DE2510348C2

DE2510348C2 - Einrichtung zum Entschlüsseln eines Fernsehsignals

Info

Publication number: DE2510348C2
Application number: DE19752510348
Authority: DE
Inventors: Stanley E. Ledgemont Madison Wis. Guif; Ralph P. Wonder Lake Ill. Haney
Original assignee: Oak Industries Inc., Crystal Lake, Ill.
Current assignee: OCI Communcations Inc
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1975-03-10
Publication date: 1983-11-03
Also published as: GB1500743A; DE2711756C2; FR2264448B1; DE2711756A1; NL7502883A; FI750683A; FR2264448A1; FI67284B; BE826727A; DE2510348A1; FI67284C; CH575694A5

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entschlüsseln eines Fernsehsignals gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 2165 409 ist eine derartige Entschlüsselungseinrichtung bekannt, bei der jedoch das Entschlüsselungssinussignal dadurch erzeugt wird, daß ein Signal bei einer Zwischenfrequenz von etwa MHz aus dem verschlüsselten Fernsehsignal abgeleitet und das Zwischenfrequenzsignal zu dem eigentlichen Entschlüsselungssinussignal von 15KHz verarbeitet wird. Hierzu ist eine verhältnismäßig komplizierte Schaltung erforderlich, die zudem eine starke erste Oberwelle erzeugt, welche nur mit zusätzlichem Aufwand entfernt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Entschlüsseln eines mit einem Sinussignal verschlüsselten Fernsehsignals anzugeben, bei der die Gewinnung des Entschlüsselungssinussignal erheblieh verbessert und vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung mit dem Merkmal des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Da das Entschlüsselungssinussignal aus dem im entschlüsselten Fernsehsignal noch enthaltenen Rest des Verschlüsselungssinussignals abgeleitet wird, sind keine frequenz- und phasenmäßigen Maßnahmen erforderlich, um zu der mit dem Verschlüsselungssinussignal übereinstimmenden Entschlüsselungssinussignal zu gelangen, da diese Beziehung bereits zwangsläufig vorhanden ist, insbesondere erübrigt sich ein Aussieben einer störenden ersten Oberwelle.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Kabelfernsehumsetzers mit einer Einrichtung zum Entschlüsseln verschlüsselter Fernsehsignale,

Fig. 2 eine Blockschaltbild einer modifizierten Entschlüsselungseinrichtung,

F i g. 3 eine Diagrarnmdarsieüung bestimmter Signaiformen, die in der dargestellten und beschriebenen Entschlüsselungseinrichtung auftreten und

Fig.4 ein Signaldiagramm, das die Unterdrückung des Verschlüsselungssinussignals während eines Teils des vertikalen Fernsehsignal-Interval's veranschaulicht

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann z. B. beim Gebühren- oder Abonnementfernsehen verwendet werden. Insbesondere wird das Fernsehsignal an der Sendestation durch Hinzufügen eines Sinussignals als zusätzliche Modulation zu dem zusammengesetzten Fernsehsignal verschlüsselt. Beispielsweise wird ein sinusförmiges Verschlüsselungssignal mit einer Frequenz von etwa 15,75 kHz unmittelbar dem Fernsehsignal zugefügt. Das Sinussignal besitzt, wie in Fig.3A und 3B gezeigt ist, eine phasenstarre Beziehung zu den horizontalen Synchronisierimpulsen. Die Sinussignalmodulation bewirkt eine Unterdrückung der horizontalen Synchronisierimpulse und verw-kt das Videosignal zwischen den horizontalen Synchronisierimpulen, da das gesamte Fernsehsignal mit der Sinussignalmodulation beaufschlagt wird, wobei das sinusförmige Verschlüsselungssignal als Amplitudenmodulation auch auf dem Fernseh-Tonträgersignal vorhanden ist. Das Sinusförmige Verschlüsselungssignal kann den Pegel des Fernsehsignals um etwa 6 dB variieren. In der US-PS 30 81 376 ist eine Einrichtung zum Hinzufügen eines derartigen sinusförmigen Verschlüsselungssignals zu einem zusammengesetzten Fernsehsignal beschrieben. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zum Entschlüsseln des zusammengesetzten Fernsehsignals.

In F i g. 1 enthält ein Kabelfernsehumsetzer des in der US-PS 33 33 198 dargestellten allgemeinen Typs einen Kabeleingangsanschluß 10. der mit einem ersten Mischer 12 verbunden ist. Ein variabler Oszillator 14 ist mit dem Mischer 12 verbunden, wobei das Ausgangssignal des Mischers über ein Filter 16 und einen Verstärker 18 zu einem zweiten Filter 20 gelangt. Das Filter 20 ist mit einem zweiten Mischer 22 verbunden, der von einem Oszillator 24 gespeist wird, wobei der Ausgang des zweiten Mischers 22 an ein Filter 26 angeschlossen ist. Die insoweit beschriebenen Schaltungsbesiandteile sind herkömmlich und im wesentlichen in der US-PS 33 33 198 dargestellt. Der Eingangsanschluß 10 empfängt ein breites Spektrum der Kabelkanäle, die in einer Anzahl zwischen 13 und 26

üblicherweise in Kabelfernsehsystemen verwendet werden. Der variable Oszillator 14 dient zur Steuerung des speziellen, selektierten Kanals, wobei der Oszillator 24 den selektierten Kanal in einen bestimmten VHF-Kanal umsetzt, der normalerweise örtlich nicht als Sendekanal verwendet wird, aber mit einem üblichen Fernsehempfänger empfangen werden kann. Sämtliche Kanäle können daher auf einem speziellen Fernsehempfänger auf einem üblicherweise unbenutzten Kanal, z. B. Kanal »3« gezeig: werden.

Das Ausgangssignal des Filters 26 wird einem H F-Verstärker 28 zugeführt. Zwischen dem Verstärker 28 und crem Filter 26 ist eine Signalfalle 30 angeordnet, die normalerweise zum Aussieben des Bildsignals des nächsthöheren Kanals, z. B. Kanal »4« dient Ein Dämpfungsglied 36 ist an den Verstärker 28 angeschlossen, wobei der Ausgang des Dämpfungsgliedes 36 unmittelbar mit dem Fernsehempfänger verbunden ist. Wenn der durch den Oszillator 14 gewählte spezielle Kanal ein Nicht-Gebührenkanal ist, also ein Kanal mit keinem überlagerten Verschlüsselungssignal, wird das Fernsehsignal sofort am Fernsehempfänger auf Kanal »3« sichtbar.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 28 durchl'uift ein Filter 32 für Kanal »3«, wobei das Ausgangssignal des Filters 32 zu einem zweiten HF-Verstärker 34 führt. Eine automatische Frequenzregelung (AFC) ist mit Hilfe eines AFC-Diskriminators 38 vorgesehen, der an den Ausgang des Verstärkers 34 angeschlossen ist und über die Leitung 40 zurück zu dem variablen Oscillator 14 führt

Der Entschlüsselungsteil der Schaltung enthält ein Tonträgerfilter 42 für Kanal »3«, das an den Ausgang des Verstärkers 34 angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Filters 42 mit einem H F-Verstärker 44 verbunden ist Ein zweites Tonträgerfilter 46 für Kanal »3« ist an den Verstärker 44 angeschlossen, während der Ausgang des Filters 46 mit einem Detektor 48 für die automatische Verstärkungsregelung (AGC) verbunden ist. Ein 15.75 kHz-Filter 50 ist zwischen dem AGC-Detektor 48 und e.nem AGC-Verstärker 52 angeordnet.

Unter der Annahme, daß der Oszillator 14 auf den Gebührenkanal eingestellt ist. ist im Betrieb das von dem angelegten Sinussignal amplitudenmodulierte Fernsehsignal am Eingang des Verstärkers 28 vorhanden. Die Filter 42 und 46 gewährleisten, daß nur die Tonträgerfrequenz und die zugehörigen Seitenbänder am Eingang des AGC-Detektors 48 vorhanden sind. Da das Verschlüsselungssignal als Amplitudenmodulation auf dem Tonträger vorhanden ist. ist das Verschlüsse- ίο lungssignal auch am Ausgang des Detektors 48 vorhanden. Ebenso vorhanden ist ein Gleichspannungspegel, der von dem Signal-Eingangspegel abhängig ist Das Ausgangssignal des Detektors 48 wird über das Filter 50 und den Verstärker 52 als Verstärkungsregelsignal dem Verstärker 28 zugeführt. Dieses Verstärkungsregelsignal ist in Gegenphase zu Änderungen des Tontrager-Ausgangssignalpegels des Verstärkeis 28. Änderungen im Tonträger-Ausgangssigr.alpegel des Verstärkers 28 werden daher um einen Faktor verringert, der gleich der Schleifen verstärkung zwischen dem Ausgang des Verstärkers 28 und dessen Verstärkungsregeleingang ist. Das Tonträgerausgangssignal des Verstärkers 28 enthält deshalb nur ein kleines restliches Verschlüsselungssignal. Das Videoausgangssignal des Verstärkers 28 wird gleichzeitig durch den Verstärkungsregelsignaleingang entschlüsselt und enthält in gleicher Weise r, jr einen kleinen restlichen Verschlüsselungsignalbestandteil.

In F i g. 2 ist das gleiche Entschlüsselungsprinzip ohne einen herkömmlichen Kabelfernsehumsetzer dargestellt In diesem Falle verbinden eii.polige Schalter 54 und 56 den Kabeleingang entweder unmittelbar über die Leitung 57 mit dem Empfänger oder mit der beschriebenen Entschiüsselungseinrichtung. Letztere weist ein Bandpaßfilter auf, das für den als Gebührenkanal gewählten speziellen Kanal durchlässig ist Der Ausgang des Filters 58 ist mit einem Verstärker 60 und dann mit einem zweiten Filter 62 verbunden. Ein Mischer 64 ist mit einem ersten Eingang an das Filter 62 und mit einem zweiten Eingang an den Oszillator 66 angeschlossen. Wenn z. B. der Gebührenkanal ein Buchstabenkanal ist z. B. Kanal »C«, wird der Oszillator 66 derart eingestellt daß der Ausgang des Mischers 64 ein normalerweise unbenutzter Kanal des Fernsehgerätes ist z. B. Kanal »3«, wie vorstehend erläutert ist Wie in diesem Zusammenhang ohne weiteres ersichtlich ist ist die Erfindung nicht auf Kanal »3« beschränkt, doch ist dieser ein üblicherweise benutztr; Kabelfernseh-Ausgangskanal. Der Ausgang des Mischers 64 führt zu einem Filter 68. Das Filter 68 ist mit einem HF-Verstärker 28 verbunden, wobei die restlichen Teile der Entschlüsselungseinrichtung den entsprechenden Teilen voi F i g. 1 identisch sind.

Im Betrieb ist die Schaltung nach Fig.2 in ihrer Funktion hinsichtlich der Entschlüsselung des sinusförmigen, verschlüsselten Fernsehsignals identisch mit der Schaltung nach Fig. 1. Der Hauptunterschied besteht darin, daß dort keine Umsetzung sämtlicher Kabelkanäle in einen speziellen, selektierten und normalerweise unbenutzten Kanal des Empfängers erfolgt. Es wird daher nur der Gebührenkanal in den bezeichneten Kanal umgesetzt, wobei die restlichen Kanäle des Kabels unmittelbar zu dem Empfänger führen.

In Fig. 3 sind das sinusförmige Verschlüsselungssignal im oberen Teil der Figur und die horizontalen Synchronisierimpulse des Fernsehsignals uimitt?lbar darunter kenntlich gemacht. Das sinusförmige Verschlüsselungssignal besitzt die gleiche Frequenz wie die horiz· malen Synchronisierimpulse des Fernsehsignals und weist die spezielle, in F i g. 3 dargestellte Phasenbeziehung auf. Die beschriebene Verschlüsselung führt zu einer Unterdrückung der horizontalen Synchronisierimpulse und zu einer Verstärkung des Videosignals, was eine gewisse Neigung zum Verlust der genauen horizontalen Synchronisierimpulse im Fernsehgerät verursacht.

Wie vorstehend erwähnt, ist in dem von der Dekodiereinrichtung erzeugten Ausgangsfernsehsignal ein restliches Verschlüsselungssignal enthalten. Versuche haben gezeigt, daß etwa 5% restliches Verschlüsselungsstfnl den Betrieb der horizontalen Synchronisierschaltung eines Fernsehempfängers nicht stören. Ein derartiges restliches Verschlüsselungssignal verursacht jedoch eine geringe Verdunkelung des Videosignals in der Mitte zwischen den horizontalen Synchronisierimpulsen.

Das restliche Vers.hlüsselungssignal kann jedoch den Betrieb der Vertikalsynchronisierung des Fernsehgerätes und die Automatik-Verstärkungsregelschaltungen stören. Während eines Teils des vertikalen Intervalls treten Synchronisierimpulse mit der doppelten Frequenz der normalen Horizontalsynchronisierfrequenz auf. Dies findet während des Ausgleichsimpulsintervalls und während des Sägezahn-(Vertikalsynchronisier-)impulsintervalls statt. Die Wirkung des restlichen Ver-

schlUsselungssignals auf das vertikale Intervall besteht in der Erzeugung eines höheren Spitzenpegels als zu irgendeinem Zeitpunkt während eines Fernsehbildrahmens. Da sowohl die Synchronisier- als auch die Automatik-Verstärkungsregelschaltungen eines Fernsehgerätes von den Spit/ensignalpcgeln betrieben werden, kann diese Änderung des Spitzenpegels während eines kleinen Teils des Bildrahmens die Synchronisier- und Automatik-Verstärkungssteuerschaltungen durcheinander bringen. Die Wirkung des restlichen Verschlüsselungssignals kann an dem kopfseitigen Verschlüssler dadurch beseitigt werden, daß das Verschlüsselungssignal während zumindest des in Fig.3C dargestellten Neunerzcilenintervalls unterdrückt wird.

Fig.4 zeigt die Einhüllende des Verschlüssclungssignals, das während eines Teils des vertikalen Intervalls

in geeigneter Weise unterdrückt wurde. Zu beachten ist. daß die Unterdrückung stufenweise angelegt und stufenweise entfernt wird und nur für einen Teil des vertikalen Intervalls vorgesehen ist, obwohl bei einigen Anwendungsformen eine Unterdrückung während der gesamten Periode vorgesehen werden kann. In bevorzugter Weise erfolgt die Unterdrückung nur für denjenigen Teil des vertikalen Intervalls, in dem die Ausgleichsimpiiise und vertikalen Synchronisierimpulse übertragen werden.

Die Erfindung ist weder auf eine spezielle Frequenz noch auf eine Einrichtung zum Anlegen eines Sinussignals beschränkt. In bevorzugter Weise wird das Verschlüsselungssignal dem zusammengesetzten Fernsehsignal in der zentralen Fernsehstation hinzugefügt, wenn das Signal auf das Kabel übertragen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Entschlüsseln eines mit einem im wesentlichen frequenzkonstanten Sinussignal verschlüsselten Fernsehsignals unter Ableiten eines Entschlüsselungssinussignals aus dem Fernsehsignal und gegenphasigem Anlegen des Entschlüsselungssinussignals an das verschlüsselte Fernsehsignal, dadurch gekennzeichnet, daß das Entschlüsselungssinussignal aus dem im entschlüsselten Fernsehsignal noch enthaltenen Sinussignalrest abgeleitet wird.

Z Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entschlüsselungssinussignal aus dem Tonträger des entschlüsselten Fernsehsignals 1 > abgeleitet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine HF-Verstärkerschaltung (28, 32, 34) mit zwei Eingängen vorgesehen ist, an deren ersten Eingang das empfangene verschlüsselte Fernsehsignal und an dessen anderen Eingang das EntschlGsselüngosinussignai angelegt wird, das über einen Detektor (48) festgestellt und mittels eines Verstärkers (52) verstärkt wurde.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die H F-Verstärkerschaltung (28, 32, 34) zwei getrennte HF-Verstärker (28, 34) enthält, die durch ein zum Aussieben sämtlicher Fernsehkanäle bis auf einen ausgebildeten Bandpaßfilter (32) getrennt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Detektor (48) und dem Ausgang der HF-Verstärkerschaltung (28, 32, 34) eine einkanalige Tonträgerfilteranordnung (42,44,46) angeordnet ist

6. Einrichtung nach Ansprucn 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonträgerfilteranordnung (42, 44, 46) zwei verschiedene, durch einen Verstärker (44) getrennte Tonträgerfilter (42,46) umfaßt.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem empfangenen, verschlüsselten Fernsehsignal zumindest ein Teil des vertikalen Intervalls unterdrückt ist.