DE2152073A1

DE2152073A1 - Einrichtung mit variabler Bandbreite fuer ein Signaluebertragungssystem

Info

Publication number: DE2152073A1
Application number: DE19712152073
Authority: DE
Inventors: Masahide Yoneyama
Original assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Current assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Priority date: 1970-10-21
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1972-04-27
Also published as: DE2152073B2; GB1372591A; DE2152073C3; US3742395A

Description

it 1966

Nippon Columbia Kabushikikaisha, Tokyo / Japan

Einrichtung mit variabler Bandbreite für ein Signalübertragungssystem

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit variabler Bandbreite für ein übertragungssystem von Fernsehsignalen oder dergleichen.

Ein wesentlicher Nachteil eines üblichen Übertragungssystemes für Fernsehsignale oder dergleichen besteht darin, daß die Bandbreite konstant ist unabhängig von der Frequenzkomponente eines übertragenen Signales; der Störfaktor wird infolgedessen durch hochfrequente Störungen verschlechtert, wenn das Nutzsignal ein enges Frequenzband aufweist. Da ein Filter mit breitem Durchlaßbereich auch für ein Signal mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenzcharakteristik benutzt wird, machen sich Störungen -bei hohen Frequenzen stärker bemerkbar, was die Eigenschaften des übertragungssystemes insgesamt verschlechtert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung mit variabler Bandbreite für ein Signalübertragungssystem zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet.

• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Elemente vorgesehen sind, die die Bandbreite in Abhängigkeit vom Spektrum des übertragenen Signales ändern.

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Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen

Fig.l ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristik

der Störungen zeigt, die von einem Vorverstärker einer Vidicon- oder Plumbicon-Camera veranschaulicht;

Fig.2 ein Diagramm, das das Frequenzspektrum eines P Camera-Ausgangssignales wiedergibt;

Fig.3 ein Diagramm mit der Frequenzcharakteristik eines Übertragungssystemes;

Fig.4 ein Diagramm mit der Frequenzcharakteristik eines Bandfilters;

Fig.5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles;

Fig.6 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles;

' Fig.7 ein Diagramm der Frequenzcharakteristik eines

Bandfilters;

Fig.8 ein Diagramm zur Erläuterung eines variablen

Frequenzbereiches eines erfindungsgemäßen Signalübertragungssystemes;

Fig.9A ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung

zwischen dem Durchlaßbereich und dem Spektrum eines Filters zur Feststellung des Spektrums;

Fig.9B die Wellenform der Feststellimpulse;

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Pig.10 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei zunächst ein Signalübertragungssystem erläutert.

Bei einer Fernsehkamera mit einer Vidicon-, Plembicon- oder einer ähnlichen Röhre, die den inneren photoelektrischen Effekt ausnutzt, ist der Ausgangsstrom der Kameraröhre so schwach, daß er üblicherweise durch einen Vorverstärker bis auf den Pegel eines Video-Signales verstärkt wird; der Störfaktor wird hierbei durch den verwendeten Vorverstärker bestimmt.

Der Störfaktor des Ausgangsstromes der Kameraröhre ist ausgezeichnet, wird jedoch durch die Ausgangskapazität der Kameraröhre und die Eingangskapazität des Vorverstärkers wegen des sehr geringen Ausgangspegels und der sehr hohen Ausgangsimpedanz der Kameraröhre beeinträchtigt; das Frequenzspektrum von Störungen in dem durch den Vorverstärker verstärkten Signal ist daher nicht flach, und die Störungen nehmen bei höherer Frequenz zu. Dies wird üblicherweise als dreieckförmige Störungen bezeichnet. Das Frequenzspektrum dieser Störungen ist in Fig.l veranschaulicht; hierbei ist die maximale Frequenz eines Video-Signalbereiches mit fm bezeichnet. Der im Ausgangssignal vorhandene Gehalt an Störungen ist daher gleich dem, der durch Integration der Kurve der Fig.l von 0 bis fm erhalten wird. Das Frequenzspektrum des Video-Signales ändert sich dagegen in jedem Augenblick und reicht nicht stets bis fm.

Fig.2 zeigt die Frequenzspektra der Video-Signale; hierbei betrifft Kurve 1 den Fall, in dem das FrequenzSpektrum des von der Kameraröhre abgenommenen Video-Signales eng ist, während Kurve 2 den Fall eines breiten Frequenz spektrums wiedergibt.

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Die Frequenzbandbreite des Signalübertragungssystemes braucht daher nicht immer so breit zu sein, daß sie sich bis fm erstreckt. Die niedrigere Frequenzkomponente ist häufiger als die höhere·Frequenzkomponehte. Wenn das übertragungssystem stets den Frequenzbereich bis fm umfaßt, so wird - wenn das Frequenzspektrum des Videosignales eng ist - das Video-Signal durch hochfrequente Störungen beeinträchtigt. Die hochfrequenten Störungen sind ferner wesentlich größer als die niederfrequenten Störungen (vgl. Fig.l), was eine erhebliche Beeinträchtigung der Bildqualität zur Folge hat. Ist das Frequenzspektrum des Video-Signales eng, eo ist das wiedergegebene Bild verhältnismäßig einfach und unkompliziert und Störungen sind auffällig; ist dagegen das Frequenzspektrum breit, so ist das wiedergegebene Bild verhältnismäßig kompliziert und die Störungen treten nicht so hervor.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Verschlechterung des Störfaktors zu beseitigen, die dadurch bedingt ist, daß das übliche PernßthÜbertragungBsystem ständig einen zu breiten Frequenzbereich bis zu fm hin überdeckt. Die erfindungsgemäße Einrichtung wählt somit die Bandbreite des Übertragungssystemes bzw. Ändert nie automatisch. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ein System 3, das einen Frequenzbereich bis zur maxia&ltn Frequenz fm überdeckt, und ein System 4, das nur. einen Frequenzbereich bis zu f^ (weit unterhalb f ) bedeckt, wie die iig.3 und 5 zeigen.

Anhand von F.lg.5 sei nun die Erfindung näher erläutert. Der Ausgang einer Kameraröhre 5 ist mit einem Vorverstärker 6 verbunden, der den Frequenzbereich bis zur maxiaalen Frequenz f des Video—Signalee umfaßt. D«r Ausgang des Vorverstärkers ist mit einem Tiefpaßfilter 7 Verbunden, der eine Grenzfrequenz f_A besitzt. Diese genannten Elemente bilden das oben erwähnte System k_t durch das das Video-Signal normalerweise hindurchtritt. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 6 wird ferner einem Bandfilter 8 zugeführt, dessen Frequenzcharakteristik aus Fig.4 ersichtlich iat: er ermittelt diejenige Kompo-

nente im Spektrum des vom Vorverstärker 6 zugeführten Video-Signales, die vom System k nicht umfaßt wird. Tritt am Ausgang des Bandfilters 8 ein Signal auf, enthält also das Prequenzspektrum des Video-Signales eine Komponente mit einer Frequenz höher als f-, so wird dieses Ausgangssignal des Bandfilters 8 über einei Differenzierkreis 9 einer Impulsformungsschaltung 10 zugeführt. Der so gewonnene Impuls gelangt zu einem Video-Schalter 11 und betätigt ihn. Dem Video-Schalter 11 wird das Ausgangssignal des Systemes 4 zugeführt, das den Tiefpaßfilter 7 mit der Grenzfrequenz f* passiert hat; ferner wird dem Video-Schalter 11 das Ausgangssignal des Systemes 3 zugeleitet, das den Vorverstärker direkt mit dem Video-Schalter 11 verbindet. Normalerweise wird das Signal des Systemes ¹I als Ausgangesignal 12 des Video-Schalters 11 gewonnen; wird jedoch der Impuls dem Video-Schalter von der Impulsformungsschaltung 10 zugeführt, so wird das Signal des Systemes 3 vom Video-Schalter 11 während einer Zeitdauer entsprechend der Impulsbreite abgenommen.

Anhand der Pig.6 und 7 sei ein weiteres Ausführungsbei-.spiel der Erfindung erläutert. Während das Ausführungsbeispiel der Fig.5 den Tiefpaßfilter 7 und den Bandfilter 8 benutzt, deren Bandbreiten sich von 0 bis f^ bzw, von T^ bis f^ erstrecken, verwendet das Ausführungsbeispiel der Pig.6 eine; Anzahl von Bandfiltern und Tiefpaßfiltern unterschiedlicher Bandbreite ρ In Pig.6 sind dabei Elemente entsprechend denen in Fig.5 mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert. Wie Fig.7 zeigt, besitzt der erste Tiefpaßfilter 7 eine Bandbreite von 0 bis f, der Bandfilter 8 eine

et

Bandbreite von f_& bis f_fe, der zweite und dritte Tiefpaßfilter 7a, 7b und die Bandfilter 8a, 8b Bandbreiten von 0 bis f, , 0 bis f basw. f. bis f , f bis f,. Diese Filter sind parallel

C D CC Q

zueinander an den Video-Schalter 11 angeschlossen, durch den damit eine Anzahl von Bandfiltern selektiv umgeschaltet werden können. Das System 3 ist mit dem Video-Schalter 11 gemeinsam für die drei Bandfilterfrequenzen verbunden. In Fig.6 ent-

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-S-

sprechen die Bandfilter 8a, 8b dem Bandfilter 8 in Fig.5.. Die Bezugszeichen 9a, 9b und 10a,10b betreffen Differenzierkreise und Impulsformungskreise entsprechend den Elementen 9 und 10 in Fig,5.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, das automatisch die Bandbreite des Signalübertragungssystemes entsprechend den Spektra ändert. Dieses Ausführungsbeispiel enthält einen Tiefpaßfilter, der die Bandbreite im Frequenzbereich zwischen der Tiefenfrequenz f P und der maxiaalen Frequenz f automatisch ändern kann (vgl. Fig.8); ferner ist ein Bandfilter vorgesehen, der einen Durchlaßbereich von f bis f aufweist (vgl, Fig.9A). Anhand

et If*

von Fig.10 sei dieses Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Kameraröhre 5 und der Vorverstärker 6 sind identisch mit den Elementen des Ausführungsbeispieles der Fig.5. Der Vorverstärker besitzt eine Grenzfrequenz f und der Tiefpaßfilter 7 ändert seine Bandbreite im Bereich von f bis f_ (vgl, Fig.8). Unter normalen Umständen läßt der Tiefpaßfilter 7 Signale bis zur Frequenz f_ hindurch.

Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 6 wird auf dem k Bandfilter 8 zugeführt, dessen Durchlaßbereich sich von f bis f erstreckt (vgl. Fig.9A); hierdurch wird das Frequenzspektrum des Video-Ausgangssignales des Vorverstärkers zwischen den Frequenzen f_Q und f festgestellt. Der Bandfilter 8 ist

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mit einer Einrichtung zur Feststellung des Spektrums versehen, die nachstehend näher erläutert wird. Je nach dem Spektrum 15, 1^1 und 2 im Frequenzbereich zwischen f und f werden Impulse

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15a, 14a und 2a mit unterschiedlichem Pegel festgestellt (vgl. Fig.9A, 9B); die gewonnenen Impulse werden einer Detek·» torschaltung l6 zugeführt und liefern eine mittlere Gleichspannung entsprechend dem Pegel des Spektrums; die Gleichspannung wird durch einen Verstärker 17 in geeigneter Weise · verstärkt und dann einer veränderlichen Kapazitätsdiode 7a im·Tiefpaßfilter 7 zugeführt; hierdurch wird die Vorspannung

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der veränderlichen Kapazitätsdiode 7a geändert. Das so erhaltene Signal wird durch einen Verstärker 18 verstärkt und liefert am Ausgangsanschluß 12 ein Aus'gangssignal. Auf diese Weise kann die Bandbreite zwischen den Frequenzen f und f automatisch geändert werden, und zwar in Abhängigkeit vom Frequenzspektrum des vom übertragungssystem im Bereich zwischen- f und f gelieferten Signales.

Durch die Erfindung wird somit die Entropie des Signales verringert und ein wesentlich verbesserter Störfaktor erzielt. Wenngleich die Erfindung in ihrer Anwendung bei einer Fernsehkamera erläutert wurde, so Versteht sich doch, daß sie in gleicher Weise auch bei einem Fernsehempfänger eingesetzt werden kann.

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Claims

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Patentansprüche

fly) Einrichtung mit variabler Bandbreite für ein Signal- · übertragungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß Elemente vorgesehen sind, die die Bandbreite in Abhängigkeit vom Spektrum des übertragenen Signales ändern.
2.) Einrichtung nach Anspruch I₃. dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Änderung der Bandbreite einen Vorverstärker zur Aufnahme des Ausgangssignales des Signalübertragungssystemes enthalten, ferner einen Tiefpaßfilter zur Aufnahme des Ausgangssignales des Vorverstärkers, wobei dieser Tiefpaßfilter die Komponente einer vorbestimmten Bandbreite hindürchläßt, ferner Elemente, die eine Komponente des Ausgangssignales des Vorverstärkers hindurchlassen, deren Bandbreite höher als die Bandbreite des Tiefpaßfilters ist, weiterhin Elemente zur Aufnahme des Ausgangssignales des Vorverstärkers zwecks Peststellung des Vorhandenseins .eines Spektrums mit einer Bandbreite, die höher als die Bandbreite des Tiefpaßfilters ist, wobei dieses Ausgangsspektrum durch diese anderen Elemente hindurchgelassen wird.
3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltelemente vorgesehen sind, die mit den Ausgangssignalen des Tiefpaßfilters und der weiteren Elemente gespeist werden und durch die Peststellelemente so betätigt werden, daß sie selektiv die Ausgangssignale des Tiefpaßfilters und der anderen Elemente hindurchlassen.

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4.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß mehr als zwei Tiefpaßfilter und mehr als zwei Feststellelemente vorgesehen sind,
5.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Ausgangssignal des übertragungssystemes gespeister Vorverstärker vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal einem veränderlichen Tiefpaßfilter und den Peststellelementen zugeführt wird, wobei die Feststellelemente automatisch den Tiefpaßfilter in Abhängigkeit vom Spektrum des Ausgangssignales des Vorverstärkers steuern und hierdurch die Bandbreite des Tiefpaßfilters ändern.
6.) Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellelemente das Ausgangssignal des Bandfilters in Gleichstromkomponenten entsprechend den Spektra umformen, wobei diese Gleichstromkomponenten als Vorspannung veränderlichen Kapazitätsdioden im Tiefpaßfilter zugeführt werden.

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