DE29501677U1 - Device for channel processing of television signals received in particular via satellite - Google Patents
Device for channel processing of television signals received in particular via satelliteInfo
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Description
Wilhelm Sihn jr. KG., D-75223 Niefern-ÖschelbronnWilhelm Sihn jr. KG., D-75223 Niefern-Öschelbronn
Gerät zur Kanalaufbereitung von insbesondere über Satellit empfangenen FernsehsignalenDevice for channel processing of television signals received in particular via satellite
Die Erfindung befaßt sich mit einem Gerät zur: Kanalaufbereitung von insbesondere über Satellit empfangenen Fernsehsignalen mit mehreren steuerbaren UHF-Modulatoren oder Umsetzern, gefolgt von einem Sammelfeld,: . . einem UHF-Verstärker und einem UHF-Hochpaßfilter, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung für die UHF-Modulatoren oder Umsetzer.The invention relates to a device for: channel processing of television signals received in particular via satellite with several controllable UHF modulators or converters, followed by a collector field,: . . a UHF amplifier and a UHF high-pass filter, and with an electronic control device for the UHF modulators or converters.
Die UHF-Modulatoren erzeugen von dem eingestellten Kanal abhängige Störträger, die eine störende BeeinflussungThe UHF modulators generate interference carriers that depend on the selected channel and cause interference
Westliche Karl-Friedrich-Straße 29-31 D-75172 Pforzheim Tel. (07231) 102270/90 Fax (07231) 101144 Telex 783 929 patma dWestliche Karl-Friedrich-Straße 29-31 D-75172 Pforzheim Tel. (07231) 102270/90 Fax (07231) 101144 Telex 783 929 patma d
anderer UHF-Kanäle bewirken. Das hat zur Folge, dass von den zur Verfügung stehenden Kanälen 21 bis 69 die größte Zahl aus verbotenen Kanälen besteht, die im Interesse eines störungsfreien Empfanges für die Programmverteilung nicht zur Verfügung stehen; praktisch stehen nicht mehr als 15 Kanäle zur Verfügung.other UHF channels. This means that of the available channels 21 to 69, the largest number are prohibited channels that are not available for program distribution in the interests of interference-free reception; in practice, no more than 15 channels are available.
Solche Geräte können dafür verwendet werden, z.B. in Hotels oder Wohnanlagen verschiedene über Satellit empfangene Fernsehprogramme auf die angeschlossenen Empfänger zu verteilen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Restseitenbandmodulatoren zu verwenden; diese sind jedoch so teuer, dass mit ihnen erst bei größeren Anlagen mit mehr als ungefähr 30 Teilnehmern ein Kostenvorteil gegenüber der Verteilung von Fernsehprogrammen in der Satelliten-ZF erzielt werden kann. Aber auch die Verteilung von Programmen in der Satelliten-ZF hat Nachteile: Wenn in der Vergangenheit ein bestehendes Verteilsystem für das terrestrische Fernsehen (47 bis 860 MHz) auch für die Verteilung von Satellitenfrequenzen genutzt werden sollte {Astra: 950 2050 MHz), war man auf die sogenannte Einkabellösung angewiesen. Dabei werden vier Programmblöcke von Astra IA, IB, IC mit je acht Programmen aus beiden Polarisationsebenen in die erste Satelliten-ZF umgesetzt.Such devices can be used, for example, in hotels or residential complexes to distribute various television programs received via satellite to the connected receivers. It is known to use vestigial sideband modulators for this purpose; however, these are so expensive that they can only achieve a cost advantage over the distribution of television programs in the satellite IF for larger systems with more than around 30 subscribers. But the distribution of programs in the satellite IF also has disadvantages: In the past, when an existing distribution system for terrestrial television (47 to 860 MHz) was also to be used for the distribution of satellite frequencies (Astra: 950 2050 MHz), the so-called single-cable solution was used. In this case, four program blocks from Astra IA, IB, IC, each with eight programs from both polarization planes, are converted to the first satellite IF.
Prinzipbedingt können dabei aus Mangel an Satelliten-ZF-Bandbreiten die Programme von Astra lB-vertikal, Astra IC-vertikal und Astra-1D vertrikal nicht berücksichtigt werden.Due to a lack of satellite IF bandwidth, the programs from Astra lB-vertical, Astra IC-vertical and Astra-1D vertical cannot be taken into account.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie mit geringerem Aufwand und hohem Nutz-Störträgerabstand Fernsehprogramme sowohl an eine kleinere als auch an eine größere Anzahl von Teilnehmern verteilt werden können.The present invention is based on the object of showing a way in which television programs can be distributed to both a smaller and a larger number of subscribers with less effort and a high useful-to-interference carrier spacing.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein GSrät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a device with the features specified in claim 1. Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Dadurch, dass beim erfindungsgemässen Gerät den Modulatoren bzw. Umsetzern ein mitlaufendes Bandfilter nachgeordnet ist, welches auf die ausgewählte Kanalfrequenz abgestimmt wird, lassen sich die Störträger unterdrücken. Das hat Vorteile: Durch die Unterdrückung der Störträger durch die mitlaufenden Bandfilter ist eine enge Belegung der vorhandenen UHF-Kanäle möglich. Es hat sich gezeigt, dass zwischen den auswählbaren UHF-Kanälen allenfalls noch ein einziger verbotener Kanal liegen muss; das bedeutet, dass jeder zweite UHF-Kanal für die Programmverteilung genutzt werden kann. Dennoch erreicht man einen hohen Nutz-Störträgerabstand, der in einem praktisch ausgeführten Gerät mehr als 60 dB beträgt. Ein wesentlicher weiterer Vorteil liegt darin, dass dieses mit Hilfe von Zweiseitenbandmodulatoren möglich ist, die nur einen Bruchteil der Kosten der im Stand der Technik verwendeten Restseitenbandmodulatoren erfordern.The fact that in the device according to the invention a moving band filter is arranged downstream of the modulators or converters, which is tuned to the selected channel frequency, allows the interference carriers to be suppressed. This has advantages: By suppressing the interference carriers using the moving band filters, it is possible to use the existing UHF channels closely. It has been shown that there only needs to be a single forbidden channel between the selectable UHF channels; this means that every second UHF channel can be used for program distribution. Nevertheless, a high useful-interference carrier spacing is achieved, which in a practical device is more than 60 dB. Another significant advantage is that this is possible with the help of double-sideband modulators, which require only a fraction of the cost of the vestigial sideband modulators used in the prior art.
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Vorzugsweise werden untereinander gleiche Zweiseitenbandmodulatoren eingesetzt, welche mit einem phasenstarren Schaltkreis (PLL) ausgerüstet sind. Für deren Steuerung verwendet man zweckmässigerweise einen MikroController, der mit den Modulatoren über eine BUS-Leitung, insbesondere über einen I2C-BuS verbunden ist; dabei steuert der Mikrocontroller vorzugsweise nicht nur digital die PLLs, sondern über einen Digital/Änalogwandler auch die mitlaufenden Bandfilter. Zu diesem Zweck kann die Abhängigkeit der Mittenfrequenz der Bandfilter von der Abstimmspannung der Bandfilter im EPROM des MikroControllers als Liste oder Gleichung abgelegt sein, so dass der Mikrocontroller entsprechend der Kanalwahl den Digital/Analogwandler veranlaßt, die für den ausgewählten Kanal passende Abstimmspannung für das mitlaufende Filter zu erzeugen. Die Signale, die die Bandpaßfilter durchlaufen, werden in an sich bekannter Weise einem Sammelfeld mit einem Widerstandsnetzwerk oder mit Richtkopplern zusammengeführt, bei denen es sich im vorliegenden Fall vorzugsweise um preiswerte gedruckte Richtkoppler handelt. Das UHF-Ausgangssignal wird dann nach Verstärkung und Hochpaßfilterung in an sich bekannter Weise auf die Anschlußdosen der angeschlossenen Teilnehmer verteilt.Preferably, identical double-sideband modulators are used, which are equipped with a phase-locked circuit (PLL). A microcontroller is used to control them, which is connected to the modulators via a BUS line, in particular via an I 2 C-Bus; the microcontroller preferably controls not only the PLLs digitally, but also the bandpass filters via a digital/analog converter. For this purpose, the dependence of the center frequency of the bandpass filters on the tuning voltage of the bandpass filters can be stored in the EPROM of the microcontroller as a list or equation, so that the microcontroller causes the digital/analog converter to generate the tuning voltage for the selected channel for the bandpass filter in accordance with the channel selection. The signals that pass through the bandpass filters are combined in a known manner in a collector field with a resistor network or with directional couplers, which in this case are preferably inexpensive printed directional couplers. After amplification and high-pass filtering, the UHF output signal is then distributed to the connection sockets of the connected participants in a conventional manner.
Die Erfindung eignet sich besonders für Kanalaufbereitungen von bis zu 20 Fernsehprogrammen in Wohnanlagen, Hotels und Pensionen; zur Ergänzung der Programmverteilung in der Satelliten-ZF mittels der Einkabellösung, indem die bei der Einkabellösung systembedingt fehlenden Programme erfindungsgemäss separat aufbereitet und verteilt werden; und als Ergänzung zum Verteilen von Programmen, welche bei-The invention is particularly suitable for channel processing of up to 20 television programs in residential complexes, hotels and guest houses; for supplementing the program distribution in the satellite IF using the single-cable solution, in that the programs missing in the single-cable solution are separately processed and distributed according to the invention; and as a supplement to the distribution of programs which are both
spielsweise von anderen Satelliten übertragen werden, in einer vorhandenen Verteilanlage.for example transmitted from other satellites, in an existing distribution system.
Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beigefügten Zeichnungen.The accompanying drawings serve to further explain the invention.
Figur 1 zeigt als Blockschaltbild die Zusammenschaltung mehrerer UHF-Modulatoren in einem erfindungsgemässen Gerät, und 10Figure 1 shows a block diagram of the interconnection of several UHF modulators in a device according to the invention, and 10
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts der Kanalaufbereitung in einem erfindungsgemässen Gerät.Figure 2 shows a block diagram of a section of the channel processing in a device according to the invention.
Gemäss Figur 1 sind mehrere untereinander gleiche, mit einem PLL ausgerüstete UHF-Modulatoren 1 bis 4 parallel zusammengeschaltet. Jeder Modulator ist von einem mitlaufenden Bandpaßfilter 5, 6, 7 bzw. 8 gefolgt, dessen Mittenfrequenz F von einer Abstimmspannung (U) abhängt, welche von einem Digital/Analogwandler 9 erzeugt ist, welcher eine mit der Anzahl der Bandpaßfilter übereinstimmende Anzahl analoger Ausgänge hat, mit welchen die Bandpaßfilter 5 bis 8 einzeln verbunden sind. Der Digital/Analogwandler 9 wird durch einen Mikrocontroller 10 gesteuert, in dessen Speicher die Funktion F = f (U) ,nach welcher die Mittenfreguenz F der Bandpaßfilter von der Abstimmspannung U abhängt, als Liste oder Gleichung abgelegt ist. Der Mikrocontroller 10 steuert über den Analog/Digitalwandler 9 nicht nur die Mittenfrequenzen der Bandpaßfilter 5 bis 8, sondern über einen I2C-BuS im Multiplexverfahren auch die UHF-Modulatoren 1 bis 4. DieAccording to Figure 1, several identical UHF modulators 1 to 4 equipped with a PLL are connected in parallel. Each modulator is followed by a tracking bandpass filter 5, 6, 7 or 8, the center frequency F of which depends on a tuning voltage (U) generated by a digital/analog converter 9, which has a number of analog outputs corresponding to the number of bandpass filters, to which the bandpass filters 5 to 8 are individually connected. The digital/analog converter 9 is controlled by a microcontroller 10, in whose memory the function F = f (U), according to which the center frequency F of the bandpass filters depends on the tuning voltage U, is stored as a list or equation. The microcontroller 10 controls not only the center frequencies of the bandpass filters 5 to 8 via the analog/digital converter 9, but also the UHF modulators 1 to 4 via an I 2 C-BuS in multiplexing.
von den Bandpaßfiltern 5 bis 8 durchgelassenen UHF-Signale werden einem Sammelfeld 11 mit gedruckten Richtkopplern züge führt. Das das Sammelfeld 11 verlassende UHF-Signal kann in üblicherweise verstärkt {Verstärker 12) und gefiltert werden (UHF-Hochpaßfilter 13), bevor es auf die Anschlußdosen der angeschlossenen Teilnehmer verteilt wird.The UHF signals passed through the bandpass filters 5 to 8 are fed to a collector field 11 with printed directional couplers. The UHF signal leaving the collector field 11 can usually be amplified (amplifier 12) and filtered (UHF high-pass filter 13) before it is distributed to the connection sockets of the connected subscribers.
Figur 2 zeigt detaillierter einen Ausschnitt aus dem Blockschaltbild mit nur einem Modulator 1 als Bestandteil eines Satellitenempfängers, der mittels des Mikroprozessors 10 über einen gemultiplexten I2C-BuS in allen Parametern steuerbar ist. Ein Schaltnetzteil 14 mit hohem Wirkungsgrad versorgt die gesamte Aufbereitungsschaltung und einen Low-Noise-Converter (LNG 15) mit Betriebsspannung. Die vom LNC 15 abgegebenen, vertikal und horizontal polarisierten Fernsehsignale der verschiedenen Programmgruppen werden über satellitentaugliche Verteiler oder mit einem speziellen Eingangsverteilfeld auf die Antenneneingänge des Gerätes gegeben. Ein zwischen 950 und 2050 MHz abstimmbarer Satellitentuner gibt das ungefilterte Basisband BB ab. Ein nachfolgender, hochintegrierter Videoprozessor 17 erzeugt daraus ein normgerecht aufbereitetes und vom Verwischungssignal befreites FBAS-Signal. Ein laufzeitentzerrter Videotiefpaß 18 sorgt für konturenscharfe, rauscharme Bilder.Figure 2 shows a more detailed section of the block diagram with only one modulator 1 as part of a satellite receiver, which can be controlled in all parameters by the microprocessor 10 via a multiplexed I 2 C-BuS. A highly efficient switching power supply 14 supplies the entire processing circuit and a low-noise converter (LNG 15) with operating voltage. The vertically and horizontally polarized television signals of the various program groups emitted by the LNC 15 are fed to the antenna inputs of the device via satellite-compatible distributors or with a special input distribution field. A satellite tuner that can be tuned between 950 and 2050 MHz emits the unfiltered baseband BB. A subsequent, highly integrated video processor 17 generates an FBAS signal from this that is processed in accordance with standards and free of blurring signals. A time-equalized video low-pass filter 18 ensures sharp, low-noise images.
Parallel zur Bildsignalaufbereitung erfolgt die Verarbeitung der Tonunterträger. Dazu wird das Tonunterträgerspektrum z.B. in 10-KHz-Schritten quarzgenau in eine Ton-Zwischenfrequenz gemischt (Mischer 19)· Ein breitbandiges Keramik-The processing of the audio subcarriers takes place in parallel to the image signal processing. For this purpose, the audio subcarrier spectrum is mixed, e.g. in 10 kHz steps, with quartz precision into an audio intermediate frequency (mixer 19) A broadband ceramic
filter selektiert einen 6,5-MHz-Tonunterträger, der mit statischer Deem-Phase demoduliert wird (Demodulator 20).· Zwei schmalbandige Filter bei z.B. 10,7 und 10,52 MHz wählen die hub- und pegelreduzierten Stereo-Tonunterträgerpaare (z.B. 7,02 und 7,20 MHz) nach dem Wegener-Panda-I-Verfahren aus und führen sie einer Dekompressionsschaltung mit variabler Zeitkonstante zu.filter selects a 6.5 MHz audio subcarrier, which is demodulated with a static deem phase (demodulator 20). Two narrowband filters at e.g. 10.7 and 10.52 MHz select the stereo audio subcarrier pairs with reduced deviation and level (e.g. 7.02 and 7.20 MHz) according to the Wegener-Panda-I method and feed them to a decompression circuit with a variable time constant.
Die beiden Stereo-Audio-Kanäle LINKS (L) und RECHTS (R) werden zu einem L + R -Summensignal zusammengefaßt und mit dem FBAS-Signal auf einer Decoderbuchse 21 aufgelegt. Automatisch wird erkannt, ob ein Decoder angeschlossen und aktiv ist,und das Originalsignal oder das decodierte Signal über eine Schaltmatrix 22 auf den Modulator 11 gegeben, welcher digital auf die UHF-Kanäle 21 bis 69 abstimmbar ist. Der PLL-Modulator 1 arbeitet nach dem Zweiseitenbandverfahren. Deshalb ist ein,aber bei der erfindungsgemässen Ausbildung des Gerätes auch nur ein Schutzkanal als Abstand zwischen zwei Nutzkanälen erforderlich, weil jedem Modulator ein mitlaufendes Filter 5 bis 8 nachgeschaltet ist, welches automatisch auf den gewählten UHF-Kanal abgestimmt wird. So ist ein sauberes, nebenwellenarmes Ausgangsspektrum gewährleistet. Störträger durch Mischprodukte und Nebenaussendungen werden zuverlässig unterdrückt. Der Störabstand zum Nutzsignal ist größer als 60 dB. Durch diese erfindungsgemässe Filterung gibt es keine "verbotenen" Kanalkombinationen, wenn nur ein Schutzkanal zwischen benachbarten Nutzkanälen liegt.The two stereo audio channels LEFT (L) and RIGHT (R) are combined to form a L + R sum signal and are placed with the FBAS signal on a decoder socket 21. It is automatically detected whether a decoder is connected and active, and the original signal or the decoded signal is sent via a switching matrix 22 to the modulator 11, which can be digitally tuned to the UHF channels 21 to 69. The PLL modulator 1 works according to the double sideband method. Therefore, one, but with the inventive design of the device only one, protection channel is required as a distance between two useful channels, because each modulator is followed by a tracking filter 5 to 8, which is automatically tuned to the selected UHF channel. This ensures a clean output spectrum with little spurious waves. Interference carriers from mixed products and spurious emissions are reliably suppressed. The signal-to-noise ratio to the useful signal is greater than 60 dB. This inventive filtering means that there are no "forbidden" channel combinations if only one protection channel is located between neighboring useful channels.
Die Ausgangskanäle der Bandpaß filter 5 bis 8 werden vonThe output channels of the bandpass filters 5 to 8 are controlled by
dem aktiven Ausgangssammelfeld 11 zusammengefaßt und
stehen mit gleichmässig hohem Pegel, im praktisch ausgeführten Beispiel von 100 dBjiV, am Ausgang des Gerätes
zur Einspeisung in eine Verteilanlage bereit. Das Hochpaßfilter 13 hinter der Summierstufe/Sammelfeld 11,the active output collector field 11 and
are available at a uniformly high level, in the practical example of 100 dBjiV, at the output of the device for feeding into a distribution system. The high-pass filter 13 behind the summing stage/collecting field 11,
verhindert die Addition von Rauschanteilen aus dem VHF-Band. prevents the addition of noise components from the VHF band.
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