Устройство для комбинированного приема телевизионных изображений Советский патент 1944 года по МПК H04N5/46 

Как известно, проблема дальнедействующего широкополосного канала для телевидения до сих пор не может считаться удовлетворительно разрешённой. В связи с этим ещё до настояшего времени существует малострочное телевидение, не требующее широкой полосы частот. Однако, качество получающегося в этом случае изображения, вследствие малой чёткости, не может удовлетворить элементарнейшим требованиям, предъявляемым к широковещательной телевизионной системе. В то же время известен метод передачи телевизионной картины большой чёткости при малой частоте кадров, при применении которого необходимая полоса частот не превышает полосы частот, занимаемой обычным малострочным телевидением. В этом случае получается весьма высокая чёткость изображения за счёт отказа от передачи динамики движения объектов.

Если создать телевизионную систему, которая сможет сочетать в себе два вышеупомянутых телевизионных метода (т. е. сможет работать попеременно - либо с малым числом строк и нормальной частотой кадров, либо с большим числом строк и пониженной частотой кадров при использовании узкой полосы частот), то посредством этой системы можно будет вести передачу весьма сложных сюжетов на оредяих и длинных волнах (а, значит, и на далёкие расстояния) без потери их содержания для радиозритеЛей.

Ниже описывается предлагаемая конструкция такой телевизионной системы с рядом дополнительных усоверщенствований,способных

улучшить качество изображения. Наиболее подробно разработана приёмная часть системы, поскольку простота приёмного устройства является фактором, определяющим рентабельность всякой щироковешательной системы. Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема приёмного устройства, а на фиг. 2 - экраны электронно-лучевой трубки кинескопа.

Рассмотрим принцип работы приёмно-передаюшего устройства.

В передатчике используется иконоскоп, ортикон, или иная передающая трубка, работающая на принципе накопления зарядов (необходимо в течение нескольких секунд удерживать мгновенно возникающие на мозаике заряды). Доступ света на его мозаику даётся не непрерывно, а лишь в течение небольших промежутков времени, - - один раз в течение передачи каждого кадра. Это достигается применением специального фотозатвора, периодически срабатывающего синхронно с частотой кадров. Таким образом в течение передачи всего кадра рельеф на мозаике является потенциально-неподвижным.

В приемнике используется специальный кинескоп с двойным экраном. Одна часть экрана, покрыта фосфоресцирующим слоем, способным светиться в течение нескольких секунд после возбуждения его электронным лучом, а другая часть покрыта обычным фосфоресцирующим слоем, применяемым в современных кияескопах.

Передатчик и приемник снабжены .двойными комплектами развёртывающих устройств, могущих работать поочерёдно и тем самым позволяющих вести телевизионную передачу и приём изображений с двумя различными стандартами чёткости.

В одном случае происходит передача с частотой кадров, лишь достаточной для слитного восприятия отдельных фаз движения объектов (порядка 8-12 кадров в секунду), и с числом cTipoK, -которое при этом позволяет получить заданная максимальная частота модуляции fmax(50-80 строк). ПрИ

этом для ослабления мельканий применяется двух-трёхкратная перемежающаяся развёртка, присущие которой искажения уничтожает фотозатвор. Для увеличения чёткости изображения вдоль строк, а также для некоторого увеличения размера малострочного изображения (по отношению к многострочному) на передатчике и на приемнике производится увеличение высоты скандирующего элемента путём применения дополнительной высокочастотной развёртки по вертикали.

В другом случае передача происходит с резко пониженной частотой кадров (1 кадр в 5-8 секунд), но с достаточно большим числом строк, вытекаюшим из полного использования той же, заданной, частоты fmsx . При этом применяются прогрессивная развёртка и обычная (круглая) форма скандирующего элемента. Фотозатвор работает с частотой кадров передаваемого изображения и опять-таки освобождает его от искажений, могущих возникнуть вследствие движения объектов. В приемнике работает соответствующий комплект развёртывающих устройств и изображение проектируется на длительно светящийся экран.

В зависимости от передаваемого сюжета оператор ведёт передачу попеременно, с различными стандартами чёткости. При этом изменяется частота импульсов синхронизации, посылаемых с передатчика, на что реагирует специальная лампа приемника, производящая включение многоконтактного реле, которое производит все переключения в приемнике, связанные с переходом от одного стандарта чёткости к другому. На фиг. 1 чертежа изображена сх-ема приёмного устройства.

В качестве приёмно-усилительной части 4 может быть использована любая схема, способная без искажений пропустить спектр частот

модуляции от О до fmaxИ ДаТЬ

необходимое усиление. Выпрямитель 61 даёт напряжение для питания анодов кинескопа (клеммы 66 и 67), для питания анодов ламп (клемма 65) и для отрицательных смещений (клеммы 62 и 63). Кинескоп 1 имеет длительно светящийся экран 2 и обычный экран 3 (фиг. 2). В приёмную часть устройства также входят отклоняющая система, состоящая из катушек вертикального отклонения 23, 24, 25, 26, 27, и катушек горизонтального отклонения 43, 44, 45, 46, и система развёртывающих и вспомогательных устройств, представленная в развёрнутом виде.

Изображённое на схеме расположение подвижных контактов реле 54 соответствует случаю приёма многострочного изображения. С выхода приёмно-усилительного устройства 4, через потенциометр из сопротивлений 5 и 6, а также через сопротивление 7, сигнал попадает на сетку лампы 9, служащей для отделения синхронизирующих сигналов. Кроме того сигнал попадает на управляющий электрод кинескопа, отрицательное смещение для которого снимается с потенциометра 15. Сигналы синхронизации в виде импульсов напряжения выделяются на нагрузочном сопротивлении 8 лампы 9, с которого и поступают на разделительные цепи, состоящие из конденсаторов 11 и 33 и сопротивлений 10 и 34. Импульсы кадровой синхронизации выде.1яются на ёмкости 11 и через цепь из ёмкости 12 и сопротивления 13 (имеющую большую постоянную времени) подаются на сетку тиратрона кадровой развёртки 16. Импульсы строчной синхронизации с сопротивления 34 подаются непосредствеино на сетку твратрона строчкой развёртки 36. К аноду тиратрона 16 подключена цепь, состоящая из зарядного сопротивления 20, конденсатора 21 и корректирующего сопротивления 22. Релаксационный генератор кадров при этом работает с частотой кадров многострочного стандарта чёткости. К аноду тиратрона 36 подключена цепь, состоящая из зарядного сопротивления 40, конденсатора 41 и корректирующего сопротивления 42 - релаксационный генератор строк при этом работает с частотой строк многострочного стандарта чёткости.

В случае приёма малострочного стандарта чёткости подвижные контакты II и X реле 54 перейдут в левое положение и, изменив параметры в анодных цепях релаксационных генераторов, настроят первый на частоту полей малострочного стандарта чёткости (перемежающаяся развёртка), а второй на частоту строк того же стандарта. Пилообразное напряжение кадровой

частоты (или частоты полей) с анода тиратрона 16 попадает непосредственно на сетку выходной лампы 31, дающей пилообразный ток. При этом, чтобы подать отрицательное смещение на сетку лампы 31, катод тиратрона 16 должен находиться под отрицательным потенциалом относительно земли. Необходимость непосредственного соединения анода тиратрона 16 с сеткой лампы 31 вызвана наличием очень низкой частоты кадровой развёртки при передаче многострочного стандарта чёткости (порядка 0,15 периодов в секунду). Если передавать это пилообразное напряжение неискажённым через разделительную ёмкость, то последняя должна иметь чрезмерно высокую величину. Поскольку для тиратрона 16 уже понадобилось отрицательное напряжение смещения, то целесообразно произвести такое же непосредственное соединение анода тиратрона 36 строчной развёртки с сеткой лампы 50. Оба тиратрона имеют постоянные отрицательные потенциалы на своих сетках, регулируемые в некоторых пределах потенциометрами 14 и 35. Известно, что тиратронные генераторы работают стабильно лищь при больщом размахе генерируемого ими пилообразного напряжения (порядка 50 вольт). Чтобы устранить появление искажений, в выходных каскадах развёртки применена отрицательная обратная связь по току, осуществляемая посредством сопротивления 32 в каскаде кадровой развёртки и сопротивления 51 в каскаде строчной развёртки.

Разберём работу вертикальноотклоняющей системы развёртки в случае приёма многострочного стандарта чёткости. В анодную цепь лампы 31 включена катущка отклонения, состоящая из секций 25 и 26 и имеющая число витков, рассчитанное на создание определённой высоты многострочного растра. Через эту катушку, кроме тока развёртки, неизбежно протекает его постоянная составляющая IQ, которая создаёт некоторое вертикальное смещение растра от

центра экрана. Катушка, состоящая из секций 23 и 24, питаемая от источника цостоянного напряжения и имеющая щрот воположйое направление действия на электронный луч, поставлена для компенсации этого сдвига. При помощи реостата 30 можно менять компенсирующее действие этой катущки и тем самым производить вертикальную установку мпогострочного растра на отведённое ему место экрана. При передаче малострочного стандарта чёткости перекидной контакт VI 1реле| 54, перейдя в левое положение, соединится с контактами IV и V. В анодной цепи лам.пы 31 окажется включённой лищь катущка 25. Уменьщение амиервитков развёртки но вертикали уменьщит вертикальный размер растра, что и требуется при приёме малострочного стандарта чёткости. Однако при этом во столько же раз уманьщатся постоянные ампервитки тока IQ и изображение может уйти с , если не уменьщить компенсирующие ампервитки, что и производится автоматически, благодаря отключению части витков компенсирующей катушки (под током теперь находится лкщь катущка 23). При по.мощи реостата 29 можно менять ток катушки 23 и этим производить вертикальную установку малостроч -ого растра на экран 3. Таким образом вертикальная установка обоих изображений на отведённых им экранах 2 и 3 может производиться сове;шенно независимо друг от друга. Соотношение между вертикальными размерами обоих изображений целиком зависит от соотношения между витками катушек 25 и 26, а поэтому всегда остаётся постоянным. Работа горизонтальноотклоняющей системы совершенно аналогична работе вертикально-отклоняющей системы, а поэтому не описывается. Реостат 48 производит горизонтальную центровку малострочного -растра, реостат 49 - горизонтальную центровку многострочного pacTipa. Сопротивления 28 и 47 служат для поддержания постоянства омического сопротивления анодных нагрузок выходных каскадов, что совершенно необходимо для поддежания постоянства коэфициентов обратной связи этих каскадов при приёме различных стандартов чёткости. Двойной триод 55 является лампой переключателя чёткости и лампой гетеродина.

Строчные импульсы синхронизации с сопротивления 34 через конденсатор 52 попадают на первую сетку лампы 55. Конденсатор 52, заряжаясь сеточньгм током ламны 55 и медленно рязряжаясь через сопротивление 53, образует на сетке лампы 55 отрицательное смещение, увеличивающееся по абсолютной величине при повышении частоты строчных- и.мпульсов синхронизации. Это вызывает измене-ние анодного тока п&рвого анода лампы 55, в цепь которого включено реле 54. Схема отрегулирована таким образом, что при передаче м.ногострочного стандарта чёткости (импульсы строчной синхронизации имеют меньшую частоту) ,ня первой сетке лампы 55 устанавливается потенциал, соответствующий срабатыванию реле 54, когда подвижные контакты реле переходят в правое положение. При передаче же малострочного стандарта чёткости, когда импульсы строчной синхронизации имеют большую частоту, на сетке лам-пы 55 устанавливается запираю-щий потенциал, вызывающий отпускание реле 54. Второй триод лампы 55 используется в схеме гетеродина дополнительной вертикальной развёртки, необходимой для увеличения ВЫСОТЕ скандирующ-его элеме 1та при приёме малострочного стандарта чёткости. В состав этого гетеродина входит колебательный контур, состоящий из индуктивностей 27 и 59 и ёмкости 58. Катущка 60, индуктивно связанная с катушкой 59, является обратной связью гетеродина. Частота гетеродина должна в несколько раз превышать fmax, а амплитуда генерируемого им тока должна обеспечить двух-, трёхкратное увеличение высоты скандирующего элемента.

На сетку гетеродинной части лампы 55 с сопротивления 56 подаётся отрицательное смещение, величина которого меняется при изменении анодного тока -лампы и подобрана так, что при протекании через лампу максимального тока, соответствующего передаче многострочного стандарта чёткости,- гетеродинная часть лампы запирается и работа гетеродина прекращается. Это смещение, включающее и выключающее гетеродин, экономит лиЩнюю пару контактов реле 54, которое так же успещно могло бы произвести эту операцию. Помимо специальной конструкции деталей, входящих в состав передающей камеры (как, например, иконоскоп, фотозатвор), к передатчику должны быть предъявлены следующие требования.

1.Необходимостьпропустить спектр модулирующих частот от О

ДО f.nax.

2.При передаче обоих стандартов чёткости продолжительность кадровых и строчных импульсов синхронизации должна оставаться постоянной (это обусловлено тем, что разделительные цепи в приемнике всё время остаются одни и те же).

3.Продолжительность бланкирующих импульсов при изменении стандарта чёткости должна меняться, так как время обратного хода йе будет оставаться постоянные...

4.При переходе от одного стандарта чёткости к другому .радиозрители не должны наблюдать какиелибо нестандартные процессы. Последние могут возникнуть вследствие медленного впадания в синхронизм начавших работать на новой частоте релаксационных генераторов приемника, В этом случае на некоторое время изображение будет испорчено. Если на этот переходный промежуток времени передатчик даст длительный бланкирующий импульс, то зрители не увидят испо1рчек;н.ого изображения. Однако при весьма низкой частоте кадровой развёртки (порядка 0,15 периода в секунду) впадание в синхронизм может продлиться слищком долго для того, чтобы можно было мириться с уничтожением изображения на этот промежуток времени. Для наименьщей потери времени на процесс перехода от одного стандарта чёткости к другому необходимо, чтобы передатчик давал длительный бланкирующий импульс и одновременно с этим передавал строчные импульсы синхронизации нового стандарта чёткости, В связи с изменением частоты строчных импульсов через определённый промежуток времени происходит срабатывание (или отпускание) реле переклЮЧения чёткости в приемнике. В этот момент передатчик должен дать кадровый импульс синхронизации и вступить в нормальную работу на новом стандарте чёткости. Так как неработающий конденсатор кадрового генератора приемника находится всё время под зарядом, то в момент переброски реле 54. в новое положение начнётся его разряд. Если в этот .момент времени передатчик даст импульс кадровой синхронизации и по окончании обратного хода начнёт передачу кадра (т. е, вступит в нормальную работу), то данный генерато.р кадров окажется в синхронизме с передатчиком. При этом генератор строк к концу обратного кадрового хода уже успеет войти в синхронизм. Для нормальной работы системы время срабатывания и отпускания реле переключения чёткости должно быть для всех приемников по возможности одинаковым.

Предмет изобретения

I. Устройство для комбинированного приёма телевизионных изображений, передаваемых на узкой полосе частот, отличающееся тем, что один и тот же приёмный прибор, состоящий из электроннолучевой трубки с экранами 2 и 3, изготовленными из фосфоров с разной длительностью послесвечения, использован как для приёма специальных многострочных телевизионных передач, передаваемых по замедленному способу, так и для приёма малострочного телевидения, передаваемого с обычным числом кадров.

2. Форма выполнения устройства по п. I, в котором применена ламповая. релаксационная схема, предназначенная для осуществления развёртки электронного луча в приёмном приборе при приёме изо, бражений,отличающаяся

применением электронной лампы 55 и включённого в её анодную цепь многоконтактного реле-переключателя 54, которое срабатывает при изменении смещения лампы 55, происходящем за эффекта сеточного детектирования при изменении частоты строчных импульсов, посылаемых с передатчика и поступающих на сетку лампы 55, и переключает элементы релаксационных генераторов и секции отклоняющих

катушек 23-26 и 43-46, с целью перехода к новой структуре, размерам и положению растра.

3. Форма выполнения устройства по п. 2, отличающаяся тем, что, с целью придания скандирующему элементу удлинённой в направлении, перпендикулярном строке, формы генератор сверхзвуковой частоты выполнен автоматически вводимым в действие при переходе на приём малострочного телевидения за счёт получения генераторным триодом-лампой 55 запирающего и соответственно отпирающего смещения от сопротивления 51, стоящего в цепи катода лампы релепереключателя 54.

Фиг. 2

Фиг. 1