Table Of ContentLEHRBUCH DER DRAHTLOSEN
NACHRICHTENTECHNIK
HERAUSGEGEBEN VON
NICOLAI v. KORSHENEWSKY UND \VILHELM T. RUNGE
MÜNCHEN ULM/D.
FÜNFTER BAND
FERNSEHTECHNIK
ZWEITER TEIL
TECHNIK DES ELEKTRONISCHEN FERNSEHENS
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
1963
FERNSEHTECHNIK
ZWEITER TEIL
TECHNIK DES
ELEKTRONISCHEN FERNSEHENS
BEARBEITET VON
K. BAUR • W. BERNDT . W. BRUCH . W. BURKHARDTSMAIER
W. BUSCHBECK · E. DIETRICH · H. W. FASTERT
H. GROSSKOPF • E. HENZE • R. HOFFMANN • K. JEKELIUS
P. A.MANNt · J. MÜLLER · P.G. ROTHE · F. SCHRÖTER
J. SCHUNACK • E. SCHWARTZ · R. THEILE
HERAUSGEGEBEN VON F.SCHROTER
MIT 618 ABBILDUNGEN
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
1963
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER ÜBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN
OHNE AUSDRÜCKLICHE GENEHMIGUNG DES VERLAGES IST ES AUCH NICHT
GESTATTET, DIESES BUCH ODER TEILE DARAUS AUF PHOTOMECHANISCHEM WEGE
(PHOTOKOPIE, MIKROKOPIE) ODER AUF ANDERE ART ZU VERVIELFÄLTIGEN
©SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG 1963
URSPRÜNGLICH ERSCHIENEN BEI SPRINGER-VERLAG OHG, BERLIN/GÖTTINGEN/HEIDELBERG 1963
SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER IST EDITION 1963
LIBRARY OF CONGRESS CATALOG CARD NUMBER 58-28367
ISBN 978-3-662-37178-7 ISBN 978-3-662-37893-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-37893-9
DIE WIEDERGABE VON GEBRAUCHSNAMEN, HANDELSNAMEN, WARENBEZEICHNUNGEN USW. IN
DIESEM BUCH BERECHTIGT AUCH OHNE BESONDERE KENN?'EICHNUNG NICHT ZU DER ANNAHME,
DASS SOLCHE NAMEN IM SINNE DER WARFNZEICHEN- UND MARKENSCHUTZ-GESETZGEBUNG
ALS FREI ZU BETRACHTEN WÄREN UND DAHER VON JEDERMANN BENUTZT WERDEN DÜRFTEN
Vorwort.
Seit dem Erscheinen des ersten Teilbandes sind sechs Jahre verflossen, ein
Zeitraum, der gekennzeichnet ist durch fortschreitende Anpassung der Auf-
nahme-, Übertragungs- und Empfangsgeräte an die Anforderungen des rasch
und ständig wachsenden Fernsehrundfunks, durch dessen internationale Ver-
netzung- Eurovision-, durch zwischenstaatliche Abmachungen über Wellen-
verteilung und Senderstandorte sowie durch die Entwicklung der Geräte- und
Anlagenherstellung zu einem mächtigen Industriefaktor. In den USA sind gegen-
wärtig über 50 Millionen, in der Deutschen Bundesrepublik fast 7 Millionen
Fernsehempfänger im Gebrauch. Die Einführung des Farbfernsehens liegt in
den USA, Japan und UdSSR bereits einige Jahre zurück und ist, trotzaller wirt-
schaftlich gebotenen Zurückhaltung, auch im westlichen Europa nurmehr eine
Frage der Zeit.
Diese kaum vorhersehbare Evolution hat ihren Niederschlag in einem un-
geheuren Anschwellen der Fachliteratur gefunden, einer Tatsache, die es in An-
betracht des unaufhaltsamen Fortschreitens der technischen Entwicklung- man
denke an die industrielle und die wissenschaftliche Anwendung des Fernsehens,
an die Übertragung durch Satelliten, an die neue Technik der Programmspeiche-
rung - zu einer schwierigen Aufgabe machte, den Zeitpunkt für das Abschließen
des vorliegenden, der Technik des elektronischen Fernsehens gewidmeten zweiten
Teilbandes richtig zu wählen und der Gefahr eines allzu natürlichen Anwachsens
seines Umfangs und Preises ohne Verzicht auf eine vollständige Übersicht des
Stoffes zu begegnen.
Der Herausgeber hofft, daß dies befriedigend gelungen ist, trotz beklagens-
werter Eingriffe des Schicksals in den Ablauf der Erarbeitung des zweiten
Teilbandes. Allzu früh ereilte ein plötzlicher Tod Dr. PAUL MANN, der es unter-
nommen hatte, in knappster Form eine moderne Darstellung des Verstärkungs-
problems im Fernsehen vom Standpunkt der Filtertheorie aus zu geben. Sein
Beginnen ist von den Herren Dr. HENZE, P. G. RüTHE und Dr.-Ing. J. ScHUNACK
insoweit fortgesetzt worden, daß die Darstellungsweise im wesentlichen gewahrt
blieb. Berufliche Überlastung zwang Herrn Dr.-Ing. G. BRÜHL, die Abfassung
des Kapitels über Richtfunkstrecken aufzugeben. Glücklicherweise waren die
Herren Oberposträte Dipl.-Ing. J. MüLLER, Dr.-Ing. R. DIETRICH und Dipl.-Ing.
R. HOFFMANN vom Fernmeldetechnischen Zentralamt der Bundespost bereit, in
die Bresche zu springen und die Bearbeitung der Fernsehleitungstechnik in einem
allgemeineren Rahmen zu übernehmen (Kap. V). Hierbei, wie auch bei Kap. VII
(Fernsehantennen), mußte jedoch die Beschreibung auf das spezifisch Fernseh-
technische beschränkt werden, um den Umfang des Buches nicht allzusehr zu
vergrößern; es darf vorausgesetzt werden, daß die Technik der Leitungen, der
Richtfunkstrecken und der Antennen dem Leser im grundsätzlichen aus anderen
Fachbüchern bekannt ist. Ein breiterer Raum war hingegen der Ablenk- und
Synchronisiertechnik, der Aufnahmetechnik, den Sendern und den Empfängern
zu reservieren, also denjenigen Teilgebieten, in denen sich heute die industrielle
Entwicklungstätigkeit konzentriert und das Bedürfnis nach einer umfassend
VI Vorwort.
unterrichtenden Darstellung besonders ausgesprochen vorliegt. Dabei ist zu
bedenken, daß sich die einzelnen Kapitel gegenseitig ergänzen, so z. B. Kap. II
und IX, 111 und X. Aus Raumgründen konnten aber in Kap. IX im wesent-
lichen nur die wichtigsten Randprobleme erörtert werden; diese Einschränkung
rechtfertigt sich durch das Vorliegen und die Verbreitung zahlreicher anderer
Spezialwerke über Fernsehempfänger sowie der Servicevorschriften des Fern-
sehgerätehandels. Die zu immer größerer Bedeutung gelangende Fernsehmeß-
technik ist Gegenstand eines besonderen Kapitels (X).
Eine auf Vollständigkeit Anspruch erhebende Übersicht über den Stand der
Technik des elektronischen Fernsehens konnte an den wichtigsten Zukunfts-
fragen, insoweit sie im Bestehenden wurzeln und physikalisch fundierte Forde-
rungen der augenblicklichen Praxis sind, nicht vorbeigehen. Außer der Dar-
stellung des Farbfernsehens (Kap. XI) handelt es sich dabei um die zweifellos
sehr ausbaufähigen Anwendungen des Fernsehens für Verkehrs- und Produk-
tionskontrolle, Fernüberwachung und Eindringen in die Welt des Unsichtbaren,
neben den bereits erfolgreich durchgeführten Einsätzen auf dem Gebiet der
Forschung und des Unterrichts, z. B. in der Medizin. In dem abschließenden
Kapitel XIII wird nicht nur die Bedeutung der Bildspeicherung für die Erschlie-
ßung neuer Übertragungsverfahren im Fernsehen, sondern im Lichte der modernen
Informationstheorie auch das Problem des wirklichen Frequenzbandbedarfs des
belebten Fernsehbildes eingehend behandelt. Gerade die neuesteForm der Über-
mittlung über größte terrestrische Entfernungen, nämlich durch Satelliten, wird
in ihrer Weiterentwicklung auf Möglichkeiten der Bandverschmälerung nicht
verzichten, wenn ein optisch einwandfreies weltweites Fernsehen bei bester Aus-
nutzung der Übertragungskapazität gefordert wird.
Der Herausgeber dankt allen seinen Mitarbeitern an diesem Buche für ihre
hingebende Tätigkeit und für ihr Streben, auf knappem Raume Bestes zu bieten.
Dem Springer-Verlag dankt er für die traditionell vorzügliche Ausstattung des
Werkes. Möge es in den Kreisen, die es angeht, viele Freunde finden!
Neu-Ulm, Herbst 1962.
Fritz Schröter.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
I. Fernsehverstiirknng. Bearbeitet von Dr. P. A. MANNt. Dr. E. HENZE,
UlmfDonau, P. G. RoTHE, UlmfDonau, und Dr. J. SCHUNACK, Berlin .
1. Eigenschaften von Breitbandverstärkern. . . . . . . . . . 1
1 a. Einleitung, Notwendigkeit der theoretischen Betrachtung 1
1 b. Nullstellen und Pole. . . . . . . . . . 2
1c. Untersuchung von VF- und ZF-Filtern . . . . 2
1 d. Der Einschwingvorgang . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Videofrequente Verstärkung von Einzelstufen . . . . . . 5
2a. Grenzen der Verstärkung bei beliebiger Kopplungsart 8
3. Der mehrstufige Videoverstärker . . . . . . . . . . . . 13
3a. Übersicht des Problems . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3 b. Der mehrstufige Verstärker als Kaskade aus gleichdimensionierten
RC-Einzelstufen ohne Entzerrung. . . . . . . . . . . . . . . 13
3 c. Verstärker mit n maximal flach dimensionierten gleichartigen
Einzelstufen mit bedämpfter Trenndrossel . . . . . . . . . . . 15
3d. Der Videoverstärker als Kaskade mit verschieden dimensionierten
Einzelstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4. Der Zwischenfrequenzverstärker im Fernsehempfänger 18
S. Einfluß des Laufzeitganges auf ein Fernsehsystem . 20
6. Phasenausgleichsglieder . . . . . . . . . . . . . . 22
7. Übergang zu tiefen Frequenzen, Schwarzsteuerung . . 2 7
7 a. Die einfache Schwarzsteuerung (Eindiodenklemmschaltung) 29
7b. Die zweiseitige (getastete) Schwarzsteuerung. 32
Schrifttum zum Kap. I 34.
ll. Synchronisier· und Ablenktechnik des Fernsehens.
Bearbeitet von Dipl.-Ing. K. JEKELIUS, Kornwestheim b. Stuttgart. 35
1. Fernsehimpulsgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2. Miseher für das Signalgemisch . . . . . . . . . . . . . . . 40
3a. Abschneidschaltungen für das Synchronsignal in Übertragungsgeräten 41
3b. Abschneidstufen für das Synchronsignal in Fernsehempfängern. 43
1. Das Empfängerrauschen . . . . . . . . . . . 44
2. Interferenzstörungen . . . . . . . . . . . . . 4 5
3. Rasche Schwankungen der Empfangsamplitude 45
4. Impulsstörungen . . . . . . . . . . . . . . 4 5
3c. Trennschaltungen für Vertikal- und Horizontalsynchronimpuls 47
4a. Impulssynchronisierung. . . . . . . . . . SO
4 b. Synchronisierung mittels Phasenregelung 51
4c. Synchronisierung von Fernsehimpulsgebern 59
s. Schaltungseigenschaften des magnetischen Ablenksystems 60
6a. Vertikalablenkung für Bildwiedergaberöhren . . . . . . 64
6b. Dimensionierung der Vertikalendstufe mit Übertragerkopplung. 65
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
6c. Der Steuerkreis für die Vertikalendstufe mit Übertragerkopplung. 70
7a. Horizontalablenkung für Bildwiedergaberöhren . 74
7 b. Horizontalendstufen mit Energierückgewinnung . 76
8a. Selbstschwingende Ablenkendstufen . . . . . . 84
1. Die Ablenkspulen sind schwingungsbestimmend . 84
2. Die Ablenkspulen liegen außerhalb des Rückkopplungskreises 84
3. Selbsttätige Umschaltung zwischen Mit- und Gegenkopplung 84
8b. Besonderheiten der Ablenkung für Bildaufnahmeröhren 84
1. Quantitative Randbedingungen . 85
2. Abschirmung . . . . . . 85
3. Beschleunigungsspannung 85
4. Speisung über Kabel 85
5. Vertikalablenkung 85
6. Horizontalablenkung 86
8 c. Verschiedenes. Hochspannungserzeugung 86
Schrifttum zum Kap. II 88
IJI. Fernsehaufnahmetechnik. Bearbeitet von Professor Dr. RICHARD THEILE,
~n&a.. ~
1 . Überblick . . . . . . . . . . 91
2. Schaltungstechnische Hilfsmittel für die Signalformung im Video-
frequenzband . . . . 92
2a. Signalverstärkung 92
2b. Signalformung 95
2c. Signalmischung . 101
3. Geräte mit Punktlichtabtastung 104
3a. Allgemeines über Optik und Verstärkertechnik der Punktlicht-
abtaster . . . . . . . . . . . . . . . . 104
I. Wirkungsgrad der optischen Anordnung . . 104
II. Signalformung . . . . . . . . . . . . . . 106
3 b. Punktlichtabtaster zur Übertragung von Diapositiven und Kino-
filmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3 c. Punktlichtabtaster zur Übertragung von undurchsichtigen Bild-
vorlagen (Fernsehepiskop) . . . . . . . . . . . . . . 114
4. Geräte mit Fernsehaufnahmeröhren ..... 117
4a. Grundlagen der Optik für die Fernsehaufnahme. Beziehungen
zwischen Lichtstrom und Tiefenschärfe . 118
4 b. Betriebseigenschaften der Kameraröhren. 121
4 c. Fernsehkamera . . 129
4 c.1 . Vorverstärker . . . . . . . . . . 130
4c.2. Kamerasucher ......... . 132
4c.3. Optische Ausrüstung der Fernsehkamera . 133
4c.4. Beispiele der technischen Ausführung . . 135
4d. Kamerakontrollgeräte . . . . . . . . . . . . 141
5. Hilfsmittel für die Produktion von Fernsehprogrammen 144
5 a. Bildmischeinrichtungen . . 144
5 a.1 . Kreuzschienenverteiler 144
5 a.2. Überblendverstärker 144
5a.3. Trickmiseher 146
5 b. Signalmiseher . . . . . . . . 149
5 c. Automatische Programmschaltung 149
5 d. Fernsehbetriebsanlagen. 149
Schrifttum zum Kap. III 151
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
IV. Aufzeichnung von Fernsehprogram.men.
Bearbeitet vou Professor Dr. RrcHARD THEILE, München 156
1 . Fernsehbildaufzeichnung auf Kinofilm. . . . . . . . 15 7
1 a. Kinematographische Methodik . . . . . . . . . 157
1 a.1. Verfahren zur vollständigen Aufzeichnung des Fernsehbildes
(Vollbildaufzeichnung) . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 7
1 a.2. Verfahren mit unvollständiger Ausnutzung des Bildsignals 160
1 b. Photographische Probleme . . . . . . 164
1 c. Gerätetechnik. . . . . . . . . . . . 167
2. Fernsehsignalaufzeichnung auf Magnetband 174
2a. Allgemeines, Vorentwicklungen . . . . 174
2 b. Querspuraufzeichnung auf breitem Magnetband 177
2b.1. Normen der Signalschrift auf dem Band. 177
2 b.2. Praktische Lösung der Bandführung . . . 180
2b.3. Elektromechanische Steuersysteme für den Kopfscheiben- und
Bandantrieb . . . . . . . . . . . 184
2 b.4. Modulationssystem . . . . . . . . 186
2c. Stand der Technik, Weiterentwicklungen 190
Schrifttum zum Kap. IV. 193
V. Fernsehübertragungen auf Leitl'ngen. Bearbeitet von Dr. J. MüLLER, Dipl.-
Ing. R. HOFFMANN und Dipl.-Ing. E. DIETRICH, Darmstadt 196
1. Die allgemeinen Übertragungsbedingungen . . . . . . 196
1 a. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
1 b. Das Fernsehsignal an den Videoend- und -zwischenpunkten einer
Leitung . . . . . . . . . . 197
1 c. Der hypothetische Bezugskreis 197
1 d. Die Einfügungsdämpfung 198
1 e. Störspannungen . . . . . . . 198
1 f. Nichtlineare Verzerrungen . . 200
1 g. Lineare Verzerrungen . . . . . . . 201
1 h. Anforderungen an Fernsehleitungen beliebiger Länge 203
2. Kabelleitungen für Fernsehübertragungen . 204
2a. Kabelarten und Übertragungssysteme . 204
2b. Trägerfrequenz-Übertragungssysteme . 205
2c. V~deofrequenz-Übertragungssysteme . . 210
3. Richtfunklinien für Fernsehübertragungen. 213
3a. Einleitung . . . . . . . . . . . . . 213
3b. Aufbau einer Richtfunklinie . . . . . . . . . 214
3 c. Übertragungseigenschaften der Richtfunklinien . 220
3d. Gleichzeitige Übertragung von Bild und Ton sowie einer Pilot-
frequenz . . . . . . . . . . . . . 222
3 e. Fernsehrichtfunksysteme im Ausland 222
Schrifttum zum Kap. V . . . . . . . . . 223
VI. Fernsehsender. Bearbeitet von Dr.-Ing. W. BuRKHARDTSMAIER, Berlin, mid
Dr.-Ing. W. BuscHBECK, Ulm . . . 225
1. Aufbau und Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . 225
2. Leistungsverstärkung bei großen Bandbreiten . . . . . . 227
2a. Bandbreite, Röhrenleistung und Leistungsverstärkung 227
2b. Leistungsverstärkung bei Gitterbasisschaltung . . . . 230
2c. Leistungsverstärkung bei Kathodenbasisschaltung 231
2d. Leistungsverstärkung bei Klystrons . . . . . . . . . . . . . 232
2e. Zusammenstellung einiger für Fernsehsender geeigneter Leistungs-
röhren ........................... 234
X Inhaltsverzeichnis.
Seite
2f. Ausführung der Schwingkreise 234
2f.1. Schaltungen . . . . . . 234
2f.2. Realisierung . . . . . . 237
3. Wahl der Röhrenschaltung und Neutralisation bei Trioden und Tetroden 238
3 a. Eintakt- oder Gegentaktschaltung . . . . . . . . . . . 238
3b. Neutralisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
3 b.1. Neutralisation bei Gitterbasisschaltung von Trioden . . . . 239
3 b.2. Neutralisation und Leistungsübergang bei Tetrodenverstärkern 241
3c. Verhalten der Basisneutralisation im Seitenbandbereich. 243
4. Die Modulation von Fernsehsendern . . . . . . . 244
4a. Wahl der Modulationsmethode . . . . . . . . 244
4 b. Gitter- oder Kathodenvorspannungsmodulation . 246
4c. Kathodenverstärker als Modulationsendstufe . 247
4d. Stabilisierungsschaltungen . . . . . . 248
4e. Wahl der Modulationsstelle im Sender . . . . 250
4f. ZF-Modulation . . . . . . . . . . . . . . . 252
5. Die modulierte Stufe im Zusammenhang mit der hochfrequenten Treiber-
stufe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5 a. Anforderungen an den Innenwiderstand der Treiberstufe 252
1. Kleiner Innenwiderstand der Treiberröhre . . . . . 253
2. Sehr hoher Innenwiderstand der Treiberstufe • . . . 254
5 b. Eigenschaften der Transformationsschaltung zwischen Treiber und
modulierter HF-Stufe im Seitenbandbereich . . . . . . 255
5 c. Ersatzschema der gittermodulierten Gitterbasisschaltung auf der
Eingangsseite . . . 256
5 d. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
6. Restseitenbandfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
6a. Restseitenbandfilter beim endstufenmodulierten Sender . . . . . 260
6b. Ausführungsformen von Filtern konstanten Eingangswiderstandes 260
6c. Filter bei Vorstufen- und ZF-Modulation 265
7. Hochfrequenz- und Videovorstufen 266
7a. HF-Vorstufen. . . . . . 266
7b. Videovorstufen . . . . . ·, 267
7c. Kennlinienvorentzerrung . 267
7 d. Phasenvorentzerrung. 268
7e. Pegelhaltung . . . . . . 271
7 f. Signalverbesserung 272
8. Ausgeführte Fernsehsenderanlagen 274
8a. 10 kW-Sender für Band I. . 274
Sb. 10 kW-Sender für Band III. . . . . . . 276
8c.1. 10 kW-Tetrodenfernsehsender für Band IV/V . 278
8c.2. 10 kW-Klystronfernsehsender . . . . . . 279
Sd. Wirkungsgrad, Kühlung, Stromversorgung 280
9. Spezielle Arten von Fernsehsendern. . . . . . 281
9a. Fernsehkanalumsetzer . . . . . . . . . . . . . . . 281
9b. Parallelschaltung von Fernsehsendern (aktive Reserve) 284
9c. Farbfernsehsender. 285
Schrifttum zum Kap. VI. . . . . . . 286
vrr. Fernsebsendeantennen. Bearbeitet von Dr.-Ing. K. BAUR, UlmJDonau,
und Dr.-Ing. W. BERNDT, Ulm/Donau . 289
1. Die Anforderungen an die Fernsehantenne 289
1 a. Der Übertragungsweg . . 289
1 b. Mehrfachwege . . . . . 289
1 c. Bündelung und Gewinn . 291
1 d. Wetterschutzmaßnahmen 292
1 e. Die Bandbreite . . . . . 292
