DE3133672A1 - Programmzufuehrungssystem - Google Patents

Description

• Programmzuführungssystem
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Programmzuführungssystem, das in einer leitungsgebundenen Fernsehanlage zwischen einer Fernsehsignale im Zwischenfrequenz (ZF)-Band abgebenden Fernsehempfangsstelle eingangsseitig und einer Sendestelle ausgangsseitig angeordnet ist, das als Kettenschaltung ausgebildet ist mit einem Abtastschalter, mit einem Pulsphasen (PPM)-Modulator bzw.
• Pulscodemodulations (PCM)-Codierer, mit einem elektrooptischen Umsetzer, mit einem Lichtwellenleiter, mit einem optoelektrischen Umsetzer, mit einem PPMDemodulator bzw. PCM-Decodierer und mit einem ZF-Bandpaßfilter.
• Ein derartiges zwischen einer Rundfunk-Empfangsstelle und einer Sendestelle für ein Verteilernetz angeordnetes Programmzuführungssystem ist Gegenstand des Hauptpatents .. .. ... (P 31 28 182.6).
• Eine direkte Intensitäts-Modulation einer Laserdiode z.B. mit dem Fernseh-ZF-Signal oder aus einem beliebigen Kanal ist stark rauschbehaftet (Modenrauschen) und führt zu nicht hinreichenden Signal/Geräusch-Mterten (entsprechend den Vorschriften in Kabelfernseh (KTV)-Anlagen). Signal/Geräuschabstand (bewertet) # 50 dB.
• Deswegen wird auf ein Win1elmodulationsverfahren ausgewichen, das einen Gewinn an Signal/Geräusch-Verhältnis bringt.
• FM: Vor der FM-Modulation muß notwendig das Fernsehsignal demoduliert werden. Nachteilig ist, daß man nach dem FM-Demodulator das Videosignal erhält.
• PPM: Hier ist keine Demodulation nötig; es erfolgt eine direkte PPM-Modulation des HF-Signals. Nach dem PPM-Demodulator erhält man das Fernseh-HF-signal wieder.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein amplitudenmoduliertes Fernsehsignal .im ZF-Band direkt (ohne den Zwischenschritt einer Demodulation, mit dessen Hilfe man das Fernsehsignal im Basisband (Video-Band) erhält), in ein pulsphasenmoduliertes bzw. pulscodemoduliertes Signal umzuwandeln und ferner zu erreichen, daß das ZF-Band am Ausgang in der Frequenzlage exakt mit dem ZF-Band am Eingang übereinstimmt und daß das Signal-Geräuschverhältnis (entsprechend den Richtlinien in KEV-Anlagen) hinreichend hoch ist. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Signale mehrerer Programmzuführungssysteme zu einem Zeitmultiplexsignal zusammenzufassen.
• Ausgehend von einem Programmzuführungssystem der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabeerfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Phasenregelschleife vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Eingang des Programmzufuhrungssystems und deren Ausgang mit dem Steuereingang des Abtastschalters verbunden ist, daß der Abtastschalter und der PPM-Modulator einen Synchron-Modulator bilden, der die Abtastung synchron zum Bildträger vornimmt und nur eine Halbwelle des modulierten Bildträgers auswertet, bzw. daß der Abtastschalter und der PCM-Codierer einen Synchron-Codierer bilden, der die Abtastung synchron zum Bildträger vornimmt und nur eine Halbwelle des modulierten Bildträgers auswertet, und daß der PPM- Demodulator bzw. der PCM-Decodierer derart ausgebildet sind, daß sie pulsamplitudenmodulierte (PAM)-Signale mit kleinem Tastverhältnis abgeben. Das Tastverhältnis beträgt beispielsweise 1/7 - 1/10.
• Die zu übertragenden Fernsehsignale werden als Restseitenbandsignale in der Frequenzlage der Fernseh-Zwischenfrequenz mit einer Bandbegrenzung durch ein Nyquist-Filter geliefert. Der Bildträger liegt bei 38,9 NHz und die Kanalbreite beträgt 7 MHz. Die Abtastung erfolgt dann synchron zum Bildträger mit einer Abtastfrequenz von 12,97 MHz oder 19,45 MHz. Die Bandbreite B des Nyquist-begrenzten Fernseh ZF Signals beträgt 5,5 MHz. Deswegen ist eine Abtastfrequenz fA - .2B = 12,97 MHz hinreichend.
• Wird bei der Modulation bzw. Codierung im Gegensatz zur nichtsynchronen Abtastung nur der halbe Wertebereich der Trägerschwingung erfaßt, so ergibt sich eine Verbesserung des Signal-Geräuschabstandes um 6 dB.
• Die Synchron-Abtastung ermöglicht eine Demodulation des Fernsehsignals, die mit ihrer hohen Qualität einer Synchron-Demodulation entspricht und ohne großen Zusatzaufwand durchführbar ist.
• Die empfangsseitig erzeugten PAM-Signale mit kleinem Tastverhältnis haben ein breites auswertbares Spektrum, das das ZF-Band enthält. Die Einhüllende dieses Spektrums, eine Si-Funktion (Six x) hat auf Grund des kleifs Tastverhältnisses der PAM-Impulse die erste Nullstelle bei einer Frequenz oberhalb 100 MHz, so daß in dem näher betrachteten Frequenzbereich (ZF-Band) praktisch kein Frequenzgang (Amplitudengang) des Nachrichtensignals vorhanden ist.
• Das ZF-Signal kann mit einem ZF-Bandpaßfilter (z.B.
• Oberflächen-Wellenfilter = SAW-Filter) herausgefiltert werden. Werden in der hier beschriebenen Weise eine Reihe von Fernsehprogrammen im Raum-Multiplex (1 Programm je Lichtwellenleiter) übertragen, so können nach jedem Demodulator die Fernseh-ZF-Signale mit Hilfe von Mischern in die entsprechenden Fernsehkanäle umgesetzt und anschließend als Frequenzmultiplexsignal auf eine Antennenleitung geschaltet werden. Die Fernsehsignale haben nun die gleiche Form wie in herkömmlichen Antennenanlagen und können von handelsüblichen Fernsehgeräten empfangen werden.
• Vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Programmzuführungssystems in einem Zeitmultiplexsystem, bei dem eine Einrichtung zur phasenstarren &ynchronisierung der Bildträgerfrequenz mehrerer Fernsehsignale vorgesehen ist, bei dem für jedes synchronisierte Fernsehsignal ein Programmzuführungssystem vorgesehen ist, bei dem nur ein Programmzuführungssystem eine Phasenregelschleife aufweist, bei dem der Ausgang dieser Phasenregelschleife mit den Steuereingängen der Abtastschalter aller Programmzuführungssysteme verbunden ist und bei dem ein Multiplexer vorgesehen ist, dessen Eingänge mit je einem Ausgang eines Synchron-Modulators bzw. -Codierers und dessen Ausgang mit dem elektrooptischen Umsetzer der Programmzuführungssysteme verbunden sind.
• Vorteilhaft ist dabei, wenn die Synchronisiereinrichtung aus Phasenregelschleifen besteht, deren erste Eingänge mit dem Eingang eines ersten Programmzuführungssystem verbunden sind, deren zweite Eingänge jeweils mit dem Eingang weiterer Pro grammzuführungs systeme verbunden sind und deren Ausgänge mit den Oszillatoreingängen der ZF-Umsetzer verbunden sind, die den Programmzuführungssystemen vorgeschaltet sind, die jeweils mit dem zweiten Eingang der Phasenregelschleife verbunden sind.
• Anhand von Ausfuhrungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Programmzuführungssystem, Fig. 2 zeigt ein Frequenzschema zum Programmzuführungssystem nach Fig. 1 und Fig. 3 zeigt ein Zeitmultiplexsystem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Programmzufuhrungssystems.
• Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Programmzufuhrungssystem mit einem Eingang 1, mit einem Abtastschalter 2, mit einem PPM-Modulator 3, mit einem elektrooptischen Umsetzer 4, mit einem Lichtwellenleiter 5, mit einem optoelektrischen Umsetzer 6, mit einem PPM-Demodulator 7, mit einem ZF-Bandpaßfilter 8, mit einem Ausgang 9 und mit einer Phasenregelschleife (phase locked loop) 10. Der Abtastschalter 2 und der PPM-Modulator 3 bilden einen Synchron-Modulator Figur 2 zeigt oben das Frequenzspektrum am Eingang 1 und unten das Frequenzspektrum am Ausgang des PPM-Demodulators 7 des Programmzufuhrungssystems nach Fig. 1.
• Das Frequenzspektrum oben mit der Amplitude über der Frequenz zeigt ein mit einem Nyquist-Filter bandbegrenztes Fernsehsignal im ZF-Band (£BT = Bildträgerfrequenz, fFT = Frequenz des Farbhilfsträgers und STT = Tonträgerfrequenz), sowie die Abtastfrequenz 9 die die Hälfte der Bildträgerfrequenz fBT beträgt. Dieses ZF-Band wird an den Eingang 1 des ProgrammzuSuhrungssystems nach Fig. 1 angelegt. Die Phasenregelschleife 10 regelt ihren internen nachziehbaren Oszillator derart ein, daß er den Abtastschalter 2 im Synchronmodulator 11 synchron zur Bildträgerfrequenz fBT betätigt. Es wird nur eine Halbwelle des modulierten Bildträgers ausgewertet. Gegenüber einer Auswertung des vollen Wertebereiches er- gibt sich der doppelte Zeithub für die PPM-Impulse und damit eine Absenkung des Signal-Geräuschabstandes um 6 dB. Die PPM-Impulse werden im elektrooptischen Umsetzer 4 in optische Signale umgesetzt, über den Lichtwellenleiter 5 übertragen und im optoelektrischen Umsetzer 6 rückumgesetzt. Im PPM-Demodulator 7 werden die PPM-Impulse anschließend in PAM-Impulse mit einem kleinen Tastverhältnis umgesetzt. Durch das Bandpaßfilter 8 kann aus diesem Spektrum das ZF-Band ausgesiebt und am Ausgang 9 abgenommen werden. Der Synchron-Modulator 11 bewirkt, daß das ZF-Band am Ausgang 9 frequenzmäßig exakt mit dem ZF-Band am Eingang 1 übereinstimmt. In Fig. 2 unten ist das ausgesiebte ZF-Band dargestellt.
• Am Ausgang des PPM-Demodulators 7 könnte auch das Basisband B entnommen werden; z.B. indem das Tastverhältnis der PAM-Impulse mit Hilfe eines Abtast-Haltegliedes (Sample and Hold) zu Eins eingestellt wird.
• Figur 3 zeigt ein Zeitmultiplex-System zu Übertragung von drei Fernsehsignalen. Die Elemente 1 bis 11 entsprechen denen des Programmzuführungssystems nach Fig. 1.
• Soweit getrennte Elemente für ein zweites und ein drittes Programmzuführungssystem erforderlich sind, sind diese mit denselben Bezugszeichen und einem Apostroph oder zwei Apostrophs gekennzeichnet. Das Zeitmultiplexsystem enthält weiter Eingänge 12, 12' und 12" für Fernsehsignale in den entsprechenden Fernsehkanälen, Umsetzer 13, 13' und 13II für die Umsetzung der Fernsehsignale von dem jeweiligen Fernsehkanal in das ZF-Band, einen Oszillator 14, eine Synchronisiereinrichtung 15 mit Phasenregelschleifen 16 und 17, einen Multiplexer 18 und einen Demultiplexer 19.
• Ein erstes Fernsehsignal in einem entsprechenden Fernsehkanal wird an den Eingang 12 angelegt. Der Umsetzer 13 setzt dieses Band mit Hilfe der vom Oszillator 14 gelieferten Oszillatorfrequenz in das ZF-Band um, das an den Eingang 1 des ersten Progra=zuführungssystems gelangt. Am Eingang 12' liegt ein zweites Fernsehsignal in seinem entsprechenden Fernsehkanal an. Die Phasenregelschleife 16 erzeugt nun die Oszillatorfrequenz für den Umsetzer 13', so daß der Bildträger des vom Eingang 12' abgegebenen Fernseh-ZF-Signal phasensynchron zum Bildträger des vom Umsetzer 12 abgegebenen Fernseh-ZF-Signals ist. Entsprechend erzeugt die Phasenregelschleife 17 eine Oszillatorfrequenz für den Umsetzer 13", der auch ein drittes Fernsehsignal am Eingang 12" in ein ZF-Band mit synchronisierter Trägerfrequenz umsetzt. Die Phasenregelschleife 10 empfängt das erste Fernsehsignal in der Zwischenfrequenzlage und betätigt die Abtastschalter in den Synchronmodulatoren 11, 11' und 11t' synchron mit der Bildträgerfrequenz. Der Multiplexer 18 verschachtelt die PPM-Impulse aller drei Fernsehsignale zeitlich und gibt das so gewonnene Zeitmultiplexsignal an den elektrooptischen Umsetzer 4, dessen optische Signale über den Lichtwellenleiter 5 zum optoelektrischen Umsetzer 6 gelangen.
• Die elektrischen PPM-Impulse werden in den Demultiplexer 19 eingespeist, der sie zeitlich trennt und zu den PPM-Demodulatoren 7, 7' und 7" leitet. Diese PPM-Demodulatoren erzeugen PAM-Impulse mit kleinem Tastverhältnis, aus denen die ZF-Bandpaßfilter 8, 8' und 8" (z.B.
• SAW-Filter) die Fernsehsignale in der ZF-Lage ausfiltern und an die Ausgänge 9, 9' und 91' abgeben. Anschließend können die Fernseh-ZF-Signale mit handelsüblichen Mischern in die entsprechenden Fernsehkanäle umgesetzt und, wie in herkömmlichen Antennenanlagen, den Antenneneingängen handelsüblicher Fernsehgeräte zugeführt werden.
• Die Übertragung der Fernseh-ZF-Signale wurde gewählt, weil nach der PPM/PAM-Wandlung eine Bandbegrenzung mit Filtern nötig ist. Die hohen Anforderungen an die Filterkurven (hohe Flankensteilheit, Nachbarkanaldämpfung # 60 dB, geringe Laufzeitverzerrungen) sind nur mit SAW-Filtern bei erträglichem Aufwand realisierbar. Bislang sind nur SAW-Filter für das ZF-Band preiswert erhältlich.
• 4 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Programmzuführungssystem, das in einer leitungsgebundenen Fernsehanlage zwischen einer Fernsehsignale im Zwischenfrequenz (ZF)-Band abgebenden Fernsehempfangsstelle eingangsseitig und einer Sendestelle ausgangsseitig angeordnet ist, das als Kettenschaltung ausgebildet ist mit einem Abtastschalter (2), mit einem Pulsphasen (PPM)-Modulator (3) bzw. Pulscodemodulations (PCM)-Codierer, mit einem elektrooptischen Umsetzer (4), mit einem Lichtwellenleiter (5), mit einem optoelektrischen Umsetzer (6), mit einem PPM-Demodulator (7) bzwo PCM-Decodierer und mit einem ZF-Bandpaßfilter (8) nach Patent .. .. ... (P31 28 18206), dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenregelschleife (10) vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Eingang (1) des ProgrammzuSuhrungssystems und deren Ausgang mit dem Steuereingang des Abtastschalters (2) verbunden ist, daß der Abtastschalter (2) und der PPM-Hodulator (3) einen Synchron-Modulator bilden, der die Abtastung synchron zum Bildträger vornimmt und nur eine Halbwelle des modulierten Bildträgers auswertet bzw.

   daß der Abtastschalter (2) und der PCM-Codierer einen Synchron-Codierer bilden, der die Abtastung synchron zum Bildträger vornimmt und nur eine Halbwelle des modulierten Bildträgers auswertet und daß der PPM-Demodulator (7) bzw der PCM-Decodierer derart ausgebildet sind, daß sie pulsamplitudenmodulierte (PAM)-Signale mit kleinem Tastverhältnis abgeben.
2. 2. Programmzuführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß PAM-Signale mit einem Tastverhältnis zwischen 1/7 und 1/10 gewählt sind.
3. 3. Programmzuführungssystem nach .Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Zeitmultiplexsystem, bei dem eine Einrichtung (15) zur phasenstarren Synchronisierung der Bildträgerfrequenzen mehrerer Fernsehsignale vorgesehen ist, bei dem für jedes synchronisierte Fernsehsignal ein Programmzuführungssystem vorgesehen ist, bei dem nur ein Programmzuführungssystem eine Phasen-Tegelschleife (10) aufweist, bei dem der Ausgang dieser Phasenregelschleife (10) mit den Steuereingängen der Abtastschalter aller Programmzuführungssysteme verbunden ist und bei dem ein Multiplexer (18) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit je einem Ausgang eines Synchron-Modulators (11, 11', 11") bzw. -Codierers und dessen Ausgang mit den elektrooptischen Umsetzers der Programmzuführungssysteme verbunden sind.

   4> Programmzuführungssystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Synchronisiereinrichtung (1) aus Phasenregelschleifen (16, 17) besteht, deren erste Eingänge mit dem Eingang-eines ersten Programmzuführungssystem verbunden sind, deren zweite Eingänge jeweils mit dem Eingang weiterer Programmzuführungssysteme verbunden sind und deren Ausgänge mit den Oszillatoreingängen der ZF-Umsetzer (13, 13', 13") verbunden sind, die den Programmzuführungssystemen vorgeschaltet sind, die jeweils mit dem zweiten Eingang der Phasenregelschleife verbunden sind.