Verfahren zur Übertragung bzw. Verstärkung von einer Trägerfrequenz
aufgedrückten Wechselspannungen verschiedener Frequenz Die Erfudung betrifft ein
Verfahren zur Übertragung bzw. Verstärkung eines Frequenzbandes unter Benutzung
seiner Trägerfrequenz.Method for the transmission or amplification of a carrier frequency
Imposed alternating voltages of different frequencies
Method for the transmission or amplification of a frequency band using
its carrier frequency.
In der Fernbildübertragungstechnik, also beinelektrischen Fernsehen
und der Bildtelegraphie, wird die Vorlage punktweise übertragen und die den einzelnen
Bildelementen zugeordneten Helligkeitswerte nacheinander, vorwiegend unter Verwendung
lichtelektrischer Zellen, in elektrische Impulse umgesetzt. Dabei ergibt sich ein
äußerst breites Frequenzband, dessen oberste Grundfrequenz durch folgende Überlegungen
ermittelt werden kann: Bei der Übertragung werden nur solche Teile des Bildes mit
einer zum Erkennen notwendigen Deutlichkeit wiedergegeben, deren Abmessungen zumindest
gleich der Ausdehnung eines etwa durch den Querschnitt des abtastenden Lichtstrahles
definierten Bildelemnentes sind. Eine volle Periode des Photozellenstromes entsteht
durch die Abtastung von auf-@einanderfolgenden hellen und dunklen Bildelementen.
Diese obere Grenzfrequenz, welche weiterhin als Rasterfrequenz bezeichnet werden
soll, errechnet sich also als halbe Anzahl der in der Zeiteinheit abgetasteten Bildelemente.
Wenn man annimmt, daß die Vorlage Darstellungen mit scharfen Umrißlinien enthält,
nimmt die bei der Abtastung entstehende Stromkurve eine trapezförmige oder im Grenzfall
dreieckige Gestalt an. Bei einer Frequenzanalyse nach F o u r i e r ergibt sich,
da.ß höhere Harmonische, insbesondere die dritte Harmonische, darin merklich enthalten
sind. Je nach der angestrebten Güte des übertragenen Bildes werden diese Harmonischen
Berücksichtigung Enden müssen oder abgeschnitten werden können. Die untere Grenzfrequenz
ist beim Fernsehen im allgemeinen durch die Bildwechselzahl, d. h. die Anzahl der
in der Sekunde abgetasteten Bildflächen, gegeben; bei der viel langsamer arbeitenden
Bildtelegraphie ist sie oft nur wenig von Null verschieden, wenn größere Teile des
Bildes eine gleichmäßige Tönung aufweisen. Um die Schwierigkeiten, welche sich bei
der gleichmäßigen übertragung eines derart breiten Frequenzbandes in Kabeln und
Verstärkernentgegenstellen, zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, eine Hilfsträgerfrequenz
,einzuführen, welche mit den Bildsignalen moduliert wird. Man war bisher der Meinung,
daß diese Hilfsträgerfrequenz mindestens gleich dem Doppelten der Rasterfrequenz
sein müsse und benutzte zur Übertragung die Hilfsfrequenz samt den beiden bei der
Modulation gebildeten Seitenbändern. Wenn man die Rasterfrequenz mit F bezeichnet,
so ist für
die Hilfsträgerfrequenz nach obigem mindestens a F einzusetzen,
und die Seitenbänder erstrecken. sich demnach von F bis 3F; die Randfrequenzen
dieses Bildes verhalten sich wie r,: 3. Man kann entweder die Hilfsträgerfrequenz
vor dem Sender wieder aussieben und :nur die eigentliche Bildmodulationsfrequenz
übertragen und am Empfangsort gegebenenfalls eine neue Hilfsträgerfrequenz einführen,
oder man behält die Hilfsträgerfrequenz ,auf dem ganzen Übertragungswege bei. In
jedem Falle besteht jedoch der berechtigte Wunsch, den in Anspruch genommenen Frequenzbereich
möglichst schmal zu machen. In dieser Richtung bringt die vorliegende Erfindung
nun einen merklichen Fortschritt.In remote image transmission technology, i.e. in electronic television and image telegraphy, the original is transmitted point by point and the brightness values assigned to the individual picture elements are converted into electrical impulses one after the other, predominantly using photoelectric cells. This results in an extremely broad frequency band, the uppermost fundamental frequency of which can be determined by the following considerations: During transmission, only those parts of the image are reproduced with the clarity necessary for recognition, the dimensions of which are at least equal to the extent of a defined by the cross-section of the scanning light beam Image elements are. A full period of the photocell current is created by scanning successive light and dark picture elements. This upper limit frequency, which will continue to be referred to as the raster frequency, is thus calculated as half the number of the picture elements scanned in the time unit. If it is assumed that the original contains representations with sharp outlines, the current curve produced during the scanning assumes a trapezoidal or, in the limit case, triangular shape. A frequency analysis according to Fourier shows that higher harmonics, especially the third harmonic, are noticeably contained therein. Depending on the desired quality of the transmitted image, these harmonics will have to take into account ends or can be cut off. In television, the lower limit frequency is generally given by the number of image changes, ie the number of image areas scanned per second; in the case of image telegraphy, which works much more slowly, it is often only slightly different from zero if larger parts of the image have a uniform tint. In order to eliminate the difficulties encountered in the uniform transmission of such a wide frequency band in cables and amplifiers, it has already been proposed to introduce a subcarrier frequency which is modulated with the image signals. It was previously of the opinion that this subcarrier frequency had to be at least twice the raster frequency and the auxiliary frequency was used for transmission together with the two sidebands formed during the modulation. If the raster frequency is designated by F, then at least a F is to be used for the subcarrier frequency according to the above, and the sidebands extend. accordingly from F to 3F; the edge frequencies of this image behave like r,: 3. You can either filter out the subcarrier frequency in front of the transmitter and: only transmit the actual image modulation frequency and, if necessary, introduce a new subcarrier frequency at the receiving location, or you can keep the subcarrier frequency over the entire transmission path. In any case, however, there is a legitimate desire to make the frequency range used as narrow as possible. In this direction, the present invention now brings a noticeable advance.
Erfindungsgemäß wird die Hilfsträgerfrequenz gleich der höchsten zu
übertragenden Frequenz gewählt, also gleich der Rasterfrequenz oder der bei der
Übertragung noch zu berücksichtigenden Harmonischen der Rasterfrequenz gemacht und
das untere Seitenband von der Übertragung ausgeschlossen. Das in Anspruch genommene
Frequenzband reicht also von F bis -- F bzw. 3 F bis 6 F, 5 F bis z
o F usw., je nachdem man nur die Grundschwingung oder die dritte, fünfte usw. Harmonische
noch zu übertragen wünscht. In jedem Falle verhalten sich die beiden Randfrequenzen
jedoch wie i :2. Die auf diese Weise erzielten Vorteile liegen auf der Hand. Die
gleichmäßige und amplitudengetreue Verstärkung des Frequenzbandes wird erleichtert,
und der für Übertragungszwecke verfügbare Frequenzbereich wird sparsamer ausgefüllt,
so daß auch noch fürweitere üb:ertragungen Platz bleibt.According to the invention, the subcarrier frequency is chosen to be equal to the highest frequency to be transmitted, that is to say made equal to the screen frequency or to the harmonic of the screen frequency still to be taken into account in the transmission, and the lower sideband is excluded from the transmission. The frequency band used extends from F to - F or 3 F to 6 F, 5 F to z o F, etc., depending on whether you want to transmit only the fundamental or the third, fifth, etc. harmonic. In any case, however, the two edge frequencies behave like i: 2. The advantages achieved in this way are obvious. The even and true-to-amplitude amplification of the frequency band is made easier, and the frequency range available for transmission purposes is filled more sparingly, so that there is still room for further transmissions.
Für die praktische Durchführung des Verfahrens kommen die an sich
bekannten Mittel in Frage. Die Hilfsträgerfrequenz kann beispielsweise durch periodische
Unterbrechungen des Abtastlichtstrahles erfolgen. Da's zu verstärkende Frequenzband,
welches nach obigem die Hilfsträgerfrequenz und das obere Seitenband umfaßt, kann
durch Filteranordnungen ausgesiebt und sodann dem nachgeschalteten Verstärker zugeführt
werden. Bei einer Hochfrequenzübertragung wird die modulierte Hilfsträgerfrequenz
der Welle des Senders aufgedrückt. Auf der Empfangsseite kann man die Trägerfrequenz
in vielen Fällen beibehalten, insbesondere dann, wenn sie gleich einer Harmonischen
der Rasterfrequenz gemacht wurde. Durch die Wahl einer möglichst niedrigen Hilfsträgerfrequenz
wird gleichzeitig noch der Vorteil erreicht, daß die Trägheit der meisten Wiedergabeorgane,
z. B. der Glimmlampen, noch nicht in Erscheinung tritt. Man kann aber auch die Hilfsträgerfrequenz
entweder vor der Modulationsstufe des Senders oder erst am Empfangsgerät ausscheiden.
Ferner können die an sich bekannten Methoden der Einseitenbandübertragung Anwendung
finden, gemäß welchen entweder nur das bei der Modulation des Hilfsträgers entstehende
obere Seitenband allein verstärkt bzw. nur das eine Seitenband der modulierten Senderschivingung
ausgesendet wird.For the practical implementation of the procedure, the per se come
known means in question. The subcarrier frequency can, for example, be periodic
Interruptions of the scanning light beam take place. The frequency band to be amplified
which comprises the subcarrier frequency and the upper sideband according to the above, can
sifted out through filter arrangements and then fed to the downstream amplifier
will. In the case of high-frequency transmission, the modulated subcarrier frequency is
pressed onto the shaft of the transmitter. On the receiving side you can see the carrier frequency
retained in many cases, especially when equal to a harmonic
the screen frequency was made. By choosing the lowest possible subcarrier frequency
at the same time the advantage is achieved that the inertia of most reproduction organs,
z. B. the glow lamps, does not yet appear. But you can also use the subcarrier frequency
either before the modulation stage of the transmitter or only at the receiving device.
Furthermore, the methods of single sideband transmission known per se can be used
find, according to which either only that resulting from the modulation of the subcarrier
upper sideband amplified alone or only one sideband of the modulated transmitter shift
is sent out.