DEN0007220MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 22. Mai 1953 Bekanntgemacht am 10. November 1955
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung bezieht sich auf ein Multiplexübertragungssystem zur Übertragung von Fernsehbildern,
z. B. Farbfernsehbildern, oder ähnlichen zeilenweise abgetasteten Bildern, bei dem auf der Empfangsseite
zum Trennen der für die Übertragung verwendeten Signale ein mit Zeilen-, Raster- oder Bildfrequenz
schaltender Farbschalter oder eine Hilfsträgerwelle bzw. ein Punktierungssignal geeigneter Form, Frequenz
und Phase nicht erforderlich ist.
ίο Bei Multiplexübertragungssystemen für drei Fernsehsignale beansprucht das Hauptsignal, z. B. das Helligkeitssignal, meist den größeren Teil der verfügbaren Bildfrequenz-Bandbreite. Das erste Nebensignal,
ίο Bei Multiplexübertragungssystemen für drei Fernsehsignale beansprucht das Hauptsignal, z. B. das Helligkeitssignal, meist den größeren Teil der verfügbaren Bildfrequenz-Bandbreite. Das erste Nebensignal,
z. B. ein Farbsignal, ist auf eine Hilfsträgerwelle mit einem oder zwei ganzen Seitenbändern oder Teilen
von Seitenbändern aufmoduliert und liegt völlig außerhalb des Frequenzbereiches des Hauptsignals. Das
zweite Nebensignal, gleichfalls ein Farbsignal, ist auf eine Hilfsträgerwelle mit einem oder zwei ganzen
Seitenbändern oder Teilen von Seitenbändern aufmoduliert, liegt völlig oder teilweise in dem für das
erste Nebensignal erforderlichen Frequenzbereich, liegt aber auch völlig außerhalb des Frequenzbereiches des
Hauptsignals. Der Frequenzabstand zwischen den beiden Hilfsträgerwellen muß dann vorzugsweise ein
ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz
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betrage p. Bekanntlich werden ja nirlit sämtliche Frequenzen
für ein Fernsehsignal in gleichem Maße verwendet.
Kiiie A1IaIySc des Videosignals, wie es durch
zeilenweise Abtasten d( s Hildes erhalten wird, zeigt
nämlich, daß sich dl·· E.kTgie des Signals größtenteils
bei in der Uingcbuuj.; der Harmonischen der Zeilenfrequenz
liegenden Frequenzen konzentriert.
Lieg! die l'"re<]iien/, einer Hilfsträgerwelle zwischen
zwei Frequenzen, von denen eine gleich der Summe
ίο oder dem Unterschied der Frequenz der anderen Hilfsträgerwelle
und einer Hannonischen der Zeilenfrequenz ist und die andere gleich der Summe oder dem Unterschied
der Frequenz der anderen llilfsträgerwelle und einer nächsten Harmonischen der Zeilenfrequenz ist,
so fallen die am stärksten besetzten Frequenzbereiche einer modulierten Hilfstiägeiwelle gel ade in die am
wenigsten besetzten Bereiche der anderen modulierten llilfsträgerwelle. Die von einer modulierten Hilfsträgerwelle
bei (\<·γ Wiedergabe des auf die andere
ao llilfsträgerwelle aufniodulierten Signals herbeigeführte
Störung wird, wenn das Zeilenraster aus einer ungeraden Zeilenzahl aufgebaut ist, in aufeinanderfolgenden
Bildern von gerade entgegengesetztem Vorzeichen sein. Die Störung wird daher in dem von dem auf die
andere Hilfst ι ägei welle aufniodulierten Signal erzeugten
Bild neutralisiert. Genaugenommen trifft dies nur zu, wenn ein stillstehendes Bild übertragen wird.
1st die Bildfrequenz nicht zu niedrig, so ist dies aber auch annähernd für bewegte Objekte der Fall, denn
infolge der Trägheit des Auges, welches sich auf Mittelwerte in der Zeit einstellt, wird der Einfluß der
Störungen optisch nahezu neutralisiert. Ohne weitere Maßnahmen darf das Hauptsignal frequenzmäßig
nicht die untere Grenze des von den beiden auf Hilfsträgerwellen modulierten Signalen beanspruchten Frequenzbereiches
übersteigen.
Um möglichst viele Details im schließlich erzeugten Bild wahrnehmen zu können, wird man aber trotzdem
das verfügbare Frequenzband für das Hauptsignal möglichst breit wählen wollen.
Das System nach der Erfindung kommt diesem Wunsch entgegen und weist das Kennzeichen auf, daß
die 1 lilfsträgerwellen Frequenzen aufweisen, die das
;; I ' -fache bzw. das m \ ' " -fache der Zeilen-I
-1
frequenz sind, wobei ii und m ganze Zahlen sind und
/■gleich 1 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich
der beiden Nebensignale zusammenfällt, und /ι· gleich 2 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich
nur eines dieser Nebensignale zusammenfällt. Das System nach der Erfindung und der Sender und
der Empfänger für dieses System werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
!'"ig· ι zeigt das Frequenzspektrum dreier Fernsehsignal··
im Übertragungsweg;
Fig. 2 zeigt das Frequenzspektrum der drei Fernsehsignale
an der Senderseite;
F'ig. 3 zeigt das Frcquenzspektrum dreier Fernsehsignale
an der Senderseite nach dem System der Erfindung;
Fig. 4 zeigt eine schematisclie Ausführungsform
eines Sendeis für ein System nach der Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine schematische Ausführungsform eines mit dem Sender nach Fig. 4 zusammenwirkenden
Empfängers, und
Fig. 6 zeigt das Frequenzspektrum dreier Fernsehsignal·'
an der Senderseite, gleichfalls für ein System nach der Erfindung.
In Fig. ι ist das Frequenzspektrum dreier Fernsehsignale
in einem sich zwischen den Frequenzen f{ und
f., erstreckenden Frequenzübertragungsband dargestellt.
Ein solches Frequenzspektrum entsteht bei der Modulierung einer Trägerwelle fa mit drei Signalen,
die sich über Frequenzbänder von ο bis fa, von fa bis
fh, und von fhi bis fb erstrecken, wie es in Fig. 2
dargestellt ist, und bei teilweiser Unterdrückung des unteren Seitenbandes.
Das Hauptsignal erstreckt sich bis zur Frequenz /"„;
das zweite Signal zwischen den Frequenzen f„ und f,„ ist durch Modulierung eines zweiten Videosignals
auf eine Hilfsträgerwelle mit einer Frequenz fhl mit
einem sicli bis fa erstreckenden unteren Seitenband
und einem sich bis /",,, erstreckenden oberen Seitenband
entstanden, und das dritte Signal ist zwischen den Frequenzen fhi und fb durch Modulierimg eines
dritten Videosignals auf eine Hilfsträgerwelle mit einer Frequenz fh„ mit einem sich bis fhi erstreckenden
unteren Seitenband und einem sich bis fh erstreckenden
oberen Seitenband entstanden. Der Frequenzabstand zwischen den beiden Hilfsträgerwellcn beträgt
ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz, was zur Folge hat, daß Störungen infolge des
dritten Videosignals im Bild des zweiten Videosignals, und umgekehrt, für das Auge nahezu neutralisiert
werden.
Soll das Hauptsignal einen höher informativen Wert enthalten, so muß es sich weiter als bis zur Frequenz
f„ erstrecken, wobei dann aber eine Überlappung des vom Hauptsignal beanspruchten Frequenzbereiches
und der von den beiden anderen Signalen beanspruchten Frequenzbereiche auftritt.
In Fig. 3 ist das Frequenzspektrum des zu übertragenden Signals dargestellt, falls das Hauptsignal
sich über das ganze verfügbare Frequenzband, also von einer Frequenz ο bis fbl erstreckt.
Die beiden anderen Videosignale sind wieder auf zwei Hilfsträgenvellen aufmoduliert, deren Frequenzabstand
ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz beträgt.
Um zu erreichen, daß die Energiekonzentration der drei Signale sich gegenseitig möglichst wenig stören,
wird die Frequenz der einen Hilfsträgerwelle gleich
dem η + ---fachen der Zeilenfrequenz und die Frequenz
der anderen Hilfsträgerwelle gleich dem m -|- — -fachen
der Zeilenfrequenz gewählt, wobei η und m ganze
Zahlen sind.
Nach etwaiger Modulierung auf eine Trägerwelle fd
an der Senderseite und Demodulierung an der Empfangsseite wird im Empfänger das Signal nach Fig. 3
zurückerhalten.
Im erwähnten Falle, daß das Hauptsignal sich bis zu der Frequenz fb erstreckt, kann das Gesamtsignal
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N 7220 YUlal21a'
gemäß Fig. 3 ζ. B. einer Steuerelektrode einer Bildröhre und gleichzeitig zwei selektiven Demoduliervorrichtungen
zugeführt werden, von denen eine auf die Frequenz fhl und die andere auf die Frequenz fhs
abgestimmt ist.
Die Ausgangssignale dieser Demoduliervorrichtungen können jeweils den Steuerelektroden von zwei
weiteren Bildröhren zugeführt werden.
Von jeder Bildröhre werden dann außer dem auf der betreffenden Bildröhre gewünschten Signal auch
von den beiden anderen Signalen herrührende Störungen wiedergegeben. So erscheinen auf der Bildröhre
für das Hauptsignal von den beiden Nebensignalen herrührende Störungen. Diese Störungen sind aber
durch geeignete Wahl der Frequenz der Hilfsträgerwellen um 900 gegenüber den Störungen im vorherigen
Bild phasenverschoben und daher nach vier Bildern neutralisiert, wenn das Zeilenraster, wie üblich, aus
einer ungeraden Zeilenzahl aufgebaut ist.
Dieses Neutralisieren ist nur vollständig bei Übertragung eines stillstehenden Bildes, aber annähernd
auch bei bewegten Objekten, wenn die Bildfrequenz nicht zu niedrig ist.
Auf einer Bildröhre für ein Nebensignal treten von dem anderen Nebensignal und von dem Hauptsignal
herrührende Störungen auf. Die vom anderen Nebensignal herbeigeführten Störungen sind in zwei aufeinanderfolgenden
Bildern um 180° zueinander phasenverschoben, da der Frequenzabstand der beiden Hilfsträgerwellen
ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz beträgt. Diese Störungen sind daher
nach zwei Bildern neutralisiert.
Die vom Hauptsignal in zwei aufeinanderfolgenden Bildern herbeigeführten Störungen sind um 900 zueinander
phasenverschoben und daher nach vier Bildern neutralisiert.
In Fig. 4 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines Senders für das Multiplexübertragungssystem
nach der Erfindung im Blockschema dargestellt. Darin stellen die Vorrichtungen I, II und III Aufnahmekameras
dar, welche getrennt das Hauptsignal und die beiden Farbsignale erzeugen. Das von I herrührende
Hauptsignal wird einem Tiefpaßfilter F1 mit
einer Sperrfrequenz /"6 zugeführt.
Das Ausgangssignal der Vorrichtung II wird einem Modulator M1 zugeführt, in dem es auf eine Hilfsträgerwelle
mit der Frequenz fhl moduliert wird,
fachen der Zeilenfrequenz ist.
welche gleich dem η
Die Trägerwelle wird einer Vorrichtung O entnommen,
die einen dazu geeigneten Oszillator enthält, der durch die Zeilensynchronisierimpulse gesteuert wird. Die
mit dem Ausgangssignal der Vorrichtung II modulierte Hilfsträgerwelle wird einem Bandfilter F2 zugeführt,
dessen obere Sperrfrequenz höchstens gleich einer Frequenz f]u und dessen untere Sperrfrequenz
niedriger als die Frequenz fhl ist. Das Ausgangssignal
der Vorrichtung III wird einem Modulator M2 zugeführt, in dem es auf eine Hilfsträgerwelle mit der
Frequenz/",,, aufmoduliert wird, welche das η + — -fache
der Zeilenfrequenz beträgt. Auch diese Hilfsträgerwelle wird der Vorrichtung O entnommen.
Das Ausgangssignal des Modulators M2 wird einem
Bandfilter F3 zugeführt, dessen untere Sperrfrequenz wenigstens gleich der Frequenz fhl und dessen obere
Sperrfrequenz höher als die Frequenz /",,„ ist.
Die Ausgangssignale der drei Filter F1, F2 und F3
werden in der Vorrichtung A summiert.
Das Ausgangssignal von ^4 kann über eine Leitung
übertragen oder nach erfolgter Modulierung auf eine Hochfrequenzträgerwelle im Modulator M3 und erfolgter
Bandbreitenbeschränkung in einem Bandfilter F4 einer Senderantenne Z zugeführt werden, wie
es in Fig. 4 dargestellt ist.
Naturgemäß kann fn statt gleich dem η -\ fachen
der Zeilenfrequenz gleich dem η + — -fachen der Zeilen-
4 frequenz gewählt werden. Die Frequenz fh„ muß dann
aber gleich dem η -\ fachen der Zeilenfrequenz sein.
In Fig. 5 ist ein vereinfachtes Ausführuhgsbeispiel
eines Empfängers für das Multiplexübertragungssystem nach der Erfindung für den Empfang von
vom Sender nach Fig. 4 übertragenen Signalen im Blockschema dargestellt.
Das von einer Empfangsantenne R empfangene Signal wird der Demodulatorstufe DT zugeführt, an
deren Ausgang ein Signal nach Fig. 3 auftritt. Dieses Ausgangssignal wird einerseits einer Bildröhre BS1
und andererseits zwei Bandfiltern F6 und F6 zugeführt,
von denen F5 einen Durchlaßbereich zwischen f!h
und einer niedrigeren Frequenz als fhl, und F6 einen
Durchlaßbereich zwischen fhi und einer höheren
Frequenz als fha hat.
Das Ausgangssignal von F6 wird einem Demodulator
D1 zugeführt, der mit dem Filter Fn eine auf
die Trägerwelle fhl abgestimmte Demodulatorschaltung
bildet und das auf fhi aufmodulierte Signal
nebst von den beiden anderen Signalen herrührenden Störungen an eine Bildröhre BS2 liefert, in der diese
Störungen aber durch die erwähnte Wahl der Hilfsträgerwellenfrequenz
für das Auge nahezu neutralisiert werden.
Das Ausgangssignal von F6 wird einem Demodulator
D2 zugeführt, der mit dem Filter F6 eine auf die
Trägerwelle fhz abgestimmte Demodulatorschaltung
bildet und das auf f?h aufmodulierte Signal nebst
von den beiden anderen Signalen herrührenden Störangen an eine Bildröhre BS3 liefert.
Die Bilder der drei Bildröhren BS1, BS2 und BS3
können schließlich durch optische Mittel vereinigt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die
Ausgangssignale von DT, D1 und D2 den Steuerelektroden
einer Dreifarbenröhre zuzuführen.
Ein von einem Sender der an Hand von Fig. 4 beschriebenen Art übertragenes Signal kann ohne weitere
Hilfsmittel auch von einem normalen Schwarz-Weiß-Fernsehempfänger empfangen werden, vorausgesetzt,
daß die Zeilen- und Bildfrequenzen usw. für den Sender und den Empfänger gleich sind. An der Bildröhre
dieses Empfängers entsteht ein ähnliches Signal wie an der Bildröhre BS1 des Empfängers nach Fig. 5,
nämlich das Hauptsignal nebst den Störungen der beiden Nebensignale. Diese Störungen werden wieder
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Claims (4)
- N7220VIIIa/21arin vier Rildperioden neutralisiert, und das Hauptsignal enthält hinreichende Angaben zum Empfang eines sehr befriedigenden Bildes.Der an Hand von Fig. 5 beschriebene Empfänger eignet sich auch zum Empfang eines von einem normalen Schwarz-Weiß-Fernsehsender übertragenen Signals. Das Ausgangssignal der Demodulatorstufc /)'/' wird dann z. B. allen drei Bildröhren oder, im Falle einer Dreifarbenröhre, allen drei Steuerelektroden der Köhre zugeführt.W(MiH das Haupt signal sich nicht bis zur Frequenz fb zu erstrecken braucht, so kann der Frequenzbereich des Haupt signals zumindest teilweise mit dem Frequenzbereich nur eines der Nebensignalc zusammenfalleii. Ein solches Frequenzspektrum ist in Fig. 6 dargestellt.Nur das ausderHilfsträgerwelle mit der Frequenz fhi und seinen Seitenbändern bestehende Nebensignal veranlaßt dann Störungen im Haupt signal, so daß die I1Ve(JiIeHZ fhl gleich einem ungeraden Vielfachen der Hälfte der Zeilenfrequenz gewählt werden darf.Da der Frequenzunterschied der beiden Hilfsträgerwellen mit den Frequenzen fhl und fhs gleichfalls ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz beträgt, ist die Frequenz fhi ein Vielfaches der Zeilenfrequenz.PAT KN TA N SI· RÜCHE:i. Multij)lexiibertragungssystem zur Übertra-Rung von Fernsehbildern oder ähnlichen zeilenweise abgetasteten Bildern, bei dem für die Übertragung ein Haujitsignal und zwei je aus einer Ililfsträgerwelle und einem oder zwei ganzen Seitenbändern oder Teilen von Seitenbändern be-.stehende Nebensignale benutzt werden und der Frequenzabstand dieser Hilfsträgerwellen ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz beträgt und der Frequenzbereich eines Nebensignals völlig oder teilweise mit dem Frequenzbereich des anderen Nebensignals zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die HilfsträgerwellenFrequenzen aufweisen, die das η -)- -fache bzw.das m- -fache der Zeilenfrequenz sind, wobeiη und tn ganze Zahlen sind und k gleich 1 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich der beiden Nebensignale zusammenfällt, und k gleich 2 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich nur eines der Nebensignale zusammenfällt.
- 2. Sender für ein Multiplexübertragungssystem nach Anspruch 1, in dem zeilenweise abgetastete Fernseh- oder ähnliche Bilder in ein Hauptsignal und zwei je aus einer Hilfsträgerwelle mit einem oder zwei ganzen Seitenbändern oder Teilen von Seitenbändern bestehende Nebensignale umgewandelt werden, wobei der Frequenzabstand dieser Hilfsträgerwellen ein ungerades Vielfaches der Hälfte der Zeilenfrequenz beträgt und der Frcquenzbereich eines Nebensignals völlig oder teilweise mit dem Frequenzbereich des anderen Nebensignals zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsträgerwellen Frequenzen aufweisen,--fache derdie das n-\ fache bzw. das m +4 4Zeilenfrequenz sind, wobei η und in ganze Zahlen sind und k gleich 1 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich der beiden Nebensignale zusammenfällt, und k gleich 2 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich nur eines der Nebensignale zusammenfällt.
- 3. Empfänger für ein Multiplexübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei selektive Demodulatoren vorgesehen sind, von denen einer auf eine Frequenz gleich demη H fachen der Zeilenfrequenz und der andereh -I- 2auf eine Frequenz gleich dem m -\ fachen
- 4der Zeilenfrequenz abgestimmt ist, wobei η und w ganze Zahlen sind und k gleich 1 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich der beiden Nebensignale zusammenfällt, und k gleich 2 ist, wenn das Hauptsignal mit dem Frequenzbereich nur eines dieser Nebensignale zusammenfällt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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