Dokumentenidentifikation |
DE19731012B4 03.08.2006 |
Titel |
Anordnung zum Erzeugen eines restseitenband-modulierten Videosignals mit Restträger für einen Fernsehsender |
Anmelder |
Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, 81671 München, DE |
Erfinder |
Bschor, Walter, 81735 München, DE; Kirchner, Josef, 81739 München, DE |
Vertreter |
Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München |
DE-Anmeldedatum |
18.07.1997 |
DE-Aktenzeichen |
19731012 |
Offenlegungstag |
21.01.1999 |
Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
03.08.2006 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
03.08.2006 |
IPC-Hauptklasse |
H04N 5/40(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
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IPC-Nebenklasse |
H03C 1/52(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE
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Beschreibung[de] |
Die Erfindung betrifft eine Anordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Zur Restseitenbandmodulation von Videosignalen ist es bekannt, das
Videosignal im Basisband mittels digitaler Filter, beispielsweise FIR-Filter in
zwei in Quadratur zueinander stehende digitale Signalteile aufzuteilen und diese
digitalen Signalteile nach Digital-/Analog-Wandlung dem I- bzw. Q-Eingang eines
Quadraturmodulators zuzuführen (EP 0 676 880
und WO 95/27330). Die Filterkoeffizienten der beiden digitalen Filter sind dabei
so gewählt, dass die Spektren der beiden Signalteile bei ihrer Zusammenfassung im
Quadraturmodulator das gewünschte Restseitenbandspektrum auf der Trägerfrequenz
ergeben. Dabei wird allerdings der Träger vollkommen unterdrückt. Zur Übertragung
von analogen Videosignalen über einen Fernsehsender ist jedoch ein Restträger von
beispielsweise 10 % bis 13 % der ursprünglichen Trägeramplitude erforderlich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung aufzuzeigen, mit
der die Restseitenbandmodulation unmittelbar im Basisband des Videosignals erfolgt
und bei der außerdem ebenfalls im Basisband ein Restträger erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung laut
Hauptanspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Restseitenbandmodulation
in an sich bekannter Weise unmittelbar im Basisband des Videosignals durchgeführt,
wobei auch der Restträger in der gewünschten Größe ebenfalls unmittelbar im Basisband
den beiden in Quadratur zueinander stehenden digitalen Signalteile des Videosignals
zugesetzt wird. Die verwendeten digitalen Filter, beispielsweise sog. FIR (Finite
Impulse Response)-Filter, die das im Basisband vorliegende digitale Videosignal
in zwei digitale Videosignalteile aufteilen, besitzen den Vorteil, dass deren Filterkoeffizienten
sehr einfach durch Programmierung eingestellt und verändert werden können. Mit entsprechend
programmierten digitalen Filtern wird beispielsweise aus dem digitalen Videosignal
im Basisband ein erster Signalteil erzeugt, der ein reelles Spektrum spiegelsymmetrisch
zur Frequenz Null (gerade Funktion) besitzt, und ein zweiter Signalteil, der ein
zur Frequenz Null punksymmetrisches Spektrum (ungerade Funktion) besitzt. Wenn diese
beiden so erzeugten Spektren dann im Quadraturmodulator, der mit der Trägerfrequenz
gespeist ist, zusammengefasst werden, so überlagern sich diese getrennten Spektren
zu dem gewünschten Restseitenbandspektrum auf der Trägerfrequenz. Am Ausgang des
Quadraturmodulators entsteht also unmittelbar das restseitenbandmodulierte Trägersignal
mit zusätzlichem Restträger.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen
Anordnung zur Restseitenbandmodulation eines Fernsehsenders mit einem digitalen
Videosignal im Basisband.
Das digitale Videosignal, das entweder unmittelbar als Digitalsignal
vom Studio zugeführt wird oder das in einem Analog-Digital-Wandler 1 aus
einem analogen Videosignal erzeugt wird, wird den Eingängen von zwei digitalen FIR-Filtern
2 und 3 zugeführt, deren Ausgänge 11 und 12
über Digital-Analog-Wandler 4 bzw. 5 mit dem I-Eingang
13 bzw. Q-Eingang 14 eines Quadraturmodulators 6 verbunden
sind. Der Quadratur-Modulator ist von bekannter Bauweise, wie er beispielsweise
auch bei höherwertigen Quadratur-Amplituden-Modulationsarten (QAM) benutzt wird.
Die Ausgangsfrequenz eines Trägeroszillators 7 wird dem einen Mischer
8 des I-Zweiges (Inphasenzweig) unmittelbar und dem Mischer 9
des Q-Zweiges (Quadraturzweig) mit 90° Phasenverschiebung zugeführt Die Ausgangssignale
der beiden Mischer 8 und 9 werden in einem Addierer
10 zusammengefaßt und am Ausgang 11 entsteht das restseitenbandmodulierte
Ausgangssignal in der Trägerfrequenzlage.
Das FIR-Filter 2 ist mit einer Impulsantwort gemäß
2 programmiert, so daß es ein spiegelsymmetrisch zur
Frequenz Null liegendes Spektrum gemäß 3 erzeugt. Das
FIR-Filter 3 ist mit einer Impulsantwort gemäß 4
programmiert, so daß es ein punktsymmetrisch zur Frequenz Null liegendes Spektrum
gemäß 5 erzeugt. Die Zusammenhänge zwischen Impulsantwort,
Filterkoeffizienten und damit erzielbaren Filterdurchlaßkurven (Spektren) solcher
FIR-Filter sind bekannt und sind beispielsweise in dem Lehrbuch "Netzwerke, Signale
und Systeme", Band II von H.W. Schüßler, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
Tokyo, S. 521 oder in dem Aufsatz "Chebyshev Approximation for Nonrecursive Digital
Filters with Linear Phase" von Parks und McClellan, IEEE Transactions on Circuit
Theory, Vol. CT-19, No. 2, März 1972, S. 189–194 näher beschrieben. Wenn die
so an den Ausgängen 11 und 12 der FIR-Filter erzeugten Spektren
nach 3 und 5 nach
Digital-Analog-Wandlung den I- bzw. Q-Eingängen 13 bzw. 14 des
Quadraturmodulators 6 zugeführt werden, so wird das Spektrum
nach 5 zunächst nochmals um 90° phasengedreht, wie
dies 6 zeigt. Durch die Addition der Spektren nach
den 3 und 6 entsteht
im Addierer 10 dann das gewünschte Restseitenbandspektrum nach
7, da die Spektrumanteile der Spektren nach
3 und 6 für Frequenzen
größer als die Trägerfrequenz RF sich addieren während die Spektrumanteile für Frequenzen
kleiner als die Trägerfrequenz RF sich teilweise auslöschen. Auf diese Weise wird
das unsymmetrisch zur Trägerfrequenz RF liegende Restseitenbandspektrum gemäß
7 erzeugt.
Gemäß 8 wird das digitale Videosignal
im Basisband mit zwei frequenzmodulierten 5,5 MHz-Trägern, die den Fernsehton tragen,
kombiniert. Dazu wird in bekannter Weise das analoge Tonsignal 1/L und das analoge
Tonsignal 2/R durch Analog-Digital-Wandler 20, 21 digitalisiert.
In zwei Addierschaltungen 22, 23 wird ein Pilotton 24
hinzugefügt. Nach Bandbegrenzung in entsprechenden FIR-Filtern 25,
26 werden durch direkte digitale Synthese (DDS) in Modulatoren
27, 28 die frequenzmodulierten 5,5 MHz-Träger erzeugt. Die so
aufbereiteten beiden Stereosignale werden in einem Addierer 29 zu einem
5,5 MHz-FM-modulierten Trägersignal zusammengefaßt, das mit gegenseitiger 90°-Phasenverschiebung
jeweils über Addierer 30, 31 den Ausgangssignalen der beiden FIR-Filter
2 und 3 zugesetzt wird. Über zwei anschließende weitere Addierer
32, 33 wird aus einem Restträgergenerator 34 der Restträger
für das amplitudenmodulierte Videosignal zugesetzt.
Über einen vor den FIR-Filtern 2 und 3 angeordneten
Prozessor 35 kann die Empfängervorverzerrung ebenfalls bereits im Basisband
vorgenommen werden, ebenso eine eventuell erforderliche Sender-Vorverzerrung für
nachgeschaltete nichtlineare Verstärker des Fernsehsenders, wie dies durch den Prozessor
36 gestrichelt angedeutet ist.
Anstelle der in 8 dargestellten kombinierten
Signalaufbereitung von Audio- und Videosignal bereits im Basisband ist auch eine
getrennt Video- und Tonaufbereitung möglich, wobei die getrennt aufbereiteten Signale
in bekannter Weise (beispielsweise nach "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", Meinke/Gundlach,
S. P25, 3) erst in der Hochfrequenzlage zusammengeführt
werden. In diesem Fall ist ein zweiter Quadraturmodulator am Ausgang des Addierers
29 vorgesehen.
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Anspruch[de] |
- Anordnung zum Erzeugen eines restseitenband-modulierten Videosignals
mit Restträger für einen Fernsehsender,
dadurch gekennzeichnet,
dass das digitalisierte Videosignal im Basisband in an sich bekannter Weise mittels
digitaler Filter (2, 3) in zwei in Quadratur zueinander stehende
digitale Signalteile (I, Q) aufgeteilt wird und diese digitalen Signalteile nach
Digital-/Analog-Wandlung (4, 5) dem I- bzw. Q-Eingang eines Quadraturmodulators
(6) zugeführt werden, wobei die Filterkoeffizienten der digitalen Filter
(2, 3) so gewählt sind, dass die Spektren der beiden Signalteile
bei ihrer Zusammenfassung im Quadraturmodulator (6) das gewünschte Restseitenbandspektrum
auf der Trägerfrequenz ergeben,
und dass der Restträger aus einem Restträgergenerator (34) ebenfalls im
Basisband den beiden Signalteilen (I, Q) vor der Digital-/Anolog-Wandlung (4,
5) hinzu addiert wird (Addierer 32, 33).
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor den digitalen
Filtern (2, 3) ein Empfänger-Vorentzerrer (35) für das
Videosignal angeordnet ist.
- Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor
dem Quadraturmodulator (6) ein Sender-Vorverzerrer (36) für das
Videosignal angeordnet ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur gleichzeitigen
Übertragung eines Audiosignals, dadurch gekennzeichnet, dass der frequenzmodulierte
Mono- oder Stereo-Tonsignal-Träger in zwei in Quadratur zueinander stehende Trägersignalteile
aufgeteilt wird, die den in Quadratur zueinander stehenden Videosignalteilen (I,
Q) im Basisband hinzu addiert werden (Addierer 30, 31).
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen
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Patente PDF
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