DE977449C

DE977449C - Einrichtung zur UEbertragung von farbigen Fernsehbildern

Info

Publication number: DE977449C
Application number: DEH8328A
Authority: DE
Inventors: Bernard D Loughlin
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Linde Sverige AB
Priority date: 1950-05-01
Filing date: 1951-04-28
Publication date: 1966-06-23
Also published as: LU30728A1; US2905753A; GB689356A; BE502934A; US2728813A; CH295264A; USRE26202E; FR1040782A; US2773929A; NL112770C

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 23. JUNI 1966

H 8328 VIIIal21 αϊ

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Übertragung von farbigen Fernsehbildern, und zwar insbesondere auf solche, die so ausgebildet sind, daß das gesendete farbige Bild mit einem Empfänger, der nur zur Wiedergabe schwarzweißer Bilder geeignet ist, ebenso gut empfangen werden kann wie eine schwarzweiße Bildsendung. Bei solchen Einrichtungen sind alle Zeilenwechselfrequenzen und Bildwechselfrequenzen die gleichen wie bei den üblichen Einrichtungen zur Übertragung von Schwarzweißbildern, und die zusammengesetzte Bildpunktkomponente des Farbfernsehzeichens ist so beschaffen, daß diejenigen aus ihr abgeleiteten Zeichenspannungen, die dem Bild die Farbe verleihen, in einem Empfänger für schwarzweiße Bilder nur in geringem Maße wirksam werden.

In einem Farbfernsehempfänger kann die Wiedergabe des Bildes entweder mittels einer einzigen Kathodenstrahlröhre oder mittels mehrerer solcher Röhren erfolgen. Im letzteren Fall wird eine Anzahl von miteinander in Beziehung stehenden Kathodenstrahlen so gesteuert, daß diese Strahlen die Bildschirme einer gleichen Anzahl von Kathodenstrahlröhren in einer Reihe von aus parallelen Zeilen bestehenden, aufeinanderfolgenden Bildern abtasten. Bei einem bekannten Farbfernsehempfänger wird das zusammengesetzte Bildsignal analysiert, und seine schwarzweißen Teile und seine Farbteile werden den Steuerelektroden der Kathodenstrahlröhren zugeführt, um die Stärke der Kathodenstrahlen und dadurch die Helligkeit und die Farbe des wiedergegebenen Bildes zu steuern.

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Die den Zeilenwechsel, den Bildwechsel und die Farbenabtastung synchronisierenden Komponenten des Fernsehzeichens werden voneinander und vom Bildinhalt getrennt- und ihrer Bestimmung gemäß verwendet. Auf diese Weise wird das gesendete schwarzweiße oder farbige Bild im Empfänger schwarzweiß oder farbig wiedergegeben.

In einer bekannten Einrichtung, mit der sowohl schwarzweiß als auch farbig wiederzugebende farbige Bilder gesendet werden, werden die den Grundfarben des gesendeten Bildes entsprechenden Spannungen im Sender nacheinander durch eine Vorrichtung abgetastet, die für die grünen, roten und blauen Farbenkomponenten der gleichen Stärke dieselbe elektrische Energie liefert. Der Abtastvorgang ergibt ein zusammengesetztes Farbzeichen mit einer Unterträgerwelle für die Farbe, die eine Frequenz von etwa 3,8 Megahertz hat und deren Amplituden- und Phasenwerte den drei verschiedenen Grundfarben entsprechen, indem sie in Abständen von 120° in zyklischer Folge durch diejenigen Teile der Farbzeichenspannungen moduliert wird, deren Frequenz zwischen ο und 2 Megahertz liegt. Außerdem wird aus den den Grundfarben entsprechenden Farbzeichenspannungen eine Helligkeitskomponente abgeleitet, die die gleichen Energiewerte für Grün, Rot und Blau aufweist und ein Frequenzband von ο bis 4 Megahertz umfaßt. Das zusammengesetzte Fernsehzeichen besteht aus der Helligkeitskomponente und aus der zusammengesetzten Farbzeichenkomponente. Der Empfänger enthält eine Farbabtastvorrichtung, die aus dem zusammengesetzten Fernsehzeichen in Abständen von 120⁰ die Farbzeichen von ο bis 2 Megahertz abtastet. DieseFarbzeichen werden dann mit den hochfrequenten Teilen der empfangenen Helligkeitskomponente kombiniert und ergeben Farbzeichenspannungen hoher Auflösung, die den Steuerelektroden der Kathodenstrahlröhren zugeführt werden.

Die in einer solchen symmetrisch arbeitenden Einrichtung erzeugten Farbzeichenspannungen können auch Störkomponenten enthalten. Störspannungen, deren Frequenz oberhalb von 2 Megahertz, jedoch unterhalb der oberen Frequenzgrenze des Fernsehfrequenzbandes liegt, ergeben bei Überlagerung mit der Farbenabtastfrequenz Störkomponenten mit einer Frequenz zwischen ο und 2 Megahertz. Diese überlagerten Störkomponenten treten neben den anderen Störspannungen auf, die auch im Schwarzweißfernsehzeichen gewöhnlich sowieso schon enthalten sind. Da die den drei Grundfarben zugeordneten Farbzeichenspannungen überlagerten Störkomponenten gleich groß, aber gegeneinander um I2O° phasenverschoben sind, wurden sich die Störspannungen in dem Fall, daß es möglich wäre, die drei Farbzeichenspannungen gleichzeitig durch denselben Kanal zu überführen, ohne weiteres gegenseitig aufheben. Dies ist aber nicht möglich, weil sich dabei auch die den drei Grundfarben zugehörigen Zeichenspannungen gegenseitig aufheben würden.

Außer den vorerwähnten Störspannungen kommen jedoch auch noch andere vor. So können beispielsweise Interferenzzeichen konstanter Frequenz, die am oberen Ende des Frequenzbandes von 4 Megahertz in Erscheinung treten und an sich nicht störend wirken würden, durch Überlagerung mit der Abtastfrequenz unangenehme Störkomponenten mit einer Frequenz zwischen 0 und 2 Megahertz ergeben. Dasselbe trifft auch auf hochfrequente Teile der Helligkeitskomponente zu. Wenn daher im folgenden von zusätzlichen Störkomponenten die Rede ist, so sollen darunter sämtlicheliche vorgenannten Komponenten mit einer Frequenz von ο bis 2 Megahertz verstanden werden.

Es ist bekannt, daß Störkomponenten niedrigerer Frequenz für den Betrachter des wiedergegebenen Bildes unangenehmer wirken als solche höherer Frequenz. Es ist auch bekannt, daß die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für verschiedene Farben gleicher Intensität nicht die gleiche ist, d. h., die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau werden bei gleicher Intensität verschieden hell empfunden. Das Auge ist am empfindlichsten für Grün, weniger empfindlich für Rot und am wenigsten empfindlich für Blau. Wegen dieses Unterschiedes im Eindruck, den die drei Grundfarben machen, wirkt sich die Beeinträchtigung der verschiedenen Farben durch die Störkomponenten für das Auge verschieden aus, und infolgedessen erfolgt keine gegenseitige optische Eliminierung dieser Störungen,, die man an sich erwarten sollte. Es wäre wünschenswert, diejenigen Helligkeitsschwankungen zu beseitigen, die durch die zusätzlichen niederfrequenten Störkomponenten verursacht werden, welche die verschiedenen Farbzeichenspannungen getrennt beeinflussen und in symmetrisch arbeitenden Einrichtungen der obengenannten Art nicht beseitigt werden können. Versuche haben gezeigt, daß Störungen, dieHelligkeits-Schwankungen verursachen, für den Betrachter des Bildes viel unangenehmer sind, als solche, die nur die Farben beeinflussen, ohne Helligkeitsschwankungen hervorzurufen. Hieraus folgt, daß es vorteilhaft ist, die durch die Störungen verursachten Helligkeitsschwankungen in Farbenänderungen umzuwandeln, für die das Auge viel weniger empfindlich ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß im Empfänger die Größenverhältnisse der Übertragungsmaße der Zeichenkanäle für die den wiedergegebenen Grundfarben zugeordneten Farbzeichenspannungen der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die genannten Grundfarben umgekehrt proportional sind und die genannten Färb-Zeichenspannungen der Bildwiedergabevorrichtung derart zugeführt werden, daß die durch die Farbzeichenspannungen überlagerten Störspannungen verursachten Helligkeitsänderungen im wiedergegebenen Bild sich gegenseitig optisch aufheben. In diesem Fall wird im wiedergegebenen Bild die Helligkeit der Bildpunkte im wesentlichen nur durch die Helligkeitskomponente bestimmt, während die Farbzeichenkomponente im wesentlichen nur die Farbe der Bildpunkte bestimmt, wobei die durch die Grundfarbenspannungen überlagerten

Störspannungen verursachten Helligkeitsschwankungen in weit weniger störende Farbenänderungen umgewandelt werden. Mit Hilfe gewisser, weiter unten zu erläuternder, senderseitig vorzunehmender zusätzlicher Maßnahmen, insbesondere durch eine geeignete Ausbildung der Helligkeitskomponente bzw. der Farbenkomponente der Fernsehzeichenspannung, können überdies sogar auch die eben erwähnten Farbenänderungen ganz oder zumindest

ίο in weitgehendem Maße vermieden werden.

Im folgenden wird unter dem Ausdruck »Helligkeitskomponente« derjenige Teil des zusammengesetzten Fernsehzeichens verstanden, der durch einen nur zur Wiedergabe von Schwarzweißbildern geeigneten Empfänger wiedergegeben werden würde. Dieser Teil ist also derjenige, der nach der Entfernung aller zur Farbenübertragung dienenden Unterträgerwellen und ihrer Modulationskomponenten übrigbleibt. Die Helligkeitskomponente kann entweder aus allen Farbzeichen, in. untereinander gleicher Stärke oder aber vorwiegend aus einem von diesen bestehen. Mit dem Ausdruck »Farbzeichen« wird im folgenden eine Zeichenspannung bezeichnet, deren Augenblickswert proportional der Intensität einer der Grundfarben Grün, Rot und Blau eines Bildpunktes des an der Sendestelle abgetasteten Bildes ist. Teile des Frequenzbandes dieser Zeichenspannung werden als »Farbzeichenkomponenten« bezeichnet. Unter dem Ausdruck »zusammengesetzte Farbzeichenkomponente« wird diejenige Zeichenspannung verstanden, die sich bei der Modulation einer Farbenträgerwelle oder Unterträgerwelle durch ausgewählte Komponenten des Farbzeichens, d. h. also durch Farbzeichenkomponenten, ergibt. Die zusammengesetzte Farbzeichenkomponente bestimmt durch ihre Amplitude und durch ihre Phase die Farbe des zu übertragenden Bildpunktes. Der Ausdruck »zusammengesetztes Bildpunktzeichen« bezeichnet eine sich aus der Kombination des Schwarzweißzeichens und der zusammengesetzten Farbzeichenkomponente ergebende Zeichenspannung.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. ι stellt den Empfänger und
Fig. 2 den Sender einer Fernsehübertragungseinrichtung dar,

Fig· 3 a, 3 b und 3 c sind zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers gemäß Fig. 1 dienende Diagramme, während die

Fig. 4 und 5 Abänderungen des Empfängers gemäß Fig. ι darstellen.

Zuerst wird der Empfänger behandelt, weil die Ausbildung des zu übertragenden Fernsehzeichens in erster Linie von der Wirkungsweise des Empfängers abhängt. Der Empfänger gemäß Fig. 1 enthält einen mit der Antenne 11 verbundenen Hochfrequenzverstärker 10, an den eine Überlagererstufe 12, ein Zwischenfrequenzverstärker 13, ein Demodulator 14, ein Netzwerk 15 und eine aus Kathodenstrahlröhren bestehende Bildwiedergabevorrichtung 16 angeschlossen ist.

Die zur Wiedergabe von in je einer der Grundfarben gehaltenen Bildern dienenden Kathodenstrahlröhren 17 a, iyb und 17 c sind im Verhältnis zueinander so angeordnet, daß die auf ihnen erscheinenden Teilbilder durch die halbdurchsichtigen Spiegel 18 zu einem einheitlichen, farbigen Bild kombiniert werden.

An den Demodulator 14, der den Stufen 10, 12 und 13 auch eine Regelspannung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung liefert, ist ferner über einen Synchronisierzeichentrenner 19 ein Zeilenabtastgenerator20 und ein Bildabtastgenerator 21 angeschlossen. Diese Generatoren stehen mit den Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhren in Verbindung. Der Synchronisierzeichentrenner 19 steht fernerhin mit einem einen Teil des Netzwerkes 15 bildenden Farbenträgerwellengenerator 22 in Verbindung. Schließlich ist an den Zwischenfrequenzverstärker 13 noch eine Tonwiedergabevorrichtung 23 angeschlossen.

Sämtliche erwähnten Teile des Empfängers gemäß Fig. ι können bis auf das Netzwerk 15 üblicher Ausführung sein, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaues und ihrer Wirkungsweise erübrigt.

Die Kathodenstrahlröhren 17 a, ijb und 17 c haben verschiedene Steuerorgane, von denen zumindest eines die sichtbare Helligkeit des Bildes beeinflußt, während eines oder mehrere der anderen ebenfalls auf die sichtbare Helligkeit des Bildes einwirken und daneben die Farbe- des Bildes bestimmen. Im folgenden soll der Einfachheit halber diejenige Röhre, die die grüne Grundfarbe des Bildes erzeugt, als »grüne Röhre«, diejenige, die die rote Grundfarbe des Bildes liefert, als »rote Röhre« und diejenige, die die blaue Grundfarbe des Bildes hervorbringt, als »blaue Röhre« bezeichnet werden. Es sei angenommen, daß die Röhre 17 a die grüne Röhre, die Röhre 17 b die rote Röhre und die Röhre 17 c die blaue Röhre sei.

Das Netzwerk 15 enthält mehrere Kanäle zur Übertragung der in dem einen Ausgangskreis des Demodulators 14 erscheinenden Bildpunktkomponenten des Fernsehzeichens. Der eine Kanal besteht aus einem Verstärker 24, der für Frequenzen zwischen ο und 4 Megahertz durchlässig ist. Er ist zwischen die Eingangsklemme 25 und die Ausgangsklemmen 26 a, 26 & und 26 c des Netzwerkes geschaltet. Dieser Verstärker liefert an den letztgenannten Klemmen drei Zeichenspannungen gleicher Zusammensetzung. Die übrigen Kanäle des Netzwerkes 15 verlaufen von einem an die Klemme 25 angeschlossenen Bandfilter 27, das für einen Frequenzbereich von 2 bis 4 Megahertz durchlässig ist, über je einen von drei parallel geschalteten, in vorbestimmtem Rhythmus, zyklisch wirksamen Demodulatoren (»Synchrondemodulatoren«) 28 a, 28 b und 28 c und über je eines von drei Tiefpaßfiltern 29 a, 29 b und 29 c, die für ein Frequenzband von ο bis 2 Megahertz durchlässig sind. Das Tiefpaßfilter 29a· ist über eine Leitung g unmittelbar mit der Ausgangsklemme 26 α des Netzwerkes 15 verbunden, während die Tiefpaßfilter 29 b und 29 c

über je einen Leiter r bzw. b und je einen Verstärker 30 b bzw. 30 c mit den Ausgangsklemmen 26 b und 26 c des Netzwerkes 15 verbunden sind. Die Klemmen 26 a, 26 b und 26 c sind über die Leitungen G, R und B mit dem Steuergitter je einer der Kathodenstrahlröhren 17 a, 17 & und 17 c verbunden. Im Netzwerk 15 wird die über den Verstärker 24 übertragene Helligkeitskomponente mit der über das Tiefpaßfilter 29 a übertragenen Farbzeichenkomponente zu einer nur die sichtbare Helligkeit des Bildes beeinflussenden Zeichenkomponente kombiniert. Das Netzwerk ist so ausgebildet, daß die Änderungen der sichtbaren Bildhelligkeit, die die über die Tiefpaßfilter 29 α, 29 ο und 29 c übertragenen Farbzeichenkomponenten verursachen würden, ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich erfolgt durch Änderung der Amplitude mindestens einer der Farbzeichenkomponenten im Verhältnis zur Amplitude der anderen. Vorteilhaft wird jedoch die ao Amplitude zweier Farbzeichenkomponenten geändert, und diese Änderung bewirken die Verstärker 30 & und 30 c. Die Amplitudenänderung erfolgt entsprechend der verschiedenen Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die Grundfarben Grün, Rot und Blau.

Die Fig. 3 a veranschaulicht die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für Farben gleicher Intensität, deren Wellenlänge zwischen 400 und 70O' Millimikron liegt. Die Wellenlänge der blauen Farben liegt etwa zwischen 400 und 500 Millimikron, diejenige der grünen zwischen 500 und 575 und diejenige der roten zwischen 575 und 700 Millimikron. Diese Kurve zeigt, daß das Auge am empfindlichsten für Grün, weniger empfindlich für Rot und am wenigsten empfindlich für Blau ist. Fig. 3 b zeigt die sich für die verschiedenen Grundfarben ergebende Spektralcharakteristik des blauen, grünen und roten Leuchtstoffes auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhren 17 c, 17 a und 17 b. Das Diagramm der Fig. 3 c stellt eine Kombination der Diagramme der Fig. 3 a und 3 b dar und zeigt die Einwirkung von Leuchtpunkten auf das menschliche Auge, die durch Zeichenspannungen gleicher Stärke auf Leuchtstoffe der in Fig. 3 b dargestellten Charakteristik enthaltenden Bildschirmen hervorgerufen werden. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß das Auge am empfindlichsten für grüne Farben ist und seine Empfindlichkeit für rote Farben etwa die Hälfte und für blaue Farben etwa ein Zwanzigstel seiner Empfindlichkeit für grüne Farben beträgt. Genauer gesagt, beträgt die Empfindlichkeit des Auges für Grün das 2,23 fache seiner Empfindlichkeit für Rot und das 22,3fache seiner Empfindlichkeit für Blau. Demgemäß sind die Verstärker 30 b und 30 c zwecks optischer Beseitigung der zusätzlichen Störfrequenzen so· bemessen, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 30 & etwa 2,23 und derjenige des Verstärkers 30c etwa 22,3 beträgt.

Die einzelnen Teile des Netzwerkes 15 sind üblicher Bauart, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaues und ihrer Wirkungsweise erübrigt. Immerhin sei hinsichtlich der Synchrondemodulatoren 28 a, 28 & und 28 c bemerkt, daß diese die Modulationskomponenten der ihnen zugeführten Zeichenspannung mit Hilfe einer örtlich erzeugten Spannung ableiten, die synchron mit der zugeführten Zeichenspannung ist und in einem vorbestimmten Phasenverhältnis zu ihr steht. Derartige Synchrondemodulatoren sind beispielsweise in der Zeitschrift »Proceedings of the IRE«, Juniheft 1947, S. 565 bis 572, beschrieben.

Die Wirkungsweise des Empfängers gemäß Fig. ι ist nun wie folgt:

Die vom empfangenen Fernsehzeichen im -Demodulator 14 abgeleiteten zusammengesetzten Bildpunktzeichenspannungen werden den Klemmen 25 des Netzwerkes 15 zugeleitet. Die Zeichenspannungen mit einer Frequenz zwischen ο und 4 Megahertz gehen durch den Verstärker 24, der den Klemmen 2.(ya, 26 b und 26 c Helligkeitskomponenten mit Frequenzen bis zu 4 Megahertz zuführt. Zwecks Erzielung eines farbigen Bildes werden diejenigen Komponenten der zusammengesetzten Bildpunktzeichenspannung, deren Frequenz zwischen 2 und 4 Megahertz liegt, über das Bandfilter 27 den Synchrondemodulatoren 28^ 28 b und 28 c zugeführt. Sie werden hier zyklisch aufeinanderfolgend demoduliert und ergeben in den Ausgangskreisen dieser Demodulatoren den Grundfarben Grün, Rot und Blau entsprechende Farbzeichenkomponenten. Diese Demodulation erfolgt mit Hilfe der im Farbenträgerwellengenerator 22 erzeugten Hilfsspannung, die synchron mit den Farbzeichenkomponenten ist. Die Farbzeichenkomponenten gelangen dann über die Tiefpaßfilter 29 a, 29 b und 29 c sowie — zwei von ihnen — über die Verstärker 30 b und 30c zu den Klemmen 26a, 26δ und 26 c. An diesen Klemmen werden sie mit den vom Verstärker 24 herstammenden Helligkeitskomponenten kombiniert, um Grundfarbenzeichen hoher Auflösung zu ergeben. Diese werden dann dem Steuergitter je einer der Kathodenstrahlröhren 17 a, 17 δ und 17 c zugeführt, um an deren Bildschirm ein grünes, rotes bzw. blaues Bild zu erzeugen. Diese Bilder werden dann durch die Spiegel 18 zu einem einheitlichen farbigen Bild zusammengesetzt.

Der Farbenträgerwellengenerator 22 liefert eine Spannung, die in ihrer Form und ihrer Frequenz der unmodulierten Unterträgerwelle entspricht, welche zur Übertragung der Farbzeichen verwendet wird. Dieser Generator wird in seiner Phase durch eine ihm vom Synchronisierzeichentrenner 19 zugeführte Spannung gesteuert und hält die Synchrondemodulatoren 28 α, 28 b und 28 c in Synchronismus mit einer Auswahlvorrichtung im Sender, so daß die durch die verschiedenen Kathodenstrahlröhren wiedergegebenen grünen, roten und blauen Bilder synchron mit den entsprechenden Bildern im Sender sind.

Die durch die Verstärker 30 fr und 30 c geleiteten Zeichenspannungen werden im Verhältnis zu der über das Tiefpaßfilter 29 α geleiteten Zeichenspannung um einen Faktor von 2,23 bzw. 22,3 verstärkt. Um an den Steuergittern der Röhren 17a, iyb und 17 c reine grüne, rote und blaue Farbenzeichen zu

erhalten, müssen die durch alle Farbenkanäle gehenden Farbzeichenkomponenten eine solche Zusammensetzung haben, daß sie in Kombination mit der durch den Verstärker 24 geleiteten Helligkeitskomponente reine Farbenzeichen ergeben. Zu diesem Zweck können schon an der Sendestelle die die Bestandteile der Helligkeitskomponente bildenden Farbenzeichen im Verhältnis zueinander entsprechend bemessen werden. Wie schon gesagt, wird erfindungsgemäß an der Sendestelle an Stelle der üblicherweise aus gleichen Teilen grüner, roter und blauer Zeichen zusammengesetzten Helligkeitskomponente eine Helligkeitskomponente erzeugt, in welcher die Grundfarben in einem gegenseitigen Verhältnis vertreten sind, welches der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für sie entspricht, wobei also auf eine Einheit Grün 1/2,23 Einheit Rot und 1/22,3 Einheit Blau entfällt. Auf diese Weise ergibt sich also, wenn die Helligkeitskomponente mit M und die drei Grundfarben mit G, R und B bezeichnet werden, für die Helligkeitskomponente folgende Zusammensetzung:

M — 0,67 G + 0,30 R + 0,03 B.

(i)

Da die über die Verstärker 30 b und 30 c des Empfängers übertragenen roten und blauen Farbzeichen um die Faktoren 2,23 und 22,3 verstärkt werden, damit die grünen, roten und blauen Farbzeichen die gewünschte Helligkeitswirkung' hervorbringen, muß an der Sendestelle die umgekehrte Operation durchgeführt werden, wie sie weiter unten näher beschrieben werden wird. Weiterhin müssen diese verstärkten Zeichen mit dem durch die Gleichung (1) definierten Schwarzweißzeichen reine G-, R- und 5-Zeichen ergeben. Insbesondere muß das über den Verstärker 29 α übertragene Zeichen in Kombination mit dem durch die Gleichung (1) bestimmten Schwarzweißzeichen in einem G-Zeichen resultieren. Wenn also die in den Ausgangskreisen der Tiefpaßfilter 29 α-, 29 b und 29 c in Erscheinung tretenden Farbzeichenkomponenten mit g, r und b, und die Verstärkungsfaktoren, um welche diese Komponenten vor ihrer Vereinigung mit dem Schwarzweißzeichen verstärkt werden, mit x, y und s bezeichnet werden, so müssen folgende Gleichungen erfüllt sein:

G = M + xg, R = M + yr, B = M + zb.

(2) (3) (4)

Wenn der auf die Komponente g bezügliche Verstärkungsfaktor χ = ι ist, dann kann die Gleichung (2) wie folgt geschrieben werden:

g=G-M. (S)

Wenn man in diese Gleichung den durch die Gleichung (1) definierten Wert von M einsetzt, SO' ergibt sich:

g=G — 0,67 G — 0,30 R — 0,03 B, (6)

g — o,33 G - 0,30R - 0,03 B. (7)

Da y den Wert von 2,23 hat, ergibt sich r aus den Gleichungen (1) und (3) zu

*JL, (8)

2,23 2_;23

r = 0,31 R — 0,30 G — 0,01 B. (9)

Ebenso ergibt sich b aus der Gleichung (4) zu b = 0,04.5 — 0,03 G — 0,01 R. (10)

Die durch die Gleichungen (7), (9) und (10) bestimmten Farbzeichenkomponenten ergeben, nach entsprechender Verstärkung der beiden letztgenannten, in Kombination mit der durch die Gleichung (1) bestimmten Helligkeitskomponente reine grüne, rote und blaue Zeichen.

Bei der in der obigen Weise durchgeführten Ausbildung der Zeichenkanäle können die sich aus der Überlagerung der Auswahlspannung des Farbträgerwellengenerators 22 mit Störspannungen benachbarter Frequenz ergebenden zusätzlichen niederfrequenten Störkomponenten optisch eliminiert werden. Bei der beschriebenen dreiphasigen Farbenübertragung entstehen gleiche zusätzliche Störkomponenten in jedem Farbzeichenkanal, sie sind jedoch um 120⁰ gegeneinander phasenverschoben. Die algebraische Summe der Energien dieser Störkomponenten innerhalb einer vollen Periode der Auswahlspannung ist Null. Durch Bemessung des Netzwerkes 15 und insbesondere der Verstärker 2>ob und 30c in der Weise, daß elektrische Zeichen gleicher Energie gleiche Helligkeitswirkungen im menschlichen Auge hervorrufen, werden die zusätzlichen Störkomponenten im menschlichen Auge algebraisch addiert und rufen infolgedessen keine Helligkeitswirkung auf das Auge hervor. Überdies erzeugen infolge derselben Bemessung des Netzwerkes 15 auch die Farbzeichenkomponenten keine sichtbaren Helligkeitswirkungen, indem die gesamte Helligkeitswirkung durch die Helligkeitskomponente des empfangenen Fernsehzeichens bestimmt wird.

Die Art und Weise, in der die zusätzlichen Störzeichen eliminiert werden und die helligkeitsändemde Wirkung der Farbzeichenkomponenten beseitigt wird, sei an Hand eines Beispiels erläutert. Es sei angenommen, daß die Farbe eines Bildpunktes im wiederzugebenden Bild aus vorbestimmten Mengen von Grün, Rot und Blau zusammengesetzt ist und daß die Farbzeichenkomponenten auch mit zusätzlichen niederfrequenten Störkomponenten behaftet sind. Es sei weiterhin angenommen, daß eine kleine Störkomponente eine Frequenz von 3,3 Megahertz habe, die bei ihrer Überlagerung mit der zur Farbenauswahl dienenden örtlich erzeugten HilfsSpannung von 3,8 Megahertz eine zusätzliche Störkomponente mit einer Frequenz von 0,5 Megahertz ergibt. Die Stärke dieser zusätzlichen Komponente sei 0,01 der Einheitszeichenstärke. Im grünen Zeichenkanal erhält die zusätzliche Komponente keine Verstärkung im Verhältnis zu den übrigen Kanälen und erscheint daher an der grünen Röhre mit einem Wert von 0,01 der Einheits-

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zeichenstärke bei einer Bezugsphase von o°. Im roten Kanal wird die zusätzliche Komponente um einen Faktor von 2,23 verstärkt und erscheint daher in der roten Röhre mit einem Wert von 0,0223 bei einer Bezugsphase von 120°. Im blauen Kanal wird die zusätzliche Störkomponente um einen Faktor von 22,3 verstärkt und erscheint daher in der blauen Röhre mit einem Wert von 0,223 bei einer Bezugsphase von 240⁰. Wie ersichtlich, sind durch die zusätzliche Störkomponente die Werte der grünen, roten und blauen Zeichen im angegebenen Verhältnis zueinander geändert worden, so daß sich also Farbenschwankungen ergeben. Wie bereits erwähnt wurde, ist das menschliche Auge jedoch für solche Farbenschwankungen verhältnismäßig unempfindlich. Andererseits wird die durch diese Zeichen hervorgerufene sichtbare Helligkeit für Grün 0,01, für Rot 0,0223/2,23 = 0,01 und für Blau 0,223/22,3 = 0,01 sein, so daß-sie sich also gegenseitig ausgleichen. In derselben Weise werden natürlich auch von anderen niederfrequenten Störfrequenzen herrührende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen.

Bei Verwendung eines nach dem Prinzip der »gemischten Höhen« arbeitenden Farbfernsehempfängers, bei welchem die Unterträgerwelle für die Farben in dem die helligkeitssteuernde Zeichenkomponente führenden Kanal erscheint und auf diese Weise die Helligkeit der Bildpunkte im wiedergegebenen Bild beeinflussen kann, werden diese Helligkeitsschwankungen innerhalb zweier Bildpunkte ausgeglichen, so daß sie also nicht in Erscheinung treten.

Der Fernsehsender gemäß Fig. 2 enthält eine Bildfängereinheit31, die drei Kathodenstrahlröhren enthält, von denen jede für eine der Grundfarben Grün, Rot und Blau empfindlich ist. An die Ablenkmittel dieser Röhren ist ein Zeilenabtastgenerator 32 bzw. ein Bildabtastgenerator 33 angeschlossen. Mit den Steuergittern der Kathodenstrahlröhren ist ein Sperrimpulsgenerator 34 verbunden, der zur Unterdrückung unerwünschter Impulse in der Modulationsspannung der Einheit 31 und zur Sicherung" der richtigen Wellenform dieser Spannung dient. Ferner ist ein Synchronisierimpulsgenerator 35 vorgesehen, der einesteils mit dem Modulationsfrequenzverstärker 36 und andernteils mit einem Auswahlspannungsgenerator 37 verbunden ist. Die Generatoren 32, 33, 34 und 35 werden durch einen Taktgeber 38 miteinander synchronisiert. An. die Ausgangskreise der Bildfängerröhren der Einheit 31 ist ein weiter unten näher zu beschreibendes Netzwerk 39, der Modulationsfrequenzverstärker 36, ein mit einem Oszillator 41

ΰ5 verbundener Modulator 40, ein Kraftverstärker 42 und eine Antenne 43 angeschlossen. Sämtliche vorgenannten Teile des Senders gemäß Fig. 2 können mit Ausnahme des Netzwerkes 39 üblicher Ausführung sein, so daß sich eine nähere Erläuterung ihres Aufbaues und ihrer Wirkungsweise erübrigt.

Das Netzwerk 39 enthält Mittel zur Erzeugung des zusammengesetzten Bildpunktzeichens, das im Empfänger gemäß Fig. 1 zur Bestimmung der Helligkeit und der Farbe des wiedergegebenen Bildes verwendet wird. Im Netzwerk 39 wird ferner das die Helligkeit des Bildes bestimmende, von seiner Farbe unabhängige Schwarzweißzeichen erzeugt. Dazu dienen untereinander gleiche Tiefpaßfilter 44 a, 44 b und 44 c, Spannungsteiler 45 a, 45 b und 45 c sowie Pufferkreise 460-, 46 b und 46 c. Jede der drei Gruppen dieser miteinander in Reihe geschalteten Schaltelemente ist zwischen eine der Eingangsklemmen 47 a, 47 b und 47 c und ein Tiefpaßfilter 57 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 Megahertz geschaltet, an welches ein Addierkreis 58 angeschlossen ist.

Das Netzwerk 39 enthält ferner Mittel zur Erzeugung von die Farben des Bildes bestimmenden Farbzeichenkomponenten. Diese Mittel sind die gleichen für die sich an den Klemmen 47 a, 47 b und 47 c ergebenden grünen, roten und blauen Zeichen. Die Mittel zur Erzeugung der grünen Farbzeichenkomponente bestehen aus einem Tiefpaßfilter 49 a, einem Spannungsteiler 50 a und einem Pufferkreis 51a, die in Reihenschaltung zwischen der Klemme 47 a und einer schematisch dargestellten, mit einer Frequenz von etwa 3,8 Megahertz arbeitenden Auswahlvorrichtung 53 liegen. Diese Mittel umfassen weiter einen Phasenumkehrer 54 a, einen Spannungsteiler 55 a und zwei Pufferkreise 56^₁ und 56 a.₂, die in Reihenschaltung zwischen das Tiefpaßfilter 49 α· und einen Kontakt der Auswahlvorrichtung 53 geschaltet sind. Ähnliche Mittel 49 b, 50 b, 51 Z>, 54 b, 55 b, 5Ob₁ und 56O₂ bzw. 49 c, 50c, 51c, 54 c, 55 c, 56C₁ und 56C₂ sind für die Erzeugung der roten und blauen Farbzeichenkomponenten vorgesehen, wobei zwischen den Ausgangskreisen der verschiedenen Pufferkreise Querverbindungen bestehen, um die erwünschten Größen- und Phasenverhältnisse zwischen den an den verschiedenen festen Kontakten der \^orrichtung 53 erscheinenden roten, grünen und blauen Zeichen zu sichern. Der Ausgang der Auswahlvorrichtung 53 ist über einen Bandfilter 59 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 Megahertz, über den Addierkreis 58 sowie über ein Tiefpaßfilter 60 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 Megahertz an den Modulationsfrequenzverstärker 36 angeschlossen.

Die Wirkungsweise des Netzwerkes 39 ist wie folgt: Die grünen, roten und blauen Zeichen, von denen ein jedes eine Bandbreite von ο bis 4 Megahertz hat, werden von den Klemmen 47 a, 47 b und 47 c über die Tiefpaßfilter 44 a, 44 b und 44 c getrennt den Spannungsteilern 45 a, 45 b und 45 c zugeführt. Zwecks Erzeugung des Schwarzweißzeichens der durch die Gleichung (1) bestimmten Zusammensetzung werden von diesen Spannungsteilern Zeichenspannungen in der Größe von 0,67 G, 0,30 R und 0,035 abgenommen. Die in diesem gegenseitigen Verhältnis stehenden Zeichenspannungen werden dann getrennt über die Pufferkreise

46 a, 46 fr und 46 c sowie gemeinsam über das Filter 57 dem Addierkreis 58 zugeführt.

Ebenso werden die roten, grünen und blauen Zeichenspannungen von den Klemmen 47 a, 47 b und

47 c über die Tiefpaßfilter 49 a, 49 b und 49 c sowie

über die Phasenumkehrer 54a, 54 & und 54 c den Spannungsteilern 50a, 50 b und 50 c bzw. 55 a, 55 & und 55 c zugeführt, so daß sie an diesen mit einer !Bandbreite von 0 bis 2 Megahertz erscheinen. Nach ihrem Passieren durch die Pufferkreise werden dann die grünen, roten und blauen Zeichenkomponenten in entsprechendem Größen- und Phasenverhältnis miteinander gemischt, so daß sie an den festen Kontakten der Aus wahl vorrichtung 53 als den Gleichungen (7), (9) und (10) entsprechend zusammengesetzte Farbenkomponenten auftreten. Diese Zeichen werden mit einer Auswahlfrequenz von etwa 3,8 Megahertz zyklisch ausgewählt und ergeben zusammengesetzte Farbzeichenkomponenten in der Form von schmalen Impulsen, deren Amplitude proportional der Intensität der durch die Bildfängerröhren der Einheit 31 abgetasteten farbigen Bildpunkte ist. Die zyklische Arbeitsweise der Auswahlvorrichtung 53 liefert eine vorbestimmte Folge dieser schmalen Impulse, die nach ihrem Passieren durch das Bandfilter 59 im Addierkreis 58 mit den im Frequenzband von 0 bis 4 Megahertz liegenden Helligkeitskomponenten kombiniert werden und mit ihnen zusammen die zusammengesetzten BiIdpunktzeichen ergeben, die dann über den Tiefpaßfilter 60 zum Verstärker 36 gelangen.

Das von der Auswahlvorrichtung 53 zum Addierkreis 58 geleitete zusammengesetzte Farbzeichen umfaßt einen sinusförmigen Farbenunterträger mit einer Frequenz von etwa 3,8 Megahertz, dessen Amplitude und Phase den drei verschiedenen Farbzeichen entspricht, indem er in Abständen von 120⁰ zyklisch durch die Farbzeichenkomponenten moduliert ist.

Das dem Verstärker 36 zugeführte zusammengesetzte Bildpunktzeichen besteht also aus zwei Teilen, nämlich aus einer der Gleichung (1) entsprechenden Helligkeitskomponente und einer zweiten Komponente, die aus den Gleichungen (7), (9) und (10) entsprechenden grünen, roten und blauen Farbzeichen zusammengesetzt sind. Im Netzwerk 15 des Empfängers gemäß Fig. 1 werden dann aus diesen zusammengesetzten Zeichen Helligkeitskomponenten und Farbzeichen in solchem gegenseitigen Verhältnis abgeleitet, daß zu den Steuergittern der Kathodenstrahlröhren der Einheit 16 reine grüne, rote und blaue Zeichen gelangen. Dadurch ist die Farbentreüheit der Wiedergabe gewahrt, während Helligkeitsschwankungen, die durch die mit den Farbenzeichen übergeführten etwaigen Störspannungen verursacht werden könnten, sich gegenseitig optisch ausgleichen.

Das in Fig. 4 dargestellte Netzwerk 15' unterscheidet sich von dem Netzwerk 15 gemäß Fig. 1 vor allem dadurch, daß in dem zur Überführung der Helligkeitskomponente dienenden Zeichenkanal ein Bandfilter 61 vorgesehen ist, das einen Durchlaßbereich von 2 bis 4 Megahertz hat. Überdies ist in einem der Farbzeichenkanäle ein Tiefpaßfilter 62 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 Megahertz vorgesehen, während in den beiden anderen Farbzeichenkanälen die hohen Frequenzen ihres Durchlaßbereiches bevorzugende Filter 63 b und 63 c vorgesehen sind, die ebenfalls einen Durchlaßbereich von ο bis 4 Megahertz haben. Die Frequenzcharakteristiken dieser drei Filter sind neben den Filtern dargestellt. Das Filter 62 hat eine gleichmäßige Frequenzcharakteristik in seinem ganzen Frequenzbereich, während die Durchlaßfähigkeit der Filter 63 b und 63 c für die Frequenzen zwischen 2 und 4 Megahertz um den Faktor 2,23 bzw. 22,3 besser ist, als ihre der Durchlaßfähigkeit des Filters 62 entsprechende Durchlaßfähigkeit für die Frequenzen zwischen ο und 2 Megahertz. Weiterhin sind die Synchrondemodulatoren 28 a, 28 b und 28 c der Anordnung gemäß Fig. 1 durch drei Auswahlvorrichtungen 28 a', 28 fr' und 28 c' ersetzt, und es sind Addierkreise 65 α, 65 b und 65 c zum Addieren der Helligkeitskomponente mit jedem der Farbzeichen vorgesehen. Diese Addierkreise können auch gleichzeitig die Aufgabe des Verstärkers 24 der Anordnung gemäß Fig. 1 übernehmen.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die gleiche wie diejenige der Anordnung gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß die Helligkeitskomponente in zwei Frequenzbänder von ο bis 2 Megahertz und von 2 bis 4 Megahertz aufgeteilt ist und diese beiden Teile über verschiedene Kanäle geleitet werden. Der die Frequenzen von 2 bis 4 Megahertz umfassende Teil der Helligkeitskomponente go wird durch den das Bandfilter 61 enthaltenden Kanal geleitet, während sein die Frequenzen ο bis 2 Megahertz umfassender Teil über die die Tiefpaßfilter 29 a, 296 und 29 c enthaltenden grünen, roten und blauen Kanäle geleitet wird. Infolge der Tatsache, daß der die Frequenzen von ο bis 2 umfassende Teil der Helligkeitskomponente im roten und im blauen Kanal auftritt, ist es nicht zweckmäßig, in den Ausgangskreisen der Tiefpaßfilter 29 & und 29 c einfache Verstärker vorzusehen, wie sie die Verstärker 30 & und 30 c der Anordnung gemäß Fig. ι darstellen, da diese Verstärker auch den durch sie gehenden Teil der Helligkeitskomponente entsprechend verstärken würden. Aus diesem Grunde sind in diesen Kanälen an. Stelle der Verstärker die Filter 63 ο und 63 c mit ungleichmäßigem Frequenzgang vorgesehen, die nur den im Frequenzband von 2 bis 4 Megahertz liegenden Farbzeichenkomponenten eine relative Verstärkung gegenüber den Helligkeitskomponenten erteilen.

Beim Netzwerk 15 der Anordnung gemäß Fig. 1 erfordert die im Ausgangskreis des Tiefpaßfilters 29 c erscheinende blaue Farbzeichenkomponente eine Verstärkung, die das 22,3fache der Verstärkung der grünen Farbzeichenkomponente¹ beträgt. Um eine solche Verstärkung zu ermöglichen und dabei die Farbentreüheit des wiedergegebenen Bildes zu wahren, muß die blaue Farbzeichenkomponente im Sender um einen entsprechenden Betrag gedämpft werden. Wie weiter oben dargelegt wurde, muß bei der Anordnung gemäß Fig. 1 zwecks Beseitigung der Wirkung der zusätzlichen Störungen die Summe der sichtbaren Helligkeitsschwankungen am Bildschirm der grünen, roten und blauen Röhre Null sein. Um dieses Ergebnis für jeden Wert der Störspannungen zu erreichen,

müssen die Röhren im linearen Teil ihrer Farbzeichenamplitudencharakteristik arbeiten. Wenn jedoch beispielsweise zur blauen Röhre starke zusätzliche Störungen gelangen, die sich mit den entsprechenden Störungen in der grünen und roten Röhre ausgleichen sollen, so kann es vorkommen, daß der Arbeitspunkt der blauen Röhre in den nicht linearen Teil ihrer Farbzeichenamplitudencharakteristik verschoben wird. Es ist daher vorteilhaft, die Kathodenstrahlröhren paarweise zum optischen Ausgleich der Wirkungen der zusätzlichen Störungen heranzuziehen.

Fig. 5 zeigt eine zur Verwirklichung dieses Gedankens geeignete Anordnung. Diese hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß sie die Zahl der erforderlichen Schaltelemente sowohl im Sender als auch im Empfänger erheblich vermindert und diejenigen auf Quermodulation zurückzuführenden Störungen herabsetzt, die sich infolge von kleinen Phasenfehlern der grünen und roten Farbzeichen ergeben können, wenn das blaue Farbzeichen erst stark gedämpft und dann in hohem Maße verstärkt wird.

Das in Fig. 5 dargestellte Netzwerk 15" enthält einen unmittelbar an die Eingangsklemme 25 angeschlossenen Kanal, der ein Tiefpaßfilter 64 mit einem Durchlaßbereich von ο bis 4 Megahertz umfaßt. An dieses ist der Addierkreis 65 α angeschlossen. Weiterhin ist mit der Eingangsklemme 25 ein Bandfilter 27 mit einem Durchlaßbereich von 2 bis 4 Megahertz verbunden, von dem zwei Zeichenkanäle abzweigen, die je einen Synchrondemodulator 28 V bzw. 28 c', ein Tiefpaßfilter 29 b bzw. 29 c mit einem Durchlaßbereich von ο bis 2 Megahertz, einen Verstärker 30 V bzw. 30 c' und einen Addierkreis 65 b bzw. 65 c enthalten. Das Tiefpaßfilter 29 b ist über einen Phasenumkehrer 66a auch mit dem Addierkreis 65 α verbunden, ebenso steht das Tiefpaßfilter 29 c über einen Phasenumkehrer 66 b und einen Spannungsteiler 67 ebenfalls mit dem Addierkreis 65 α in Verbindung. Der Farbenträgerwellengenerator 22" wird in der in Verbindung mit Fig. 1 dargestellten Weise geregelt und steuert mit einer Phasenverschiebung von 90⁰ die Synchrondemodulatoren 28 b' und 28 c'.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 macht auch eine Änderung des Senders gemäß Fig. 2 erforderlich. Diese Änderung besteht darin, daß der eine feste Kontakt der dreiphasigen Auswahlvorrichtung 53 nicht angeschlossen wird, so daß also die Auswahlvorrichtung zweiphasig arbeitet, wobei zwischen den Phasen eine Differenz von 90⁰ besteht.

Die durch das Tiefpaßfilter 64 der Anordnung gemäß Fig. 5 gehende Helligkeitskomponente hat eine der Gleichung (1) entsprechende Zusammen-Setzung. Für das durch das Tiefpaßfilter 29 b gehende Zeichen, das im folgenden mit s_2g j, bezeichnet werden soll, kann folgende Gleichung aufgestellt werden:

= —0,30 G + 0,3147? — 0,0135. (11)

Ebenso gilt für das durch das Tiefpaßfilter 29 c

gehende Zeichen J_{29 e} folgende Gleichung:

0,1945.

(12) Der Verstärker 30 V hat einen Verstärkungsfaktor von 2,23, so daß sich aus der Vereinigung des Zeichens J₂₉ _b mit dem Zeichen M im Addierkreis 65 b ein reines rotes Farbenzeichen ergibt, für das folgende Gleichung gilt:

R' = 0,67 G + 0,30 R + 0,03 B + 2,23 (— 0,30 G + 0,3147? — 0,013 B)'

R' = R.

(13) (14)

Der Verstärker 30 c' hat einen Verstärkungsfaktor von 5, so daß die Vereinigung des Zeichens M mit dem Zeichen J_{29 c} im Addierkreis 65 c ein reines blaues Farbzeichen ergibt, für das die folgende Gleichung gilt:

B' = 0,67 G + 0,30 R + 0,03 B + 5 (— 0,134 G — 0,06 R + 0,194/3),

B' = B.

(15) (16)

Das reine grüne Farbenzeichen ergibt sich aus der Vereinigung der Helligkeitskomponente mit entsprechenden Teilen der Farbzeichen J₂₉;, und J₂₉ _c im Addierkreis 65 α. Hierfür gilt

G' = M-s_2gb-o,22s_we. (17)

Beim Einsetzen der entsprechenden Größen ergibt diese Gleichung annäherungsweise

G' = G. (i8)

Für die richtigen Beträge und Phasen der Farbzeichen J₂₉₆ und J₂₉₁. in der Gleichung (17) sorgen gs die Phasenumkehrer66a- und 66b in Verbindung mit dem Spannungsteiler. 6j. Wie ersichtlich, ergibt die zweiphasige, mit 90⁰ Phasenverschiebung arbeitende Auswahlvorrichtung bei entsprechender Zusammensetzung der Zeichen die reinen Grundfarben Grün, Rot und Blau. Hierbei ist für das blaue Zeichen im Sender nur ein Dämpfungsfaktor von 5 erforderlich, wobei die Farbzeichen paarweise einen gegenseitigen optischen Ausgleich der durch die zusätzlichen Störkomponenten bedingten Helligkeitsschwankungen bewirken.

Eine negative Einheit des Zeichens J₂₉ & wird der grünen Röhre zugeführt, während +2,23 Einheiten desselben Zeichens zur roten Röhre gelangen. Ebenso werden —0,22 Einheiten des Zeichens J₂₉ _c der grünen Röhre und + 5 Einheiten desselben Zeichens der blauen Röhre zugeführt, so daß sich an den grünen und blauen Röhren Beträge dieser Zeichen ergeben, die der scheinbaren Helligkeitswirkung des grünen und des blauen Zeichens umgekehrt proportional sind. Durch die im vorgenannten Verhältnis erfolgende Zuführung der Zeichen zu den Röhren wird also sowohl das Zeichen J₂₉ _b als auch das Zeichen J_{29 c} daran gehindert, die sichtbare Helligkeit des Bildes zu beeinflussen.

Für gewisse Zwecke kann eine Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Anordnung erwünscht sein, bei welcher die Querverbindungen weggelassen sind. Dies kann durch Verwendung einer asymmetrischen, d. h. in ungleichen Zeiträumen erfolgenden Farbenauswahl erreicht werden. Zu diesem Zwecke

könnte eine Anordnung gemäß Fig. ι verwendet werden, in der der Farbenträgerwellengenerator 22 so ausgebildet ist, daß er eine asymmetrische Farbenauswahl bewirkt. Hierbei wurden die die Demodulatoren 28 b und 28 c enthaltenden Kanäle der Anordnung gemäß Fig. 1 an die Stelle der die Demodulatoren 28 b' und 28 c' enthaltenden Kanäle der Anordnung gemäß Fig. 5 treten, wobei die vorgenannten Kanäle dieselben Zeichen führen würden wie die letztgenannten Kanäle der Anordnung gemäß Fig. 5. Die Wirkung der Querverbindung der Anordnung gemäß Fig. 5 ergibt sich dann aus der Verwendung des den Demodulator 28 a enthaltenden Kanals in Verbindung mit der asymmetrischen Auswahl der Farbzeichen, die in den die Synchrondemodulatoren 28 b und 28 c enthaltenden Kanälen fließen. Zusätzlich müßte der Verstärker 30 c der Anordnung gemäß Fig. 1 so bemessen werden, daß sein Verstärkungsfaktor nur 5 an Stelle von 22,3 beträgt.

Die im Falle einer solchen geänderten Ausführung der Anordnung gemäß Fig. 1 in den Ausgangskreisen des Verstärkers 24 und der Synchrondemodulatcren 28 b und 28 c auftretenden Zeichen würden den Gleichungen (1), (11) und (12) entsprechen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ergab sich das reine grüne Zeichen durch Subtraktion entsprechender Beträge vom roten und blauen Zeichen von der Helligkeitskomponente¹. Zu diesem Zwecke mußte zwischen den grünen, roten und blauen Stromkreisen eine Querverbindung geschaffen werden, die jedoch für gewisse Zwecke nachteilig ist. Für diese Zwecke ist es daher vorteilhafter, die vorerwähnte geänderte Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 1 zu benutzen, auch wenn sie ein weniger reines grünes Zeichen liefert als die Anordnung gemäß Fig. 5.

Wenn bei dieser abgeänderten Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 1 der Auswahlzeitpunkt des grünen Zeichens um i8o° gegenüber dem Auswahlzeitpunkt des roten Zeichens verschoben ist, dann ergeben sich dieselben Verhältnisse wie bei Verwendung des Phasenumkehrers 66 α in der Anordnung gemäß Fig. 5. Wenn also· der Auswahl-Zeitpunkt des im Eingangskreis des Demodulators 28 α- erscheinenden, durch die Gleichung (11) bestimmten Zeichens um i8o° gegenüber dem Auswahlzeitpunkt des durch die Gleichung (12) bestimmten Zeichens verschoben ist, so ergibt sich im Ausgangskreis des Tiefpaßfilters 29 a ein Zeichen folgender Zusammensetzung:

^S29a ~ + °>3oG ~ 0,3147? + 0,0135. (19)

Bei der Vereinigung dieses Zeichens mit der Helligkeitskomponente gemäß der Gleichung (1) ergibt sich:

M + s_Wa~ 0,67 G + 0,30R + 0,035 + 0,30 G
- 0,3147?+ 0,0135 (20)

M + s ₂₉ a = 0,97 G — 0,014^ + 0,0435 (21)

Ein solches grünes Zeichen enthält immer noch 0,043 Einheiten von Blau und einen negativen Be

trag von 0,014 Einheiten von Rot, während der Rest von 0,97 Einheiten reines Grün ist. Ein griines Zeichen dieser Art würde für die meisten Zwecke ausreichend sein und die im roten und grünen Zeichen vorhandenen Störungen wirksam ausgleichen. Der Auswahlzeitpunkt des blauen Zeichens im Demodulator 28 c müßte dann gegenüber dem Auswahlzeitpunkt des grünen Zeichens um 90 bzw. um 270° phasenverschoben sein.

Ein viel reineres grünes Zeichen kann erhalten werden, wenn man die Farbenauswahl so durchführt, daß im grünen Zeichen auch die vom blauen Zeichen herrührenden Störungen ausgeglichen werden. Wenn die Auswahlzeitpunkte der grünen, roten und blauen Farbzeichen anstatt eines Phasenverhältnisses von 0,180 und 270° ein Phasenverhältnis von o° (180—12,5°) und (270—12,5°) haben, dann ergibt sich die Gleichung für das grüne Zeichen zu:

G' = M — J₂₉₀COS 12,5° — s_29c sin 12,5° (22)

G' = M - 0,976 s_29b- 0,216 J₂₉₄. (23)

Durch Einsetzen der Gleichungen (11) und (12) ergibt sich für das grüne Zeichen die Gleichung

G' = 0,99 G + 0,007 7? + 0,0007 5. (24)

Dies ist also ein annähernd reines grünes Zeichen. Durch die asymmetrische Farbenauswahl kann also bei Wahrung der Vorteile der zweiphasigen Auswahl dasselbe Ergebnis erzielt werden wie bei der dreiphasigen Farbenauswahl mit Hilfe der Querverbindungen gemäß Fig. 5.

Die für die beschriebenen Abänderungen der Empfangsanordnungen gemäß Fig. 1 und 4 erforderlichen gesendeten Zeichen können auch mit Hilfe der ungeänderten, also mit dreiphasiger Farbenauswahl arbeitenden Anordnung gemäß Fig. 2 erreicht werden, wenn die grünen, roten und blauen Zeichen der Auswahlvorrichtung 53 in geeignetem Größen- und Phasenverhältnis zugeführt werden. Diese Werte können bestimmt werden durch mathematisches Erfassen der in den gegenseitig um 120⁰ phasenverschobenen Auswahlzeitpunkten gegebenen Komponenten der durch die Gleichungen (11) und (12) definierten Farbzeichen J₂₉₆ und s_29c. Es ergeben sich dann für die drei Farbzeichen S₁, s₂ und J₃ folgende Gleichungen:

•^fi⁼ - -^Döcos 12,5°-J₂₉,cos 77,5°

= + 0,322 c — 0,2947? — 0,0295
S₂ = +s _29h cos 47,5° - s _29C cos 42,5°

= — 0,104 G + 0,256 7? — 0,152 5
^₃ = +^s 29b cos 72,5° + j_29ccos 17,5°

= — 0,218 G + 0,0377? + 0,181 5

(25)
(26)
(27)
(28)

(29)
(30)

wobei die auszuwählenden Farbzeichen durch folgende Gleichungen bestimmt sind:

5₁ = M + S₁

5₂ = M + S₂

(31) (32) (33)

609 611/6

IO

In Verbindung mit allen oben beschriebenen Anordnungen wurde die Zusammensetzung der die Bildpunkthelligkeit bestimmenden Helligkeitskomponente entsprechend der sichtbaren Helligkeitswirkung von allgemein verwendeten grünen, roten und blauen Leuchtstoffen bemessen. Dieselbe Bemessung diente jedoch nur zur Vereinfachung der Darstellung. Die Erfindung umfaßt jede beliebige Bemessung der Farbzeichenanteile des die BiIdpunkthelligkeit bestimmenden Schwarzweißzeichens in der Weise, daß die durch Störimpulse in den Farbzeichen oder durch andere, zusätzliche Niederfrequenz - Interferenzerscheinungen verursachten sichtbaren Helligkeitsschwankungen vermindert oder beseitigt werden. Da geringe Abweichungen von der farbengetreuen Wiedergabe nicht merkbar sind, braucht die Zusammensetzung der Helligkeitskomponente nicht genau den sichtbaren Helligkeitswirkungen der verschieden gefärbten Leuchtstoffe zu entsprechen.

Die Erfindung gewährt dadurch, daß bei ihrer Verwendung das zusammengesetzte Farbzeichen eine viel kleinere Amplitude hat als bei den bekannten Einrichtungen, die Möglichkeit eines wesentlich verbesserten Empfanges von farbigen Fernsehsendungen mit Hilfe von Schwarzweißempfängern. In dieser Beziehung sind natürlich im Rahmen der Erfindung auch Kompromisse möglich. Beispielsweise kann die Amplitude des zusammengesetzten Farbzeichens um 3 Dezibel höher sein, als oben angegeben. In diesem Fall kann beispielsweise bei der Anordnung gemäß Fig. 4 das Tiefpaßfilter 62 die hochfrequenten Zeichenspannungen im Verhältnis zu den niederfrequenten Zeichen-Spannungen um 3 Dezibel dämpfen, und die durch die Filter 63 b und 63 c bewirkte verhältnismäßige Verstärkung der hochfrequenten Zeichenspannungen kann dann um 3 Dezibel geringer sein.

Obzwar die Erfindung in Verbindung mit einer drei Kathodenstrahlröhren enthaltenden Einrichtung beschrieben wurde, kann sie natürlich auch in Verbindung mit einer größeren oder geringeren Anzahl von Röhren verwendet werden. Beispielsweise kann bei einem Empfänger mit einer einzigen Mehrfarbenröhre diejenige Eigenschaft dieser Röhre, die im Sinne der Erfindung die sichtbare Helligkeit des wiedergegebenen Bildes beeinflußt, das Ansprechen der Röhre auf die Helligkeitskomponente sein, während diejenige Eigenschaft, die sowohl die Helligkeit als auch die Farbe des wiedergegebenen Bildes beeinflußt, das Ansprechen der Röhre auf derselben Steuerelektrode oder anderen Steuerelektroden zugeführte Farbzeichenkomponenten wäre.

55

60

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Fernsehübertragungseinrichtung für farbige Fernsehbilder mittels einer Fernsehzeichenspannung, die eine aus allen Farbzeichenspannungen zusammengesetzte Helligkeitskomponente und eine zusammengesetzte Farbenkomponente enthält, welche von einer mit den einzelnen Farbzeichen proportionalen Spannungen in verschiedenen Phasenlagen modulierten Unterträgerwelle gebildet wird, deren im Empfänger voneinander getrennt abgeleitete Modulationskomponenten die Farbe der Bildpunkte des wiedergegebenen Bildes bestimmen, dadurch .gekennzeichnet, daß im Empfänger die Größenverhältnisse der Übertragungsmaße der Zeichenkanäle für die den wiedergegebenen Grundfarben zugeordneten. Farbzeichenspannungen der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die genannten Grundfarben umgekehrt proportional sind und die genannten Farbzeichenspannungen der Bildwiedergabevorrichtung derart zugeführt werden, daß die durch den Farbzeichenspannungen überlagerte Störspannungen verursachten Helligkeitsänderungen im wiedergegebenen Bild sich gegenseitig optisch aufheben.
2. Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Farbzeichenkanäle des Empfängers in der Weise, daß bei der durch Farbzeichenspannungen hervorgerufenen Änderung der durch das Bildwiedergabegerät wiedergegebenen Helligkeit einer oder zweier Grundfarben in einem Sinne gleichzeitig die Änderung der Helligkeit mindestens einer anderen Grundfarbe im entgegengesetzten Sinne hervorgerufen wird.
3. Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede der Übertragungsmaße der Zeichenkanäle für die den wiedergegebenen Grundfarben zugeordneten Farbzeichenspannungen im Sender und im Empfänger gleich groß, aber einander entgegengesetzt sind.
4. Fernsehübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitskomponente der Fernsehzeichenspannung im Empfänger der Bildwiedergabevorrichtung über einen gesonderten Zeichenkanal so zügeführt wird, daß sie die Grundfarben des wiedergegebenen Bildes stetig und im gleichen Maße beeinflußt.
5. Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Helligkeitskomponente (M) erzeugenden Vorrichtung des Senders die Grundfarbenspannungen von den Bildfängern über Zeichenkanäle zugeführt werden, deren Übertragungsmaße sich voneinander in einem der Verschiedenheit der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die durch die genannten Spannungen dargestellten Grundfarben entsprechenden Maße unterscheiden.
6. Fernsehübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender aus den Grundfarbenspannungen (G, R, B) Farbdifferenzspannungen (G-M, R-M, B-M) gebildet und zum Modulieren der Farbunterträgerwelle verwendet werden.
7· Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die Farbzeichenspannungen durch in ihre Zeichenkanäle eingeschaltete Verstärker so verstärkt werden, daß sie durch Addieren der Helligkeitskomponente in reine Grundfarbenspannungen zurückverwandelt werden.
8. Fernsehübertragungseinrichtung nach den ίο Ansprüchen 5 und 6, bei welcher eine die höheren Frequenzen des Farbfernsehzeichens umfassende Helligkeitskomponente¹ der Bildwiedergabevorrichtung über einen gesonderten Zeichenkanal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die Fernsehzeichenspannung über drei Tiefpaßfilter drei Auswahlvorrichtungen zugeführt wird, wobei die genannten Tiefpaßfilter so ausgebildet sind, daß sie diejenigen Frequenzen, die im Frequenzbereich

ao der Farbunterträgerwelle liegen, mit solchen relativen Verstärkungsgraden übertragen, daß aus den Ausgangsspannungen der Auswahlvorrichtungen durch Addition der Helligkeitskomponente die Grundfarbenspannungen gewonnen werden.
9. Fernsehübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender aus den Grundfarbenspannungen (G, R, B) zwei Farbdifferenzspannungen (R-M, B-M) gebildet und zum Modulieren von gegeneinander um 90⁰ phasenverschobenen Komponenten der Farbunterträgerwelle verwendet werden.
10. Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die durch Demodulation der Farbunterträgerwelle gewonnenen Farbdifferenzspannungen durch Addieren der Helligkeitskomponente in die Grundfarbenspannungen (R,

B) zurückverwandelt werden, wobei die dritte Grundfarbenspannung (G) aus den genannten beiden Farbdifferenzspannungen durch Umkehrung ihrer Phase und darauffolgende Addition ihrer im gewünschten gegenseitigen Verhältnis stehenden Anteile miteinander und mit der HeI-ligkeitskomponente gebildet wird.
11. Abänderung der Fernsehübertragungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Grundfarbenspannung (G) durch Demodulation der Farbunterträgerwelle in einem durch die Größe der beiden Quadraturkomponenten bestimmten Phasenwinkel und Addition des Demodulationsproduktes zur Helligkeitskomponente gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509 576/75 10.55 (609 611/6 6.66)