Zum Stand der Fernsehtechnik 1934

7
ID: 286187
Zum Stand der Fernsehtechnik 1934 
27.Apr.12 20:12
5167
7

Dietmar Rudolph † 6.1.22 (D)
Beiträge: 2492
Anzahl Danke: 26
Dietmar Rudolph † 6.1.22

In den VDE Fachberichten 1934 stellt Fritz Banneitz den Stand der Fernsehtechnik in Deutschland dar.

3. Die jüngste Entwicklung der Fernsehtechnik

Postrat Dipl.  Ing. Dr. phil. Fritz Banneitz, Berlin

Fernseh Versuche in kleinerem Umfange sind bereits in den Jahren 1926 bis 1928 von der Deutschen Reichspost ausgeführt worden. Sie ließen erkennen, daß es technisch möglich ist, Fernsehen zu einem neuen Mittel der Nachrichtenübertragung zu entwickeln. Diese Folgerung wurde bestätigt durch die ersten Vorführungen eines zwar noch recht mangelhaften Fernsehens auf der Berliner Funkausstellung 1928 durch A. K a r o 1 u s und D. v. M i h a 1 y. Eine gesunde und zielbewußte Entwicklung des Fernsehens war nur denkbar, wenn den Entwicklungsstellen der Werke und auch den unabhängigen Erfindern die Möglichkeit gegeben wurde, an praktisch durchgeführten Fernsehsendungen ihre Geräte zu erproben. Dieses war nur dadurch zu erreichen, daß die Deutsche Reichspost im Interesse der Allgemeinheit selbst die Führung auf dem Gebiet des Fernsehens übernahm und die erforderlichen, recht erheblichen Mittel für den Bau und den Betrieb der Geräte und insbesondere der Sender zur Verfügung stellte. So wurde 1928 im Reichspostzentralamt ein besonderes Fernseh Laboratorium eingerichtet, dem einerseits die Aufgabe zufiel, die verschiedenen Vorschläge der Entwicklungsstellen auf ihre Brauchbarkeit zu prüfen und anderseits auch selbst an der Entwicklung von Fernseh Geräten Anteil zu nehmen. Durch Einführung geeigneter Normen und Richtlinien wurde von vornherein dafür gesorgt, daß eine Zersplitterung bei der Entwicklung des Fernsehens vermieden wurde. Der Erfolg dieser Maßnahme blieb auch nicht aus. Auf der Berliner Funkausstellung 1929 konnte bereits eine recht ansehnliche Zahl von Fernsehgeräten verschiedenster Art von den einzelnen Entwicklungsstellen und Erfindern gezeigt werden.

Die damaligen Bilder waren noch sehr grob, sie bestanden nur aus 1200 Bildpunkten (30 Zeilen). Im Laufe der Entwicklung der letzten Jahre ist die Bildpunktzahl und damit die Bildgüte fortwährend gesteigert worden. Heute sind wir bei 40000 Bildpunkten (180 Zeilen) angelangt.

1. Fernsehsendeanlage Berlin Witzleben.

Die zur Übertragung von Bildern, die aus 40000 Bildpunkten (180 Zeilen, Format 5:6, 25 Bildwechsel je Sekunde) bestehen, erforderliche höchste Frequenz beläuft sich auf 500 000 Hz. Da für eine richtige Wiedergabe des zu übertragenden Bildes auch alle tieferen Frequenzen erforderlich sind, muß das ganze Frequenzband von 0 ... 500 000 Hz übertragen werden, und zwar verzerrungsfrei und phasentreu. Die üblichen Rundfunksender kann man mit solch breiten Frequenzbändern nicht modulieren; da die Grenze der Modulationsfähigkeit bei etwa 1 % der Trägerfrequenz liegt.

Für Fernsehsendungen kommen also nur Ultrakurzwellen in Frage. Die Deutsche Reichspost hat bereits im Jahre 1932 einen besonderen Ultrakurzwellensender (Telefunken) für Fernsehübertragungen am Funkturm in Berlin Witzleben errichtet, der mit der Welle 6,985 m (42 950 kHz) arbeitet.

Die Hochfrequenzenergie dieses Senders wurde mittels Hochfrequenzkabel der auf der 138 m hohen Spitze des Funkturmes angebrachten λ/4 Antenne zugeführt. Mit diesem Sender wurden zunächst Fernsehversuchssendungen mit 90 zeiligen Bildern durchgeführt, die dazu dienten, die Empfangsgeräte durchzubilden. Im vergangenen Jahre wurden ferner Reichweitenversuche in größerem Ausmaße angestellt, wobei festgestellt wurde, daß sich mit dieser Anlage ein brauchbarer Fernsehempfang im Umkreis von etwa 50 km um den Sender erzielen läßt, d. h. Groß Berlin kann bereits mit einem derartigen Fernsehsender versorgt werden. Im Umkreis von etwa 30 km genügt (meistens auch im Erdgeschoß) eine Zimmerantenne; bis zu 50 km ist ein ausreichender Empfang mit einer gewöhnlichen Rundfunkantenne zu erzielen.

Die günstigen Ergebnisse der damaligen Versuche führten im Herbst 1933 zu dem Beschluß, die Ultrakurzwellenanlage für Fernsehversuche noch weiter auszubauen. Im April 1934 ist dementsprechend die Sendeanlage auf 180 zeilige Bilder umgestellt worden. Seitdem werden regelmäßig Sendungen von Filmen hiermit durchgeführt, einerseits um die noch vorhandenen technischen Mängel an der Anlage zu beseitigen und andererseits um den Technikern Gelegenheit zu geben, ihre in der Entwicklung begriffenen Empfänger zu prüfen. Ein zweiter Ultrakurzwellensender wird, z. Z. neben dem ersten aufgestellt. Nach Beendigung dieses Baues (Anfang Juli) soll der eine dieser Sender das Bild und der andere den dazugehörigen Ton aussenden. Die Wellenlängen sind noch nicht genau festgelegt, sie werden etwa in der durch Abb. 1 wiedergegebenen Art auf der Frequenzskala liegen. Der Bildsender arbeitet bei 44 750 kHz und um 1800 kHz (bzw. 2000 kHz) tiefer bei 42 950 kHz liegt der Tonsender. Dieser gegenseitige Abstand beider Senderwellen ist nötig, um gegenseitige Kopplungen ausreichend herabsetzen zu können, er bietet ferner den Vorteil, daß man beide Sender mit einer einzigen Überlagerungswelle empfangen kann.

­

Abb. 2 gibt eine übersieht über die Gesamtlage, wie sie nach Fertigstellung des zweiten Senders aussehen wird. Die beiden Antennen von λ/4 Länge werden an der Spitze des Funkturms nebeneinander angebracht, die Hochfrequenzenergie der beiden Ultrakurzwellensender wird über zwei Hochfrequenzkabel zugeführt. Die ausgestrahlte Antennenleistung beträgt für jeden Sender etwa 4 kW, während die Leistung in der Endstufe jedes Senders sich auf etwa 16 kW beläuft. Die beiden Ultrakurzwellensender sind in der Funkhalle am Fuße des Funkturms untergebracht. Die Fernsehaufnahmegeräte zur Modulation der Sender befinden sich in den Räumen des nahe gelegenen Hauses Rognitzstr. 8 (Fernkabelhaus).

Die von der Photozelle Ph (Abb. 2) des Aufnahmegeräts gelieferten Bildströme des 500 000 Hz breiten Modulationsbandes werden zunächst mittels eines 3 stufigen Gleichstrom-Verstärkers verstärkt und dann durch 2 Pentoden auf einen Träger von 1300 kHz moduliert. Dieses Gemisch wird weiter verstärkt und über das 700 in lange Modulationskabel zu dem am Ultrakurzwellensender aufgestellten 3 stufigen Endverstärker geführt. Mittels des Gleichrichters Gl wird der Träger wieder entfernt, so daß schließlich der Ultrakurzwellensender mit den Seitenbändern von ± 500 000 Hz moduliert wird. Der zu dem Fernsehbild gehörende Ton wird in bekannter Weise dem zweiten Sender zugeführt. Z. Z. werden die regelmäßigen Fernsehsendungen mit einer behelfsmäßigen Fernkinoapparatur, die vorn Reichspostzentralamt gebaut wurde, durchgeführt. Die Aufstellung einer neuen verbesserten und durchkonstruierten Fernkinoanlage ist im Gange. Ferner ist die Aufstellung eines Lichtstrahl Aufnahmegeräts, mit dem einzelne Personen und kleine Szenen unmittelbar übertragen werden können, in Vorbereitung.

Es ist beabsichtigt, diese Fernsehsendeanlage fortlaufend der fortschreitenden Entwicklung entsprechend zu verbessern, so daß an ihr jeder Fortschritt erprobt werden kann. Insbesondere sollen an ihr gemeinsam mit der Reichsrundfunkgesellschaft Studien für die Programmgestaltung ausgeführt und alle Fragen bezüglich gegenseitiger Anpassung von Technik und Programm geklärt werden.

2. Empfänger.

Mit der Steigerung der Bildpunktzahl im Laufe der Entwicklung des Fernsehens wurden die Empfänger mit mechanischem Zerlegerorgan (Nipkowscheibe, Spiegelrad) immer ungünstiger. Nur die Spiegelschraube hat sich noch behaupten können und ist auch für 180 zeilige Bilder verwendbar. Dagegen gewann die Braunsche Röhre immer mehr an Bedeutung und ist im Laufe der beiden letzten Jahre für Fernsehzwecke derart vervollkommnet worden, daß mit ihr z. Z. die besten Empfangsbilder erhalten werden. An ihrer Entwicklung hat auch das Fernsehlaboratorium des Reichspostzentralamts tätigen Anteil genommen. Zunächst wurden Röhren mit Edelgasfüllung entwickelt, bei denen die Konzentration des Kathodenstrahls durch das Gas erfolgt. Auch wurden Fluoreszenzmaterialien für die Leuchtschirme der Röhren gefunden, die helle weiße Bilder ergaben und bei denen das unerwünschte Nachleuchten des Schirmes soweit verringert werden konnte, daß es nicht mehr stört.

Soweit sich zur Zeit übersehen läßt, ist jedoch eine weitere Steigerung der Güte der Braunschen Röhren nur noch dadurch zu erreichen, daß man die Röhren als Hochvakuum Röhren baut. Die in den letzten Jahren von mehreren Seiten durchgeführten Untersuchungen über die "Elektronen Optik" bieten ausreichende Unterlagen für den Bau von Braunschen Hochvakuum Röhren für Fernsehzwecke. Heute liegen bereits recht brauchbare Hochvakuum Röhren von verschiedenen Entwicklungsstellen vor.

3. Zubringung der Fernsehdarbietungen zum Sender.

Beim weiteren Ausbau des Fernsehens wird es unbedingt nötig sein, Fernsehdarbietungen auch von Orten zum Sender zu übertragen, die nicht in seiner unmittelbaren Nähe liegen. Hierbei handelt es sich zunächst um die Übertragung von Fernsehdarbietungen über Kabelleitungen. Das für das Fernsehen notwendige Frequenzband von 500000 Hz kann aber nicht über die vorhandenen Kabelleitungen übertragen werden. Für das Fernsehen muß eine besondere Art von Kabel geschaffen werden. Für kurze Entfernungen stehen schon heute die unter der Bezeichnung "Hochfrequenzkabel" bekannten Leitungen zur Verfügung. Für die Überbrückung größerer Entfernungen, beispielsweise der Entfernung zwischen zwei Verstärkerämtern des vorhandenen Fernkabelnetzes, sind vollständig neue Konstruktionen erforderlich. Die Anforderungen an die Güte der Übertragung ist recht hoch, denn das breite Frequenzband muß verzerrungsfrei und phasentreu. übertragen werden. Diese letzte Forderung bedingt die Einführung eines Trägers, den man etwa zu einer Million Hertz wählen wird. Es braucht dann nur noch dieser Träger mit einem Seitenband übertragen zu werden. Mit den bisher üblichen Kabelkonstruktionen ist dieses wegen der starken Ableitung und der hohen Kapazität nicht möglich. Inzwischen sind nun Vorschläge gemacht worden, nach denen sich Kabel herstellen lassen, die eine Dämpfung von etwa 0,1 Neper/km besitzen werden; das bedeutet, daß zur Überwindung der Dämpfung eines Verstärkerfeldes eine Verstärkung von 7 ... 8 Neper erforderlich wäre.

Neben der Kabelübertragung ist auch die drahtlose Zubringung der Fernsehdarbietungen zum Sender von Bedeutung und es sind auch schon praktische Versuche für die Erprobung solcher Verbindungen eingeleitet. Man wird sich hierbei sehr kurzer Wellen bedienen, und zwar solcher, die unter 6 m Wellenlänge liegen. Da die Ausbreitung dieser Wellen fast denen der optischen gleichkommt, wird man in der Hauptsache nur Reichweiten von der Größenordnung der optischen Sicht erzielen können. Man wird also bei der Übertragung größerer Entfernungen mit mehreren derartigen Einrichtungen in Form von Relaisverbindungen arbeiten müssen.

4. Weiterer Ausbau und weitere Versuche.

Für die Übertragung von größeren Szenen, insbesondere von Freilichtszenen, ist von der Fernseh A.G. das Zwischenfilmverfahren ausgebildet worden. Bei diesem Verfahren wird von der aufzunehmenden Szene zunächst ein Filmbild hergestellt. Der Film läuft nach der Belichtung unmittelbar durch Entwickler und Fixierbad, wird gewässert, getrocknet und auf einer anschließenden Apparatur mit einer Verzögerung von etwa 30 s in die Stromimpulse umgewandelt, die für die Modulation des Ultrakurzwellensenders nötig sind. Mit dieser Anordnung lassen sich ohne Schwierigkeit alle Szenen übertragen, die auch mit einer gewöhnlichen Kino-Kamera aufgenommen werden können. Diese Apparatur ist bereits so weit durchgebildet worden, daß noch im Laufe dieses Jahres praktische Versuche in Verbindung mit dem Ultrakurzwellensender vorgenommen werden können.

Ein gleichartiges Zwischenfilmverfahren ist von der gleichen Firma auch für die Empfangsseite durchgebildet worden. Hier wird das zu empfangende Fernsehbild auf einen Film aufgeschrieben und dieser Film wird, nachdem er entwickelt und fixiert ist, in großem Format auf die Leinwand projiziert.

Ein anderes Verfahren zur Erzielung großer Bilder ist in letzter Zeit von K a r o 1 u s, Leipzig, in Angriff genommen worden. Es handelt sich hier um eine praktische Ausbildung des schon seit langem bekannten Glühlampen Tableaus. Dieses Verfahren soll auch in Verbindung mit der Mehrkanal Übertragung für das Fernsehen über Leitungen erprobt werden. Es sollen dabei beispielsweise die Impulse einer jeden Zeile über je eine Leitung übertragen werden, so daß man schließlich ebenso viel Leitungen erhält als Zeilen im Bild vorhanden sind.

Das Gegensehen, d. h. die Möglichkeit, daß zwei an verschiedenen Orten befindliche Personen sowohl miteinander sprechen, als auch gleichzeitig sieh gegenseitig sehen können, war bereits im Jahre 1929 vom Reichspostzentralamt in einer einfachen Ausführung entwickelt und auf der Funkausstellung 1929 dem Publikum in Betrieb vorgeführt worden. Diese Anlage, die heute nur noch historischen Wert hat, steht im Deutschen Museum in München. Da die praktische Verwertung solcher Anlagen u. U. für gewisse Zwecke von Bedeutung werden kann, werden auch in der nächsten Zeit weitere Versuche zur Erprobung solcher Anlagen ausgeführt werden.

5. Fernsehsendernetz.

Die in Berlin Witzleben errichtete erste Anlage für Fernsehsendungen dient vor allem dazu, die bisher vorhandenen Fernsehgeräte praktisch zu erproben und zu verbessern und die Möglichkeiten eines praktischen Fernsehrundfunks festzustellen. Sie soll das Muster für weiter zu errichtende Fernsehanlagen sein. Die Berliner Anlage hat etwa eine Reichweite von 50 km. Wollte man ganz Deutschland mit Fernsehsendungen versorgen, so müßte man demnach fast jeder Stadt einen besonderen Fernsehsender geben. Dadurch würde die Übertragung der Darbietungen natürlich sehr erschwert. Günstiger scheinen die Verhältnisse zu werden, wenn man die Sendeanlagen möglichst hoch anbringt, weil die Reichweite des Senders annähernd der optischen Sicht entspricht (von der Antenne aus gerechnet). Würde man also einen solchen Sender auf einen hohen Berg stellen, z. B. auf den Brocken, so kann erwartet werden, daß dieser Sender etwa eine Reichweite von 100 km geben würde, d. h. es könnte durch ihn eine Reihe größerer Städte versorgt werden z. B. Magdeburg, Braunschweig, Hildesheim, Hannover, Nordhausen, Göttingen usw. Die sich hierdurch ergebenden Möglichkeiten werden von dem Reichspostzentralamt zur Zeit untersucht. Soweit die Vorversuche erkennen lassen, ist es möglich, den Fernsehsender Berlin Witzleben auf dem Brocken zu empfangen, so daß man einen hier aufgestellten zweiten Sender vom Sender Berlin Witzleben unmittelbar steuern könnte. Auf diese Weise wäre auch zunächst das Problem der Zubringung der Darbietungen für diesen Sender in einfacher Weise gelöst. Die Deutsche Reichspost hat den Bau einer fahrbaren Ultrakurzwellen Fernsehanlage in Aussicht genommen, die dann zunächst auf dem Brocken aufgestellt werden wird, um festzustellen, welche Gebiete von dort aus mit Fernsehen versorgt werden können. Mit dieser fahrbaren Sendeanlage dürfte es später leicht möglich sein, geeignete Orte für die Aufstellung weiterer Fernsehsender zu ermitteln.

Von großer Bedeutung ist auch für das Fernsehen eine rechtzeitige Bereitstellung eines geeigneten Wellenbereichs. Das für eine Fernsehsendeanlage notwendige Frequenzband ist in Abb. 1 dargestellt. Da man zwei Ultrakurzwellensendern, die genügend weit voneinander entfernt sind, die gleichen Wellen geben kann, ohne gegenseitige Störungen erwarten zu müssen, dürfte es gelingen, mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Frequenzbändern auszukommen.

Es ist zu erwarten, daß die von der Deutschen Reichspost getroffenen Maßnahmen es den an der Fernsehentwicklung beteiligten Stellen ermöglichen, ihre Arbeiten in verstärktem Maße weiterzuführen und insbesondere in Kürze brauchbare Empfänger auf den Markt zu bringen. Es dürfte dann die Zeit nicht mehr fern sein, wo zunächst für Berlin die derzeitigen Versuchssendungen durch regelmäßige Programmsendungen der Reichsrundfunkgesellschaft ersetzt werden können.

Die Deutsche Reichspost betrachtet es als ihre selbstverständliche Pflicht, auch weiterhin die Entwicklung des Fernsehens zu fördern, soweit dieses in ihren Kräften steht; besonders da ja das Fernsehen ein Nachrichtenübertragungsmittel ist, das, wie kein anderes sich dazu eignet, deutsche Kultur und Eigenart zu übermitteln und die deutschen Stämme näher zu bringen.

Besprechung.

Herr Wagner: Nach den Ausführungen des Herrn Vortragenden ist zur Übertragung von Bild und Ton je ein besonderer Sender vorgesehen. In Patentanmeldungen ist auch schon vorgeschlagen worden, mit einem einzigen Sender Teile des Bandes der Bildfrequenzen, die für die Bildübertragung weniger wichtig sein sollen, zur Tonübertragung zu benutzen. Derartigen Vorschlägen wurde aber von anderer Seite entgegengehalten, daß durch jeden Ausschnitt aus dem Bildfrequenzband die Bildgüte leidet. Ist die Entscheidung der Reichspost zugunsten je eines besonderen Senders für Bild und Ton dahin zu verstehen, daß die genannten Einwände für schwerwiegend gehalten werden, oder hat man sich für den andern Weg hauptsächlich deshalb entschieden, weil er zunächst als der leichter gangbare erscheint?

Herr Banneitz: Es trifft zu, daß die Güte des Fernsehbildes leidet, wenn Teile des Frequenzbandes nicht für das Bild verwendet werden. Die Deutsche Reichspost hat sich zu getrennten Sendern für Bild und Ton entschlossen, weil dadurch die technischen Anordnungen sowohl auf der Sende , wie auch auf der Empfangseite einfacher werden und die energiemäßige Ausnutzung der Sender bedeutend günstiger wird.

Herr Harbich: Es werden heute hauptsächlich Filme übertragen. Unmittelbare Abtastung ist im allgemeinen nur bei einer, höchstens zwei Personen möglich. Gibt es wohl Möglichkeiten, auch größere Szenen direkt abzutasten und welche Aussichten bestehen?

Herr Banneitz: Eine Möglichkeit, größere Szenen zu übertragen, bietet das Zwischenfilmverfahren. Der Nachteil dieses Verfahrens ist aber die zeitliche Verschiebung von Bild und Ton, die etwa 30 s beträgt. Eine andere Möglichkeit bildet eine Kathodenstrahlröhre nach Zworykin. Sie wurde in Amerika entwickelt; ob sie schon praktisch brauchbare Ergebnisse liefert, ist hier noch nicht bekannt geworden.

Herr N. N.: Sind die heutigen Verfahren tatsächlich als "Fern s e h e n" zu betrachten?

Herr Banneitz: Das hängt von der Definition des Begriffs "Fernsehen" ab. Man bezeichnet allgemein jede elektrische Übertragung bewegter Bilder mit Fernsehen, als Unterbegriff kennzeichnet man im besonderen "Fernkino", als Übertragung von Filmbildern. Das eigentliche oder unmittelbare Fernsehen wird durch den Lichtstrahlabtastsender, den Tageslichtsender und den Bühnensender verwirklicht.

Herr Wagner: Ich wäre dem Herrn Vortragenden für eine kurze Erläuterung des Abtastverfahrens mit einer Braunschen Röhre dankbar.

Herr Bauneitz: Den Schirm eine Braunschen Röhre bildet eine dünne Glimmerplatte, auf die eine dünne photoelektrische Schicht aufgespritzt ist (Mosaik von Photozellen). Die Rückseite der Glimmerplatte trägt einen Metallbelag. Das Bild wird nun auf dem photoelektrischen Belag abgebildet und dann wie üblich mit einem Kathodenstrahl abgetastet. Es werden dann Photoelektronen verschiedener Zahl von den einzelnen Photoelementen kleinster Art frei und der Ladestrom des Kondensators Photoelement Metallbelag ergibt den Bildstrom.

Herr Crämer: Wie ist der Stand des Fernsehens im Ausland?

Herr Banneitz. Der Stand ist durch die Industrieverbindungen etwa gleich. Er wird mit denselben Mitteln wie in Deutschland auch im Ausland bearbeitet. In Amerika werden seit längerer Zeit durch die Privatindustrie Fernsehsendungen mit primitiven Mitteln (niedrige Bildpunktzahl) durchgeführt, die aber das Publikum auf die Dauer nicht fesseln konnten und deshalb am Einschlafen sind.

Herr Harbich: Bei Fernsehvorführungen in London nach den Systemen Baird und Marconi Columbia habe ich dieselben Mittel und auch dieselben Ergebnisse wie bei uns festgestellt. Da Marconi Columbia Beziehungen zum amerikanischen Fernsehen besitzt, dürften diese Vorführungen bis zu einem gewissen Grad auch ein Bild über den Stand der Entwicklung in Amerika geben.

Herr Bader: Wie wird die Bildpunktzahl bei der Abtastung des Objekts mittels Braunscher Röhren definiert und festgestellt? Während der Sprung von einer Zeile zur nächsten einen unstetigen Vorgang darstellt, vollzieht sich offenbar die Abtastung einer Zeile stetig. Wie kann man demnach einer Zeile eine bestimmte, endliche Anzahl von Bildpunkten zuordnen?

Herr Banneitz: Genau definiert ist nur die Zeilenzahl. Unter der Größe des Bildpunktes wird das Quadrat verstanden, das die Seitenlänge der Zeilenbreite besitzt.

Herr Wagner: Zur Frage der Definition der Bildpunktfrage ist noch zu sagen, daß die Festsetzung des Frequenzbandes hauptsächlich die Bildschärfe in der Abtastrichtung bestimmt. Es erscheint vernünftig, sie etwa ebenso groß zu machen wie die Bildschärfe senkrecht zu den Bildzeilen, die einfach durch die Zeilenteilung vorgegeben ist. Tut man dieses, so kommt man auf quadratische "Bildelemente", in dem Sinne, wie sie gewöhnlich zur Definition der Bildpunktzahl und damit der notwendigen Übertragungsfrequenz benutzt werden.

MfG DR

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.