DE2812408A1

DE2812408A1 - Automatische kabelentzerrerschaltung

Info

Publication number: DE2812408A1
Application number: DE19782812408
Authority: DE
Inventors: Lucas John Bazin
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1978-09-28
Also published as: FR2385270B1; FR2385270A1; JPS53116719A; JPS6056019B2; CA1083679A; GB1596774A; NL7803010A; US4151490A; DE2812408C2

Description

12408

ECA 71 770 Ks/Iw , - ^T^isa^

' ' Uf. Dieter v. Bezoldl ^

Brit. Serial No: 11903/77 Dfpl.-Ir.g. F^"er Schute

Filed: March 21, 1977 Dlpl.-ing. Wolfgang Heusler

S Eüiünchen 8a, Fostrsch 8606SS

ECA Corporation
Hew York, N₀To, V₀ St₀ v„ A<

Automatische Kabelentzerrerschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf Kabelentζerrerschaltungen, mit denen der "verzerrende Einfluß von Kabeldämpfungsver= lusten auf durch ein Kabel übertragene Signale kompen·= siert werden kann«' Die Erfindung betrifft speziell einen automatischen Kabel ent ζ err er zum Entzerren von Videosignalen aus einer Fernsehkamera,,

Überträgt man Videosignale Z₀B₀ von Fernsehkameras, die sich an entfernten oder weit auseinanderliegenden Orten be= finden, dann macht sich der dämpfende Einfluß des übertragenden Kabels auf das Videosignal häufig so stark bemerkbar, daß Korrekturmaßnahmen erforderlich werden₉ um das zu verarbeitende Signal im Sinne einer Kompensation der Kabeldämpfung zu entzerrenο Kabelverluste lassen sich allgemein in zwei Kategorien einteilen, nämlich ohmsche Verluste und kapazitive oder dielektrische Verluste_o Die erste Kategorie, die auf den Wirkwiderstand des Kabels zurückzuführen ist, verursacht eine relativ lineare Dämpfung über den Frequenzbereich des übertragenen Signals und bereitet im allgemeinen keine wesentlichen Sorgen_o Problematischer sind jedoch die der Kapazität des Kabels zuzuschreibenden Verluste ₂„

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da ihr Einfluß darin "besteht, die höheren Frequenzen des übertragenen Signals zu dämpfen. Das JRroblem der Kabeldämpfung des Signals wird noch großer, wenn die Länge des Kabels geändert wird, wie es häufig der Fall ist, wenn zwischen Yideosignalquellen umgeschaltet wird, die sich in verschiedenen Entfernungen von der zentralen verarbeitenden Einrichtung "befinden. Da eine feste Kabel entzerrung den Verhältnissen typischer Fernseh-Kabelinstallationen nicht genügt, ist es allgemeine Bcaxis, das empfangene Signal auf einem Vellenform-Kontr ollgerät zu betrachten und von Hand Kabelentzerr er schaltungen einzuschalten, die z.B. Netzwerke zum Anheben der hohen Frequenzen sein können, um die im Kabel auftretenden Hochfrequenzverluste zu kompensieren.

Mit der Erfindung wird eine Kabelentzerrerschaltung geschaffen, um Signale, die durch ein Kabel übertragen werden und dabei Verluste in Amplitude und Frequenzgang erleiden, automatisch zu entzerren. Die Schaltung enthält eine Einrichtung, um in das zu übertragende Signal ein Referenzsignal einzufügen, das sowohl Komponenten niedriger Frequenz als auch Komponenten hoher Frequenz enthält, zwischen denen sich als Folge von Übertragungsverlusten eine Amplitudendifferenz einstellt. Ferner ist eine Signalsummierungsschaltung vorgesehen, die auf die Kabelsignale anspricht, um ein Ausgangssignal zu liefern. Mit den Kabelsignalen ist eine Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt, um ein vom Kabelsignal abgeleitetes Korrektursignal zu erzeugen. Mit der Signalsummierungsschaltung ist ein Detektor gekoppelt, um ein Steuersignal zu entwickeln, das proportional ist der relativen Amplitudendifferenz zwischen den niederfrequenten und hochfrequenten Komponenten des Referenzsignals. Eine auf das Korrektur signal und auf das Steuersignal ansprechende Multiplizierschaltung sorgt dafür, daß ein durch das Steuersignal bestimmter Betrag des Korrektursignals auf die Sig-

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nalsummierungsschaltung gegeben wird, um die Amplitude des Aus gang s signal s -wieder herzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen automatischen Kabelentzerrerschaltung;

Figuren 2a und 2b zeigen Wellenformen, um das Verständnis der Arbeitsweise der in Figur 1 dargestellten Zeichnung zu erleichtern.

Gemäß Figur 1 wird ein Videosignal (Videoeingang), das beispielsweise von einer Fernsehkamera komme, auf das sendeseitige Ende eines Kabels 10 gekoppelt. In der Zeichnung ist das Kabel 10 in unbestimmter Länge dargestellt, typische Kabelinstallationen können Kabellängen von einem oder wenigen Metern bis 300 Meter oder mehr enthalten. Das Signal am Ausgang des Kabels 10 wird auf die Eingangsklemmen eines Verstärkers 12 gekoppelt. Der Verstärker 12 ist eine als Differenzverstärker bekannte Bauform, die deswegen besonders vorteilhaft ist, weil sie Gleichtaktsignale, wie z.B. im Kabel hervorgerufenes Kauschen,unterdrücken kann und weil sie zwei identische Ausgangssignale liefern kann, deren erstes über einen Widerstand 14 zum Eingang einer summierenden Aus gang s verstärker schaltung gekoppelt wird, die aus einem Verstärker 18, den Eingangswiderständen 14, 20 und einem Rückkoppelungswiderstand 16 besteht. Die Ausgangsklemme des Ausgangsverstärkers eignet sich gut als Anschluß (Videoausgang) , von dem aus das Videosignal vom Kabel auf weitere Videosignal-verarbeitende Einrichtungen (nicht dargestellt) gekoppelt werden kann. Das andere Ausgangssignal des Eingangsverstärkers 12 wird auf ein hohe Frequenzen anhebendes

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Netzwerk 26 gekoppelt -und ferner einer Stufe 28 zugeführt, die Schaltungen zum Abtrennen von Ablenksynchronimpulsen und Färb Synchronimpulsen (Burst) und zum Erzeugen von Burst-Torimpulsen enthält. Das die hohen Frequenzen anhebende Netzwerk 26 erzeugt ein Ausgangssignal, das dem seinem Eingang zugeführten Eingangssignal komplementär ist, d.h., der !frequenzgang der Amplitude dieses Aus gangs signals steigt mit wachsender ITrquenz des Eingangs signals an, so daß ein Ausgangssignal geliefert wird, dessen Amplitude steigt, wenn sich die Frequenz des Eingangssignals erhöht. Die Kenngrößen des Netzwerks 26 sind so ausgewählt, daß der vom Netzwerk bewirkte Amplitudenanstieg gegenläufig und gleich groß (d.h. komplementär) zur Dämpfung ist, die das Videosignal während seiner Übertragung über das Kabel 10 erfährt. Das Ausgangssignal des Netzwerks 26 wird auf einen Eingang (Σ) einer Multiplizier schaltung 24- gegeben, die z.B. ein integrierter Baustein des Typs Motorola MC-1595 sein kann. Der Ausgang der Multiplizier schaltung 24· wird über den Widerstand 20 auf einen zweiten Eingang des signalsummierenden Ausgansverstärkers 18 gekoppelt. Dem anderen Eingang (Y) der Multiplizierschaltung 24 wird ein Steuersignal zugeführt, das in der erfindungsgemäßen und weiter unten zu beschreibenden Weise erzeugt wird, und das dazu dient, denjenigen Anteil des vorstehend beschriebenen komplementär-korrigierten Signals zu bestimmen, der dem gedämpften Eingangssignal am Eingang des Ausgangsverstärkers hinzuaddiert werden soll. Das vom Kabel 10 kommende gedämpfte Videosignal erscheint also am Ausgang des Verstärkers, nachdem ihm ein Korrektursignal hinzuaddiert worden ist, das gleich und entgegengesetzt der Signaldämpfung ist, die bei der Übertragung über das Kabel 10 hervorgerufen wurde, so daß am Videoausgang ein Videosignal geliefert wird, in.dem die Amplitude des Ausgangssignals gleich dem am Eingangsende des Kabels 10 zugeführten Originalsignal ist. ,_

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Das Steuersignal für den Y-Eingang der Multiplizierschaltung 24- wird auf folgende Weise erzeugt. In das durch das Kabel zu übertragende Signal wird ein Referenzsignal eingefügt, das als Gradmesser für die während der Übertragung hervorgerufenen Yerluste dient. Beim dargestellten Beispiel, wo das übertragene Signal ein Fernsehsignal ist, kann das Referenzsignal in einfacher Weise in das Horizontalaustastintervall eingefügt werden; im Grunde ist es aber möglich, das Referenzsignal an jede beliebige Stelle im zu übertragenden Signal einzufügen. Da das Referenzsignal im zu übertragenden Signal enthalten ist, muß es eine Form haben, die bei der Ankunft am empfangsseitigen Ende des Kabels Aufschluß sowohl über die gesamte erfahrene Signaldämpfung als auch darüber gibt, wie sich die Dämpfung über den Frequenzbereich des Signals in Folge sich ändernder Kabellängen ändert« Daher enthält das einzufügende Referenzsignal sowohl eine Komponente niedriger Frequenz als auch eine Komponente hoher Frequenz, so daß am empfangsseitigen Ende des Kabels 10 die relative Dämpfung· über den Frequenzbereich des übertragenen Signals effektiv angezeigt werden kann. Wenn das übertragene Signal ein Fernsehsignalgemisch ist, das sowohl Ablenksyn- " chronkomponenten als auch Farbsynchronkomponenten (Burst) enthält, dann können diese Komponenten, die normalerweise während des Austastintervalls auftreten und eine Frequenz von 15750 Hz bzw. 3,58 MHz (bei der USA-Fernsehnorm) haben, mit Vorteil als Refernzsignal verwendet werden. Wenn das übertragene Signal keine Horizontalsynchronkomponenten und keine Farbsynchronkomponenten enthält, dann können geeignete Signalkomponenten ähnlicher Frequenzlage als Referenzsignal eingefügt werden. Wie es weiter oben in Verbindung mit der Charakteristik des Kabels 10 beschrieben wurde, lassen sich die Dämpfungsverluste leicht mit Hilfe dieses zweiteiligen Refernzsignals, das einen niederfrequenten und einen

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hochfrequenten Teil enthält, Taestimmen.

Die Figur 2a zeigt ein typisches Horizontalaustastintervall mit einem Horizontalsynchronimpuls der Amplitude "a", der in der Zeitspanne "fc/i-^ ^erscneiiri;j ^xm^ einem Farbsynchronimpuls oder "Burst" der Amplitude "b", der in der Zeitspanne t^-t^, erscheint. Die Wellenform nach Figur 2a erfährt, wenn sie dem Eingangsende des Kabels 10 zugeführt wird, im Verlauf ihrer Übertragung eine solche Dämpfung, daß sie am empfangsseitigen Ende des Kabels 10 in der in Fig. 2b dargestellten Form erscheint. In ihrer dort gezeigten Form hat die während der Zeitspanne %*-^2 ^erscheinende niederfrequente Komponente eine nur wenig verminderte Amplitude "a^r" in Folge ohmscher Verluste und eine abgerundete Vorder flanke in Folge dielektrischer Verluste aufgrund der Länge des Kabels; die während der Zeitspanne t^-tj. erscheinende hochfrequente Komponente hat eine beträchtlich "verminderte Amplitude "b¹", wobei diese Verminderung praktisch vollständig von den dielektrischen Verlusten im Kabel herrührt und proportional der Länge des Kabels ist.

Gemäß der Erfindung wird die Differenz oder das Verhältnis zwischen den Amplituden der niederfrequenten und der hochfrequenten Komponente des Referenzsignals dazu hergenommen, um das Ausmaß der Kabeldämpfung in der Dämpfung der hochfrequenten Komponente relativ zur niederfrequenten Komponente zu bestimmen. Dieses Dämpfungsverhältnis ist ein faktisches Maß für die Länge des Kabels, über die das Signal übertragen wird.

Wie oben beschrieben, wird das gedämpfte ankommende Videosignal dem Eingang der Stufe 28 zugeführt, welche in an sich bekannter Weise die Horizontalsyachronkomponente und die Burstkomponente abtrennt und ein lastsignal erzeugt, welches das zeitliche Auftreten der Referenzsignale anzeigt.

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Die von der Stufe 28 gelieferten Tastimpulse werden auf einen Eingang eines getasteten Detektors 30 gegeben und außerdem einer getasteten Rückkoppelungs-Klemmschaltung 22 zugeführt, die mit dem Ausgangsverstärker gekoppelt ist, um sicherzustellen, daß die Tastung der gedämpften Komponenten des Referenzsignals nur während der gewünschten Periode des Austastintervalls erfolgt. Der andere Eingang des getasteten Detektors 30 ist mit der Videoausgangsklemme gekoppelt. Im Betrieb wird das Videosignal, das im Hauptweg vom Videoeingang zum Videoausgang läuft, auf zwei Spitzendetektoren gekoppelt, die sich im getasteten Detektor 30 befinden und deren einer für das Synchronsignal und deren anderer für den Burst vorgesehen ist. Die von der Stufe 28 kommenden Tastsignale für das Referenzsignal tasten die jeweiligen Spitzendetektoren, um am Ausgang des getasteten Detektors 30 einen Gleichstrom- oder Gleichspannungswert zu liefern, der charakteristisch für das Amplitudenverhältnis des Synchronsignalpegels gegenüber dem Burstpegel am Videoausgang ist. Der Ausgang, des Detektors 30 ist mit der Eingangsklemme eines Verstärkers 32 verbunden, dessen Ausgang über ein Filter 36 zum Steuereingang Y der Multiplizierschaltung 24- führt. Venn der Gleichstromausgangswert des Detektors 30 im wesentlichen gleich Null ist, dann bedeutet dies, daß die beiden Komponenten des Referenzsignals (d.h. die Synchronkomponente und die Burstkomponente) nicht gedämpft worden sind, was einer Kabellänge von Null entspricht. In diesem Fall wird dem Ausgangsverstärker 18 kein komplementäres Korrektursignal zugeführt.

Wenn die Länge des Kabels größer wird, dann nimmt die Amplitude der hochfrequenten Komponente (d.h. des Bursts) des Referenzsignals relativ zur niederfrequenten Komponente (Synchronsignal) des Referenzsignals ab. Diese relative Amplitudendifferenz führt zu einem Gleichstrompegel am Ausgang des getasteten Detektors 30, der die Amplitudendifferenz

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anzeigt, die sich in Folge der Dämpfung der über das Kabel übertragenen Referenzsignale ergibt. Der GIeichstromausgangspegel des Detektors 30, der sich mit der Kabellänge ändert, wird also einmal während jeder Fernsehzeile auf den neuesten Stand gebracht und stellt automatisch die Steuerspannung am. Y-Eingang der Multiplizier schaltung 24- nach, um ein Korrektursignal in Form eines "komplementären" Signals hinzuzufügen, derart daß die niederfrequente Komponente (Synchronsignal) und die hochfrequente Komponente (Burst) des Referenzsignals wieder auf ihre ursprünglichen Werte wie am Eingangsende des Kabels 10 gebracht werden.

Das Netzwerk 26 ist typischerweise für die größte zu erwartende Kabellänge (d.h. für etwa 300 Meter) ausgelegt, und die Multiplizierschaltung 24 liefert somit automatisch das jeweils richtige Korrekturmaß für Kabellängen von Hull bis 300 Meter. Das relativ hohe Korrekturmaß, das vom Hochfrequenz -Anhebungsnet ζ werk 26 für die Kompensation der Kabeldämpfung erbracht werden muß, kann in den Werten des mittleren Bereichs weiter linearisiert werden, indem man zusätzlich eine ohmsche Rückkoppelung oder eine kombinierte reaktive und ohmsche Rückkoppelung wie dargestellt durch ein Linearxtatsnetzwerk 34 vorsieht, das zwischen den Ausgangsanschluß des Ausgangsverstärkers und die Eingangsklemme der in traditioneller Weise ausgeführten Hochfrequenz-Anhebungsschaltung geschaltet ist.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. !SchaltungSan·Ordnung zum automatischen Entzerren von Sig-V / nalen, die über ein Kabel übertragen vrarden und dabei Amplituden- und Frequenzgangverluste erlitten haben, mit einer Einrichtung, um in die vom Kabel übertragenden Signale ein Beferenzsignal mit Komponenten niedriger und hoher Frequenz einzufügen, deren Amplituden sich als Folge von Übertragungsverlusten relativ zueinander ändern, und mit einer auf die vom Kabel übertragenen Signale ansprechenden Summierungs= Schaltung, gekennzeichnet durch:

eine mit den besagten Kabelsignalen gekoppelte signalverarbeitende Einrichtung (26) zur Gewinnung eines von den Kabelsignalen abgeleiteten Korrektursignals;

eine mit der Summierungsschaltung (14- bis 22) gekoppelte Detektoranordnung (30) zur Erzeugung eines Steuer= signals, das der relativen Amplitudendifferenz zwischen der niederfrequenten und der hochfrequenten Komponente des EeferenzsignaIs proportional ist ;

eine auf das Korrektursignal und auf das Steuersignal ansprechende Multiplizierschaltung (24), die einen durch das Steuersignal bestimmten Betrag des Korrektursignals auf die Summierungsschaltung koppelt, um die Amplitude des Ausgangesignals wieder herzustellen«,
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1₃ dadurch gekennzeichnet_s daß die über das Kabel übertragenen Signale ein Videosignalgemisch sind und daß das Referenzsignal in das Austastintervall des Videosignalgemisches eingefügt ist_o

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3. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet;, daß das Referenzsignal aus Horizontalsynchronsignalen und Farbsynchronsignalen des Videosignalgemischs besteht.

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