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Die Synchronisierung einer Vorrichtung zur Zusammensetzung'eines Bildes, z. B. der Nipkowschen Scheibe, erfolgt am Empfänger häufig mit Hilfe der in dem Bildstrom enthaltenen Zeilenfrequenz, die durch das zeilenweise Abtasten des Bildes zustande kommt. Diese Zeilen- frequenz wird im allgemeinen noch verstärkt. indem das Bild zu beiden Seiten verdunkelt wird. so dass hier stets eine starke Abnahme der Amplitude erfolgt. Den vom Funkempfangsapparat aufgenommenen und verstärkten Bildstrom lässt man entweder direkt auf einen kleinen Synchronmotor wirken, der die Nipkowsche Scheibe zusammen mit einem Gleichstrommotor antreibt, oder man versucht, die Zeilenfrequenz vorher mit einem abgestimmten Schwingungskreis oder mit Hilfe einer Siebkette von dem übrigen Frequenzgemisch des Bildstromes zu trennen.
Wenn vom Sender ein stehendes Bild übertragen wird, dann verläuft der Bildstrom periodisch, u. zw. umfasst eine Periode den Strom eines ganzen Bildes. Die Analyse eines solchen Stromes ergibt, dass neben der Zeilenfrequenz noch geringere und höhere Frequenzen vorkommen, die sich nicht wesentlich von ihr unterscheiden. Infolge der unvermeidlichen Dämpfung aller frequenzscheidenden Mittel lassen sich diese benachbarten Frequenzen nur unvollkommen aussieben ; sie ergeben daher mit der Zeilenfrequenz eine Schwebung von stark wechselnder Amplitude. Das auf den Synchronmotor wirkende Drehmoment ist somit starken Schwankungen unterworfen, die sich ausserdem bei der Übertragung bewegter Bilder von Bild zu Bild ändern. Diese Schwankungen führen zu Pendelungen des Motors.
Wenn das Drehmoment einen Mindestwert unterschreitet, fällt der Synchronmotor aus dem Tritt, wodurch ein Umspringen der Bildphase bewirkt wird.
Ähnlich liegen die Dinge, wenn an Stelle einer mechanischen Bildzusammensetzungs- vorrichtung eine rein elektrische, wie z. B. die Braunsche Röhre, verwendet wird. Die Ablenkung des Kathodenstrahles erfolgt dann zweckmässig mit Hilfe erzwungener Kippschwingungen. Diese Schwingungen laufen wie ein Synchronmotor zu einer gegebenen Wechselspannung synchron, nur dass die Stabilitätsbedingungen wesentlich günstiger sind, ihre Frequenz kann auf einen beliebigen ganzzahligen Bruchteil der Frequenz der Steuerspannung eingestellt werden. Auch bei Verwendung von erzwungenen Kippschwingungen ist jedoch der Synchronismus unvoll- kommen, wenn die Frequenz der Steuerspannung schwankt.
Alle diese Mängel der beschriebenen Synchronisiermethode werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass der vom Sender am Ende jeder Zeile gleichzeitig mit dem Bildstrom übertragene Synchronisierimpuls am Empfänger mit Hilfe einer Kompensationsspannung von dem in dem Bildstrom enthaltenen Frequenzgemisch getrennt wird. Der Synchronisierimpuls muss zu diesem Zwecke grösser sein als der maximale Wert des Bildstromes. Die Kompensationsspannung ist mindestens gleich der maximalen Bildspannung und kleiner als die von dem Synchronisierimpuls erzeugte Spannung zu wählen. Die von dem Bildstrom getrennten Synchronisierimpulse enthalten alsdann nur die Zeilenfrequenz und höhere harmonische, auf keinen
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Der gewünschte Synohronisierimpuls wird am Sender am einfachsten in einer besonderen Photozelle erzeugt, die parallel zu der Photozelle zur Aufnahme des Bildstromes geschaltet wird.
In die Abtastscheibe am Sender werden zweckmässig neben den auf einer Spirale liegenden Löchern zur Bildabtastung noch Schlitze gestanzt, die sich auf einem Kreis befinden. Durch diese Löcher fällt am Ende jeder Zeile ein Lichtstrahl auf die zweite Photozelle und erzeugt hier einen kräftigen Synchronisierimpuls.
Dieser Synchronisierimpuls bewirkt, dass am Empfänger neben dem Bilde ein heller Strich erscheint. Wenn der Eindruck des Bildes nicht gestört werden soll, muss dieser Strich sehr schmal sein. Die Verwendung eines sehr kurzen Impulses macht aber Schwierigkeiten, da die Grundwelle der Zeilenfrequenz in einer derartigen Stromspitze nur schwach enthalten ist. Be-
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in Fig. 1 dargestellt. Die dem Bildstrom proportionale Spannung e arbeitet über einen Gleichrichter G auf einen Kondensator C, der in Reihe mit der Vorspannung Eg im Gitterkreis liegt.
Parallel zum Kondensator liegt noch grosser Widerstand R, der zu seiner Entladung dient.
Der Kondensator 0 wird von der Bildspannung nicht geladen, da ihr die Kompensationspannung E entgegenwirkt. Nur am Ende einer Bildzeile wird er von dem Synchronisierhnpu ! ? kurzzeitig stark aufgeladen. Da der Gleichrichter den Strom in der entgegengesetzten Richtung nicht hindurchlässt, so folgt die Kondensatorspannung nicht der Bildspannung. der Kondensator wird vielmehr während der folgenden Bildzeile langsam über den Widerstand R entladen.
Setzt man eine geradlinige Charakteristik der Elektronenröhre voraus, so hat der den Synchronmotor M speisende Anodenstrom den in Fig. 2 dargestellten exponentialen Verlauf. Während
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Die Grösse von k richtet sich nach dem Produkt C. R und kann durch C und R willkürlich eingestellt werden.
Die Amplitude der Grundwelle dieses Stromes ist :
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Sie hat für le = 17'7 ein Maximum : IQ max = 0#274 Imax (vgl. Fig. 3).
Der Widerstand R im Gitterkreis (Fig. 1) ist also so zu wählen, dass der Kondensator
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wird die an den Motor gelieferte sekundliche Energie :
N= 0-280 Watt.
Man erhält also mit dieser Anordnung etwa die 30 fache Energie wie bei einfacher Verstärkung des Synchronisierimpulses.
Für die Anordnung in Fig. 1 verwendet man der Einfachheit und Billigkeit wegen einen Trockengleichrichter (Kupferoxydul-oder Selengleichrichter). Das Verhältnis der Widerstände in der Durchlass- und Sperrichtung beträgt nach Grondahl und Geiger 1 : 10.000. Da die Wider-
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beide Widerstände dem inneren Widerstand der Spannungsquelle e anzupassen.
Die Verwendung einer Kompensationsspannung zur Trennung des Synchronisierimpulses von dem Bildstrom stösst auf Schwierigkeiten, wenn die Intensitätsschwankungen der Feldstärk !' am Empfänger gross sind. Das Verhältnis zwischen dem Synchronisierimpuls und dem maximalen
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Schwankungen am Empfänger lässt sich verringern, indem für einen Teil der Kompen : óations- spannung der Spannungsabfall der Gleichstromkomponente des Synchronisierimpulses verwendet wird. Man greift diese Spannung an einer Parallelschaltung von Kapazität und Widerstand im Anodenkreis ab. Damit der Spannungsabfall der Grundwelle des Wechselstromes recht klein wird. ist C ziemlich gross zu wählen (am einfachsten ein Elektrolytkondensator).
Wenn man mit diesem Spannungsabfall der Gleichstromkomponente die Rückkopplung oder eine Vorspannung oder einer Raumladespannung des Funkempfangsapparates oder des Verstärkers beeinflusst, so kann man auch den Einfluss der Intensitätsschwankungen auf die Helligkeit des Bildes herabsetzen.
Besonders vorteilhaft lassen sich die von der Bildspannung getrennten Synchronisierimpulse zur Steuerung von Kippvorrichtungen in Verbindung mit Braunschen Röhren verwenden. Es ist bekannt, dass erzwungene Kippschwingungen durch eine beliebige Wechselspannung in Synchronismus gebracht werden können. Dieser Synchronismus kommt aber immer auf Kosten der Phase zwischen der Steuerspannung und der erzwungenen Kippschwingung zustande.
Dies ist für Messzwecke ziemlich belanglos ; beim Fernsehen würde aber das Bild durch eine falsche Phaseneinstellung in zwei oder vier verschiedene nicht zusammenhängende Teile unterteilt werden. Diese Schwierigkeiten fallen fort, wenn die Kippvorrichtungen von den Synchronisierimpulsen gesteuert werden.
Es ist grundsätzlich möglich, mit den gleichen Synchronisierimpulsen die Bildablenkung und die Zeilenablenkung des Kathodenstrahles zu synchronisieren. Die Synchronisierbedingungen werden aber günstiger, wenn für die Zeilenablenkung am Ende jeder Zeile ein kurzer und am Ende eines Bildes ein langer Synchronisierimpuls etwa von der Länge einer Zeile übertragen werden. Wegen der grössenordnungsmässig verschiedenen Dauer dieser beiden Impulse ist es sehr leicht möglich, beide durch frequenzscheidende Mittel (z. B. eine Schaltung aus Widerstand und Kapazität) zu trennen. Mit den kurzen Impulsen wird dann die Spannung für die Zeilenablenkung, mit den langen Impulsen wird die Spannung für die Bildablenkung gesteuert.
Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Gl und G2 bezeichnen zwei Stromkippvorrichtungen, z. B. zwei Glimmlampen, BI und R2 sind zwei Elektronenröhren, über die der Kondensator Cl aufgeladen wird. Über. ssg wird der Kondensator C2 geladen.
Die Steuerung der erzwungenen Kippschwingungen erfolgt hier durchwegs durch Beeinflussung des Ladestromes. Die Zeilenablenkung wird durch die kurzen Impulse synchronisiert, die Bildablenkung durch die langen. Die von dem Bildstrom getrennten Synchronisierimpulse können die Kippvorrichtungen auch in jeder beliebigen andern, z. B. in der deutschen Patentschrift Nr. 488286 beschriebenen Weise steuern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernseh-Synchronisierungsverfahren, bei welchem mit jedem Zeilen-und Bildwechsel gleiche oder verschiedenartige Synchronisierimpulse übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Empfänger von den Zeilen-und (oder) Bildimpulsen erzeugte Spannung mit Hilfe einer Kompensationsspannung von der die Helligkeitsunterschiede vermittelnden Bildspannung getrennt wird.