Oseillator. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oscillator, welcher besonders geeignet ist, zu Synchonisierzwecken in Vorrichtungen zum Übertragen ruhender oder bewegter Bil der zu dienen. Bei den wohlbekannten Vor richtungen zum Übertragen von Bildern wer den synchronisierende Impulse zusammen mit den Bildströmen ausgesandt und wird beim Empfänger eine Kathodenstrahlenröhre angewandt, welche mit zwei Vorrichtungen versehen ist, die die Bewegung des Kathoden strahlenbündels in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen gemäss den erhaltenen, synchronisierenden Impulsen steuern.
Diese Empfänger weisen meist Dynatronoscillato- ren auf, denen die erhaltenen, synchronisie renden Impulse zugeführt werden. In diesem Falle steuern die Impulse, welche am Ende jeder Abtastlinie auftreten und die Leitungs impulse genannt werden, die Frequenz des Dynatronoscillators, welcher die Bewegung des Kathodenstrahlenbündels in einer hori zontalen Richtung steuert. Die Impulse, welche am Ende der Abtastung jedes Bildes auftreten und die Bildimpulse genannt wer den, regulieren die Frequenz des Oscillators,
welcher die Bewegung des Kathodenstrahlen bündels in einer vertikalen Richtung steuert.
Obwohl mit den oben erwähnten Bildüber- tragungsvorrichtungen günstige Resultate er reicht wurden, hat sich der Nachteil heraus gestellt, dass die Frequenz des Dynatron- oscillators von der zugeführten Anoden- und Schirmgztterspannung abhängig ist,
so dass im Falle verhältnismässig kleiner Änderungen im Wert der zugeführten Spannungen die Frequenz des Dynatronoscillators variiert und .die Bewegung des Kathodenstrahlenbündels nicht mehr mit der Abtastbewegung im Sen der im Synchronismus ist.
Zweck der Erfindung ist nun die Schaf fung eines Oscillators, bei welchem die Fre quenz von den zugeführten Spannungen un abhängig ist und bei welchem der Zweck, die Abtastvorrichtungen des Senders und des Empfängers eines Fernsehsystems miteinan- der im Synchronismus zu halten, in einer vollkommeneren Weise, als es bisher möglich war, erreicht wird, was sich in einer getreuen Wiedergabe der übermittelten Bildes aus wirkt.
Der Oscillator gemäss der Erfindung be sitzt einen Gitter- und einen Anodenkreis, die miteinander gekuppelt sind, und weist eine Vorrichtung auf, welche ein periodisches Blockieren. der Oscillatorröhre bewirkt und welche einen Kondensator und einen Wider stand aufweist, von denen der erstere die Spannung des Gitters beherrscht.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit einem Bildempfänger.
Fig. 1 ist ein Schema einer Fernseh empfangseinrichtung, in welcher der erfin dungsgemässe Oscillator angewendet ist; Fig. 2' ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Oscil- lators.
10 (Fig. 1) bezeichnet eine Kathoden strahlenröhre, deren Steuergitterstromkreis Bildsignale mittelst einer Leitung 11 zuge führt werden, die an einem einstellbaren, mit einem Widerstand 13 zusammenwirkenden Kontakt 12 endigt, wobei dieser Widerstand die Ausgangsklemmen eines Radioempfängers 14 überbrückt.
Der Kathodenstrahl 15 wird veranlasst, den üblichen Durchleuchtungsschirm 16 abzu tasten, indem elektromagnetische Spulen 17 den Strahl horizontal und elektromagnetische Spulen 18 den Strahl vertikal ablenken. Zu diesem Zweck erzeugt der dargestellte Hori- zontaIablenkstromkreis eine Sägezahn-Strom- welle bei einer geeigneten Linienabtast- frequenz, zum Beispiel 1200 Perioden, und führt diese Welle den Spulen 17 zu.
In ähnlicher Weise erzeugt der dargestellte Vertikalablenkstromkreis eine Sägezahnwelle bei einer geeigneten Rahmenfrequenz, zum Beispiel 20 Perioden, und führt diese Welle den Spulen 18 zu.
Der Horizontalablenkstromkreis schliesst einen Oscillator 19 ein, welcher eine Elek tronenröhre 20 und einen eine induktive Kupplung zwischen dem Platten- und dem Gitterstromkreis schaffenden Umformer 21 besitzt. Zwischen dem Gitter der Röhre 20 und der Gitterwicklung 23 des Umformers ist ein Blockierkondensator 22 eingeschaltet. Ein regulierbarer Widerstand 24 Schaf ft eine Ableitung nach Erde, die später näher er läutert wird.
Es soll nun die Wirkungsweise des Os- cillatorstromkreises 19 mit Bezug auf Fig. beschrieben werden. Beim Beginn der Wir kung im Zeitpunkt t nimmt der Plattenstrom zu, und die Polarität der Gitterwicklung 23 des Oscillatorumformers ist derart, dass das Gitter alsdann positiv wird. Dies wirkt sich in einer weiteren Vermehrung des Platten stromes aus, bis im Zeitpunkt ti ein Sät tigungszustand erreicht wird, worauf der Plattenstrom den Weg längs der Kurve vom Punkt<I>x</I> zum Punkt<I>y</I> nimmt.
Vom Punkt<I>y</I> nimmt der Plattenstrom beinahe augenblick lich bis auf Null ab, und zwar aus .dem Grunde, weil im Augenblick, wo der Platten strom im Punkt y abzunehmen beginnt, die Polarität des Gitters durch die Wirkung der Umformerwicklungen 21' und 23, in bezug aufeinander umgekehrt wird. Hierdurch wird dem Gitter beinahe augenblicklich ein grosses, negatives Potential z aufgedrückt, das weit unter jenem liegt, welches zum Abschalten des Plattenstromes nötig ist.
Infolge der schroffen Abnahme des Plat tenstromes kehrt daher das Gitterpotential längs dem Weg a auf einen Wert Ei zu rück, welcher der gitterseitig am Kondensa tor 22 von der Zeit ti zur Zeit t2 aufgespei cherten negativen Ladung entspricht.
Die durch den Kondensator aufgespeicherte La dung wird durch den Widerstand 24 nicht merklich beeinflusst, weil der letztere im Ver gleich mit dem Widerstand zwischen 'dem Gitter und der Kathode relativ hoch ist. E2 ist die auf .dem Gitter zur Verhinderung des Plattenstromflusses nötige Spannung.
Daher ist die Differenz Es zwischen Ei und E2 die Spannung, durch welche die negative Ladung auf der Gitterseite des Kondensators 22 reduziert werden muss', bevor die Platte wieder beginnen kann, Strom heranzuziehen, um die nächste Wirkungsphase anzulassen.
Die für diese durch die Linie 25 dar gestellte Entladung erforderliche Zeit t5 minus t4 wird durch das Verhältnis bestimmt, welches zwischen dem Wert des Widerstan des 24 und der Kapazität des Kondensators 22 besteht.
Für eine richtige Wirkungsweise wird angenommen, dass jede Phase genau im Punkt 26 zu beginnen hat. In der Praxis ist es zweckmässig befunden, worden, den Widerstand 24 so einzustellen, dass die Span nung am Kondensator in der durch die ge strichelte Linie 27 angedeuteten Weise ent weicht. Hieraus ist ersichtlich, dass das ne gative Potential auf dem Gitter im Zeit punkt Es nicht ganz den Wert E2 erreicht hat.
In diesem Moment bewirkt jedoch ein schroffer, synchronisierender, dem Gitter- stromkreis aufgedrückter Impuls 28 ein augenblickliches Zunehmen des Potentials am Gitter, worauf die Platte genügend Strom anzuziehen vermag, um die nächstfolgende Wirkungsphase einzuleiten.
Während der Periode t bis t3, welche hauptsächlich durch die natürliche Periode der Platten- und Gitterwicklungen des Os- eillationsumformers 21 bestimmt ist, zieht die Platte Strom an.
Die Periode t bis t5 ist für eine voll ständige Wirkungsphase erforderlich, und ist gleich einer Abtastlinienperiode im Ho rizontalablenkstromkreis und einer Bildrah menperiode im Vertikalablenkstromkreis oder, mit andern Worden, gleich der Periode einer Cägeza.hnstromwelle.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass durch Erregung des Gitterstromkreises durch den Plattenstromkreis und durch An wendung der geeigneten Werte von Kapazi tät und Widerstand, der Oscillator veranlasst wird, innerhalb der Zeit t bis t5 nur eine einzige vollständige Oscillation zu machen. Es wird daher nur eine einzige Spitzenspan nung entwickelt.
Eine elektrische Ladung wird im Kondensator 22 während der Pe- riode ti bis t3 aufgespeichert, und diese auf gespeicherte Ladung wird am Ende dieser Periode benutzt, um den Stromkreis gegen weitere Schwingung während der Periode t4 bis Es zu blockieren.
Die Ladung entweicht allmählich über den Widerstand 24 wäh rend der Periode t4 bis t5 bis auf einen etwas vom Punkt 26 entfernten Punkt, und der syn chronisierende Impuls 28 wird benutzt, um das Potential auf den Punkt 26 oder einen etwas darüber liegenden. Punkt zu erhöhen, wodurch der Stromkreis wieder zum ein maligen Schwingen frei wird.
Infolge der eben beschriebenen Wirkung tritt eine der mit 29 bezeichneten ähnliche Spannungswelle auf dem Gitter der Röhre 20 auf und positive Spitzenspannungen 30 und negative Spitzenspannungen 31 treten auf dem Gitter einer Röhre 32 auf, deren Gitter stromkreis durch die Umformerwicklung 33 mit dem Gitter- und Plattenstromkreis der Röhre 20 induktiv gekuppelt ist. Die Be ziehung der Polaritäten der Wicklungen 33 und 23 ist eine solche, dass die Spannung am Gitter der Röhre 32 mit jener am Gitter der Röhre 2,0 in Phase ist.
Die Röhre 32 bewirkt, dass die negativen Spitzen 31 eli- mini.ert werden. Die positiven Spitzen 3-0 treten im Plattenstromkreis als negative Spitzen 34 auf. Eine umgekehrte Sägezahn- Spannungswelle erscheint am Kondensator 35, welcher über einen Widerstand 36 von einer Potentialquelle von 180 V. geladen wird.
Die negativen Spitzenspannungen 34 erschei nen über einen Widerstand 37 auf dem Gitter einer Röhre @38 in Form der mit 39 bezeichneten Spannungswelle. Diese Welle wird durch die Röhre 38 verstärkt und er gibt im Plattenstromkreis der Röhre eine Sägezahnstromwelle 40, welche durch die Spulen 17 geschickt wird.
Der Vertikalablenkstromkeis wirkt in gleicher Weise wie der Horizontalablenk- stromkreis, und die verschiedenen, den erste ren bildenden Teile sind mit denselben, mit einem "a" ergänzten Überweisungszahlen be zeichnet wie die entsprechenden, auf den Hörizontalablenkstromkreis bezogenen Teile. Beim Vertikalablenkstromkreis ist der Gitterkreis der Röhre 32a durch einen Kon densator 41 mit dem Gitterkreis der Röhre 2,0a gekuppelt.
Der Leistungsstromkreis ist durch einen Widerstand 42 mit den Vertika,l ablenkspulen 18 gekuppelt, wogegen der Leistungsstromkreis des Horizontalablenk- stromkreises durch eine geeignete Drossel spule 43 mit den Horizontalablenkspulen 17 gekuppelt ist.
Ferner wird im Vertikalablenkstromkreis das Gitter .der Röhre 32a durch die Gleich richterwirkung im Gitterkreis vorgespannt, indem auf dem Kondensator 41 eine negative Ladung aufgebaut wird, wogegen im Hori- zontalablenkstromkreis das Gitter der ent- sprechenden Röhre 3.2 über ein Potentiometer 44 gespeist wird.
Bei der Beschreibung der Wirkungsweise des Beispiels nach Fig. 1 ist beispielsweise vorausgesetzt worden, dass die Bildsignale und die synchronisierenden Impulse in dem selben Kanal übertragen werden, wobei die Impulse zur Hauptsache eine grössere Ampli tude haben als die Bildsignale. Die horizon talen und die vertikalen Impulse werden bei gleicher Amplitude übertragen, aber sie haben verschiedene Formen, so dass diese Impulse zur Hauptsache verschiedene steile Wellen fronten haben.
Bei der Empfangsstation erscheinen die Bildsignale und die synchronisierenden Im pulse am Widerstand 13 in der Form einer einzigen Welle, von welcher ein Teil gezeigt und mit 45 (Fig. 1) bezeichnet ist. Diese Welle erscheint im Plattenstromkreis einer geeigneten Verstärkerröhre 46 mit über den Widerstand 13 verbundenem Gitterstrom kreis.
Die Röhre 46 ist so beschaffen, dass sie nur die synchronisierenden Impulse von zur Hauptsache grösserer Amplitude als die Bildsignale durchlässt. Im Plattenstromkreis der Röhre 46 .werden die horizontalen und vertikalen Impulse infolge ihres Unterschie des in der Steilheit der Wellenfront vonein ander unterschieden. Zu diesem Zwecke ist ein passender Filterstromkreis 47 in den Plattenstromkreis der Röhre 46 eingeschaltet, welcher nur die vertikalen oder Rahmen impulse 48 von relativ geringer Wellenfront steilheit durch eine Leitung 49 dem Gitter stromkreis der Röhre 20a zuführt.
Die hori zontalen Impulse 28 von relativ grosser Wel- lenfrontsteilheit erscheinen in einem Wider stand 50 und werden durch eine Leitung 51 dem Gitterstromkreis der Röhre 20 zu geführt.
Was -die Stromkreise 19 und 19a an und für sich betrifft, so ist die in Fig. 2 gra phisch dargestellte Periode t bis t3 des Im pulses des Plattenstromes ungefähr 1/1o der ganzen Wirkungsperiode t bis t5 im Hori- zontalablenkstromkreis und ungefähr 1/"o der ganzen Wirkungsperiode im Vertikalablenk- stromkreis. Durch passende Veränderung der Werte der Widerstände 24 und 24a und der Kondensatoren 22.
und 22a kann dieses Ver hältnis, das heisst die Zeitperiode t3 bis<B>15,</B> während welcher kein Plattenstrom fliesst, in relativ weitem Umfange variiert werden. So kann die Zeitperiode t3 bis t5 je nach Bedarf auf 1 bis 5 Minuten angesetzt werden, um sich dem Stromkreis für jeden besonderen Zweck anzupassen.
Es ist daher ersichtlich, dass der Strom kreis 19 für viele andere Zwecke als die Synchronisation von Ablenkstromkreisen in einem Fernsehsystem benutzt werden kann. Es gibt verschiedene kommerzielle Kontroll systeme, welche erfordern, dass ein einziger, scharf zugespitzter Kontrollimpuls genau am Beginn oder Ende einer bestimmten Zeit periode immer wieder auftrete.
So zum Bei spiel würde auf dem Gebiet der Zeitmessung, wo es sich darum handelt, eine Anzahl Uhren in genauem Synchronismus mit der Obser- vatoriumszeit aufrecht zu erhalten, ein ein ziger, scharf zugespitzter Kontrollimpuls, welcher während Minutenperioden einmal je in der Mitte auftritt, zu diesem Zwecke wirksam sein.
In diesem Falle würden der Widerstand 24 und der Kondensator 22 des Stromkreises 19 so eingestellt werden, dass die Zeitperiode t bis t5 (Fig. 2) genau eine Minute wäre und die Impulse 2.8 den erhal- tenen, unter der Kontrolle der Hauptuhr ste henden Zeitimpulsen entsprechen würden.
Die in Fi. 1 eingetragenen Widerstands-, Kapazitäts- gund Induktanzwerte ergeben eine zufrzedenstellende Wirkung, können aber in weitem Umfang abgeändert werden.