DE976853C - Vorrichtung zum Eintasten von Synchronisierimpulsen in Fernseh-Bildsignale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eintasten von Synchronisierimpulsen in Fernseh-Bildsignale.

In der Fernsehtechnik werden üblicherweise in die Bildsignale eingetastete Bild- bzw. Zeilensynchronisierimpulse zur empfängerseitigen Auslösung von Steuerungsvorgängen benutzt. Dabei ist es wünschenswert, beim Eintasten der Synchronisierimpulse¹, insbesondere wenn die »schwarz« entsprechenden Anteile der Bildsignale bereits auf einen festen Bezugspegel eingestellt sind, das Auftreten von Verzerrungen der Kurvenform der Bildsignale und auch der eingetasteten Synchronisierimpulse soweit wie möglich herabzusetzen. Deshalb sollte die notwendige Bild- (bzw. Zeilen-) Austastung und die Einführung der Synchronisierimpulse in den Ausgangskanal der Fernseh-Sendeeinrichtung mit einem Minimum an Schaltmitteln bewirkt werden. Die bisher bekanntgewordenen Schaltungen haben sich jedoch in dieser Hinsicht als noch ungenügend erwiesen.

Bei einer bekannten Schaltung werden die Bildsignale unmittelbar zum Ausgangskanal der Fernseh-Sendeeinrichtung geleitet, zu dem eine kathodenseitig geerdete oder auf negativem Potential liegende Triode parallel geschaltet ist. Zum Ein-

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führen der Synchronisierimpulse wird das Gitter der Triode auf ein hohes positives Potential getastet, so daß der Anodenstrom in der Röhre gesättigt ist und das Anodenpotential zusammenfällt. Diese Schaltung gibt aber, da eine schaltungsmäßige Abtrennung der Bildsignale vom Ausgangskanal nicht stattfindet, keine Möglichkeit, das Bildsignal über die Dauer der Synchronisierimpulse hinausgreifend auszutasten.

ίο Bei einer anderen bekannten Schaltung,, die eine multiplikative Mischung verwendet, werden Bildsignale und Synchronisierimpulse über gesonderte Kanäle den Steuerelektroden einer Mpdulationsröhre zugeführt, die eine Vermischung der beiden Kanäle bewirkt. Dabei ist jedoch die Amplitude der Synchronisierimpulse im beträchtlichen Umfang von der Röhrenkennlinie abhängig. Außerdem neigt die Röhre zu einer Verzerrung der Bildsignale.

Bei einer weiteren bekannten Schaltung erfolgt eine Austastung der Bildmodulation aus dem bereits mit Bildsignalen und Synchronisierimpulsen modulierten Träger in den Bildwechselrücklaufzeiten. Dabei wird der modulierte Träger innerhalb des Senders über zwei parallele, wechselseitig geöffnete und gesperrte Übertragungswege zu einem Ausgangswiderstand geleitet. Der erste dieser Übertragungswege enthält eine Verstärkerröhre, die in den Bildabtastzeiten den gesamten Amplitudenbereich des modulierten Trägers (d. h. die BiIdmodulation und die Zeilensynchronisierimpulse) überträgt, während der zweite Übertragungsweg eine als Verstärker und Begrenzer wirkende Röhre enthält, die in den Bildwechselrücklaufzeiten die Bildmodulation abschneidet und nur den Amplitudenbereich der Synchronisierimpulse durchläßt. Auch diese Schaltung besitzt den Nachteil, daß die Amplitude der Synchronisierimpulse von den Röhrenkennlinien abhängig ist.

Schließlich ist es noch bekanntgeworden, Synchronisierimpulse mit Hilfe einer Zerlegerscheibe in Fernseh-Bildsignale einzutasten. Dabei werden die Bildsignale von einer Abtastfotozelle aus zum Gitterkreis einer Verstärkerröhre geführt, die durch Gleichlaufschlitze der Zerlegerscheibe erzeugten Synchronisierimpulse laufen über eine zweite Verstärkerröhre ebenfalls zum Gitterkreis der ersten Röhre und werden dort mit den Bildsignalen gemischt. Zur Unterdrückung der Bildsignale während der Synchronisierimpulse dient ein mit der Zerlegerscheibe gekuppelter Kommutator, der für die Bildsignale im Gitterkreis der ersten Röhre einen Kurzschluß bewirkt. Auch hierbei ist wiederum die Amplitude der Synchronisierimpulse von den Röhrenkennlinien abhängig. Demgegenüber soll mit der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, die es mit einem Minimum an Schaltmitteln gestattet, die benötigten Synchronisierimpulse ohne Kurvenformverzerrungen und mit genau festgelegter Amplitude in die Bildsignale einzutasten.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Bildsignalquelle und eine konstante Gleichspannungsquelle parallel zueinander über jeweils eine gesteuerte Schaltdiode an die (zur Abnahme des Signal-Impuls-Gemisches dienende) Ausgangsimpedanz angeschlossen sind, daß die der Bildsignalquelle zugeordnete, normalerweise leitende Schaltdiode in ihrem gesperrten Zustand durch Unterbrechung der Bildsignale Austastimpulse in die Bildsignale eintastet und daß die der Gleichspannungsquelle zugeordnete, normalerweise gesperrte Schaltdiode während der Austastimpulse leitend ist und dabei zur Erzeugung der Synchronisierimpulse die Gleichspannungsquelle unmittelbar mit der Ausgangsimpedanz verbindet.

Die der Gleichspannungsquelle zugeordnete Schaltdiode kann in einer Ausführungsform der Erfindung mit einem auf festem Potential befindlichen und für hohe Frequenzen geerdeten Schirmgitter versehen werden.

Die Steuerung der Schaltdioden ist zweckmäßig so beschaffen, daß in an sich bekannter Weise die Austastimpulse eine längere Impulsdauer besitzen als die Synchronisierimpulse und diese zeitlich ganz überdecken.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommen besonders markant zum Tragen, wenn vor der Eintastung der Synchronisierimpulse die »schwarz« entsprechenden Anteile der Bildsignale bereits auf einem festen Bezugspegel eingeregelt sind. Zwar ist senderseitig üblicherweise der Schwarzpegel der Bildsignale unabhängig von den Synchronisierimpulsen festgelegt, jedoch bestimmen oftmals empfängerseitig die Höchstwerte der Synchronisierimpulse praktisch den Schwarzpegel der wiedergegebenen Signale. Beispielsweise wird im britischen Fernsehsystem der Träger an den Höchstwerten der Synchronisierimpulse auf die Amplitude Null herabgedrückt, und dieser Umstand wird im allgemeinen direkt oder indirekt empfängersei tig zum Herstellen des Schwarzpegels in den wiedergegebenen Bildern verwandt. Daher kann jeder Fehler im Pegelhöchstwert der eingetasteten Synchronisierimpulse empfängerseitig ein Wandern des Schwarzpegels mit unerwünschten Effekten hervorrufen. Diese Möglichkeit ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden, denn die an der Ausgangsimpedanz abgenommenen Synchronisierimpulse sind ohne weitere nachteilige Beeinflussung unmittelbar aus der Spannung einer konstanten Gleichspannungsquelle ausgeschnitten. Insbesondere wirken sich dabei wegen der geringen Impedanz, die eine Schaltdiode im leitenden Zustand besitzt, irgendwelche Änderungen der Diodenkennlinie nicht auf die Amplitude der Synchronisierimpulse aus.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei stellt dar

Fig. ι schematisch und teilweise in Blockform eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. i.

Die an Hand von Fig. i erläuterte Vorrichtung enthält eine als Kathodenverstärker geschaltete Röhre i, die als Triode dargestellt ist. Die Anode der Röhre ι liegt an einer durch den Pfeil 2 angedeuteten Spannungsquelle von etwa +300 Volt, die Kathode der Röhre 1 ist über einen Widerstand 3 mit einer Spannungsquelle 4 von etwa — 150 Volt gegen Erde verbunden. Die Steuerelektrode der Röhre 1 empfängt den Bildsignalwellenzug aus einer Bildsignalquelle 5, die eine übliche Fernseh-Sendeeinrichtung sein kann. Dieser Bildsignalwellenzug, von dem ein Teil in Fig. 2, (α) dargestellt ist, wird in einem solchen Sinne an die Steuerelektrode der Röhre 1 angelegt, daß ein Anstieg des positiven Potentials einem Helligkeitsanstieg der aufgenommenen Szene entspricht. Dabei ist vor Eintreffen der Signale der »schwarz« entsprechende Grundpegel derart einreguliert, daß an der Kathode der Röhre 1 »schwarz« dem Erdpotential oder einem hierzu schwach positiven Potential entspricht.

Die Kathode der Röhre 1 ist mit der Kathode einer Diodenröhre 6 verbunden, deren Funktion weiter unten noch erläutert wird. Die Anode der Diode 6 ist über einen Widerstand 7 an eine positive Spannungsquelle 8 angeschlossen und weiterhin noch mit der Anode einer zweiten Diodenröhre 9 verbunden. Der Widerstand 7 ist dabei verhältnismäßig groß im Vergleich zum Widerstand der Diode 6. Die Kopplung der Dioden 6 und 9 über den für ihren Anodenkreis gemeinsamen Widerstand 7 bewirkt, daß Potentialänderungen an der Kathode der Diode 6 mit nur geringer Dämpfung zur Kathode der Diode 9 übertragen werden. Die Kathode der Diode 9 ist mit dem einen Anschluß eines am anderen Anschluß geerdeten Widerstandes

10 verbunden, der die Ausgangsimpedanz der Vorrichtung bildet. Damit stellt die Diode 9 eine in Serie zwischen der Bildsignalquelle 5 und dem Widerstand 10 liegende Schaltvorrichtung dar.

An den Anodenkreis der Dioden 6 und 9 ist die Anode einer weiteren Röhre 11 angeschlossen, die als Triode dargestellt ist. Die Kathode der Röhre 11 ist mit einer negativen Spannungsquelle 4 verbunden. Die Steuerelektrode der Röhre 11 ist mit der Quelle 12 für die in der Vorrichtung benötigten Austastimpulse verbunden und besitzt eine negative Vorspannung, so daß die Röhre 11 im Normalzustand gesperrt ist. Dadurch werden die Dioden 6 und 9 durch die Spannungsquelle 8 leitend gehalten. Die aus der Quelle 12 gelieferten Austastimpulse werden, wie bei dem Impuls 20 in Fig. 2, (ö) dargestellt ist, im positiven Sinne an die Steuerelektrode der Röhre 11 angelegt. Damit wird die Röhre

11 für die Dauer eines jeden Austastimpulses leitend. Die an der Kathode der Röhre 11 liegende negative Spannung aus der Spannungsquelle 4 reicht dabei aus, das Potential an den Anoden der Dioden 6 und 9 unter das Erdpotential abzusenken, so daß diese beiden Dioden daraufhin in den gesperrten Zustand übergehen. Der Vollständigkeit halber sei noch bemerkt, daß in Fig. 2, (&) nur ein Teil des Austastimpulswellenzuges dargestellt ist. Tatsächlich enthält dieser Wellenzug Zeilen-Austastimpulse mit eingestreuten Bild-Austastimpulsen in einer dem jeweils zugrunde liegenden Fernsehsystem entsprechenden Anordnung.

Mit dem Ausgangswiderstand 10 ist die Anode einer weiteren Diodenröhre 13 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand 14 an eine negative Spannungsquelle 15 angeschlossen und weiterhin noch mit der Kathode einer vierten Diodenröhre 16 verbunden ist. Die Anode der Diode 16 ist mit der Anode einer als Triode dargestellten Röhre 17 verbunden und liegt weiterhin noch über einem Widerstand 18 an der positiven Spannungsquelle 2. Die Kathode der Röhre 17 ist mit der zuvor erwähnten negativen Spannungsquelle 15 verbunden, und die Steuerelektrode der Röhre 17 ist an eine Quelle 19 für Synchronisierimpulse angeschlossen. Die Röhre 17 ist durch eine Vorspannung an ihrer Steuerelektrode normalerweise gesperrt. In diesem Zustand der Röhre 17 wird die Diode 16 durch das an ihrer Anode liegende Potential leitend gehalten. Zugleich reicht dann das Potential an den verbundenen Kathoden der Dioden 16 und 13 aus, um die Diode 13 zu sperren. Die aus der Quelle 19 gelieferten Synchronisierimpulse werden, wie bei dem Impuls 21 in Fig. 2, (c) dargestellt ist, im positiven Sinne an die Steuerelektrode der Röhre 17 angelegt, so daß die Röhre 17 für die Dauer eines jeden Synchronisierimpulses leitend wird. In Fig. 2, (c) ist dabei, ähnlich wie in Fig. 2, {b), nur ein Teil des Synchronisierimpulswellenzuges dargestellt. Der vollständige Wellenzug enthält Zeilensynchronisierimpulse und Bildsynchronisierimpulse.

Die Intervalle, in denen die Synchronisierimpulse erscheinen, liegen stets vollständig innerhalb der Intervalle, in denen die Austastimpulse auftreten. Dadurch wird die Röhre 17 jedesmal erst dann leitend, wenn die Röhre 9 bereits gesperrt ist und wenn damit am Widerstand 10 kein Signal erscheint und an der Kathode der Diode 9 und entsprechend auch der Anode der Diode 13 Erdpotential liegt. Sobald die Röhre 17 leitend geworden ist, wird die Diode 16 durch Absinken der Spannung an ihrer Anode gesperrt und zugleich die Diode 13 durch die unter Erdpotential absinkende Spannung an den verbundenen Kathoden der Dioden 13 und 16 leitend.

Aus den vorangehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die Dioden 9 und 13 in getrennte leitende Pfade zwischen dem Widerstand 10 und der Bildsignalquelle 5 bzw. der Spannungsquelle 15 eingeschaltet sind. Wenn im gesperrten Zustand der Röhre 11 die Dioden 6 und 9 leitend sind, wird der Bildsignalwellenzug von der Kathode der Röhre 1 aus mit geringer Dämpfung zum Widerstand 10 übertragen, da der Widerstand 10 beispielsweise etwa fünfmal so groß ist wie der Widerstand der leitenden Diode 9. Sobald jedoch die Diode 9 beim Auftreten eines Austastimpulses von der Art des Impulses 20 in Fig. 2, (b) gesperrt ist, wird die Übertragung der Bildsignale zum Widerstand 10 unterbrochen. Das Potential am Widerstand 10

wird Null, bis ein Synchronisierimpuls von der Art des Impulses 21 in Fig. 2, (c) auftritt, der die Diode 13 leitend macht. Daraufhin gelangt ein negativer Impuls zum Widerstand 10, dessen Amplitude durch das Potential der Quelle 15 bestimmt ist. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Widerstandswerte der Widerstände 10 und 14 und der Diode 13 fest sind. Es ist natürlich erforderlich, daß das Potential an der Anode der Diode 9 während der Austastimpulse niedriger ist als das Potential an der Anode der Diode 13 während der Synchronisierimpulse. Sobald der Synchronisierimpuls 21 beendet ist, wird das Potential am Widerstand 10 wieder Null, bis auch der Austastimpuls 20 beendet ist. Daraufhin beginnt erneut die Übertragung der Bildsignale zum Widerstand 10. Auf diese Weise ergibt sich eine zeitweilige Austastung der Bildsignale und eine Eintastung von Impulsen aus der Quelle 15, wobei diese Impulse mit den Impulsen aus der Quelle 19 gleichlaufend sind und als Synchronisierimpulse im Ausgangswellenzug, der am Widerstand 10 abgenommen wird, dienen. Ein Teil des Ausgangswellenzuges mit zwei eingetasteten Synchronisierimpulsen 22 ist in Fig. 2, (d) dargestellt.

Infolge der Kapazität der Dioden 9 und 13 können die Austastimpulse und die Synchronimpulse, wenn sie große Amplitude besitzen, Störungen im Ausgangswellenzug hervorrufen. Deshalb hat es sich in der Praxis als wünschenswert erwiesen, die Widerstände 7 und 14 auf einem ziemlich kleinen Wert zu halten, der z. B. für ein 405-Zeilen-Fernsehsystem bei 2000 Ohm liegt. Der Widerstand 10 besitzt dann auch den Wert von 2000 Ohm. In diesem Fall sollten die Spannungen aus den Spannungsquellen 8 und 15, die an die Widerstände 7 bzw. 14 angelegt sind, etwa +20 bzw. etwa —20 Volt betragen.

In der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wie sie Fig. 3 darstellt, ist die Diode 13 durch eine Röhre 23 mit Schirmgitter ersetzt. Dieses Gitter liegt an einer negativen Spannung, die mit Hilfe eines Spannungsteilers 24, 25 aus der Spannungsquelle 15 gewonnen wird, wodurch die Anode der Röhre 23 kapazitiv von der Kathode abgeschirmt ist. Diese Maßnahme trägt dazu bei, das Auftreten der erwähnten Störungen zu unterdrücken. Die Diode 16 ist bei der Abwandlung gemäß Fig. 3 ebenfalls durch eine Triode 26 ersetzt, deren Steuerelektrode mit der Anode der Röhre 17 \^rerbunden ist. Die Anoden der Röhren 26 und 17 sind an passende Spannungsquellen 27 und 28 an- - geschlossen, so daß die Röhre 26 leitend gehalten wird, außer wenn ein Synchronisierimpuls aus der Quelle 19 an die Steuerelektrode der Röhre 17 angelegt wird. Die Diode 6 ist in der Abwandlung gemäß Fig. 3 fortgelassen. Die Verwendung einer Diode6, wie sie Fig. 1 zeigt, ist jedoch vorzuziehen, da sie dazu dient, die positiven Anstiege der BiIdsignale während der Zeiträume ohne Austastung scharf zu begrenzen, wodurch die Möglichkeit einer Überlastung nachfolgender Verstärker herabgesetzt wird. Die anderen Teile der Fig. 3 entsprechen denen der Fig. 1 und sind mit denselben Bezugszeichen versehen. 6g

Die Röhrenpaare 6 und 9 sowie 13 und 16 sowie und 26, die in der Zeichnung mit gemeinsamen Kolben dargestellt sind, können ebensogut auch getrennte Kolben besitzen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung zum Eintasten von Synchronisierimpulsen in Fernseh-Bildsignale, wobei mittels einer elektronischen Schaltvorrichtung, die in Serie zwischen der Bildsignalquelle und einer zur Abnahme des Signal-Impuls-Gemisches dienenden Ausgangsimpedanz liegt, die Bildsignale während der Eintastung der Synchronisierimpulse unterdrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignalquelle (5) und eine konstante Gleichspannungsquelle (15) parallel zueinander über jeweils eine gesteuerte Schaltdiode an die Ausgangsimpedanz (10) angeschlossen sind, daß die der Bildsignalquelle (5) zugeordnete, normalerweise leitende Schaltdiode (9) in ihrem gesperrten Zustand durch Unterbrechung der Bildsignale Austastimpulse in die Bildsignale eintastet und daß die der Gleich-Spannungsquelle (15) zugeordnete, normalerweise gesperrte Schaltdiode (13 bzw. 23) während der Austastimpulse leitend ist und dabei zur Erzeugung der Synchronisierimpulse die Gleichspannungsquelle (15) unmittelbar mit der Ausgangsimpedanz verbindet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerung der beiden Schaltdioden (9 und 13 bzw. 23), daß die Austastimpulse eine längere Impulsdauer besitzen als die Synchronisierimpulse und diese zeitlich ganz überdecken.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der beiden Schaltdioden (9 und 13 bzw. 23) jeweils i°5 eine gesonderte Steuerspannungsquelle (12 und

   19) vorgesehen ist, die einen Spannungsimpuls an die betreffende Schaltdiode abgibt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungsquellen (12 und 19) jeweils an das Steuergitter einer mit der betreffenden Schaltdiode verbundenen Röhre (11 und 17) angeschlossen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gleich- "5 Spannungsquelle (15) zugeordnete Schaltdiode (13 bzw. 23) mit einer weiteren, normalerweise leitende Röhre (16 bzw. 26) verbunden ist, die mit der gleichen Elektrode wie diese Schaltdiode (13 bzw. 23) über eine gemeinsame Impedanz (14) an die Gleichspannungsquelle (15) angeschlossen ist und die durch Impulse aus der Steuerspannungsquelle (19) in den gesperrten Zustand gesteuert wird, worauf die Schaltdiode entsperrt wird und einen Synchronisierimpuls zur Ausgangsimpedanz (10) überträgt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gleichspannungsquelle (15) zugeordnete Schaltdiode mit einem auf festem Potential befindlichen und für hohe Frequenzen geerdeten Schirmgitter versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 648402, 716 711, 748742, 749731;

   schweizerische Patentschriften Nr. 183 075, 187847;

   britische Patentschriften Nr. 441 761, 455 858, 587941, 600258;

   Ernst Prokott, Modulation in der elektrischen 15 Nachrichtentechnik, 1943, S. 169, 170; Television, Bd. IV, 1942 bis 1946, S. 46.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 866 199.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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