DE1169494B - Faksimile-UEbertragungssystem mit zeilenweiser Abtastung des zu uebertragenden Bildfeldes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 04 η

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al-32/04

W 23837 VIII a/21 al

2. August 1958

6. Mai 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Faksimile-Übertragungssystem mit zeilenweiser Abtastung des zu übertragenden Bildfeldes, bei dem Begrenzerstufen für die zu übertragenden elektrischen Signale vorgesehen sind, in denen die Signale auf zwei den Werten Schwarz und Weiß entsprechende Amplitudengrößen gebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem solchen System eine wesentliche Verringerung der Frequenzbandbreite bei der Übertragung der Bildsignale im Vergleich mit der bisher erforderlichen Bandbreite zur Übertragung der Signale zu erzielen, wie sie mit den bisher üblichen und bekannten Verfahren und Apparaten erzielt werden konnte.

Als Ausgangspunkt für die Erfindung dient der Gesichtspunkt, daß eine wirtschaftliche Übertragung von elektrischen Signalen am besten dann erreicht wird, wenn die Kanalbreite, die Übertragungsgeschwindigkeit und die für eine gerade ausreichende Wiedergabe an der Empfangsstation notwendige Auflösung in genauer Übereinstimmung mit dem Charakter der durchzuführenden Übertragung und der Natur des zu übertragenden Materials ausgewählt werden. Daher werden bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem die üblichen Lösungswege für die Verwirklichung einer Faksimile-Übertragung, die normalerweise nur eine Modifikation bekannter Faksimile- und Fernsehübertragungsverfahren darstellten, die mit den Normen der der Unterhaltung dienenden Darbietung im Einklang gebracht waren, aufgegeben, und es wird auf ein neues Verfahren übergegangen, das für den Teilnehmerdienst besser geeignet ist.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, die Übertragung von Faksimilesignalen von unbeweglichen zu übertragenden Bildern oder Vorlagen mit hoher Geschwindigkeit über Kanäle mit schmalem Frequenzband zu ermöglichen, und zwar mit einer Auflösung, die der eines Breitbandsignals vergleichbar ist. Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß ein annehmbarer Ersatz für eine vollkommene Faksimile-Aufzeichnung geschaffen wird, bei dem die üblichen Folgen einer Signalverzerrung bei einer mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Schmalbandübertragung möglichst klein gehalten werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Verminderung der zu übertragenden Bandbreite Stromkreise vorgesehen sind, in denen die Signale, deren Dauer kleiner als ein vorgesehener Minimalwert ist, in ihrer Dauer auf diesen Minimalwert vergrößert werden, während solche Signale, deren Dauer größer als der vorgesehene Minimalwert Faksimile-Übertragungssystem mit zeilenweiser
Abtastung des zu übertragenden Bildfeldes

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated,

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

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:

John Raymond Hefele, Yonkers, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 12. August 1957 (677 583)

ist, unverändert übertragen werden. Eine zu übertragende Nachricht oder eine zu übertragende Vorlage wird zuerst durch ein Abtastverfahren mit hoher Auflösung in entsprechende elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden dann in zwei Richtungen verändert. Zunächst werden sie in der Amplitude auf einen vorbestimmten Wert begrenzt, so daß sie aussehen, als wären sie von einer Schwarz-Weiß-Kopie abgeleitet, unabhängig von den Zwischenwerten der tatsächlichen Kopie. Sodann wird jeder Impuls, der eine dünne schwarze Linie in der Kopie darstellt, deren Breite unterhalb eines vorbestimmten Minimums liegt, das durch die Bandbreite des ausgewählten Übertragungskanals bestimmt ist, in einen Impuls umgewandelt, dessen Breite gleich oder größer als dieses vorbestimmte Minimum ist. Diese so umgewandelten Signale enthalten immer noch die wesentlichsten Merkmale der ursprünglichen Signale, sind jedoch in eine Form umgewandelt, die in mancher Hinsicht dem Original subjektiv überlegen ist und außerdem besonders den Auflösungsforderungen des Teilnehmers und an die Durchlaßbandbreite des Übertragungskanals angepaßt ist. Keine dieser beiden Änderungen vermindert die Lesbarkeit der Kopie, sondern erhöht sogar manchmal noch ihre Lesbarkeit. Für mit Schreibmaschine geschriebenes oder gedrucktes Material

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entnimmt der Beschauer vernünftigerweise nur, daß starke Typen für den Druck der Originalunterlage verwendet wurden, während es bei handgeschriebenem Material, insbesondere bei Unterschriften so aussieht, als ob der Schreiber eine Feder mit breiter Spitze verwendet hätte. Das mit Schreibmaschine geschriebene Material ist vollkommen lesbar, und die ursprünglichen Eigenschaften der Unterschrift werden getreulich wiedergegeben.

Empfangsseitig stehen die abgewandelten Signale unmittelbar zur Erzeugung einer Faksimile-Aufzeichnung des Originals zur Verfugung, ohne daß sich dabei die Notwendigkeit einer Rückumwandlung in ihre ursprüngliche Form ergibt. Dies stellt natürlich einen großen Vorteil dar, da dadurch der Aufwand an empfangsseitiger Ausrüstung wesentlich herabgesetzt wird, der bei den meisten Codeübertragungssystemen notwendigerweise genauso teuer ist wie eine Endausrüstung an der Sendeseite.

In seiner einfachsten Form wird die oben beschriebene Umwandlung und Umsetzung einer Vorlage zur Übertragung über einen in seiner Bandbreite eingeengten Kanal dadurch erreicht, daß das Original mit einem wirksamen Abtastpunkt abgetastet wird, dessen Abmessung in der X-Richtung, d. h. in der Abtastrichtung, kleiner als die kleinste Einzelheit des Bildfeldes ist. Die Amplitude des durch den Abtaster abgeleiteten Signals stellt in zufriedenstellender Weise den Helligkeitsunterschied der Vorlage dar. Es wurde beobachtet, daß die Breite der Linien in den meisten Unterschriften und in mit Schreibmaschine geschriebenem Material auf üblichen Kontokarten ungefähr 0,13 mm beträgt. Für eine richtige Wiedergabe solcher Linien wird ein Abtastpunkt verwendet, der klein genug ist, so daß der Abtaster in der Lage ist, eine Auflösung von achtzig oder mehr Zeilen pro Zentimeter zu erzielen. Dies ist vollkommen ausreichend. Unterschriften und Kontokarten lassen sich zufriedenstellend über ein System nch vollkommen lesen, das eine Auflösung von etwa dreißig Zeilen je Zentimeter hat. Daher kann der Abtastpunkt in der Γ-Richtung verlängert werden, so daß weniger Abtastzeilen verwendet werden müssen, um ein gegebenes Bildfeld zu überdecken und so lange, wie die Punktabmessungen in der Abtastrichtung klein genug oder kleiner sind als die lineare Abmessung der kleinsten solchen Einzelheit in dieser Richtung, kann auf der Empfangsseite eine Aufzeichnung mit einem ■ vergrößerten Abtastpunkt hergestellt werden und ist für den in Betracht gezogenen Verwendungszweck vollkommen geeignet.

Eine Einbuße an Spitzenamplitude und der damit verbundene hohe Grad an Verschlechterung des Signals, der sich normalerweise bei der Übertragung solcher Signale über einen Kanal mit begrenzter Bandbreite ergibt, wird dadurch verhindert, daß die analogen Signale mit hoher Auflösung einer Signalverformungseinheit zugeführt werden, die eine Signalbegrenzerstufe und eine nichtlineare Impulsdehnerschaltung aufweist. Die Begrenzerstufe kann bequemerweise in Form einer Abschneidstufe mit zwei Werten aufgebaut sein, um die angeleiteten elektrischen Signale auf einen von zwei Werten zu begrenzen, die beispielsweise vollkommen schwarze oder mit Tinte ausgefüllte Teile und die weißen Teile als Untergrundmaterial darstellen. Eine Einrichtung zum Übertragen von Faksimile-Abtastsignalen, in der die Signale auf einen von zwei die Werte Schwarz und Weiß darstellenden Amplitudenwerten gebracht werden, ist aus der USA.-Patentschrift 2 796 461 bekannt. Für eine Übertragung sind binäre Bildsignale, die nur aus zwei Amplitudenwerten bestehen, außer-5 ordentlich geeignet, um Elektronenstrahlanzeigevorrichtungen, wie z. B. Kathodenstrahlröhren, unmittelbar zu steuern, die dann als Überwachungseinrichtungen an der Sendestation oder als Betrachtungseinrichtungen an der Empfangsstation verweno det werden können. Weist die ursprüngliche Vorlage bereits nur die Helligkeitswerte Schwarz und Weiß auf, dann unterstützt die Begrenzerstufe wesentlich die Verbesserung des Signal- zu Rauschverhältnisses der abgeleiteten Signale.

Während das Abtasten der zu übertragenden Kopie mit einem Abtastpunkt hoher Auflösung die feinsten Linien in der Kopie getreulich wiedergibt, ergibt eine Übertragung der diesen feinen Linien entsprechenden zweiwertigen elektrischen Signale über ein Übertragungssystem, das eine begrenzte Übertragungsbandbreite aufweist, eine wesentliche Einbuße an Spitzenamplitude der schmalbandigen Signalimpulse. Diese Verluste können so groß sein, daß diese Impulse überhaupt verlorengehen. Da jedoch festgestellt wurde, daß die absolute Breite der Linien, die die feinsten Teile der mit Maschine geschriebenen Buchstaben oder die Striche handgeschriebener Notizen nicht genau erhalten bleiben müssen, solange die räumliche Darstellung und die Form der Buchstaben oder Striche erhalten bleiben, werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung diese dünnen Linien verstärkt oder verbreitert, bevor sie übertragen werden, so daß ihre Spitzenamplituden erhalten bleiben. Demgemäß werden die Impulse, die aus der Signalbegrenzerstufe herauskommen, gemäß einem Programm gedehnt, bei dem die Impulse, die kürzer als der für die Übertragung erforderliche Minimalwert sind, auf die Dauer dieses Minimalwertes gedehnt werden, während alle längeren Impulse unverändert bleiben. In dieser Form nichtlinearer Dehnung wird die Verträglichkeit zwischen der für die Auflösbarkeit feiner Einzelheiten in der sendeseitigen Stationsabtastung und den etwas großzügigeren Anforderungen eines Betrachters aufrechterhalten.

Die Erfindung wird besser verständlich aus der folgenden Einzelbeschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Gesamtblockschaltbild, das die Beziehung der einzelnen Schaltstufen untereinander zeigt, um die allgemeinen Merkmale der Erfindung zu erläutern,

Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Eingangs-Ausgangs-Kennlinie der nichtlinearen Impulsdehnerschaltung, die gemäß der Erfindung benutzt wird,

F i g. 3 eine Gruppe von einigen Diagrammen, die zur Erläuterung der nichtlinearen Impulsdehnung nützlich sind,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer einfachen Schaltungsanordnung zur Signalverformung,

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild einer für mehrere Zwecke geeigneten elektronischen Schales tung, die sowohl als Zweiwertbegrenzerschaltung und als nichtlineare Impulsdehnerstufe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung arbeitet, und

F i g. 6 eine Gruppe von verschiedenen Diagrammen, die zur Erläuterung der elektronischen Schaltung nach F i g. 5 von Nutzen sind.

In F i g. 1 ist in Blockform ein Abtaster mit hoher Auflösung 10 dargestellt. Diese Abtastvorrichtung enthält Apparaturen, um eine optische Abbildung eines Bildfeldes in ein komplexes elektrisches Bildsignal als Funktion der Zeit umzuwandeln. Einrichtungen dieser Art sind aus der Faksimile- und Fernsehtechnik allgemein bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden. Es soll genügen, daß eine solche Apparatur voll elektronisch oder elektromechanisch arbeiten soll. Für eine Abbildung, die beispielsweise eine Fläche von 12,7 · 3,18 cm einnimmt, wird eine Abtastung mit zwanzig Zeilen pro Sekunde für insgesamt hundert Zeilen je Bild durchgeführt und ergibt eine vollständige Abtastung des Bildes in ungefähr 5 Sekunden mit einer horizontalen Auflösung von 300 Punkten. Ist die horizontale Auflösung empfangsseitig gleich der vertikalen Auflösung, d. h. dreihundert Zeilen, dann entspricht die horizontale Auflösung ziemlich genau einer üblichen guten Fernsehqualität.

Die von dem Abtaster 10 abgeleiteten analogen Signale werden dadurch zu Impulsen umgewandelt, daß sie durch eine Begrenzerstufe 11 hindurchgeleitet werden, die in einer Signalformstufe 12 enthalten ist. Die sich ergebenden Impulse, die für den Hintergrund einen Wert und für die mit Tinte oder mit Farbe bedeckten Linien einen anderen Wert annehmen, werden anschließend in ihrer Dauer durch eine Impulsdehnerstufe 13 gemäß einem nichtlinearen Dehnungsprogramm geändert, bei dem die Dauer derjenigen Impulse, die die feinen Linien in der betrachteten Vorlage darstellen, auf einen Minimalwert erhöht werden, so daß die Spitzenamplitude der Impulse in zufriedenstellender Weise durch den Übertragungskanal aufgenommen werden kann. Diese Signale werden dann in einer sendeseitigen Endausrüstung 14, welche die notwendigen Modulatoren und Übertrager zum Koppeln der Signale auf einen Programmübertragungskanal 15 enthält, in eine für die Übertragung geeignete Form gebracht. Der Programmkanal kann beispielsweise eine nominelle Bandbreite von 3 kHz für das hier betrachtete System haben.

Die Endausrüstung 16 auf der Empfangsseite enthält die notwendigen Übertrager und Demodulatorstufen, um die aufgenommenen Signale für ihre Verwendung brauchbar zu machen. Rauschanteile können beispielsweise, wenn gewünscht, dadurch entfernt werden, daß die demodulierten Impulse zur Korrektur einer üblichen nicht gezeigten Begrenzerschaltung zugeführt werden, bevor die Signale an eine Anzeigevorrichtung gelangen. In diesem Fall brauchen die aufgenommenen Impulse nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurück umgewandelt zu werden. Die aufgenommenen Impulse können unmittelbar an die Vorrichtung 17 angelegt werden, wo sie in ein sichtbares Abbild der Vorlage auf einem Speichermedium umgewandelt werden. Dieses Medium, auf dem die Vorlage wiedergegeben wird, kann beispielsweise ein elektrostatisches oder elektrothermisch.es Material sein. Vorzugsweise besteht dieses Medium jedoch aus einer Fläche zur Direktaufzeichnung, die einen Teil einer Kathodenstrahlröhre mit elektrischer Speicherung bildet. Direktsicht- oder Anzeigespeicherröhren, die für diesen Zweck geeignet sind, sind allgemein bekannt und können beispielsweise in eine Klasse von Vorrichtungen gehören, die die beispielsweise handelsüblich unter dem Namen »Iatron« bekannten Hellschriftröhren enthalten, oder eine der Vorrichtungen, die in die Klasse der Dunkelschriftröhren gehören.

Um das Verständnis der Arbeitsweise der Erfindung zu erleichtern, ist es nützlich, sich auf die F i g. 2 zu beziehen, in der die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie einer nichtlinearen Impulsdehnerstufe 13 als Diagramm angegeben ist. Wie gezeigt, werden alle Eingangsimpulse, die kürzer sind als eine Mindestlänge D, d. h. als die vorbestimmte Mindestdauer, die durch das Produkt Bandbreite mal Zeit bestimmt ist, auf die Dauer D gedehnt, während alle Impulse mit einer größeren Dauer vollkommen unverändert bleiben. Dieses Prinzip wird weiter durch eine Gruppe von Diagrammen der F i g. 3 näher erläutert. Wird beim Abtasten einer gegebenen Fläche eines Bildes in einer gegebenen Koordinatenrichtung eine Signalspannung abgeleitet, dann wird ein Spannungsimpuls erzeugt, der so verformt wird, daß er für alle Flächen, die die geringe Dichte des Hintergrundes haben, einen ersten Wert und für alle anderen Flächen mit wesentlich größerer Dichte einen zweiten Wert aufweist. Das in F i g. 3 beispielsweise dargestellte dunkle Band hat eine ausreichend hohe Dichte, um am Abtaster einen Ausgangsimpuls von der Länge Z₁ zu erzeugen. Dieser Impuls ist in der

Zeile α unmittelbar unterhalb des dunklen Bandes gezeigt. Wird ein solcher Impuls über einen Kanal mit verringerter Bandbreite übertragen, dann würde die Spitzenamplitude dieses Impulses wesentlich beeinträchtigt. Dementsprechend wird dieser Impuls auf eine Dauer D, die in der Zeile b dargestellt ist, gedehnt, so daß er anschließend übertragen und auf der Empfangsseite zur Erzeugung einer geeigneten Annäherung des ursprünglichen Bildelementes verwendet werden kann. Ist der Ausgangsimpuls des Abtasters ein Impuls größerer Länge als die Mindestdauer D, dann wird dieser Impuls ohne Veränderung übertragen. So wird beispielsweise, wie in der zweiten Spalte der F i g. 3 gezeigt, ein Impuls, dessen Dauer Z₂ größer ist als das Minimum D, in dieser Form übertragen. Enthält das Ausgangssignal des Abtasters eine Folge von Impulsen I₃ und Z₄, die in der dritten Spalte dargestellt sind und deren Dauer und Auftrittszeiten so liegen, daß ein kompletter Ablauf des Impulses Z₃ und die Vorderkante des Im-

pulses I₁ innerhalb der Periode D liegen, dann geht der kürzere Impuls Z₃ in einem einzigen Impuls der Dauer Z₃+ /₄+ dem Teil der Periode D unter, der notwendig ist, um die beiden kurzen Impulse zu einem einzigen Impuls zu überbrücken. Andere Impulskombinationen werden dann in ähnlicher Weise behandelt, wodurch eine Minimaldauer von D für alle Impulse erreicht wird. Auf diese Weise wird eine Impulsdehnung nur für die Impulse kürzester Dauer bewirkt. Für alle anderen Übertragungen ist die Arbeitsweise linear.

Zur Erläuterung ist in Fig. 4 eine vereinfachte Schaltung zur Impulsverformung in der oben beschriebenen Weise dargestellt, wobei die analogen Impulse von einem Faksimileabtaster 10 ausgehen.

Die in dem Abtaster entstehenden Signale werden erst durch einen üblichen Zweiamplitudenbegrenzer 11 hindurchgeleitet und dann zwei verschiedenen Leitungen zugeführt. In der ersten Leitung liegt ein

monostabiler Multivibrator 41 mit einer Relaxationszeit gleich D. In üblicher Weise kippt die Vorderkante jedes Eingangsimpulses den Multivibrator, der dann einen Schwingungszyklus mit einer Periode D vollendet und einen Ausgangsrechteckimpuls mit der Dauer D abgibt. Das Ausgangssignal des Multivibrators wird unmittelbar einer logischen ODER-Schaltung 42 zugeführt. Diese Schaltung kann wie jede beliebige bekannte ODER-Torschaltung aus der

element 52 kann beispielsweise eine einfache Diode und die Röhre 53 eine Triode sein.

Die Signalbegrenzung erfolgt durch die kathodengekoppelte Stufe mit den Trioden 53 und 54 in einer 5 Schaltung, die in mancher Hinsicht an die üblichen kathodengekoppelten regenerativen Abschneidschaltungen erinnert. Der Abschneidesignalpegel wird dadurch eingestellt, daß die Gitterspannung der Triode 54 durch einen verschiebbaren Abgriff am

Rechenmaschinentechnik aufgebaut sein. Für solche io Widerstand 55 eingestellt wird, der die Anode der Schaltungen ist es kennzeichnend, daß sie dann ein Röhre 53 mit einer positiven Potentialquelle 57 ver-Ausgangssignal abgeben, wenn ein Eingangssignal an bindet. Die Anode der Röhre 53 ist über die Voreiner ihrer beiden Eingangsklemmen liegt. Die zweite spannungsquelle 56 mit dem Gitter 65 der Röhre 54 Leitung koppelt das modifizierte Signal aus der Be- leitend verbunden. Die Vorspannungsquelle 56 ist grenzerstufe 11 unmittelbar auf die zweite Eingangs- 15 hier als Batterie dargestellt, kann jedoch, wenn geklemme der ODER-Schaltung 42. Im Betrieb kippt wünscht, vorteilhafterweise durch eine Gasentlaein ankommender Impuls, der negativ sein soll und dungsröhre ersetzt werden. Die Vorspannungsschaldie Dauer / aufweisen soll, den Zustand des Multi- tung wird dadurch vervollständigt, daß das Gitter vibrators für eine Zeitdauer D und erregt die ODER- der Röhre 54 über einen Widerstand 58 mit Masse Schaltung 42 für die Dauer I₁. Daher bleibt das Aus- 20 verbunden ist.

gangssignal der ODER-Schaltung so lange negativ, Im Ruhezustand leitet die Röhre 53, während die

als entweder der Impuls der Dauer I oder der Impuls Röhre 54 gesperrt ist. In diesem Zustand reicht das der Dauer D andauert. Der später, d. h. nach Ablauf an der Steuerelektrode 64 der Röhre 53 liegende einer Zeit D oder / endende Impuls, je nachdem Potential aus, um die Diode 52 voll leitend zu halten, welcher Impuls größer ist, steuert die Dauer des 25 Tritt ein negativer Signalimpuls, der von dem Ver-Ausgangsimpulses. Tritt ein zweiter Impuls am Ein- stärker 51 kommt, am Ausgang der Diode 52 auf gang auf, bevor der Impuls D beendet ist, der sich und damit an der Steuerelektrode 64, so wird daaus dem ersten Kippen ergeben hat, so treten die durch die Kathodenspannung der Röhre 53 durch beiden Impulse als einziger Impuls auf, der vom die Kathodenfolgerwirkung reduziert. Da die Katho-Beginn des ersten bis zum Ende des zweiten in 30 den der Röhren 53 und 54 miteinander verbunden Spalte 3 der F i g. 3 dargestellten Impulses dauert. sind und über einem Widerstand 59 an Masse liegen,

Da die üblichen Begrenzerstufen, Multivibratoren, wird der Anodenstrom in der Röhre 54, der bisher Verstärker und ähnliche Schaltungen im allgemeinen Null war, rasch eingeschaltet. Ein negativer Spannur Wechselstromkopplungen, wie z. B. Kondensa- nungsimpuls wird über dem Anodenwiderstand 60 toren, verwenden, geht die Gleichstromkomponente 35 aufgebaut und über den Kondensator 61 zum Gitter des durch die Schaltung laufenden Signals verloren. 64 der Röhre 53 zurückgekoppelt. Das Gitterpoten-Lichtwerte einer Bildszene werden jedoch elektrisch tial der Röhre 53, das vorher bereits durch das über relativ zu einer gegebenen Hintergrundhelligkeit, die Diode 52 angelegte Signal bis jenseits des Sperrd. h. durch eine Gleichstromkomponente des Signals, zustandes vermindert worden war, wird durch den dargestellt. Um die Gleichstromkomponente des 40 über diesen positiven Rückkopplungskanal ankom-Signals wiederherzustellen und um den Bezugspegel menden negativen Impuls noch weiter vermindert, vor der Übertragung wieder aufzubauen, wird eine Daher ist die sich einstellende Zustandsänderung übliche Schaltung 43 zur Wiederherstellung der außerordentlich rasch. Der rückgekoppelte Impuls Gleichstromkomponente mit dieser Schaltung ge- trennt außerdem das Gitter 64 der Röhre 53 von der koppelt, beispielsweise mit dem Ausgang der Be- 45 Signaltreiberstufe 51 mit niedriger Impedanz dadurch grenzerstufe. ab, daß die Diode 52 gesperrt wird. Der Konden-

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- sator 61 lädt sich nunmehr über den Widerstand 62 dung werden die Schwierigkeiten, die sich aus dem auf, der zwischen der Quelle 57 und dem Verbinperiodischen Verlust des Bezugswertes und dem dungspunkt zwischen dem Kondensator 61, dem komplizierten Aufbau der einzelnen Schaltungsteile 50 Gitter 64 und der Anode der Diode 52 liegt. Dieser für die Signalverformung ergeben, die hier als Bei- Kondensator lädt sich auf das Kathodenpotential der spiel beschrieben wurden, in neuartiger Weise be- Diode 52, d. h. auf das Potential des Ausgangssignals seitigt. Fig. 5 zeigt ein schematisches Schaltbild am Verstärker 51 auf, zu welchem Zeitpunkt die einer praktischen Ausführungsform einer Mehrfunk- Diode erneut leitend wird und die Steuerung des tions-Signalverformungsstufe 12, die sowohl den 55 Zustandes der Abschneidschaltung wieder an den zweistufigen Abschneidevorgang als auch die nicht- Verstärker 51 abgibt.

lineare Impulsdehnung der Stufen 11 und 13 in einer Ist die Dauer des Signalimpulses größer als die

einzigen elektronischen Schaltung verwirklicht. Die Zeitkonstante des i?C-Netzwerkes 62, 61, dann wird Arbeitsweise dieser Schaltung ist wie folgt. der Ladezyklus des Kondensators 61 beendet, wenn

Positive Signalimpulse, die von einer fotoelektri- 60 die Ladung auf dem Kondensator 61 das konstante sehen Vervielfacherröhre 50 in dem Abtaster 10 Kippotential des Verstärkers 51 erreicht. Die Ababgeleitet werden, werden auf eine Amplitude schneidschaltung wird daher für die volle Dauer Spitze—Spitze von ungefähr 30 Volt verstärkt und des Impulses in ihrem Kippzustand gehalten, gleichdurch einen üblichen Verstärker 51 in ihre Polarität gültig, wie lange dieser Impuls dauert, da die Spanumgekehrt. Die sich dabei ergebenden negativen 65 nung des Verstärkers 51 hier steuert. Ist die Impuls-Impulse werden unmittelbar durch asymmetrisch dauer kürzer als die Zeitkonstante der i?C-Schaltung, leitende Vorrichtungen 52 dem Steuergitter 64 einer dann wird das Potential an der Klemme des Ver-Elektronenentladungsröhre 53 zugeführt. Das Schalt- stärkers 51 am Ende des Signals etwas mehr positiv,

die Diode 52 bleibt gesperrt, und der Ladezyklus des Kondensators 61 ist dann der steuernde Faktor zur Beendigung des gekippten Zyklus, gerade wie im Fall eines monostabilen Multivibrators.

Dadurch, daß man den Ladewiderstand 62 an die positive Spannungsquelle anschließt, wird ein im wesentlichen linearer Teil der Exponentialkurve zur Taktgabe verwendet, und es ergibt sich eine geringe meßbare Impulsdehnung eines Signalimpulses, wenn die Impulsdauer in derselben Größenordnung liegt wie die Zeitkonstante des i?C-Gliedes.

Daher hat der an dem Widerstand 60 liegende Ausgangsimpuls eine Dauer, die für Signalimpulse, die kürzer sind als die Zeitkonstante der Abschneidschaltung, allein durch das i?C-Glied bestimmt wird sowie durch die Länge der Eingangsimpulse selbst, wenn deren zeitliche Dauer größer als die Zeitkonstante des .RC-Gliedes der Abschneidschaltung ist. Diese rechteckigen Impulse, deren jeder eine Mindestdauer von D hat und die in der Praxis etwa 160 Mikrosekunden lang sein können, lassen sich über ein System mit bis auf 3 kHz begrenzter Bandbreite übertragen, ohne daß sie wesentlich beeinträchtigt werden, und lassen sich empfangsseitig in zufriedenstellender Weise in einem Faksimile-Wiedergabegerät verwenden.

Repräsentative Wellenformen, die die Arbeitsweise der oben beschriebenen Mehrzwecksignalverformstufe erläutern, sind für drei verschiedene Eingangssignale in Fig. 6 gezeigt. In der ersten Spalte ist eine typische elektrische Welle dargestellt, die durch eine fotoelektrische Zelle 50 erzeugt und anschließend auf eine Impulsdauer von I₁ umgewandelt wurde. Dieser Impuls wird durch die Diode 52 der F i g. 5 an das Gitter 64 der Röhre 53 gelegt, die bisher stromführend war. Dies bewirkt, daß die Röhre 53 ihren Sperrzustand einnimmt und die Röhre 54 leitend wird. Wegen der positiven Rückkopplungsverbindung über den Kondensator 61 verläuft diese Zustandsänderung sehr rasch und steuert das Gitter 64 noch weiter in das negative Gebiet hinein. Dadurch wird die Eingangssignalquelle vom Gitter der Röhre 63 abgetrennt und hat keine weitere Wirkung, um die Abschneidstufe in ihrem unstabilen Zustand zu halten, da die Diode 52 gesperrt ist. Die Aufladung des Kondensators 61 auf einen ausreichend hohen Wert, um die Röhre 53 erneut leitend zu machen, erfolgt in D Mikrosekunden. Eine Wellenform dieses Ladezyklus ist in der Zeile b der Spalte 1 dargestellt. Da der Impuls I₁ kürzer war als die Dauer D, kann die Röhre 53 erneut leitend werden, sobald der Kondensator 61 sein vorbestimmtes Potential nach D Mikrosekunden erreicht. Eine Rückkehr zu dem stabilen Zustand beendet den Zyklus, und eine rechteckige Welle, die D Mikro-Sekunden lang ist, erscheint am Ausgang der Abschneidschaltung. In der Spalte 2 der F i g. 6 ist ein Eingangsimpuls I₂ gezeigt, dessen Dauer gleich groß ist wie die i?C-Ladezeit D. Daher kippt die Vorderkante des Impulses I₂ die Schaltung, die, wie vorher, einen Zyklus in der Zeit D vollendet. Der Ausgangsimpuls ist erneut ein rechteckiger Impuls von D Mikrosekunden Dauer. In der Spalte 3 der Fig. 6 ist der Zustand dargestellt, der eintritt, wenn ein Eingangsimpuls Z₃ wesentlich länger ist als die Dauer D. Wenn die Röhren 53 und 54 eingangs ihren Zustand wie vorher ändern, beginnt der Ladezyklus, und in D Mikrosekunden hat das Potential des Kondensators 61 das Potential des Verstärkers erreicht, und die Diode 52 wird leitend. Der negative Impuls I₃ dauert immer noch an, wenn am Ausgang des Verstärkers 51 die Diode 52 in ihrem leitenden Zustand ist, so daß das Verstärkerausgangssignal der steuernde Faktor bei der Bestimmung der Dauer des rechteckigen Ausgangsimpulses ist.

Solange der Impuls I₃ andauert, bleibt die Abschneidstufe in ihrem unstabilen Zustand. Am Ende des Impulses steigt das Potential am Gitter 64 erneut an, und die Abschneidstufe kehrt in ihren stabilen Zustand zurück. Durch Einstellen der Zeitkonstante der Impulsformstufe auf D Mikrosekunden werden Signalimpulse, die am Eingang der Abschneidstufe ankommen und kürzer sind als die Zeitdauer D, gedehnt und erscheinen am Ausgang als begrenzte rechteckige Impulse der Dauer D. Längere Signalimpulse werden lediglich regeneriert und zu rechteckigen Impulsen begrenzt, wobei ihre größere Länge erhalten bleibt. In jedem Fall sind die Ausgangssignale dieser Stufe saubere rechteckige Impulse, die den Teilen hoher Dichte der in Betracht stehenden Vorlage entsprechen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Faksimile-Übertragungssystem mit zeilenweiser Abtastung des zu übertragenden Bildfeldes, bei dem Begrenzerstufen für die zu übertragenden elektrischen Signale vorgesehen sind, in denen die Signale auf zwei den Werten Schwarz und Weiß entsprechende Amplitudengrößen gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der zu übertragenden Bandbreite weitere Stromkreise vorgesehen sind, in denen Signale, deren Dauer kleiner als ein vorgesehener Minimalwert ist, in ihrer Dauer auf diesen Minimalwert vergrößert werden, während solche Signale, deren Dauer größer als der vorgesehene Minimalwert ist, unverändert übertragen werden.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement in der Abtastrichtung eine Ausdehnung hat, die kleiner ist als die kleinste Einzelheit des Bildfeldes.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis zur nichtlinearen Impulsdehnung einen monostabilen Multivibrator enthält, dessen Kippperiode der vorbestimmten Minimaldauer der Signale entspricht, ferner eine unsymmetrisch leitende Vorrichtung zum Übertragen der von einer Begrenzerstufe kommenden Signale auf den Eingang des monostabilen Multivibrators und Mittel zur Ausdehnung der Kipperiode auf die Dauer der Impulse, deren Dauer größer als der vorgesehene Minimalwert ist.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator zwei Elektronenröhren enthält, deren Kathoden miteinander verbunden sind, eine Konstantspannungsquelle, die mit den Anoden einerseits und den Kathoden andererseits verbunden ist, eine leitende Verbindung von der Anode der ersten Röhre zur Steuerelektrode der zweiten Röhre, eine Rückkopplung zwischen der Anode der zweiten Röhre und der Steuerelektrode der ersten Röhre, der außerdem die von

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der Begrenzerstufe kommenden Impulse über die unsymmetrisch leitende Vorrichtung zugeleitet werden, so daß die Periode der Leitfähigkeit der Elektronenröhren in Abhängigkeit entweder von der Zeitkonstante der Rückkopplung oder von der Dauer des auf die Schaltung gegebenen Impulses bestimmt wird, sofern dieser eine längere Dauer besitzt.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgang des Stromkreises zur nichtUnearen Impulsdehnung eine ODER-Torschaltung liegt, der die

von der Begrenzerstufe kommenden Impulse einerseits über den monostabilen Multivibrator und andererseits auf einem unmittelbaren Weg zugeführt werden, derart, daß die Dauer des Ausgangsimpulses bei kurzen Eingangsimpulsen durch die im Multivibrator erzeugten und dem Minimalwert entsprechenden Hilf simpulse und bei längeren Eingangsimpulsen durch die unmittelbar übertragenen Impulse bestimmt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2796461.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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