DE2812408C2

DE2812408C2 - Kabelsignalentzerrerschaltung

Info

Publication number: DE2812408C2
Application number: DE2812408A
Authority: DE
Inventors: Lucas John Vincentown N.J. Bazin
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1985-08-08
Also published as: CA1083679A; NL7803010A; JPS53116719A; US4151490A; JPS6056019B2; GB1596774A; FR2385270B1; FR2385270A1; DE2812408A1

Description

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richtung, um in das zu übertragende Signal ein Refe- 24 gegeben, die z. B. ein integrierter Baustein des Typs renzsignal einzufügen, das sowohl Komponenten niedri- Motorola MC-1595 sein kann. Der Ausgang der Multiger Frequenz als auch Komponenten hoher Frequenz plizierschaltung 24 wird über den Widerstand 20 auf enthält, zwischen denen sich als Folge von Obertra- einen zweiten Eingang des signalsununierenden Ausgungsverlusten eine Amplitudendifferenz einstellt Fer- 5 gangsverstärkers 18 gekoppelt Dem anderen Eingang ner ist eine Signalsummierungsschaltung vorgesehen, (Y) der Multiplizierschaltung 24 wird ein Steuersignal die auf die Kabelsignale anspricht, um ein Ausgangssi- zugeführt, das in der erfindungsgemäßen und weiter ungnal zu liefern. Mit den Kabelsignalen ist eine Signalver- ten zu beschreibenden Weise erzeugt wird, und das daarbeitungsschaltung gekoppelt, um ein vom Kabelsignal zu dient denjenigen Anteil des vorstehend beschriebeabgeleitetes Korrektursignal zu erzeugen. Mit der Si- 10 nen komplementär-korrigierten Signals zu bestimmen, gnalsummierungsschaltung ist ein Detektor gekoppelt, der dem gedämpften EingangssignaJ am Eingang des um ein Steuersignal zu entwickeln, das proportional ist Ausgangsverstärkers hinzuaddiert werden solL Das der relativen Amplitudendifferenz zwischen den nieder- vom Kabel 10 kommende gedämpfte Videosignal erfrequenten und hochfrequenten Komponenten des Re- scheint also am Ausgang des' Verstärkers, nachdem ihm ferenzsignals. Eine auf das Korrektursignal und auf das 15 ein Korrektursignal hinzuaddiert worden ist, das gleich Steuersignal ansprechende Multiplizierschaltung sorgt und entgegengesetzt der Signaldämpfung ist, die bei der dafür, daß ein durch das Steuersignal bestimmter Betrag Übertragung über das Kabel 10 hervorgerufen wurde, des Korrektursignals auf die Signalsummierungsschal- so daß am Videoausgang ein Videosignal geliefert wird, tung gegeben wird, um die Amplitude der Ausgangssi- in dem die Amplitude des Ausgangssignals gleich dem gnals wieder herzustellen. 20 am Eingangsende des Kabels 10 zugeführten Originalsi-

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfüh- gnal ist

rungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert Das Steuersignal für den K-Eingang der Multiplizier-

F i g. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsge- schaltung 24 wird auf folgende Weise erzeugt In das

mäßen automatischen Kabelentzerrerschaltung; durch das Kabel zu übertragende Signal wird ein Refe-

F i g. 2a und 2b zeigen Weiicuformen, um das Ver- 25 renzsignal eingefügt das als Gradmesser für die wäh-

ständnis der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten rend der Übertragung hervorgerufenen Verluste dient.

Zeichnung zu erleichtern. Beim dargestellten Beispiel, wo das übertragene Signal

Gemäß F i g. 1 wird ein Videosignal (Videoeingang), ein Fernsehsignal ist kann das Referenzsignal in einfadas beispielsweise von einer Fernsehkamera komme, eher Weise in das Horizontalaustastintervall eingefügt auf das sendeseitige Ende eines Kabels 10 gekoppelt. In 30 werden; im Grunde ist es aber möglich, das Referenzsider Zeichnung ist das Kabel 10 in unbestimmter Lange gnal an jede beliebige Stelle im zu übertragenden Signal dargestellt, typische Kabelinstallationen können Kabel- einzufügen. Da das Referenzsignal im zu übertragenden längen von einem oder wenigen Metern bis 300 Meter Signal enthalten ist muß es eine Form haben, die bei der oder mehr enthalten. Das Signal am Ausgang des Ka- Ankunft am empfangsseitigen Ende des Kabels Aufbels 10 wird auf die Eingangsklemmen eines Verstärkers 35 Schluß sowohl über die gesamte erfahrene Signaldämp-12 gekoppelt Der Verstärker 12 ist eine als Differenz- fung als auch darüber gibt wie sich die Dämpfung über verstärker bekannte Bauform, die deswegen besonders den Frequenzbereich des Signals in Folge sich ändernvorteilhaft ist weil sie Gleichtaktsignale, wie z. B. im der Kabellängen ändert. Daher enthält das einzufügen-Kabel hervorgerufenes Rauschen, unterdrücken kann de Referenzsignal sowohl eine Komponente niedriger und weil sie zwei identische Ausgangssignale liefern 40 Frequenz als auch eine Komponente hoher Frequenz, kann, deren erstes über einen Widerstand 14 zum Ein- so daß am empfangsseitigen Ende des Kabels 10 die gang einer summierenden Ausgangsverstärkerschal- relative Dämpfung über den Frequenzbereich des übertung gekoppelt wird, die aus einem Verstärker 18, den tragenen Signals effektiv angezeigt werden kann. Wenn Eingangswiderständen 14, 20 und einem Rückkoppe- das übertragene Signal ein Fernsehsignalgemisch ist, lungswiderstand 16 besteht. Die Ausgangsklemme des 45 das sowohl Ablenksynchronkomponenten als auch Ausgangsverstärkers eignet sich gut als Anschluß (Vi- Farbsynchronkomponenten (Burst) enthält, dann köndeoausgang), von dem aus das Videosignal vom Kabel nen diese Komponenten, die normalerweise während auf weitere Videosignal-verarbeitende Einrichtungen der Austastintervalls auftreten und eine Frequenz von (nicht dargestellt) gekoppelt werden kann. Das andere 15 750 Hz bzw. 3,58 MHz (bei der USA-Fernsehnorm) Ausgangssignal des Eingangsverstärkers 12 wird auf ein 50 haben, mit Vorteil als Referenzsignal verwendet werhohe Frequenzen anhebendes Netzwerk 26 gekoppelt den. Wenn das übertragene Signal keine Horizontalsyn- und ferner einer Stufe 28 zugeführt, die Schaltungen chronkomponenten und keine Farbsynchionkompozum Abtrennen von Ablenksynchronimpulsen und nenten enthält, dann können geeignete Signalkompo-Farbsynchronimpulsen (Burst) und zum Erzeugen von nenten ähnlicher Frequenzlage als Referenzsignal ein-Burst-Torimpulsen enthält. Das die hohen Frequenzen 55 gefügt werden. Wie es weiter oben in Verbindung mit anhebende Netzwerk 26 erzeugt ein Ausgangssignal, der Charakteristik des Kabels 10 beschrieben wurde, das dem seinem Eingang zugeführten Eingangssignal lassen sich die Dämpfungsverluste leicht mit Hilfe dieses komplementär ist d. h, der Frequenzgang der Amplitu- zweiteiligen Referenzsignals, das einen niederfrequende dieses Ausgangssignals steigt mit wachsender Fre- ten und einen hochfrequenten Teil enthält, bestimmen,
quenz des Eingangssignals an, so daß ein Ausgangssi- 60 Die F i g. 2a zeigt ein typisches Horizontalaustastingnal geliefert wird, dessen Amplitude steigt, wenn sie tervall mit einem Horizontalsynchronimpuls der Amplidie Frequenz des Eingangssignals erhöht. Die Kenngrö- tude »a«, der in der Zeitspanne fi — f2 erscheint, und Ben des Netzwerks 26 sind so ausgewählt, daß der vom einem Farbsynchronimpuls oder »Burst« der Amplitude Netzwerk bewirkte Amplitudenanstieg gegenläufig und »i> <,, der in der Zeitspanne t₃ — u erscheint. Die Wellengleich groß (d. h. komplementär) zur Dämpfung ist, die 65 form nach F i g. 2a erfährt, wenn sie dem Eingangsende das Videosignal während seiner Übertragung über das des Kabels 10 zugeführt wird, im Verlauf ihrer Übertra-Kabel 10 erfährt. Das Ausg&ngssignal des Netzwerks 26 gung eine solche Dämpfung, daß sie am empfangsseitiwird auf einen Eingang (X) einer Multiplizierschaltung gen Ende des Kabels 10 in der in F i g. 2b dargestellten

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Form erscheint. In ihrer dort gezeigten Form hat die während der Zeitspanne ii — t₂ erscheinende niederfrequente Komponente eine nur wenig verminderte Amplitude »a¹« in Folge ohmscher Verluste und eine abgerundete Vorderflanke in Folge dielektrischer Verluste aufgrund der Länge des Kabels; die während der Zeitspanne h — U erscheinende hochfrequente Komponente hat eine beträchtlich verminderte Amplitude »b'«, 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 Horizontalsynchronkomponente und die Burstkomponente abtrennt und ein Tastsigna! erzeugt, welches das zeitliche Auftreten der Referenzsignale anzeigt.

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 fviuliipiizierschaltung 24 führt. Wenn der Gleich-Stromausgangswert 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 niederfre- eo quenten Komponente (Synchronsignal) des Referenzsignais ab. Diese relative Amplitudendifferenz führt zu einem Gleichstrompegel am Ausgang des getasteten Detektors 30, der die Amplitudendifferenz anzeigt, die sich in Folge der Dämpfung der über das Kabel übertra- b5 genen Referenzsignale ergibt. Der Gleichstromausgangspegel 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 V-Eingang der Multiplizierschaltung 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 Null bis 300 Meter. Das relativ hohe Korrekturmaß, das vom Hochfrequenz-Anhebungsnetzwerk 26 für die Kompensation der Kabeldämpfung erbracht werden muß, kann in den Werten des mittleren Bereichs weiter linearisiert werden, indem man zusätzlich eine ohmsche Rückkopplung oder eine kombinierte reaktive und ohmsche Rückkopnehing wie dargestellt durch ein Linearitätsnetzwerk 34 vorsieht, das zwischen den Ausgangsanschluß des Ausgangsverstärkers und die Eingangsklemme der in traditioneller Weise ausgeführten Hochfrequenz-Anhebungsschaltung geschaltet ist.

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35 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ras, die sich an entfernten oder weit auseinanderliegen- Patentansprüche: den Orten befinden, dann macht sich der dämpfende Einfluß des übertragenden Kabels auf das Videosignal

1. Kabelsignalentzerrerschaltung zur Kompensa- häufig so stark bemerkbar, daS Korrekturmaßnahmen tion frequenzabhängiger Signalverluste, bei der das s erforderlich werden, um das zu verarbeitende Signal im vom Kabel übertragene Kabelsignal in einen ersten Sinne einer Kompensation der Kabeldämpfung zu ent- und einen zweiten Signalanteil aufgeteilt und der zerren. Kabelverluste lassen sich allgemein in zwei Kaerste Signalanteil nach Durchlauf einer frequenzab- tegorien einteilen, nämlich ohmsche Verluste und kapahängigen Schaltung in einer Kombinationsschaltung zitive oder dielektrische Verluste. Die erste Kategorie, mit dem zweiten, frequenzabhängig unverändert ge- ίο die auf den Wirkwiderstand des Kabeis zurückzuführen bliebenen Signalanteil im Sinne der gewünschten ist, verursacht eine relativ lineare Dämpfung über den Kompensation wieder vereinigt wird, dadurch Frequenzbereich des übertragenen Signals und bereitet gekennzeichnet, im allgemeinen keine wesentlichen Sorgen. Problematidaß die frequenzabhängige Schaltung (26) aus dem scher sind jedoch die der Kapazität des Kabels zuzuersten Signalanteil ein zu den frequenzabhängigen is schreibenden Verluste, da ihr Einfluß darin besteht, die Verlusten des Kabelsignals in einem Kabel (10) vor- höheren Frequenzen des übertragenen Signals zu bestimmter Länge komplementäres Korrektursignal dämpfen. Das Problem der Kabeldämpfung des Signals (X) erzeugt, wird noch größer, wenn die Länge des Kabels geändert daß ein Regelsignalgenerator (30,32,36) ein von der wird, wie es häufig der Fall ist, wenn zwischen Videosi-Amplitudendifferenz zwischen hoch- und niederfre- 20 gnalquelien umgeschaltet wird, die sich in verschiedequenten Bezugskomponenten des Kabelsignals ab- nen Entfernungen von der zentralen Signalverarbeihängiges Regelsignal (Y) als Maß für die tatsächli- tungsstelle befinden. Da eine feste Kabelentzerrung den chen Kabelübertragungsverluste erzeugt, Verhältnissen typischer Fernseh-Kabelinstallationen und daß eine Koppelschaltung (24) zur Koppelung nicht genügt, ist es allgemeine Praxis, das empfangene eines durch das Regelsignal (Y) bestimmten Anteils 25 Signal auf einem Wellenform-Kontrollgerät zu betrachdes Korrektursignals (X) zu der Kombinationsschal- ten und von Hand Kabelentzerrerschakungen einzutung (14, 16, 18, 20, 22) zur Kombination mit dem schalten, die z. B. Netzwerke zum Anheben der hohen zweiten Signalanteil im Sinne der Kompensierung Frequenzen sein können, um die im Kabel auftretenden der bei der Übertragung durch die tatsächliche Ka- Hochfrequenzverluste zu kompensieren.

bellänge aufgetretenen Verluste vorgesehen ist. 30 Eine Kabelsignalentzerrerschaltung gemäß dem

2. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1, gekenn- Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS zeichnet durch eine Bezugssignaleinfügungsschal- 33 36 540 bekannt. Dort wird das Kabelsignal aufgeteilt, tung, welche hoch- und niederfrequente Bezugs- und ein Teil durchläuft eine frequenzabhängige Schalkomponenten in das durch das Kabel (10) zu über- tung und wird anschließend in einem einstellbaren Vertragende Signal einfügt. 35 hähnis mit dem anderen Teil wieder zusammengefaßt.

3. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1, dadurch Die Einstellung des Verhältnisses der beiden Signalteilc gekennzeichnet, daß die durch das Kabel (10) über- erfolgt von Hand mit Hilfe eines Potentiometers, und tragenen Signale ein Videosignalgemisch mit in den wenn sich die Kabellänge ändert, muß jeweils eine Ncu-Austastlücken eingefügten Bezugskomponenten einstellung durchgeführt werden. Ferner ist aus der DE-darstellt. 40 AS 12 59 933 eine Frequcnzgangentzerrerschaltung für

4. Entzerrerschaltung nach Anspruch 3, dadurch die Kabelübertragung von Videosignalen bekannt, bei gekennzeichnet, daß die Bezugskomponenten die welcher ein Regelsignal aufgrund eines mit dem Kabel-Horizontalsynchron- und Farbsynchronanteile des signal übertragenen Kennsignals erzeugt wird und mit Videosignalgemisches sind. diesem Regelsignal die Frequenzabhängigkeit einer

5. Entzerrerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, da- 45 Korrekturschaltung verändert wird.

durch gekennzeichnet, daß dem Regelsignalgenera- Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung

tor (30, 32, 36) das Ausgangssignal der Kombina- eines Kabelsignalentzerrers, welcher automatisch varia-

tionsschaltung (14,16,18,20,22) zugeführt wird und ble Kabellängen hinsichtlich der in diesen auftretenden

daß eine Wählschaltung (28,22) für die Auswahl der Verluste kompensieren kann. Diese Aufgabe wird durch

Bezugskomponenten durch den Steuersignalgenera- 50 die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,

tor vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Schaltung regelt die Verluste

6. Entzerrerschaltung nach einem der vorstehen- unterschiedlicher Kabellängen selbsttätig aus, ohne daß den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- dazu Einstellungen von Hand vorgenommen werden sehen die Kombinationsschaltung (14,16,18,20,22) müssen. Bei dieser Ausregelung der Verluste wird die und die frequenzabhängige Schaltung (26) eine Li- 55 frequenzabhängige Schaltung selbst nicht beeinflußt, nearisierungsschaltung (34) eingefügt ist, welche so sondern es wird ein zu den Kabelverlusten komplemenbemessen ist, daß sie einen vorbestimmten Fre- tär verlaufendes Korrektursignal beeinflußt, indem es quenzbereich der Hurch die frequenzabhängige mit einem durch das Regelsignal bestimmten Multipli-Schaltung bestimmten komplementären Kompensa- kationsfaktor zur gewünschten Größe multipliziert tion linearisiert. 60 wird, um dann mit dem frequenzmäßig unverändert gebliebenen Anteil des Signals wieder zusammengefaßt zu

werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unicransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelsignalent- 65 Zur automatischen Entzerrung von Signalen, die

zerrerschakung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 durch ein Kabel übertragen werden und dabei Verluste

vorausgesetzt ist. in Amplitude und Frequenzgang erleiden, enthält die

Überträgt man Videosignale z. B. von Fernsehkame- erfindungsgemäße Kabelentzerrerschaltung eine F.in-