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Der Super-8-Filmabtaster „CCS" von Nordmende, dessen Auslieferung im Sommer dieses Jahres (also 1974) beginnt, nimmt im Rahmen aller bisher bekanntgewordenen Verfahren eine Sonderstellung ein, weil er als Fernseh-Speicher-Medium auf bereits vorhandener Software aufbaut und mit einem vorhandenen technisch ausgereiften System (dem des Super-8-Schmalfilms) voll kompatibel ist sowie für den Anwender außer der Wiedergabe an anderer Stelle vorproduzierter Programme auch Eigenaufnahmen (schwarz-weiß und farbig) ermöglicht, und zwar mit einer Aufnahmeausrüstung, die leicht zu transportieren und für einen verhältnismäßig niedrigen Preis erhältlich ist.

Neben dem Video-(Magnetband-) Aufzeichnungsverfahren ist das mit der Abkürzung „CCS" bezeichnete System das einzige, das für den Anwender Eigenaufnahmen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ermöglicht, wenn man von einem beachtenswerten Versuch der Aufzeichnung auf Magnetplatten absieht.

• Anmerkung : Wir haben (erst) 1974 und der Autor hatte keinerlei Visionen oder das Fach-Wissen, wie schnell sich die Video-Technik entwickeln würde.

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Besonders bei Farbaufnahmen bietet das System „CCS" für viele Aufgaben entscheidende Vorzüge, weil handelsübliche preisgünstige Schmalfilmkameras verwendet werden können, die sich außerdem netzunabhängig überall einsetzen lassen.

In der Zeit zwischen der ersten Ankündigung des Filmabtasters und der nun unmittelbar bevorstehenden Serienproduktion wurde in der Fachwelt viel über die Besonderheiten und Vorzüge diskutiert. Im Vordergrund stand dabei die Überlegung, ob sich der elektronische Abtaster gegenüber den herkömmlichen optischen Tonfilm-Projektoren in der Praxis behaupten könnte.

Dabei spielte die Kostenfrage eine besondere Rolle, weil die aufwendigere Elektronik und Mechanik eines Abtasters auch unter Berücksichtigung wirtschaftlichster Fertigung und unter Einbezug der mittel- und langfristig erkennbaren Rationalisierungsmöglichkeiten nicht so preisgünstig sein können wie die eines Tonfilm-Projektors.

Während der ausführlichen Diskussion dieser Kriterien wurde allerdings auch deutlich, daß Bewertungsschwierigkeiten dadurch entstehen, daß preisgünstige Schmalfilm-Projektoren für die Zielgruppe der Filmamateure nicht den gleichen Ansprüchen genügen müssen wie zum Beispiel professionelle Ausrüstungen, die täglich viele Stunden störungsfrei arbeiten sollen.

Gerade diesem Punkt wurde aber bei der Konstruktion des Gerätes „CCS" besondere Aufmerksamkeit gewidmet, weil einige systembedingte Vorteile es
geradezu herausforderten, auch den übrigen Komplex - besonders die Mechanik - so betriebssicher auszulegen, daß ein professioneller Einsatz mit täglich mehrstündigem Betrieb auf keine Schwierigkeiten stößt.
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• Der Abtastvorgang erfolgt ohne Erwärmung der Filmschicht.
• Im Gegensatz zu den optischen Projektoren wird der Film nicht durch Greifervorrichtungen ruckweise, sondern wie bei einem Tonbandgerät mit konstanter Laufgeschwindigkeit transportiert. Die Perforation hat daher keine Transportfunktion, und die sonst durch Deformierung der Perforationskante möglichen Bildstandsschwankungen entfallen.
• Ähnlich wie bei anderen elektronischen Speichergeräten, läßt sich das Programm über eine theoretisch unbegrenzte Zahl von Fernsehgeräten abspielen; die Wiedergabe über Bildschirme hat vor allem den Vorteil, daß der Wiedergaberaum nicht abgedunkelt werden muß.
• Die verhältnismäßig große Übertragungsbandbreite gewährleistet gute Bildqualität.

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Der auch äußerlich (Bild 1) wie ein größeres Tonbandgerät aussehende Filmabtaster weist in seiner Mechanik große Verwandtschaft zum Antriebsteil beziehungsweise zur Mechanik eines Tonbandgerätes auf. Bild 2 zeigt das Prinzip des mechanischen Aufbaues (von oben gesehen).

Die Arbeitsweise läßt sich am besten übersehen, wenn man dem Filmlauf von der links unten dargestellten Vorratsspule bis zum rechts oben gezeichneten Aufwickelteller folgt.
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Dazu dient zunächst der Einfädelschlitten. Auf diesem Einfädelschlitten ist ein separater Antriebsmotor (Einfädelmotor) montiert, der einen Friktions-(Gummi-)Riemen antreibt. Beim Drücken der Taste „Einfädeln" schiebt sich der Schlitten in Richtung zur Vorratsspule, bis seine untere Umlenkrolle mit dem an ihrem Umfang anliegenden Riemen den Filmwickel berührt und in der Ausfädelrichtung antreibt.

Gleichzeitig schiebt sich der Abhebespatel ebenfalls in Richtung zum Filmwickel vor, so daß das vom Friktionsriemen vorgeschobene Filmende vom Wickel abgehoben wird. Nicht im Bild 2 dargestellte vertikale Führungseinrichtungen bewirken, daß das weitergeschobene Filmende schließlich von der 1. Antriebswelle erfaßt wird, an die die mit dem Hubmagneten 1 angepreßte Andruckrolle den Film drückt.

Von diesem Augenblick an übernimmt die 1. Antriebswelle den Weitertransport des Vorspann-Filmstückes durch den Filmführungskanal (am Filmfenster und der Tonabtastzone vorbei) bis zur 2. Antriebswelle.

Die zugehörige Andruckrolle (durch den Hubmagneten 2 gesteuert) steht in Arbeitsstellung, das heißt, sie ergreift den Film und transportiert ihn weiter. Mit diesem Vorgang ist die Einfädelfunktion beendet. Nachdem nämlich der Film die 2. Antriebswelle passiert hat, fahren der Einfädelschlitten und der Abhebespatel in ihre Grundstellung zurück.

Außerdem schaltet der Hubmagnet 1 ab, so daß die 1. Antriebswelle den Film nicht mehr nachschiebt. Ausschließlich verantwortlich für das Weitertransportieren ist daher die 2. Antriebswelle.

Der Aufwickelteller (Bild 2, rechts oben) hat Flansche, wie sie auch bei Filmprojektoren üblich sind. Beide Flansche sind mit sogenannten Klemmbacken ausgerüstet, das heißt, radiale Sektoren des Flansches sind etwas in Richtung zum Filmwickel vorgespannt, so daß das Film-Anfangsstück leicht eingeklemmt, um die Drehachse herumgeführt und schließlich durch die Schiingenwirkung fest vom mittleren Dorn erfaßt wird.

Jetzt ist das Gerät spielbereit, wobei der Transport des Films - wie bereits erwähnt - ausschließlich durch die 2. Antriebswelle erfolgt, obwohl sich die von einem gemeinsamen (nicht eingezeichneten) Motor angetriebene 1. Antriebswelle weiterdreht.

In Filmlaufrichtung betrachtet, liegt unmittelbar neben der 1. Antriebswelle die sogenannte Standbildrolle. Sie läßt sich in der „Stop"-Stellung gegen den Film drücken und gestattet mit Hilfe eines nach außen geführten Bedienungsknopfes das Weiterdrehen von Bild zu Bild, damit man zum Beispiel ein bestimmtes Bild genau finden kann. Neben der Standbildrolle ist die Perforationsabtastung angeordnet. Sie besteht aus einer Lichtschranke (Glühlampe und Phototransistor), die je Perforationsloch einen elektrischen Impuls erzeugt, dessen Auswertung später besprochen wird.

Vor der weiteren Beschreibung der Mechanik sei zunächst das Grundprinzip der Bildabtastung besprochen. Dazu wird ein Standbild gewählt, das heißt ein gerade vor dem Filmfenster befindliches Filmstück, das wie ein einzelnes Dia abgebildet wird.

Die Abtaströhre schreibt ein der Norm entsprechendes 625-Zeilen-Raster.
Die Projektionsoptik ist so berechnet, daß das Zeilenraster punktscharf auf der Emulsionsschicht des Films abgebildet wird. (In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Elektronenstrahl in der Abtaströhre natürlich nur einen Punkt schreibt - das Raster entsteht durch entsprechende Ablenkung des Strahls -, und nur dessen Licht kann auf der Emulsionsschicht, und zwar wiederum als Punkt, erscheinen.)

Je nach der Transparenz der Emulsionsschicht an der getroffenen Stelle wird die Lichtenergie ganz oder teilweise durchgelassen, wobei sich auch ihre spektrale Verteilung ändert. Ein tief schwarzer Punkt im Bild entspricht einem geschwärzten - theoretisch lichtundurchlässigen - Punkt in der Emulsion.

Ein hellweißer Punkt läßt dagegen theoretisch alles Licht durch, das heißt ein Gemisch vieler Farben, die energiemäßig in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Für eine Farbübertragung genügt es, drei Farbauszüge, zum Beispiel entsprechend der Farbfernsehnorm mit den Farben Rot, Grün und Blau, zu erfassen und in elektrische Signale umzuwandeln.

Das Erfassen und Zerlegen in die Grundfarben übernimmt der di-chroitische Farbteiler, während die drei Photovervielfacher für die Grundfarben Rot, Grün und Blau die entsprechenden elektrischen Signale liefern.

Der Abtastkomplex ist ähnlich aufgebaut wie bei einem herkömmlichen Projektor, in dem normalerweise ein „Schuh" oder Andruckschlitten dafür sorgt, daß sich der Film unmittelbar vor dem Bildfenster nicht aus der Projektionsebene herausbewegen kann.

Außerdem sorgt man für einen leichten Druck auf die obere Filmkante, damit der Film keine Höhenbewegung (in der Ebene der Darstellung des Bildes 2 betrachtet) ausführen kann. Der Andruck des Films durch den Schlitten in Höhe des Filmfensters wird mit dem Hubmagneten 3 gesteuert.

In den Betriebsstellungen „Einfädeln", „Vorspulen" und „Rückspulen" bleibt der Schlitten abgehoben, damit sich für den Filmlauf die geringstmögliche Reibung ergibt.

Hinter einer Umlenkrolle, mit der lediglich der Filmlauf abgewinkelt werden soll, sind die beiden Tonabtasteinrichtungen für den Magnetton (im Abstand von 18 Bildern von der Bildabtastung) und für den Lichtton (im Abstand von 22 Bildern vom Filmabtastfenster) angeordnet.

Für die Umschaltung der Ton-Betriebsart sorgt der Tonartenschalter mit den Schalterstellungen „Lichtton", „Magnetton" und „kein Ton". Die letzte Stellung ist zweckmäßig für die Stummfilm-Bildwiedergabe, weil der Filmandruck innerhalb der Tonführung in dieser Schalterstellung aufgehoben und somit der Magnettonkopf geschont wird.

In der Stellung „schneller Vorlauf" bleibt im Gegensatz zu dieser Betriebsart bei Tonbandgeräten die 2. Antriebswelle voll in Funktion, das heißt, die zugehörige Andruckrolle bleibt in angedrücktem Zustand wie beim Spielbetrieb.

Das ist notwendig, weil eine volle Filmspule viel schwerer ist als beispielsweise eine Tonbandspule. Die größere Masse kann daher leicht das Filmende aus der Kassette herausziehen. Das ist jedoch nicht erwünscht, denn im Gegensatz zu offenen Spulen ist in Kassetten das Filmende befestigt, und das Stehenbleiben am Schluß des Films soll den automatischen Stop oder das Rückspulen einleiten.

Beim Antrieb des Films über die 2. Antriebswelle besteht die Gefahr des Herausziehens des Filmendes nicht, weil dann die Masse des Aufwickeltellers nicht auf die Vorratsspule „durchgreifen" kann; vielmehr sorgt die Antriebswelle für eine Entkopplung. Das Rückspulen des Films bewirkt ein getrennter Rückwickelmotor. Nach dem Einschalten des Rückwickelmotors schwenkt die Rückspul-Andruckrolle in Richtung zum Filmwickel und versetzt die Filmspule nach dem Erreichen des äußeren Randes in Linksdrehung.

An den Arbeitswiderständen der Photovervielfacher entstehen beim Abtasten die für die Ansteuerung einer Farbbildröhre benötigten Signale Rot, Grün und Blau (R, G, B).

Das Ausgangssignal liegt jedoch in einer Größenordnung von nur einigen Millivolt und muß daher zunächst verstärkt werden. Aus Bild 3 (S. 434) geht der Aufbau dieses Aufbereitungsteils für die Signale hervor.

Die Verstärker für die drei Farbkomponenten sind praktisch identisch; die in der oberen Zeile für den Grün-Verstärker enthaltenen Angaben gelten also auch für die beiden anderen Kanäle. Die Kanäle für Rot und Blau enthalten jedoch zusätzlich einen Verstärkungsregler, damit Farbstiche eines Films möglichst weitgehend ausgeglichen werden können.

Die erste Stufe in jedem der Verstärkerkanäle dient zur Randhelligkeits-korrektur. Damit sollen die Lichtverluste ausgeglichen werden, die bei praktisch jedem optischen System am Rande gegenüber der Bildmitte entstehen. Die Funktion der Stufe ist an dem eingezeichneten Feldeffekttransistor zu erkennen, der als steuerbarer Widerstand geschaltet ist und den Arbeitswiderstand des Photovervielfachers in der gewünschten Weise verändert. Am Bildrand entsteht dabei eine geringere Dämpfung als in der Mitte des Bildes.

Die zweite Stufe kompensiert das Nachleuchten der Bildröhre. Bereits im Abschnitt 1.2. wurde darauf hingewiesen, daß die Abtaströhre für einen kurzen Moment einen scharfen Punkt abbilden muß. Das ist jedoch nicht möglich, wenn die Leuchtenergie nicht unmittelbar nach dem Anregen sofort wieder auf Null absinkt, sondern „nachleuchtet".

Hier liegt der umgekehrte Effekt wie bei der normalen Fernsehbildröhre vor, bei der man absichtlich ein Nachleuchten für etwa eine Bilddauer wünscht, so daß die Helligkeit des einzelnen Punktes erst dann völlig abgeklungen ist, wenn er das nächste Mal vom Elektronenstrahl getroffen wird.

Anders ist es dagegen bei elektronischen Filmabtastern, bei denen es darauf ankommt, daß das Abtastsignal nach Möglichkeit schon zu Beginn des jeweils nachfolgenden Bildpunktes energiemäßig steil abfällt. Man sucht zu diesem Zweck besondere Substanzen für die Leuchtschicht der Abtaströhre aus.

Trotzdem läßt es sich nicht verhindern, daß auch bei der bestgeeigneten Leuchtschicht noch ein geringfügiges Nachleuchten auftritt, das dann mit einer elektronischen Schaltung kompensiert werden muß.

Besonders bei Verstärkerstufen mit hohem Verstärkungsfaktor ist die Gefahr groß, daß sich der Arbeitspunkt im Laufe der Zeit infolge Alterung verändert. Im Fall eines Signalverstärkers der hier besprochenen Art könnte das bedeuten, daß sich die Werte für Hell und Dunkel allmählich verändern. Dieser Gefahr kann man begegnen, indem man in einer Klemmstufe für eindeutige Potentialzuordnungen der Werte für Weiß und Schwarz sorgt. Diese Funktion hat die mit Klemmung bezeichnete Stufe im Bild 3.

Selbstverständlich bewirkt sie auch die eindeutige Zuordnung der Potentiale für Weiß und Schwarz im Falle von Bildinhaltsänderungen. Wiederum eine völlig andere Aufgabenstellung erfüllt die nachfolgende Y-Korrektur.

Die bisher beschriebenen Stufen gewährleisten einen weitgehend linearen Zusammenhang zwischen der Eingangshelligkeit am Photovervielfacher und der Ausgangsspannung. Diese lineare Charakteristik ist jedoch ausgangsseitig nicht erwünscht; die Wandlerkennlinie der Bildröhren ist nämlich nicht linear.

Beim Empfang von Fernsehsendungen wurde bereits auf der Senderseite dafür Sorge getragen, daß der durch die Bildröhrenkennlinie entstehende Fehler vorkompensiert wird. Auch im Falle eines Filmabtasters ist die sogenannte Gamma-Entzerrung erforderlich, damit für das Auge eine möglichst natürliche Abstufung von Weiß über Grau nach Schwarz entsteht.

Die in der vierten Stufe eingezeichneten Dioden bewirken ein Stauchen des Signals, wodurch sich ein Gamma-Wert von etwa 0,7 ergibt. Den Abschluß der drei Farbverstärker bildet jeweils eine Impedanzwandlerstufe, die für eine relativ niederohmige Anpassung an den nachfolgenden Schaltungskomplex sorgt.

An den Farbsignalverstärker schließt sich eine Additionsmatrix an, damit zur Vorbereitung der später folgenden Modulation getrennt das Leuchtdichtesignal (Y-Signal) und die beiden Farbkomponenten (Y-R) = "Leuchtdichte - rot" und (Y-B) "Leuchtdichte - blau" abgeleitet werden können.

Im Eingang des Y-Kanals liegen zwei Stufen mit den Bezeichnungen „Doppel-Differenzierentzerrer" und „Crispening-Entzerrer" zum Korrigieren des Frequenzganges. Diese Stufen gewährleisten die systemabhängige optimale Schärfe bei akzeptablem Signal-Rausch-Abstand (Rauschen entspricht „Schnee" im Fernsehbild).

Auch unter vergleichsweise (zu anderen Speicherverfahren) günstigen Voraussetzungen - wie im Falle des Super-8- Films - lassen sich nämlich an verschiedenen Stellen Beschneidungen des Übertragungsweges einschließlich der Wandlerverluste nicht verhindern:

Der Leuchtpunkt der Abtaströhre muß schon aus Energiegründen größer sein, als es theoretisch dem Abtastprinzip nach erwünscht ist (außerdem setzt die Technologie der Fokussierung praktische Grenzen). Das Projektionsobjektiv verursacht Auflösungsverluste.

Auch das Speichermedium selbst, also der Super-8-Film, kann nach dem derzeitigen Stand der Technik den der Fernsehnorm nach möglichen Spielraum nicht voll ausnutzen; an der oberen Frequenzgrenze 5 MHz beträgt die Durchmodulation noch 60%.

Die durch diese Einflüsse entstehenden und die sonstigen Verluste werden optimal durch den Doppel-Differenzierentzerrer und die Crispening-Stufe ausgeglichen.

Das Prinzip des Differenzierentzerrers sei an Hand von Bild 4 (S. 434) erklärt (in den Jahren 1958 bis 1962 setzte man Differenzierentzerrer sogar in Heim-Fernsehempfängern ein; heute trifft man sie häufig in professionellen Übertragungsanlagen).

Eine gegenüber dem theoretischen Signalverlauf (gestrichelte Kurve im Bild 4a) abgeflachte Spannung ux wird zweimal differenziert, so daß Kurvenverläufe wie in den Bildern 4b und 4c entstehen. Anschließend dreht man das Signal u3 in der Phase um 180° (Bild 4d) und addiert die umgepolte Spannung it4 zu der Ursprungsspannung ult die zum Vergleich noch gestrichelt im Bild 4e eingezeichnet ist.

Die resultierende Summenspannung u5 = (u1 + u4) hat eine steilere Flanke als die Ursprungsspannung ux. Im Bild 4e erkennt man, daß hierbei jedoch die Gefahr der Überentzerrung besteht, weil die Überschwinger im Fernsehbild eine störende Plastik verursachen können.

Aus diesem Grunde enthält der Differenzierentzerrer des Filmabtasters „CCS" einen Verstärkungseinsteller „Brillanz", mit dem sich einerseits der Störeffekt reduzieren, andererseits aber die schärfeverbessernde Wirkung optimal einstellen läßt.

Der Crispening-Entzerrer hat praktisch die gleiche Wirkung wie der Differenzierentzerrer, allerdings mit einem wesentlichen Unterschied. Im Gegensatz zu der beschriebenen Normalausführung arbeitet er amplitudenabhängig; bei kleinen Amplitudensprüngen (bei Sprüngen mit geringer Potentialdifferenz) wird der Differenziereffekt unterdrückt, bei großen dagegen nicht.

Der Grund für diese Modifikation ist leicht verständlich. Das elektrische Rauschen besteht aus unregelmäßigen Potentialsprüngen. Ein Differenzierentzerrer kann nicht zwischen dem Nutz- und dem Störsignal unterscheiden; er registriert einen Spannungssprung und versteuert ihn.

Im Falle eines Rauchkorns stört dieser Effekt jedoch, und zwar besonders dann, wenn eine „gesunde Plastik" durch zu starkes Aufregeln des Korrekturspannungspegels entsprechend Bild 4e gewünscht wird, was in der Praxis sehr häufig vorkommt. Der Crispening-Entzerrer mildert die schädliche Nebenwirkung.

Vor dem Additionsglied für das vollständige FBAS-Signal erkennt man im
Bild 3 eine Laufzeitleitung. Diese Laufzeitleitung ist erforderlich, weil die schmalbandigen Farbdifferenzkanäle eine längere Signallaufzeit haben als der Luminanzsignalkanal.

Die Stufen für die Aufbereitung des Chromasignals sind ebenfalls aus ....... (hier fehlt auf der Seite der Text) wenn man davon absieht, daß dort demoduliert, hier aber moduliert wird.

Dem von der Matrix gelieferten (Y-R)-Signal wird in der Additionsstufe zunächst das Farbsynchronsignal zugesetzt, das als Impuls eingetastet wird.

Anschließend sorgt ein Tiefpaß für die Bandbreitenbeschneidung. Die nachfolgende Klemmung hat nicht grundsätzlich mit dem Arbeitsprinzip zu tun, sie soll vielmehr ein langfristig stabiles Arbeiten der trägerunterdrückten Farbmodulatoren gewährleisten.

Im weiteren Verlauf des Signalweges folgt der (R-Y)-Farbmodulator, dem außer der Farbdifferenzspannung ein alternierend Zeile für Zeile um jeweils 180° phasenverschobenes 4,43-MHz-Farboszillatorsignal zugeführt wird.

In diesem Punkt unterscheidet sich der sonst gleich aufgebaute (Y-B)-Kanal vom (Y-R)-Kanal, weil der (B-Y)-Modulator die direkt vom Generator abgenommene 4,43-MHz-Spannung erhält.

Für die Farbmodulatoren werden integrierte Schaltungen verwendet, die auch ein einfaches Zusammenschalten der beiden Farbdifferenz-Kanalausgänge ohne besonderes Additionsglied vor dem abschließenden Chrominanz-Bandpaß erlauben.

Die drei Komponenten Leuchtdichtesignal, Synchronimpulse und Chrominanzsignal werden in der Additionsstufe zusammengefaßt und über einen Impedanzwandler als normgerechtes FBAS-Signal direkt der Ausgangsbuchse zugeführt.

Parallel dazu liegt auch das vom Licht- beziehungsweise Magnetton-Abtastteil gelieferte und verstärkte Tonsignal an einem Kontakt der FBAS-Ausgangsbuchse.

Die übrige ausgangsseitige Schaltung mit dem UHF-Oszillator, dem 5,5-MHz-Oszillator und dem UHF-Modulator ist erforderlich, weil Videobuchsen an Fernsehempfängern allgemein nicht üblich sind und der Benutzer des Filmabtasters ohne diese Einrichtung sonst einen separaten HF-Modulator benötigt, um den Abtaster an die Antennenbuchse des Empfängers anschließen zu können.

• Anmerkung : Wir sind noch in 1974 und nur wenige Heimfernseher haben die SCART Buchsen oder BNC Video-Eingänge.

Wie aus Bild 3 ersichtlich, ist das Intercarrier-Prinzip im Falle der Tonmodulation umgekehrt worden. Im Gegensatz zu Fernsehsendern erzeugt man nicht nebeneinander die Bild- und die Tonträgerfrequenz, sondern nur erstere, die dann mit dem frequenzmodulierten 5,5-MHz-Tonträger überlagert wird. Dabei entsteht der HF-Tonträger im UHF-Bereich als Summe von Bildträger (vom UHF-Oszillator) und 5,5-MHz-Zwischenträger.

Diese in Bildmustergeneratoren bereits seit 20 Jahren übliche Schaltung hat sich sehr gut bewährt, vor allem, weil sich der Frequenzabstand von 5,5 MHz relativ genau einhalten läßt. Der Antennenumschalter dient ausschließlich dem Bedienungskomfort. Das Durchschleifen des von der Empfangsantenne gelieferten Signals erübrigt ein Umstecken des Antennenkabels am Empfänger im Falle des wechselseitigen Betriebes „Abtasterwiedergabe" - „Fernsehempfang".

Aus dem Abschnitt 1.1. geht bereits hervor, daß die Laufwerkssteuerung komplizierter sein muß als die eines Magnettongerätes.

Vier Motoren (je einer für die Funktionen „Einfädeln", „Filmtransport", „Aufwickeln" und „Rückspulen") müssen neben vier Hubmagneten gesteuert werden, und das bei dem gegenüber dem Tonband schwereren Informationsträger Super-8-Film.

Außerdem müssen noch einige Hilfsfunktionen mit der Laufwerkssteuerung gekuppelt sein:
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• die Regelung der Lauf geschwindigkeit bei Spielbetrieb;
• die Rastersprung-Steuerung, die wegen des Filmantriebes mit konstanter Lauf geschwindigkeit erforderlich ist;
• das Einschalten des Tons bei Spielbetrieb ;
• die Stromzuführung für die Tonlampe bei der Betriebsart „Lichtton".

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Die einander ablösenden beziehungsweise ineinander übergreifenden Funktionen hätten selbstverständlich auch mit einer mechanischen Steuerung beherrscht werden können. Aus Gründen der größeren Sicherheit und des höheren Bedienungskomforts wurde jedoch eine umfangreiche Logikschaltung eingebaut, die unter anderem mit 14 integrierten Schaltungen bestückt ist und zahlreiche zusätzliche Verknüpfungen (teilweise auch als Sicherung gegen Fehlbedienung oder Folgeschäden bei Defekten) aufweist.

Sie ermöglicht die Verwendung leichtgängiger Tipptasten im Bedienfeld, da für ihre Funktion Schaltimpulse ausreichen.

Das Prinzip der Laufwerkssteuerung geht aus dem Bild 5 hervor. In Stichworten sollen für den Fall der Betätigung der Einfädeltaste die dann ausgelösten Einzelfunktionen und Absicherungen beschrieben werden (s.a. Bild 2):

• 1. Der Rückwickelmotor schaltet ein, und die Andruckrolle zum Rückspulen schwenkt gegen Filmwickel (Straffen des Filmwickels auf der Vorratsspule).
• 1.1. Wenn Perforationsimpulse eingegeben werden (im Falle des bereits vorher vollzogenen Einfädelvorganges), schaltet die Logik sofort auf „Spielbetrieb" um.
• 1.2. Wenn die Perforationsimpulse ausbleiben (Normfall nach dem Einsetzen der Kassette oder Spule), schaltet die Logik nach 2s den Rückwickelmotor aus, und der Einfädelschlitten sowie der Abhebespatel schieben sich in Richtung Filmwickel.
• 2. Der Einfädelmotor läuft an.
• 3. Die Zeitüberwachung für den Einfädelvorgang wird eingeschaltet. Sie sorgt nach 12s für die Abschaltung des Einfädelmotors und das Rückfahren des Einfädelschlittens sowie des Abhebespatels, wenn keine Perforationsimpulse eintreffen. Grund: Absicherung gegen Fehlbedienung (Kassette nicht oder falsch angesetzt) und gegen Transportstörungen aller Art, zum Beispiel durch Fremdkörper.
• 4. Sobald Perforationsimpulse eintreffen, erfolgt die Umschaltung von „Einfädeln" auf „Spielbetrieb".
• 5. Überwachung der Aufwickel-Impulsfrequenz nach entsprechender Zeitverzögerung. Ist sie Null (bei Defekt oder verklemmtem Aufwickelmotor), so schaltet das Gerät ebenso auf „Rückwickeln" um wie im Falle eines zu schnell laufenden Aufwickelmotors, der ja „durchdreht", wenn der Film aus irgendeinem Grunde nicht gefangen wurde.
• 6. Beim Ausbleiben der Perforationsimpulse (Filmende erreicht, Film klemmt oder gerissen) schaltet die Logik wie unter 5. auf „Rückwickeln" um.
• 7. Das „Rückwickeln" bleibt eingeschaltet, wenn erneut Perforationsimpulse einsetzen.
• 8. Bleiben die Perforationsimpulse aus, weil das Filmende erreicht oder der Film gerissen ist, dann liefert die Logik nach 2s das Signal Stop.

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In optischen Projektoren wird der Film ruckweise transportiert, wobei man ein möglichst großes Verhältnis von Standzeit zu Transportzeit anstrebt, um vor allem eine große Helligkeitsausbeute zu erreichen.

Optische Projektoren mit kontinuierlichem Filmtransport setzten sich bisher nicht durch. (zum Beispiel der geniale Mechau Linsenkranzabtaster)

Grundsätzlich kann man das Prinzip des ruckweisen Transports auch für Abtaster verwenden. Für das Filmformat 35mm und für 16mm- Schmalfilm gibt es Konstruktionen, die ihre Funktionstüchtigkeit zum Beispiel in den Fernsehanstalten täglich beweisen.

Prototypen der Jahre 1969 und 1970 des hier beschriebenen Super-8-Abtasters „Spectra-Colorvision" arbeiteten ebenfalls zunächst mit ruckweisem Antrieb des Films.

Bei diesem Prinzip entstehen jedoch Probleme durch die verhältnismäßig kurze Transportzeit, die ja theoretisch nicht länger sein darf als die Zeit des Bildwechselimpulses einschließlich der Bild-Austastzeit der Fernsehnorm. Selbst wenn man die Bildwechselzeit bei Verlust einiger Zeilen etwas verlängert, zum Beispiel auf etwa 2ms, so beträgt sie dann
immer noch nur etwa ein Drittel der Transportzeit einer normal dimensionierten Mechanik eines optischen Projektors bei 18 Bildwechseln je Sekunde.

Versuche haben ergeben, daß zwei wesentliche Nachteile entstehen, wenn man die Mechanik für entsprechend kurze Transportzeiten ausführt.

Einerseits erzeugt eine derartige Konstruktion außerordentlich laute Knattergeräusche, die zwar in einem Studio - oder einem anderen technischen Raum - erträglich sein mögen, nicht jedoch in den Räumen, die man für AV-Geräte der üblichen Anwendungen wählt (meistens dieselben Räume, in denen auch Bild und Ton wiedergegeben werden sollen).

Andererseits erhöht sich bei extrem kurzen Schaltzeiten auch der Verschleiß sowohl der beanspruchten Mechanikteile als auch des Films.

Aus diesen Gründen stellte man das Verfahren während der Vorbereitungszeit um und wählte das des kontinuierlichen Filmtransports, bei dem der Aufwand mehr auf Seiten der Elektronik liegt. Das Prinzip kann man sich vereinfacht so vorstellen, daß das Zeilenraster der Bildröhre im Falle der Laufbildwiedergabe mitgesteuert
wird (in Filmlaufrichtung, also in Richtung der vertikalen Bildabtastung), damit der gleiche Effekt wie bei ruckweise arbeitender Filmtransportmechanik entsteht.

Unabhängig von der Transportart, also sowohl bei ruckweisem als auch bei kontinuierlichem Transport, ist zunächst eine Anpassung der Bildwechselfrequenz an die Fernsehnorm erforderlich.

Das Verhältnis zwischen der Abtasthäufigkeit je Sekunde und der
nach der Fernsehnorm mit 25 vollen (625 Zeilen) beziehungsweise 50 Halbbildern (312,5 Zeilen) vorgegebenen Bildfrequenz muß ganzzahlig sein.

Seit langem vernachlässigt man jedoch die geringe Differenz zu der Filmgeschwindigkeit von 24 Bildern je Sekunde, die bei professionellen Filmen der Formate 35, 16 und 8mm üblich ist. Prozentual etwas größer, aber dennoch noch gut vertretbar, ist die Differenz zwischen der für den Super-8-Film genormten Filmgeschwindigkeit von 18 Bildern je Sekunde und der bei Abtastern verwendeten Bildwechselfrequenz von 16% Bildabtastungen je Sekunde. Jedes Bild auf dem Filmstreifen tastet man in diesem Fall dreimal ab, um kompatibel mit der Fernsehnorm (50 Halbbilder je Sekunde) zu sein.

Das Verfahren des Mitlaufens des Ablenkfeldes der Abtaströhre bei kontinuierlichem Filmtransport ist im Abtast-Zeitschema (Bild 6) dargestellt. Daraus geht indirekt auch hervor, daß das erwähnte Mitlaufen des Ablenkfeldes der Abtaströhre auf eine Verringerung der Bildablenkamplitude auf dem Schirm der Abtaströhre hinausläuft.

Beim Standbild entsteht auf dem Schirm ein Zeilenraster mit dem gleichen Seitenverhältnis Höhe zu Breite wie beim (einzelnen) Bild des Films. Die Laufbildabtastung erfordert dagegen eine geringere Ablenkamplitude (man kann sagen, daß der fehlende Teil durch die Filmtransportgeschwindigkeit ersetzt wird).

Im Falle von 25 Bildern je Sekunde ergibt sich dabei zwangsläufig für die Dauer der Abtastung eines Bildes unter Vernachlässigung des Rücklaufes (1/50s = 20ms) nur die Hälfte der Ablenkamplitude wie bei einem Standbild (bei 16% Bildern je Sekunde ist es das 0,66fache).

Eine weitere Besonderheit ist das Rückspringen des Abtaststrahls nach zwei beziehungsweise drei Abtastungen. Bei Beginn der Abtastung eines neuen (optischen) Bildes muß der Strahl wieder an der Stelle beginnen, die dem oberen Rand des neuen Bildes entspricht, bevor der Mitlaufvorgang für das neue Bild einsetzt.

Mit den vorangegangenen Erläuterungen hat man noch nicht die Übersicht, wie die vertikale Ablenkung der Abtaströhre schaltungstechnisch gelöst ist. Dieser Komplex muß zwangsläufig viel aufwendiger sein als der Bildablenkteil eines Fernsehempfängers.

Im Abtaster werden drei integrierte Schaltungen und 13 Transistoren für diese Aufgabe eingesetzt, um die hohen Anforderungen an die Linearität des Ablenkstroms und das exakte Einhalten der Umspringpunkte zu gewährleisten; selbst geringfügige Deckungsfehler erzeugen neben Schärfeverlusten vor allem ein sehr unangenehmes Bildzittern beziehungsweise -flimmern.

Bild 7 zeigt die Blockschaltung der Bildablenkung. Im Sägezahngenerator sorgt je nach der Höhe der in der Schaltstufe festgelegten Basisspannung ein Transistor für das Aufladen des Kollektorkondensators.

Das Aufladen erfolgt am schnellsten (größte Steilheit der Sägezahnflanke) bei der Betriebsart „Standbild" und am langsamsten bei der Laufgeschwindigkeit 25 Bilder je Sekunde. Von der Steilheit der Sägezahnflanke hängt die Ablenkamplitude ab.

Die von einer Logikschaltung gesteuerte Rastersprung-Steuerung bewirkt, daß zu den von der Logik bestimmten und mit dem 20ms-Takt gesteuerten Zeitpunkten jeweils die Sägezahnamplitude an das Sprungpotential geschaltet wird.

Als Schaltstrecke dienen vier Dioden, die mit der Rastersprung-Logik und in Serie angeordneten Schalttransistoren abwechselnd das Sägezahnsignal an vorgewählte Gleichspannungen schalten.

Das sich anschließende Linearitätsnetzwerk enthält je drei Korrekturpositionen für die obere und die untere Bildhälfte. In einem Operationsverstärker und der nachfolgenden Gegentaktstufe wird schließlich für den Pegel und die Anpassung gesorgt, den die vertikale Ablenkspule für die Abtaströhre benötigt.

Die Taktsignale, Steuerimpulse und weitere Hilfsimpulse werden vom 4,433-MHz-Muttergenerator zum Erzeugen der Farbträger-Hilfsfrequenz abgeleitet.

Aus Bild 8 gehen die Teilungsverhältnisse und die Aufstellung aller Ausgangsimpulse hervor, zu denen - einschließlich der erforderlichen Verzögerungen - auch Synchronisations- und Austastimpulse für Bild und Zeile sowie die Schwarzschultern gehören.

Im Abschnitt 4. war darauf hingewiesen worden, daß der Startpunkt jeder Bildabtastung außerordentlich präzise eingehalten werden muß. Um das zu erreichen, genügt jedoch nicht allein eine sorgfältige Dimensionierung der Ablenkung. Ebenso beeinflußt die Mechanik des Laufwerks den Startsprung.

Mit Hilfe der Capstan-Antriebe und der mit reichlicher Reserve dimensionierten Schwungscheiben wird für einen guten Gleichlauf, das heißt eine praktisch fehlerfrei gleichförmige Bewegung des Bildes, gesorgt.

Entscheidend dabei ist, daß die mittlere Laufgeschwindigkeit synchron zum Abtastrhythmus verläuft, und zwar in den angegebenen Verhältnissen von zwei beziehungsweise drei Abtastungen je Filmbild. Zum Konstanthalten der mittleren Laufgeschwindigkeit verwendet man eine Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung, deren Prinzip aus Bild 9 ersichtlich ist.

Die bereits im Abschnitt 1.1. besprochene Lichtschranke zur Abtastung der Perforation liefert jeweils einen Impuls je Perforationsloch. Diesen Impuls bereitet man in einer besonderen Stufe auf, bevor man ihn direkt dem Phasen- und Frequenzvergleich zuführt.

Das Vergleichssignal wird direkt von der Rastersprungsteuerung abgeleitet, in der je nach eingeschalteter Filmgeschwindigkeit Impulse mit der Wiederholungsfrequenz 25 Hz beziehungsweise 16% Hz zur Verfügung stehen. Der Bildlageregler beeinflußt die Phase des Ausgangssignals des monostabilen Multivibrators, so daß damit die genaue Deckung des elektrischen Abtastrasters mit dem Filmbildfenster eingestellt werden kann.

Unter den weiteren Stufen fällt als Besonderheit noch die Helligkeitsregelung der Abtaströhre auf. (Sie läßt sich mit einer Aussteuerungsautomatik vergleichen, wie man sie in Tonbandgeräten verwendet.) Dieser Teil der Schaltung sorgt dafür, daß auch bei stark unterschiedlich belichteten Filmen immer ein annähernd gleichbleibendes FBAS-Signal entsteht.

Vom RGB-Verstärker werden die Spitzenwerte des Ausgangssignals abgezweigt und als Steuersignal für die Helligkeitsregelung verwendet. Sind sie zu hoch, so wird durch die Regelschaltung die Katodenspannung der Abtaströhre so weit nachgesteuert, daß das Eingangssignal des RGB-Verstärkers wieder entsprechend absinkt. Die Abtaströhre ist übrigens außerdem durch eine besondere Schutzschaltung gegen Einbrennschäden gesichert.

Bei fehlendem Zeilen- oder Bild-Ablenksignal wird der Strahlstrom mit Sicherheit unterbrochen. Die Schaltungen für die Zeilenablenkung und auch für den Tonteil weisen gegenüber üblichen Schaltungen von Fernsehempfängern beziehungsweise Tonprojektoren für Filme keine Besonderheiten auf.

Erwähnenswert ist jedoch die etwas abweichende Steuerung der Zeilen-Endstufe. Hier findet man keinen Generator wie in Fernsehempfängern, sondern einen sogenannten Impulsformer. Der Generator erübrigt sich nämlich, weil die Zeilenfrequenz direkt vom Taktgeber abgeleitet werden kann.

"Pre" geschrieben im Jahre 1974
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Art des Gerätes:
Elektronisches Abtastgerät für Super-8-Farbfilm und -Schwarz-Weiß-Film; kontinuierlicher Filmlauf
Ausführung:
Abspieleinheit zum Anschluß an ein Fernsehgerät (Antennenbuchse)
Ausgangssignal:
HF-Signal mit Ton, 1 Kanal im UHF-Bereich; Videosignal mit Ton (NF) an 6-poliger Videobuchse
Stromversorgung:
220 V, Leistungsaufnahme 120W
Filmgeschwindigkeiten:
16% und 25 B/s, umschaltbar
Filmlaufzeiten mit 18-cm-Spule und zur Zeit gebräuchlichem Super-8-Film:
22 min bei 25 B/s und Lichtton, 28 min bei 16% B/s und Lichtton
Begleitton:
Umschaltbar auf Licht- oder Magnettonwiedergabe, Magnettonaufnahme
Bild-Ton-Abstand:
Entsprechend Normvorschlag 18 Bilder für Magnetton und 22 Bilder für Lichtton, beide voreilend
Filmkassetten beziehungsweise -spulen :
Abspielbar sind die Bell & Howell-Kassetten; mit als Zubehör lieferbarem Adapter auch offene Filmspulen mit Super-8-Norm-Dreizackaufnahme bis maximal 18 cm Spulendurchmesser
Betriebsarten:
Filmlauf vorwärts (Rückspulung automatisch nach Erreichen des Filmendes); Standbild (beliebig lange, keine Filmbeanspruchung); Schnellvorlauf; Schnellrücklauf
Filmeinfädelung:
Vollautomatisch ohne manuellen Eingriff einschließlich Aus-fädelung des Filmendes aus der Kassette beziehungsweise Spule
Auflösung: 3,5 MHz

Abmessungen: 615 mm X 210 mm X 370 mm - Gewicht: etwa 27 kg

Bild 1. Super-8-Filmabtaster ,,Spectra-Colorvision CCS"
Bild 2. Prinzip des mechanischen Aufbaues (von oben gesehen)
Bild 3 ersichtlich; sie sind unterhalb des Leuchtdichtekanals dargestellt. Der Gesamtkomplex hat große Ähnlichkeit mit dem entsprechenden Teil eines Farbfernsehempfängers,

Bild 4. Wirkungsweise des Differenzierentzerrers
Bild 5. Prinzipschaltung der Laufwerkssteuerung
Bild 6. Verlauf des vertikalen Ablenkstroms und zugehöriges Abtast-Zeitschema für 25 Bilder je Sekunde (a) und 162/s Bilder je Sekunde (b) Filmlaufgeschwindigkeit
Bild 7. Blockschaltung    der   Bildablenkung
Bild 8. Erzeugung der Taktsignale und Steuerimpulse
Bild 9. Prinzip der Regelschaltung für konstante Laufgeschwindigkeit des Films