Устройство для комбинированного приема телевизионных изображений

 

Класс 21а, 33„

СССР

Я 63584

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-3аревистрировано в Бюро изобреичений Гостами при СНК СССР

С. И. Катаев и H. К. Игнатьев

Устройство для комбинированного приема телевизионных изображений

Заявлено 10 марта 1941 г. в Наркомзлектропром за N 42478 (305881) Опубликовано 30 апреля 1944 года

Как известно, проблема дальнодействующего широкополосного канала для телевидения до сих пор не может считаться удовлетворительно разрешенной. В связи с этим еще до настоящего времени существует малострочное телевидение, не требующее широкой полосы частот. Однако, качество получающегося в этом случае изображения, вследствие малой четкости, не может удовлетворить элементарнейшим требованиям, предъявляемым к широковещательной телевизионной системе. В то же время известен метод передачи телевизионной картины большой четкости при малой частоте кадров, при применении которого необходимая полоса частот не превышает полосы частот, занимаемой обычным малострочным телевидением. В этом случае получается весьма высокая четкость изображения за счет 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 средних и длинных волнах (а, значит, и на далекие расстояния) без потери их содержания для радиозрителей.

Ниже описывается предлагаемая констру.кция такой телевизионной системы с рядом дополнительных у совершенствований, способных улучшить качество изображения.

Наиболее подробно разработана приемная часть системы, поскольку простота приемного устройства является фактором, определяющим рентабельность всякой широковещательной системы. Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема приемного устройства, а на фиг. 2 — экраны электронно-лучевой трубки кинескопа.

Рассмотрим принцип работы приемно-передающего устройства.

В передатчике используется иконоскоп, ортикон, или иная передающая трубка, работающая на принципе накопления зарядов (необхо№ 63584 димо в течение нескольких секунд удерживать мгновенно возникающие на мозаике заряды). Доступ света на его мозаику дается не непрерывно, а лишь в течение небольших промежутков времени, - один раз в течение передачи каждого кадра. Это достигается применением специального фотозатвора, периодически срабатывающего синхрокно 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 кинескопах.

Передатчик и приемник снабжены двойными комплектами развертывающих устройств, могущих работать поочередно и тем самым позволяющих вести телевизионную передачу и прием изображений с двумя различными стандартами четкости.

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 створок, которое при этом позволяет получить заданная максимальная частота модуляции f,„., (50 — 80 строк). При этом для ослабления мельканий применяется двух-трехкратная перемежающаяся развертка, присущие которой искажения уничтожает фотозатвор. Для увеличения четкости 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 путем применения дополнительной высокочастотной развертки по вертикали.

В другом случае передача происходит с резко пониженной частотой кадров (1 кадр в 5 — 8 секунд), но с достаточно большим числом строк, вытекающим из полного использования той же, заданной, частоты f .„. При этом применяются прогрессивная развертка 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 развертывающих устройств и изображение проектируется на длительно светящийся экран.

В зависимости от передаваемого сюжета оператор ведет передачу попеременно, с различными стандартами четкости 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 четкости к другому. На фиг. 1 чертежа изображена схема приемного устройства.

В качестве приемно-усилительной части 4 может быть использована любая схема, способная без искажений пропустить спектр частот модуляции от 0 до f,„ è дать необходимое усиление. Выпрямитель 61 дает напряжение для питания анодов кинескопа (клеммы бб 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 приемную 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 развертывающих и вспомогательных устроиств, представленная в развернутом виде. № 63584

Изображенное на схеме расположение подвижных контактов реле

54 соответствует случаю приема многострочного изображения. С выхода приемно-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 выделяются на емкости 11 и через цепь из емкости 12 и сопротивления

13 (имеющую большую постоянную времени) подаются на сетку тиратрона кадровой развертки 16.

Импульсы строчной синхронизации с сопротивления 34 подаются непосредствен но на сетку тыратрона строчной развертки 36. К аноду тиратрона 16 подключена цепь, состоящая из заурядного сопротивления 20, конденсатора 21 и корректирующего сопротивления 22. Релаксационный генератор кадров при этом работает с частотой кадров многострочного стандарта четкости. 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 четкости.

В случае приема малострочного стандарта четкости подвижные контакты II и Х реле 54 перейдут в левое положение и, изменив параметры в анодных цепях релаксационных генераторов, настроят первый на частоту полей малострочного стандарта четкости (перемежающаяся развертка), 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 развертки при передаче многострочного стандарта четкости (порядка

0,15 периодов в секунду). Если передавать это пилообразное напряжение неискаженным через разделительную емкость, то последняя должна иметь черезмерно высокую величину. Поскольку для тиратрона

16 уже понадобилось отрицательное напряжение смещения, то целесообразно произвести такое же непосредственное соединение анода тиратрона 36 строчной развертки 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 лишь при большом размахе генерируемого ими пилообразного напряжения (порядка 50 вольт). Чтобы устранить появление искажений, в выходных каскадах развертки применена отрицательная обратная связь по току, осуществляемая посредством сопротивления

32 в каскаде кадровой развертки и сопротивления 51 в каскаде строчной развертки.

Разберем работу вертикальноотклоняющей системы развертки в случае приема многострочного стандарта четкости. В анодную цепь лампы 31 включена катушка отклонения, состоящая из секций

25 и 26 и имеющая число витков, рассчитанное на создание определенной высоты многострочного растра. Через эту катушку, кроме тока развертки, неизбежно протекает его постоянная составляющая 1,, которая создает некоторое вертикальное смещение растра от № 63584 центра экрана. Катушка, состоящая из секций 23 и 24, питаемая от источника постоянного напряжения и имеющая противоположное направление действия на электронный луч, поставлена для компенсации этого сдвига. При помощи реостата 30 можно менять компенсирующее действие этой катушки и тем самым производить вертикальную установку многострочного растра на отведенное ему место экрана. При передаче малострочного стандарта четкости перекидной контакт VI ape.че. 54, перейдя в левое положение, соединится с контактами IV u V. В анодной цепи лампы 31 окажется включенной лишь катушка 25. Уменьшение ампервитков развертки по вертика.ли уменьшит вертикальный размер растра, что и требуется при приеме малострочного стандарта четкости. Однако при этом во столько же,раз уменьшатся постоянные ампервитки тока 4 и изображение может уйти с экрана, если не уменьшить компенсирующие: ампервитки, что и производится автоматически, благодаря отключению части витков компенсирующей катушки (под током теперь находится лишь катушка 23). При помощи реостата 29 можно менять ток катушки 23 и этим производить г.-:.ртикальную установку малостроч1-сго растра на экран 3. Таким об,:азом вертикальная установка обоих и.=,ображений на отведенных 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 остается 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 растра. 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 приеме,различных стандартов четкости. Двойной триод 55 является лампой переключателя четкости и лампой гетеродина.

Строчные импульсы синхронизации с сопротивления 34 через конденсатор 52 попадают на первую сетку лампы 55. Конденсатор 52, заряжаясь сеточным током лампы 55 и медленно рязряжаясь через сопротивление 53, образует на сетке лампы 55 отрицательное смещение, увеличивающееся по абсолютной величине при повышении частоты строчных импульсов синхронизации. Это вызывает измене-ние анодного тока первого а нода лампы 55, в цепь которого включено реле 54, Схема отрегулирована таким образом, что при передаче . многострочного стандарта четкости (импульсы строчной синхронизации имеют меньшую частоту) на первой сетке лампы 55 устанавливается потенциал, соответствующий срабатыванию реле 54, когда подвижные контакты реле переходят в правое г.оложение. При передаче же малострочного стандарта четкости, когда импульсы строчной синхронизации имеют большую частоту, на сетке лампы 55 устанавливается

",àпирающий потенциал, вызывающий отпускание реле 54. Второй триод лампы 55 используется в схеме гетеродина дополнительной вертикальной развертки, необходимой для увеличения высоты скандирующего элемента при приеме малострочного стандарта четкости.

В состав этого гетеродина входит колебательный контур, состоящий из индуктивностей 27 и 59 и емкости 58. Катушка 60, индуктивно связанная с катушкой 59, является обратной связью гетеродина Частота гетеродина должна в несколько раз превышать f,„.„, а амплитуда генерируемого им тока должна обеспечить двух-, трехкратное увеличение высоты скандирующего элемента.

М б3584

На сетку гетеродинной части лампы 55 с сопротивления 56 подается отрицательное смещение, величина которого меняется при изменении анодного тока лампы и подобрана так, что при протекании через лампу максимального тока, соответствующего передаче многострочного стандарта четкости,— гетеродинная часть лампы запирается и работа тетеродина прекращается. Это смещение, включающее и выключающее гетеродин, экономит лишнюю пару контактов реле 54, которое так же успешно 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. Необходимость пропустить спектр модулирующих частот от О до f,„

2. При передаче обоихстандартов четкости продолжительность кадровых и строчных импульсов синхронизации должна оставаться постоянной (это обусловлено тем. что разделительные цепи в приемнике все время остаются одни и те же).

3. Продолжительность бланкирующих импульсов при изменении стандарта четкости должна меняться, так как время обратного хода .:е будет оставаться постоянньii

4. При переходе от одного стандарта четкости 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 бланкир ующий импульс, то зрители не увидят испорчекного изображения, Однако при весьма низкой частоте кадровой ,развертки (порядка О,15 периода в секунду) впадание в синхронизм может продлиться слишком долго для того, чтобы можно было мириться с уничтожением изображения на этот промежуток времени.

Для наименьшей потери времени на процесс перехода от одного стандарта четкости к другому необходимо, чтобы передатчик давал длительный бланкирующий импульс и одновременно с этим передавал строчные импульсы синхронизации нового стандарта четкости. В связи с изменением частоты строчных импульсов через определенный промежуток времени происходит срабатывание (или отпускание) реле переключения четкости в приемнике.

В этот момент передатчик должен дать кадровый импульс синхронизации и вступить в нормальную работу на новом стандарте четкости.

Так как неработающий конденсатор кадрового генератора приемника находится все время под зарядом, то в момент переброски реле 54, в новое положение начнется его разряд.

Если в этот момент времени передатчик даст импульс кадровой синхронизации и по окончании обратнсго хода начнет передачу кадра (т. е, вступит в нормальную работу), то данный генератор 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 четкости должно быть для всех приемников по возможности одинаковым.

Предмет изобретения

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

¹ 63584

Фиг. 2

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

2. Форма выполнения устройства по п. 1, в котором применена ламповая релаксационная схема, предназначенная для осуществления развертки электронного луча в приемном приборе при приеме изображений, отличающаяся применением электронной лампы 55 и включенного в ее анодную цепь многоконтактного реле-переключателя 54, которое срабатывает при изменении смещения лампы 55, происходящем за счет 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

Ств. редактор Д. А. Михайлов.

Л101629. Подписано к печати 14/Ъ П 1945 г. 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 удлиненной в направлении, перпендикулярном строке, формы генератор сверхзвуковой частоты выполнен автоматически вводимым в действие при переходе на прием малострочного телевидения за счет получения генераторным триодом-лампой 55 запирающего и соответственно отпирающего смещения от сопротивления 51, стоящего в цепи катода лампы релепереключателя 54.

Техн редактор М С Бондарев

Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 73