DEH0017165MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 23. Juli 1953 Bekanntgemacht am: 1. September 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Es sind bereits Einrichtungen zum farbigen Fernsehen bekannt, bei denen aus der übertragenen zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung im Empfänger die Helligkeitskomponente und die zusammengesetzte Farbenkomponente getrennt abgeleitet werden. Auf der Senderseite wird hierbei die Helligkeitskomponente durch Addieren der drei Grundfarbenspannungen erzeugt, und durch jede der drei Grundfarbenspannungen wird überdies eine Farbenunterträgerwelle in vorbestimmten Phasenlagen dieser Welle moduliert, wodurch sich die zusammengesetzte Farbenkomponente ergibt. Die Frequenz der modulierten Farbenunterträgerwelle ist gewöhnlich niedriger als die höchste Bildinhaltsfrequenz und beträgt etwa 3,9 MHz. Es ist auch bekannt, die Grundfarben-Spannungen als Farbdifferenzspannungen auszubilden, d. h. so, daß jede von ihnen zusammen mit der Helligkeitskomponente die richtige Farbenspannung ergibt. Die Bandbreite der Farbdifferenzspannungen beträgt gewöhnlich 2 MHz. Mit diesen Farbdifferenz-Spannungen wird die Farbenunterträgerwelle bei ihren Phasenlagen 0° und go° moduliert, und diese Spannungen werden im Verhältnis zueinander und zur Helligkeitskomponente so bemessen, daß sie lediglich eine Färbung der durch die Helligkeitskomponente bestimmten Bildpunkte bewirken, aber die Helligkeit dieser Bildpunkte nicht beeinflussen. Die modulierte Farbenunterträgerwelle wird zwischen

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die Schwingungen der Helligkeitskoniponente eingeschoben in demselben Frequenzband übertragen, und die sich so ergebende zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung wird als eine Fernsehzeichenspannung konstanter Helligkeit bezeichnet.

Die Bemessung des gegenseitigen Verhältnisses der Größe der die zusammengesetzte Farbzeichenkomponente bildenden Farbdifferenzspannungen ist von dem Beil rag der einzelnen Grundfarben zur Helligkeit der

ίο Bildpunktc abhängig. Dieser Beitrag ist beispielsweise für die grüne Farbe das Doppelte des Beitrages der roten Farbe und mehr als das Fünffache des Beitrages der blauen Farbe. Bei gleich großen Farbzeiehenspannungen würde also die Helligkeit durch die blaue Farbzeichenspannimg nur mit einem Fünftel und von der roten Farb/.eichenspannung nur mit der Hälfte desjenigen Wertes beeinflußt, mit welchem die grüne Farbzeichenspannung die Helligkeit ändert. Um diese Unterschiede auszugleichen, werden die im Empfänger zur Überführung der einzelnen Farbdil'ferenzspannungen dienenden Kanäle so bemessen, daß sie die rote und die blaue Farbdifferenzspannung im Verhältnis zur grünen Farbdifferenzspannung in dem vorgenannten Verhältnis verstärken, wobei dann gleich große Farbdifferenzspannungen gleich große I Ielligkeitsänderungen hervorrufen. Dabei gleichen sich die Helligkeitsänderungen in den einzelnen Grundfarben gegenseitig aus, so daß sie die Gesamthelligkeit der Bildpunkte nicht beeinflussen.

Diese Beseitigung des Einflusses der Helligkeitsänderungen in den Grundfarben auf die Gesamthelligkeit der Bildpunkte hat allerdings zur Voraussetzung, daß das vom Bildschirm des Empfängers ausgestrahlte Licht in linearer Beziehung zu den die Stärke der Kathodenstrahlen steuernden Spannungen steht. In der Praxis ist jedoch diese Linearität nicht gegeben, vielmehr ist das ausgestrahlte Licht eine Funktion der Potenz.}' der Steuerspannungen. Zur Beseitigung dieses !'"elllers wird die sogenannte

•Ι« ^'-Korrektion der Verstärker im Sender vorgenommen, d. h., entweder die Helligkeitskomponente oder die Farbkomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung wird so verzerrt, daß sich die gewünschte lineare Änderung des vom Bildschirm ausgestrahlten Lichtes ergibt. Es werden daher beispielsweise

Sender die Spannungen E

Ji₁,¹ ϊ KJ, /if¹'- K_y' und K₁,¹ ''— -Ky übertragen, worin /·.',,, Λ',, und K₁, die grüne, rote bzw. blaue Farbzeielieiispannung darstellten und EJ die von der Summe der drei Farbzeichenspannungen gebildete llelligkeilskoinponente ist. Da jedoch die weiter oben erwähnte Methode der Beseitigung des Einflusses der 1 Ielligkeitsänderungen der Grundfarben auf die Gesamthelligkeit der Bildpunkte nur zur Korrektur von Fehlern erster Ordnung geeignet ist, ist auch die in der vorhin genannten Weise vervollständigte Methode nur in demjenigen Bereich wirksam, in welchem sich die Spannungen in Abhängigkeit von den Helligkeitsänderungen des Bildes linear j ändern, so daß also durch die nichtlinearen Übertragimgseigenschaften der Zeichenspannungskanäle im Empfänger hervorgerufene Fehler zweiter und dritter Ordnung nicht beseitigt werden.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß im Empfänger aus der modulierten Farbenunterträgerwelle eine die nichtlinearc Hclligkeitscharakteristik der Bildwiedergabevorrichtung ausgleichende Korrekturspannung abgeleitet und der Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens zugesetzt wird.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbcispielc näher erläutert. Fig. ι ist das Schaltbild eines vollständigen Farbfernsehempfängers mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Änderung der Zeichenspannungen, während die Fig. 2 bis 5 verschiedene andere Ausführungsformen der vorgenannten Einrichtung darstellen.

Der Farbfernsehempfänger gemäß Fig. 1 enthält einen mit der Antenne 11 verbundenen Hochfrequenzverstärker 10, an den sich eine Überlagererstufc 12, ein Zwischenfrequenzverstärker 13, ein Demodulator 14, ein Bildinhaltsverstärker 15, die erfindungsgemäße Einrichtung 16 zur Änderung der Zeichenspannungen sowie eine Kathodenstrahlröhre 17 anschließen. Ein Ausgangskreis des Demodulators 14 ist über einen Synchrqnisierzeichentrenner 18 mit einem Zeilcnablenkgenerator 19 und einem Bildablcnkgenerator 20 verbunden. Je ein Ausgangskreis dieser beiden Generatoren ist an die Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre angeschlossen, während ihre anderen Ausgangskreise sowie ein weiterer Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrenners 18 über Klemmen 35, 36 und 37 an einen Steuerkreis 21 der Einrichtung 16 angeschlossen sind. Ein dritter Ausgangskreis des Synchronisierzeichentrenners 18 ist über Klemmen 34 an einen Phasensteuerkreis 25 der Einrichtung 16 angeschlossen. Mit dem Ausgangskreis des Zwischcnfrequenzverstärkers 13 ist ferner der Tonwiedergabeteil 22 des Empfängers verbunden.

An einen Ausgangskreis des Bildinhaltsvcrstärkers 15 ist über Klemmen 32 der zur Ableitung der Helligkeitskomponcnte EJ '<' aus der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung dienende Zeichenkanal der Einrichtung 16 angeschlossen. Dieser Zeichcnkanal besteht aus einem Siebkreis 50 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 MHz und einem Addierkreis 52, dessen Ausgang über Klemmen 31 mit dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 17 in Verbindung steht. Ein zweiter Ausgangskreis des Bildinhaltsverstärkers 15 ist über Klemmen 33 mit einem wei- no teren, zur Ableitung der Farbenkomponente des zusammengesetzten Fcrnsehzcichcns dienenden Zeichenkanal der Einrichtung 16 verbunden. Diese Farbenkomponentc besteht, wie bereits erwähnt, aus einer mit den Modulationskomponenten UT₀ ¹'¹' — EJ, /i_r ¹ '' — EJ und

y — EJ modulierten Farbenunterträgerwelle von 3,9 MLIz. Der genannte zweite Zeichenkanal enthält einen Siebkreis 23 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 MHz, an den ein Phasenschieber 62 mit einer Phasenverzögerung von 90⁰, ein Synchrondemodulator 63,, und ein Verstärker 64,, mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 1,5 MHz angeschlossen sind. Der Ausgang des Verstärkers 64_a ist über Klemmen 38 mit einer der drei Kathoden der Kathodenstrahlröhre 17 verbunden. An den Ausgang des Siebkreises 23 sind ferner der Steuerkreis 21, ein

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Synchrondemodulator 63 _b, ein Spannungsvereiniger 67 _h sowie ein Verstärker 64 ₆ mit einem Durchlaßbereich von 0 bis 1,5 MHz angeschlossen. Der Spannungsvereiniger 67 ₆ ist auch mit einem Ausgangskreis des Verstärkers 64,, verbunden, und der Ausgang des Verstärkers 64^ steht über Klemmen 40 mit der zweiten Kathode der Kathodenstrahlröhre in Verbindung. Die Verstärkungen der Verstärker 64_a und 64₆ sind entsprechend demjenigen gegenseitigen Verhältnis bemessen, in welchem die durch sie geleiteten Färbdifferenzspannungen die Helligkeit beeinflussen. Wenn also beispielsweise der Verstärker 64^ die die blaue Farbe darstellende Farbdifferenzspannung und der Verstärker 64,, die die rote Farbe darstellende Farbdifferenzspannung führt, wird unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung in dem Zeichenkanal für die Helligkeitskomponente 1 ist, die Verstärkung im Verstärker 64,, auf -\- 1,14 und diejenige im Verstärker 64_a auf + 1,08 eingestellt. Der genannte zweite Zeichenkanal enthält weiterhin einen zwischen den Ausgang des Siebkreises 23 und einen Eingang des Steuerkreises 21 geschalteten weiteren Phasenschieber 65 mit einer Phasenverzögerung von i8o°. Der Steuerkreis 21 ist ein elektronischer, zweipoliger Doppelumschalter, durch den die ihm vom Siebkreis 23 zugeführte Spannung dem Synchrondemodulator 63 _& entweder ohne Phasenverzögerung oder — über den Phasenschieber 65 — mit einer Phasenverzögerung von i8o° zugeführt wird. Der Zweck dieses Steuerkreises besteht darin, die sich aus der gegenseitigen Beeinflussung der Grundfarbenspannungen ergebenden Störungen durch periodische Änderung der Reihenfolge der Abnahme der Farbenunterschieds-.spannungen von der Farbenunterträgerwelle zu vermindern. Die Synchrondemodulatoren 63,, und 63 _δ sind im wesentlichen Gegentaktmodulatoren, denen die modulierte Farbenunterträgerwelle und eine zur Demodulation durch Überlagerung dienende örtlich erzeugte Schwingung, deren Frequenz mit derjenigen der Farbenunterträgerwelle übereinstimmt und deren Phase in vorbestimmtem Verhältnis zur Phase der Farbenunterträgerwelle steht, zugeführt wird.

Der genannte zweite Zeichenkanal der Einrichtung 16 enthält ferner einen weiteren Spannungsvereiniger 6j_c, dessen Eingangskreise mit dem Verstärker 64_a und mit dem Synchrondemodulator 63 _b verbunden sind, während sein Ausgang über Klemmen 39 an die dritte Kathode der Kathodenstrahlröhre 17 angeschlossen ist. Die Verstärkung oder, richtiger gesagt, die Dämpfung des Spannungsvereinigers 6j_c ist derart bemessen, daß er — 0,261 Teile der Ausgangsspannung des Synchrondemodulators 63_a und — 0,552 Teile der Ausgangsspannung des Synchrondemodulators 63 _b überträgt. Die Spannungsvereiniger 6y_b und 67,, sind im wesentlichen Addierkreise, durch die vorbestimmte Teile der Ausgangsspannungen der Verstärker 64,, und 64^ miteinander addiert werden. Die vorerwähnte, zur Demodulation der Farbenunterträgerwelle dienende örtlieh erzeugte Schwingung von 3,9 MHz wird durch den Generator 66 geliefert, dessen Eingang über einen Phasensteuerkreis 25 und über die Klemmen 34 an den Synchronisierzeichentrenner 18 angeschlossen ist, während sein Ausgang über Klemmen 41 mit den Synchrondemodulatoren 63 _a und 63 _h in Verbindung steht.

Schließlich enthält die Einrichtung 16 zwei zwischen den Ausgang des Siebkreises 23 und einen Eingangskreis des Addierkreises 52 in Reihe geschaltete Verstärker 51 und 53. Der Verstärker 53 wird von einer Pentode mit quadratischer Charakteristik gebildet, die einen Modulator darstellt, in dem ihre beiden Steuergitter über Widerstände 56 und 57 an zwei verschiedene Punkte eines im Ausgangskreis des Verstärkers 51 liegenden, aus den Widerständen 60 und 61 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen sind. Die Widerstände 60 und 61 sind so bemessen, daß sich an ihnen die Verstärkung der Röhre 53 am inneren und am äußeren Steuergitter dieser Röhre in gleichem Maße beeinflussende Spannungen ergeben. Die Kathode der Röhre 53 ist über einen Widerstand 58 mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle B verbunden, deren positiver Pol über einen Widerstand 54 und über eine Spule 55 an die Anode der Röhre 53 angeschlossen ist, die auch mit einem Eingangskreis des Addierkreises 52 in Verbindung steht. Das Schirmgitter der Röhre 53 ist mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle + Sc direkt und mit dem negativen Pol der Spannungsquelle über einen Kondensator 59 verbunden. Der Anodenkreis der Röhre 53 ist so bemessen, daß er niederfrequente Spannungen von etwa 0 bis ι MHz mit keiner größeren Verzögerung überträgt als derjenigen, die die Zeichenspannung bei ihrem Durchgang durch den Phasenschieber 62, den Synchrondemodulator 63,, und den Verstärker 64,, erfährt.

Zwecks Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung sei angenommen, daß sowohl die Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung als auch die Farbdifferenzspannungen im Sender einer y-Korrektur unterzogen wurden, um die Nichtlinearität der Kathodenstrahlröhre, auszugleichen. Die die Helligkeitskomponente und die aus der modulierten Farbenunterträgerwelle bestehende Farbenkomponente umfassende zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung gelangt über den Bildinhaltsverstärker 15 zu den Siebkreisen 23 und 50. Die den Frequenzbereich von ο bis 4 MHz umfassende Helligkeitskomponente wird über den Siebkreis 50 und über den Addierkreis 52 zum Steuergitter der Kathodenstrahlröhre weitergeleitet, während die modulierte Farbenunterträgerwelle von 3,9 MHz über den Siebkreis 23 dem Synchrondemodulator 63^ über den Phasenschieber 62 mit einer Phasenverzögerung von 90° und dem Synchrondemodulator 63_b während aufeinanderfolgender Teilbilder abwechselnd über den Steuerkreis 21 ohne Verzögerung und über den Phasenschieber 65 mit i8o° Phasenverzögerung zugeführt wird.

Dem Phasenregler 25 werden vom Synchronisierzeichentrenner 18 Farbsteuerimpulse zugeführt, deren Phase im Phasenregler 25 mit der Phase des Generators 66 verglichen wird, um diesen Generator genau synchron mit dem die Farbenunterträgerwelle liefernden Generator des Senders zu halten. Die vom Generator 66 erzeugte Schwingung gelangt zu den Synchrondemodulatoren 63 _a und 63 _b. Durch Über-

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lagerung dieser Schwingung über die dem Synchrondemodulator 63,, mit ()o° Phasenverschiebung zugeführten Farbenuntertrügerwelle wird in diesem Demodulator von der Farbenunterträgerwelle die blaue Gnmdfarbenspaninmg abgeleitet, mit der die Farbeniinterträgerwelle im Sender bei der Phasenlage ()()" moduliert wurde, während durch Überlagerung der genannten Schwingung über die dem Synchrondemodulator ()3,, abwechselnd mit o° und i8o° Ph ascnversehicbung zugeführten Farbenunterträgerwelle in diesem Demodulator die rote Grundfarbenspannung von der Farbenunterträgerwelle abgeleitet wird.

Der den Frequenzbereich von 0 bis 1,5 MHz umfassende Teil der blauen Cirundfarbenspannung erhält im Verstärker 64,, eine Verstärkung, die das 2,O3fache der Verstärkung der Helligkeitskomponente beträgt, und gelangt zu einer der Kathoden der Kathodenstrahlröhre. Der den Frequenzbereich von ο bis 1,5 MHz umfassende Teil der roten Cirundfarbenspannung wird im Spamiuiigsvereiniger 6y_b mit einem vorbestimmten Teil der blauen (irundfarbenspannung vereinigt, um den sich im Demodulator 63,, zusammen mit der roten Cirundfarbenspannung ergebenden Anteil an blauer Cirundfarbenspannung auszugleichen, und die auf diese Weise gewonnene reine rote Grundfarbenspannung wird mit einer Verstärkung um den Faktor i,O(S einer anderen Kathode der Kathodenstrahlröhre zugeführt. Gewisse Teile der roten und blauen Grundfarbenspannungen werden überdies im Spannungsvereinige!" 67,, zur grünen Grundfarbenspannung vereinigt, und diese gelangt zur dritten Kathode der Kathodenstrahlröhre.

Wie bereits erwähnt wurde, würden in dem Fall, daü die Kathodenstrahlröhre eine lineare Charaktcristik hätte, die in der vorerwähnten Weise in ihrer (iröLie aufeinander und auf die Helligkeitskomponente abgestimmten Grundfarbenspannungen nur die Farbe der Bildpunkte bestimmen, ihre Helligkeit jedoch nicht beeinflussen. Infolge der nichtlinearen Charaktcristik der Kathodenstrahlröhre wirken jedoch die Grundfarbenspannungen auch auf die Helligkeit der Bildpunkte ein, und der dadurch verursachte Fehler wird gemäU der vorliegenden Erfindung durch die im folgenden erläuterte Wirkungsweise der Verstärker 51 und 53 beseitigt. Vor der Erläuterung der Wirkungsweise dieser Verstärker dürfte es jedoch zweckmäßig sein, einen kurzen Überblick über die Theorie zu geben, auf welcher die Wirkungsweise dieser Verstärker basiert. Zu diesem Zwecke ist es erforderlich, die Beschaffung der sich in der Kathodenstrahlröhre ergebenden fehlerhaften Spannung mathematisch zu untersuchen, um auf diese Weise diejenige Korrekturspannung zu finden, die durch die Verstärker 51 und 53 geliefert werden muß, um den

5Γ) Fehler zu beseitigen.

Die Fai'bemmlerü'ägcrwellc hat gegeneinander in der Phase um 0,0" versetzte Modulationskomponenten. Wenn man die der Farbenunterträgerwelle bei der Phasenlage o" aufgedrückte Modulationskomponente mit ft' und die bei der Phasenlage 90⁰ aufgedrückte Modulationskomponente mit q' bezeichnet und den geometrischen Ort einer beliebigen Einheit des Helligkeitsfehlers mit Bezug auf den durch die Vektoren ft' und q' definierbaren Bereich der zusammengesetzten Farbenvektoren aufsucht, findet man, daß dieser eine Ellipse darstellt, deren große und kleine Achse mit den Vektoren p' und q' einen Winkel einschließt. Aus den weiter unten aufzuzeigenden Gründen ist es vorteilhaft, die der Farbenunterträgerwelle bei der Phasenlage 0° und go° aufgedrückten Modulationskomponenten so zu bemessen, daß die gewählte Einheit der Helligkeit den Radius eines um den Nullpunkt der genannten Vektoren geschlagenen Kreises darstellt. In diesem Fall erhält man eine gleichbleibende Helligkeitswirkung aller zusammengesetzter Farbenspannungen, unabhängig vom Phasenwinkel des sie darstellenden Vektors, und dadurch wird die zur Erzeugung der Korrekturspannung erforderliche Einrichtung vereinfacht. Die Verstärker 51 und 53 der Einrichtung gemäß Fig. 1 beruhen auf der Voraus-Setzung, daß die Helligkeits- und Farbenspannungen so bemessen sind, daß der geometrische Ort der Helligkeitsfehler einen Kreis bildet. In Verbindung mit den Fig. 4 und 5 werden nachher Einrichtungen beschrieben, die dazu geeignet sind, eine Farbenunterträgerwelle mit einem elliptischen Ort der Helligkeitseinheit in eine solche mit einem kreisförmigen Ort der Hclligkeitseinheit zu verwandeln.

Wenn die Nichtlinearität der Kathodenstrahlröhre 17 der Potenz γ entspricht, so kann die Bildhelligkeit L in Lumen durch die Helligkcitskoeffizienten l_g, I₁. und l_b ausgedrückt werden, die die Helligkeitsbeiträge der auf die Potenz γ erhobenen Farbenspannungen G, R und B darstellen. Dann wird also:

Von den Farbdifferenzspannungen E_a ^l/y — E_y', E_r ^l'y — E_v' und E_bVy— E_v', die der Einfachheit halber durch die Buchstaben^, r und b bezeichnet werden können, ist die Farbdifferenzspannung b gleichphasig mit der Modulationskomponente p der Farbenunterträgerwelle, während die Farbdifferenzspannungen r und g mit der Modulationskomponente q Winkel O₁- bzw. O₀ einschließen. Wenn die Größe der Farbdifferenzspannungen g, r und b mit a„, a_r und a_b bezeichnet wird und Y den Helligkeitsbeitrag der Helligkeitskomponente E_y ^i:>' bezeichnet, so können die Grundfarbenspannungen G, R und B wie folgt ausgedrückt werden:

G = Y [I

R = Y

B = Y \l

P) sin Θ_α
y

a_aq cos Θ
y

(²)

a_b ft \

(4)

Wenn man der Einfachheit halber die Sinus- und Kosinusglieder der Gleichung (2) mit —A₀ und + B_a, die Kosinus- und Sinusglieder der Gleichung (3) mit — A _r und — B_r und das /»-Glied der Gleichung (4) mit + A _b bezeichnet und die Spannungen G, /v und B auf die Potenz γ erhöht, so erhält man aus den Gleichungen (2), (3) und (4) durch Reihenentwicklung:

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Gr=YrU + γ (—A. + B₀) + (A,* —2A₁₁ B₀ + B₀*) +

(A/ + 2A_rB_r + B_r ²)

+■

Durch Einsetzen der durch die Gleichungen (5), (6) und (7) gegebenen Werte von Gr, Rr und Br in die Gleichung (1) und Überführung des Gliedes Yr auf die linke Seite der Gleichung erhält man die Gleichung:

in welcher die in Klammern gesetzten Glieder den in Klammern gesetzten Gliedern der Gleichungen (5), (6) und (7) entsprechen.

Die Gleichung (8) stellt das Verhältnis der sich in einem nichtlinearen Bildwiedergabegerät ergebenden tatsächlichen Bildhelligkeit zu derjenigen Bildhelligkeit dar, die sich lediglich unter der Einwirkung der Helligkeitskomponente ergeben würde. Der Unterschied zwischen L und Yr ist der durch die Farbdifferenzspannungen verursachte Helligkeitsfehler. Bei einer vollkommenen Einrichtung konstanter BiIdhelligkeit sollte!, gleich Yr sein, d.h., die Farbdifferenzspannungen sollten die Bildhelligkeit nicht beeinflussen. Wenn die Farbdifferenzspannungen die Bildhelligkeit beeinflussen, dann stellt Yr die richtige BiId-

helligkeit zuzüglich eines Korrektionsfaktors zum Ausgleich des Einflusses der Farbdifferenzspannungen auf die Bildhelligkeit dar. Im Falle einer Bildwiedergabevorrichtung mit linearer Helligkeitscharakteristik haben die Glieder erster Ordnung in der Gleichung (8) den Wert O. Das gegenseitige Verhältnis der Glieder erster Ordnung in der Gleichung 8 kann wie folgt ausgedrückt werden: '

γ l_r (-A_r -B₇.) +γ l_b (A_b) + γ I₀ (-A₀ + B₀). = 0

(9)

Diese Gleichung kann durch entsprechende Bemessung des gegenseitigen Größenverhältnisses der Farbdifferenzspannungen g, r und b befriedigt werden. Die Glieder höherer Ordnung der Gleichung (8) werden nicht zu Null, sondern üben zusammen eine gewisse Wirkung auf die Bildhelligkeit aus. Nach Beseitigung des durch die Glieder erster Ordnung verursachten Fehlers sind die Glieder zweiter Ordnung am schädlichsten, und ihre Einwirkung auf die Bildhelligkeit muß daher vor allem beseitigt werden. Wenn also γ = 2 ist, so müssen die Glieder zweiten Grades der Gleichung (8) der folgenden Gleichung genügen:

γ {γ —1)

[l_r

+2A_rB_r+ ₊l_bA_b*

(A₀*-2A₀B₀+ B₀ ²)] = 0 .

(10)

Beim Einsetzen der Werte für die A- und jB-Glieder der Gleichung (10) erhält man nach Vereinfachung 40 folgende Gleichung:

γ (γ —1) \ ρ

Ί_τ a² cos² Q_T + Z₆ a_b ² + I₀ a² sin² Q₀)

² sin² Θ

a_r ² sin

I₀ a₀ ² cos² Θ_ο)

(l_r a_r ² cos Q_r sin (9_r — ^a₃ ² cos Q₀ sin Q₀) j = 0 .

Diese Gleichung kann vereinfacht werden, wenn nach Ableitung der Spannungen f und q aus der Farbenunterträgerwelle das mit dem Produkt -p q zu multiplizierende Glied der Gleichung 0 wird, d. h.:

l_r a_r ² cos Θ_τ sin Θ_τ —1₀ a₀ ² cos Q₀ sin Q₀ = 0 . (12)

Die Gleichung (12) wird befriedigt, wenn ihre beiden Glieder einander gleich sind, und, wie in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 gezeigt werden wird, ist es möglich, die Farbenunterträgerwelle mit den Komponenten p und q bzw. den Farbdifferenzspannungen g, r und b so zu modulieren, daß die Winkel Q_r und Q₀ zusammen mit den Spannungsgrößen a_r ² und a₀ ² im Zusammenhang mit den Helligkeitswirkungen l_r und I₀ der Farben Rot und Grün ein Produkt mit dem Wert 0 ergeben.

Wenn das Produktglied 0 ist, erhält man für das Verhältnis von L zu Yr die Gleichung:

Y²

Y²

in welcher die in Klammern gesetzten Glieder den Multiplikationsfaktoren von -~ und ψ^ in der Gleichung (ii) entsprechen. Bei Ausbildung der modulierten Unterträgerwelle in dieser Weise erhalten die Größenfaktoren der mit p und q bezeichneten Modulationskomponenten denselben Wert, so daß es möglich wird, eine modulierte Farbenunterträgerwelle zu erzeugen, bei der der geometrische Ort der gleichen Helligkeitswerte einen Kreis darstellt. Da die Stärke der modu- lierten Unterträgerwelle durch die Größe der Modula-

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tionskomponenten p und q bestimmt wird, bestimmt das Quadrat der Stärke der modulierten Unterträgerwelle die Summe der beiden Glieder auf der rechten Seite der Gleichung (13), wenn man den Faktor Y²ZU-nächst vernachlässigt, so daß also die -p"- und <7²-Glieder der Gleichung (13) einander gleich werden.

Nach Bestimmung des Verhältnisses von L zu Y'' in Lumen/Volt kann also eine zusammengesetzte Fernsehzeichenspannung erzeugt werden, bei der der Helligkeitsfehler nahezu 0 ist. Die richtige Helligkeit V'''sollte die Spannung (Ay¹')"', also E_v ergeben. Wenn die Fail ulifferenzspannungen die Helligkeit beeinflussen, so kann die der Bildwiedergabevorrichtung zuzuführende Hclligkeitskomponente die den Helligkeitsfehler L₁. berichtigt und den richtigen Helligkeitswert ergibt, mit EJ bezeichnet werden, wobei EJ'' Ji₁₁' das elektrische Äquivalent des Helligkeitsfehlers L₁. ist. Wenn also die Spannungen EJ ^; und EJ durch die Kathodenstrahlröhre mit dem Cbertragungsfaktory übertragen werden, so gilt:

(14)

Wenn man die Gleichung (14) in die Gleichung (13) einsetzt und dabei V- durch sein Äquivalent (EJ)-ersetzt, so erhält man:

Diese Gleichung kann wie folgt geschrieben werden:

und wird bei γ -■■ 2 zu:

(16)

EJy + Ej

Da der Unterschied zwischen Ii J ^; -{- Il J und 2 EJ '>' klein ist, hat die Gleichung (17) ]iraktisch den Wert:

Ej y .Kjr-fll+fpJL. _(l8)

Da der Ausdruck EJ' IiJ das elektrische Äquivalent des Helligkeitsfehlers darstellt, gibt die rechte Seite der Gleichung (18) diejenige Spannung an, die der empfangenen Helligkeitskomponente EJ"'' zugesetzt werden muß, um im Helligkeitskanal die durch die Glieder zweiter Ordnung der Farbdifferenzspannungen verursachten Helligkeitsfehler zu korrigieren. Den Ausdruck

HJy

erhält man durch Quadrierung der Stärke der modulierten Farbenunterträgerwelle nach ihrer Änderung durch Division durch eine Spannung mit der Stärke I-'/·.',/">'· Da ein dem Durchschnittswert )'Ε_υ ^ι!'> entsprechender Wert Z einen für viele Zwecke geeigneten Nenner darstellt, kann die Verstärkung des Verstärkers 51 zweckmäßig so bemessen werden, daß sie diesem Wert Z entspricht. Dann ergibt sich bei der Zuführung der modulierten Farbenunterträgerwelle zu diesem Empfänger im Ausgang des Empfängers eine Spannung

i/>²( ) + ?²ΓΤ_ (ρ² ( )+<?²( )Γ

die mit der Stärke der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle in bestimmtem Verhältnis steht, da diese Komponenten die Stärke der modulierten Unterträgerwelle bestimmen. Wenn man diese Spannung durch ihre Zuführung zu den beiden Steuergittern der Verstärkerröhre 53 mit sich selbst multipliziert, d. h. quadriert, so ergibt sich im Ausgangskreis des Verstärkers 53 die Spannung

und infolgedessen ergibt sich im Ausgangskreis des Addierkreises 52 die Spannung EJ, die dann dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 17 zugeführt wird. In der Kathodenstrahlröhre wirkt die Korrekturkomponente der Spannung EJ der durch die Farbdifferenzspannungen g, r und b verursachten Fehlspannung zweiten Grades entgegen und beseitigt daher die durch die Farbdifferenzspannungen verursachten Helligkeitsfehler zweiten Grades im wiedergegebenen Bild.

Die gleiche Größe der Komponenten p und q der Farbenunterträgerwelle erhält man, wenn diese Komponenten folgende Werte haben:

2,03

q _

1,08

8,44

(20)

Diese Gleichung zeigt auch deutlich die Wirkung der gegenseitigen Kopplung der zur Überführung der Farbdifferenzspannungen dienenden Kanäle der Einrichtung 16, indem die Komponente q, die nur die rote Grundfarbe darstellen sollte, auch eine Zumisch ung an blauer Farbenspannung hat. Auch die Notwendigkeit der Verstärkungsfaktoren von 2,03 und i,oS für den blauen und den roten Farbenkanal ist aus dieser Gleichung offenbar.

Für eine ausgewählte Gruppe von Primärfarben sollen die Farbenspannungen E₁₁, E₁. und E_b folgende Zusammensetzung haben:

^Ea = £«' ~ 0,261p —0,552 q E₇. = EJ —0,261/) + 1,08(7
E_b = EJ + 2,03p.

(21)
(22)
(23)

Es wurde bisher angenommen, daß ein Wert von y==2 ausreichend genau für die Berichtigung der durch die Farbdifferenzspannungen g, r und b verursachten Helligkeitsfehler zweiter Ordnung sei. In Wirklichkeit haben die für die Wiedergabe von farbigen Bildern verwendeten Dreistrahlkathodenröhren einen y-Wert von etwa 2,75. Versuche haben

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jedoch gezeigt, daß dieser Unterschied zwischen dem theoretischen und dem praktischen y-Wert vernachlässigbar ist, so daß die oben angegebene Lösung für alle praktischen Zwecke ausreicht.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß die Verstärker 51 und 53 aus der modulierten Unterträgerwelle eine durch die Gleichung (18) definierte Korrekturspannung ableiten. Die Verstärkung durch den Verstärker 51 entspricht dem Wert Z, der der Durchschnittswert der Quadratwurzel aus dem Nenner 2 EJIy der Gleichung (18) ist. Da die Modulationskomponenten p und q der Farbenunterträgerwelle die Stärke dieser Unterträgerwelle bestimmen und da die Ausdrücke p* ( ) und q² ( ) in Gleichung (18) einander gleich sind, bestimmt sich die Quadratwurzel aus dem Zähler der Gleichung (18) durch die Stärke der dem Verstärker 51 zugeführten Farbenunterträgerwelle. Durch Quadrierung der Ausgangsspannung des Verstärkers 51 in der Verstärkerröhre 53 erhält man die durch die Gleichung (18) bestimmte Korrekturspannung. Durch algebraische Addition dieser Spannung zur Spannung EJIy im Addierkreis 52 ergibt sich die berichtigte Helligkeitskomponente E_v'.

Es wurde in Verbindung mit Fig. 1 ausgeführt, daß die Gleichung für die Fehlerspannung im Nenner die Größe EJIy enthält, die die durch den Siebkreis 50 übertragene Helligkeitskomponente des zusammengesetzten Fernsehzeichens darstellt. Es wurde auch erwähnt, daß man diese Nennergröße bei normalen Betriebsbedingungen dadurch erhalten kann, daß man die Verstärkung des Verstärkers 51 so bemißt, daß sie im umgekehrten Verhältnis zu einer Größe Z steht, die dem Durchschnittswert von Quadratwurzel Ey¹If entspricht. Es kann nun manchmal wünschenswert sein, eine Spannung zu erhalten, die genauer der Helligkeitskomponente entspricht. Dafür gibt die Schaltung gemäß Fig. 2 eine Möglichkeit. Die den Teilen der Schaltung gemäß Fig. 1 entsprechenden Teile der Schaltung gemäß Fig. 2 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1.

Der Verstärker 70 ist im Gegensatz zum Verstärker 51 der Fig. i in üblicher Weise ausgebildet, also nicht so, daß seine Verstärkung mit der Größe Z in Beziehung steht. An den Verstärker 70 ist ein weiterer Verstärker 71 mit quadratischer Charakteristik angeschlossen, der ebenso ausgebildet sein kann wie der Verstärker 53 der Anordnung gemäß Fig. 1. Die Anordnung enthält ferner eine Spannungsteilerröhre 72. Diese Röhre enthält zwei Steuergitter, wobei die Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik des äußeren Steuergitters angenähert hyperbelförmig ist, so daß also die eine Koordinate der Charakteristik sich mit dem negativen Reziprokwert der anderen Koordinate ändert und die Ausgangsspannung der Röhre daher das negative Spiegelbild der Eingangsspannung ist. Da die Ausgangsspannung eines gewöhnlichen Modulators normalerweise das Produkt der den beiden Steuergittern zugeführten Spannungen ist, wird bei Zuführung einer negativen Spannung zum äußeren Steuergitter der Spannungsteilerröhre die Ausgangsspannung gleich der dem inneren Steuergitter zugeführten Spannung, geteilt durch die dem äußeren Steuergitter zugeführte Spannung. Wenn also dem äußeren Steuergitter der Röhre 72 über den Siebkreis 50 die Spannung 2 EJIy und dem inneren Steuergitter der Röhre über den Verstärker 71 das Quadrat der Größe der modulierten Unterträgerwelle zugeführt wird, so ergibt sich im Ausgangskreis der Röhre 27 die Spannung

2 E

die zum Addierkreis 52 gelangt. Diese Spannung ist genau die durch die Gleichung (18) definierte Korrekturspannung. Die Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2 stellen Empfänger dar, die mit einem Sender zusammenarbeiten, in welchem die Farbenunterträgerwelle so ausgebildet wird, daß dasjenige Glied der die modulierte Farbenunterträgerwelle darstellenden Gleichung, die das Produkt der Modulationskomponenten p Und q enthält, durch die im Empfänger erzeugte Korrekturspannung ausgeschieden werden kann. Um dasselbe Ergebnis bei der üblichen Farbenunterträgerwelle zu erreichen, bei der die große und kleine Achse der den geometrischen Ort der Helligkeitsfehler darstellenden Ellipse mit den Achsen der Vektoren p' und q' nicht zusammenfällt, ist es erforderlich, die Ellipse um einen Winkel Φ zu verdrehen, bis die große und die kleine Achse mit den Vektoren p' und q' zusammenfallen und dann den gegenseitigen Größenbereich der Vektoren p' und q' so zu ändern, daß die Ellipse zu einem Kreis wird. Es ist nun möglich, den Empfänger so auszubilden, daß er beim Empfang einer üblichen Farbenunterträgerwelle mit den bei der Phasenlage 0° und bei der Phasenlage 90⁰ auftretenden Modulationskomponenten p' und q', die sich aus den Gleichungen

ρ =

2,03

ergeben, die Größe der Vektoren p' und q' so regelt und sie um einen solchen Winkel Φ verdreht, daß man die in Verbindung mit der Fig. 1 besprochene geänderte Farbenunterträgerwelle erhält, bei der der geometrische Ort der Helligkeitsfehler ein Kreis ist. Fig. 3 zeigt eine hierzu geeignete Anwendung des Empfängers gemäß Fig. 1. Diejenigen Teile dieser Einrichtung, die identisch mit den entsprechenden Teilen der Anordnung gemäß Fig. 1 sind, sind nlit denselben Bezugszeichen versehen wie dort.

Es ist zweckmäßig, vor der näheren Erläuterung des Aufbaues und der Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 3 den Winkel Φ zu bestimmen, um den die übliche Farbenunterträgerwelle verdreht werden muß, damit das das Produkt der Modulationskomponenten p und q enthaltende Glied der diese Trägerwelle darstellenden Gleichung 0 wird. Die übliche Farbenunterträgerwelle S₁ mit den gegenüber einer Bezugsphase phasenverschobenen Modulationskompo-

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nenU'ii P₁ und I]₁ kann durch folgende Gleichung ausgedrückt, werden:

S₁

>! cos ο t -}- f/, sin o) t.

Wenn man die durch diese Gleichung ausgedrückte Schwingung durch zu einer anderen, entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel Φ verdrehten Achse gehörige Koordinaten definiert, so erhält man folgende Schwingung .S':

.S' ~- ρ cos (ω t - - Φ) -f- q sin (ω t — Φ) . (25)

Der physikalische Sinn dieser Verdrehung der Farbenunterträgerwelle besteht in der Verdrehung der Vektoren />' und q' in der Weise, daß die große und die kleine Achse der obenerwähnten Ellipse mit einem neuen Vektorpaar p und q zusammenfällt. Eine derartige Verdrehung kann beispielsweise durch Verdrehung der örtlich erzeugten Farbenunterträgerwelle um den Winkel Φ gegenüber der modulierten Farbenunterträgerwelle bewirkt werden. Aus der gegenseitigen geometrischen Beziehung der Glieder der Gleichungen (24) und (25) ergeben sich folgende Gleichungen:

/), ■— p cos Φ — q sin Φ , (26)

= ρ sin Φ -(- q cos Φ .

(27)

Durch ICinsetzen der durch die Gleichungen (26) und (27) gegebenen Werte für />, und q_x in die Gleichung (24) und bei Reihenentwicklung erhält man für Φ folgende Gleichungen:

tan 2 0 -----

T —" U"

Φ --■- arc tan

T — L⁷ '

(28)

(29)

in welchen /', T
der Größen />'-,

und U die Multiplikationsfaktoren ) q und q" in der in Verbindung mit Fig. ι durchgeführten Reihenentwicklung [vgl. Gleichung (n)J sind. Mit Hilfe der Verdrehung um den Winkel Φ können aus den Modulationskomponeiiten />' und q' der Farbenunterträgerwelle die Modulationskoinponenten p und q abgeleitet werden, bei deren Verwendung das das Produkt aus p und q enthaltende Glied verschwindet und durch die in Verbindung mit Fig. 1 besprochene Quadrierung der die Größen p'~ und q- enthaltende Wert für die Fehlerspannung erhalten werden kann.

Da die Anordnung gemäß Fig. 3 für eine in üblicher Weise ausgebildete Farbenunterträgerwelle bestimmt ist, ist der Synchrondemodulator 63 _b mit dem Verstärker 64(, verbunden, und der Spannungsvereiniger für die Ausscheidung der blauen Teilspannung aus dem roten Zeichenkanal ist weggelassen. Dafür enthält die Anordnung gemäß Fig. 3 zwei andere Spannungsvereiniger 74 und 75, die aus je einer Doppeltriode 76 und 77 bestehen. Die beiden Steuergitter der Röhre 77 sind über je einen Spannungsteiler 79 und 81 an die Ausgangskreise der Verstärker 6/\_a und 64₆ angeschlossen. Das eine Steuergitter der Röhre 76 ist über einen Spannungsteiler 78 ebenfalls an den Ausgangskreis des Verstärkers 64,, angeschlossen, während das andere Steuergitter dieser Röhre mit einer Spannungsquelle -\-C in Verbindung steht. Die dem letztgenannten Steuergitter zugeordnete Kathode der Röhre 76 ist über einen Spannungsteiler 80 an den Ausgangskreis des Verstärkers 64_b angeschlossen und über einen Widerstand 88 geerdet. Die Anoden der Röhren 76 und 77 sind über die Widerstände 82 und 83 mit einer positiven Spannungsquelle -\-B verbunden und stehen überdies über Dioden 84 und 86 mit den beiden Eingangskreisen des Verstärkers 51 in Verbindung. Die Kathoden der Dioden 84 und 86 sind über Widerstände 85 und 87 geerdet. Die Dioden 84 und 86 stellen zusammen mit ihren Arbeitswiderständen 85 und 87 einen vereinfachten Verstärker mit quadratischer Charakteristik dar, in dessen Ausgangskreis das Quadrat der Eingangsspannung erscheint. Die Polarität der Dioden hängt natürlich von der Polarität der Ausgangsspannungen der Röhren 76 und ηη ab. Die

I 8^

Verstärkung des Verstärkers 51 beträgt - - -. Der Verstärker 51 ist an einen Eingangskreis des Addierkreises 52 angeschlossen, dessen anderer Eingangskreis mit dem Siebkreis 50 verbunden ist.

In den Ausgangskreisen der Verstärker 64,, und 64,, ergeben sich die gegeneinander um 90⁰ phasenverschobenen Modulationskomponenten ^₁ und P₁ der üblichen Farbenunterträgerwelle. Die Gleichungen (26) und (27) zeigen das Verhältnis zwischen den erwünschten Modulationskomponenten p und q und den verfügbaren Modulationskomponenten P₁ und q_v Diese Gleichungen können in folgende Formen umgeschrieben werden:

cos 2 Φ — sin 2 Φ
cos 2 Φ

sin Φ

COS 2 Φ

(30)

\cos Φ-sin Φ tan Φ

tan Φ

Λ I ' 1 1 «^f^ /7ϊ fin /Λίπη /"/i

(Si)

In Kenntnis des durch die Gleichung (29) definierten Wertes von Φ können die Gleichungen (30) und (31) gelöst und in eine Form gebracht werden, in welcher die Multiplikationsfaktoren der Größen P₁ und q_x in beiden Gleichungen zu Brüchen werden. Die Spannungsteiler 78 bis 81 werden entsprechend diesen Brüchen eingestellt, und zwar erfolgt die Einstellung des Spannungsteilers 78 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe ^₁ in der Gleichung (31) darstellenden Bruch und die Einstellung des Spannungsteilers 81 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe P₁ in der Gleichung (31) darstellenden Bruch, während der Spannungsteiler 79 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe q₁ in der Gleichung (30) darstellenden Bruch und der Spannungsteiler 80 entsprechend dem den Multiplikationsfaktor der Größe p_t in der Gleichung (30) darstellenden Bruch eingestellt wird. Der Spannungsvereiniger 74 bewirkt eine algebraische Addition der Glieder der

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Gleichung (31) und ergibt in seinem ,Ausgangskreis eine der Größe q entsprechende Spannung, während der Signalvereiniger 75 durch algebraische Addition der Glieder der Gleichung (30) eine der Größe p entsprechende Spannung liefert. In den Ausgangskreisen der Dioden 84 und 8,6 erhält man dann den Größen p₂ und q^ entsprechende Spannungen, die im Verstärker 51 durch den Faktor. Z. dividiert werden, um die durch die Gleichung (18) bestimmte Korrekturspannung zu erhalten. Die Korrekturspannung wird dann im Addierkreis 52 der über den Siebkreis 50 zugeführten Helligkeitskomponente der zusammengesetzten Fernsehzeichenspannung zugesetzt.
Die Anordnung gemäß Fig. 3 verwandelt die Modulationskomponenten P₁ und q₁ der. modulierten Farbenunterträgerwelle in die Modulationskomponenten p Und q, um auf diese Weise das Produkt aus den beiden letztgenannten Modulationskomponenten in der Korrekturspannung für die Beseitigung der Helligkeitsfehler zweiten Grades auszuschalten und nur die Glieder p₂ und q.₂ zurückzubehalten. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, welche die Erreichung dieses Zieles ohne den Umweg über die Ableitung der Modulationskomponenten P₁ und q₁ und ihre Umwandlung in die Modulationskomponenten p und q ermöglicht. Die den Teilen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile der Fig. 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort. Zwecks Vereinfachung der Erläuterung der Anordnung und ihrer Wirkungsweise sei angenommen, daß die Farbenunterträgerwelle die durch die Gleichung (24) definierte Form habe.

! * In der Einrichtung gemäß Fig. 4 sind an den Generator 66 ein Verstärker 89 für die zweite Oberwelle, ein Phasenschieber 90 und ein aus einer Pentode 92 bestehender Modulator 91 angeschlossen. Der Ausgangskreis eines Verstärkers 70 ist über den Widerstand 93 an das innere Steuergitter der Röhre 92 angeschlossen, während das äußere Steuergitter der Röhre über einen Widerstand 94 und einen Spannungsteiler 95 mit dem Phasenschieber 90 verbunden ist. Die Kathode der Röhre ist über einen Widerstand 96 geerdet, ihr Schirmgitter ist an eine Spannungsquelle -\-Sc angeschlossen, und ihre Anode steht über die Wicklung 97 eines Transformators 98 mit der Spannungsquelle + B in Verbindung. An die Sekundärwicklung 99 des Transformators 98 sind die Anode und ■ — über die Parallelschaltung eines Widerstandes 101 und eines Kondensators 102 — die Kathode einer Diode 100 angeschlossen. Der Verbindungspunkt der Wicklung 99 und des Widerstandes 101 ist geerdet, und die Kathode der Diode 100 steht über einen Spannungsteiler 72 mit einem Eingangskreis des Addierkreises 52 in Verbindung. Der den Transformator 98 enthaltende Kreis ist so abgestimmt, daß er nur Spannungen durchläßt, deren Frequenz etwa 3,9 MHz beträgt. .

Der Zweck der Teile 89, 90 und 91 besteht darin, eine durch die Gleichung (24) definierte Farbenunterträgerwelle in eine durch die Gleichung (25) definierte zu verwandeln, deren Größe quadriert werden kann, ohne daß sich hierbei ein das Produkt der Modulationskomponenten p und q enthaltendes Glied ergibt. Eine solche Umwandlung erfordert die Änderung der Phase, der Zusammensetzung und der Größe der Modulationskomponenten. Es ist bekannt, daß ein Modulator, dem neben der modulierten Farbenunterträgerwelle eine örtlich erzeugte Schwingung geeigneter Größe und Phase und der doppelten Frequenz der modulierten Farbenunterträgerwelle zugeführt wird, eine der Gleichung (25) entsprechende Schwingung , erzeugt. Zu diesem Zwecke wird durch den Verstärker 89 die zweite Oberwelle der durch den Generator 66 erzeugten Schwingung verstärkt und nach entsprechender Änderung der Phase durch den Phasenschieber 90 und ihrer Größe durch den Spannungsteiler 95 dem äußeren Steuergitter des Modulators 92 zugeführt. Bei Zuführung der modulierten Farbenunterträgerwelle zum inneren Steuergitter des Modulators 92 ergibt sich dann in dem die Diode 100 enthaltenden Kreis die durch die Gleichung (25) definierte geänderte Farbenunter tr ägerwelle.

Das Verhältnis des Ausgangsstromes eines Modulators zur zugeführten Spannung kann als eine Funktion der Amplitude und der Phase der dem äußeren Steuergitter zugeführten zweiten Oberwelle und als eine Funktion der gegebenen Übertragungscharakteristik des Modulators ohne zugeführte zweite Oberwelle ausgedrückt werden. Es gilt also die Gleichung:

m — f (I -\- d cos 2 ω t -\- h sin 2 ω t) , (32)

in welcher d und h die bei der Frequenz der zweiten Oberwelle erforderliche Modulationstiefe der gegeneinander um 90⁰ versetzten Modulationskomponenten ist. Die Gleichung (32) enthält auch ein Glied, das die für die zweite Oberwelle erforderliche Überlagerungsverstärkung im Modulator 92 angibt.

Die Ausgangsspannung der Modulatorröhre 92 ist eine Funktion des Produktes der durch die Gleichung (24) definierten Spannung und des durch die Gleichung (32) definierten Modulationsvorganges. Diese Ausgangsspannung kann durch den Anodenstrom der Röhre 92 ausgedrückt werden. Wenn man die Ströme höherer Frequenz, die durch den Transformator 98 nicht übertragen werden, vernachlässigt, erhält man für diesen Strom folgende Gleichung:

= f

sin*,*

(33)

Wenn dieser Strom i einen Arbeitswiderstand R_a durchfließt, der sich aus dem Widerstand im Anodenkreis der Röhre 92 und im Kreis der Diode 100 zusammensetzt, und nur Frequenzen in Betracht gezogen

werden, die erheblich niedriger als sind, so ergibt

sich im Ausgangskreis der Diode 100 die Spannung:

e_n =

R_n

(34)

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Der aus der Gleichung (33) bestimmbare Wert von Ϊ- kann in die Gleichung (34) eingesetzt werden, um einen zur Fehleivjxmr.nng E_x in Beziehung stehenden Ausdruck zu erhalten. Eine solche Gleichung erhält nach entsprechender Gruppierung ihrer Glieder folgende Form:

^f~

Pi² (■

l +

^Α"Λ

p_iqt (h — d)

Wenn die Spiinming c„ gleich der Fehlerspannung E₃ ist, dann müssen dii: Koeffizienten P₁-, P₁ q₁ und ^₁ ² in der Gleichung (35) gleich den durch die Gleichungen (28) und (29) definierten Gliedern T, P und Γ7 werden. Nach entsprechenden Vereinfachungen ergibt sich die übiTlageningsverstärkiing des Modulators 92 zu

wodurch die Modulationstiefen d und h definiert sind. Wenn der Modulator 92 eine solche Verstärkung aufweist und die ihrem äußeren Steuergitter zugeführte zweite Oberwelle in ihrer Größe und Phase gemäß den Werten 1/ und Ii geregelt wird, so ergibt sich im Ausgangskreis der Diode 100 eine Spannung, die nur die Glieder />- und </'- enthält, dagegen vom Produkt dieser beiden Modulationskompoiienten frei ist. Auf diese Weist· erhält man dann im Spannungsteiler 72 eine Korreklurspanming, wie sie durch die Gleichung (18) definiert ist.

Die Voraussetzung für die beschriebene Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 4 war eine durch die Gleichung (24) definierte Farbcnunterträgerwelle. Wenn jedoch die Reihenfolge der Modulationskompoiienten P₁ und (J₁ bei jedem Teilbildwechsel geändert wird, so ist diese Voraussetzung nur während jedes zweiten Teilbildes gegeben, während für die andere (!nippe von Teilbildern eine andere Gleichung ähnlicher Art gilt. Aus diesem Grunde muß daher in diesem Füll die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung zur Änderung der Farbenunterträgerwelle verdoppelt werden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Hier entspricht also jedem der Teile 90, 91 und 100 der Anordnung gemäß Fig. 4 ein Paar von Teilen 90,,, 90,, bzw. 91,,, 91,, bzw. ioo„, ioo,,. Diese Teile bilden zwei Kanäle 9°ii. 9¹H ^U11(l ¹⁰⁰Ci bzw. 9O₁,, 9i₆ und ioo₆, die an je einen Ausgangskreis eines elektronischen Umschaltors 104 angeschlossen sind, dessen Eingangskreise mit dem Steuerkreis 91 und mit dem Verstärker 89 für die zweite Harmonische der durch den Generator 66 erzeugten Schwingung verbunden sind. Die beiden Kanäle sind entsprechend den beiden Formen der -modulierten Farbeminterträgerwelle bemessen, und der Umschalter schaltet die beiden Kanäle bei jedem Teilbild abwechselnd an den Verstärker 89.

Obzwar die Erfindung in Verbindung mit der Berichtigung von Helligkeitsfehlern zweiter und höherer Ordnung in mit konstanter Helligkeit arbeitenden Farbfernsehempfängern beschrieben wurde, ist sie keineswegs auf fliese Anwendung beschränkt. Sie kann vielmehr auch bei Verwendung von Helligkeits- und Farbenkomponenten anderer Zusammen-

fio Setzung mit Vorteil zur Beseitigung von Helligkeitsfehlern sowie gegebenenfalls zum Ersatz der störenden Helligkeitsfehler durch erheblich weniger störende Farbenfehler verwendet werden. In seiner allgemein- I + A + *²

(35)

sten Form besteht der Erfindiingsgedanke in der Einschaltung eines nichtlinearen Gliedes in den Zeichenkanal für die Farbenunterträgerwelle, um aus der Farbenunterträgerwelle Korrekturspannungen für die Berichtigung der durch die Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle bewirkte Beeinflussung der Helligkeit des durch eine nichtlinear arbeitende Bildwiedergabevorrichtung wiedergegebenen Bildes abzuleiten.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum farbigen Fernsehen mittels eines Fernsehzeichens, welches aus einer die Helligkeit der Bildpunkte bestimmenden Helligkeitskomponente und einer die Farbe der Bildpunkte bestimmenden, durch eine mit den Grundfarbenspannungen modulierte Farbenunterträgerwelle gebildeten Farbenkomponente besteht, wobei diese beiden Komponenten im Empfänger über getrennte Zeichenkanäle geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger aus der modulierten Farbenunterträgerwelle eine die nichtlineare Helligkeitscharakteristik der Bildwiedergabevorrichtung ausgleichende Korrekturspannung abgeleitet und der Helligkeitskomponente des Fernschzeichens zugesetzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierte Farbenunterträgerwelle einer Übertragungseinrichtung mit nichtlinearer Charakteristik zugeführt wird, die aus den Modulationskomponenten der Farbcnunterträgerwelle eine Korrekturspannung erzeugt, welche dem Unterschied zwischen der lediglich durch die Helligkeitskomponente des Fernsehzeichens und der durch die Helligkeitskomponente zusammen mit der Farbenkomponente hervorgerufenen Bildpunkthelligkeit entspricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie aus der modulierten Farbenunterträgerwelle eine dem Quadrat ihrer Modulationskomponenten proportionale Spannung ableitet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungs- \'orrichtung eine Modulatorröhre mit zwei Steuergittern enthält und die modulierte Farbenunterträgerwelle beiden Steuergittern zugeführt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektlirspannung aus der dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionalen Spannung durch Teilung dieser Spannung durch eine der die Helligkeitskomponente darstellenden Spannung proportionale Spannung erzeugt wird.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionale Spannung dem inneren Steuergitter einer Mehrgitter-Modulatorröhre zugeführt wird, deren äußerem Steuergitter eine der die Helligkeitskomponente darstellenden Spannung proportionale Spannung mit negativer Polarität aufgedrückt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Übertragungsvorrichtung aus zwei Doppeltrioden und an diese angeschlossenen Dioden besteht, wobei die Doppeltrioden über Spannungsteiler an die zur Ableitung der Modulationskomponenten der modulierten Farbenunterträgerwelle dienenden Demodulatoren angeschlossen und diese Spannungsteiler so bemessen sind, daß jeder Doppeltriode die zur Bildung der Korrekturspannung erforderlichen Anteile an den Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle zugeführt werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionale Spannung durch Überlagerung einer einer Oberwelle der modulierten Farbenunterträgerwelle entsprechenden unmodulierten Schwingung über die modulierte Farbenunterträgerwelle erzeugt wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8 für Fernsehempfänger, in welchen die Reihenfolge der Ableitung der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle bei jedem Teilbildwechsel geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der dem Quadrat der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle proportionalen Spannung zweifach vorhanden ist und die zweite Harmonische der unmodulierten Überlagerungsschwingung diesen beiden Vorrichtungen im Takte des Wechsels der Reihenfolge der Ableitung der Modulationskomponenten der Farbenunterträgerwelle abwechselnd zugeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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