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Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Brummstörungen bei der Übertragung
von videofrequenten Fernsehsignalen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zur Vermeidung von Brummstörungen bei der Übertragung von videofrequenten Fernsehsignalen
über übertragungsanlagen, bei denen die Erdungspunkte der Sende- und Empfangsstelle
ein unterschiedliches Potential aufweisen.
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Bei der Übertragung von Videosignalen über Kabel ergeben sich bekanntlich
Schwierigkeiten, sobald die Sendestelle und Empfangsstelle so weit auseinander liegen,
daß sie getrennt geerdet werden müssen. Wenn in diesem Fall zwischen den beiden
Erdungspunkten eine Potentialdiffereriz besteht, so fließen über den Außenleiter
und den Innenleiter des Kabels Ausgleichsströme, die am Abschlußwiderstand eine
Brummspannung erzeugen, die sich dem Videosignal überlagert.
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Es sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen oder Maßnahmen
zur Vermeidung dieser Brummstörungen vorgeschlagen worden.
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In einem dieser Vorschläge wird beispielsweise die Anordnung einer
Klemmschaltung am Eingang des Empfängers empfohlen. Diese Maßnahme ist jedoch nur
dann mit Erfolg anwendbar, wenn die Brummspannung verhältnismäßig niedrige Werte
nicht überschreitet, weil sich andernfalls längs der Zeilen störende Dachschrägen
ergeben.
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Ein anderer Vorschlag besteht darin, den Innenwiderstand der Sendestelle
nach den tiefen Frequenzen hin ansteigen zu lassen, wodurch der 50-Hz-Ausgleichsstrom,
der über den Mittelleiter fließt, stark herabgesetzt und damit auch die Brummspannung
am Kabelabschluß verringert wird.
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Da der ansteigende Innenwiderstand aber zwangläufig ein Ansteigen
des Amplitudenfrequenzganges zur Folge hat, muß letzterer in diesem Fall an einer
anderen Stelle wieder sehr genau entzerrt werden. Weil aber der Frequenzgang vom
Abschlußwiderstand des Empfängers mitbestimmt wird, müssen an letzteren besonders
hohe Anforderungen bezüglich seiner Konstanz und Genauigkeit gestellt werden. Daher
lassen sich störende Dachschrägen in diesem Fall in der Praxis nur schwer vermeiden.
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Auch Schaltungsmaßnahmen zur Brummkompensation haben bisher zu keinem
befriedigendem Ergebnis geführt, weil sich bei Änderung der Belastung des Starkstromnetzes
sowohl die Ampfitude als auch die Phase der Brummspannungen ändern.
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Bei einem anderen Verfahren der Videosignalübertragung über symmetrische
Kabel wird die Brummspannung in den symmetrischen Abschlußwiderständen kompensiert.
In diesem Fall ist man aber gezwungen, auch symmetrisch aufgebaute Verstärker zu
verwenden, wodurch sich der erforderliche Aufwand an Röhren und Schaltmitteln nahezu
verdoppelt. Außerdem ergeben sich auch Schwierigkeiten an den Stellen, an denen
vom symmetrischen Betrieb auf unsymmetrischen Betrieb übergegangen werden muß. Zur
Vermeidung dieser Schwierigkeiten wären - abgesehen von Röhrenschaltungen
- besondere Übertrager erforderlich.
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Die Realisierung brauchbarer Videoübertrager, die ein Frequenzband
von etwa 1 Hz ... 5 MHz übertragen können, ist jedoch bisher nur mit
Kernblech-Speziallegierungen gelungen, deren Nachteil aber darin besteht, daß sie
außerordentlich stoßempfindlich sind. Außerdem hat die Verwendung solcher Übertrager
noch den Nachteil, daß die Übertragerkerne durch die Gleichstromkomponente des Videosignals
stark vormagnetisiert werden, wodurch nichtlineare Verzerrungen hervorgerufen werden.
Da aus diesem Grunde die Gleichstromkomponente durch Kondensatoren von den übertragem
ferngehalten werden muß, muß zur Vermeidung von Frequenzgangfehlern ein Entzerrungsnetzwerk
angeordnet werden, in dem die Querinduktivität der übertrager als maßgebliche Größe
enthalten ist. Da diese Querinduktivität aber bei luftspaltfreien Blechkernübertragern
eine sehr inkonstante Größe ist, führt diese Lösung auch zu keiner befriedigenden
Brummspannungsunterdrückung.
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Am erfolgreichsten konnte die Unterdrückung der Brummstörungen bei
gleichzeitig guter Übertragung der kritischen tiefen Frequenzen bisher mit Hilfe
von
trägerfrequenten Systemen erreicht werden. In diesem Fall kann
durch Anwendung von übertragem die Brummspannung vernachlässigbar klein gemacht
werden. Es wurden dazu bisher trägerfrequente Systeme mit Restseitenbandübertragung
verwendet, die nur einen geringen Mehraufwand an Frequenzbandbreite erfordern, als
dem Videoband entspricht (gute Frequenzbandökonomie). Diese Systeme sind jedoch
mit dem Nachteil behaftet, daß die Umsetzer einen ganz erheblichen Aufwand an Röhren
und Entzerrungsnütteln erfordern, der bei kurzen übertragungswegen wirtschaftlich
nicht tragbar ist. Für kurze Entfernungen mußten daher Zweiseitenbandsysteme eingesetzt
werden, die mit einem wesentlich geringeren Umsetzeraufwand auskommen, dafür aber
wegen der doppelten Bandbreite einen wesentlich höheren Aufwand an Röhren und Schaltmitteln
in den Leitungsverstärkern erfordern.
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Die Erfindung bezweckt nun, eine Schaltungsanordnung zu schaffen,
die die Vorteile der trägerfrequenten Zweiseitenbandiibertragung (Brurnmunterdrückung
und gute übertragung der tiefen Frequenzen) mit den Vorteilen der videofrequenten
übertragung (Frequenzbandökonomie) in sich vereinigt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits ein Verfahren zur übertragung
von videofrequenten Fernsehsignalen vorgeschlagen worden, bei dem in der übertragungsleitung
- zwecks galvanischer Trennung - Trennübertrager vorgesehen sind,
vor denen das Signal in ein Zweiseitenbandsignal umgesetzt wird, das hinter den
Trennübertragem wieder gleichgerichtet wird.
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Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung dieses Vorschlages dar
und besteht darin, daß vor und hinter jedem Trennübertrager ein Ringmodulator angeordnet
ist, mittels dessen das Videosignal mit ein und demselben Hilfsträger vor der Trennstelle
moduliert wird.
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Dabei dient als lfilfsträger eine Frequenz, die gleich oder größer
als 10 MHz ist, und die Ausgangsspule des ersten Ringmodulators (Modulator)
und die Eingangsspule des zweiten Ringmodulators (Demodulator) sind so auf einem
Kern vereinigt, daß sie zugleich als Trennübertrager dienen.
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Gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zwischen dem
Demodulator und dem Videoverstärker ein Sperrfilter für die Frequenz des Hilfsträgers
und zur Unterdrückung unerwünschter Modulationsprodukte zwischen dem Trennübertrager
und dem Demodulator ein weiteres Filter angeordnet werden.
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Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung, die aus zwei Ringmodulatoren besteht, die nüt 2 und 4 bezeichnet
und durch einen mit U2 bezeichneten Trennübertrager hochfrequenzmäßig miteinander
gekoppelt sind. Vor dem Eingangsübertrager V 1 ist ein Anpassungsglied
1 angeordnet, daß das an den Eingangsklemmen 1-1 anliegende Videosignal
an den Ringmodulator anpaßt. Zwischen dem Ausgangsübertrager ü3 des Ringmodulators
4 und dem Videoverstärker 6 ist ein Trägersperrfilter 5 angeordnet.
Die in einem Trägergenerator 7 erzeugte Trägerfrequenz von vorzugsweise
10 MHz wird den Ringmodulatoren 2 und 4 über die Eingangs- bzw. Ausgangsübertrager
V 1 bzw. V3 zugeführt. Mittels des Trennübertragers V2 wird das auf den Träger
modulierte Videosignal unmittelbar auf den Ringmodulator 4 übertragen und in diesem
wieder demoduliert. Dabei kann zur Unterdrückung unerwünschter Modulationsprodukte,
wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, beispielsweise zwischen dem Trennübertrager
V2 und dem Eingang des Ringmodulators 4 noch ein zusätzliches Filter 3
angeordnet
werden. Das demodulierte Signal gelangt dann über das Trägersperrfilter
5 in den Videoverstärker 6 und kann an den Ausgangsklemmen 11-II desselben
abgenommen werden.
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In Fig. 2 ist als Anwendungsbeispiel der Erfindung das Blockschaltbild
einer übertragungsstrecke mit mehreren Leitungsabschnitten dargestellt. In diesem
sind mit 11 die Sendestelle, mit 12 die zwischen den einzelnen Leitungsabschnitten
liegenden Zwischenverstärker und mit 13 die in Fig. 1 dargestellte
Schaltungsanordnung bezeichnet. Die Sendestelle ist bei 11' und die Empfangsstelle
bei 13' geerdet. Zwischen diesen beiden Erdungspunkten besteht eine Potentialdifferenz.
Die galvanische Trennung der Übertragungsleitung erfolgt mittels der an Hand der
Fig. 1
näher beschriebenen Umsetzeranordnung 13. Infolge dieser galvanischen
Trennung der Übertragungsleitung können in letzterer trotz der Potentialdifferenz
zwischen den Erdungspunkten 11' und 13' keine Ausgleichsströme fließen,
die Brummstörungen am Ausgang derselben hervorrufen könnten.