DE19731012B4

DE19731012B4 - Anordnung zum Erzeugen eines restseitenband-modulierten Videosignals mit Restträger für einen Fernsehsender

Info

Publication number: DE19731012B4
Application number: DE1997131012
Authority: DE
Inventors: Walter Bschor; Josef Kirchner
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2017-07-19
Also published as: WO1999004558A1; DE19731012A1

Abstract

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).

Description

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.

Claims

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).