Titelbild: RCA Walkie-Lookie, Der „man“ Mann mit seinem Rucksack, bzw. Tornister alias einem "back-pack" vor dem großen Einsatz bei der 1952er Political Convention. Im Bild zu sehen sind auch der modulare Aufbau an dem vor dem Einsatz „noch alle Schrauben nachzuziehen“ waren [© 5/ AM-FM-Television Broadcast News Vol. No 71, Sept.- Oct. 1952].
Inhaltsverzeichnis:
Wenn heutzutage Kameramänner bei beliebigen Fernsehereignissen im Schlepptau der Reporter auf die Jagd nach sehenswerten Motiven gehen, dann sind dessen Kinderschuhe, also die damit verbundene technische Machbarkeit 2022 ein 70 jähriges Jubiläum wert (2011 zu 60 Jahre).
Praktisch sind dies eine oft als Steadycam ausgeführte tragbare Farbfernsehkamera. Diese ist rückseitig magaziniert mit Akkus im Mehrfachpack, oft mit einem Scheinwerfer und mehreren Antennen bestückt und nach wie vor eine reine Männerdomäne, denn Kamerafrauen sind nach wie vor kaum zu sehen.
Den Anlaß dieses Artikels bot der englischsprachige Fachvortrag von Mr. Gary Davis bei der Early Television Convention 2011 in Ohio USA, der ich per Web-Video wie bereits in den letzten Jahren auch beiwohnen konnte, und mir der Autor zudem zeitgenössisches Schriftgut zukommen hat lassen auf dessen Basis dieser Beitrag fußt [5].
Das Besondere, um es nochmals zu verdeutlichen, war die kabellose und damit freie Beweglichkeit eines Fernsehkameramanns innerhalb eines großzügigen Radius während einer Live-Veranstaltung, so wie man es bereits von Filmreportageaufnahmen, die natürlich nicht live sein konnten von jeher kannte und bis heute unsere Sicht die Dinge hautnah am Geschehen zu sehen und wahrzunehmen nachhaltig verändert hat.
Die
Ausgangssituation um 1950:
Was waren die Ausgangssituation und die Voraussetzungen der RCA (Radio Corporation of America) um ein solches Produkt auf den professionellen Broadcast Fernsehmarkt zu bringen?
Die Anfänge des hochauflösenden Fernsehens (nach damaliger Lesart ab ~400 Zeilen) noch in den 1930er Jahren waren von schwerer und voluminöser Technik geprägt. Schwer waren die Kamerawagen auf denen die Kameras selbst befestigt waren, die Verstärkergestelle dazu, und mehr noch in der dreistelligen Kiloklasse angesiedelt die elektro-, wie auch elektronisch-mechanischen Filmabtaster.
Mobil, oder besser formuliert, fahrbar, wurde die Technik schon früh, nämlich als es darum ging selbige auf Messen und Ausstellungen rund um den Erdball publikumswirksam zum Ausloten neuer Exportmärkte vorführen zu können.
Ein gutes Bild ist der OB Van (Outside Broadcast Van = Reportageaufnahmewagen) der NBC, der Tochtergesellschaft der RCA aus der Zeit kurz vor dem II. Weltkrieg der als erwähnenswerte Besonderheit die Signalübertragung bereits per Mikrowellensignal an das Sendergebäude weitergab, und damit im Vergleich zur Deutschen Technik, weil noch auf einem Breitbandkabelnetz beruhenden System in dieser Disziplin sehr fortgeschritten war.
Und wenn man sich die „Spiegel“ gen Himmel andenkt, dann sind sie im Vergleich zu den heutigen ENG (Electronic News Gathering - elektronische Berichterstattung) Studiowagen mit Satelliten Uplink kaum anders aufgebaut. Hier jedoch sind die Parabolspiegel für die Ton-Mikrophone zur Bündelung der Charakteristik im Einsatz.
Natürlich waren die an den Aufnahme-Regiewagen angeschlossenen Kameras deren Reichweite durch das koaxiale Verbindungskabel, auf dessen Verlegung zur Sicherheit der Teilnehmer des Ereignisses entsprechend Rücksicht genommen werden musste hinsichtlich der Flexibilität der Einsatzgebiete begrenzt.
Die Herausforderung:
Auf eine Problematik im Kontext sei kurz eingegangen:
Herzstück der Übertragungskette beim Analogfernsehen waren die Taktgeber, also die Generierung und Verstärkung der Fernsehnorm entsprechenden horizontalen wie auch vertikalen Synchronsignale des Fernsehrasters die wir heute als (F)BAS (FarbfernsehbildAustast und Synchronsignal) kennen.
Da jede Leitung eine Signallaufzeit abhängig von Länge, Frequenz und Beschaffenheit besitzt, war eine Anpassung mehrerer Kameras mit unterschiedlicher Entfernung zur Regieeinheit eine Herausforderung die mit eigenen Laufzeitkompensatoren soweit ausgeglichen wurden damit der Zeilenstand (die Phase) gleich dem der am weitesten entfernt eingesetzten Kameras war.
Um das zu erreichen, nahm man um 1940 bei der Deutschen Fernseh GmbH eine damit einhergehende vertikale Verschiebung des gesamten Bildes nach unten um bis zu fünf Zeilen bei bis zu 125 km Gesamtentfernung in kauf um in der Regie eine Bildmischung ohne Vertikalsprung und Horizontalversatz gewährleisten zu können [10].
In eine neue im wahrsten Sinn des Wortes Zündung der Entwicklung gelangte man diesseits wie jenseits des Atlantiks zur Zeit des Krieges, als man Fernsehkameras „mobil“ benötigte worüber im Detail dieser Tage das neue Fachbuch mit dem Titel "Flugkörper der Deutschen Luftwaffe und der USA mit Fernsehlenkung im II. Weltkrieg" Auskunft gibt, und der Autor dieser Zeilen auch eine Rezension veröffentlicht [9].
Die Anforderungen dieser Systeme und deren Erfüllung müssen wir dennoch in den Disziplinen wie Kompaktheit, Betriebsstabilität, „geringer Energieverbrauch“, Bedienungsvereinfachung und Funkübertragung des Fernsehbildes an einen Empfänger diesseits wie jenseits des Atlantiks als technische Meilensteine sehen, womit leider wieder einmal mehr der Krieg der Vater nicht unwesentlicher technischer Entwicklungen wurde.
Zum US Rose Bowl am Neujahrstag 1952, einem Fernsehgroßereignis, sah man mit geübtem Blick den „Walkie Pushie“, also eine kabellose Kamera-Sendeeinheit auf einem rund ~1,2 x 1,8 m großen /(4 x 6 ft.) Dreiradwagen der nebst 20 Akkus auch den Kameramann und einen Fernsehtechniker aufnahm und eine Reichweite von rund ½ Meile/~0,8 km ermöglichte. Das Signal wurde über die unidirektionale Antenne des nächstgelegenen OB Van´s empfangen und weitergeleitet. [2]
„Walkie Lookie“
alias „Herumgehen und Schauen“:
Nun galt es also wie der Name andeutet, die bis 1945 in diverse technische Trägersysteme, vom Lastwagen über das Flugzeug bis zum Waffensystem untergebrachte Gerätschaft jetzt auch für Menschen tragbar zu gestalten.
Es sollte daher, um in der Analogie zu bleiben, einem Soldaten des Fernsehens gleich, zum Einsatz an vorderster Linie „umgehängt“ werden können.
Die Rede ist natürlich von der s/w Fernsehtechnik. Das Farbfernsehen stand 1951 selbst in den USA erst noch in der „Formierungsphase“ (Stichwort: CBS/RCA).
Damit von einer funktionierenden Einheit gesprochen werden kann verdeutlichen wir uns die Einsatzbedingungen:
Dies brachte die Voraussetzungen mit sich, folgende Hauptthemen zu beachten:
Zum mechanischen Umfang lagen Erfahrungen darüber vor welche Dimensionen das Back-Pack, also Rückentragegestell annehmen konnte bzw. durfte. Das Hauptvolumen wie auch das Gewicht wurde demgemäß letztlich als 3 Fuß (~91 cm) hohe Einheit am Rücken getragen, die per Kabel mit der in der Hand gehaltenen Fernsehkamera verbunden war [3]. Als je nach Quelle leicht abweichende Gewichtsdimensionen werden 45/50 Pfund (20/22,7 kg) für das Back-Pack und 8/10 Pfund (3,6/4,5 kg) für die Kamera genannt [3].
Die Fernsehhandkamera selbst mutierte damit zum „Leichtgewicht“, dank des Einsatzes der relativ neuen Vidicon Bildaufnahmeröhre, die im Vergleich zu bisher bekannten Bildsonden und sperrigen (Super-) Ikonoskopbildaufnahmeröhren als ein wichtiger Schritt zur nun möglichen Miniaturisierung ausgemacht werden konnte. Ein dreifach Objektivrevolver mit einem ein Zoll Normalobjektiv, einem halb Zoll Weitobjektiv sowie einem drei Zoll Teleobjektiv ermöglichte die Auswahl geeigneter Motivgrößen und Entfernungen [3].
Bild: RCA Walkie Lookie, Die handliche Kleinkamera mit dem dreifach Objektivrevolver [3]
Die gesamte Einheit war 1951 natürlich noch voll röhrenbestückt aufgebaut und bestand aus den elektrischen Baustufen wie der Kamera, dem Taktgeber, dem VHF Tonempfänger mit Impulsabtrennung und dem UHF Sender.
Dies erforderte sowohl die Bereitstellung von Röhren-Heizleistung wie auch der hohen Anodenspannungen.
Letztere wurden mit einem Dynamomotor aus dem Betriebsakku erzeugt. Dies wohl, weil diese Technik betriebsstabiler wenn auch schwerer denn die ebenfalls verfügbare Zerhackertechnik (Vibratortechnik) war.
Alles Technik, die bereits seit den 1930er Jahren bekannt und viele 10.000e mal in militärisch genutzten Funkgeräten zum Teil noch bis in die 1960er Jahre beherrschbar war.
Als erzielbare Betriebszeit sind 1 ½ Stunden verbrieft, was für die damalige Programmschemagestaltung wohl gepasst haben wird.
Die erreichte Energieeffizienz der gesamten tragbaren Einheit, also der eingesetzten Energie zur Nutzleistung lag bei 60 %, was ebenso für damals sicher gute Werte waren, jedoch auszugsweise genannt, mit dem Sony Stamina Energiespartechnologieverbund der späten 1990er Jahre natürlich nicht zu vergleichen ist.
Als Quelle diente eine 60 Ah Silberzellenbatterie, die nebst der Röhrenheizung auch den Dynamotor für 150 & 250 V Gleichspannung bei 150 W Gesamtsystemverbrauch speiste.
Diese mit Sicherheit zusammen geschaltete Silber Zink Zelle mit 1,86 V weist mit 130 Wh/kg rund die dreifache Energiedichte im Vergleich zu anderen „Standard“ Akkutypen auf und wird daher auch ihren Preis gehabt haben [7][8].
Der eingebaute 2 W HFout Fernsehsender arbeitet als Zweiseitenbandsender im UHF Bereich bei positiven Sync-Signal, während bekanntlich die reguläre Fernsehnorm das Kanalbandbreitensparende Restseitenbandverfahren verwendete.
Die 11 verfügbaren VHF Fernsehkanäle im Band I & III waren in den USA zumindest in den bevölkerungsreichen Agglomerationen, und genau dort werden sich die meisten „Events“ ereignet haben bereits gut ausgelastet und kamen nicht zuletzt aus Gründen der Betriebssicherheit nebst der nötigen Antennenbaugröße nicht in die engere Wahl.
1951 gab es in den USA bereits Fernsehen im UHF Frequenzband, das jedoch aufgrund des als ausreichend empfundenen VHF Angebotes aller "Big Player" wie der ABC, CBS, NBC & DuMont lange Jahre um die Publikumsgunst kämpfen musste und letztlich gar ein FCC Act nötig wurde der den UHF Empfangsteil in Heimfernsehgeräten ab einer bestimmten Bildschirmdiagonale ab den 1960er Jahren vorschrieb [14].
In diesem Umfeld kann also der außer der Norm liegende 600 MHz UHF Kanal (Bereich Kanal 35/36), den die RCA gewählt, bzw. zugewiesen bekommen hat als einsamer Träger im weitem Spektrum betrachtet werden.
Dieser war lediglich den obligatorischen systemimmanenten Besonderheiten dieses Bereiches unterlegen und wurde für die verhältnismäßig kurze Distanz, je nach Quelle werden eine Viertel- bis zu einer Meile (~0,4 - 1,6 km) bei direktem Sichtkontakt des mobilen Kameramanns mit der Kontrollstation genannt, als akzeptabler Kompromiss gewählt.
Die beiden Frequenzverdoppler wie auch die Endstufe in Gitterbasisschaltung verwenden die RCA 5876 Bleistiftröhre, was eine Modulation sowohl des Anoden- wie auch der Treiberstufe zur Erlangung eines hohen Modulationsgrades (C/N Wert) erforderlich macht.
Zur Erreichung der geforderten Schaltungseffizienz ist der Videomodulator als Boot-Strap Modulator ausgeführt. (Die Spannungsänderung von einer Teilschaltung wird auch unmittelbar in einer weiteren wirksam).
Damit arbeitet der Modulator als Serien Impedanz in der Endstufenröhre.
Bild: RCA Walkie Lookie, Schaltungsauszug des Senders mit der Boot-strap Stufe [15]
Der Sender selbst arbeitet mit einer Kreuz-Stabantenne an der Spitze des Back-Packs (Vergleiche auch mit bestimmten Tornisterfunkgeräten der Deutschen Wehrmacht), während die VHF Stabantenne für den Tonempfänger seitlich angeordnet ist [1].
Der Kameramann konnte zusätzlich zur Bildreportage auch selbst als Ton-Reporter tätig werden. Zu diesem Zweck war unterhalb seines elektronischen Bildsuchers ein Mikrofon eingebaut. (Stichwort: Elektronischer Bildsucher - siehe Artikel des Autors zu Klaus Landsberg und seinem Professor im Sudetenland Matthias Färber)
Dieser Ton wurde aber nicht einem zweiten Tonsender zugeführt, der nebst Material und damit Gewichtszunahme auch die mögliche Betriebszeit verkürzt hätte, sondern man verwendete stattdessen die Pulsdauermodulation der Horizontalrastersynchronimpulse zur Tonübertragung.
Damit war zwar das bei der Kontroll-Station ankommende Videosignal nicht mehr „normgerecht“, die nachträgliche Eintaktung eines korrekten Zeilensynchronsignals in der Kontroll-Einheit wird hier aber eine verhältnismäßig leichte Übung gewesen sein.
So gab also die Dauer des Zeilensynchronimpulsoberstrichs, gleichbedeutend mit der 100 % Modulation des Senders der sich natürlich nur in einem bestimmten Fenster bewegen konnte die etwas weniger als halbe Zeilenfrequenz als Tonkanalbandbreite zur Verfügung (15.750 Hz zu ~7.000 Hz).
Bild: RCA Walkie-Lookie, Schaltung der Pulsdauermodulation [15]
Bild: Detailzeitangaben zum genormten Aufbau des Horizontalsynchronimpuls nach CCIR B (Die US FCC Norm bzw. CCIR M ist nur unwesentlich anders) [11]
Bild: RCA Walkie-Lookie, Vergleich der Horizontalsynchronimpulse mit und ohne dem Reportageton moduliert [15]
Anders als das Gewicht des Manpack, welches der nebenberuflich wohl als Athlet tätige Kameramann wenn er denn nicht einen Chiropraktiker nebenbei beschäftigte, war die Handkamera selbst nicht zuletzt aufgrund des verwendeten Vidicons nur 8 lb (~3,6 kg) schwer.
Ein elektronischer Bildsucher fand sich mit einer 1“ (~2,5 cm) Bildröhre auch hier wieder, da die Fokuseinstellung des Vidicons mit einem rein optischen System anders als früher bei einer (Super-)Ikonoskopbildaufnahmeröhre hier nicht durchführbar gewesen wäre.
Während alle oben beschriebenen Baugruppen „lediglich“ ein Extrakt aus allen bisher schon bekannten Techniken war, das komprimiert und optimiert auf diesen Einsatzzweck zusammenfinden musste, so empfinde ich die zum Einsatz gelangte Fremdsynchronisierung als ein Highlight dieser technischen Entwicklungsstufe.
Exkurs: Auch zur Fremdsynchronisation gab es, wenn auch hier im Fernmeldetechnischen Bereich bereits Vorerfahrungen die im Krieg gemacht werden konnten, wie Ihnen der Artikel des Autors zu
Winston Churchills geheimes digitales Telefonieren - Das SIGSALY - Projekt X erläutern kann.
Wie also oben angeführt, wäre der einfachste Weg gewesen, in der Einheit einen Quarz bestückten Rastergenerator arbeiten zu lassen, dessen Bild dann einfach vom Hauptsender der Fernsehanstalt übernommen wurde hier nicht tauglich.
Dies, da die gesamte Kette von einem der Kompaktheit geschuldeten nicht so stabilen Takt abhängig gewesen wäre.
Hinzu kommt, das andere Kameras, z.B. die des Studiosprechers für eine Bildmischung entweder ebenfalls von dieser (auf max. 1,5 h Betriebszeit beschränkten) Außeneinheit hätte synchronisiert werden müssen da es Synchronizer, also Geräteeinheiten die ein fremdsynchronisiertes Raster wieder mit dem Muttersync zusammenführen mangels zeitfehlerausgleichender Komponenten (CCD Eimerkettenschaltung, Verzögerungsleitungen etc.) noch nicht gab.
Oder aber man hätte einfach „harte“ Überblendungen machen müssen die während dieser Außensendung jeweils ein mehr oder weniger kurzzeitiges Durchlaufen des Bildes beim Zuseher bedeutet hätten.
Das hätte einmal mehr zur Verunsicherung beim noch nicht „geeichten“ Zuseher geführt, der mit der noch selbst jungen Technik des Heimfernsehgeräts ausgestattet war, wo dieser auch noch manuell den Bildstand und die Zeilenphase in Ermangelung einer Automatik regeln musste.
Gangbar war dieser Weg zudem deshalb nicht, da ein kurzzeitiges Ausfallen des Walkie-Lookie Bildes, und damit des Bildrasters mitsamt der Synchronsignale ebenso bis zum Zuseher nachgereicht worden wäre, und ein studioseitiges Synchronisieren so ebenfalls nicht mehr hätte erfolgen können.
Die Lösung sah man also darin, ein lokal bei der Übertragung verwendetes Synchronsignal (sofern es nicht gar vom Studiotaktgeber der Fernsehstation kam das man bis dorthin gesendet haben könnte) per Funk an das Man-Pack zu senden, mittels dessen die tragbare Kamera getaktet wurde und damit auch synchron wieder, nur jetzt mit Bildinhalt versehen, zum lokalen Studio zurückgesendet wurde.
Da man ohnehin einen Audio Funkkanal benötigte um vom Regiepult aus dem Kameramann Anweisungen z.B. für seinen nächsten Aufstellort durchzugeben, bot es sich an, selbigen Funkkanal auch mit dem Synchronsignal zu modulieren (Mehrkanalausnützung).
Die entfernt aufgestellte Kontroll-Einheit sendet ihrerseits auf VHF neben Tonanweisungen der Regie auch ein 60 Hz Sinussignal mit, der wiederum aus der Bildwechselfrequenz die der US Norm entsprechend 30 Hz, respektive 60 Hz aufgrund des verwendeten Halbbildverfahrens abgeleitet sind. Diese 60 Hz konnten wiederum aus der gleichfrequenten US Netzfrequenz übernommen werden oder aus einer anderen herkömmlichen Quelle stammen. Im Fall von Nationalen Großereignissen wie unten angeführt war dies natürlich ein zentraler Taktgeber für alle Bildzuspielquellen.
Bild: RCA Walkie-Lookie, Die abgesetzte Empfangsgegenstelle mit Intercom, Kontrollmonitor und Synchrontongenerator und Sender [4]
Dieser Sinus wird im Empfänger vom Tonsignal abgekoppelt und zusammen mit der geräteeigenen erzeugten Oszillatorfrequenz (Sperrschwinger, kein Quarz) einem Phasenvergleicher zugeführt.
Dessen Ausgangsgleichspannung wird wiederum einer Nachstimmeinrichtung (AFC/Reaktanzstufe) zugeführt um ein Synchronisieren an der Kontroll-Einheit zu gewährleisten (PLL). Für die Erhöhung der Stabilität der Schaltung, bzw. deren rasches Nachstimmen wird diese Gleichspannung auch an die Gitterkreise der Teileroszillatoren zum Nachtriggern ihrer Frequenz verwendet.
Aufgebaut ist dieser Generator jedoch nicht als 60 Hz Typ, sondern er arbeitet mit 31.500 Hz als Basisfrequenz was der doppelten Zeilenfrequenz (US: 15.750 /EUR: 15.625 Hz) entspricht.
Ein zweiter Oszillator arbeitet dann als Frequenzteiler mit dem Faktor 15. Weitere Teiler (ebenso alles Sperrschwinger) arbeiten mit dem Faktor 7 und 5 was letztlich gesamt 525 ergibt und damit die 60 Hz Halbbildfrequenz bereit stellt (31.500/2= 15.750 für Zeile & 31.500/15/7/5= 60 für Bild).
Hier schließt sich für mich die entwicklungstechnische Brücke, wonach bei den Kriegsentwicklungen (Gleitbomben mit Fernsehlenkung) unter Weglassung der Übertragung der niederfrequenten Synchronimpulse zwecks Vereinfachung der Bedienung und des Aufbaues das Raster aus dem horizontalen Synchronsignal wiederhergestellt wurde.
Beim späteren US Walkie-Lookie jedoch ermöglichte das mitgesendete niederfrequente 60 Hz Pilotsignal die Taktsynchronisierung für den Rastergenerator wobei auch hier die Bildsynchronimpulse erst aus dem Zeilenimpuls wiederhergestellt wurden.
(Sollte EMPFÄNGERSEITIG dieser Weg in der fernsehtechnischen ANWENDUNGSPRAXIS bereits vor 1939 bekannt sein so ersuche ich um Ihre geschätzte Information darüber! Kontakt siehe Hauptseite oben). Die Frage ist in 2022 noch offen.
Bild: RCA Walkie-Lookie, Schaltungsauszug für die Rasterrückgewinnung aus dem 60 Hz Ton [15]
Zum ersten großen Einsatz gelangte das Walkie-Lookie Konzept bei der Chicago Political Convention im Juli 1952, wo 1.000 Kameraleute (300 alleine von der NBC [4]) und 104 von 108 US TV Stationen den 27 Millionen US Amerikanischen Zusehern eine würdige Atmosphäre für dieses Haupt Debüt der ersten drei angeschafften Geräte der NBC abgaben [3]. Ab da wurde auch die flexible kurzfristige Live-Fernsehbildberichterstattung möglich wo der bisher übliche Aufwand nicht realisierbar gewesen wäre [1].
Bild: Aus ©Popular Science: Der Gastgeber der NBC Sendung „Today“ Dave Garroway in einer Demonstration des RCA Walkie-Talkie-Lookie, gewissermaßen in „Action“ direkt an der Front des Geschehens gleich einem Soldaten des Fernsehens [©4].
Deren permanente Weiterentwicklung über die 1957er Volltransistorversion [12] und der RCA Ultra-Cam 1964 [13] wie auch den Pendants anderer Marktteilnehmer machten Stufe für Stufe von s/w zur Farbe bis heute aus diesen einst klobigen Anlagen High-Definition Hochleistungsstudios wie wir sie bisweilen am Bildschirm z.B. bei den Formel 1 Interviews auch als Zuseher betrachten können.
Zeitzeugen berichten dennoch von temporären Aussetzern bei den Übertragungen wie auch dem Durchlaufen des Bildes beim Umschalten [5]. Dies wird aber unserer Anerkennung für diesen Fernsehtechnischen Meilenstein, entwickelt im David Sarnoff Research Center der RCA in Princetown, New Jersey keinen Abbruch tun.
Auch wenn, oder gerade weil heutzutage „Jedermann“ mit iPhone & Co. seinen Urenkel in halber Handflächengröße mit sich herumträgt.
An die bekannten Entwickler Mr. Flory, W.S. Pike Jr., J.E. Dilley and J.M. Morgan [4].
Siehe auch auszugsweise nachstehend passende Fachartikel zum Thema unter den Seiten von Fernsehhistoriker W.Scheida:
©12/2011 & 4/2022 - Designed
by W. Scheida zu
www.scheida.at/scheida/televisionen.htm
gehörend
Updated: 10.04.23