen:

Ji- M = g_L + m_L ^SJJ

M =

M =

* · ^<I9)

(20)

\ m_L

i—)

\m_Lj

(21)

Diese letztgenannten Gleichungen zeigen, daß die nicht unabhängig übertragenen hochfrequenten Helligkeitskomponenten m-H. mit den unabhängig voneinander übertragenen Farbenkomponenten gt, ^l und δχ in nicht linearer Weise vereinigt werden, indem sie zu ihnen proportional zum Verhältnis der Amplitude der einzelnen Farbenkomponente zur Amplitude der niederfrequenten Helligkeitskomponente m_L addiert werden. ·

Fig. 5 veranschaulicht die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 4. Die Kurven- bis/ entsprechen den in gleicher Weise bezeichneten Kurven der Fig. 2. Mit Bezug auf die oben entwickelten Gleichungen stellen also die Kurven ^l, B und C die Spannungen G, R und B dar, während die Kurven A₁, B₁ und C₁ die Spannungen g_L, r_L und h_L darstellen. Die Kurve D veranschaulicht die gemeinsame hochfrequente Helligkeitskomponente Mh- Die Kurven E, F und G stellen die der Kathodenstrahlröhre zugeführte grüne, rote und blaue Farbenspannung für den Fall dar, daß die Helligkeitskomponente mn mit den Farbenkomponenten gL, rjj und bz linear summiert wird. Die hierbei entstehenden Farbenfehler sind aus dem Diagramm ohne weiteres ersichtlich. Das Diagramm gemäß Fig. 5 bezieht sich auf die Abtastung eines ä.anlichen Musters wie das Diagramm gemäß Fig. 2, nur mit dem Unterschied, daß auf den ersten vertikalen schwarzen Streifen ein roter Streifen folgt, der durch einen in seiner Mitte befindlichen schmalen schwarzen Streifen in zwei Teile unterteilt ist, hierauf folgt wieder ein schwarzer, dann ein grüner, ein weißer und schließlich wieder ein schwarzer Streifen. Wenn man nun die die rote Farbzeichenspannung veranschaulichende Kurve F betrachtet, so sieht man, daß der in der Mitte des roten Streifens befindliche schmale schwarze Streifen im Falle dieser Kurve nicht mehr die scharfen Ränder hat, die im Falle der Kurve B noch vorhanden sind. Überdies ergeben sich beim Abtasten der Ränder des roten Streifens auch noch grüne und blaue Signalspannungen, die hier nicht vorhanden sein dürften. Diese Fehler sind im Falle der Kurven H, I und /, die sich bei der erfmdungsgemäßen nicht linearen Vereinigung der Farbenkomponenten mit der Helligkeitskomponente ergeben, ausgeschaltet. Dies kommt beispielsweise darin zum Ausdruck, daß die die rote Farbzeichenspannung veranschaulichende Kurve I der Kurve B viel ähnlicher ist, als die Kurve F.

Auch bei der Anordnung gemäß Fig. 4 kann an Stelle der Modulatoren die Kathodenstrahlröhre' selbst für die Durchführung der erfindungsgemäßen multiplikativen Modulation der Helligkeitskomponente mit den Farbzeichenkomponenten herangezogen werden. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 4b dargestellt. Die drei Kathoden dieser Röhre sind über die Klemme 89 gemeinsam an den Verstärker 60 der Einrichtung gemäß Fig. 4 angeschlossen. Die Kathodenstrahlröhre enthält für jeden der Kathodenstrahlen je ein Ablenkplattenpaar 80, 81 und 82. Die eine Platte jedes Ablenkplattenpaares erhält über die Regelwiderstände 83a, 83^ und 83,, eine einstellbare Vorspannung ·—C —C" bzw. —C". Das mittlere Potential der Ablenkplattenpaare ist etwa gleich demjenigen des Bildschirmes in den üblichen Röhren. Die genannten Vorspannungen dienen zum Ausgleich der etwaigen negativen Werte der Farbze.ichenspannungen. Die eine Elektrode jedes Ablenkplattenpaares ist über Klemmen 84,,, 84,, und 84,, an je einen der Verstärker 433^ 433,, und 433 _c der Einrichtung gemäß Fig. 4 angeschlossen. Zu jedem Ablenkplattenpaar gehört eine Lochblende 85, 86 bzw. 87, die zwischen ihm und dem Bildschirm angeordnet ist.

Bei der angegebenen Schaltung wird die Helligkeitskomponente M den Kathoden der Kathodenstrahlröhre zugeführt, während die Farbdifferenzkomponenten x', y' und 2' je einem der Ablenkplattenpaare 80, 81 und 82 zugeführt werden, je geringer die Amplitude der letztgenannten Spannungen ist, um so mehr wird der betreffende Kathodenstrahl durch die an den Ablenkplattenpaaren wirksame Vorspannung abgelenkt, und ein um so geringerer Teil des Strahles kann daher durch die Lochblende passieren. Wenn eine dieser Spannungen ganz ausfällt, wird der zugehörige Strahl ganz unterdrückt. Bei voller Amplitude einer der Spannungen %', y', z', d. h. wenn es sich um die Übertragung einer gesättigten Farbe handelt, wird durch diese Spannung die Vorspannung ganz ausgeglichen, und der Kathodenstrahl wird infolgedessen gar nicht abgelenkt, so daß er in seiner vollen Stärke durch die Lochblende durchtritt. Auf diese Weise hängt also auch hier der in jedem Augenblick für jede der Grundfarben wirksam werdende Anteil der hochfrequenten Helligkeitskomponente von dem Verhältnis zwischen der Amplitude der einzelnen Farbenkomponenten und der Amplitude der niederfrequenten Helligkeitskomponente ^mL ab.

In Verbindung mit der Fig. 4 wurde die Teilung der Farbenunterträgerwelle durch die niederfrequente Helligkeitskomponente besprochen. Wenn diese Teilung nicht im Empfänger, sondern bereits im Sender durchgeführt wird, so können die von der Einseitenbandübertragung der Farbenunterträgerwelle her-

rührenden Farbenfehler noch weiter vermindert werden. In Verbindung mit der Einrichtung gemäß Fig. ι wurde angenommen, daß die modulierte Unterträgerwelle Seitenbänder mit einer Bandbreite von ο bis 0,5 MHz habe und den Frequenzbereich von 3 bis 4 MHz mit den Helligkeitskomponenten zusammen einnehme. Zwecks Verbesserung der Farbenübertragung kann es erwünscht sein, ihre Bandbreite zu vergrößern, indem für die Übertragung der modulierten Farbenunterträgerwelle der Frequenzbereich von 2 bis 4 MHz ausgenutzt und für die zur Verbesserung der Farbenwiedergabe dienenden Zeichenspannungen Einseitenbandübertragung verwendet wird. Wie bereits erwähnt wurde, ist bei der Einseitenbandübertragung die Amplitudenmodulation der Unterträgerwelle von ihrer Phasenmodulation nicht unterscheidbar, und infolgedessen verursacht jede Amplitudenänderung der Unter trägerwelle einen Farbfehler. Bei den eingangs beschriebenen Arten des Farbfernsehens ist die Amplitude der Farbenunterträgerwelle proportional sowohl zur Farbensättigung als auch zur Helligkeit. Die Amplitude ändert sich also auch dann, wenn bei gleichbleibender Farbe nur die Helligkeit wechselt, und infolgedessen entstehen Farbenfehler. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 6 wird die Helligkeitsänderung aus der modulierten Farbenunterträgerwelle vor ■ ihrer Übertragung durch den Einseitenbandkanal herausdividiert, und auf diese Weise werden die auf die Helligkeitsänderungen zurückzuführenden Farbenfehler unterdrückt.

Der Sender gemäß Fig. 6 umfaßt eine Bildfängeranordnung 90, an deren den drei Grundfarben zugeordnete Ausgangskreise je ein Sieb 9I₀, gi₆ und 91,, •mit dem Durchlaßbereich von ο bis 1,5 MHz angeschlossen ist. Die drei Ausgangskreise sind überdies gemeinsam an einen Mischkreis 92 angeschlossen. Durch einen zur Farbensynchronisierung dienenden weiteren Ausgangskreis 9O₀ der Anordnung 90 wird ein Generator 93 gesteuert, der seinerseits zur Steuerung des Generators 34 der Empfänger gemäß Fig. 1 und 4 dient. Die Siebe gi_a, gi_t und 9I₀ sind mit je einem Eingangskreis eines Synchronmodulators 94 verbunden, an den sich ein Sieb 106 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 MHz, ein Umkehrmodulator 95, ein weiteres Sieb 96 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 MHz und ein Addierkreis 97 anschließt. Der Mischkreis 92 ist über ein Sieb 98 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 MHz an den Addierkreis 97 und über ein Sieb 99 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 1,5 MHz an den Umkehrmodulator 95 angeschlossen. Der Ausgang des Addierkreises 97 ist über einen Kraftverstärker 100 mit der Senderstufe 101 verbunden.

Dem Synchronmodulator 94 werden vom Generator93 mehrere Farbenunterträgerwellen zugeführt, die alle dieselbe Frequenz von 3,5 MHz haben, jedoch gegenseitig um -120° phasenverschoben sind. Jede dieser Farbenunterträgerwellen wird im Synchronmodulator durch eine der über die Siebe 9I₀, 91^, und 9I₀ zugeführten Farbenzeichenspannungen moduliert. Die auf diese Weise entstehende zusammengesetzte Farbenunterträgerwelle, die die zusammengesetzte Farbenkomponente der Fernsehzeichenspannurig ausmacht, wird dem Umkehrmodulator 95 zugeführt. Der den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz umfassende Teil der im Addierkreis 92 durch die Zusammenfassung der drei Farbzeichenspannungen gebildeten Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung gelangt ebenfalls zum Umkehrmodulator 95. Dieser Teil der Helligkeitskomponente eliminiert im Umkehrmodulator aus der zusammengesetzten Farbenunterträgerwelle die in ihrer Modulation enthaltenen, den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz umfassenden Helligkeitsänderungen, so daß sich am Ausgang des Modulators 95 eine nur eine reine Farbenmodulation enthaltende Unterträgerwelle ergibt. Diese Unterträgerwelle gelangt zusammen mit ihrem unteren Seitenband von 2 bis 3,5 MHz und dem den Frequenzbereich von 3,5 bis 4 MHz umfassenden Teil ihres oberen Seitenbandes über das Sieb 96 zum Addierkreis 97, in dem sie sich mit der über das Sieb 98 zugeführten Helligkeitskomponente zur vollständigen Fernsehzeichenspannung vereinigt, die dann über den Kraftverstärker 100 der Senderstufe 101 zugeführt wird.

Die Ausscheidung der niederfrequenten Helligkeitskomponente aus der modulierten Farbunterträgerwelle erfolgt im umgekehrten Modulator 95 durch Division. Damit diese Division mathematisch voll·· ständig wird, müßte der Modulator eine sehr hohe Verstärkung haben, die sich bei Annäherung der Helligkeitskomponente an den Wert Null dem Wert Unendlich nähern müßte. Um jedoch das gesendete farbige Bild auch mit Empfängern empfangen zu können, die nur für die Wiedergabe schwarzweißer Bilder geeignet sind, kann es erwünscht sein, daß die Amplitude der Unterträgerwelle sich dem Wert Null nähert, wenn die Helligkeit des Bildes sehr gering wird. Für diesen Fall soll daher der Modulator 95 so ausgebildet werden, daß seine Verstärkung bei kleinen Helligkeitswerten einen vorbestimmten endlichen Wert annimmt.

Das mit dem Sender gemäß Fig. 6 gesendete Bild kann mit dem Empfänger gemäß Fig. 4 empfangen werden, wenn dessen Umkehrmodulator 62 durch einen üblichen Verstärker ersetzt und das Sieb 63 weggelassen wird. Das so wiedergegebene Bild weist dann dieselben Vorteile auf, wie das mit dem Empfänger gemäß Fig. 4 wiedergegebene Bild eines in üblicher Weise ausgebildeten Senders.

Fig. 7 zeigt einen Empfänger, der bei seiner Verwendung in Verbindung mit dem Sender gemäß Fig. 6 die auf die niederfrequenten Helligkeitsschwankungen in der Farbenunterträgerwelle zurückzuführende gegenseitige Farbenbeeinflussung beseitigt, obzwar die die gemischten Höhen enthaltende Helligkeitskomponente den Farbenkomponenten in linearer Weise zugesetzt wird. Da zahlreiche Teile dieses Empfängers mit entsprechenden Teilen des Empfängers gemäß Fig. 1 identisch sind, sind diese Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, wie dort, jedoch mit einer vorge- setzten vj«. Jeder der drei Farbzeichenkanäle besteht aus einem Sieb 73I₀, 73I&, bzw. 731 _c mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 1,5 MHz, einem Modulator j6i_a, 76i₆ bzw. 761 _c sowie aus einem Verstärker 733_O, 733s bzw. 733c· Das Sieb 63 mit einem Durchlaßbereich Von ο bis 1,5 MHz ist zwischen das Sieb 24

und den Eingangskreis eines jeden der Modulatoren geschaltet. An das Sieb 24 ist ferner über ein Sieb 726 mit einem Durchlaßbereich von 1,5 bis 4 MHz ein Trennverstärker 110 angeschlossen, der drei voneinander getrennte Ausgangsspannungen liefert, die je einem der Addierkreise 732_α, 732^ und 732,, zugeführt werden.

Der den Frequenzbereich von 0 bis 4 MHz umfassende Teil der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung gelangt zu den Klemmen 25 und der den Frequenzbereich von 1,5 bis 4 MHz umfassende Teil der Helligkeitskomponente wird, über das Sieb 726 dem Trennverstärker 110 zugeführt. Dieser führt diesen Teil der Helligkeitskomponente getrennt jedem der drei Addierkreise 732_α, 732₆ und 732,. zu. Der den Frequenzbereich von 2 bis 4 MHz umfassende, die zusammengesetzte Farbzeichenspannung enthaltende Teil der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung gelangt zum Synchrondemodulator 30, in welchem sich die einzelnen Farbenkomponenten je für sich ergeben, und die in den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz fallenden Teile dieser Farbenkomponenten werden je einem der Modulatoren 76I₀, 76I₀ und 76I₀ zugeführt.

Der den Frequenzbereich von ο bis 1,5 MHz umfassende Teil der Helligkeitskomponente gelangt über das Sieb 63 ebenfalls zu den genannten Modulatoren. Hier wird die im Sender aus der Farbenunterträgerwelle ausgeschiedene niederfrequente Helligkeitskomponenteden Farbenkomponenten wieder zugesetzt, und diese werden in den Addierkreisen 732_O, 732₆ und 732 „ mit dem die gemischten Höhen enthaltenden Teil der Helligkeitskomponente zu den vollständigen Farbzeichenspannungen vereinigt, die dann der Kathodenstrahlröhre zugeführt werden. Die Einrichtung gemäß Fig. 7 beseitigt nur die auf die Einseitenbandübertragung zurückzuführende Beeinträchtigung der Farbenwiedergabe durch die niederfrequente Helligkeitskomponente. Wenn auch die durch die lineare Vereinigung des die gemischten Höhen enthaltenden hochfrequenten Teiles der Helligkeitskomponente mit den Farbenkomponenten verursachten Fehler beseitigt werden sollen, muß an Stelle der Einrichtung gemäß Fig. 7 eine solche gemäß Fig. 4 verwendet werden, in der der Umkehrmodulator durch einen Verstärker ersetzt ist.

Wenn, die niederfrequente Helligkeitskomponente aus der Farbenunterträgerwelle im Sender nicht vollständig ausgeschieden wird, wie dies in Verbindung mit der Einrichtung gemäß Fig. 6 als Möglichkeit erwähnt wurde, dann muß bei .der Ausbildung der Modulatoren 76I₀, 76I₅ und 761,. hierauf Rücksicht genommen werden, damit nicht andere Fehler entstehen.

Fig. 7 a zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 7. Die gleichen Teile der beiden Einrichtungen sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 7a ist zwischen die Klemmen 25 und das Sieb 729 ein Sieb in mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 MHz und ein Modulator 112 eingeschaltet. Die Teile in und 112 ersetzen die Modulatoren'76I₀, 76I₅ und 761,,, so daß die Siebe 73I₀, 731,, und 731,. über Verstärker direkt an die Addierkreise 732^, 732;, und 732,, angeschlossen werden können. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 7 a wird die niederfrequente Helligkeitskomponente den Farbenkomponenten vor der Farbendemodulation der Unterträgerwelle zugesetzt. Da der Modulationsvorgang am Ausgang des Modulators zwei Seitenbänder ergibt, werden auch hierbei die von der Einseitenbandübertragung der Farbenkomponenten herrührenden Nachteile beseitigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Farbfernseheinrichtung, bei welcher im Sender mit den Grundfarbenspannungen eine oder mehrere Farbenträgerwellen moduliert werden und die auf diese Weise gebildete zusammengesetzte Farbenkomponente der Fernsehzeichenspannung in dem oberen Teil desselben Frequenzbandes übertragen wird, das die durch die Vereinigung der Grundfarbenspannungen gebildete Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung enthält, während im Empfänger aus der zusammengesetzten Farbenkomponente die Grundfarbenspaimungen getrennt abgeleitet und jeder von ihnen sowohl der niederfrequente als auch der hochfrequente Teil dei Heiligkeitskomponente zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des hochfrequenten Teiles der Helligkeitskomponente in Abhängigkeit ga von der Amplitude der entsprechenden Grundfarbenspannung erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des hochfrequenten Teiles der Helligkeitskomponente durch multiplikative Modulation dieses Teiles der Helligkeitskomponente mit der entsprechenden Grundfarbenspannung bewirkt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des hochfrequenten Teiles in Abhängigkeit von der Ableitung der Grundfarbenspannung erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der hochfrequente Teil mit dem Betrag der Ableitung multiplikativ moduliert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der amplitudenabhängige Zusatz mittels getrennter Beeinflussung des Kathoden-

. Strahles der Bildwiedergaberöhre sowohl durch die Grundfarbenspannung als auch durch den hoch- no frequenten Teil der Helligkeitskomponente bewirkt wird.

6. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der hochfrequente Teil der Helligkeitskomponente einer gesonderten Zeilenablenkungswicklung der Bildwiedergaberöhre zugeführt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des hochfrequenten Teiles der Helligkeitskomponente proportional zum Verhältnis der Amplitude der einzelnen Grundfarbenspannung zu der Summe sämtlicher Grundfarbenspannungen erfolgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Farbenunterträgerwelle enthaltende Teil der zusammengesetzten Fernseh-

Zeichenspannung vor der Ableitung der einzelnen Grundfarbenspannungen aus der Farbenunterträgerwelle durch die niederfrequente Helligkeitskomponente dividiert wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die niederfrequente Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung dem inneren Steuergitter einer multiplikativen Modulatorröhre und der die Farbenunterträgerwelle enthaltende Teil der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung mit negativem Vorzeichen dem äußeren Steuergitter der Modulatorröhre zugeführt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildwiedergabe eine Kathodenstrahlröhre mit drei den einzelnen Grundfarben zugeordneten Strahlen verwendet wird, deren jedem ein zusätzliches Ablenkorgan und eine Lochblende zur zusätzlichen Intensitätssteuerung zugeordnet ist, wobei die Helligkeitskomponente ao den Kathoden und die durch den niederfrequenten Teil derselben dividierten Grundspannungen je einem der zusätzlichen Ablenkorgane zugeführt werden.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Teil der Farben Einseitenbandübertragung verwendet wird und im Sender die niederfrequente Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung aus der Farbenunterträgerwelle vor dem Zusatz der gesamten Helligkeitskomponente zu dieser Unterträgerwelle ausgeschieden wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

I €09656/173 9.56 (60S 843 3.57)