DE918211C - Einrichtung zur Stabilisierung von aus Synchronisierzeichen und Bildpunktzeichen zusammengesetzten Fernsehzeichen - Google Patents
Einrichtung zur Stabilisierung von aus Synchronisierzeichen und Bildpunktzeichen zusammengesetzten FernsehzeichenInfo
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Description
(WiGBI. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 20. SEPTEMBER 1954
Die Erfindung betrifft Fernsehanordnungen und befaßt sich insbesondere mit der Verbesserung der
Helligkeitscharakteristik der Anordnungen. Obzwar die Erfindung auch bei Sendeanordnungen angewendet
werden kann, ist sie insbesondere für Empfangsanordnungen zum Empfang von aus einer
negativ modulierten Trägerwelle bestehenden Fernsehzeichen von besonderer Bedeutung und wird daher
in diesem Zusammenhang erläutert.
Die üblichen zum Empfänger übertragenen zusammengesetzten Fernsehzeichen bestehen aus einer
Trägerwelle, welche während wiederkehrender Vorlaufperioden des Abtaststrahles mit Bildpunktzeichen
und mit niederfrequenten bzw. Gleichstromzeichen moduliert ist, die die Helligkeitsunterschiede
in dem übertragenen Bild bzw. die durchschnittliche Hintergrundshelligkeit des Bildes darstellen. Während
der Rücklaufperioden des Abtaststrahles wird die Trägerwelle mit Synchronisierzeichen moduliert.
Bei Verwendung einer negativen Modulation steht für die Übertragung des Bildinhaltes ein gewisser
Amplitudenbereich zur Verfügung, der beispielsweise den Bereich bis zu 75% der größten
Trägerwellenamplitude umfassen kann. Der untere Grenzwert dieses Bereiches stellt den Weißpegel
und sein oberer Grenzwert den Schwarzpegel dar, wobei eine Verminderung der Trägerwellenamplitude
innerhalb dieses Bereiches eine Steigerung der Bildhelligkeit bedeutet. Der restliche Teil der größten
Trägerwellenamplitude, d. h. der Teil zwischen 75 und ioo°/o, dient der Übertragung der Synchronisierzeichen,
welche aus zwischen die aufeinanderfolgenden Bildabtastperioden eingeschobenen Bildwechselimpulsen bestehen. Jedes Synchronisierzeichen
reicht vom Schwarzpegel der Bildpunktzeichen aus ein gewisses Stück in den Ultraschwarz-
bereich hinein. Im Empfänger wird das derart zusammengesetzte Zeichen demoduliert, und seine
Bildpunktzeichen werden zur Modulierung der Stärke des Kathodenstrahles der als Empfangsgerät
dienenden Kathodenstrahlröhre benutzt. Die Synchronisierzeichen steuern die Abtastmittel des Empfängers
und synchronisieren die Abtastung durch den Kathodenstrahl mit der entsprechenden Bildabtastung
im Sender. Auf diese Weise wird das ίο übertragene Bild im Empfänger wiedergegeben.
Ein wichtiges Erfordernis eines richtig arbeitenden Empfängers ist die genaue Stabilisierung des
demodulierten Zeichens hinsichtlich eines ausgeprägten Zeichenwertes, z. B. des Schwarzpegels.
Eine derartige Stabilisierung ist erforderlich, um den Empfänger leicht so einstellen zu können, daß
ein dem Schwarzpegel entsprechender gegebener Zeichenwert bzw. eine diesem Wert entsprechende
Amplitude mit Bezug auf die Helligkeitscharakteristik des Eingangszeichens eindeutig festgelegt
wird. Dies ist notwendig, damit die Bildpunktzeichen, welche irgendeinen anderen gegebenen Helligkeitswert darstellen, im übertragenen Bild jederzeit mit
dem richtigen Helligkeitswert erscheinen. Überdies ist bei Empfängern mit Wechselstromkopplung
zwischen den einzelnen Stufen eine Zeichenstabilisierung erforderlich, um das Vorhandensein der
Hintergrundbeleuchtungskomponente in dem dem Wiedergabegerät zugeführten Zeichen sicherzustellen.
Das Auge des Beschauers ist in erster Linie für den Kontrast bzw. das Verhältnis zwischen den
Helligkeitswerten empfindlich und weniger für den Absolutwert irgendeines gegebenen Helligkeitsgrades.
Deshalb ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zur Einstellung der Grenzwerte der Helligkeit
im wiedergegebenen Bild vorzusehen. Diese Einstellung wird als Kontrastregelung bezeichnet
und ermöglicht die Einstellung des Empfängers entsprechend den Empfangsverhältnissen und entsprechend
der Art des übertragenen Bildes.
Bei einer bekannten Art von Empfängern wird die Zeichenstabilisierung mittels eines Diodenkreises
erreicht, welcher eine Spitzengleichrichtung der Synchronisierimpulse des demodulierten Zeichens
bewirkt und das Zeichen auf diese Weise in bezug auf seine Synchronisierspitzen stabilisiert. Zusätzlich
wird zwecks Erzielung einer Kontrastregelung häufig eine Verstärkungsregelung in einer der Stufen
des Bildverstärkers angewendet. Eine solche Anordnung bewirkt zwar eine Stabilisierung, hält aber
die Helligkeitscharakteristik des Empfängers nicht so konstant, wie dies für gewisse Zwecke wünschenswert
wäre. Dies hat seinen Grund darin, daß der Schwarzpegel eines negativ modulierten Zeichens
eine Amplitude darstellt, welche erheblich kleiner ist als die die Synchronisierimpulse darstellende
Spitzenamplitude. Deshalb neigt der Schwarzpegel bei Schwankungen der einkommenden Zeichenstärke
zu erheblichen Abweichungen mit Bezug auf den Stabilisierungspegel. Demgemäß ist bei solchen
Empfängern eine äußerst genaue Verstärkungsregelung oder eine einstellbare Helligkeitssteuerung
erforderlich, um den Schwarzpegel mit Bezug auf die Helligkeitscharakteristik des Bildes konstant zu
halten.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Kontrastregelung und die Schwarzpegelstabilisierung
dadurch zu erreichen, daß ein Teil des Zeichenkanals des Empfängers in zwei Zweige zerlegt wird,
die im Verhältnis zueinander so bemessen sind, daß das gegenseitige Verhältnis der Zeichenamplituden
in diesen beiden Zweigen etwa 3 : 1 beträgt. In einem dieser Zeichenkanäle wird ein Zeichen erzeugt,
dessen Amplitude gleich groß, aber entgegengesetzt dem Schwarzpegel des Zeichens im anderen
Zeichenkanal ist. Diese beiden Zeichen werden dann mittels eines Spannungsteilers miteinander vereinigt
und ergeben zusammen ein Zeichen, dessen Schwarzpegel einen von Änderungen der durchschnittlichen
Amplitude des empfangenen Fernsehzeichens unabhängigen konstanten Wert hat. Diese Anordnung
hat jedoch den Nachteil, daß sie die mit einer gegebenen Anzahl von Verstärkerstufen erzielbare Verstärkung
des Fernsehzeichens ungünstig beeinflußt.
Die Nachteile der erwähnten bekannten Anordnungen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß aus der Zeichenspannung eine HilfsSpannung abgeleitet wird, deren Amplitude sich zur Amplitude
der Zeichenspannung ebenso verhält wie die dem Schwarzpegel entsprechende Amplitude zur maximalen
Amplitude des Zeichens, und daß diese beiden Zeichenspannungen durch Zuführung zu je einer
Elektrode eines Gleichrichters so miteinander vereinigt werden, daß das resultierende Zeichen hinsichtlich
seines Schwarzpegels stabilisiert ist.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Der in Fig. 1 dargestellte Fernsehempfänger enthält einen Hochfrequenzverstärker 10 mit einer
beliebigen Anzahl Verstärkerstufen, dessen Eingangskreis an das Antennensystem 11,12 und dessen
Ausgangskreis an den Oszillatormodulator 13 angeschlossen ist. Auf diesen folgen in der angegebenen
Reihenfolge ein Zwischenfrequenzverstärker 14 mit einer oder mehreren Stufen, ein
Demodulator 15, ein Bildpunktzeichenverstärker 16 sowie eine Kathodenstrahlröhre 17. Die Einheit 16
wird weiter unten näher beschrieben. An den Demodulator 15 ist ein Synchronisierzeichentrenner
18 angeschlossen, dessen Ausgangskreise mit einem Zeilenabtastspannungsgenerator 19 bzw. einem BiIdabtastspannungsgenerator
20 verbunden sind. Die Ausgangskreise dieser Generatoren sind ihrerseits an entsprechende Strahlablenkspulen 38, 39 der
Röhre 17 angeschlossen. Der Demodulator 15 liefert auch eine Regelspannung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung,
die über die Leitung 40 dem Eingangskreis einer oder mehrerer der Röhren des iao
Hochfrequenzverstärkers 10, des Oszillatormodulators
13 und des Zwischenfrequenzverstärkers 14 zu-
;eleitet wird. An den Ausgangskreis des Oszillatormodulators 13 ist ferner ein Tonwiedergabegerät
angeschlossen, welches eine oder mehrere Zwischenfrequenzverstärkerstufen,
einen Demodulator
sowie eine oder mehrere Niederfrequenzverstärkerstufen enthalten kann, mit welchen ein Lautsprecher
gekoppelt ist.
Die eben erwähnten Teile können, mit Ausnahme des Bildpunktzeichenverstärkers 16, üblicher Art
sein und werden deshalb nicht mehr beschrieben. Es sei daher nur kurz erwähnt, daß die durch das
Antennensystem 11,12 empfangenen Fernsehzeichen
im Hochfrequenzverstärker 10 verstärkt und im Oszillatormodulator 13 in zwischenfrequente Zeichen
verwandelt werden, welche im Verstärker 14 verstärkt und im Demodulator 15 demoduliert werden.
Die Modulationskomponenten, welche Synchronisierzeichen, Bildpunktzeichen und eine Gleichstromkomponente
umfassen, werden durch den Verstärker 16 verstärkt und gelangen hiernach zur Helligkeitsteuerelektrode
der Röhre 17, mittels deren sie die Stärke des Kathodenstrahles in Abhängigkeit von
den Bildpunktzeichen beeinflussen. Die Synchronisierzeichen werden im Gerät 18 von den Bildpunktzeichen
getrennt und zur Synchronisierung des Zeilenabtastspannungsgenerators 19 sowie des BiIdabtastspannungsgenerators
20 verwendet. Diese Generatoren erzeugen sägezahnförmige Abtastspannungen, welche den Kathodenstrahl der Röhre 17
mittels der Ablenkspulen in zwei aufeinander normalstehende Richtungen ablenken. Die in der Einheit
15 erzeugte Regelspannung regelt die Verstärkung einer oder mehrerer der Einheiten 10, 13 und 14
so, daß die Eingangsspannung des Demodulators 15 sich auch bei einer erheblichen Änderung der
Stärke der empfangenen Zeichen nur innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen ändert. Die die bildmodulierte
Trägerwelle begleitende tonmodulierte Trägerwelle wird ebenfalls durch den Hochfrequenzverstärker
10 verstärkt und im Oszillatormodulator 13 in tonmodulierte zwischenfrequente Zeichen verwandelt,
welche dann im Gerät 21 verstärkt, demoduliert und nach erneuter Verstärkung dem Laut-Sprecher
zugeführt werden.
Der Verstärker 16 enthält eine Gleichstromquelle, deren Pole in bezug auf ein Bezugspotential, z. B.
Erde, verschiedene Polarität haben. Diese Gleichstromquelle besteht im vorliegenden Fall aus einer
Batterie 36, zwischen deren Polen + B und —B ein Spannungsteiler 37 eingeschaltet ist, dessen geerdete
Anzapfung das Bezugspotential darstellt.
Weiterhin enthält der Verstärker eine an den Demodulator 15 angeschlossene erste Verstärkerröhre
22, deren Kathode 23 geerdet ist. In den Anodenkreis dieser Röhre sind miteinander in Reihe geschaltete
Widerstände 24, 25 und 26 eingeschaltet, die ein Netzwerk bilden, dessen verschiedene Teile
an Gleichspannungen verschiedener Polarität liegen.
Der Widerstand 24 liegt zwischen der Anode der Röhre 22 und dem Pol + B der Batterie 36, während
die Widerstände 25 und 26 zwischen die Anode der Röhre und den Pol —B der Batterie geschaltet
sind. Das aus den Widerständen bestehende Netzwerk ist so bemessen, daß sich in verschiedenen
Teilen von ihm Zeichenspannungen vorbestimmt verschiedener Größe ergeben. Im dargestellten Fall
werden diese verschiedenen Teile des Netzwerkes einesteils vom Widerstand 25 und andernteils von
den beiden Widerständen 25 und 26 zusammengenommen gebildet, wobei diese beiden Widerstände
so bemessen sind, daß die Amplitude der sich am Widerstand 26 ergebenden Zeichenspannung ein
Viertel der Amplitude der sich an den beiden Widerständen 25 und 26 zusammengenommen ergebenden
Zeichenspannung beträgt.
Weiterhin enthält der Verstärker 16 eine zweite Verstärkerröhre 27, deren Eingangskreis in zwei
Zeichenkanäle aufgeteilt ist, die an je einen der obengenannten beiden Teile des Netzwerkes 24, 25,
26 angeschlossen sind. Den einen dieser Zeichenkanäle bilden ein Widerstand 28 und eine Leitung
29, welche das Steuergitter der Röhre 27 mit dem Widerstand 26 verbinden, während den anderen
Zeichenkanal der Kondensator 30 darstellt, über den das Steuergitter der Röhre 27 an den Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25 sowie an die
Anode der Röhre 22 angeschlossen ist. Mit der Anode und der Kathode der Röhre 27 sind
Arbeitswiderstände 31 und 32 verbunden. Die Röhre arbeitet über Klemmen 34 und 35 auf
die Helligkeitssteuerelektrode der Kathodenstrahlröhre 17.
Schließlich enthält der Verstärker 16 eine zwischen den Kondensator 30 und den Verbindungspunkt
der Widerstände 25 und 26 geschaltete Gleichrichterröhre 33 zum Gleichrichten der durch
die beiden vorgenannten Zeichenkanäle übertragenen Zeichenspannungen und zur Erzeugung einer
aus diesen beiden Zeichenspannungen gebildeten resultierenden Zeichenspannung mit stabilisiertem
Schwarzpegel.
Die Wirkungsweise der Einrichtung wird an Hand der in den Fig. 2 a bis 2 d dargestellten Diagramme
erläutert. In diesen Diagrammen bedeutet 51
die Amplitudenänderungen der Synchronisierzeichen, B die Änderungen des Schwarzpegels
und W die Änderung des Weißpegels in Abhängigkeit von den Änderungen des Pegels der zwischenfrequenten
Zeichenspannung. Der Synchronisierpegel 51 entspricht der vom Bezugswert Null oder
vom Weißpegel aus gemessenen Maximalamplitude des empfangenen Zeichens, während der Schwarzpegel
B einer zwischen dem Synchronisierpegel und dem Weißpegel gelegenen Zeichenamplitude entspricht,
die, wie eingangs erwähnt, normalerweise 75 % der dem Synchronisierpegel 61 entsprechenden
Maximalamplitude beträgt. Das Amplitudengebiet zwischen dem Weißpegel W und dem Schwarzpegel
B dient also zur Darstellung des Bildinhaltes, während das Amplitudengebiet zwischen dem
Schwarzpegel B und dem Synchronisierpegel S den Synchronisierzeichen vorbehalten ist.
Fig. 2 a zeigt die vorgenannten Verhältnisse in bezug auf diejenige Zeichenspannung, welche sich
an den Widerständen 25, 26 ergibt, während Fig. 2 c die Verhältnisse bezüglich der sich am
Widerstand 26 ergebenden Zeichenspannung darstellt. Die letztgenannte Zeichenspannung ist infolge
der Lage des Anschlußpunktes der Anode der Röhre 22 an das Netzwerk 24, 25, 26 negativ in
bezug auf Erde, und ihre verschiedenen Amplitudenwerte betragen ein Viertel der Amplitudenwerte der in Fig. 2 a dargestellten Zeichenspannung.
Die sich am Widerstand 26 ergebende Zeichenspannung gelangt zur Kathode des Gleichrichters
33, wobei der Weißpegel dieser Zeichenspannung, d. h. die sich beim Fehlen eines Bildinhaltes ergebende
Zeichenspannung, über den Widerstand 2S eine Vorspannung für das Steuergitter der Röhre
27 liefert.
Wenn der Kathode des Gleichrichters 33 keine schwankende Spannung zugeführt wird, stabilisiert
er die seiner Anode zugeführte Spannung hinsichtig Hch der Maximalamplitude der Zeichenspannung.
Wenn also die Kathode des Gleichrichters Erdpotential hat, wird die in der Fig. 2 a dargestellte
Zeichenspannung in der durch die Fig. 2 c dargestellten Weise stabilisiert, d. h. der Synchronisierpegel
S wird unabhängig von Änderungen des Schwarzpegels B und des Weißpegels W. Bei dieser
gegenwärtig üblichen Form der Stabilisierung ist also der Synchronisierpegel S unveränderlich, dagegen
ändert sich der Schwarzpegel B in Abhängigkeit von den Amplitudenänderungen der den Bildinhalt
darstellenden Zeichenspannung. Infolgedessen erfordern jede neue Einstellung der Kontrastregelung
und jede Erhöhung der Stärke der Bildpunktzeichen eine Nachregelung des Schwarzpegels.
Um diesen Nachteil zu vermeiden und das Zeichen hinsichtlich des Schwarzpegels zu stabilisieren, ist
der Gleichrichter 33 erfindungsgemäß so geschaltet, daß das Potential seiner Kathode nicht konstant ist,
sondern sich entsprechend den in Fig. 2 b dargestellten Amplitudenänderungen des Zeichens ändert.
Sobald das Potential der Anode des Gleichrichters sich in positiver Richtung ändert und seinen durch
den Synchronisierimpuls bedingten positiven Maximalwert erreicht, strebt das Potential der Kathode
im selben Maß dem Nullwert zu, d. h. also, daß das Kathodenpotential sich gleichsinnig mit dem
Anodenpotential ändert und beide Potentiale daher in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen.
Dieses Verhältnis wird durch das Verhältnis zwischen den Amplituden der sich einesteils an den
Widerständen 25, 26 und andernteils am Widerstand 26 ergebenden Zeichenspannungen bestimmt.
Wenn dieses Verhältnis, wie weiter oben erwähnt, 1:4 ist, wird die Größe der Änderungen des Anodenpotentials
des Gleichrichters 33 das Vierfache der Änderungen des Kathodenpotentials des Gleichrichters.
Wenn der Schwarzpegel bei 75 °/o des Synchronisierpegels liegt, betragen die Amplitudenänderungen
zwischen dem Schwarzpegel und dem Synchronisierpegel ein Viertel der Amplitudenänderungen
zwischen dem Weißpegel und dem Synchronisierpegel, Daher wird bei dem obengenannten
Verhältnis der Änderungen des Anodenpotentials und des Kathodenpotentials des Gleichrichters
der in Fig. 2 c dargestellte Synchronisierpegel 51 um 25 % angehoben, und im Ausgangskreis
des Gleichrichters ergibt sich eine gemäß der Fig. 2 d ausgebildete zusammengesetzte Zeichenspannung,
in welcher der Schwarzpegel einen von den Amplitudenänderungen der übrigen Teile des
Zeichens unabhängigen stabilisierten Wert hat. Wenn dieser Wert bei Null liegt, liegen die Synchronisierimpulse
im positiven und die Bildpunktzeichen im negativen Spannungsgebiet.
Bei dieser Art der Stabilisierung des zusammengesetzten Fernsehzeichens wird der einmal eingestellte
Schwarzpegel weder durch Änderungen der Amplitude der Bildpunktzeichen noch durch
Änderungen der Kontrastregelung beeinflußt, und zwar ohne daß hierzu eine Beschränkung der Anzahl
der Bildpunktspannungsverstärkerstufen. erforderlich
wäre. Es kann vielmehr eine beliebige Anzahl solcher Verstärkerstufen angewendet werden,
wenn sie in der in Fig. 1 dargestellten Weise miteinander verbunden sind.
Natürlich ist die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf Fernsehzeichen beschränkt, bei denen der
Schwarzpegel bei 75% der Maximalamplitude liegt, vielmehr kann die erfindungsgemäße Anordnung
durch entsprechende Wahl des Verhältnisses zwischen den Amplituden der den beiden Elektroden
des Gleichrichters 33 zugeführten Zeichenspannungen auch an jede andere Lage des Schwarzpegels
in bezug auf die Maximalamplitude des kombinierten Zeichens angepaßt werden.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE:I. Einrichtung zur Stabilisierung von aus Synchronisierzeichen und Bildpunktzeichen zusammengesetzten Fernsehzeichen, bei denen der Schwarzpegel einen vorbestimmten Bruchteil der größten Zeichenamplitude darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Zeichenspannung eine Hilfsspannung abgeleitet wird, deren Amplitude sich zur Amplitude der Zeichenspannung ebenso verhält wie die dem Schwarzpegel entsprechende Amplitude zur Maximalamplitude des Zeichens, und daß diese beiden Zeichenspannungen durch Zuführung zu je einer Elektrode eines Gleichrichters so miteinander vereinigt werden, daß das resultierende Zeichen hinsichtlich seines Schwarzpegels stabilisiert ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung von der Zeichenspannung in einem zweiteiligen Widerstandsnetzwerk abgeleitet wird, dessen beide Teile im Verhältnis zueinander so bemessen sind, daß die Amplitude der sich an einem der Teile ergebenden Hilfsspannung das gewünschte Verhältnis zur Amplitude der dem Netzwerk zugeführten Zeichenspannung erhält.
- 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk als Spannungsteiler ausgebildet ist und aus miteinander in Reihe geschalteten Widerständen besteht, deren freie Enden an die beiden Pole einer Gleichstromquelle angeschlossen sind.
- 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk im Ausgangskreis eines Verstärkers liegt und seinebeiden Teile über je einen Zeichenkanal an einen weiteren Verstärker angeschlossen sind, wobei die beiden Elektroden des Gleichrichters mit je einem dieser Zeichenkanäle in Verbindung stehen.
- 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Anode des Gleichrichters verbundene Zeichenkanal durch einen Kondensator und der mit der Kathode des Gleichrichters verbundene Zeichenkanal durch einen Widerstand gebildet wird, über den der zweite Verstärker eine dem Weißpegel des Fernsehzeichens entsprechende Vorspannung erhält.Angezogene Druckschriften:
TV Receiving Tubes, Philips Electronic Tube Division, März 1950, S. 23 bis 26.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen©$548 9.54
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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