DE1083309B - Geraet zur Verschluesselung oder Entschluesselung von Fernsehsignalen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft verschlüsseltes Fernsehen. Es sind Fernsehsysteme entwickelt worden, in denen zwei oder mehrere Übertragungsarten für das Fernsehbild abwechselnd von Zeit zu Zeit benutzt werden. Diese Übertragungssysteme sind so ausgebildet, daß nur ein unkenntliches Bild auf dem Empfangsschirm des Empfängers erscheint, wenn ein nicht berechtigtes Empfangsgerät auf den Kanal abgestimmt wird, über den das Bild übertragen wird.

Geräte zur Verschlüsselung von Fernsehübertragungen sind bekannt, bei denen Änderungen der Übertragungsart sofort dem Empfänger durch ein eindeutig erkennbares Codesignal oder eine Gruppe von Signalen mitgeteilt werden.

Gemäß der Erfindung sind Einrichtungen zur Änderung der Übertragungsart vorgesehen, die in der Lage sind, die Fernsehsignale in eine Anzahl verschiedener Übertragungsarten umzuwandeln, ferner Kommutierungseinrichtungen, die eine Anzahl von Betriebszuständen haben und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls benutzt wird, und eine auswechselbare Matrix zur Festlegung, welche Übertragungsart einem gegebenen Betriebszustand der Kommutierungseinrichtung entspricht.

Die auswechselbare Matrix, die das entscheidende Merkmal der Erfindung bildet, hat den Vorteil, daß sich mit ihrer Hilfe die verschiedensten Verschlüsselungsarten erzielen lassen und daß es besonders einfach ist, die Übertragungsarten in willkürlicher Reihenfolge zu variieren. Die Matrix kann als Karteikarte ausgeführt werden, die gedruckte Schaltungen trägt, die aber abgedeckt sind. Die Karte wird nur an zugelassene Teilnehmer ausgehändigt und kann zur Entschlüsselung nur so benutzt werden, daß dabei Änderungen an ihr auftreten, so daß sofort erkennbar ist, ob die Karte benutzt worden ist oder nicht. Die Gesellschaft, welche die Karten vertreibt, kann daher eine Abrechnung an Hand der benutzten Karten vornehmen. Da die Schaltungen der Matrix bei der Herstellung festgelegt werden, können auch völlig ungeübte Personen die Karte benutzen.

Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn im folgenden von der »Übertragungsart« oder dem »Modus« des Bildes in Verbindung mit Bezugssignalen die Rede ist, diese Übertragungsarten verschiedene Form annehmen können. Ein Weg, einen bestimmten Übertragungsmodus zu schaffen, besteht z. B. darin, daß die Kamera mit Zeilenimpulsen betrieben wird, die um ein vorbestimmtes Zeitelement gegenüber den übertragenen horizontalen Synchronisiersignalen verzögert sind. In diesem Fall wird die Zeilenabtastung in einem unberechtigten Empfänger durch die normalen Zeilenimpulse ausgelöst. Wenn alle Zeilen Gerät zur Verschlüsselung
oder Entschlüsselung
von Fernsehsignalen

Anmelder:

Skiatron Electronics and Television

Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reidiel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V, St. v. Amerika vom 12. Januar 1955

William John Shanahan, Long Island, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

eines gegebenen Zeilenzuges auf diese Art ausgelöst werden und wenn dann der Übertragungsmodus der Kamera geändert wird, indem der Betrag der Verzögerungszeit der Kameraimpulse verändert wird, während der Empfänger von dieser Veränderung nichts weiß, dann wird der nächste Zeilenzug in dem Empfänger in waagerechter Richtung verschoben. Ein Wechsel der Bildlage von Zeile zu Zeile, von Zeilenzug zu Zeilenzug usw. zwischen einer Anzahl von z. B. vier verschiedenen Stellungen ergibt ein vollständiges »Verschmieren« oder Unkenntlichwerden des Bildes. Ein anderer Weg zur Schaffung eines Übertragungsmodus besteht darin, die Kamera mit normalen Impulsen zu betreiben, die mit den übertragenen Horizontalsynchronisierimpulsen übereinstimmen, und die Bildsignale der Kamera über eine Verzögerungsleitung zu führen, die an verschiedenen Stellen angezapft ist. Der Übertragungsmodus wird in diesem Fall von Zeit zu Zeit geändert, indem Bildsignale übertragen werden, die an verschiedenen Punkten der Verzögerungsleitung abgegriffen werden. Ein weiterer Weg zur Schaffung von Überträgungsarten besteht darin, zeitweise normale Bildsignale zu übertragen und während anderer Zeiten die Bildsignale umzukehren. Der allgemeine Begriff, der durch den Ausdruck »Übertragungsart« oder »Übertragungsmodus« bezeichnet werden soll, dürfte hier-

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mit ohne Anführung weiterer Beispiele klargestellt Die Ausgangsleitungen 24, 26, 28 und 30 der

sein. Modusschaltung 22 werden einer Schaltmatrix 48 zu-

Die zur Erläuterung der Erfindung dienenden Aus- geführt, in der bestimmte Verbindungen mit den

führungsbeispiele werden nun im Zusammenhang mit waagerecht verlaufenden Leitungen 50, 52, 54 und 56

den Zeichnungen näher erläutert. 5 ausgeführt werden. Die Leitung 50 ist als erste Ein-

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer gangsleitung mit einem Steuerkreis 58., die Leitung

Fernsehanlage auf der Sendeseite gemäß der Erfindung; 52 in ähnlicher Weise mit einem Steuerkreis 60, die

Fig. 2 zeigt eine Empfangseinrichtung, die im Leitung 54 mit einem Steuerkreis 62 und die Leitung Zusammenhang mit dem Gerät der Fig. 1 benutzt 56 mit einem Steuerkreis 64 verbunden. Die Ausgangswerden kann; io leitungen der Steuerkreise sind gemeinsam an eine

Fig. 3 zeigt Einzelheiten eines Verschiebungs- Leitung 66 angeschlossen, die an dem Verbindungsregisters, das in der Schaltung der Fig. 1, 2, 4 und 5 punkt 68 mit der obenerwähnten Leitung 42 liegt, die verwendet werden kann; an den Mischkreis 40 angeschlossen ist.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für Die Steuerkreise 58, 60, 62 und 64 haben je eine

einen Sender gemäß der Erfindung, und 15 zweite Eingangsleitung, nämlich die Leitungen 70,72,

Fig. 5 zeigt ein Empfangsgerät, das in Verbindung 74 und 76, durch die sie geöffnet werden. Die eben

mit dem Gerät der Fig. 4 benutzt werden kann. erwähnten Leitungen bilden den Ausgang einer Ver-

In Fig. 1 ist eine Schaltung schematisch dargestellt, schiebungsregisterschaltung 78, die als ein Ausfühdie den allgemeinen Aufbau des Erfindungsgegen- rungsbeispiel einer elektronischen Kommutiereinrichstandes beschreibt sowie Einzelheiten des Ausfüh- 20 tung gemäß der Erfindung anzusehen ist. Die Arbeitsrungsbeispiels angibt. Eine Fernsehkamera 10 wird weise des Verschiebungsregisters 78 ist so getroffen, mit Hilfe von horizontalen Ablenksignalen betrieben, daß, wenn eine Reihe von Verschiebungsimpulsen der die in einem Kippgerät 12 für die waagerechte Ab- Eingangsleitung 80 zugeführt wird, erst der eine und lenkung erzeugt werden, und mit Hilfe von vertikalen dann der nächste der Reihe nach an den Ausgangs-Ablenksignalen, die in einem Kippgerät 14 für die 25 leitungen 70, 72, 74 und 76 ein wesentlich höheres senkrechte Ablenkung erzeugt werden. Die Bildsignale Potential als an den anderen Leitungen erzeugt. Auf werden an der Leitung 16 abgenommen und nach diese Weise wird zuerst der eine und dann der nächste Verstärkung in einem Verstärker 18 über eine Leitung der Steuerkreise 58, 60, 62 und 64 erregt, d.h. 20 einem Verzögerungskreis 22 zugeführt, der eine geöffnet. Wenn einer der Steuerkreise geöffnet ist, Anzahl von Ausgangsleitungen 24, 26, 28 und 30 auf- 30 wird ein Fernsehsignal, welches um einen Betrag verweist. Diese Leitungen sind an verschiedene An- zögert ist, der durch die Charakteristik der Verzögezapfungspunkte der Verzögerungsleitung ange- rungsleitung 22 und die Verbindungen in der Schaltschlossen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß matrix 48 gegeben ist, über die Leitungen 66 und 42 die Bildsignale auf der Leitung 20 um verschiedene dem Mischkreis 40 zugeführt. Beim Auftreten des Beträge verzögert werden und in normaler Weise an 35 nächsten Impulses an der Leitung 80 wird der nächste jeder dieser Ausgangsleitungen zu verschiedenen der Steuerkreise 58 bis 64 geöffnet. Auf diese Weise Zeiten zur Verfugung stehen. Die Leitung 24 kann wird der Modus oder die Übertragungsart der Fern-Signale führen, die um eine Zeiteinheit t verzögert sehsignale mit Bezug auf die normalen Synchronisiersind, während die Leitung 26 Signale mit einer Ver- impulse geändert. Wenn die Modusschaltung 22 zögerung von 2 t, die Leitung 28 Signale mit einer 40 abweichend von dem Verzögerungskreis ausgebildet Verzögerung von 31 und die Leitung 30 Signale mit ist, z. B. als Umkehrschaltung für die Bildsignale, einer Verzögerung 4i führt. Die bisher beschriebenen dann ist die Arbeitsweise der Steuerkreise 58 bis 64 Teile können zusammen als Modusschaltung bezeichnet ganz entsprechend.

werden, wobei der Modus die Übertragungsart angibt, Die Eingangsimpulse an der Leitung 80 können in da es möglich ist, an einer Anzahl von Ausgangs- 45 folgender Weise abgeleitet werden: Ein Schalter 82 leitungen Signale abzuleiten, die mit dem fernüber- mit zwei Stellungen kann vorgesehen sein, um eine tragenen Bild zu tun haben, jedoch verschiedene Leitung 84 entweder mit der Leitung 34 für die charakteristische Eigenheiten gegenüber einer passen- waagerechten Synchronisierimpulse oder mit der den Bezugsgröße aufweisen. So ist es beispielsweise Leitung 36 für die vertikalen Impulse zu verbinden, auch denkbar, daß die Leitungen, wie z. B. die 50 Ein weiterer Schalter 86 mit zwei Stellungen kann Leitungen 24 und 26 der Modusschaltung, bei einer vorgesehen sein, um die Leitung 84 entweder mit einer anderen Ausführungsform dieser Modusschaltung Teilerschaltung 88 oder mit einer Leitung 90 zu vernormale und umgekehrte Bildsignale führen können. binden, die einen Verbindungspunkt 92 mit der Ein-

Um den allgemeinen Aufbau der Schaltung anzu- gangsleitung 80 über einen Schalter 95 verbindet. Der

geben, wird nun die Beschreibung der besonderen 55 Verbindungspunkt 92 liegt über eine Leitung 94 am

Ausführungsform nach Fig. 1 weitergeführt. Ausgang der Teilerschaltung 88. Es sei hier darauf

Die Sendeanlage kann weiterhin eine Schaltung 32 hingewiesen, daß das Register 78 entweder dadurch

enthalten, die die normalen waagerechten Synchroni- verschoben werden kann, daß unmittelbar die senk-

sierimpulse in der Leitung 34 sowie normale senk- rechten Synchronisierimpulse zugeführt werden oder

rechte Synchronisierimpulse in der Leitung 36 und 60 indem ein Bruchteil dieser Impulse mit Hilfe der

ein Synchronisiergemisch in der Leitung 38 erzeugt. Teilerschaltung 88 zugeführt wird. Die Teilerschaltung

Bei dem besonderen dargestellten Ausführungsbeispiel 88 selbst kann so eingestellt werden, daß sie je einen

ist das obenerwähnte horizontale Kippgerät 12 mit Ausgangsimpuls bei einer bestimmten Anzahl von

der Leitung 34 und das vertikale Kippgerät 14 mit Eingangsimpulsen liefert.

der Leitung 36 verbunden. Die Leitung 38 führt zu 65 Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin-

einer Mischstufe 40, in der die Bildsignale von der dung kann das Schalten des Registers 78 auf den

Leitung 42 und möglicherweise noch andere Signale, letzten Ausgangskreis, der durch die Leitung 70 dar-

wie weiter unten angegeben wird, gemischt und dem gestellt wird, ein Rückstellsignal in der Leitung 96

Senderkreis 44 zugeführt werden, so daß sie schließ- erzeugen, welches über eine Leitung 96' die erste

lieh über die Sendeantenne 46 ausgestrahlt werden. 70 Stufe des Registers 78 wieder in Gang setzt. Die

Signale der Leitung 96 werden ferner über eine Leitung 98 dem Eingang eines Generatorkreises 100 zugeführt, der ein Kommutiersynchronisiersignal von dem Sender auf den Empfänger überträgt. Er kann als Schaltung zur Erzeugung von Signalen zur Verlängerung der vertikalen Synchronisiersignale ausgebildet sein, oder er kann auch aus einer Schaltung zur Erzeugung eines Schwingungszuges mit einer Frequenz bestehen, die am Empfänger leicht abgetrennt werden

ist, gesteuert, wobei die Ausgangsleitungen der Steuerkreise mit einer gemeinsamen Leitung 208 verbunden und an die Strahlsteuerelektrode der Bildröhre

Bildröhre am Steuergitter in der üblichen Weise zugeführt.

Um die Bildsignale mit Bezug auf die Synchroni-

tung 160 über die Leitung 180 erregt wird. In der unteren Stellung liefert der Schalter 176 die Verschiebungsimpulse von dem Trenngerät 160 unmittelbar an die Leitung 180 über einen Schalter 179 zur Betätigung des Verschiebungsregisters 174.

Wie in Fig. 1 hat das Verschiebungsregister mehrere Ausgangsleitungen 182, 184, 186 und 188, die der Reihe nach zu Steuerkreisen 190, 192, 194 und 196 führen. Die Signale auf den Leitungen 200,

kann. Mit Hilfe eines zweipoligen Schalters 104 io 202, 204 und 206 werden daher entsprechend ähnlich, können die Synchronisiersignale von der Leitung 102 wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben worden entweder über eine Leitung 106 der Mischstufe 40
oder über eine Leitung 108 einer Mischstufe 109 zur
Vereinigung mit den Tonsignalen zugeleitet werden,
die von einem Mikrophon 111 und einem Verstärker 15 170 angeschlossen sind. Die Signale auf der Leitung 113 erzeugt werden. Die gemischten Signale werden 208 bestehen aus den Bildsignalen und werden der dann über eine Antenne 115 ausgestrahlt, nachdem
sie auf den Tonträger in der Tonsenderschaltung 117
aufmoduliert worden sind.

In Fig. 1 stellen die Punkte 120, 122, 124 und 126 20 siersignale in der richtigen entschlüsselten Form zu elektrische Kontakte zwischen den vertikalen und den erhalten, ist eine Schaltmatrix 210 in die Leitungen horizontalen Leitungen der Schaltmatrix 48 dar. zwischen den Ausgängen der Verzögerungsschaltung Diese Verbindungen können in der Praxis mit Hilfe 150 und den Steuerkreisen 190 bis 196 geschaltet. Die von handbetätigten Schaltern hergestellt werden oder Ausgangsleitungen 152 bis 158 der Verzögerungsaueh durch Einsetzen von Karten mit aufgedruckten 35 schaltung kreuzen die Leitungen 200 bis 206, wobei Schaltungen, die mit den Kontaktpunkten in Beruh- beide Leitungsarten paarweise durch je einen Punkt rung kommen, usw. Es ist ersichtlich, daß verschiedene
Verschlüsselungsarten von Zeit zu Zeit durch Änderung der elektrischen Verbindungen hergestellt werden
können.

In Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel ein Gerät zum
Empfang von Signalen dargestellt, die von einer
Anlage nach Fig. 1 übertragen werden und derart
rückverwandelt werden, daß sie ein einwandfreies
Bild lief ern. Die Bildsignale werden in einem Detektor 35
140 gleichgerichtet, wobei gleichzeitig die Tonsignale
abgetrennt und über eine Leitung 142 dem üblichen
Tonverstärker (nicht dargestellt) zugeführt werden.
Das übrige Bildsignalgemisch wird in die Synchronisiersignale und die Bildsignale in der Trennschaltung 40 ist, eine Verbindung mit der Leitung 66 her und 144 zerlegt, und die Bildsignale werden einem Ver- liefert ein Signal, das um zwei Einheiten verzögert ist. stärker 146 und von diesem über eine Leitung 148 der In derselben Weise führt dieLeitung24 ein Bildsignal Modusschaltung 150 zugeführt. Diese Schaltung kann mit der Verzögerung t, und die Leitungen 28 und 30 in jeder Beziehung der Verzögerungsschaltung 22 der führen Signale mit einer Verzögerung von 31 bzw. 4t, Fig. 1 ähnlich sein, wobei die Ausgangsleitungen 152, 45 wobei die Leitungen 52, 54 und 56 entsprechend den

212, 214, 216 und 218 miteinander verbunden sind. Wenn die Modusschaltungen 22 und 150 aus Verzögerungsschaltungen für die Bildsignale wie im vorliegenden Beispiel bestehen, dann haben die Verbindungen in der Schaltmatrix 210 eine den Verbindungen in der Schaltmatrix 48 der Fig. 1 vollständig entsprechende Lage. Es sei z.B. bemerkt, daß in Fig. 1 die Leitung 50 mit der Leitung 26 der Verzögerungsschaltung durch den Punkt 120 verbunden ist. Die Leitung 26 kann als Ausgangsleitung der Verzögerungsschaltung 22 betrachtet werden, die ein Signal führt, das um zwei Einheiten i, d. h. also 21, verzögert ist. Der Steuerkreis 58 stellt, wenn er geöffnet

154, 156 und 158 den Ausgängen 24 bis 30 der Fig. 1 nach Art und Modus entsprechen. Die Leitungen 152, 154, 156 und 158 können je Bildsignale führen, die um eine, zwei, drei und vier Zeiteinheiten t verzögert sind.

Die aus der Trennvorrichtung 144 herrührenden Synchronisiersignale werden einem Trennkreis 160 zugeführt, der die horizontalen und vertikalen Synchronisierimpulse voneinander trennt. Diese Impulse

durch Punkte bezeichneten Verbindungen 122, 124 und 126 Signale mit einer Verzögerung von einer, drei und zwei Einheiten führen. Um diese verzögerten Signale umzuwandeln und rückzusynchronisieren, so daß sie wieder Bildsignale bilden, die einwandfrei wiedergegeben werden können, hat die Schaltmatrix 210 der Fig. 2 die durch Punkte angedeuteten elektrischen Verbindungen 212, 214, 216 und 218, die mit Bezug auf die Verzögerungszeiten, die an den Aus

werden dann dem horizontalen Kippgerät 162 bzw. 55 gangsleitungen der Verzögerungsschaltung 150· aufdem vertikalen Kippgerät 164 über die Leitungen 166 treten, komplementär zu den durch Punkte angegebe- und 168 zur Steuerung der Bildröhre 170 zugeführt. nen elektrischen Verbindungen 120 bis 126 der Fig. 1 Ein Schalter 172 kann mit der Leitung 166 bzw. 168 liegen. Auf diese Weise können alle Ausgangsleitungen wahlweise verbunden werden, so daß die horizontalen der Verzögerungsschaltung 150 die gleiche Gesamtoder die vertikalen Impulse nacheinander ein Ver- 60 verzögerung nach der Umwandlung in der Matrix und Schiebungsregister 174 in derselben Weise betätigen, nachdem sie durch die entsprechenden Steuerkreise wie dies in Verbindung mit dem Verschiebungsregister 78 der Fig. 1 beschrieben worden ist. Es sei
bemerkt, daß der Schalter 172 mit den entsprechenden

l'mpulsgeneratoren verbunden werden kann wie der 65 in Fig. 2 ist die Leitung 204 mit einer Signalverzöge-

Schalter 82 der Fig. 1. Auch ein Schalter 176 kann rung von t verbunden, so daß eine Gesamtverzögerung ähnlich wie der Schalter 86 der Fig. 1 umgeschaltet
werden und ermöglicht es, daß in seiner oberen Stellung das Verschiebungsregister über einen Teiler 178

der Leitung 208 zugeführt sind, aufweisen. Der Verbindungspunkt 124 der Fig. 1 verbindet z. B. die Leitung 54 mit einer Signalverzögerung von 4 t, und

von fünf Einheiten t entsteht. In der gleichen Weise führt die Leitung 50 der Fig. 1 ein Signal, das um 21 verzögert ist, und die Leitung 200 der Fig. 2 empfängt

von einem Bruchteil der Impulse aus der Trennschal- 70 ein Signal, das um 31 verzögert ist, so daß sich eine

Gesamtverzögerung von insgesamt fünf Einheiten ergibt; die Leitung 54 der Fig. 1 führt ein Signal, das um vier Einheiten verzögert ist, und die Leitung 204 der Fig. 2 nimmt ein Signal mit einer Verzögerung um eine Einheit auf, da der Punkt 216 die Leitung 204 mit der Ausgangsleitung 152 mit einer Verzögerung um eine Einheit verbindet; die Leitung 56 der Fig. 1 hat Signale mit einer Verzögerung um drei Einheiten, und es wird eine weitere Verzögerung um zwei Einheiten durch Verbindung der Leitung 206 der Fig. 2 über den Punkt 218 mit der Ausgangsleitung 154 hervorgerufen.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß das Rückstellsignal an der Leitung 96 nicht nur das Verschiebungsregister 78 wieder in Gang setzt, sondern daß es auch über eine Leitung 98 dem Generator 100 zugeführt wird, der ein Kommutiersynchronisiersignal zur Übertragung liefert. Dieses Signal ist kennzeichnend und kann z. B. ein Signal sein, das dem waagerechten oder senkrechten Synchronisiersignal ähnlich ist, aber verschiedene Amplitude, Länge, Frequenz, Phase od. dgl. hat und das, wie oben beschrieben, mit dem Bildkanal 40 gemischt oder dem Tonübertragungssystem über die Leitung 108 zugeführt werden kann. Der Schalter 220 in Fig. 2 ist vorgesehen, um dieses kennzeichnende Signal auszuwählen, und nimmt, wenn er nach links gestellt ist, das Signal aus dem Detektor 140 über die Leitung 222 auf, wenn dieses kennzeichnende Signal über den Tonkanal übertragen wird; wenn das kennzeichnende Signal auf dem Bildkanal übertragen wird, wird der Schalter 222 nach rechts gelegt und nimmt es aus der Trennschaltung 144 auf. Unabhängig davon, auf welchem Wege das kennzeichnende Signal übertragen worden ist, wird es über eine Leitung 224 einem Rückstelldetektor 226 zur Gleichrichtung und Erzeugung eines Signals zugeführt, welches über eine Leitung 228 dem Verschiebungsregister 174 zugeleitet wird. Das Rückstellentschlüsselungsgerät 226 kann das kennzeichnende Signal so umformen, wie es zu einer Rückstellung des Verschiebungsregisters 174 erforderlich ist.

In Fig. 1 ist eine Rückstellungsleitung 96 dargestellt, die mit der Leitung 96' verbunden ist, um das Verschiebungsregister 78 rückzustellen, wenn das Register seine letzte Stellung erreicht hat. Eine ahnliehe Rückstelleitung kann bei dem Verschiebungsregister 174 der Fig. 2 im Bedarfsfall verwendet werden. Das Rückstellentschlüsselungsgerät 226 braucht nur während der ersten Betätigung des Empfängers benutzt zu werden, da bei Verwendung der automatischen Rückstelleitung das Verschiebungsregister 174 bereits durch das erste aufgenommene kennzeichnende Signal synchronisiert ist. Das Verschiebungsregister 174 könnte zur weiteren Komplizierung zusätzliche Stufen enthalten sowie eine Rück-Stellungsleitung 96, 96'. Wenn daher der Rückstellgenerator nicht benutzt wird, gerät der Empfängerkommutator außer Tritt.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Übertragung auf der Empfangsseite einen derartigen Betrieb des Verschiebungsregisters 174 herbeiführt, daß die Bildsignale der Bildröhre mit einem glatten linken Bildrand zugeführt werden, so daß das Bild unverzerrt ist. Ein nicht berechtigter Empfänger, welcher die Einrichtung zur Rücksynchronisierung der Bildsignale mit den Synchronisiersignalen nicht aufweist, gibt infolge der ständig wechelnden Verschiebung der Bildzeilen ein unkenntliches Bild wieder.

Das oben beschriebene Rückstellsignal tritt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 in regelmäßigen Abständen auf; ein nicht berechtigter Empfänger könnte daher so eingestellt werden, daß er die regelmäßige Wiederkehr der Rückstellsignale berücksichtigt. Um diese Möglichkeit zu unterbinden, ist in Fig. 1 eine Einrichtung gezeigt, die den Zeitpunkt des Auftretens der Rückstellsignale willkürlich verändert. Eine Quelle für statistische oder Rauschimpulse und ein monostabiler Multivibrator 240 können vorgesehen sein, um zu nicht vorhersehbaren Zeiten eine Rechteckwelle zur öffnung der Steuerstufe 242 zu erzeugen. Die Impulse am Verbindungspunkt 92 können daher, unabhängig davon, ob es sich um vertikale oder horizontale Impulse oder um einen Bruchteil dieser Impulse handelt, über Leitungen 244 und den Steuerkreis 242 (wenn er geöffnet ist) und über einen Verstärker 245 sowie den Schalter 246 (wenn er geschlossen ist) zur Rückstellung des Verschiebungsregisters über die Leitung 96' zu willkürlichen Zeiten zugeführt werden. Die Rückstelleitung 96, 96' kann durch den Schalter 247 im Bedarfsfall geöffnet werden, sie wird jedoch gewöhnlich dazu benutzt, ein Wiederingangsetzen des Registers 78 zu gestatten, wenn kein willkürlicher Rückstellimpuls während eines Kreislaufs des Registers 78 aufgetreten ist. Die Rückstellimpulse von der Steuerstufe 242 können auch dem Rückstellgenerator 100 zugeführt werden, um einkennzeichnendes Rückstellsignal über die Leitung 102, wie oben beschrieben, zuzuführen.

Wenn ein Generator 240 zur Erzeugung willkürlich auftretender Impulse benutzt wird, kann das Rückstellsignal auftreten, wenn irgendeine der Ausgangsleitungen 70 bis 76 des Verschiebungsregisters erregt ist, und bringt daher das Register 78 zu verschiedenen, nicht vorher bestimmbaren Zeiten zur Rückstellung und zum neuen Anlauf. Der monostabile Multivibrator der Schaltung 240 kann eine Zeitkonstante haben, die gleich der Zeitdauer zwischen den betreffenden Teilen der aufeinanderfolgenden Verschiebungsimpulse an dem Punkt 92 ist. In der Leitung 80 kann ein Verzögerungsglied 248 angeordnet sein, das durch den Schalter 95 in seiner oberen Stellung eingeschaltet wird, um einen Impuls zu verzögern, der an dem Punkt 92 eintrifft, so daß dieser Impuls über die Steuerstufe 242 hinwegläuft und das Verschiebungsregister 78 zurückstellt, bevor der gleiche Impuls auf der Leitung 80 eintrifft, um das Register zu verschieben (vgl. die Beschreibung der Fig. 3 weiter unten bezüglich einer weiteren Erklärung). Eine entsprechende Verzögerung kann in dem Empfänger benutzt werden, wie dies durch Einfügung einer Verzögerungsschaltung 250 in der Leitung 180 der Fig. 2 mit Hilfe des Schalters 179 angedeutet ist.

Da das Rückstellsignal bei Erzeugung in willkürlichen Abständen nach Fig. 1 in der gleichen Weise, wie dies oben erwähnt wurde, kennzeichnend ist, braucht dem Empfänger nach Fig. 2 (mit Ausnahme der Verzögerungsschaltung 250) nichts hinzugefügt zu werden, da die Rückstellentschlüsselungsvorrichtung 226 nur betätigt wird, wenn dies zur Entschlüsselung und zum Anlegen des empfangenen kennzeichnenden Rückstellsignals notwendig ist. Die Rückstellleitung 96, 96' kann durch den Schalter 247' der Fig. 2 im Bedarfsfall geöffnet werden, oder diese Leitung kann aus der Schaltung ganz weggelassen werden.

Es wird nun mit Bezug auf Fig. 3 eine geeignete Schaltung beschrieben, die in einem Verschiebungsregister 78 der Fig. 1 oder 174 der Fig. 2 benutzt werden kann. Die Erfindung soll durch die Darstellung der Schaltung der Fig. 3 nicht beschränkt werden, da es für den Fachmann klar ist, daß andere, an sich be-

kannte Schaltungen als Verschiebungsregister benutzt werden können. In Fig. 3 sind vier gasgefüllte Trioden 300, 302, 304 und 306 vorgesehen, die gewöhnlich als Thyratrons bezeichnet werden. Wie an sich bekannt, haben Röhren dieser Art zwei mögliche stabile Zustände bei allen Gitterpotentialen, d. h. einen vollständig leitenden Zustand und einen vollständig nichtleitenden Zustand. Das Gitter eines Thyratrons dient dazu, die Röhre aus dem nichtleitenden Zustand in den vollständig leitenden Zustand zu bringen, wonach das Gitter vollständig die Steuerwirkung auf das Verhalten des Thyratrons verliert, bis die Röhre durch andere Mittel gelöscht wird. Die Thyratrons 300 bis 306 sind je mit dem steuernden, links davon befindlichen Thyratron in Art einer Kathodenschaltung über Widerstände 308 verbunden, die von der Kathode 310 jedes Thyratrons zum Gitter 312 des nachfolgenden Thyratrons führen, wobei das letzte Thyratron 306 über den Widerstand 308 und die Leitung 96 und 96' (die Rückstelleitung der Fig. 1) mit dem Gitter 312 der Röhre 300 verbunden ist. Jede Röhre ist mit einer gemeinsamen Anodenspannungsquelle verbunden und hat einen gemeinsamen Anodenwiderstand 314. Die Kathodenvorspannung 316 liegt an den Kathoden 310 parallel über einen Widerstand 318 in Reihe mit dem Widerstand 308. Wenn ein genügend hohes Potential am Gitter eines der Thyratrons 300 bis 306 liegt, dann leitet die Röhre und baut eine Spannung an der eine Vorspannung erzeugenden Widerstands-Kondensator-Kombination 320 auf. Die Widerstände 308 und 318 bilden einen Spannungsteiler, und das Gitter der nächsten Röhre auf der rechten Seite der leitenden Röhre erhält daher ein höheres Potential. Diese Röhre wird jedoch, obwohl sie vorbereitet ist, nichtleitend, solange nicht eine zusätzliche Spannung an ihrem Gitter auftritt. Impulse auf einer Leitung 280 (die der Leitung 80 bzw. 180 der Fig. 1 bzw. 2 entspricht) heben die Spannung am Gitter der vorbereiteten Röhre so weit an, daß die Röhre leitend wird. Wenn eine der Röhren leitend zu werden beginnt, vermindert der starke Strom, der durch den gemeinsamen Anodenwiderstand 314 fließt, die Anodenspannung der Röhre auf der linken Seite der nun leitenden Röhre sofort bis zu einem Punkt, an dem der leitende Zustand aufhört. Das Potential an der Kathode der Röhre, die abgeschaltet wird, bleibt nahezu das gleiche, wenn die Anodenspannung abfällt, um die Röhre abzuschalten, obgleich das Kathodenpotential in dem Kondensator-Widerstands-Kreis 320 sofort nach Unterbrechung des leitenden Zustandes absinkt. Die Spannungen in den Ausgangsleitungen 322, 324, 326, 328 zeigen dann an, ob eine Röhre leitend ist, und liefern nacheinander die notwendigen Steuerspannungen. Da die an der Leitung 280 auftretenden Impulse weder vertikale noch horizontale Impulse sind und während der Rücklaufzeit auftreten, ist die leichte Überlappung bei der Erregung der Ausgangsleitungen 322 bis 328 ohne Bedeutung.

Bei der Abänderung der Fig. 1, bei der eine willkürlich arbeitende Signalquelle dazu verwendet wird, um das Verschiebungsregister 78 zurückzustellen, gelangen die willkürlich eintreffenden Rückstellimpulse über den Schalter 246 und die Leitung 96' zum Gitter 312 der Röhre 300. In einem Verschiebungsregister nach Art der Fig. 3 sollte der Rückstellimpuls eine genügende Amplitude haben, um die erste Röhre 300 von sich aus leitend zu machen. Um die Amplitude des Rückstellimpulses, der die Steuerstufe 242 der Fig. 1 durchsetzt, zu erhöhen, kann ein Verstärker

245 in die Leitung 243 der Fig. 1 eingeschaltet werden. Ein Rückstellimpuls, der von dem willkürlich arbeitenden Generator 240 herrührt, kann durch eine gleichrichtende Anordnung 330 daran gehindert werden, die Leitung 96 zu erreichen. Der Rückstellimpuls, der auf der Leitung 96' entweder von dem Schalter

246 oder von der Leitung 96 ankommt, wird durch ein weiteres gleichrichtendes Element 332 gehindert, die Leitung 280 zu erreichen. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Rückstellimpuls von dem Impulsgenerator 240 nur zur ersten Röhre 300 gelangt.

Die Art des Synchronisierrückstellsignals kann weiter durch eine Schaltung nach Fig. 4 und 5 kompliziert werden. Fig. 4 zeigt ein Verschlüsselungsgerät, das am Sender benutzt werden kann, und Fig. 5 ein Entschlüsselungsgerät am Empfänger. Sämtliche Teile der Fig. 1 sind auch in Fig. 4 enthalten, mit Ausnahme des Rückstellgenerators 100 und des willkürlichen Signalgenerators 240, die durch eine kompliziertere Anlage ersetzt sind. Die Teile der Fig. 4, die denen der Fig. 1 entsprechen, haben die gleichen Bezugszeichen. Um einen Rückstellimpuls wahlweise zu erzeugen, sind drei Generatoren 400, 402, 404 zur Erzeugung von Rechteckwellen vorgesehen. Jeder dieser Generatoren hat zwei mit » + « und »—« bezeichnete Ausgangsleitungen. Es ist verständlich, daß, wenn eine Rechteckwelle auf einer Ausgangsleitung ihren hohen Wert hat, die Rechteckwelle auf der anderen Ausgangsleitung ihren niedrigen Wert aufweist, so daß eine Rechteckkurve entsteht. Die Rechteckwellengeneratoren 400 bis 404 können durch vertikale oder horizontale Synchronisierimpulse gesteuert oder durch Geräuschimpulse beeinflußt werden, die in Rechteckwellen umgewandelt werden. Die Ausgangsspannungen der Rechteckwellengeneratoren werden einer Schaltmatrix 406 zugeführt. Jede Leitung 408, 410, 412 ist mit einem Satz von drei Schaltern 414, 416, 418 verbunden, um über geeignete Widerstände 420 die positive oder negative Rechteckwelle auszuwählen, die von dem zugehörigen Rechteckgenerator geliefert wird. Wenn der Schalter 414 in der Leitung 410 sich in der linken Stellung befindet und der Schalter 416 nach rechts und der Schalter 418 ebenfalls nach rechts geschaltet ist, dann hält eine Spannungsteilung an den drei Widerständen 420 das Potential auf der Leitung 413 zur Steuerstufe 242 unterhalb eines maximalen Wertes mit Ausnahme des einen Falles, wenn nämlich die -\—Leitung des Generators 400 und die — -Leitungen der Generatoren 402 und 404 das hohe Potential führen. Offenbar wird durch eine Änderung der Einstellung eines oder mehrerer der Schalter 414, 416 und 418 die Einstellung der Generatoren 400, 402 und 404 geändert. Auf diese Weise wird ein Verschlüsselungsplan eingeführt. Verschiedene Verschlüsselungsarten können durch Einstellung der Schalter in den Leitungen 408 und 410 eingestellt und durch den Schalter 421 eingeschaltet werden.

Um dem berechtigten Empfänger eine Anzeige dafür zu geben, wann ein Rückstellimpuls auftreten sollte, kann der Ausgang der Rechteckwellengeneratoren 400 bis 404 mit Oszillatoren 422, 424 und 426 verbunden werden, die drei getrennte Hörfrequenzen oder Überhörfrequenzen erzeugen.

Die Ausgangsspannungen der Oszillatoren 422 bis 426 werden in der Mischstufe 428 gemischt und dem Schalter 430 zugeführt. Das gemischte Signal an diesem Punkt kann entweder der Tonmischstufe 109 oder der Bildmischstufe 40 zugeführt werden.

009 530/225

Um ein einwandfreies Bild herzustellen, wenn die Eintreffzeit des Rückstellsignals durch ein Gerät nach Fig. 4 verschlüsselt ist, kann ein Gerät nach Fig. 5 verwendet werden. Der Empfänger nach Fig. 2 bildet einen Teil der Fig. 5, wobei einander entsprechende Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das verschlüsselte Rückstellsignal wird durch einen Schalter 220 der Tonsignalleitung 222 oder den Synchronisiersignalen an der Trennstufe 144 entnommen, je nachdem wie der Fall liegt und wie der Schalter 430 in Fig. 4 eingestellt worden ist. In jedem Fall werden die verschlüsselten Schwingungen Filtern 500, 502 und 504 zugeführt, um die betreffenden Frequenzen, welche durch die Oszillatoren 420 bis 426 der Fig. 4 erzeugt worden sind, wiederzugeben. Rechteckwellengeneratoren 506, 508 und 510 werden dann von dem Ausgang der betreffenden Filter erregt und erzeugen Rechteckwellen in Übereinstimmung mit den ausgesiebten Schwingungen. Der Ausgang der Rechteckwellengeneratoren 506, 508 und 510 entspricht dem Ausgang der Rechteckwellengeneratoren 400 bis 404 der Fig. 4. Um die Zeit des Auftretens der Rückstellimpulse wiederherzustellen, wird eine Schaltmatrix 512 verwendet, die ähnlich der Matrix 406 der Fig. 4 ausgebildet ist, wobei es klar ist, daß eine Schaltkarte verwendet werden kann, um die betreffenden Stromkreise zu schließen. Wenn eine verschlüsselte Schaltkarte in die Matrix 512 eingesetzt worden ist und die Verbindungen hergestellt worden sind, welche den \^rerbindungen der Schalter 414 bis 416 der Fig. 4 entsprechen, wird ein einwandfreies Bild auf der Bildröhre 170 erzeugt. Der Rückstellkreis 96, 96' kann wieder geöffnet werden.

Bezüglich der Arbeitsweise der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen können folgende Bemerkungen gemacht werden: Zuerst sei der Fall betrachtet, daß eine Anlage mit Geräten nach Fig. 1 und 2 benutzt werden soll, wobei auf regelmäßig auftretende Rückstellimpulse für das Register zurückgegriffen wird. Dann wird ein ständiger Strom von Verschiebungsimpulsen dem Verschiebungsregister über die Leitung 80 in Fig. 1 und die Leitung 180 in Fig. 2 zugeführt. Vertikale Synchronisierimpulse können z. B. den betreffenden Teilerschaltungen 88 und 170 im Verhältnis 4:1 zugeführt werden. Auf diese Weise wird während jeder Periode von einem vertikalen Impuls zum nächsten eine andere der vier Verschiebungsregisterausgangsleitungen wirksam gemacht. Jedesmal, wenn das Verschiebungsregister auf der Sendeseite das Ende des Kreislaufs erreicht, wird bei geschlossenem Schalter 247 ein Impuls in der Leitung 96 auftreten und über die Leitung 96' dem Register zugeführt, um den Kreislauf von neuem zu beginnen. Gleichzeitig wird ein Impuls in dem Rückstelldetektorkreis 226 in Fig. 2 erzeugt, um sicherzustellen, daß das Empfängerverschiebungsregister 174 wieder anläuft. Es ist ersichtlich, daß, nachdem der Betrieb einmal richtig begonnen hat, das Verschiebungsregister 174 bei geschlossenem Schalter 247 in Fig. 2 in Synchronismus gehalten wird. Die Übertragung der Rückstellimpulse dient nicht nur als ein Mittel zur richtigen Ingangsetzung des Empfängers in Synchronismus, sondern stellt auch den fortlaufenden Betrieb sicher.

Beim Betrieb des Gerätes nach Fig. 1 und 2, bei dem der willkürlich auftretende Impuls der Impulsquelle 240 benutzt wird, um einen willkürlich auftretenden Rückstellimpuls am Sender zu erzeugen, kann der Schalter 247 geschlossen werden, um sicherzustellen, daß das Verschiebungsregister seinen Arbeitskreislauf ausführt, wenn durch Zufall kein Rückstellimpuls während eines Kreislaufes erzeugt wird. Die Verschlüsselung kann jedoch komplizierter gemacht werden, indem der Schalter 247 geöffnet wird, so daß das Register in seinem Endzustand stehenbleibt, bis ein neuer Anlaufimpuls ankommt. Es ist ersichtlich, daß eine große Anzahl von Hilfsmitteln möglich sind und gemäß der Erfindung benutzt werden können, um die Entschlüsselung des Systems schwieriger zu machen. An dem Empfänger wird der Schalter 247' vorzugsweise offen gelassen, oder die Rückstelleitung 96, 96' kann ganz weggelassen werden, so daß der Empfänger von der Gleichrichtung des Wideranlaßsignals abhängig ist, um das Verschiebungsregister 174 in Gleichlauf mit dem Register 78 auf der Sendeseite zu halten. Es sei hervorgehoben, daß in allen Fällen die Möglichkeit zur Verschlüsselung der Bildübertragung durch vorbestimmte Verbindungen innerhalb der Matrix 48 und 210 besteht, abgesehen davon, daß ein nicht richtig ausgerüsteter Empfänger auch nicht richtig auf die Rückstellsignale des Registers anspricht.

Mit Bezug auf Fig. 4 und 5 sei darauf hingewiesen, daß die zugrundeliegende Idee darin besteht, daß das Rückstellsignal selbst in verschlüsselter Form übertragen werden kann. Ein unberechtigter Empfänger muß daher nicht nur das Problem lösen, die Kommutiervorrichtung in Gleichlauf zu halten, sondern auch das Problem, die Rückstellimpulse richtig zu erzeugen. Es sei wieder angenommen, daß die Verschiebungsimpulse aus direkt angelegten vertikalen Synchronisierimpulsen bestehen, die über die Schalter 82 und 86 in der Einstellung nach Fig. 4 zugeführt werden, dann wird das Verschiebungsregister 78 für jeden vertikalen ankommenden Synchronisierimpuls auf einer verschiedenen Ausgangsleitung erregt. Wenn jedoch die Rechteckwellengeneratoren 400, 402 und 404 auf willkürlich auftretende Signale ansprechen, indem sie ihren Zustand nur während der vertikalen Rücklaufzeit (bei willkürlich auftretenden vertikalen Rücklaufzeiten) ändern, dann öffnet die richtige Kombination der Signale in den Ausgangsleitungen der Rechteckwellengeneratoren in Beziehung auf die Einstellung der Schalter 414, 416 und 418 die Steuerstufe 242 der Fig. 4, und diese Steuerstufe 242 bleibt für eine ganze Periode zwischen den vertikalen Synchronisierimpulsen oder für einen kürzeren Zeitraum, wenn dies genügt, offen, so daß einer der Synchronisierimpulse von dem Schalter 86 in dem Verstärker 248 verstärkt und über die Leitung 96' dem Register 78 zugeführt werden kann. Dieser Rückstellimpuls findet das Register 78 in irgendeinem Zwischenstadium seines vollständigen Kreislaufes vor. Mit Bezug auf die Schaltung des Empfängers nach Fig. 5 ist ersichtlich, daß das Register 174 am Empfänger außer Tritt weiterläuft, wenn der Empfänger nicht von der Rückstellung des Registers 78 am Sender unterrichtet ist.

Es sei bemerkt, daß die Matrix 512, welche verwendet wird, um die Rückstellimpulse zu entschlüsseln, durch eine einlegbare Karte umgeschaltet werden kann und daß auch die Matrix 210 der Fig. 5 in ähnlicher Weise durch eine Schaltkarte geschaltet werden kann. Die Stromkreise für beide Zwecke können auf ein und derselben Karte oder auf getrennten Karten usw. je nach Bedarf untergebracht werden.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung von Fernsehsignalen, gekennzeichnet durch

Einrichtungen (22 bzw. 150) zur Änderung der Übertragungsart der Fernsehsignal durch Kommutierungseinrichtungen (78, 58, 60, 62; 64 bzw. 174, 190, 192, 194, 196), die eine Anzahl von Betriebszuständen haben und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls benutzt wird und durch eine auswechselbare Matrix (48 bzw. 210) zur Festlegung, welche Übertragungsart einem gegebenen Betriebszustand der Kommutie- to rungseinrichtung entspricht.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu ändernden Fernsehsignale die Form von Videosignalen haben.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch auf die Kommutierungsmittel ansprechende Einrichtungen (40, 44), mit denen die Fernsehsignale verschiedener Übertragungsart während verschiedener Zeitintervalle übertragen werden, und durch Mittel (100,40,44) zur Übertragung von ao Signalen, die die Synchronisierung der Kommutierungseinrichtungen an den Empfängern bewirken.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Übertragung von Synchronisiersignalen für die Kommutierungseinrichtungen der Empfänger Hilfsmittel (400, 402, 404, 406, 428) zur Erzeugung codierter komplexer Signalkombinationen aufweisen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel zur Erzeugung codierter komplexer Signalkombinationen eine Anzahl von Signalgeneratoren (400, 402, 404) enthalten, die so geschaltet sind, daß sie die Kommutierungseinrichtungen steuern, und daß eine weitere veränderbare Matrix (406) zwischen den Signalgeneratoren und den Kommutierungseinrichtungen eingeschaltet ist.

6. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen (140, 144) zum Empfang von Fernsehsignalen, die mit einer aus einer Anzahl von verschiedenen Übertragungsarten ausgewählten Übertragungsart während verschiedener Zeitintervalle ausgesandt werden, und durch Einrichtungen (226) zum Empfang von Synchronisiersignalen, welche den Betrieb der Kommutierungseinrichtungen am Sender anzeigen, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungseinrichtungen (174) am Empfänger durch die Synchronisiersignale synchronisiert werden und dazu dienen, die Bildsignale in den Zustand vor der Änderung der Übertragungsart am Sender zurückzuverwandeln.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Empfang der Synchronisiersignale eine Anzahl von Trennstufen (500, 506, 502, 508 usw.) enthalten, die die Komponenten von komplexen Kombinationen von Synchronisiersignalen decodieren, sowie eine weitere veränderbare Matrix (512) zwischen den Kommutierungseinrichtungen (174) und den Trennstufen.

8. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungseinrichtungen (78) in Abhängigkeit von Verschiebesignalen aus einem Betriebszustand in einen anderen gebracht werden und daß Mittel (240) zur Erzeugung von willkürlich auftretenden Verschiebesignalen zur Steuerung der Arbeitsweise der Kommutierungseinrichtungen vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 282 897;
französische Patentschrift Nr. 1 082 671.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 530/225 6.60