<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
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
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
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-
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
EMI2.4
EMI2.5
EMI2.6
EMI2.7
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
EMI2.8
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 :
EMI2.9
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
EMI2.10
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-
EMI2.11
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
EMI2.12
<Desc/Clms Page number 3>
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.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
The synchronization of a device for composing an image, e.g. B. the Nipkow disk, is often carried out at the receiver with the help of the line frequency contained in the image stream, which comes about by scanning the image line by line. This line frequency is generally increased. by darkening the image on both sides. so that there is always a strong decrease in amplitude here. The image stream picked up and amplified by the radio receiver is either allowed to act directly on a small synchronous motor that drives the Nipkow disk together with a DC motor, or one tries to adjust the line frequency beforehand with a tuned oscillating circuit or with the help of a sieve chain from the remaining frequency mixture of the image stream separate.
If a still picture is transmitted by the transmitter, then the picture stream runs periodically, u. between a period comprises the stream of an entire image. The analysis of such a current shows that, in addition to the line frequency, there are also lower and higher frequencies that do not differ significantly from it. As a result of the inevitable attenuation of all frequency-dividing means, these neighboring frequencies can only be screened out incompletely; they therefore result in a beat of strongly changing amplitude with the line frequency. The torque acting on the synchronous motor is therefore subject to strong fluctuations, which also change from image to image when moving images are transmitted. These fluctuations cause the motor to oscillate.
If the torque falls below a minimum value, the synchronous motor falls out of step, causing the image phase to jump.
Things are similar when, instead of a mechanical picture composition device, a purely electrical, such as B. the Braun tube is used. The deflection of the cathode ray is then expediently carried out with the aid of forced tilting oscillations. Like a synchronous motor, these oscillations run synchronously with a given AC voltage, only that the stability conditions are much more favorable; their frequency can be set to any integer fraction of the frequency of the control voltage. Even with the use of forced breakover oscillations, however, the synchronism is imperfect if the frequency of the control voltage fluctuates.
All these shortcomings of the synchronization method described are eliminated according to the invention in that the synchronization pulse transmitted by the transmitter at the end of each line at the same time as the image stream is separated from the frequency mixture contained in the image stream with the aid of a compensation voltage. For this purpose, the synchronization pulse must be greater than the maximum value of the image current. The compensation voltage is to be selected to be at least equal to the maximum image voltage and less than the voltage generated by the synchronization pulse. The synchronization pulses separated from the image stream then contain only the line frequency and higher harmonics, to none
EMI1.2
<Desc / Clms Page number 2>
The easiest way to generate the desired synchronization pulse is in a special photocell on the transmitter, which is connected in parallel to the photocell to record the image stream.
In addition to the holes on a spiral for image scanning, slots are also punched into the scanning disc on the transmitter, which are located on a circle. At the end of each line, a light beam falls through these holes on the second photocell and generates a powerful synchronization pulse.
This synchronization impulse causes a light line to appear next to the image on the receiver. If the impression of the picture is not to be disturbed, this line must be very narrow. The use of a very short pulse causes difficulties, however, since the fundamental wave of the line frequency is only weakly contained in such a current peak. Loading
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
EMI2.4
EMI2.5
EMI2.6
EMI2.7
shown in fig. The voltage e proportional to the image current works via a rectifier G to a capacitor C which is in series with the bias voltage Eg in the grid circuit.
There is also a large resistor R in parallel with the capacitor, which is used to discharge it.
The capacitor 0 is not charged by the image voltage because it is counteracted by the compensation voltage E. Only at the end of a picture line is it activated by the Synchronisierhnpu! ? briefly strongly charged. Since the rectifier does not let the current through in the opposite direction, the capacitor voltage does not follow the image voltage. rather, the capacitor is slowly discharged through the resistor R during the following image line.
Assuming a straight characteristic of the electron tube, the anode current feeding the synchronous motor M has the exponential curve shown in FIG. While
EMI2.8
The size of k depends on the product C. R and can be set arbitrarily using C and R.
The amplitude of the fundamental wave of this current is:
EMI2.9
It has a maximum for le = 17'7: IQ max = 0 # 274 Imax (cf. Fig. 3).
The resistance R in the grid circle (Fig. 1) is to be chosen so that the capacitor
EMI2.10
the secondary energy delivered to the motor becomes:
N = 0-280 watts.
With this arrangement, about 30 times the energy is obtained as with simple amplification of the synchronization pulse.
A dry rectifier (copper oxide or selenium rectifier) is used for the arrangement in FIG. 1 for the sake of simplicity and cheapness. According to Grondahl and Geiger, the ratio of the resistances in the forward and blocked directions is 1: 10,000. Since the cons
EMI2.11
adapt both resistors to the internal resistance of the voltage source e.
The use of a compensation voltage to separate the synchronization pulse from the image current runs into difficulties when the intensity fluctuations of the field strength! ' are large on the recipient. The ratio between the sync pulse and the maximum
EMI2.12
<Desc / Clms Page number 3>
Fluctuations at the receiver can be reduced by using the voltage drop of the direct current component of the synchronization pulse for part of the compensation voltage. This voltage is tapped from a parallel connection of capacitance and resistance in the anode circuit. So that the voltage drop of the fundamental wave of the alternating current is quite small. if C is to be chosen quite large (the easiest way is an electrolytic capacitor).
If you use this voltage drop of the direct current component to influence the feedback or a bias voltage or a space charge voltage of the radio receiver or the amplifier, you can also reduce the influence of the intensity fluctuations on the brightness of the image.
The synchronization pulses, which are separated from the image voltage, can be used particularly advantageously to control tilting devices in connection with Braun tubes. It is known that forced relaxation oscillations can be brought into synchronism by any alternating voltage. This synchronism always comes about at the expense of the phase between the control voltage and the forced breakover oscillation.
This is quite irrelevant for measurement purposes; with television, however, incorrect phasing would divide the picture into two or four different non-contiguous parts. These difficulties are eliminated when the tilting devices are controlled by the synchronizing pulses.
It is fundamentally possible to synchronize the image deflection and the line deflection of the cathode ray with the same synchronization pulses. The synchronization conditions are, however, more favorable if a short synchronization pulse of approximately the length of one line is transmitted at the end of each line and a long synchronization pulse at the end of an image for the line deflection. Because the duration of these two pulses is of the order of magnitude, it is very easy to separate the two by frequency-dividing means (e.g. a circuit consisting of resistance and capacitance). The voltage for the line deflection is then controlled with the short pulses, the voltage for the image deflection is controlled with the long pulses.
An example of such an arrangement is shown in FIG. Gl and G2 designate two current tilting devices, e.g. B. two glow lamps, BI and R2 are two electron tubes through which the capacitor C1 is charged. About. ssg the capacitor C2 is charged.
The control of the forced tilting oscillations takes place here consistently by influencing the charging current. The line deflection is synchronized by the short pulses, the image deflection by the long ones. The synchronizing pulses, which are separated from the image stream, can also be used in any other desired, e.g. B. in the German Patent No. 488286 control manner.
PATENT CLAIMS:
1. Television synchronization method, in which identical or different types of synchronization pulses are transmitted with each line and picture change, characterized in that a voltage generated in the receiver from the line and (or) picture pulses is separated from the picture voltage conveying the differences in brightness with the aid of a compensation voltage becomes.