DE1083310B - Geraet zur Verschluesselung oder Entschluesselung von Fernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft verschlüsselte Fernsehsysteme und bezieht sich auf die Sende- und Empfangseinrichtungen für derartige Systeme.

Es sind verschlüsselte Fernsehübertragungssysteme entwickelt worden, die durch einen Ver- und Entschlüsselungsvorgang gekennzeichnet sind, bei dem am Sender und Empfänger Kommutiervorrichtungen benutzt werden. Bei anderen Systemen werden außerdem oder ausschließlich Signale übertragen, welche Schlüsselgruppen bilden, die zur Entschlüsselung am Empfänger benutzt werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf verschlüsselte Fernsehübertragungssysteme dieser allgemeinen Art, bei denen das Fernsehbild in zeitlichem Wechsel mit Hilfe von verschiedenen Übertragungsarten übertragen wird, die in Intervallen aufeinanderfolgen, welche kürzer als ein vollständiger Zeilenzug sind. Die Bildübertragungsart oder der Übertragungsmodus kann von Zeile zu Zeile geändert werden, obwohl gewöhnlich mehr als eine Zeilendauer verstreicht, bevor eine Änderung des Übertragungsmodus eintritt. Um diese Arbeitsweise zu ermöglichen, verwendet die Erfindung Modusschaltungen in Form von Verzögerungsleitungen, die die Bildsignale am Sender und an den Empfängern in verschiedener Weise verzögern.

Gemäß der Erfindung enthält das Gerät Einrichtungen zur Änderung der Übertragungsart, die in der Lage sind, die Fernsehsignale in eine Anzahl verschiedener Übertragungsarten umzuwandeln, sowie Kommutierungseinrichtungen, die eine Anzahl von Arbeitszuständen haben und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls benutzt wird, ferner Einrichtungen zur Erzeugung eines Kommutierungsbezugssignals sowie Einrichtungen zur Ableitung eines Codesignals und Einrichtungen, welche auf die Codesignale und die Kommutierungssignale ansprechen und ein Kommutierungssteuersignal erzeugen, daß eine veränderliche Zeitverzögerung zwischen den Kommutierungsbezugssignalen und den Kommutierungssteuersignalen erzeugt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß Einrichtungen zur Umwandlung der Fernsehsignale in eine Anzahl verschiedener Übertragungsarten vorgesehen sind, daß ferner Kommutierungseinrichtungen eine Anzahl von Betriebszuständen annehmen können und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls verwendet wird, daß ferner Mittel zur Erzeugung eines Kommutierungssteuersignals sowie Mittel zur Ableitung eines Codesignals vorgesehen sind, daß durch veränderbare Matrixeinrichtungen bestimmt wird, welche Übertragungsart einem gegebenen Betriebszustand der Gerät zur Verschlüsselung
oder Entschlüsselung
von Fernsehsignalen

Anmelder:
Skiatron Electronics and Television

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

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, 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

Kommutierungsmittel entspricht, daß ferner eine Anzahl von Schaltungen Gruppen von parallelen Leitungen für jede Übertragungsart des Fernsehsignals zwischen den Einrichtungen zur Änderung der Übertragungsart und den Matrixeinrichtungen bilden und daß Einrichtungen auf die Mittel zur Ableitung eines Codesignals ansprechen und festlegen, welche Gruppe der Leitungen sich in Betrieb befindet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt ein Sendegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 1 a zeigt eine Impulsfolge gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Empfangsgerät zur Verwendung in Verbindung mit dem. Sendegerät nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt ein Sendegerät nach einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 4 zeigt ein Empfangsgerät zur Verwendung in Verbindung mit dem Sendegerät nach Fig. 3;

Fig. 5 zeigt beispielsweise eine Matrixschaltung zur Verwendung an verschiedenen Stellen der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Geräte, und

Fig. 5 a zeigt einen binären Stellenplan zur Erläuterung der Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Eine Fernsehkamera 10 wird mit Hilfe eines üblichen waagerechten Ablenken« 530/226

generators 12 und eines senkrechten Ablenkgenerators 14 betrieben, so daß ein Raster von Abtastzeilen entsteht. Die abgegebenen Bildsignale werden in einem Verstärker 16 verstärkt und einer Modusschaltung zugeführt, die im vorliegenden Fall als Verzögerungsleitung 18 mit Anzapfungen 20, 22 und 24 ausgebildet ist, so daß Bildsignale mit einem definierten Verzögerungsbetrag an der Leitung 20, mit einer weiteren Zeitverzögerung an der Leitung 22 und mit einer dritten Verzögerung an der Leitung 24 entstehen. Es sei bemerkt, daß die maximale, in Aussicht genommene Verzögerung ein Bruchteil einer gesamten Zeilendauer ist.

Die gesamte Sendestation steht unter dem Einfluß des üblichen Hauptimpulsgenerators 26., welcher waagerechte Ablenkimpulse in der Leitung 28, senkrechte Ablenkimpulse in der Leitung 30 und gemischte Synchronisiersignale in der Leitung 32 erzeugt. Die Signale auf den Leitungen 28, 30 und 32 können als genormte Signale gelten. Die Synchronisiersignale auf der Leitung 32 werden einer Mischstufe 34 zugeführt, die ferner Bildsignale verschiedener Übertragungsart auf der Leitung 36 sowie weitere Signalkomponenten, die weiter unten näher beschrieben werden, erhält. Es sei bemerkt, daß alle für die Übertragung gemischten Signale dem Sender 38 und von dort der Antenne 40 zugeführt werden. Gegebenenfalls kann auch der Tonkanal für die Verschlüsselung ausgenutzt werden.

Die in verschiedener Weise verzögerten Bildsignale auf den Leitungen 20, 22, 24 werden einer Schaltmatrix 50 zugeführt. In der Schaltung 50 stellen die Punkte 52 elektrische Verbindungen mit den horizontal verlaufenden Leitungen 54, 56, 58 und 60 dar. Die Leitung 54 dient als erster Eingang für einen Steuerkreis 62, die Leitung 56 als Eingang für den Steuerkreis 64, die Leitung 58 führt zum Steuerkreis 66 und die Leitung 60 zum Steuerkreis 68.

Weitere Eingangsleitungen führen zu den obenerwähnten Steuerkreisen wie folgt: zum Steuerkreis 62 über die Leitung 70, zum Steuerkreis 64 über die Leitung 72, zum Steuerkreis 66 über die Leitung 74 und zum Steuerkreis 68 über die Leitung 76. Die Leitungen 70,72,74 und 76 sind Ausgangsleitungen einer elektronischen Kommutierschaltung, die in Art eines Verschiebungsregisters 80 ausgeführt ist und näher beschrieben wird. Die Schaltung des Verschiebungsregisters 80 ist so ausgebildet, daß sie der Reihe nach ein kennzeichnendes Potential, z. B. ein verhältnismäßig hohes Potential, an jede der erwähnten Ausgangsleitungen in Abhängigkeit von einer Fortschaltung des Registers unter dem Einfluß von Eingangs impulsen an der Eingangsleitung 82 erzeugt. Ein Impuls, der einer Rückstelleitung 184 (die weiter unten beschrieben ist) zugeführt wird, dient dazu, das Verschiebungsregister 80 sofort in seinen Anfangszustand, d. h. zur Erregung der Leitung 76, zurückzustellen oder zurückzuschalten.

Wenn das Verschiebungsregister 80 derart eingestellt ist, daß der Steuerkreis 62 geöffnet ist, fließen die verzögerten Fernsehsignale durch diesen Steuerkreis einer Sammelleitung 86 zu, die an den Ausgang des Steuerkreises angeschlossen ist. Die besondere Übertragungsart oder der Modus der Bildsignale wird durch die Lage der Verbindung der Verzögerungsleitung 18 mit einer der Ausgangsleitungen in der Matrix 50 bestimmt.

Wie dies schon oben angedeutet wurde, liegt es im Sinne der vorliegenden Erfindung, daß der Modus des Fernsehbildsignals gegenüber'einem Bezugssignal, z. B. den übertragenen Synchronisiersignalen, in Intervallen geändert wird, die kürzer sind als eine vollständige Zeilendauer. Gemäß der Erfindung werden daher dem Verschiebungsregister 80 waagerechte Auslöseimpulse über eine Leitung 82 von der Leitung 28 über den Verbindungspunkt 90 zugeführt. Es sei bemerkt, daß der Ausdruck »Übertragungsmodus« auch eine Umkehr der Bildsignale, eine Verzögerung der Auslöseimpulse usw. einschließt und nicht auf die bloße Verzögerung der Bildsignale beschränkt ist.

ίο Dieser letztere Fall wird in der vorliegenden Erfindung nur beispielsweise beschrieben.

Die vertikalen Auslöseimpulse der Leitung 30 können über eine Leitung 92 als Auslöseimpulse für einen monostabilen Multivibrator 93 benutzt werden, der

J-5 einen Steuerkreis 94 beeinflußt, dessen zweite steuernde Eingangsleitung über eine Leitung 96 mit dem Verbindungspunkt 90 in der obenerwähnten Leitung 28 verbunden ist, welche die waagerechten Ablenkimpulse führt. Während des Auftretens eines Impulses auf der Leitung 98 am Ausgang des Kreises 93 läuft der erste vorkommende horizontale Auslöseimpuls auf der Leitung 96 durch den Steuerkreis 94 und durch eine Verzögerungsleitung 100, so daß an dem Verbindungspunkt 102 ein verzögerter Auslöseimpuls auftritt, der durch eine vorbestimmte Einstellung der Verzögerungsschaltung 100 gleichzeitig oder kurz nach einem waagerechten Auslöseimpuls erscheint, der während der vertikalen Rücklaufzeit auftritt. Ein Sperrschwinger 104, der mit einer vorgegebenen bestimmten Frequenz, z. B. 50 kHz, schwingt, erzeugt einen Schwingungszug, der über eine Leitung 106 der Mischstufe 34 zugeführt wird. Die Verzögerung in der Schaltung 100 wird so eingestellt, daß der Schwingungszug zwischen zwei horizontale Synchronisierimpulse während der vertikalen Rücklaufzeit fällt. Der aus Schwingungen bestehende Impuls auf der Leitung 106 kann, in anderen Worten, zwischen zwei horizontale Synchronisierimpulse eingeschoben werden, die auf die Gruppe der Ausgleichsimpulse folgen, welche auf den mit Einschnitten versehenen vertikalen Synchronisierimpuls folgen.

Fig. 1 a zeigt ein Amplituden-Zeit-Diagramm der einen Seite der Einhüllenden der in üblicher Weise ausgestrahlten Synchronisiersignale, die in der Nähe der vertikalen Synchronisiersignale auftreten. Fig. 1 a soll als Beispiel die Lage eines Schwingungszuges auf der Leitung 106 darstellen, der an der Stelle 108 zwischen den waagerechten Impulsen 110 und 112 eingeschaltet sein kann.

Der Impuls an der Verbindungsstelle 102, welcher den Oszillator 104 auslöst, wird ferner über die Leitung 114 nacheinander den Verzögerungsleitungen 116, 118 und 120 zugeführt. Jede dieser Verzögerungsleitungen kann eine solche Verzögerung erzeugen, daß ein imaginärer Schwingungszug (oder ein tatsächlicher Schwingungszug mit einer von dem Schwingungszug 108 abweichenden Frequenz) zwischen andere horizontale Synchronisierimpulse, die auf den Schwingungszug 108 in Fig. 1 a folgen, eingefügt wird. Es sei bemerkt, daß die Verzögerungsleitungen 114, 116 und 118 diesem Zweck dienen, ohne daß weitere Schwingungserzeuger nach Art des Oszillators 104 vorgesehen zu werden brauchen.

Die Senderanlage nach Fig. 1 enthält ferner Verschlüsselungsschaltungen 130, um in die Übertragung entsprechend Fig. 1 a Schwingungszüge von einer anderen unterscheidbaren Frequenz oder Impulsgruppen 132, 134 und 136 einzufügen. Die Schaltung 130 liefert Gruppen von Impulsen, die zwischen die

horizontalen Synchronisierimpulse während der vertikalen Rücklaufzeit eingefügt werden, wobei auch eine Gedächtnisschaltung vorgesehen sein kann, die während eines ganzen Zeilenzuges die Verschlüsselung aufrechterhält.

Die Signale können zur Übertragung auf die Empfangsseite einer Leitung 138 zugeführt werden, die sie der Mischstufe 34 zuleitet. Außerdem treten auf sechs Leitungen. 140a bis 140/ binäre Signale auf (d. h. zwei verschiedene Potentialzustände in jeder Leitung, die dem ein- bzw. ausgeschalteten Zustand entsprechen), so daß acht mögliche Binärkombinationen entsprechend der bekannten Beziehung 2³=8 gebildet werden können. Die Binärsignale auf den Leitungen 140 a bis 140/ werden einer Verschlüsselungsmatrixschaltung 144 zugeführt, so daß jeweils ein Steuersignal auf einer der acht Ausgangsleitungen 146 bis 153 auftritt. Die Matrix 144 kann in an sich bekannter Weise geschaltet sein. Die Leitungen 146 bis 153 befinden sich innerhalb der gestrichelten Linie 156 der Matrixschaltung. Durch diese Matrixschaltung gehen Leitungen 158, 160, 162 und 164 hindurch. Jede der erwähnten Leitungen kann mit einer oder mehreren der Ausgangsleitungen 146 bis 153 der Matrixschaltung 144 entsprechend den Verbindungspunkten 166 innerhalb der Matrix verbunden sein. Es sollte jedoch nur eine Verbindung von je einer Ausgangsleitung 146 bis 153 zu den Leitungen 158, 160, 162 und 164 führen.

Die Leitung 158 dient als erste Eingangsleitung für den Steuerkreis 168, während die Leitung 160 in ähnlicher Weise mit dem Steuerkreis 170, die Leitung 162 mit dem Steuerkreis 172 und die Leitung 164 mit dem Steuerkreis 174 verbunden ist. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 100 ist über eine Leitung 176 an den zweiten Steuereingang des Steuerkreises 168 angeschlossen. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 116 ist über die Leitung 178 an die zweite Eingangsklemme des Steuerkreises 170 angeschlossen. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 118 ist über eine Leitung 180 mit dem zweiten Eingang des Steuerkreises 172 verbunden, und der Ausgang der Verzögerungsschaltung 120 ist über eine Leitung 182 mit dem zweiten Eingang des Steuerkreises 174 verbunden. Die Ausgänge der Steuerkreise 168, 170, 172 und 174 sind gemeinsam an die Leitung 184 angeschlossen, welche mit dem Rückstelleingang des Verschiebungsregisters 80 in Verbindung steht. Es ist ersichtlich, daß beim Betrieb eine der Leitungen 158, 160, 162 und 164, die von der Matrix 156 kommen, ein Steuerpotential, z. B. eine verhältnismäßig hohe Spannung (während eines Zeilenintervalls infolge der Betätigung der Verschlüsselungsschaltung 130 und der Umwandlungsmatrix 144), führt. Es sei bemerkt, daß durch Verwendung von rückstellbaren Schaltern verschiedene Verschlüsselungszustände von Zeit zu Zeit in der Matrix 144 sowie in der weiteren Matrix 156 in bezug auf die Schwingungszüge 132, 134 und 136, die auf die Empfänger übertragen werden, hergestellt werden können. Der Ausgang der Matrix 156 öffnet, wie oben erwähnt, jeweils nur einen der Steuerkreise 168, 170, 172 oder 174. In der Leitung 184 wird daher ein Verschiebungsregisterrückstellsignal erzeugt, das gegenüber dem Impuls auf der Leitung 106 des Sperrschwingers 104 verzögert sein kann und das auch als Rückstellsteuersignal bezeichnet werden kann. Dieses Rückstellsteuersignal wird in der Mischstufe 34 mit den anderen Signalen gemischt und über die Antenne 40 auf die Empfänger übertragen. Der Zustand bei dieser Betriebsweise ist derartig, daß das Verschiebungsregister 80 durch horizontale Auslöseimpulse weitergeschaltet wird und daher seinen Kreislauf nach einer gegebenen Anzahl von Zeilenabtastungen, z. B. vier Zeilen, vollendet. Der Anfangszeitpunkt des Kreislaufes der Schaltung 80 kann jedoch von Zeilenzug zu Zeilenzug mit Hilfe eines Rückstellimpulses auf der Leitung 184 verschoben werden. Der Impuls auf der Leitung 184 kann dazu benutzt werden, das Verschiebungsregister 80 unmittelbar in seine Anfangsstellung zurückzubringen, unabhängig davon, in welcher Stufe sich die Schaltung 80 gerade befindet, wenn der Impuls auf der Leitung 184 eintrifft. Die Verschlüsselung wird noch weiterhin durch die Tatsache komplizierter gemacht, daß die Matrizen 144 und 156 den Zeitpunkt gegenüber der übertragenen Rückstellsteuerfrequenz bestimmen, die in dem Sperrschwinger 104 erzeugt wird.

Geeignete Empfangsschaltungen sind in Fig. 2 dargestellt. Wie dies im allgemeinen üblich ist, werden die an der Antenne 210 aufgenommenen Signale in einem Verstärker 212 verstärkt, dann in einem Detektor 214 gleichgerichtet und schließlich einer Trennstufe 216 zugeführt, in der die Bildsignale von den Synchronisiersignalen sowie den Verschlüsselungssignalen und den Rückstellsteuersignalen gemäß der Erfindung getrennt werden. Die Bildsignale werden über eine Leitung 218 dem Bildverstärker 220 zugeführt und gelangen in eine Verzögerungsschaltung 222, die der Verzögerungsschaltung 18 der Fig. 1 ähnlich ist. Eine Matrix 224 ist am Ausgang der Verzögerungsschaltung 222 vorgesehen, und die Verbindungen an den Punkten 226 innerhalb der Matrix 224 mit horizontal verlaufenden Ausgangsleitungen 228 bis 231 sind SO' gewählt, daß die sich daraus ergebenden Verzögerungen den ■ im Sender hervorgerufenen Verzögerungen komplementär sind. Bei Systemen der hier beschriebenen Art, bei denen der Modus durch eine Verzögerung der Bildsignale herbeigeführt wird und bei denen die Kamera und die Wiedergabevorrichtungen im Empfänger durch normale waagerechte und vertikale Ablenkimpulse gesteuert werden und die Bildsignale im Sender um verschiedene Beträge verzögert werden, wird eine komplementäre Verzögerung am Empfänger herbeigeführt, so daß alle Verzögerungen zusammengenommen einem normalen Gesamtbetrag für die Zuführung zur Wiedergabevorrichtung des Empfängers entsprechen. Die Leitungen 228 bis 231 dienen als erste Eingangsleitungen für Steuerkreise 234 bis 237, und die Ausgangsleitungen dieser Steuerkreise sind gemeinsam an eine Leitung 238 angeschlossen, die mit der Strahlintensitätssteuerelektrode der Wiedergabevorrichtung 240 des Empfängers verbunden ist. Die zweite Eingangsleitung für die Steuerstufen 234 bis 237 wird durch Ausgangsleitungen 242 bis 245 des Verschiebungsregisters 248 gebildet. Das Verschiebungsregister 248 hat genau die gleiche Wirkungsweise wie das Register 80 der Fig. 1. Fortschaltungsimpulse werden dem Register 248 über eine Leitung 250 zugeführt, die an den Verbindungspunkt 252 angeschlossen und mit dem Ausgang einer Trennstufe für die horizontalen Ablenkimpulse und Impulsgenerator 254 verbunden ist. Der letztere ist an den Ausgang der Synchronisiertrennstufe 216 über eine Leitung 217 angeschlossen. Die vertikalen Ablenkimpulse-stehen auf der Leitung 256, die von der Schaltung 254 her kommt, zur Verfügung, während eine weitere Ausgangsleitung 258 die verschiedenen Steuerfreuqenzen, nämlich die Verschlüsselungsfrequenzen 132, 134 und 136 (Fig. la), sowie die Rückstellsteuerfrequenzen 108 (Fig. 1 a) führt. Die

Trennstufe 260 ist vorgesehen, um die Rückstellsteuerfrequenz von den Verschlüsselungsfrequenzen zu trennen, so daß diese Signale an den Leitungen 262 bzw. 264 auftreten. Die Rückstellsteuerfrequenzgruppen auf der Leitung 262 werden einem Impulsgenerator 266 zur Erzeugung einer geeigneten Rechteckimpulswelle auf der Leitung 268 zugeführt. Dieser Impuls wird direkt einer ersten Steuerstufe 270, ferner über eine Verzögerungsleitung 272 der Steuerstufe 274, über eine Verzögerungsleitung 276 der Steuerstufe 278 und durch die Verzögerungsleitung 280 der Steuerstufe 282 zugeführt. Die Verzögerungsleitungen 272, 276 und 280 bilden ein Gegenstück zu den Verzögerungsleitungen 116,118 bzw. 120 der Fig. 1. Die Ausgänge der Steuerstufen 270, 274 und 282 sind gemeinsam an eine Leitung 284 angeschlossen, die als Rückstellimpulseingang mit dem Verschiebungsregister 248 verbunden ist.

Die Verschlüsselungsfrequenzen auf der Leitung 264 werden einem Verschlüsselungsfrequenzdetektor 290 zugeführt, welcher die Verschlüsselungsfrequenzen 132, 134 und 136 (Fig. 1 a) in verschlüsselte Binärsignale auf den Ausgangsleitungen 292, 293 und 294 umwandelt, die mit den Buchstaben A, B und C bezeichnet sind. Die Signale A, B und C auf den Leitungen292 bis 294 werden über mehradrige Leitungen 296 dem Eingang einer Entschlüsselungsmatrix 144' zugeführt, die der Schaltung 144 der Fig. 1 entspricht. Die acht Ausgangsleitungen der Schaltung 144' werden einer Matrixschaltung 156' zugeführt, die ebenso ausgebildet ist wie die Matrix 156 der Fig. 1. In ähnlicher Weise wie in der Anordnung der Senderschaltung nach Fig. 1 werden die Steuerstufen 270, 274, 278 und 282 durch die horizontal verlaufenden Ausgangsleitungen der Matrix 156' beeinflußt.

Die Matrizen 224, 144' und 156' in der Schaltung nach Fig. 2 können mit Hilfe von auswechselbaren, die Verschlüsselung tragenden Schaltkarten umgeschaltet werden.

Die Bildwiedergabevorrichtung 240 der Fig. 2 wird 4< > durch die üblichen horizontalen Kippschwingungen des Oszillators 302 und die vertikalen Kippschwingungen des Oszillators 304 gesteuert, wobei diese Oszillatoren die Ablenkimpulse von dem Synchronisierimpulstrenngerät 254 erhalten.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nun klar, daß beim Betrieb der Modus des Fernsehbildes gegenüber einem gegebenen Bezugswert, z. B. der normalen Synchronisiersignalfolge, die auf den Empfänger übertragen wird, häufiger wechselt als der Zeilenzug. In dem besonderen, hier dargestellten Ausführungsbeispiel schaltet jeder waagerechte Zeilenimpuls die Register 80 und 248 weiter, so daß der Modus mit jeder Bildzeile geändert wird. Es ist klar, daß Teilerschaltungen in dem Eingang des Registers 80 derart vorgesehen sein können, daß der Modus nur nach jeder vierten Zeile, nach jeder fünften Zeile usw. geändert wird. Außerdem dient die übrige Schaltung einschließlich der Matrizen 144, 144' und 156 und 156' dazu, den Beginn oder die Rückstellzeit der Register von Zeilenzug zu Zeilenzug zu ändern. Die große Anzahl von möglichen Verschlüsselungsarten, die in die Schaltung dadurch eingeführt werden können, daß die Verbindungspunkte in den verschiedenen Matrizen 50, 144, 156 am Sender und in den entsprechenden Matrizen 224, 144' und 156' am Empfänger geändert werden können, ist ohne weiteres ersichtlich.

Um ein spezielles Beispiel der Arbeitsweise näher zu beschreiben, sei angenommen, daß alle horizontalen Auslöseimpulse über die Leitung 82 als Fortschalteimpulse dem Verschieberegister 80 zugeführt werden, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Wie oben erläutert, wird durch einen vertikalen Auslöseimpuls auf der Leitung 30 der monostabile Multivibrator 93 veranlaßt, die Steuerstufe 94 so lange zu öffnen, bis einer der horizontalen Auslöseimpulse auf der Leitung 96 die Steuerstufe 94 durchlaufen kann. Dies ist einer der horizontalen Impulse, die unmittelbar auf die Gruppe der Ausgleichsimpulse folgen und der seinerseits von dem mit Einschnitten versehenen vertikalen Synchronisierimpuls (s. Fig. 1 a) gefolgt wird. Nach einer Verzögerung, die im Bedarfsfall in der Schaltung 100 erzeugt wird, wird der Oszillator 104 in Betrieb gesetzt und erzeugt einen Schwingungszug, der zwischen zwei horizontale Synchronisierimpulse, wie aus Fig. 1 a bei 108 hervorgeht, fällt. Die Gruppe der Verschlüsselungsfrequenzen 132, 134, 136 oder die während des vorhergehenden Vertikalintervalls übertragenen Impulse zur Steuerung der Matrix 144' am Empfänger oder Impulse, die in ähnlicher Weise die Matrix 144 am Sender steuern, geben an, ob der verzögerte Impuls an dem Verbindungspunkt 102 durch den Steuerkreis 168, 170, 172 und 174 hindurchgelassen wird. Wie oben erläutert, hat dies zur Folge, daß ein Rückstell- oder Auslöseimpuls über die Leitung 184 dem Verschiebungsregister 80 am Sender zugeführt wird, und zwar im Zeitpunkt des Schwingungszuges 108 oder im Zeitpunkt eines imaginären Schwingungszuges, der zwischen aufeinanderfolgende horizontale Auslöseimpulse nach Fig. 1 a fällt. Zu welcher Zeit auch immer der Rückstellimpuls auf der Leitung 184 eintrifft, er kommt auf der Leitung 184 kurz nach einem horizontalen Auslöseimpuls auf der Leitung 82 an, wodurch er tatsächlich vor dem nächsten Fortschalteimpuls auf der Leitung 82 zu liegen kommt. Der Impuls auf der Leitung 184 hat die Wirkung, das Register in die Ausgangsstellung zurückzuführen, unabhängig davon, auf welcher Stufe sich das Register befindet, wenn der Impuls auf der Leitung 184 am Register eintrifft. Von hier an schaltet das Verschiebungsregister von Zeile zu Zeile weiter für die Dauer der vertikalen Periode oder einer Periode, während der die Verschlüsselungssituation der Schaltung 130 sich ändert.

Bei dem Empfänger nach Fig. 2 werden durch die Gleichrichtung der Steuerfrequenzgruppen 108 die Steuerstufen 270, 274, 278 und 282 in ähnlicher Weise gesteuert, wie dies am Sender der Fig. 1 mit den Steuerstufen 168,170,172 und 174 geschieht. Es sollte nun klar sein, daß, wenn die Verschlüsselungssignale nicht richtig aufgenommen und dem Eingang der Steuerstufe 270 sowie den anderen Steuerstufen zugeführt worden sind, der zyklische Vorgang bei der Weiterschaltung des Registers 248 nicht unterbrochen wird und nicht in Synchronismus mit der Unterbrechung beim Wiederanlauf des Registers 80 am Sender in Betrieb genommen, wird. Das Register 248 wird daher am Empfänger außer Tritt mit dem Register des Senders geraten und wird außer Tritt bleiben, so daß das Bild auf dem Bildschirm der Wiedergabevorrichtung 240 vollständig unkenntlich wird.

Ein Beispiel für eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Sendeanlage und Fig. 4 die dazugehörigen Empfangsgeräte. Die Bildsignale der Kamera 310 werden in einem Verstärker 312 verstärkt und einer Modusschaltung¹ zugeführt, die die Form einer Verzögerungsleitung 314 mit Anzapfungspunkten 316, 317 und 318 hat, genau wie bei der Ausfüh-

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rung nach Fig. 1. Im vorliegenden Fall jedoch sind die Leitungen 320, 321 und 322 mit den Leitungen 316, 317 und 318 verbunden. Die Leitungen 316 bis 318 dienen als erste Eingänge für die Steuerstufen 324, 325 bzw. 326. Weitere Gruppen von Steuerstufen 327, 328 und 329 sowie 330, 331 und 332 liegen parallel zu den erstgenannten Steuerstufen. Die Ausgänge der Steuerstufen 324 bis 326 führen zu einer ersten Matrix 334, die der Matrix 50 der Fig. 1 ähnlich ist. Die zweiten Steuerstufen 327 bis 329 führen zu einer ahnliehen Matrix 336 und die Steuerstufen 330 bis 332 zu einer weiteren, ähnlichen Matrix 338. Wie dies durch die Verbindungspunkte in den Matrizen 334, 336, 338 angedeutet ist, soll in jeder der angegebenen Matrizen eine andere Verschlüsselungsverbindungsanordnung benutzt werden.

Horizontal verlaufende Ausgangsleitungen 340,341, 342 und 343 gehen durch alle drei Matrizen 334, 336 und 338 hindurch, und diese Leitungen dienen andererseits als Eingangsleitungen für die Steuerstufen 344 bis 347. Die Ausgänge der Steuerstufen 344 und 347 sind gemeinsam an die Leitung 348 angeschlossen, weiche zu nicht dargestellten Mischstufen ähnlich der Mischstufe 34 in Fig. 1 führt.

Die zweiten Eingangsleitungen der Steuerstufen 344 bis 347 werden von den Ausgangsleitungen eines Verschiebungsregisters 350 gebildet, das ähnlich wie das Verschiebungsregister 80 der Fig. 1 ausgebildet ist. Die Fortschalte- und Rückstelleingänge des Verschiebungsregisters 350 können ebenso wie in Fig. 1 ausgebildet sein. Ein wichtiger Punkt bezüglich des Verschiebungsregisters 350 und der Steuerstufen 344 bis 347 der vorliegenden Erfindung ist, daß die Fortschaltung von einer Übertragungsart auf die andere des Fernsehbildes von Zeile zu Zeile oder nach einigen Zeilen erfolgen kann.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist, wird vorgeschlagen, daß zu einer gegebenen Zeit und für die Dauer von beispielsweise einem Zeilenzug nur eine Steuerstufe von der Gruppe von Steuerstufen 324 bis 326, 327 bis 329 oder 330 bis 332 zum Durchlaß von Signalen von der Schaltung 314 zur damit verbundenen Matrix 334, 336 oder 338 geöffnet wird, welche einen möglichen Übertragungsmodus des Fernsehbildes bilden. Um die eben erwähnte Gruppe von Steuerstufen zu steuern, ist eine Schaltung 352 zur Erzeugung von Verschlüsselungssignalen vorgesehen, welche zu einem willkürlichen oder einem vorbestimmten Zeitpunkt Binärsignale auf sechs Leitungen erzeugt, die den sechs Leitungen 354 der Fig. 3 entsprechen. Die Signale in der Gruppe 354 von Leitungen werden einer Umwandlungsmatrix 356 zugeführt, auf deren drei Ausgangsleitungen 358, 359 und 360 Signale entstehen, wobei sich jeweils nur eine dieser Leitungen auf einem kennzeichnenden Arbeitspotential, z. B. einem verhältnismäßig hohen Potential, befindet. Die Leitung 358 ist als erste Eingangsleitung gemeinsam mit den Steuerstufen 324 bis 326 verbunden. Die Leitung 359 ist gemeinsam mit den Eingangen der Steuerstufen 327 bis 329 verbunden. Die Leitung 360 ist gemeinsam mit den Eingängen der Steuerstufen 330 bis 332 verbunden. Aus der Bedingung, daß nur eine Leitung 358 bis 360 sich auf genügend hohem Potential befinden darf, um die Gruppe der mit ihr verbundenen Steuerstufen zu öffnen, geht hervor, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt nur eine der Matrizen 334, 336 oder 338 arbeiten kann und daher den Durchtritt der den Übertragungsmodus bestimmenden Signale zur Leitung 348 gestattet. Es ist ferner ersichtlich, daß durch einen Wechsel des Zustandes der Signale auf der Leitung der Gruppe 354 von Zeilenzug zu Zeilenzug oder in einer anderen vorbestimmten Zeitfolge die gerade in Betrieb befindliche Matrize 334, 336 oder 338 gewechselt wird. Anders ausgedrückt heißt dies, daß die Matrizenkreise umgeschaltet werden.

Die Umwandlungsmatrix 356 kann z. B. in der Weise ausgebildet sein, daß sie nach dem Spannungsteilerprinzip mit gekoppelten Widerständen arbeitet. Eine Schaltung, die für diesen Zweck geeignet ist, wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben.

Fig. 4 zeigt ein Gerät zum Empfang von Signalen, die in einer Anlage nach Fig. 3 erzeugt worden sind. Die Bildsignale werden von einer Schaltung 370 aufgenommen, in einem Verstärker 372 verstärkt und einer Verzögerungsleitung 374 ganz ähnlich wie in Fig. 2 zugeführt. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 374 wird parallel den Gruppen von Steuerstufen zugeführt, die ähnlich wie die Gruppen der Steuerstufen 324 bis 326, 327 bis 329 und 330 bis 332 ausgebildet sind und in Fig. 4 durch die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Index, z.B. 324', bezeichnet sind. Diese Steuerstufen sind mit Matrizenschaltungen ähnlich wie in Fig. 3 verbunden, und zwar mit den Matrizen 334', 336' und 338'. Das entsprechende Verschiebungsregister 350' ist mit seinen Ausgangsleitungen an die Steuerstufen 344' bis 347' angeschlossen, wobei die Bildsignale von einer Leitung 348' gesammelt und der Bildwiedergabevorrichtung 376 zugeführt werden. Es ist klar, daß die Matrizen 334', 336' und 338' so verbunden sind, daß sie komplementäre Verzögerungen hervorrufen, um unabhängig vom Übertragungsmodus stets ein unverzerrtes Bild auf dem Schirm der Bildwiedergabevorrichtung 376 zu erzeugen. Wenn z. B. die linke vertikale Eingangsleitung zur Matrix 334 in Fig. 3 mit dem Eingang der Steuerstufe 344 verbunden ist, so daß die Mindestverzögerung durch die Steuerstufe 344 hervorgerufen wird, dann wird in Fig. 4 die Verbindung von der Steuerstufe 344' zur rechten vertikalen Eingangsleitung der Matrix 334' hergestellt, um eine maximale Verzögerung zu erzielen, wobei die Gesamt verzögerung somit gleich der Normalverzögerung ist, welche den linken. Rand des Bildes auf dem Schirm der Wiedergabevorrichtung 376 definiert.

Der Empfänger nach Fig. 4 enthält einen Detektorkreis 370 für die Schlüsselsignale, der ähnlich wie die Schaltung 290 der Fig. 2 ausgebildet sein kann. Diese Schaltung dient als Detektor für die kennzeichnenden Verschlüsselungssignale 132,134 und 136 der Fig. 1 a, d. h. um festzustellen, ob die Signale ein- oder ausgeschaltet sind, so daß entsprechend binär verschlüsselte Signale auf den Leitungen 380 erzeugt werden. Die Signale auf den Leitungen 380 werden einer Matrixschaltung 356' zugeführt, die der Matrix 356 der Fig. 3 entspricht. Es ist nun ersichtlich, daß der Empfänger dem Sender bei der Umschaltung der Matrizen 334', 336' und 338' entsprechend folgt und die Verschlüsselung des Fernsehbildes wieder aufhebt.

Die Schaltverbindungen der Matrizen 334', 336' und 338' können mit Hilfe von auswechselbaren Schaltkarten ausgeführt werden.

Es ist ersichtlich, daß die Merkmale der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 sowie nach Fig. 3 und 4 kombiniert werden können. Die Umschaltung zwischen den Matrizen in Fig. 3 und 4 kann auch bei einem System vorgenommen werden, welches Verschlüsselungssignale benutzt, um die Registerrück-

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Stellzeiten, festzulegen, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist.

Das Prinzip der Umwandlungsmatrix 144 in Fig. 1 sowie der Matrix 144' in Fig. 2, der Matrix 356 in Fig. 3 und der Matrix 356' in Fig. 4 kann aus Fig. 5 sowie aus Fig. 5 a entnommen werden. In Fig. 5 sind horizontal verlaufende Leitungen von oben nach unten mit den Buchstaben A-I, A-O; B-I, B-O; C-I, C-O bezeichnet, wobei diese Leitungen die »1«- und »O«-Ausgänge von Flip-Flop-Schaltungen A, B und C (nicht xo dargestellt) sein können. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Leitung A-I ein verhältnißmäßig hohes Potential führt, die Leitung A-O das entsprechende verhältnismäßig niedrige Potential aufweist. Das gleiche gilt für die Leitungen B und C. Fig. 5 a zeigt einen binären Plan, bei dem die senkrechten Spalten mit A, B und C bezeichnet sind, während die waagerechten Reihen die Kombinationen dieser Leitungen darstellen, die sich entweder in dem »1«-Zustand oder »O«-Zustand befinden. Gemäß der Formel 2³ = 8 bestehen acht mögliche Kombinationen, die mit dem Ziffern (1) bis (8) bezeichnet sind. In Fig. 5 sind die vertikal verlaufenden Leitungen mit (1) bis (8) von rechts nach links bezeichnet, und in der so gebildeten Matrix sind Verbindungen an bestimmten Stellen zwischen den horizontalen und den vertikalen Leitungen angeordnet. Diese Verbindungen werden durch Widerstände R gebildet. Die Arbeitsweise kann dadurch erläutert werden, daß man annimmt, daß zu einer gegebenen Zeit die Potentiale auf den Eingangsleitungen A-I, A-O usw. der Gruppe (2) der Fig. 5 a entsprechen; d. h., die Leitungen A-O, B-I und C-I befinden sich auf hohem Potential. Wenn die Widerstandsverbindung zwischen der Leitung A-O und der Leitung (2), ferner zwischen B-I und der Leitung (2) sowie zwischen der Leitung C-I und der Leitung (2) besteht, werden alle Spannungen, die den horizontalen Eingängen der Verbindungswiderstände R zugeführt werden, sich auf dem höchstmöglichen Potential befinden, so daß die Leitung (2) dieses Potential annehmen wird. In Fig. 5 ist die Widerstandsverbindung der übrigen vertikalen Leitungen mit den horizontalen Leitungen gemäß den anderen Gruppen der Fig. 5 a dargestellt. Wenn irgendeine andere vertikale Leitung nun als Beispiel zur Erläuterung benutzt wird, wobei die Potentiale auf den Leitungen A, B und C den oben angegebenen entsprechen, dann läßt sich feststellen, daß die horizontale Leitungsverbindung von mindestens einem der Verbindungswiderstände sich auf entgegengesetztem oder verhältnismäßig niedrigem Potential befindet. Dies ergibt eine Spannungsteilung an den drei betroffenen Verbindungswiderständen R, so daß jede der anderen vertikal verlaufenden Leitungen sich auf einem Potential befindet, das mindestens eine Stufe unter dem höchstmöglichen Potential liegt. Solange daher die Steuerstufen, welche mit den vertikalen Leitungen verbunden sind, so eingestellt sind, daß sie geschlossen bleiben, bis der höchstmögliche Spannungspegel erreicht ist, wird in diesem Fall nur die eine Steuerstufe, die mit der vertikalen Leitung (2) verbunden ist, geöffnet werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung von Fernsehsignalen, gekennzeichnet durch Einrichtungen (18 bzw. 222) zur Änderung der Übertragungsart der Fernsehsignale, durch Kommutierungseinrichtungen (80, 62 usw. bzw. 248, 234 usw.), die eine Anzahl von Betriebszuständen haben und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls benutzt wird, durch Einrichtungen (104 bzw. 260) zur Erzeugung eines Kommutierungsbezugssignals, durch Einrichtungen (130 bzw. 290) zur Ableitung eines Codesignals und durch Einrichtungen (144, 156 usw. bzw. 144', 156' usw.), die auf die Codesignale und die Kommutierungsbezugssignale ansprechen und ein Kommutierungssteuersignal erzeugen, welches eine veränderliche Zeitverzögerung zwischen den Kommutierungsbezugssignalen und den Kommutierungssteuersignalen erzeugt.

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

3. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender (38) zur Übertragung von verschiedenen Über tr agungs arten der Fernsehsignale während verschiedener Zeitintervalle und zur Übertragung der Kommutierungsbezugssignale und der Codesignale vorgesehen ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (130) zur Ableitung eines Codesignals einen Generator für eine codierte komplexe Signalkombination enthält.

5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfänger (212, 214, 216) zur Aufnahme der Fernsehsignale vorgesehen ist, die mit verschiedenen Übertragungsarten während verschiedener Zeitintervalle übertragen werden, sowie zur Aufnahme des Kommutierungsbezugssignals und des Codesignals und daß die Einrichtung (260) zur Erzeugung eines Kommutierungsbezugssignals eine Trennschaltung enthält, daß die Einrichtung (290) zur Ableitung eines Codesignals einen Detektorkreis enthält und daß die Kommutierungsmittel (248, 234 usw.) durch die Steuersignale synchronisiert sind und dazu dienen, die Bildsignale in den Zustand zurückzuverwandeln, den sie vor der Umwandlung der Übertragungsart im Sender hatten.

6. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (130 bzw. 290) zur Ableitung eines Codesignals Kombinationen von Binärsignalen auf einer Anzahl von Leitungen (140 a, 140 & usw. bzw. 293) bilden und daß die Einrichtungen (144, 156 usw. bzw. 144', 156' usw.) zur Erzeugung eines Kommutierungssteuersignals Hilfsmittel (144 bzw. 144') zur Umwandlung der Binärsignale in ein Signal auf einer von einer Anzahl Ausgangsleitungen (156 bzw. 156') sowie eine Anzahl von Torschaltungen (168, 170 usw. bzw. 270, 274 usw.) enthalten, wobei jede Torschaltung eine Eingangsleitung hat, die mit ein oder mehreren Ausgangsleitungen verbunden ist und auf das Kommutierungs signal anspricht.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel (144, 156 usw. bzw. 144', 156' usw.) zur Erzeugung der Kommutierungssteuersignale eine Anzahl Verzögerungsschaltungen (116,118 usw. bzw. 266, 272 usw.) enthalten, durch wenigstens eine von denen das Kommutierungsbezugssignal den Torschaltungen zugeführt wird, wobei eine der Torschaltungen durch eines der umgewandelten Binärsignale geöffnet wird und ein Bezugssignal von vorbestimmter Verzögerung zu der Kommutierungseinrichtung (80, 62 usw. bzw. 248, 234 usw.) durchläßt, das als Kommutierungssteuersignal dient.

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8. Gerät zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung von Fernsehsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (314 bzw. 374) zur Umwandlung der Fernsehsignale in eine Anzahl verschiedener Übertragungsarten vorgesehen sind, daß ferner Kommutierungseinrichtungen (350, 344 usw. bzw. 350', 344' usw.) eine Anzahl von Betriebszuständen annehmen können und periodisch eine entsprechende Übertragungsart auswählen, die während des jeweils folgenden Zeitintervalls verwendet wird, daß ferner Mittel zur Erzeugung eines Kommutierungssteuersignals sowie Mittel (352 bzw. 370) zur Ableitung eines Codesignals vorgesehen sind, daß durch veränderbare Matrixeinrichtungen (334, 336, 338 bzw. 334', 336', 338') bestimmt wird, welche Übertragungsart einem gegebenen Betriebszustand der Kommutierungsmittel entspricht, daß ferner eine Anzahl von Schaltungen (324, 325 usw. bzw. 324', 325' usw.) Gruppen

von parallelen Leitungen für jede Übertragungsart des Fernsehsignals zwischen den Einrichtungen zur Änderung der Übertragungsart und den Matrixeinrichtungen bilden und daß Einrichtungen (356 bzw. 356') auf die Mittel zur Ableitung eines Codesignals ansprechen und festlegen, welche Gruppe der Leitungen sich in Betrieb befindet.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen (324, 325 usw. bzw. 324', 325' usw.), welche Gruppen von parallelen Leitungen bilden, als Torschaltungen ausgebildet sind, wobei jede Gruppe gemäß der Codierung des Codesignals zu verschiedenen Zeiten geöffnet wird und die modifizierten Fernsehsignale jeweils einem verschiedenen Teil (334, 336 oder 338 bzw. 334', 336', 338') der Matrixeinrichtungen zuführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 082 671.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen