DE966446C - Einrichtung zur elektrischen Schwingungserzeugung, insbesondere fuer Impulserzeugung bei der Fernsehuebertragung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. AUGUST 1957

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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Schwingungserzeugung und deren Regelung und bezieht sich im besonderen auf das bei der elektrischen Fernsehübertragung erforderliche einwandfreie Aussenden der Bild- und Zeiilensynchronisierimpulse als vor allem — wenn auch nicht ausschließlich — in Betracht kommendes Anwendungsgebiet. Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Einrichtungen dieser Art besser als bisher den Anforderungen der Praxis anzupassen und insbesondere ihre Wirkungsweise beständiger zu gestalten.

Bei der elektrischen Fernsehübertragung ist es bekannt, zur¹ Erzeugung der Synchronisierimpulse tür Bild- und Zeilenwechsel mehrere Kippschwingungserzeuger zu benutzen, von denen der erste die dem Abtasten der Bildzeilen entsprechende Frequenz, beispielsweise 441 · 50 = 22050 bei 50 Bildern mit je 441 Zeilen in der Sekunde liefert, während die weiteren Schwingungserzeuger auf Bruchteile dieser ersten Frequenz synchronisiert sind, so daß sie schließlich die Frequenz der Bildwechselimpulse, d. h. im erwähnten Beispiel 50 in der Sekunde, erzeugen. So sieht man bei einer üblichen Fernsehübertragungsano(rdnung an der Ausgangsseite des auf die Frequenz 22050 abgestimmten ersten Schwingungserzeugers vier weitere Schwingungserzeuger vor, die auf die

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Frequenzen 22050 : 7 = 3150, 3150 : 7 = 450, 450 : 3 = 150 und 150 : 3 = 50 synchronisiert sind. Diese Schaltanordnung weist indessen verschiedene Übelstände auf. Insbesondere wird, wenn beim ersten Schwingungserzeuger die Frequenz sich um ein Siebentel ihres Wertes, z. B. infolge einer Spannungsregelung, ändert, der zweite Schwingungserzeuger sich plötzlich von der Unter-Harmonischen 7 lösen, um auf die 'benachbarte Unter-Harmonische 6 oder 8 überzugehen, so daß dann der Abtastvorgang gänzlich geändert ist.

Zur Vermeidung der dieser bekannten Fernsehschaltung anhaftenden Nachteile läßt man nach der Erfindung mit den einzelnen Schwingungserzeugern Regelmittel zusammenwirken, die zwangläufig· die Übersetzungsverhältnisse zwischen den aufeinanderfolgenden Frequenzen aufrechterhalten. Zu diesem Zweck kann man, wenn die Frequenz eines jeden dieser Schwingungserzeuger, wie es für die Kippschwingungserzeuger bekannt ist, von der Entladungsgeschwindigkeit eines Kondensators und diese selbst wieder von einer, z. B. an eine der Elektroden der Röhre oder der Röhren des entsprechenden Schwingungserzeugers gelegten Spannung abhängt, Regelungsmittel anwenden, welche die in Betracht kommenden Spannungen der verschiedenen Schwingungserzeuger von einer einzigen Einstellvorrichtung, insbesondere einem Potentiometer aus, zu verändern gestatten. Zur praktischen Ausführung dieses Regelungsverfahrens kann man im einzelnen verschiedene Wege einschlagen, die sich nach der Art der benutzten Schwingungserzeuger richten.

Gemäß der Erfindung sind noch weitere Maßnahmen vorgesehen, die vorzugsweise gleichzeitig angewendet werden können. So kann z. B. bei Schwingungserzeugern für die Fernsehübertragung man der gegebenen Frequenz in an sich bekannter Weise eine Meß- oder Normalfrequenz, z. B. die Frequenz eines Wechselstromnetzes, überlagern und die resultierende Spannung, vorzugsweise nach Gleichrichtung, auf die für die zu erzielende Frequenz maßgebenden Schwingungserzeugerteile wirken lassen.

Auch ist vorteilhaft z. B. bei Verwendung eines Grund- oder Hauptschwingungserzeugers und mehrerer damit gekoppelter, in ihren Frequenzen nach Bruchteilen der Grundfrequenz bestimmten weiterer Schwingungserzeuger, die Schwingungserzeuger so anzulegen, daß* sie sägeizahnförmige Spannungen ergebein, die eine erhöhte Stabilität der Frequenzkopplung ermöglichein. Die Schwingungserzeuger können dabei als Kippschwingungsschaltungen ausgebildet sein.

Die Zeichnung läßt den Grundgedanken der Erfindung und dessen Ausführung in den Einzelheiten an Hand von schematisch wiedergegebenen Beispielen, näher erkennen, und zeigt in Fig. ι eine erfindungsgemäß ausgebildete, mehrstufige Schaltung zum Erzeugen der Synchronisierungsimpulse für eine elektrische Ferneehübertragung,

Fig. 2 das- Bild der durch die erste Stufe der Schaltung nach Fig. 1 erzeugten sägezahnartig verlaufenden Spannungskurve und der den Zeilenimpulsen entsprechenden Frequenz,

Fig. 3 das Kurvenbild der bei der letzten Stufe oder der Ausgangsseite der Schaltung nach Fig. 1 erhaltenen Bildimpulse,

Fig. 4 das Kurvenbild der den Bildimpulsen der Kurve nach Fig. 3 zu überlagernden Spannung eines Wechselstromnetzes,

Fig. 5 das Bild der durch die Überlagerung der Kurven nach Fig. 3 und 4 entstehenden resultierenden Spannungskurve;

Fig. 6 und 7 zeigen Röhrenschaltungen zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen.

Gemäß Fig. 1 ist eine Gruppe von Kippschwingungserzetugem bekannter Bauart vorgesehen, von denen, nur die beiden, ersten in ihrer Schaltung wiedergegeben sind. Das -Abteil I enthält den Hauptschwingungserzeiugar, bei dem sich der Kondensator 1 langsam über die Fünfpolröhre 2 entlädt und stoßweise sich über die, Röhre 3 während des kurzen Augenblickes auflädt, wo diese nicht vollständig durch ihre Polarisation gesperrt ist. In bekannter Weise kann eine Hilfsröhre4 zur Beschleunigung des Beginns der Aufladung des Kondensators 1 vorgesehen sein. Die Entladungsgeschwindigkeit, welche für die Frequenz maßgebend ist, wird anfangs irgendein hierfür bekanntes Mittel, beispielsweise 'durch entsprechende Einstellung der Gitterspannung und damit des Anodenistromes der Röhre 2, eingestellt. Diese Einstellung kann mittels des Potentiometers 5 oder eines anderen geeigneten Einstellmittels bewirkt werden. An der Ausgangsseite A des ersten Schwingungserzeugers I erhält man schließlich eine Spannung, deren Kurve einen aus ¹Oo Fig. 2 ersichtlichen sägezahnförmigen. Verlauf zeigt und die für Zeilenimpulse nach entsprechender Einstellung ihrer Frequenz verwendet wird.

Das Abteil II, das mit dem Abteil I durch eine kapazitive oder sonstige Kopplung elektrisch verbunden ist, enthält die gleichen Teile wie das Abteil I, nämlich einen Kondensator 1', zwei Fünfpolröhren 2' und 3', eine Hilf sröhrei 4' und ein Potentiometer 5'. Der Kondensator 1' hat jedoch eine größere Kapazität als deir Kondensator 1, so daß er eine kleinere Frequenz als dieser entsprechend dem vorgesehenen Untersetzungsverhältnis bedingt. Die Gitterspannung der Röhre 2' wird durch das Potentiometer 5' auf den geeigneten Wert gebracht. Außerdem ist zur Übertragung der Spannung des Abteils I nach dem Abteil II eine Röhre 6 oder sonst ein passendes Gerät vorgesehen, das die Synchronisierung der Frequenzteilung zwischen den Abteilen II und I gewährleistet. Die nachfolgenden Abteile III, IV usw. liefern weitere entsprechend dem zugehörigen Untersetzungsverhältnis verringerte Frequenzen, so daß an der Ausgangsseite B des letzten Abteils schließlich eine Spannung mit der Bildwechselimpulsfrequenz, z.B.von 50 in der Sekunde,gemäß

dem in Fig. 3 wiedergegebenen Kurvenbild vorhanden ist.

Die ganze Schaltanordnung ist durch ein allen Abteilen oder Schwingungserzeugern gemeinsames Potentiometer 7 ergänzt, mittels dessen man die den einzelnen Schwingungserzeugern zugehörigen Potentiometer 5, 5' usw. mit Spannung versieht, statt hierfür, wie üblich, die Hochspannung der Sendastelle zu benutzen. Durch diese gleichzeitig für alle Abteile der Schaltanordnung wirksame Regelung ergibt sich die Möglichkeit, die Entladungsgesahwindigkeit der Kondensatoren 1, 1' usw. im selben Augenblick um proportionale Beträge zu ändern und so auch proportionale Änderungen der Werte aller Zwischenfrequenzen der Schaltanordnung zu gewährleisten. Auf diese Weise wird das richtige Verhältnis zwischen den äußersten Frequenzen sicher aufrechterhalten.

Zur Erzielung dieser Frequenzstabilisierung

ao kann man auch noch andere Verfahren zu Hilfe nehmen und einzeln oder in gegenseitiger Verbindung und Ergänzung anwenden. So kann man bei einer Schwingungserzeugergruppe der beschriebenen Art die erzeugten Frequenzen dadurch beständig halten, daß man ihnen eine Meß- oder Normalfrequenz überlagert, um in geeigneter Weise auf die Schwingungserzeugerteile einzuwirken, von denen: die Größe der zu überwachenden Frequenzen abhängt. Beispielsweise überlagert man zu diesem Zweck der an der Ausgangsseite B der Schwingungserzeugergruppe erhaltenen Spannungskurve mit den Bildimpulsen nach Fig. 3, die z. B. 50 Perioden aufweist, mittels eines passenden Frequenzniischers 8 bekannter Ausführung die" nach der Sinuskurve gemäß Fig. 4 sich ändernde Wechselspannung eines Wechselstromnetzes mit 50 Perioden und erhält dadurch eine resultierende Spannung mit dem aus Fig. S ersichtlichen Kurvenbild.

Die Wellenberge dieser resultierenden Spannung bringt man durch irgendein hierfür geeignetes Gleichrichtergerät 9 (vgl. Fig. 1) zum Verschwinden, wodurch sich eine konstante Gleichspannung ergibt, wenn die beiden Teilfrequenzen die gleichen bleiben, während man eine veränderliche Spannung erhält, falls Phasenverschiebungen infolge von Veränderungen zwischen den zwei Frequenzen auftreten. Die erzielte Spannung läßt man dann, auf die Abteile I, II, III usw. einwirken,, indem man sie an eines der für die Frequenz maßgeblichen Teile, z. B. gemäß Fig. 1 an das Steuergitter der Röhren 2, 2' usw., legt. Das Gerät 9 kann z. B. eine Zweipolröhre 10 enthalten, und die gleichgerichtete negative Spannung an 11 ist in Fig. 1 zum Polarisieren der Stetuergitter der Röhren 2, 2' usw. unter Anordnung von passenden Entkopplungsmitteln 12, 12' usw. verwendet. Die ganze Schaltanordnung ist dabei so getroffen, daß man eine Einwirkung auf die Entladungsgeschwindigkeit der Kondensatoren 1,1' usw. in einem berichtigenden Sinne erhält, d. h. dadurch diie Endfrequenz an der AusgangsseiteB der Schwingungserzeugergruppe stets auf die Netzfrequenz bringt.

Hierfür braucht, wenn die Impulse schneller als erwünscht folgen, nur die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators 1 verlangsamt, d. h. dieRöhre2 stärker polarisiert zu werden, so daß die negative gleichgerichtete Spannung 11 in ihrem absoluten Wert zunimmt. Gerade dies tritt, wie aus dem Kurvenbild von Fig. 5 ersichtlich' ist, ein, wenn die Impulse sich nach links zu verschieben suchen, da sich hierbei die größte Ordinate der Wellenberge zu verlängern strebt. Die ganze Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 im einzelnen ergibt sich aus der veranschaulichten Schaltung, so daß eine nähere Schilderung hierfür nicht erforderlich erscheint. Fig. 1 läßt auch erkennen, daß eine erfindungsgemäß ausgebildete Sohwingungserzeiugungseinrichtung gegenüber den bekannten Schaltanordnungen gleicher Zweckbestimmung außer der größeren Frequenzbeständigkeit auch noch vielfache andere Vorteile in bezug auf Einfachheit der Ausführung und Zuverlässigkeit der Wirkungsweise aufweist.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auch auf bestimmte Ausbildungen der Schwingungserzeuger selbst. Die Schwingungserzeuger sind dabei vorzugsweise so ausgestaltet, daß sie eine sägezahnförmige Spannungskurve liefern, was die Genauigkeit und die Beständigkeit ihrer gegenseitigen Kopplung und damit ihres Synchronismus zu erhöhen; gestattet. Man braucht zu diesem Zweck nur irgendeine der für dieErzeugung sägeizahnförmiger Spannungskurven bekannten Schaltungen, z. B. eine der Kippschwingungsschaltungen mit gewöhnliehen, als Schwingungserzeuger geschalteten Röhren oder mit Röhren der aus Fig. 6 und 7 ersichtlichen Art verwenden.

Wenn man bei der Fernsehübertragung mit dem Abtasten von Halbbildern statt von Vollbildern, z. B. mit dem Abtasten von 441 Zeilen, und 50 Halbbildern, d. h. von 25 Vollbildern in der Sekunde, arbeiten will, kann man einen. Hauptoder Grundschwingungserzeuger mit einer Frequenz / = 441 · 50 = 22 050 vorsehen und mit diesem in. Aufeinanderfolge Schwingungserzeuger mit. den. als Bruchteilen dieser Grundfrequenz festgelegten Frequenzen 3150, 450, 150 und 50 koppeln. An Stelle eines Hauptschwingungserzeugers mit der Grundfrequenz / kann man auch einen Hauptschwingungserzeuger mit einer anderen Grundfrequenz, z. B. mit der Frequenz //2 verwenden.

Fig. 6 und 7 zeigen, beispielsweise zwei Schwingungserzeugungsschaltungen mit Dreielektroden- "5 röhren. Gemäß Fig. 6 werden, die Synchronisierzeichen, die von dem der Röhre U vorhergehenden Schwingungserzeuger kommen, an. das Gitter der Röhre U über einen Kondensator 31 herangeführt, und an dieses Gitter ist außerdem der Ableitwiderstand 32 angeschlossen, während der Regelwiderstand 33 mit der Kathode der Röhre U verbunden ist. Die Anode dieser Röhre, die über einen weite^- ren Regelwiderstand an der Hochspannung HT liegt, ist über einen Kondensator gleichzeitig an die Erde angeschlossen, und der Kathodenstroni-

kreis ist positiv polarisiert. Die an der Anode der Röhre U auftretenden Zeichen, welche den in Fig. 6 schematisch angedeuteten sägezahnförmigen Kurvenverlauf aufweisen, werden über einen Kondensator 34 nach dem Gitter einer Röhre 35 übertragen, welche mit der üblichen Versetzung von i8o° einen Strom von ebenfalls sägezahnförmigem Kurvenveorlauf (vgl. Fig. 6 rechts oben) liefert. Hierauf werden die Zeichen nach dem nächsten Schwingungserzeuger und von diesem den: noch folgenden Stihwingungserzeugern zugeleitet.

Fig. 7 läßt eine der Anordnung nach Fig. 6 ähnliche Schaltung erkennen, bei der die gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei Fig. 6 versehen, sind, Es besteht nur der einzige Unterschied zwischen diesen beiden Schaltungen, daß man. gemäß Fig. S die infolge der fast augenblicklichen Entladung von der Kathode der Röhre U herrührenden Zeichen verwendet, deren Kurvenbild aus Fig. 7 ersichtlich ist. Indem man- vorzugsweise in dem Kathodenstromkreis einen Regelwiderstandi? vorsieht, erhält man in diesem Stromkreis sehr kurze Impulse von der in Fig. 7, links oben, angedeuteten Form, die den aufeinanderfolgenden Entladungen des Kondensators V entsprechen und zur Synchronisierung des nächstfolgenden Schwingungserzeugers benutzt werden. -Schaltungen dieser Art führen zur Entstehung von Sägezahnkurven mit sehr steiler Stirnkante, die für die Erzielung des erfindungsgemäß angestrebten Zweckes besonders geeignet sind.

Die Erfindung kann im einzelnen auch in einer von den Beispielen der Zeichnung abweichenden Weise ausgeführt werden und ist allgemein bei jedem mit Übersetzung ader Untersetzung'arbeitenden Frequenzerzeugar verwendbar.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur elektrischenSchwingungserzeugung, bestehend aus zur Erzeugung mehrerer in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehender Nutzfrequenzen zusammenwirkenden Schwingungseirzeugern, insbesondere für Impulserzeugung bei der Fernsehübertragung, da.-durch gekennzeichnet, daß die frequenKbestimmenden, Teile in den verschiedenen Schwingungseirzeiugern gemeinsam von einer Vorrichtung geregelt werden, derart, daß die Übersetzungsverhältnisee aufeinanderfolgender Frequenzen zwangläufig aufrechterhalten werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Frequenz der einzelnen Schwingungserzeuger von. einer an eine der Elektronenröhren des Schwingungserzeugers jeweils gelegten Spannung abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen, an die Schwingungserzeuger herangeführten Spannungen von einem gemeinsamen Regelgerät, vorzugsweise von einem Potentiometer (7) aus, einstellbar sind. ■ ^e°

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei der in, jedem Schwingungserzeuger sich ein Kondensator langsam über eine Röhre entlädt und die. Entladegeschwindigkeit durch entsprechende Schirmgitterspaiinung dieser Röhre eingestellt wind, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Spannungen durch zugehörige Einzelpotentiometer (5, 5' usw.) gegeben sind, die durch ein gemeinsames. Potentiometer (7) gespeist werden (Fig. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung der Frequenzen eine Meßfrequenz in entsprechender Weise auf die Schaltteile einwirkt, von denen der Wert der Einzelfrequenzen, bei den verschiedenen Schwingungserzeugern abhängt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Frequenz an der Ausgangsseite¹ beispielsweise 50 Perioden in der Sekunde beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Frequenz die Frequenz eines Wechselstroimnetzes gleicher Periodenzahl überlagert wird, die daraus resultierende Spannung durch Gleichrichtung in eine gleichgerichtete Spannung, die bei Synchronismus konstant und bei Phasenverschiebung veränderlich ist, übergeführt wird sowie daß schließlich diese gleichgerichtete. Spannung auf die Schwingungserzeuger, z. B. auf die Steuergitter ihrer Röhren einwirkt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 mit z. B. einem Grund- oder Hauptschwingungserzeuger und mehreren damit gekoppelten, in ihren Frequenzen nach Bruchteilen der Grundfrequenz bestimmten weiteren Schwingungserzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß 'die einzelnen Schwingungserzeuger sägezahnförmige Spannungen ergeben, die eine erhöhte Stabilität der Frequenzkopplung ergeben.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeuger als Kippschiwingungsschaltungen ausgebildet sind (Fig. 6, 7).

In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift der Fernseh A.G., I.Band, Heft 1, August 1938, S. 14 bis 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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