Experimentalkamera für 30 bis 180 Zeilen (Stand August 2014)

Experimentalkamera f.JPG

 

Experimentalkamera a.jpg       Experimentalkamera c.JPG

 

Experimentalkamera d.JPG        Experimentalkamera e.JPG       Bildaufnahme (1).jpg

 

Die Zielsetzung bei der Konstruktion der vorliegenden experimentellen Fernsehkamera bestand in der Produktion eines ständigen Videosignals als Basis für Versuche mit historischen Fernsehverfahren. Ihre Aufgabe liegt vor allem in der Normenkonvertierung, i.e. dem Abfilmen eines modernen Fernseh- oder PC-Bildschirmes und damit einhergehender Produktion eines Videosignals mit wahlweise 30, 45, 60, 90 oder 180 Zeilen bei 25 Vollbildwechseln pro Sekunde. Als Bildspeicherröhre findet ein Vidicontyp Anwendung. Sie erfüllt hierin den Wunsch, abseits (noch anzufertigender) originalgetreuer Nachbauten historischer Formen der Fernsehsignalerzeugung , wie dem Flying-Spot-Scanner oder dem Filmabtaster (Telecine) mit Nipkowscheibe, auf unkomplizierte Weise niedrigauflösende Videosignale bereitzustellen.

Dass diese Kamera, wie die übrigen Anlagenkomponenten, in Röhrentechnik ausgeführt ist, sollte als Selbstverständlichkeit gelten dürfen. Meine Motivation zum Bau dieser Kamera bestand auch in der für mich inakzeptablen Situation, zur Normenkonvertierung Computersoftware oder fertige, modernelektronische Konvertergeräte anwenden zu sollen.

 

Übersicht über Zeilenzahl, Zeilenfrequenz und Videobandbreite bei 25Hz Bildwechselfrequenz und quadratischem Bildformat [b=(Zeilenzahl)²*25/2]:

30 Zeilen      fz=750Hz     b=11,250kHz

45 Zeilen      fz=1125Hz   b=25,312kHz

60 Zeilen      fz=1500Hz   b=45,000 kHz

90 Zeilen      fz=2250Hz   b=101,250kHz

180 Zeilen    fz=4500Hz   b=405,000kHz

 

 

 

Im Folgenden sind die einzelnen Schaltbilder kurz zu kommentieren:

 

Untenstehendes Schaltbild zeigt den Videoverstärker für den Suchermonitor und die Rücklauf-Austastschaltung für die Bildröhre und das Vidicon. Dem Gitter der Pentode V1 wird bildfrequente Sägezahnspannung zugeführt, die über C1-R3 differenziert wird. Über die Anode V1 werden die negativen Impulse für die Bildrücklaufaustastung des Suchermonitors ausgekoppelt und nach R18 mit den negativen Zeilenaustastimpulsen gemsicht, die aus der Sekundärwicklung des ZTRs entnommen werden. Dem Vidicon werden an der Katode positive Zeilenaustastimpulse und über das Steuergitter negative bildfrequente Austastimpulse zugeführt, die an V1 über das Schirmgitter ausgekoppelt werden. Mit dem Potentiometer P2 wird die Helligkeit des Suchermonitors, mit P1 der Monitor-Videopegel, mit P4 der Vidicon-Strahlstrom, mit P5 die elektrostatische Fokussierung, mit P6 die Targetspannung eingestellt. Mit einem weiteren Potentiometer (nicht eingezeichnet) kann die elektromagnetische Fokussierung des Vidicons abgestimmt werden.

 

Kamera Austast.GIF

Korrektur: R18 = 100k

 

Das nächste Schaltbild zeigt die Ablenkstufen für den Suchermonitor und die Erzeugung der Beschleunigungsspannung von 1,4kV, sowie die Gewinnung einer stabilisierten Betriebsspannung für das Vidicon mit einer selbsterregten Oszillatorschaltung.

Kamera CRT-Ablenk. HV.GIF

 

Der Videoverstärker mit Schwarzwert-Klemmschaltung C15-D1-D2 und Ausgangsstufe V5. Die Schaltung des Verstärkers von V1 bis V4 ist eine vereinfachte Anlehnung an die von der Firma Caramant in der „Fernseh-Kompakt-Kamera“ angewendete Schaltung.

 

Kamera Videoverstärker.GIF

 

Die ganze – und bisher nicht zufriedenstellend gelöste – Problematik bei der Konstruktion der vorliegenden Kamera bezog sich auf die Form des Horziontalablenkgerätes. Die vorhandene Ablenkeinheit für das 1“-Vidicon stammt aus einer transistorisierten Überwachungskamera. Die horizontalen Ablenkspulen sind für 15625Hz Zeilenfrequenz ausgelegt und weisen eine entsprechend niedrige Induktivität auf, müssen allerdings im vorliegenden Fall niedrigstenfalls mit 750Hz Zeilenfrequenz betrieben werden. Der erste Versuch bestand darin, den Spulen aus einer niederohmigen Quelle eine lineare Sägezahnspannung zuzuführen, was je nach Amplitude entweder ein stark verzerrtes, in sich umgeklapptes, oder nur an den Rändern sich befindendes Bild erzeugt hat. Der nächste Versuch machte von einer differenzierten Sägezahnspannung Anwendung, wobei hierbei das Problem einer gedämpften Schwingung auftrat, die sich mit der Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes beseitigen ließ – aber auch diese Methode erwirkte keinen linearen Stromverlauf durch die Ablenkspulen. Der nächste Schritt bestand im Übergang zur Standardschaltung für die Horizontalablenkung, der Schaltung mit Boosterdiode, zuerst unter Anwendung eines Übertragers mit Eisenkern. Zudem war das Steuersignal für die Zeilenendröhre durch das R-C-Serienglied R8-C1 in das für solche Zeilenablenkschaltungen typische Steuersignal zu formen, bestehend aus einem steilen negativen Sprung, einem darauffolgen kurzen Gleichspannungsanteil gefolgt von einem zeitlinearen Anstieg. Hier stellte sich erstmals ein erkennbares Bild ein, allerdings war es bei der tiefsten Ablenkfrequenz deutlich unlinear, zugleich war es bei der höchsten Ablenkfrequenz von 4500Hz verwischt, dies wegen der zu hohen Induktivität und Wickelkapizität des Übertragers. Der vorerst letzte Schritt besteht nunmehr in der Anwendung eines gewöhnlichen Zeilentransformators mit Ferritkern, was ab 45 Zeilen/1125Hz aufwärts eine zufriedenstellende bis sehr gute Linearität gewährleistet, hingegen bei 750Hz weiterhin ein horizontal (stark) verzerrtes Bild zeitigt. Meine Versuche mit unterschiedlichen Linearisierungsspulen, R-C-Gliedern im Ablenkkreis, frequenzabhängiger Stromgegenkopplung im Kathodenkreis der Zeilenendröhre, oder der Überlagerung einer Parabelspannung waren erfolglos. Auch das Ausprobieren unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse im Impulsübertarger brachte keine Verbesserung. Möglicherweise besteht die Lösung einzig in der Herstellung eines für tiefe Frequenzen geeigneten Ablenkspulensatzes.

Die vertikale Ablenkung bereitete keinerlei Probleme, die Sägezahnspannung aus dem Rastergerät wird in die Anodenbasisstufe V4 eingekoppelt und über eine Parafeedkonfiguration R11-C6 unter Zwischenschaltung eines Übertragers an die Ablenkspulen weitergegeben.

 

Kamera Vidicon Ablenkung.GIF