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Schaltanordnung zur Abtastung einer Bildfläche nach dem Zeilensprungverfahren
EMI1.1
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einen sogenannten Sperroszillator 15. der aus einer Röhre 16 besteht, deren Anoden-und Gitterstrom- kreis durch einen Transformator 17 gekoppelt sind. Der Gitterkreis enthält in Reihe mit der Trans- formatorspule einen Kondensator 18 und ein Potentiometer 19, das einen Teil eines Filters 21 bildet, dessen Zweck sich aus dem folgenden ergibt.
Ein solcher Sperroszillator wird bei einer grösstenteils von den Werten des Kondensators 18 und des Gitterableitwiderstandes 22 bedingten Frequenz schwingen. Der Anodenstrom lädt über den Transformator den Kondensator 18 auf ein Potential auf, durch das der Stromdurchgang gesperrt wird, worauf Entladung über den Widerstand 22 stattfindet und das Spiel sieh wiederholt. (Auch andere Arten von Oszillatoren, wie z. B. Dynatronoszillatoren, können gegebenenfalls verwendet werden.)
Die Impulse erhalten Sägezahnform in einem Stromkreis, der einen Kondensator 23 und einen hohen Widerstand 24 enthält, über den dieser Kondensator aufgeladen wird. In Reihe mit dem Konden- sator 23 liegt ferner ein regelbarer Widerstand 26.
Der Stromkreis 23, 26 überbrückt den Anodenkreis einer Dreielektrodenröhre 27, so dass sich der Kondensator 2. 3 über diese Röhre mit einer vom inneren
Widerstand derselben abhängigen Geschwindigkeit entladen kann. Die Röhre 27 enthält eine Kathode 28, ein Gitter 29 und eine Anode 31 ; letztere ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 2. 3 und dem Aufladewiderstand 24 und die Kathode 28 über einen regelbaren Widerstand. 33 mit der Erde verbunden.
Dieser Widerstand liegt auch in der Kathodenleitung einer im einzelnen noch zu beschreiben- den Röhre 34. Das Gitter 29 liegt über einen Ableitwiderstand 36 an Erde und wird gewöhnlich von den Gitterströmen, die in 36 fliessen, wenn der Oszillator 15 positive Impulse aussendet, die das Gitter 29 über einen Kondensator 37 erreichen, auf einem stark negativen Potential gehalten. Bei jedem positiven
Impuls am Gitter 29 erfolgt Entladung des Kondensators 23. Die Spannung über 23,26 wird dem Eingangskreis einer Endröhre 35 aufgedrückt, die den Spulen 6 die senkrechten Sägezahnimpulse liefert.
Die nur schematisch angedeutete waagrechte Zeitbasis 13 kann von der gleichen Art wie 14 sein. Beide sind derart eingestellt, dass ihre Frequenz bei freier Schwingung etwas niedriger als die entsprechende Frequenz des Impulsgenerators 11 ist, der Sender und Empfänger im Takt halten soll.
Die vom Generator 11 ausgehenden Synchronisierimpulse werden über Verstärker 34 und 39 den Kippgeräten 13 und 14 zugeführt. In der Kathodenleitung von 34 liegt der bereits erwähnte regelbare Widerstand 33 und in dem Anodenstromkreis von 39 das bereits erwähnte Filter 21. Dieses Filter besteht aus einem Sperrkondensator 41, einem Widerstand 42 und einem weiteren Kondensator 48, zu dem das bereits erwähnte Potentiometer 19 parallel liegt. Die Filterwirkung ist derart, dass über den Widerstand 19 praktisch nur senkrechte Synchronisierimpulse (Bildweehsel-oder Rüekführ- impulse) auftreten, während die waagrechten (Zeilenimpulse) praktisch herausgesiebt sind.
Der Generator 15 wird somit über den Widerstand 19 mit den vom Impulsgenerator 11 gelieferten Bild- wechselimpulsen im Takt gehalten. Das Kippgerät zur waagreehten Ablenkung hingegen wird über die Röhren 34 und 39 mit den Zeilenimpulsen von 11 synchronisiert.
Der innere Widerstand der Röhre 27 hängt grösstenteils von dem Spannungsverlust über den Widerstand 33 ab, der von dem Anodenstrom der Röhre 34 durchflossen wird. Dieser Spannungsverlust hängt daher mit der Grösse und Gestalt der dem Gitter der Röhre 34 von dem Generator 11 aufgedrückten Spannungsimpulse zusammen, so dass schliesslich der Widerstand der Röhre 27 während eines Bildwechselimpulses von der Wellenform und dem Augenblickswert dieses Impulses abhängt.
Die diesbezügliche Einrichtung wird in den Fig. 2-5 näher erläutert.
Der Impulsgenerator 11 enthält eine Scheibe 44 mit einer Reihe von Öffnungen 46 für die Zeilenund zwei Öffnungen 47 für die Bildimpulse. In Fig. 2 ist nur eine der beiden Öffnungen 47 dargestellt.
Durch die Form dieser Öffnungen wird die Form der Bildwechselimpulse bedingt. Fig. 3 und 4 weisen bei 48 bzw. 49 zwei solche Impulse verschiedener Form auf, wobei 49 einen beim Passieren der in Fig. 2 dargestellten Öffnung 47 erhaltenen Impulse bezeichnet. Die der Öffnung 47 diametral gegenüberliegende und nicht dargestellte Öffnung in der Scheibe 44 ist überall gleich weit und gibt Impulse von der Gestalt 48 nach Fig. 3. Es werden somit Impulse entsprechend 48 und 49 miteinander abwechseln, woraus sich die nachstehend dargelegten Folgen ergeben.
Die Kurve 52 der Fig. 5 stellt die Wellenform der Spannungsimpulse dar, die der Generator 15 dem Gitter der Röhre 27 zuführt. Die Massstäbe der Fig. 3-5 sind nur in bezug auf die Zeitachse t einander gleich. Die Amplitude v der Spannungsimpulse 52 ist in Wirklichkeit ein Vielfaches, etwa das Hundertfache der Synchronisierimpulse.
Die durch den Impulsgenerator 11 dem Gitter der Röhre 34 aufgedruckten Impulse und sohin auch die über den Widerstand 33 im Anodenkreis dieser Röhre auftretenden Impulse sind der Form nach gleich den in den Fig. 3 und 4 dargestellten.
Ein Vergleich der Fig. 3,4 und 5 ergibt, dass der Sperroszillator 15 erst einen Augenblick nach dem Auftreten eines Bildwechselimpulses einen positiven Impuls aussenden wird ; dies wird durch entsprechende Wahl der Zeitkonstante des Filters 21 erreicht. Während dieses positiven Impulses wird ein Synehronisierimpuls, z. B. von der Form 48 in Fig. 3, an die Kathode der Röhre 27 gelegt.
Ist die Polarität dieses Impulses derart, dass das Gitterpotential stärker negativ wird, so wird der innere
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Widerstand der Röhre 27 während der Entladung des Kondensators 23 grösser sein, als wenn der
Synchronisierimpuls 48 nicht der Kathode 28 aufgedrückt wäre.
Der nächstfolgende Bildwechselimpuls wird die Wellenform von 49 (Fig. 4) haben. Zweck- mässig gleicht man die Amplituden von 48,49 am Anfang entsprechend aus, um das Mitnehmen des Oszillators 15 durch diese Impulse zu sichern. Kurz darauf jedoch nimmt die Amplitude des Impulses 49 ab, und da seine Polarität die gleiche wie die von 48 ist, wird der innere Widerstand der Röhre 27 während der Entladung des Kondensators 2. 3 kleiner sein, als sie während der vorhergehenden Entladung war.
Die Wellenform der Bildwechselimpulse ist nicht wesentlich. Man kann z. B. die nach Fig. 3 auch mit denen nach Fig. 6 abwechseln lassen. Auch können sie an der Stelle der Zeilenimpulse unterbrochen sein, wie dies Fig. 6 a andeutet ; und in diesem Fall wird z. B. das eine Mal nur der erste senk- rechte Teilimpuls und das folgende Mal der aus drei Teilen bestehende vollständige senkrechte Impuls ausgesandt.
Der Spannungsverlauf an den Klemmen des Kondensators 23 infolge dieser Einrichtung ist in Fig. 9 veranschaulicht. Der erste Sägezahn steigt von einem gewissen Niveau aus an, wobei der
Kondensator 23 sich bis zu einem gewissen Punkt auflädt, worauf Entladung bis zu einem Punkt erfolgt, der auch von einem der Bildwechselimpulse, z. B. 48 (Fig. 3), bedingt wird. Infolge des grossen
Widerstandes der Röhre 27 wird das Anfangsniveau dabei nicht erreicht. Der nächste Sägezahn beginnt somit auf etwas höherem Niveau und wird, da die Aufladung stets unter den gleichen Bedingungen erfolgt, auch etwas höher als der vorige ansteigen. Hierauf folgt jedoch eine Entladung über die
Röhre 27, wobei der Widerstand derselben (auch) unter der Einwirkung des Impulses 49 (Fig. 4) steht und somit kleiner als das vorige Mal ist.
Der Kondensator 23 wird sich infolgedessen wieder bis auf das Anfangsniveau entladen, worauf ein neues Spiel anfängt. (Hiebei ist darauf hinzuweisen, dass der Unterschied in der Grösse der in Fig. 9 dargestellten Impulse stark übertrieben gezeichnet ist ; in
Wirklichkeit beträgt der Unterschied nur annähernd 0-2%.)
Es ist zu bemerken, dass die Bildwechselimpulse derart gewählt werden sollen, dass die Zeilen je zweier zusammengehöriger Teilbilder miteinander gerade so abwechseln, wie dies beim Zeilensprung- verfahren erforderlich ist.
Eine Analyse der in Fig. 9 dargestellten Impulse ergibt, dass sie als aus untereinander gleichen
Impulsen von gleicher Frequenz (Fig. 10) und ebenfalls gleichen Impulsen von der halben Frequenz (Fig. 11) zusammengesetzt angenommen werden können. Dies ist von Wichtigkeit mit Rücksicht auf eine im folgenden näher zu beschreibende Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 8 erläutert, wie die Linien der beiden Teilbilder zwischen einander zu liegen kommen. Der Übersichtlichkeit halber sind in der graphischen Darstellung 54'nur einige wenige Zeilenimpulse auf je einen Bildwechselimpuls wiedergegeben. (Es ist jedoch die Frequenz der Bildwechselimpulse mit 60 und die der Zeilenimpulse mit 7200 in der Sekunde angenommen. ) Die rechts oben in der Fig. 8 dar- gestellte Abtastfigur lässt deutlich erkennen, nach welchen Linien die Bildfläche durch den Kathoden- strahl abgetastet wird, u. zw. derart, dass jedes Teilbild oben links anfängt und unten rechts endet, mit Ausnahme der ersten und letzten Zeilen, die nur teilweise wiedergegeben werden.
Jeder Punkt der Abtastfigur kann direkt graphisch aus den senkrechten und waagrechten Sägezahnkurven festgelegt werden, wie dies in der Figur für einen beliebigen Punkt P geschehen ist ; wobei die gestrichelte
Linie 57 die Ordinate des betreffenden Abtastpunktes P entsprechend dem jeweiligen Wert des senkrechten Abtastimpulses und die gestrichelte Linie 58 die Abszisse des Punktes P entsprechend dem
Wert des waagrechten Abtastimpulses bestimmt, während die gestrichelte Linie 56 die zeitlich einander entsprechenden Punkte der beiden Abtastimpulskennlinien miteinander verbindet.
In Fig. 7 ist ein anderes Verfahren dargestellt, durch das die Amplituden der Bildwechselimpulse abwechselnd hinsichtlich ihrer Grösse geändert werden. Es wird hiebei ein Hilfsoszillator M benutzt, dessen Frequenz eine Unterharmonische der des Hauptgenerators ist.
Die Kathode 28 der Röhre 27 ist in diesem Fall direkt an Erde gelegt, so dass die Form der
Synchronisierimpulse keinen direkten Einfluss auf den Widerstand der Röhre 27 ausübt. Dieser Widerstand wird jedoch nunmehr jeweils bei der einen Entladung des Kondensators 23 nur von einem Impuls des Generators 15 und bei der nächsten Entladung zu dem auch noch von einem Impuls des Hilfsoszillators 61 bedingt.
Dieser Hilfsoszillator, der durch Synchronisierimpulse von der halben Frequenz des Generators 15 in Takt gehalten wird, kann beliebiger Art sein. Im gewählten Beispiel ist er ein Sperroszillator von der gleichen Art wie der Oszillator 15. Sein Gitterkreis ist über einen grossen Widerstand 62 und einen Kondensator 37 mit dem Gitter 29 der Röhre 27 verbunden. Der Widerstand 62 ist von der Grössenordnung von 50 Megohm, so dass die Amplitude der vom Hilfsoszillator 61 gelieferten, auf das Gitter 29 kommenden Impulse gering (nur etwa 0-25%) im Vergleich zu den vom Oszillator 15 gelieferten sein wird. Dies ist notwendig, da zum Versetzen der Abtastzeilen der Teilbilder nur ein geringer Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Bildwechselimpulsen erforderlich ist.
Zum Synchronisieren des Oszillators 61 ist die Sekundärwicklung 63 des Transformators 64 durch einen Leiter 67 über einen Schalter 66 mit dem Gleitkontakt eines von einem Kondensator 69 überbrückten Potentiometers 68 verbunden. Dieser bildet einen Teil eines Filterkreises 71, der aus einem Sperrkondensator 72, einem
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ziemlich hohen Widerstand 73 und dem Kondensator 69 besteht und der zwischen der Anode der Röhre 39 und der Erde liegt. Der Oszillator 61 wird derart eingestellt, dass seine eigene freie Frequenz etwas kleiner als die Hälfte der Frequenz der Bildwechselimpulse ist.
Erzeugt der Impulsgenerator 11 Bildweehselimpulse gleichbleibender Art, so kann es geschehen, dass die Hilfsoszillatoren auf der Sender-und Empfangsseite nicht synchron werden und dass, wenn beim Sender eine tiefe Entladung des Kondensators 23 erfolgt, beim Empfänger im gleichen Moment die Röhre 27 ihren grossen Widerstandswert hat. In diesem Fall öffnet man den Schalter 66 auf der Empfangsseite und schliesst ihn wieder und wiederholt dies, bis die richtige Synchronisierung, die sieh aus dem Bild erkennen lässt, zustandegekommen ist.
Die mit den Schaltanordnungen nach den Fig. 1 und 7 erzielten Ergebnisse sind so ziemlich die gleichen. Die Wirkung ist nur insofern anders, als man bei Fig. 7 die Impulse über den Kondensator 2. 3 als aus den beiden in Fig. 10 und 11 dargestellten Komponenten zusammengesetzt anzunehmen hat.
An Stelle der Einrichtung nach Fig. 7 könnte man zur Erzeugung der Unterharmonischen auch einen besonderen Kondensator mit eigenen Lade-und Entladekreisen benutzen ; notwendig ist diese Verdopplung der Apparatur aber nicht.
Durch eine derartige Einrichtung, dass der Impulsgenerator 11 auch bei der Sehaltanordnung nach Fig. 7 Bildimpulse abwechselnd verschiedener Art erzeugt, kann eine richtige Synchronisierung der Hilfsoszillatoren 61 auf der Sender-und der Empfängerseite selbsttätig gesichert werden. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, dass der Kondensator 69 einige Male, z. B. dreimal, so gross als der Kondensator 43 gewählt wird und dass der Hilfsoszillator 61 derart eingestellt wird, dass er nur von starken Impulsen mitgenommen wird, der Oszillator 15 hingegen derart, dass er auch mit den schwachen Impulsen von 11 reagiert, da die schwachen Impulse (z.
B. von der Form 49 in Fig. 4) über den kleinen Kondensator 43 eine höhere Spannung hervorrufen werden als über den weit grösseren Kondensator 69, und da auch der Oszillator 61 unempfindlicher als 15 eingestellt ist, wird er mit diesen kleinen Spannungsimpulsen nicht reagieren, sondern nur mit den starken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Abtastung einer Bildfläche nach dem Zeilensprungverfahren, wobei die Zeilenfrequenz ein ganzes Vielfaches der Bildfrequenz beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass Bildimpulse (Bildweehselimpulse) angewendet werden, die abwechselnd von verschiedener Art sind.
2. Anordnung zur Abtastung einer Bildfläche nach dem Zeilensprungverfahren mittels zweier sägezahnförmiger Abtastspannungen bzw.-ströme, von denen die Frequenz der einen (waagrechten) ein ganzes Vielfaches der andern (senkrechten) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sägezahnförmige Spannung für die senkrechte Abtastbewegung durch periodische Entladung eines Kondensators (2. 3) über eine Impedanz erhalten wird, wobei die Frequenz der Entladung durch die Bildimpulse gesteuert wird, die ausserdem, unmittelbar oder mittelbar, die Grösse der Impedanz regeln.