DE3751305T2

DE3751305T2 - Signalsubstitution durch signalanpassung.

Info

Publication number: DE3751305T2
Application number: DE3751305T
Authority: DE
Inventors: Wortley Andrew Jr. Bethlehem Pa 18017 Wright
Original assignee: Information Resources Inc
Current assignee: Information Resources Inc
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2007-05-30
Also published as: EP0270630A4; EP0270630B1; EP0270630A1; ATE122834T1; WO1987007807A1; JPH01500395A; CA1246209A; DE3751305D1; JP2535043B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fernsehsysteme, und insbesondere auf Schnellabstimmungs-Untersysteme zum Umschalten von Kanälen in einem Fernsehsystem. Insbesondere bezieht sie sich auf derartige Untersysteme, in welchen ein ausgewähltes Ersatzfernsehsignal auf einem Ersatzkanal ununterscheidbar ein oder mehrere normale Fernsehsignale auf jeweiligen normalen Kanälen, z.B. aus Marktforschungszwecken, ersetzen kann. Sie bezieht sich insbesondere auf das Signalersetzen, worin die Signalcharakteristiken von Ersatzsignalen an die Charakteristiken der Signale, welche sie ersetzen, angepaßt werden.
Es sind Marktforschungstechniken entwickelt worden, in welchen ein Ersatzfernsehsignal auf einem Ersatzkanal, welches eine Werbung enthält, deren Effektivität untersucht werden soll, ein normales Fernsehsignal auf einem normalen Kanal in Häusern ausgewählter Testseher ersetzt, so daß die Effektivität der Werbung ausgewertet werden kann. Dies ermöglicht es dem Vertreiber einer Dienstleistung oder eines Erzeugnisses die Reaktion einer kleinen, demoskopisch kontrollierten Anzahl von Testsehern abzuschätzen, bevor eine Werbung, die sich als unwirksam herausstellen kann, in großem Rahmen gesendet wird.
Ein Beispiel eines derartigen Fernsehsignal-Ersetzungs-System ist in dem US-Patent Nr. US-A-4,404,589 offenbart. Wie dort offenbart, werden Ersatzfernsehprogrammsignale auf wenigstens einem Ersatzkanal zusammen mit Signal-Ersetzungs- Steuersignalen übertragen. Ein Schaltkasten oder Terminal bei jedem Testseher-Empfänger spricht auf die Signalersetzungs-Steuersignale durch wahlweises Umschalten von einem normalen Programm auf ein Ersatzfernsehprogramm an. Die Signalersetzungs-Steuersignale umfassen eine Anzahl verschiedener Terminal-Befehlssignale und eine Anzahl verschiedener Ereignis-Befehlssignale. Jedes der Terminal- Befehlssignale umfaßt ein jeweiliges Testseher-Adreßsignal zum Identifizieren eines jeweiligen Testseher-Empfängers und eine Anzahl von Ereignis-Identifikations-Signalen, welche jeweilige Signal-Ersetzungs-Ereignisse, an welchen dieses Terminal teilnehmen soll, identifizieren. Jedes der Ereignis- Befehlssignale umfaßt ein jeweiliges Ereignis-Adreßsignal, welches einem jeweiligen Ereignis entspricht, einen geeignete- Ersetzung-Steuerbefehl, ein Ersatzkanal-Identifikations-Signal und ein oder mehrere Normalkanal-Identifikations-Signale zum Identifizieren des normalen Kanals, aus welchem der Empfänger geschaltet werden soll. Die Momentan-Ereignis-Befehlssignale, welche jeder zulässigen Ereignisadresse entsprechen, sind in dem Terminal für eine spätere Korrelation mit der Terminal- Teilnahme-Ereignisliste und mit dem durch den Fernseher ausgewählten Kanalsignal gespeichert. Wenn der durch den Seher ausgewählte Kanal einem normalen Kanalidentifikationssignal entspricht, welches einem Momentan-Ereignis-Befehl zugeordnet ist, dessen Ereignis-Adreßsignal einem Ereignis entspricht, an welchem das jeweilige Terminal teilnehmen soll, wird der durch den Seher ausgewahlte Kanal für eine durch die Ereignis- Befehlssignale bestimmte Periode durch den Ersatzkanal ersetzt. Nachfolgende Reaktionen auf die Ereignisse, wie z.B. Anschaffungen des jeweiligen Sehers, werden dann individuell aufgelistet und im Vergleich zu Reaktionen von Sehern, welche die normalen Signale empfangen, analysiert.
Wenn ein Seher an einem modernen Fernsehempfänger Kanäle wechselt, wird der Kanalwechsel in beispielsweise einer viertel Sekunde durchgeführt. Der Wechsel ist durch eine momentane Unterbrechung des Bildes und ein Geräusch oder eine Zeitdauer der Geräuschabstimmung begleitet. Wenn eine Marktforschungsgesellschaft ein Kanalersetzen durchführt, ist es wünschenswert, daß das Ersetzen so schnell und so unbeobachtbar durchgeführt wird, daß es für den normalen Testseher unbemerkbar ist. Wenn das Ersetzen unterscheidbar wäre, könnte es wenigstens im Unterbewußtsein die Reaktion des Testsehers auf die Werbung beeinflussen. Daß heißt, wenn der Seher wüßte oder einen Verdacht hätte, daß er eine Testwerbung empfängt, könnte er in einer Art und Weise reagieren, in welcher er denkt, daß von ihm erwartet wird, daß er reagiert, anstelle daß er normal handelt, was die Testergebnisse von seiner normalen Reaktion abbringt. Daher ist es wünschenswert, daß das Abstimmen äußerst schnell erreicht wird, so daß es unerkennbar ist. Insbesondere sollte die Übergangszeit zwischen den Kanälen unterhalb von ungefähr 60 Mikrosekunden gehalten werden, um einen hörbaren Knall aufgrund des Verlustes der Fernsehsignal-Zwischenträgerfrequenz, welche mit dem Tonnebenträger moduliert ist, zu verhindern. Die Abstimmungen des normalen und des Ersatzkanals sollten sehr genau angepaßt sein, um sicherzustellen, daß keine Verschiebung der Bildqualität, insbesondere des Farbsignals, auftritt. Der Übergang sollte derart abgestimmt sein, daß er während des vertikalen Austastintervalls zwischen Bildfeldern auftritt, so daß der Wechsel durch den Seher nicht gesehen wird.
Das Umschalten von Kanälen kann eine große Frequenzänderung in dem Tuner erfordern. Zum Beispiel kann dann, wenn der normale Kanal ein niederer VHF-Kanal ist (worin der Kanal 2 eine Videoträgerfrequenz 55,25 MHz aufweist), und das Ersatzsignal ein hoher UHF-Kanal ist (worin der Kanal 70 eine Videoträgerfrequenz von 807,25 MHz aufweist) der Tuner einen Anstieg von mehr als 700 MHz aufweisen. Das vertikale Austastintervall des Standard-NTSC-Videos, während welchem das Ersetzen durchgeführt werden soll, dauert 1,3 Millisekunden. Der kritischste Faktor beim Ununterscheidbarmachen des Ersetzens ist das Geräusch. Die Audio-Stufe des Fernsehempfängers ist nicht auf den Tonträger abgestimmt, sondern ist auf die 4,5 MHz-Zwischeträger-Schwebungsfrequenz abgestimmt, welche zwischen dem Videoträger und dem Tonträger in jedem VHF- und UHF-Kanal erzeugt wird. Wenn der Tuner des Empfängers zwischen den Kanälen abstimmt, verschwindet die Zwischenträger-Schwebungsfrequenz, da sowohl der Video- als auch der Tonträger nicht mehr gleichzeitig in dem ZF- Durchgangsband vorhanden sind. Wenn an die Audio-Stufe des Fernsehempfängers kein Signal angelegt wird, wird deren interner Begrenzerverstärker das Geräusch bis zu einem hörbaren Amplitudenpegel verstärken. Dies verursacht den während des durch den Seher gesteuerten Kanalwechsels hörbaren Knall. Dies ist kein Problem, wenn der Seher die Kanäle wechselt, da es zu erwarten ist. Wenn jedoch während des Signalersetzens ein hörbarer Knall erzeugt werden würde, würde es den Seher auf die Tatsache des Ersetzens hinweisen. Um die Wirkung eines Geräusches während des Signalersetzens zu vermeiden, muß der Kanalwechsel ausreichend schnell durchgeführt werden, daß das menschliche Ohr diesen nicht erkennen kann. Die Gesamtenergie des Geräuschausbruchs ist das Integral der Leistung über die Zeit, das menschliche Ohr ist jedoch in seiner Wahrnehmung im wesentlichen logarithmisch und kann Geräuschimpulse mit extrem niederer Energie hören. Um das bei einem Kanalwechsel auftretende Geräusch unbemerkbar zu machen, sollte der Wechsel in weniger als 60 Mikrosekunden durchgeführt werden. Es ist nicht nur ein extrem schnelles Abstimmen erforderlich, sondern die Abstimmung muß zum Wiedererhalten der 4, 5 MHz-Zwischenträger-Schwebungsfrequenz relativ genau sein. Aufgrund der großen Nähe des Tonträgers eines benachbarten Kanals zu dem Videoträger eines Ersatzkanals muß ein maximaler Fehler von ungefähr + 500 KHz sowohl für den Bild- als auch den Tonnebenträger des Ersatzkanals innerhalb des Durchgangsbands liegen.
Ältere Signalersetzungs-Systeme haben ein Kabelfernsehverteilersystem mit einem Schaltkasten zum Kanalumschalten verwendet, welcher im Haus von jedem Testseher angeordnet ist. Diese Systeme haben einen schnellen elektronischen Tuner verwendet, welcher einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist, dessen Ausgangsfrequenz den Kanal bestimmt hat, auf welchen der Tuner abgestimmt war. Ein Spannungsteilernetz hat Abstimmspannungen geliefert, welche dazu erforderlich waren, zu bewirken, daß der Lokaloszillator jede individuelle Frequenz eines Kanals in wenigstcns einen Kanal des Fernsehempfängers übersetzt. Der Tuner hat einen bestimmten Kanal sehr schnell ausgewählt, indem die geeignete Steuerspannung in den Lokaloszillator eingegeben worden ist, was verursacht hat, daß dieser schnell zur neuen Frequenz nachgeführt wird. Dies ist als Eingabe- Abstimmung (jam tuning) bekannt. Somit könnte durch Ausrichten eines elektronischen Schalters in der Steuerschaltung des Lokaloszillators zum Wechseln von einer Normalkanal-Spannung zu einer Ersatzkanal-Spannung ein schnelles Ersetzen durchgeführt werden. Dieses bekannte Tuner-Steuersystem war an sich vorher bestimmbar, da die Kanalabstimmungs- Steuerspannungen, welche den gewünschten Eingangskanälen entsprechen, durch Testen vor oder während der Installation des Schaltkastens im Haus des Testsehers bestimmt wurden. Ein damit verbundenes Problem war, daß die korrekten Abstimmspannungen mit der Zeit dazu geneigt haben, sich zu verschieben.
Die Verschiebung führte zu Frequenzfehlern, welche einen Verlust der Bilddefinition, des Farbwertes und der Sättigungswechsel bewirkt hat. Die automatische Feinabstimmungsschaltung im Fernsehgerät des Testsehers könnte diesen Fehler korrigieren, sie würde jedoch den Fehler aufgrund ihrer langsamen Arbeitsgeschwindigkeit in sichtbarer Art und Weise korrigieren. Mit der Zeit würde die Verschiebung so extrem werden, daß es erforderlich wird, der Schaltkasten zur Neukalibrierung aus den Häusern der Testseher zu entfernen.
Um die brauchbare Lebenszeit der Schaltkästen zu verlängern, ohne diese zur Neukalibrierung in das Geschäft zurückzubringen, ist dem Eingabe-Nachführen eine Stationshalte-Rückkopplungsschleife hinzugefügt worden. Die elektronischen Tuneranordnungen für Kabelfernseh- Signalersetzungssysteme haben dann ein phasengekoppeltes Schleifenrückkopplungssystem verwendet, welches die Frequenzausgabe des Lokaloszillators in dem Tuner abgetastet hat, um zu bestimmen, ob ein Frequenzfehler vorhanden ist. Wenn ein derartiger Fehler vorhanden wäre, dann würde der Phasendetektor ein Fehlersignal zur Kombination mit einem vorhergesagten Spannungssignal und zum Anlegen eines sich ergebenden Spannungssignals an den Lokaloszillator des Tuners vorsehen, wodurch verursacht würde, daß der Tuner selbst nach einer Verschiebung, wie sie durch das Altern von Bauteilen verursacht wird, gewünschte Frequenzausgaben vorsieht. Mit der Zeit werden jedoch aufgrund des Alterns der Bauteile die für die verschiedenen Frequenzen vorhergesagten Steuerwerte mehr und mehr falsch. Dies hat dazu geführt, daß die während der Vorwärtsregelungsphase angelegte Spannung für den bestimmten gewünschten Kanal so falsch geworden ist, daß die relativ langsam arbeitende phasengekoppelte chleife derart gearbeitet hat, daß der Seher das Ersetzen wahrnehmen konnte. Tatsächlich konnte die angelegte Anfangsspannung so falsch werden, daß eine geeignete Abstimmung des Kanals nicht mehr möglich war. Wenn die Abstimmung so beeinträchtigt worden ist, mußte der Schaltkasten zur Neukalibrierung in das Geschäft zurückgebracht werden. Ferner hat dieser Typ von Steuerung Frequenzfehler in den empfangenen Signalen nicht kompensiert. Derartige Fehler werden durch Übertragungs- oder Umwandlungsfehler in dem System vor dem Empfänger bewirkt.
Eine Amplitudenvariation zwischen dem normalen Kanal und dem Ersatzkanal kann ebenso ein unbemerkbares Kanalersetzen schwierig machen. Der Seher kann das Ersetzen durch eine Änderung der visuellen Qualität des Bildes wahrnehmen. Wenn der Signalpegel sich zu stark verändert, kann das Fernsehgerät möglicherweise die Synchronisationsimpulse nicht empfangen und kann daher möglicherweise ein Videosignal nicht identifizieren. Die bekannten Systeme haben diesen Problemen keine Rechnung getragen.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Signalanpassung in einem Signalersetzungs-System gerichtet, worin Ersatzsignale auf einem Ersatzkanal an einem Fernsehempfänger eines Sehers normale Signale auf einem normalen Kanal, welcher durch den Seher ausgewählt ist, ersetzen. Um das Ersetzen unbemerkbar zu machen, werden bestimmte Charakteristiken der Ersatzsignale an die entsprechenden Charakteristiken der Signale, welche sie ersetzen, angepaßt.
Es besteht kein Erfordernis für die Signalanpassung, wenn der Seher zwischen Kanälen umschaltet. Es ist nur dann erforderlich, ein unbemerkbares Ersetzen durchzuführen, wenn ein Ersetzen stattfinden soll. Dieses Anpassungsproblem umfaßt das Zurückschalten auf den normalen Kanal, nachdem die Ersatzbotschaft (Werbung) beendet worden ist. Da das Ersetzungs-System die Steuerung der Qualität der übertragenen Ersatzsignale beinhaltet, kann in jedem Falle sicher angenommen werden, daß die empfangenen Signale in dem Ersatzkanal die stärkeren sind oder wenigstens stark genug sind, daß der gewünschte Signalpegel der normalerweise optimale Pegel ist.
Die Eingangssignalpegel für die jeweiligen normalen und Ersatzkanäle werden bestimmt. Ein dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entsprechendes Amplitudensignal wird dazu verwendet, den Ausgangssignalpegel auf einen geeigneten Sollwert sowohl für die normalen Signale als auch die Amplitudensignale zu steuern, um die Amplituden anzupassen. Der Sollwert ist derart eingestellt, daß er dann, wenn der Eingangspegel relativ hoch ist, einen nominal optimalen Ausgangssignalpegel für den normalen Kanal vorsieht. Sollte die Signalpegelsteuerung nicht in der Lage sein, einen derartigen optimalen Signalpegel zu erreichen, wird die Verstärkung des Sollwertes auf einen erreichbaren Pegel beschränkt. Sollte der Eingangssignalpegel für den normalen Kanal so nieder sein, daß er zu einem schlechten Bild führt, wird der Sollwert derart eingestellt, daß er das Signal/Rauschen-Verhältnis des Ersatzsignals verschlechtert, um ein entsprechend schlechtes Bild zu erzeugen. Dies wird durch eine Eingangsverstärkungssteuerung zum Verringern des Ausgangssignalpegels erreicht, so daß ein größerer Anteil des Ausgangssignals Rauschen ist, welches in dem Tuner erzeugt wird, wenn das Ersatzsignal empfangen wird.
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Signalanpassungs/Signalersetzungs-System vorzusehen, worin Ersatzssignale auf einem Ersatzkanal an dem Fernsehempfänger eines Sehers normale Signale auf einem normalen Kanal ersetzen, während die Charakteristiken der Signale aneinander angepaßt werden. Das System umfaßt einen Tuner zum wahlweisen Empfangen von Signalen auf jeweiligen Fernsehkanälen, eine Eingangsverstärkungssteuerung, welche auf ein Verstärkungssteuerungssignal zum Steuern des Signalausgangspegels des Tuners anspricht, Mittel zum Bestimmen des Eingangssignalpegels von momentan empfangenen Signalen auf einem momentan empfangenen Kanal und zum Erzeugen eines momentanen Amplitudensignals, welches einen derartigen Eingangssignalpegel bezeichnet, Sollwertmittel, welche auf das momentane Amplitudensignal ansprechen, das dem normalen, zuletzt empfangenen Kanal entspricht, um einen Sollwert für den Ausgangssignalpegel vorzusehen, sowie Mittel, welche auf den Sollwert und den Signalausgangspegel zum Erzeugen eines Verstärkungssteuersignals ansprechen, welches den Ausgangspegel bei dem Sollwert hält.
In einem weiteren Aspekt sieht das Sollwertmittel den Sollwert als eine im wesentlichen monotone Funktion des dem letzten normalen Kanal entsprechenden momentanen Amplitudensignals vor. In einem weiteren Aspekt weist die monotone Funktion bei geringer Amplitude eine positive Steigung auf.
In einem weiteren Aspekt ist der Sollwert dort vorgesehen, wo die Signal/Rauschen-Pegel des normalen und das Ersatzsignals nach dem Signalersetzen im Ausgangssignal des Abstimmungsmittels im wesentlichen gleich sind.
In einem weiteren Aspekt ist der Sollwert auf einen vorbestimmten festen Pegel gesetzt, wenn das momentane Amplitudensignal, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht, relativ hoch ist, und ist auf fortschreitend niedrigere Pegel gesetzt, wenn das dem letzten normalen Kanal entsprechende momentane Amplitudensignal unter einem Übergangspegel ist. Der Sollwert ist bei den fortschreitend geringeren Pegeln in seinem Rauschen begrenzt, um im wesentlichen gleiche Signal/Rauschen-Verhältnisse in der Signalausgabe der Abstimmungsmittel sowohl beim normalen als auch bei dem Ersatzkanal nach dem Signalersetzen vorzusehen. Der Sollwert ist auf eine maximale Signalausgabeverstärkung begrenzt, welche durch die Verstärkungssteuerung für den normalen Kanal erhaltbar ist.
Verschiedene weitere Vorteile, Ziele und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung augenscheinlich, insbesondere wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird.
Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines Schnellabstimmungs- Untersystems für die Schnellabstimmung eines Fernsehempfängers für die Signalersetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches zwei Schnellabstimmungs-Tuner für jeweilige normale und Ersatzkanäle verwendet;
Figur 2 ist ein Blockdiagramm des Schnellabstimmungs-Tuners und eines Aufwärtsumsetzers, umfassend die Frequenzumsetzer des in Figur 1 gezeigten Untersystems;
Figur 3 ist ein Blockdiagramm eines Schnellabstimmungs-Untersystems, welches demjenigen der Figur 1 entspricht, worin ein einziger Schnellabstimmungs-Tuner verwendet wird, wenn Ersatz- und normale Kanäle an der gleichen Antenne empfangen werden;
Figur 4 ist ein Blockdiagramm eines Schnellabstimmungs- Untersystems, welches demjenigen der Figur 3 entspricht, worin ein einziger Schnellabstimmungs-Tuner verwendet wird, wenn Ersatz- und normale Kanäle in verschiedenen Frequenzbändern empfangen werden;
Figur 5 ist ein Blockdiagramm eines Schnellabstimmungs- Untersystems, welches demjenigen der Figur 3 gleicht, worin ein einziger Schnellabstimmungs-Tuner verwendet wird, wenn Ersatz- und normale Kanäle durch Kabel empfangen werden;
Figur 6 ist ein detailliertes Blockdiagramm der Frequenzsteuerunasschleife für die in den Figuren 1, 3, 4 und 5 gezeigten Schnellabstimmungs-Untersysteme;
Figur 7 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der Amplitudensteuerungsschleife für die in den Figuren 1, 3, 4 und 5 gezeigten Schnellabstimmungs-Untersysteme;
Figur 8 zeigt die Videosignale auf jeweiligen Kanälen, wobei eine Amplitudenfehlanpassung ein Synchronisations- Abtrennungsproblem erzeugt, welches durch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelöst ist;
Figur 9 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Bildträgeranalysators, welcher in den Steuerschleifen der Figuren 6 und 7 verwendet wird;
Figur 10 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Bildträgeranalysators, welcher in den Steuerschleifen der Figuren 6 und 7 verwendet wird;
Figur 11 umfaßt Sätze von Kurven, welche das dynamische Ansprechen der in den Figuren 9 und 10 gezeigten Bildträgeranalysatoren darstellen;
Figur 12 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der Schnittstelle zwischen der Kanaltabelle und der in Figur 6 gezeigten digitalen Frequenzsteuerungsschleife;
Figuren 13A bis 13C umfassen Kurven, welche jeweils die Basis für die Amplitudensteuerung bei der Signalanpassung zum Ersetzen von Ersatzsignalen auf einen normalen Kanal eines Empfängers eines Sehers unter Verwendung der in Figur 7 gezeigten Amplitudensteuerungsschleife darstellen;
Figur 14 ist ein Blockdiagramm der Ausgestaltung der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Steuerschleifen;
Figur 15 ist ein Flußdiagramm, welches das Steuerschleifenfilter und den Integrator, welche in Figur 14 gezeigt sind enthält;
Figur 16 ist ein Flußdiagramm, welches die Sequentialisierung der Frequenzsteuerschleife durch den in Figur 6 gezeigten Steuersequenzer darstellt; und
Figur 17 ist ein Flußdiagramm, welches die Sequentialisierung der Amplitudensteuerungsschleife durch den in Figur 7 gezeigten Steuersequenzer darstellt.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren entsprechende Komponenten.
Wie in Figur 1 gezeigt, wird in einem Fernsehsystem zum Umschalten zwischen Ersatzkanälen und normalen Kanälen ein Schaltkasten 20 verwendet. Der Schaltkasten 20 ist z.B. im Haus von jedem Testseher angeordnet und sieht eine Signaleingabe auf einem der durch den Fernsehempfänger 22 des Testsehers auswählbaren Kanäle vor. Jeder Kasten 20 steht unter der Steuerung einer entfernten Überwachungs-Steuer- Einrichtung (nicht gezeigt), welche z.B. Werbung auf einem Ersatzkanal zum Einführen in einen ausgewählten normalen Kanal auswählt, um die Effektivität jeder Werbung unter Verwendung einer geeignet ausgewählten Anzahl von Sehern zu testen. Ein Beispiel eines Fernsehsystems mit Mehrfachereignis- Signalersetzung ist in dem vorangehend erwähnten US-Patent Nr. US-A-4,404,539 gezeigt und beschrieben.
Wie vorangehend erwähnt, ist es wünschenswert, daß der Testseher nicht weis, wann eine Ersatzwerbung anstelle einer Werbung eines normalen Fernsehkanals eingeführt wird. Die Beurteilung des Testsehers könnte beeinflußt werden, wenn auch nur unterbewußt, wenn das Ersetzen visuell oder hörbar wahrnehmbar wäre. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, zwischen Kanälen so geschwind umzuschalten, daß die Wirkung einer Signalersetzung durch den Testseher nicht wahrnehmbar ist.
Der Schaltkasten 20 umfaßt einen oder mehrere Schnellabstimmungs-Tuner 24A, 24B, so daß das Signalersetzen so schnell durchgeführt wird, daß es für einen durchschnittlichen Seher nicht wahrnehmbar ist. Wie gezeigt, ist ein Tuner 24A für die Ersatzkanäle und ein Tuner 24B für die normalen Kanäle vorgesehen. Die Hauptkomponenten der Tuner 24A, 24B sind in Figur 2 gezeigt.
Jeder Tuner 24A, 24B empfängt Eingangssignale entweder an einer Antenne 30 oder 32 oder direkt an einem Abwärtsumsetzer (Empfangsumsetzer) 34. Diese Eingangssignale liegen in jeweiligen Kanälen bei jeweiligen verschiedenen Videoträgerfrequenzen. Die Eingangssignale werden durch eine Eingangsverstärkungssteuerung 42 vorkonditioniert, was als ein verstärkungsgesteuerter Radiofrequenz-(RF)-Verstärker 42 gezeigt ist, dessen Verstärkung entweder aufwärts oder abwärts als eine Funktion des Pegels einer Gleichstrom- Verstärkungssteuerungs-Spannungseingabe gesteuert wird. Der Zweck der Verstärkungssteuerung 42 ist das Steuern des Signalpegels. Dies ermöglicht das Dämpfen lokaler Signale, um eine Verzerrung dieser starken Signale in nachfolgenden Stufen zu verhindern. Der verstärkungsgesteuerte Verstärker 42 ist ferner bei der Signalanpassung der Amplitudencharakteristiken von Ersatzkanälen hilfreich, um ein unbemerktes Ersetzen vorzusehen, wie nachfolgend detaillierter beschrieben. Die Ausgabe des Radiofrequenzverstärkers 42 wird an einen Mischer 44 angelegt, welcher ebenso die Ausgabe eines spannungsgesteuerten Lokaloszillators 46 empfängt, um die herkömmliche Zwischenfrequenz-(ZF)-Ausgabe vorzusehen.
Der Mischer 44 arbeitet nach dem Überlagerungsprinzip, bei welchem das durch den Lokaloszillator 46 erzeugte unmodulierte, kontinuierliche Wellensignal auf die empfangenen Stationssignale trifft, um Signale bei Zwischenfrequenzen zu erzeugen. Die Ausgabe des Mischers 44 wird dann durch einen Zwischenfrequenzverstärker 48 verstärkt. Der ZF-Verstärker 48 umfaßt ferner ein Kanalauswahlfilter, welches nur einen Kanal mit einer bestimmten festen Zwischenfrequenz durchläßt. Der Lokaloszillator 46 ist ein spannungsgesteuerter Oszillator an dessen Steuereingang ein Spannungssteuersignal angelegt wird, um dadurch die Oszillationsfrequenzausgabe zu steuern, um dadurch den in die feste Zwischenfrequenz umgewandelten Eingangskanal auszuwählen. Die Zwischenfrequenzausgabe des Verstärkers 48 wird dann durch einen zweiten Umsetzer 40 auf die Frequenz eines Kanals, z.B. des Kanals 3, umgesetzt und wird dann dem Fernsehempfänger 22 als Eingabe zugeführt. Der zuzuführende Kanal ist ein in dem Sehbereich normalerweise verwendeter Kanal. Der zweite Umsetzer 40 umfaßt einen Nischer 50 und einen Lokaloszillator 52 mit fester Frequenz, welche jeweils in gleicher Art und Weise wie der Mischer 44 bzw. der Lokaloszillator 46 arbeiten.
Wenn man sich wieder der Figur 1 zuwendet, wird ein Bildträgeranalysator (PCA) 26 zwischen den Ausgaben der beiden Tuner 24A, 24B durch einen elektronischen Schalter SW1 umgeschaltet, dessen Betrieb durch eine Systemsteuerung oder einen Mikroprozessor 28 zum Abtasten der Ausgaben der jeweiligen Tuner gesteuert wird. Der Bildträgeranalysator 26 liefert Abschätzungen der tatsächlichen Frequenz und der Amplitude jedes Ersatz- und normalen Fernsehkanals zur Systemsteuerung 28, welche einen Speicher aufweist, in welchem die Information gespeichert wird. Alternative, bevorzugte Ausführungsformen des Bildträgeranalysators sind in den Figuren 9 und 10 gezeigt und werden nachfolgend beschrieben.
Wie in Figur 1 gezeigt, kann der Schaltkasten 20 mit einem Antennensystem normale Kanäle über eine oder mehrere Antennen 30, 32 am Empfänger 22 jeweils über die VHF- und/oder UHF- Kanäle empfangen. Diese Antennen 30, 32 können den unteren Tuner 24B zur Auswahl der normalen Kanäle speisen. Wenn Niederenergie-UHF-Kanäle für Werbe-Test-Aktivitäten nicht zur Verfügung stehen, können die Ersatzkanäle über das Super-Hoch- Frequenzband (SHF) getragen werden. Bei der Verwendung des Super-Hoch-Frequenzbandes wird ein Abwärtsumsetzer 34 mit einer SHF-Antenne 36 verwendet, um die Frequenz der empfangenen Ersatzkanal-Signale zu verringern, so daß diese für Ersetzungszwecke leicht zum Schaltkasten 20 transportiert werden können.
Der Abwärtsumsetzer 34 speist den oberen Tuner 24A zur Auswahl der Ersatzkanäle. Obwohl der Abwärtsumsetzer 34 normalerweise eine kristallgesteuerte Vorrichtung ist, unterliegt er einer Frequenzverschiebung aufgrund seines hohen Frequenzbereiches und dem großen Temperaturbereich, welchem er ausgesetzt sein kann, wenn der bei der Antenne 36 angeordnet ist, welche außerhalb des Hauses eines Testsehers sein kann. Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung kompensiert diese Verschiebung, wie nachfolgend beschrieben wird.
Der Schaltkasten 20 umfaßt einen Datenempfänger 38, welcher Steuerdatensignale, die bei der Testeinrichtung durch die Überwachungssteuerung erzeugt werden, von den über die Ersatzkanäle übertragenen Ersatzkanalsignalen trennt und die Daten zur Systemsteuerung 38 zur Steuerung verschiedener Funktionen, wie z.B. der Kanalumschaltbetriebe, leitet. Die Tuner 24A, 24B sehen jeweilige Signale bei der gemeinsamen Zwischenfrequenz (ZF) vor, welche an Anschlüssen eines elektronischen Schalters SW2 eingegeben werden, dessen Betrieb ebenso durch die Systemsteuerung 28 gesteuert wird, um die Ausgabe von dem einem oder dem anderen der Tuner 24A, 24B vorzusehen, um die Eingabe für den zweiten Umsetzer 40 vorzusehen, welcher die Zwischenfrequenzsignale in eine Kanalfrequenz umsetzt, auf welche der Fernsehempfänger 22 des Testsehers abgestimmt ist. Es existieren typischerweise wenigstens zwei Ersatzkanäle, und der Tuner 24A dient zum Auswählen eines Kanals unter den geeigneten Ersatzkanälen. Der Tuner 24B kann erforderlich sein, um einen Kanal unter normalen Kanälen auszuwählen, in Abhängigkeit von der durch den Testseher getroffenen Kanalauswahl. Der elektronische Schalter SW2 arbeitet sehr schnell und ist derart gesteuert, daß er während des vertikalen Austastintervalls des Fernsehempfängers 22 umschaltet, so daß der Seher auf die Tatsache des Ersetzens nicht aufmerksam gemacht wird.
Die Systemsteuerung 28 umfaßt unter der Steuerung der Daten von dem Datenempfänger 38 eine Frequenzsteuerung und eine Amplitudensteuerung. Die Systemsteuerung wählt einen Kanal, und daher den Tuner 24A oder 24B, in Antwort auf die Steuerdaten aus und steuert die Tunerfrequenz und Verstärkung, um jeglichen Fehler zwischen einer ausgewählten Frequenz und Amplitude und der tatsächlichen Frequenz und Amplitude, wie sie von dem Bildträgeranalysator 26 eingegeben werden, zu nullen.
Die Figur 3 zeigt eine alternative bevorzugte Ausführungsform eines Schaltkastens 20A der vorliegenden Erfindung, worin Niederenergie-UHF-Kanäle für die Werbe-Testeinrichtung zur Verwendung als die Ersatzkanäle zur Verfügung stehen. Komponenten des Schaltkastens 20A, welche Komponenten des Schaltkastens 20 entsprechend, sind durch die den Komponenten des Schaltkastens 20 zugeordneten Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "A" bezeichnet. Der Aufbau und der Betrieb des Schaltkastens 20A gleichen denjenigen des Schaltkastens 20, mit der Ausnahme, daß, da die Ersatzkanäle Niederenergie-UHF-Kanäle sind, anstelle der Kanäle in dem SHF- Band, kein Abwärtsumsetzer 34 erforderlich ist. Ein einziger Schnellabstimmungs-Tuner 24AA kann zum Abstimmen aller normalen Kanäle und Ersatzkanäle verwendet werden. Elektronische Schalter SW1 und SW2, welche in dem Schaltkasten 20 verwendet werden, sind somit in dem Schaltkasten 20A nicht erforderlich.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Schaltkastens der vorliegenden Erfindung ist durch das Bezugszeichen 20B in Figur 4 bezeichnet. Komponenten des Schaltkastens 20B, welche Komponenten des Schaltkastens 20 entsprechen, sind durch die den Komponenten des Schaltkastens 20 zugeordneten Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "B" bezeichnet. Der Aufbau und der Betrieb des Schaltkastens 20B gleichen denjenigen des Schaltkastens 20, mit der Ausnahme, daß der Abwärtsumsetzer 34B die Frequenzen der Ersatzkanäle auf dem SHF-Band auf Frequenzen zwischen den Kanälen 6 und 7 in dem VHF-Band (zwischen 88 MHz und 174 MHz) verringert. Die Ersatzkanäle werden somit effektiv in VHF-Kanäle umgesetzt. Die Ausgabe des Abwärtsumsetzers 34B wird mit den durch die VHF-Antenne 30B empfangenen Signalen durch einen Frequenzbereichsmultiplexer 53 kombiniert. Die Ausgabe des Multiplexers 53 (welche die Ersatz-VHF-Kanäle und die normalen VHF-Kanäle wiedergibt) wird zusammen mit der Einspeisung von der UHF-Antenne 32B zu dem einzigen Schnellabstimmungs-Tuner 24AB des Schaltkastens 20B gespeist. Das Erfordernis für elektrische Schalter SW1 und SW2 ist bei dem Schaltkasten 20B wiederum beseitigt.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Schaltkastens der vorliegenden Erfindung ist durch das Bezugszeichen 20C in Figur 5 bezeichnet. Komponenten des Schaltkastens 20C, welche Komponenten des Schaltkastens 20 entsprechen, sind durch die den Komponenten des Schaltkastens 20 zugeordneten Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "C" bezeichnet. Der Aufbau und der Betrieb des Schaltkastens 20C gleichen denjenigen des Schaltkastens 20, mit der Ausnahme, daß der Schaltkasten 20C zur Verwendung mit einem Kabelverteilungssystem vorgesehen ist, welches die Standardkanäle, die Ersatzkanäle und den Datenkanal trägt. Bei dieser Anordnung ist nur ein einziger Schnellabstimmungs-Tuner 24AC erforderlich, und das Erfordernis für elektronische Schalter SW1 und SW2 ist bei dem Schaltkasten 20C wiederum beseitigt.
Der Betrieb des Schaltkastens 20 bezüglich der Korrektur eines Frequenzfehlers wird am besten mit Bezug auf die Figur 6 betrachtet, welche eine digitale Ausführung des Kastens 20 offenbart. Die digitale Ausführung umfaßt ein Systemsteuerprogramm, welches die Aktionen durch den Mikroprozessor 28 steuert. Diese Ausführung ist aufgrund der Fähigkeit des Systems bevorzugt, es könnte jedoch ebenso eine analoge Ausführung verwendet werden. Der darin abgebildete Tuner 24A, 24B gibt den oder alle in den verschiedenen Ausführungsformen der Figur 1 bis 5 gezeigten Tuner wieder. Ein Kanalwähler 54 für den Mikroprozessor 28 sieht ein Kanalauswahlsignal vor, welches den entweder durch den Testseher oder die Überwachungseinrichtung ausgewählten Kanal bezeichnet, wobei letzterer von den empfangenen Signalen durch den Datenempfänger 38 getrennt wird. Die Anfangs- oder charakterisierende Spannung für den speziellen Kanal, welche in einem Kanaltabellenspeicher 56 gespeichert ist, wird in einen Digital/Analogwandler (DAW) 58 eingegeben. (Eine detailliertere Erklärung des Eingebens wird nachfolgend beschrieben). Die Analogausgabe des DAW 58 wird an ein Analogfilter 60 angelegt, welches zwischen einem Schnellansprechmodus mit großer Bandbreite und einem Langsamansprechmodus mit schmaler Bandbreite umschaltbar ist. Die Filterausgabe wird in den Steueranschluß des Lokaloszillators 46 des Tuner 24A, 24B eingegeben.
Zur Zeit des Eingebens ist das Filter 60 in seinem Schnellansprechmodus. In der Eingabephase wird der Tuner 24A, 24B auf innerhalb 500 kHz der geeigneten Frequenz für den neuen Kanal nachgeführt, indem eine ausreichend genaue charakterisierende Spannung vorgesehen wird. Das Filter 60 bleibt während der nächsten Steuerphase, einem Korrekturmodus, in der breiten Bandbreitenkonf iguration. Durch geeignete Auswahl von Konstanten für die Steuerschleife 63, welche durch einen Steuersequenzer 62 aus einer Steuertabelle 214 ausgewählt werden, wird dies ein relativ kurzes vorbestimmtes Intervall dauern. Der Steuersequenzer 62 schaltet danach das Filter 60 auf seine schmale Bandpaßkonfiguration für eine Stations-Halte-Phase der Steuerung, worin es das thermische und digitale Durchschleifrauschen, welches sich aus dem Betrieb des DAW 58 ergibt, herausfiltert.
Der Bildträgeranalysator 26 (dessen Betrieb nachfolgend mit Bezug auf die Figur 9 beschrieben wird) tastet die ZF-Ausgabe des Tuners 24A, 24B ab und sieht für den Betrieb der Rückkopplungssteuerungschleife 63 eine tatsächliche Frequenzsignalausgabe vor. Insbesondere wird das tatsächliche Signal an einen Analog/Digitalwandler (ADW) 64 angelegt. Die digitale Ausgabe des ADW 64 wird in einem Fehlersignalgenerator 66, welcher die Form eines Summierglieds 66 aufweist, mit einer negativen digitalen Sollwerteingabe von eiper Sollwertsignalquelle 68 addiert. Die Sollwerteingabe kann zum Durchführen einer Feinabstimmungssteuerfunktion verwendet werden. Die Fehlersignalausgabe von dem Summierglied 66 wird an eine erste Stufe 70 der Steuerschleife 63 angelegt, deren Betrieb nachfolgend beschrieben wird. Die gefilterte Ausgabe der ersten Stufe 70 wird an die zweite Stufe der Steuerschleife 63 angelegt, einen Digitalintegrator 72, welcher durch eine Einheitsverzögerungs-Z&supmin;¹-Schaltung 74 und ein Summierglied 76 gebildet ist. Der Integrator 72 addiert das Fehlersignal von ersten Stufe 70 zu dem durch die Z&supmin;¹ Schaltung 74 zugeführten Wert. In der zweiten Korrekturphase der Steuerung, welche ungefähr 100 Millisekunden dauert, wird die Frequenz auf ungefähr ± 100 kHz bezüglich der geeigneten Frequenz gebracht. Dies ermöglicht, daß die Korrektur von jeglichem durch eine Restabstlmmung induzierten Farb- oder Kontrastfehler aufgrund von Frequenzfehlern so schnell und genau auftritt, daß sie, wenn überhaupt, nur schwer durch den Seher wahrgenommen wird.
In der dritten oder der Stations-Halte-Phase der Steuerung wird die Zeitkonstante der Steuerschleife 63 auf 3 bis 10 Sekunden gesetzt, um eine minimale Rauschbandbreite und daher eine maximale Genauigkeit zu erhalten. Während dieser Phase wird ein Unempfindlichkeitsbereich oder ein anderer Grenzzyklusunterdrückungsmechanismus freigegeben, so daß feine Korrekturen der Frequenz keine anhaltende Störung für den Seher darstellen. Der Zweck der Stations-Halte-Phase der Steuerung ist das Kompensieren des Alterns von Bauteilen und jeglicher durch das Wetter verursachten Verschiebung in dem SHF-Abwärtsumsetzer 34, wenn letzterer verwendet wird. Sie hält jeglichen verbleibenden Fehler unter einem vorbestimmten Pegel und spricht gleichzeitig nicht auf Rauschen und parasitäre Signale an, welche das Abstimmen stören würden, wodurch eine stabile Bestimmung des geeigneten Steuersignafflpegels für ein geeignetes Abstimmen sichergestellt ist. Während der vierten Phase der Steuerung, welche als adaptive Abschätzung bekannt ist, kann die charakterisierende Spannung der Kanaltabelle 56 beruhend auf während der Stations-Halte-Phase durchgeführten Korrekturen aktualisiert werden. Somit wird, wenn das nächstemal ein Kanal ausgewählt wird, die Eingabephase zu einer hohen Genauigkeit führen, so daß die anderen Steuerphasen schneller effektiv werden.
Der Betrieb des Schaltkastens 20 bezüglich der Amplitudensteuerung wird am besten mit Bezug auf die Figur 7 betrachtet. Viele der gleichen Elemente, welche in Figur 6 für die Frequenz steuerung gezeigt sind, werden für die Amplitudensteuerung verwendet, sind jedoch anders programmiert. Im allgemeinen arbeiten sie in beiden Modi in gleicher Art und Weise und müssen nicht separat im Detail beschrieben werden. Dies betrifft insbesondere die Steuerschleife 63, welche einen Fehlersignalgenerator 86 (anstelle des Fehlersignalgenerators 66) umfaßt, die erste Steuerschleifenstufe 70, welche durch die Steuertabelle 214 gesteuert wird, und den digitialen Integrator 72. Die Betrachtungen bezüglich der Amplitude sind etwas anders als diejenige, welche sich auf die Frequenz beziehen, da ein kleiner Frequenzfehler verursacht, daß der Fernseher in bemerkbarer Weise falsch arbeitet und daher eine Genauigkeit innerhalb von 1/10.000 haben muß. Ein Amplitudenfehler kann andererseits lediglich die Genauigkeit von 2 db erfordern, um einen Verlust der Sync-Erfassung zu vermeiden.
Wie in dem Detail der Videosignalwellenform der Figur 8 gezeigt, können die Synchronisationsimpulse an den Scheiteln der Wellen mit einer 1 oder 2 dB Toleranz in der zusammengesetzten Videoamplitude erfaßt werden. Die Figur 8 zeigt Videosignale 78 eines momentanen Kanals. Der Video wird durch die horizontalen Sync-Impulse 80 synchronisiert, welche oben auf dem aktiven Videosignal erwachsen und durch Spitzendetektoren in dem Fernsehempfänger 22 erfaßt werden. Wenn die Videosignale 82 eines neuen Kanals, auf welchen umgeschaltet wird, in ihrer Amplitude sehr viel kleiner sind, werden die Sync-Impulse nicht erfaßt und das Videosignal wird durch den Empfänger 22 verloren. Für die Amplitudensteuerung wird die gleiche Art einer Steuerschleife 63 verwendet. Da jedoch die Genauigkeitsanforderung weniger wichtig ist, ist die Stations-Halte-Phase der Steuerung bei der Amplitudensteuerung nicht erforderlich.
In dem Eingabemodus (jam mode) wird der Anfangszustand von der Kanaltabelle 56 in einen DAW 59 eingegeben, welcher wie der DAW 58 arbeitet, ob eine vorhergesagte Verstärkungssteuerungsspannung an den RF-Verstärker 42 in dem Tuner 24A, 24B anzulegen. In dem Korrekturmodus tastet der Bildträgeranalysator 26 die Ausgabe des Tuners 24A, 24B ab und sieht eine tatsächliche Amplitudenausgabe vor, welche durch einen Analog/Digitalwandler (ADW) 64 in einen digitalen Wert umgesetzt wird. Diese Ausgabe wird in dem Filterfunktions-Amplitudenkorrekturglied 84 eingestellt, um PCA- Filtervariationen bezüglich der Frequenz zu kompensieren, und wird dann durch den Signalgenerator 86, welcher die Form eines Summierglieds aufweist, mit einem negativen Sollwert addiert (beruhend auf verschiedenen nachfolgend beschriebenen Signalanpassungskriterien) und zu der ersten Steuerschleifenstufe 70 und dem digitalen Integrator 72 gesandt. (Die Steuertabelle 214 zum Steuern der ersten Stufe 70 ist in Figur 7 nicht separat gezeigt; sie arbeitet wie in Verbindung mit Figur 6 erklärt). Der Amplitudenfehlerwert wird ferner mit dem Anfangswert zum Aktualisieren der Kanaltabelle 56 kombiniert. Während der Korrekturphase justiert die Steuerschleife 63 die Eingabe des DAW 58 beruhend auf der tatsächlichen Amplitudenbestimmung des Bildträgeranalysators 26, um die Amplitudenausgabe des Tuners 24A, 24B näher an den gewünschten Pegel zu bringen, wie er durch den Sollwert bestimmt ist.
Wenn man sich der Figur 9 zuwendet, ist dort ein Blockdiagramm von Hauptkomponenten eines Bildträgeranalysators 26 gezeigt. Das ZF-Signal wird an ein schmales Bandpaßfilter 88 angelegt, welches alle Komponenten mit Ausnahme des Bildträgers herausfiltert. Der abgetrennte Bildträger wird zu einem Grenzverstärker 90 gespeist, um jegliche Amplitudeninformation zu entfernen. Das begrenzte Signal wird an einen Frequenzdiskriminator 92 angelegt, welcher durch eine LC- abgestimmte Schaltung 94 und einen Phasendetektor 96 gebildet ist. Die abgestimmte Schaltung 94 dient als eine Frequenzreferenz. Wenn das Bildträgersignal von der Mittenfrequenz der Lc-abgestimmten Schaltung 94 abweicht, führt die Schaltung 94 eine Phasenverschiebung ein, welche durch den nachfolgenden Phasendetektor 96 erfaßt wird. Die erfaßte Phasendifferenz ist ein Maß für den Frequenzfehler der Zwischenfrequenz.
Das abgetrennte Bildträgersignal wird ferner an einen logarithmischen Verstärker 98 angelegt (oder an einen linearen Verstärker, wenn eine geringere Genauigkeit erforderlich ist). Der logarithmische Verstärker 98 sieht eine genaue Amplitudenwiedergabe über einen großen Bereich von Variationen des Eingangspegels vor. Ein Modulationsdetektor 200 spricht auf die Ausgabe des Verstärkers 98 an und sieht ein Maß für die Amplitude des Signals vor.
Ein Signal-Vorhanden-Detektor 202 unterscheidet zwischen zugelassenen Signalen und einem Rauschen oder parasitären Signalen und sieht ein Signal-Vorhanden-Signal vor, welches das Vorhandensein eines zulässigen Videosignals anzeigt. Ein derartiger Detektor 202 kann ein Video-Sync-Signal-Separator sein, welcher eine Warnung vorsieht, wenn keine Synchronisationsimpulse in der Amplitudenausgabe erfaßt werden sollten. Alternativ kann ein derartiger Detektor 202 eine einfache Amplitudenschwellenschaltung umfassen, um durch einen Signalpegel zwischen Signal und Rauschen zu unterscheiden, jedoch mit einer Verringerung der Leistungsfähigkeit. Dieser Signal-Vorhanden-Detektor 202 kann als eine Schleifensperre dienen, um das Aktualisieren der Eingabewertinformation in der Kanaltabelle beruhend auf einer fehlerhaften Information zu verhindern. Das heißt, wenn der Sync-Detektor die Synchronisationsimpulse nicht erfaßt, ist es wahrscheinlich, daß das eingegebene Signal, im Gegensatz zu einem Bildsignal, ein Rauschen ist.
Eine Variation des Bildträgeranalysators 26 zur Verwendung bei einer Kabelfernsehalternative ist in Figur 10 gezeigt. Die Alternative selbst ist derart gezeigt, daß sie zwei Alternativen umfaßt, da ein A-Pfad und ein B-Pfad vorhanden sind, welche jeweils zu einem durch einen Wahlschalter 205 ausgewählten Phasendetektor 204 führen. Die A-Alternative hängt von den naheliegenden Annahmen ab, daß das Eingangssignal eine sehr hohe Frequenzgenauigkeit aufweist und daß die Hauptquelle jeglichen Frequenzfehlers in der Drift des Lokaloszillators 46 liegt. In dieser Alternative wird die Ausgabe des Lokaloszillators 46 abgetastet und durch einen Vorverstärker 206 hindurch gespeist, dessen Ausgangsfrequenz in einem Vorskalierer durch M geteilt wird. Die Vorskalierer- Ausgangsfrequenz wird in einer Abwärtszählschaltung 201 durch N dividiert, wobei N der Integralfaktor zum Herabsetzen der Frequenz auf eine durch einen Kristallreferenzoszillator 212 erzeugte Standardfrequenz ist. Die Frequenzausgabe der Abwärtszählschaltung 210 und des Referenzoszillators 212 werden in dem Phasendetektor 204 verglichen. Bei der B- Alternative wird der Phasenfehler des abgetrennten ZF- Bildträgers gemessen, wie es bei dem Bildträgeranalysator 26, der in Figur 9 gezeigt ist, durchgeführt worden ist, wobei die Ausgabe durch den Begrenzer 90 hindurch geht und dann zum Phasendetektor 204 zum Vergleich mit dem Kristallfrequenzoszillator. In jedem Fall ist die Amplitudenausgabe das Ergebnis einer Abtastung des ZF-Signals, welches nach dem Filtern durch ein schmales Bandpaßfilter BB durch den logarithmischen oder optionell den linearen Verstärker 98 hindurchgeht, wobei die Ausgabe durch den Modulationsdetektor 200 gemessen wird, um eine Ampl itudenausgabe vorzusehen.
Wenn man sich nun der Figur 11 zuwendet, sind dort die Frequenz- und Amplitudenausgabekurven von dem Bildträgeranalysator 26 für verschiedene Eingangspegel, welche von 0 dBmV bis -60 dBmV reichen, gezeigt. Die Amplitudenausgabekurven weisen zentrale Spitzen auf, wogegen die Frequenzkurven etwa "S"-förmig sind. Die scharfen Spitzen der Amplitudenkurven bei der nominellen Zwischenträgerfrequenz 45,75 MHz beruhen auf dem Ansprechen der Eingangsfilter in dem Bildträgeranalysator 26. Bezüglich der Frequenzkurven besteht ein wesentliches zentrales Verschachteln oder Überlappen der Kurven. Die verschiedenen Frequenzkurven weichen aufgrund der endlichen Verstärkung von realisierbaren Grenzverstärkern 90 von der zentralen Verschachtelung ab. Signale außerhalb des Bereichs werden ignoriert, da sie sehr wahrscheinlich Signalkomponenten von benachbarten Kanälen wiedergeben.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß jeglicher signifikanter Fehler von der nominellen Frequenz aufgrund des Ansprechens des Bildträgerbandpaßfilters 88 eine Verringerung der erfaßten Amplitude induziert. Dieser Fehler kann durch das Filterfunktions-Amplitudenkorrekturglied 84 entfernt werden, welches eine Frequenzfehlerkompensationstabelle umfaßt, die in einem nichtf lüchtigen Speicher gespeichert ist. Auf diese Art und Weise können die Amplituden und die Frequenzsteuerfunktionen vollständig voneinander getrennt werden.
Die Figur 12 zeigt detaillierter die Schnittstelle zwischen der Steuerschleife 63 und der Kanaltabelle 56. Der DAW 58 weist eine 12-14 Bit-Genauigkeit auf. Eine große Genauigkeit ist erforderlich, da der DAW 58 ebenso in der Langzeit- Stationshalte-Steuerschleife vorhanden ist, welche eine enge Frequenzfehlertoleranz aufweist. Der Betrieb der Steuerschleife 63 wird nachfolgend beschrieben. Es reicht hier zu wissen, daß in der Eingabephase 16 Bit digitaler Information, welche der Charakterisierungsspannung entspricht, von der Kanaltabelle 56 zum DAW 58 geleitet werden. Der DAW 58 setzt diese in ein analoges Signal um zum Anlegen an das schaltbare Analogfilter 60. Das schaltbare Filter 60 ist durch ein Modussteuersignal von dem Steuersequenzer 62 des Mikroprozessors 28 (Figur 6) derart gesteuert, daß es während der Eingabephase des Betriebs des Schaltkastens 20 in seiner Breitbandkonfiguration ist, um die Abstimmspannung schnell an den Steuereingang des Lokaloszillators 46 in dem Tuner 24A, 24B anzulegen. Wie vorangehend beschrieben, wird das Frequenzfehlersignal von dem Bildträgeranalysator 27 durch den Analog/Digitalwandler 64 in einen digitalen Wert umgesetzt. Dieser digitale Wert wird durch das Summierglied 66 mit dem Sollwert von der Sollwertsignalquelle 68 kombiniert und an die erste Stufe 70 angelegt. Die Ansprechgeschwindigkeit der Steuerschleife 63 für jeden Modus des Steuerbetriebs ist durch die Steuertabelle 214 bestimmt. Die Ausgabe der ersten Stufe 70 ist ein Ein-Byte-Digitalsignal, welches in dem Summierglied 76 mit dem anfänglichen 16-Bit-Charakterisierungswert durch den Betrieb der Einheitsverzögerungs-Z&supmin;¹-Schaltung 74 addiert wird und durch den DAW 58 in einen analogen Wert umgesetzt wird und an das schaltbare Filter 60 angelegt wird. Die Einheitsverzögerungs-Z&supmin;¹-Schaltung 74 und das Summierglied 76 bilden den Integrator 72, wobei ein wiederholtes Anlegen des 8-Bit-Fehlersignals ein vollständiges 16-Bit-DAW- Eingangssignal erzeugt. Während des Eingabemodus ist das schaltbare Analogfilter 60 auf die breite Bandbreite gesetzt, um ein sofortiges Nachführen der Abstimmspannung des neuen Kanals zu ermöglichen und die Korrektur jegliches verbleibenden Fehlers zu beschleunigen. Auf den Korrekturmodus folgend wird das Filter auf seine Schmalbandkonf iguration umgeschaltet, um das thermische und digitale Durchschleifrauschen herauszufiltern, welches durch den hochgenauen DAW 58 erzeugt wird.

Charakterisierung

Die in der Signaltabelle 56 gespeicherten Signale, welche der jeweiligen vorhergesagten Steuerspannung für den lokalen Oszillator 46 entsprechen, werden in der Kanaltabelle im Verlaufe der Herstellung anfänglich gespeichert. Der Mikroprozessor 28 umfaßt Mittel für adaptive Vorhersagen. Dies sieht eine vierte Phase oder einen adaptiven Vorhersagemodus vor, welcher zum Aktualisieren der Information in der Kanaltabelle 56 jedesmal dann dient, wenn ein Kanal abgestimmt wird, beruhend auf der momentan beobachteten Abstimmspannung am Steuereingang des Lokaloszillators 46. Dies beseitigt die Effekte einer Langzeitalterung von Bauteilen oder Umgebungsunterschieden zwischen der momentanen Umgebung und der für die Fabrik charakteristischen Umgebung. Dies verringert ebenso die Anforderungen an die anfängliche Genauigkeit in den gespeicherten vorhergesagten Signalen. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Akutalisierens ist, daß dann, wenn das nächste Mal ein Kanal zum Umschalten auf diesen ausgewählt wird, die Anfangs- oder Eingabephase des Schaltkastens 20 eine hohe Genauigkeit haben wird, was ein schnelleres Einregeln der Steuerschleife 63 vorsieht. Die zweite Hochgeschwindigkeitsphase, oder Korrektursteuerphase, ist ausreichend breitbandig, um ein Erfassen des Kanals vorzusehen, solange er von einem Nachbarkanal unterschieden werden kann, d.h. die ± 500 kHz-Genauigkeit in der Eingabephase sieht ein geeignetes Kanalerfassen für diese zweite Phase vor. Nach der anfänglichen Fabrikcharakterisierung können, nach dem Installieren der Einheit an dem Fernsehempfänger eines Sehers, die Korrekturund die Stations-Halte-Steuerphase durch den Installierer dazu verwendet werden, ein exakteres Eingabeabstimmen zu erhalten, indem einfach aufeinanderfolgend jeder Kanal ausgewählt wird. Um diese Einheiten zu charakterisieren, kann ein Präzisionskammgeneratorsignal, welches einen nominellen Amplitudenträger bei der Bildträgerfrequenz für jeden Kanal enthält, an den Schaltkasten 20 bei der Charakterisierung angelegt werden. Durch schrittweises Aufwärtswobbeln von der untersten Abstimmfrequenz (Spannung) kann die Abstimmspannung für den ersten Kanal nach dem Betrieb des Schaltkastens 20 gefunden werden, und das entsprechende Signal in den Speicher in der Kanaltabelle 56 für diesen Kanal eingegeben werden. Die Abstimmspannungen können aufeinanderfolgend von einem vorher charakterisierten Kanal abgeschätzt werden, wobei das Kammgeneratorsignal innerhalb des Erfassungsbereichs der Korrektursteuerschleife abgestimmt ist.
Der Schaltkasten 20 weist drei Typen von Kanaltabellenspeicher auf. Ein Festspeicher (ROM) wird für die Kanaltabelle 56 verwendet, um permanent Programmroutinen und anfängliche Abstimmspannungs-Abschätzungen zu speichern, welche am Beginn des charakterisierungsvorgangs verwendet werden. Ein Direktzugriffsspeicher (RAM) wird für die Kanaltabelle 56 verwendet, welche durch die adaptive Abschätz-Steuerphase aktualisiert wird. Schließlich wird ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Festspeicher (EEPROM) für den Kanaltabellenspeicher zum Speichern der Ergebnisse der anfänglichen Fabrikcharakterisierung verwendet und ferner kann die aktualisierte, auf dem RAM beruhende Kanaltabelle 56 von Zeit zu Zeit in den EEPROM geschrieben werden.
Der EEPROM kann z.B. einmal am Tag beschrieben werden, z.B. nach Anweisung von der Überwachungseinrichtung während einer Ruheperiode, wie z.B. in der Mitte der Nacht. Ein Grund für dieses relativ seltene Aktualisieren ist, daß der EEPROM nur für eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen verwendet werden kann. Ein weiterer Grund ist, daß bestimmte vorübergehende Veränderungen der Amplitude, wie z.B. durch Flugzeuge erzeugtes Echo oder ein Signalabklingen aufgrund klimatischer Übergangszustände, zu ignorieren sind. Das Aktualisieren der Kanaltabelle in dem EEPROM beruhend auf derartigen Veränderungen würde tatsächlich dessen Langzeitvorhersagegenauigkeit beeinträchtigen.
Verschiedene Typen von Informationen werden in der auf dem RAM beruhenden Kanaltabelle 56 gespeichert. Nach der Wiederinbetriebnahme nach einem Stromausfall wird die auf dem RAM beruhende Tabelle 56 von dem EEPROM neu geladen. Ein Typ der gespeicherten Information ist die Kanalbezeichnung. Ein zweiter Typ der Information ist die Rangmitgliedschaft, welche die Kanäle identifiziert, die der Testseher auswählen darf. Zum Beispiel darf der Testseher keinen Ersatzkanal für das allgemeine Sehen auswählen. Ferner können Kanäle, welche in dem Empfangsbereich nicht aktiv sind, identifiziert und von der Auswahl ausgeschlossen werden.
Ein dritter Typ der Information sind die abgeschätzten DAW- Abstimmspannungen für das Frequenznachführen. Diese Information ist für jeden Kanal als eine 16-Bit-ganze Zahl gespeichert und gibt die in den Lokaloszillator 46 für die jeweiligen Kanäle einzugebenden Abstimmspannungen wieder. Die abgeschätzten DAW-Abstimmspannungssignale, welche in dem EEPROM gespeichert sind, werden periodisch aus den Inhalten der auf dem RAM beruhenden Kanaltabelle 56 aktualisiert.
Ein vierter Typ der Information bezieht sich auf die kombinierten nicht linearen Empfindlichkeiten oder Zunahmen des Bildträgeranalysators 26 und des Lokaloszillators 46. Dieser Verstärkungs- oder Bereichsfaktor muß in der Steuerschleife 63 kompensiert werden. Der Faktor ist von der Kanaltabelle umfaßt, da Nichtlinearitäten im AnsprEchen des Lokaloszillators signifikante Veränderungen in diesem Faktor zwischen Kanälen bewirken können.
Ein fünfter Typ der Information in der Kanaltabelle 56 ist die abgeschätzte Verstärkungssteuerspannung, welche in den RF- Verstärker des Tuners 24A, 24B eingegeben werden muß, um die gewünschte Signalamplitude zu erhalten. Ein der abgeschätzten Verstärkungssteuerspannung entsprechendes Signal ist als eine ganze 8-Bit Zahl in dem EEPROM gespeichert zum Einladen in den RAM nach dem Einschalten des Schaltkastens 20. Aktualisierungen dieser abgeschätzten Verstärkungssteuerspannung, welche in der auf dem RAM beruhenden Kanaltabelle 56 gespeichert sind, werden beruhend auf der Ausgabe von der Amplitudensteuerschleife 63 periodisch in den EEPROM geschrieben, um diesen zu aktualisieren.
Ein sechster Typ der Information, welche in der RAM- Kanaltabelle 56 gespeichert ist, ist die abgeschätzte Amplitude der empfangenen Kanalsignale. Diese Information ist in dem RAN für Signalanpassungszwecke gespeichert, um den Sollwert der Amplitudensteuerschleife zu bestimmen, wie nachfolgend beschrieben wird.
Eine weitere Information in der Kanaltabelle 56 umfaßt den Frequenzsollwert für jeden Kanal. Ein Installierer kann bestimmen, daß das beste Bild für einen bestimmten Kanal vorhanden ist, wenn der Kanal leicht verstimmt ist. Diese Feinabstimmungs-Sollwertinformation ist als eine ganze 8- Bit Zahl in dem EEPROM gespeichert zum Laden in die RAN- Kanaltabelle 56 nach dem Einschalten der Apparatur. Es gibt wenigstens zwei Gründe, warum ein Kanal ein besseres Bild bietet, wenn er leicht verstimmt ist. Einer bezieht sich auf das Ungleichgewicht zwischen der Helligkeit und den Bildnebenträgern in dem Kanal. Ein zweiter ist das Vorhandensein einer potentiellen ungewünschten Schwebungsüberlagerung von anderen Kanälen. Die Gründe für diese leichte Verstimmung sind dem Fachmann gut bekannt und missen hier lediglich insoweit diskutiert werden, als darauf hingewiesen wird, daß der Schaltkasten 20 diese Option bietet.

Betrieb des Schaltkastens 20

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist das Abstimmen von einem momenten Kanal auf einen ausgewählten Kanal so schnell, daß es kein merkbares Rauschen oder eine Verschlechterung des Bildes gibt. Wenn es eine geringe Verschlechterung des Bildes gibt, wie z.B. eine schlechte Farbe oder ein schlechter Kontrast, so muß diese in der am meisten unbemerkten Art und Weise entfernt werden. Ein weiteres Ziel ist das Kompensieren von Langzeitvariationen aufgrund des Alterns von Bauteilen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen ferner das Anpassen der Charakteristiken eines momentanen Kanals und eines zum Ersetzen desselben ausgewählten Kanals vor, so daß neben der Geschwindigkeit des Kanalwechsels die Kanäle eine gleiche visuelle Qualität zu haben scheinen. Die Signalcharakteristiken, welche gesteuert oder aneinander angepaßt werden, umfassen die Amplitude und das Signal/Rauschen-Verhältnis.
In der Vergangenheit ist ein Frequenzfehler in Videosignalen als das schwierigere Problem betrachtet worden als ein Amplitudenfehler oder verschiedene Signal/Rauschen- Verhältnisse. Ein Freguenzfehler führt zum Verlust der Bilddefinition und die Farbe kann sich ändern oder entweichen. Die automatische Freguenzsteuerungsschaltung im Fernsehgerät des Testsehers kann versuchen diesen Fehler zu korrigieren, sie kann jedoch den Fehler in einer sehr sichtbaren Weise korrigieren, wie z.B. durch ein sehr langsames Arbeiten. Amplitudenfehler können ferner einen Verlust der Synchronisation oder ein Rollen des Bildes verursachen. Amplitudenfehler können ferner Verschiebungen des Kontrasts bewirken, was der Testseher als Unterschiede in der Bilddefinition wahrnehmen kann. Wenn der Amplitudenfehler extrem ist, kann die automatische Verstärkungssteuerung des Fernsehgeräts in einen Stationserfassungsmodus gehen, was zu einem vorübergehenden Abschalten des Tons führt. Wenn die Signal/Rauschen-Verhältnisse des Ersatzkanals und des normalen Kanals nicht aneinander angepaßt werden, können Seher ein Signal mit einem höheren Signal/Rauschen-Verhältnis als ein besseres Bild bietend erkennen.
Die Kombination von Schnelligkeit und Genauigkeit ist insbesondere für eine unbemerkte Frequenzsteuerung erforderlich. Da die gewünschte Geschwindigkeit und Genauigkeit eigentlich inkonsistente Anforderungen sind, können sie nicht mit einer einzigen Betriebsphase realisiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Steuerungen aufgeteilt, so daß zunächst die Geschwindigkeit mit einer annehmbaren Genauigkeit erreicht wird, und dann die erforderliche Genauigkeit langsamer realisiert wird. Die erste Phase ist die Nachführ- oder Eingabephase, in welcher die zuletzt abgeschätzte Abstimmspannung für den gewünschten Kanal in den spannungsgesteuerten Oszillator 46 eingegeben wird, was verursacht, daß der Tuner 24A, 24B in Richtung des gewünschten Kanals so schnell nachgeführt wird, daß es keine hörbare Anzeige des Wechsels gibt. Das Schnellabstimmen des Kanals innerhalb dieses Bereichs ermöglicht es, daß der Empfänger die 4,5 MHz Zwischenträgerfrequenz des neuen Kanals ohne einem Geräuschknall erreicht. Dies muß in ungefähr 60 Millisekunden mit einem maximalen Fehler von ungefähr 500 kHz in einem potentiellen Nachführbereich von 700 MHz durchgeführt werden. Dag schaltbare Analogfilter 60 ist zum Erhalten dieser Raten in seinen Breitbandmodus gesetzt.
Die zweite Betriebsphase ist die Korrekturphase, in welcher es gewünscht wird, mit einer sehr schnellen Pate, weit unter 100 Millisekunden auf innerhalb 100 kHz der gewünschten Frequenz zu kommen. Die Korrekturphase beginnt unmittelbar oder kurz nach dem Eingeben der vorbestimmten Steuerspannung. Die Korrekturphase beruht darauf, daß angenommen wird, daß es aufgrund des großen Frequenzbereichs moderner Kommunikationssystem unmöglich ist, in der Nachführphase das erforderliche ultimate Genauigkeitsausmaß zu erreichen. In der Korrekturphase ist es jedoch das Ziel, jeglichen verbleibenden Frequenzfehler schnell und vollständig zu korrigieren, bevor er zu einer sichtbaren Bildverschlechterung führen kann, was mit der langsamen Korrekturrate der Stations-Halte-Phase der Fall wäre. Das schaltbare Analogfilter 60 ist während dieser zweiten Phase in seinem Breitbandmodus, so daß die Effekte verbleibender Nichtlinearitäten oder Hysteresen in diesem Filter durch die Korrekturen der zweiten Phase ebenso kompensiert werden.
Die dritte Betriebspase ist die Stations-Halte-Phase, welche eine relativ lange Zeitkonstante im Bereich von 3 Sekunden aufweist. Die Ziele dieser Phase sind das Erhalten der bestmöglichen Abstimmungsgenauigkeit für die vierte Phase, die adaptive Abschätzung, und das Korrigieren einer Langzeitdrift aufgrund des Alterns von Bauteilen oder Änderungen in der Umgebung. Sie wird dann, wenn die zweite Phase die Abstimmung in annehmbare Grenzen gebracht hat, so langsam durchgeführt, daß sie nicht wahrnehmbar ist. Um die gewünschte Pegelgenauigkeit zu erhalten, ist das Analogfilter 60 in seinen Schmalbandmodus gestellt, um das in dem DAW 58 erzeugte thermische und digitiale Durchschleifrauschen zu minimieren. Zusätzlich kann die Grenzzyklus oder Kontinuierlich- Zyklusinstabilität, welche derartigen Steuerschleifen inhärent ist, zusätzliche unannehmbare Tnterferenzkomponenten erzeugen. Ein derartiges Grenzschwingen wird durch die Verwendung eines Unempfindlichkeitsbereichs oder einer anderen äquivalenten Grenzschwingungs-Unterdrückungstechnik unterdrückt.
Die vierte Steuerphase, die adaptive Abschätzung, sieht das Aktualisieren der Charakterisierungssignale in der Kanaltabelle 56 durch die Verwendung einer Langzeit- Abstimmungssteuerung 213 vor. Diese Aktualisierungsphase macht Verwendung von der in der RAM-Kanaltabelle 56 während der Stations-Halte-Phase angeordneten Information und ermöglicht das seltene, möglicherweise einmal am Tag, Aktualisieren der Charakterisierungstabelle in dem EEPROM. Der Vorteil davon ist, daß das nächste Mal, wenn ein jeweiliger Kanal ausgewählt wird, die Kanaltabelle 56 die tatsächlich erforderliche Abstimmspannung genauer wiedergeben wird, so daß der Frequenzfehler nach der Nachführ- oder Eingabephase kleiner sein wird als er möglicherweise sein könnte, wenn die Fabrik-Charakterisierungswerte verwendet werden. Dies wird die während der zweiten Korrekturphase durchzuführenden Korrekturen minimieren und daher derartige Korrekturen weniger bemerkbar machen.
Das Ergebnis dieser vier Betriebsphasen ist, daß der Tuner 24A, 24B den ausgewählten Kanal mit einem Minimum an sichtbarer oder hörbarer Störung auswählt. Zusätzlich entfernt die adaptive Abschätzung die Last der exakten Genauigkeit bei dem Fabrik-Charakterisierungs-Vorgang. Dies beseitigt das Erfordernis für extreme Maßnahmen zum Erreichen der ultimativen Charakterisierungsgenauigkeit. Es ermöglicht dem Steuerglied der Schnellkorrekturphase, eine ausreichende Genauigkeit zu erreichen, und diese weitere Genauigkeitstoleranz erhöht die Charakterisierungszuverlässigkeit wesentlich. Zusätzlich beseitigt die adaptive Abschätzung, mit Ausnahme bei katastrophalen Fehlern, das Erfordernis, die Terminals aus dem Betrieb zu entfernen und sie zur Neukalibrierung in die Fabrik zurückzubringen, was ein kostenaufwendiger Vorgang ist. Die Verwendung des EEPROMS stellt sicher, daß im Falle eines Stromausfalls eine relativ genaue Abschätzung gespeichert ist. Es gibt bestimmte Fälle, in welchen die EEPROM-Kanaltabelle nicht aktualisiert wird, da die Ausgangsinformation suspekt ist. Dies trifft insbesondere zu, wenn es eine Frage gibt, ob das Ausgangssignal eine Videoinformation über ein Rauschen wiedergibt. Eine Anzahl von Techniken kann zur Erfassung durch den Signal-Vorhanden-Detektor 202 verwendet werden. Eine davon ist die Verwendung des Videodetektors in dem Bildträgeranalysator 26, welcher nach den Sync-Impulsen sucht, welche für das Betriebs-Sync charakteristisch sind. Eine weitere ist das Überwachen des Amplitudensignalpegels des Fernsehsignals. Wenn dieses Signal unerwartet geringe Amplituden aufweist, kann die Frequenzsteuerungsschleife 63 durch ein Unterbrechungssignal eingefroren werden, bis wieder ein Signal mit annehmbarer Qualität beobachtet wird.
Eine weitere zweckmäßige Vorkehrung ist es, den Korrekturbereich auf einen ± 500 kHz Fehlerbereich um die nach der Eingabephase erwartete Frequenz herum einzuschränken. Dies verhindert, daß die Frequenzsteuerungsschleife sich auf den Tonträger eines benachbarten Kanals legt, wenn das Signal des gewünschten Kanals verloren wird. Der Tonträger des benachbarten Kanals ist nur 1,5 MHz niederer als der Bildträger des gewünschten Kanals und kann bei der Antennenübertragung einen Pegel aufweisen, der demjenigen eines erwarteten Bildträgers gleich ist. Wenn ein derartiges fehlerhaftes Festsetzen unerwünschterweise durchgeführt wird, würde es nicht notwendigerweise unterbrochen werden, wenn der gewünschte Kanal wieder auftaucht, was zu einem Fehler der Frequenzsteuerungsschleife 63 führt. Die Kanaltabelle 56 in dem EEPROM sollte nicht mit einem derartigen fehlerhaften Abstimmwert aktualisiert werden.
Bezüglich der Amplitude ist keine derartige Genauigkeit erforderlich wie für die Frequenzsteuerung. Der gesamte Amplitudenbereich, auf welchen ein Fernsehempfänger ansprechen kann, ist weniger als 50 dB, wogegen die Amplitudenanpassung zwischen dem momentanen und den ausgewählten Kanal nur innerhalb von ungefähr 2 dB liegen muß. Das schwierigste Amplitudenverschlechterungsproblem ist der potentielle Verlust des Sync aufgrund einer Amplitudenfehlanpassung zwischen dem vorherigen und dem ausgewählten Kanal. In Figur 8 sieht man eine graphische Darstellung des Sync-Separations-Problems. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß die Sync-Impulse durch ihre Spitzenamplitude erkannt werden, welche 2,5 dB über dem Fernsehsignal liegt. Somit kann eine Amplitudenstufe von mehr als 2 dB einen Sync-Verlustfehler auslösen. Die automatische Verstärkungssteuerung des Fernsehgeräts 22, welche grundsätzlich zum Entfernen von Flugzeugechos ausgelegt ist, entfernt sehr schnell und effizient jegliche Amplitudenfehlanpassung innerhalb dieses Bereichs (mit einer Geschwindigkeit, welche schneller ist als die Korrekturphase des Schaltkastens 20). Da dies die durch den Schaltkasten 20 mögliche Leistungsfähigkeit überschreitet, ist die Amplitudensteuersequenz mit der Korrekturphase beendet. Das Analogfilter 60 muß nicht umgeschaltet werden und wird in seinem Breitbandmodus belassen.
Die Figur 11 zeigt das dynamische Ansprechen des Bildträgeranalysators 26. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß selbst eine geringe Fehlabstimmung, welche nach der Eingabe-Abstimmphase vorhanden ist, zu Amplitudenausgabefehlern aufgrund des Frequenzansprechens des Bandpaßfilters 88 des Bildträgeranalysators, Figur 9, führen würde. Das Filterfunktions-Amplitudenkorrekturglied 84, Figur 7, entfernt diese auf die Abstimmung bezogenen Fehler in Antwort auf das Frequenzfehlersignal und entkoppelt die Frequenz- und die Amplitudensteuerschleifen vollständig. Die adaptive Abschätzung, oder die vierte Steuerphase, ist bei der Amplitudensteuerung deutlich schwieriger als bei der Frequenzsteuerung. Bei der Frequenzsteuerung wird eine Verstärkungssteuerspannungsabschätzung für jeden Kanal in der Kanaltabelle 56 zur Verwendung in der ersten oder der Eingabephase gehalten. Eine ähnliche Langzeitverstärkungssteuerung 215 wird zum Aktualisieren der auf dem RAM beruhenden Kanaltabellen-56- Verstärkungssteuerspannungsabschätzung von dem tatsächlichen Endwert verändert, welcher nach dem Austritt aus der Korrektursteuerphase der Rückkopplungssteuerschleife 63 erhalten wird. Ähnlich der Frequenzsteuerungsschleife werden die sich ergebenden, auf dem RAM beruhenden Kanaltabellenverstärkungssteuerspannungs- und Signalpegelsollwert-Abschätzungen von Zeit zu Zeit zu der nichtffflichtigen EEPROM-Kanaltabelle übertragen. Im Gegensatz zur Frequenzsteuerungsschleife kann jedoch eine Anzahl von Signalübertragungsstörungen signifikante Kurzzeitveränderungen dieser Abschätzungen erzeugen. Verschiedene Beispiele derartiger Störungen sind Signalpegelechos, welche durch Flugzeug-Mehrfachreflexionen induziert werden und Kurzzeitabsenkungen des Signalpegels aufgrund schwerer Niederschläge. Aufgrund dieser Störungen werden die abgeschätzten Amplitudensollwert- und Verstärkungssteuerungsspannungswerte über viele Abtastungen gemittelt um Kurzzeitvariationen vor dem Speichern im geeigneten Kanaltabellenfeld zu entfernen.
Wie die Frequenzsteuerung, so verwendet auch die Amplitudensteuerung einen in der Kanaltabelle 56 gespeicherten Signalpegelsollwert. Die Fernsehsignal-Liftübertragung führt zu weiten Variationen in den empfangenen Kanalsignalpegeln, welche potentiell einen Signalpegelbereich von mehr als dem für Fernsehempfängergeräte akzeptierbaren 50 dB Bereich liefern. Ein Signalpegelabschätzer 26 verwendet sowohl einen beobachteten Bilträgeranalysator-Signalpegel von dem Filterfunktions-Amplitudenkorrekturglied 84 als auch eine Eingangssignalpegelabschätzung, welche durch dividieren des beobachteten Signalpegels durch das Verstärkungseinstellungssignal von der Steuerschleife 63 in einem Dividierglied 228 erhalten wird.
Die Figuren 13A bis 13C stellen die durch den Signalpegelabschätzer 226 verwendeten Signalanpassungskriterien dar. Sie zeigen drei Aspekte des Abschätzers, und zeigen in jedem Falle die Signalamplitude von zwei Kanälen als eine Funktion der Stärke der Signalfehlanpassung. Das heißt, wenn man sich in jedem Fall nach rechts bewegt, steigt das Signal 216 mit größerer Amplitude an und das Signal 218 mit geringerer Amplitude nimmt ab, um den Zustand einer größeren Differenz oder Fehlanpassung zu zeigen. Das in Betracht gezogene Umschalten ist hier nur das Umschalten zwischen einem normalen Kanal und einem Ersatzkanal. Es besteht kein Erfordernis für eine Signalanpassung, wenn der Seher zwischen Kanälen umschaltet. Das beste Vorgehen ist es dann immer, einen optimalen Signalpegel vorzusehen, wie er für den Fernsehempfänger 22 am zweckmäßigsten ist. Nur wenn ein Ersetzen durchgeführt werden soll, ist eine Anpassung erforderlich, um ein unbemerkbares Ersetzen durchzuführen. Dieses Anpassungsproblem umfaßt das Zurückschalten auf den normalen Kanal, nachdem die Ersatzbotschaft (Werbung) beendet worden ist. Da das Ersatzsignal durch die das Ersetzen durchführende Einrichtung vorgesehen ist, kann in jedem Falle mit Sicherheit angenommen werden, daß die Signale in dem Ersatzsignal die stärkeren sind oder wenigstens stark genug sind, daß der gewünschte Signalpegel der normalerweise optimale Pegel ist. Wenn das der Fall ist, tritt nie der Fall auf, in welchem das Signal in dem normalen Kanal verschlechtert werden muß.
Die Figur 13A stellt den Fall dar, in welchem die klassische automatische Verstärkungssteuerungsphilosophie verwendet werden kann, d.h., wenn die beobachteten Eingangssignalpegel nahe an einem optimalen Signalpegel 219 bleiben, ist es die optimale Verstärkungssteuerungstrategie, den Signalpegel auf einen Sollwert 220 bei dem optimalen Wert durch Verwendung der Tuner-Verstärkungssteuerungsschleife 63 zu führen. Die Verstärkungssteuerung des Tuners 24A, 24B weist eine beschränkte Funktionalität auf, da sie nur an der RF- Verstärkerstufe 42 (Figur 2) angewandt wird. Der RF-Verstärker 42 ist normalerweise in einem derartigen Mischer vorgesehen, um übermäßig hohe Signalpegel zu steuern, bevor sie die Mischerstufe 44 überlasten. Das heißt, er stellt einen Signalpegel für den Mischer unterhalb des Überlastpunkts 222 sicher. Daher weist er einen sehr viel größeren Bereich auf als ein Dämpfungsglied, hat jedoch ein beschränktes Vermögen für die Verstärkungszunahme. Die Figur 13B zeigt Signalzustände, in welchen die Fehlanpassung zwischen den höheren und niedrigeren Signalpegeln das Vermögen der Tunerverstärkungssteuerungsschleife 63 zum Erhöhen der Verstärkung zum Erreichen eines optimalen Signalpegels überschreitet. Die oberen und unteren Grenzen des Bereichs der Signalpegelsteuerung der jeweiligen Signale 216 und 218 sind bei 216A und 216B bzw. 218A und 218B gezeigt. Da die Verstärkung (Zunahme) des Signals 218 nicht über die Grenze 218A angehoben werden kann, ist es erforderlich, die Amplitude des Signals 216 zu senken, d.h., das Signal in dem Ersatzkanal, um eine Anpassung vorzusehen. Da für ein unbemerkbares Signalersetzen die Signalanpassung eine höhere Priorität aufweist, als die Pegeloptimierung, wird auf Kosten eines optimalen Ausgangssignalpegels eine konsistente Signalanpassung ausgewählt. Der Sollwert 220 wird dann in diesem Zustand auf die Grenze 218A gesetzt, was als Verstärkungsbegrenzung bezeichnet werden kann.
Die Figur 13C stellt den Zustand dar, in welchem das Signal mit geringerer Amplitude so schwach ist, daß es bemerkbar rauscht. Das heißt, das Signal/Rauschen-Verhältnis des sich ergebenden Signals am Fernsehgerät 22 ist so gering, daß ein schwaches Bild vorgesehen ist, z.B. daß es übermäßig verschneit ist. Es würde nicht ausreichen, dafür ein gutes Bild zu ersetzen, da dies sofort bemerkt werden würde. Daher verändert sich dann, wenn der Signalpegel des Signals 218 auf oder unter einen Pegel 224 mit deutlicher Rauschverschlechterung fällt, die Strategie auf das Absenken des Sollwerts 220 näher auf den Pegel des schwächeren Signals 218, wodurch im Endeffekt das stärkere Signal durch thermisches Rauschen der Schaltung, insbesondere das in dem Mischer 44 erzeugte, mehr mit Rauschen angereichert wird. Dieser Übergang wird vorzugsweise progressiv durchgeführt, da, je schwächer der Pegel des schwächeren Signals 218 ist, desto größer ist das Erfordernis, das Signal in dem Ersatzkanal bezüglich des Signal/Rauschen-Verhältnisses an dieses anzupassen.
Um die eben beschriebenen Signalanpassungskriterien durchzuführen, ist die Signalanpassungsfunktion in zwei Komponenten aufgeteilt. Die erste Komponente, die Signalpegelabschätzung, wird durch den Signalpegelabschätzer 226 vollständig auf einer Kanal-zu-Kanal-Basis durchgeführt und beruht auf dem Abschätzen des Eingangssignalpegels von jedem Kanal. Der Eingangssignalpegel wird durch Dividieren eines Signals, welches die Ausgangssignalamplitude bezeichnet, durch ein Signal, welches die Verstärkung der Verstärkungssteuerung 42 bezeichnet, in dem Dividierglied 228 berechnet. Das letztere Signal ist das Verstärkungssteuerungssignal von der Steuerungsschleife 63, welches an den Tuner 24A, 24B angelegt wird. Das erstere Signal ist die linearisierte beobachtete Signalamplitude, die durch den Bildträgeranalysator 26 erfaßt wird, und welche durch den ADW 64 in ein digitales Signal umgesetzt worden ist, durch ein digitales Amplitudenlinearisierglied 230 linearisiert worden ist und durch das Filterfunktions- Amplitudenkorrekturglied 84 korrigiert worden ist. Diese beiden Signale sind vorzugsweise logarithmisch wiedergegeben, wodurch das Dividierglied 228 als ein Summierglied ausgeführt werden kann. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß auf einer Einkanal-Basis ein optimaler Sollwert auf der Grundlage eines optimalen Ausgangspegels bei hohen Signalpegeln, einer maximal erhaltbaren Tunerverstärkung bei niedrigeren Signalpegeln und der Signal/Rauschen-Anpassungskriterien bei sehr niedrigen Signalpegeln berechnet werden kann. Eine vollständige Übergangskurve dieses Typs kann in Figur 13C in der Beziehung zwischen dem Kanal mit geringerer Amplitude und dem ausgewählten Amplitudensollwert gesehen werden. Diese optimale Sollwertfunktion ist in den Algorithmus für den Signalpegelabschätzer 226 eingegliedert. (Das Linearisierglied 230 kompensiert eine Nichtlinearität in dem Bildträgeranalysator 26. Ein entsprechendes Linearisierglied 234 ist am Eingang des DAW 58 vorgesehen, um Nichtlinearitäten in dem Tuner 24A, 24B zu kompensieren).
Der zweite Teil der optimalen Amplitudensteuerungsfunktion wird durch einen Signalanpassungsabschnitt 232 durchgeführt, welcher ein Sollwertkorrekturglied 232A und ein Verstärkungsspannungskorrekturglied 232B umfaßt, welche für das Anpassen der Amplituden des momentanen Kanals bzw. des ausgewählten Kanals verantwortlich sind. Die drei Anpassungsfunktionen, welche in den Figuren 13A bis 13C dargestellt sind, zeigen, daß jeder Fall von Signalanpassung durch Dämpfen des stärkeren Signals auf einen Sollwertpegel durchgeführt wird, welcher durch den schwächeren Signalpegel gesteuert wird. Somit bestehen die Algorithmen des signalanpassungsabschnitts 232 aus dem Auswählen des unteren Sollwerts der beiden fraglichen Signale als den Sollwert für die Korrekturschleife 63 für beide Kanäle und dem Einstellen des Abstimmungsverstärkungs-Steuerungseingabewertes des stärkeren Kanals, um diese Verringerung durchzuführen. Da die Zielanwendung dieses Systems die Signalersetzung für das Tasten von Werbung ist, muß die Amplitudenanpassung nur zwischen dem durch einen Seher ausgewählten Kanal und dem Ersatzsignal beibehalten werden. In diesem Falle kann, wie vorangehend erwähnt, angenommen werden, daß der Übertragungsweg von dem Ersatzsignalsender zum Haus des Sehers derart eingrichtet worden ist, daß das Ersatzsignal einen hohen Pegel aufweist. Daher wird die Signalpegelersetzung immer von einem Signal mit geringerer oder vergleichbarer Amplitude zu einem Signal mit hohem Pegel sein und zurück. In diesem Fall sind die vorangehenden Steueralgorithmen immer unverändert.
Als eine Konsequenz daraus ist es lediglich erforderlich, den Eingangssignalpegel von momentan empfangenen Signalen in einem momentan empfangenen Kanal zu bestimmen und ein momentanes Amplitudensignal zu erzeugen, welches für einen derartigen Eingangssignalpegel bezeichnend ist. Der Signalpegel des Ersatzsignals kann in geeigneter Weise angenommen werden. Dann kann der Sollwert für den Ausgangssignalpegel aus dem momentanen Amplitudensignal, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht, bestimmt werden. Der Sollwert und der Signalausgangspegel können zum Erzeugen eines Verstärkungssteuersignals verwendet werden, welches den Ausgangspegel bei dem Sollwert hält, wenn ein Signalersetzen stattf indet. Das heißt, bevor ein Signalersetzen stattfindet, steuert das momentane Amplitudensignal den Ausgangskanalpegel des normalen Kanals. Dann, nach dem Umschalten auf einen Ersatzkanal, ist das steuernde Amplitudensignal dasjenige für den durch den Empfänger zuletzt empfangenen normalen Kanal. Dies ist bei aufeinanderfolgenden Signalersetzungen anwendbar. Es ist immer das Amplitudensignal des zuletzt empfangenen normalen Kanals, welches steuert.
Der Sollwert ist als eine im wesentlichen monotone Funktion des momentanen Amplitudensignals, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht, eingestellt, worin die monotone Funktion bei geringer Amplitude eine positive Steigung aufweist. Bei geringer Ampltiude ist der Sollwert dort gesetzt, wo die Signal/Rauschen-Pegel des normalen und des Ersatzsignals nach dem Signalersetzen in der Signalausgabe des Abstimmungsmittels im wesentlichen gleich sind. Der Sollwert ist auf einen vorbestimmten festen Pegel gesetzt, wenn das momentane Amplitudensignal, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht, relativ hoch ist, und wird auf fortschreitend niedrigere Pegel gesetzt, wenn das momentane Amplitudensignal, welches dem letzten normalen Kanal entspricht, unter einem Übergangspegel liegt. Der Sollwert ist auf die durch die Verstärkungssteuerungsmittel für den normalen Kanal erhaltbare maximale Signalausgabeverstärkung begrenzt.
Die Sollwertsteuerung wird sowohl zur Steuerung des anfänglichen Eingabesignals als auch zur Steuerung der Rückkopplung für die Amplitudensteuerung angewandt.
Auf die Eingabephase folgend ist immer eine Schnellkorrekturphase erforderlich, da die Steuerungsabschätzung der eingegebenen Amplitude keine Kurzzeitsignalamplitudenstörungen wiedergibt, welche daher in der Korrekt rphase korrigiert werden müssen.
Die bevorzugte Ausführung der vorangehenden Steuerfunktionen, insbesondere der Frequenz- und der Amplitudensteuerschleifen 63, durch Softwaresteuerung der Systemsteuerung oder des Mikroprozessors 28 wird in Verbindung mit den Figuren 14 bis 17 beschrieben. Die verschiedenen, in den Figuren 15 bis 17 gezeigten Routinen oder Programme werden durch eine Systemüberwachungseinheit aufgerufen, welche Vordergrund- und Hintergrundaufgaben für das Fernsehsystem, von welchem das Schnellabstimmungs-Untersystem ein Teil ist, in ihrem Ablauf steuert. Im allgemeinen wird die Steuerschleife der Figur 15 auf einer Unterbrechungsbasis einmal pro vorbestimmter Zeitperiode durchgeführt, in diesem Fall jede Millisekunde. Die Frequenzsteuerungssequenzroutine der Figur 16 und die Amplitudensteuerungsequenzroutine der Figur 17 führen den Steuersequenzer 62 aus. Die Ausführung der verschiedenen Phasen tritt durch Ändern der Werte der Variablen in der Steuertabelle 214 und Durchführen der Steuerschleife der Figur 15 beruhend auf diesen Variablen auf. Das Abrufen der Steuersequenzroutinen in den Figuren 16 und 17 ist das Ergebnis eines Triggersignals oder eines Kanalwechselkennzeichens von dem Kanalwähler 54. Der Kanalwähleralgorithmus wird durch die Systemüberwachungseinheit auf einer Echtzeitbasis abgerufen und erzeugt in Antwort auf das Auswählen eines anderen normalen Kanals durch den Seher oder die Steuerdaten, welche ein Ersetzen des momentan durch den Seher ausgewählten Kanals erfordern, das Kanalwechselkennzeichen. Wenn der Kanalersetzungsbefehl gegeben worden ist, wird die Signalanpassungsfunktion des Amplitudensteuerungsprogramms freigegeben.
Wenn man sich nun der Figur 14 zuwendet, ist dort ein Steuerungsblockdiagramm der digitalen Steuerschleife 63 gezeigt, welche die folgende Transferfunktion G(s) ausführt:
G(s) = K (s + a)/s (s + b)
wobei Y(s) = G(s) X (s), s = Laplace-Variable, a und b Konstanten sind, K die proportionale Verstärkung ist, Y(s) = Ausgabe und X(s) = Eingabe. Die Transferfunktion G(s) ist eine gut definierte Steuerfunktion, welche, wenn sie bei einem Fehlersignal X(s) angewandt wird, welches den Unterschied zwischen einem gewünschten Wert eines Parameters und dem tatsächlichen Wert eines Parameters beschreibt, eine Ausgabe Y(s) erzeugen wird, die verursacht, daß ein gesteuertes (geregeltes) System sachte und schnell auf den gewünschten Wert kommen wird. Die Steuerung, welche in der Gleichung (1) in dem kontinuierlichen Frequenzbereich (s) ausgedrückt ist, ist hierin durch Software in dem Mikroprozessor 28 in dem diskreten oder digitalen Bereich (s) ausgeführt. Eine digitale Ausführung ist eine Ausführungsform, welche entweder als digitale Schaltung oder durch Software ausgeführt ist, vorzugsweise zur Verwendung in dem Mikroprozessor 28.
In einer diskreten Ausführung kann die Polstelle 1/s am Ursprung als ein Integrator 72 ausgeführt sein, welcher den Summenpunkt 76 und die Einheitsverzögerung 74 umfaßt. Die Ausgabe YOUT von diesem Teil ist di- diskrete Ausführung der Summe der Eingabe Y2 und des vorherigen Werts der Ausgabe YOUT eine Taktperiode vorher.
Die diskrete Ausführung der ersten Stufe 70 der Steuerschleife 63 in Figur 14 ist diejenigen der Transferfunktion:
G1(s) K (s + a)/(s + b) (2)
Die Ausführung wird durch Anwenden einer bilinearen Transformation zum Transformieren der Laplace-Variable s zur diskreten Variable z erhalten, welche die Gleichung ergibt:
Y(z) = 1/1 + d [K(1 + c) X(z) + K(c - 1) Z&supmin;¹ X(z) (3) + (1 - d) Z&supmin;¹ Y(z)
wobei c und d aus a und b durch Vorkrümmen der S-Ebenen- Frequenzachse gemäß der Definition der bilinearen Transformation erhalten werden.
Die Koeffizienten der Variablen können in drei einstellbare Abstimmungskonsanten gruppiert werden:
K1 = (1/(1 + d)) * K(1 + c)
K2 = [(1/(1 + d) * K(c - 1)]/K1
K3 = (1/(1 + d)) * K(1 - d)/K1
Wenn in Figur 14 die Eingabe X(z) als das Fehlersignal ERR definiert ist, ist der zweite Term in Gleichung (3) ausgeführt durch Verzögern des Fehlersignals ERR in einer Verzögerungseinheit 306, so daß es zum vorherigen Fehlersignal ERLAST wird, bevor das Signal in einem Multiplizierer 310 mit dem Koeffizienten K2 multipliziert wird. Das Signal und das ursprüngliche ERR-Signal liegen dann an einem Summenpunkt 312 an. Der letzte Term der Gleichung (3) ist durch Zurückführen des Ausgangssignals Y1 durch eine Verzögerungseinheit 314 zum Erzeugen eines vorherigen Ausgangssignals YLAST ausgeführt, welches dann in einem Multiplizierer 316 mit dem Koeffizienten K3 multipliziert wird. Das Signal wird dann mit den anderen beiden als einer der Summanden des Summenpunktes 312 addiert. Die Ausgabe Y1 wird dann durch den Koeffizienten K1 in einem Multiplizierer 308 und den BEREICH-Koeffizienten in einem Multiplizierer 318 skaliert, um das skalierte, kompensierte Fehlersignal Y2 zu erzeugen. Der BEREICH-Koeffizient kompensiert die effektive Verstärkung der Anlage, welche von der Rückkopplungsschleife umfaßt ist, d.h. der spannungsgesteuerte Lokaloszillator 46 und der Bildträgeranalysator 26. Das skalierte Fehlersignal Y2 wird dann an die vorher beschriebene diskrete Ausführung der Polstelle 1/s gekoppelt und in den Integrator 72 eingegeben.
Die Polstellen- und Nullstellenpositionen der Steuereinheit können durch Modifizieren der Abstimmungskonstanten K1, K2 und K3 eingestellt werden. K1, K3 geben die beiden Polstellenpositionen der Transferfunktion wieder, wogegen K2 die Nullstellenposition der Funktion wiedergibt. Die Steuereinheit wird durch vorheriges Setzen eines Wertes für das Signal YOUT und durch Nullen der Werte für die Signale ERLAST und YLAST in der Steuertabelle initialisiert. Zusätzlich zur Grund-Steuereinheit zum Nullen eines Fehlersignalwertes ERR umfaßt eine vollständige Ausführung, wie sie in Figur 14 gezeigt ist, ein Mittel zum Modifizieren der Eingangsvariable XIN. Die modifizierte Eingangsvariable XIN wird zuerst in dem Summenpunkt 66, 86 mit einem jeweiligen Sollwert SPV subtrahiert. Der Unterschied wird dann durch den Koeffizienten XMOD in einem Multiplizierer 30 skaliert. Im allgemeinen nimmt XMOD entweder den Wert 0 oder 1 an, um die Steuerschleife entweder zu sperren oder freizugeben. Das Fehlersignal ERR wird ferner durch den Unempfindlichkeitsbereichs-Funktionsgenerator 304 geleitet, welcher in den oder aus dem Systemsteuerweg geschaltet werden kann. Der Unempfindlichkeitsbereichs-Funktionsgenerator sieht dann, wenn er freigegeben ist, ein Band von Werten für die Eingabe vor, in welchem die Ausgabe konstant bleibt. Eine derartige Unempfindlichkeitsbereichsfunktion ist dazu vorgesehen, zu verhindern, daß die Steuereinheit eine Grenzschwingung durchführt.
Die Steuereinheit ist durch das Unterprogramm CONTR: als Software ausgeführt, welches durch andere Systemprogamme aufgegriffen werden kann. Das Unterprogramm CONTR:, dessen allgemeines Flußdiagramm in Figur 15 dargestellt ist, läuft in einer iterierenden Art und Weise mit von einer Steuertabelle vorgesehenen Werten ab.
Die Steuertabelle ist in Figur 14 dargestellt und umfaßt einen Abschnitt des Arbeits-PAM des Mikroprozessors 28. Die Tabelle weist eine Länge von 17 Bytes auf und umfaßt einen Sollwert SPV als das erste Byte, gefolgt durch drei Doppelbytes zum Speichern der Konstanten K1, K2 und K3. Das erste Byte von jedem Doppelbyte ist der Wert des jeweiligen Abstimmungsparameters und das zweite Byte ist der Ort des binären Punkts der in dem ersten Byte gespeicherten Zahl. Die nächsten beiden Bytes speichern den Eingangswert XIN und dessen Modifikationskoeffizienten XMOD. Ein Unempfindlichkeitsbereichs-Kennzeichen ist in dem nachfolgenden Byte gespeichert, um diese Funktion freizugeben oder zu sperren. Das folgende Byte speichert den vorherigen Wert des Fehlersignals ERLAST und darauf folgt der momentane Wert der Ausgabe Y1 der ersten Stufe. Auf diese Bytes folgt ein Byte, welches den vorherigen Wert der Ausgabe der ersten Stufe YLAST wiedergibt. Das nächste Byte enthält die Bereichsvariable, darauf folgen zwei Bytes als eine doppelt genaue Zahl, welche die Ausgabe der Steuereinheit YOUT sind, wobei das hohe Byte einem niederen Byte vorausgeht. Das letzte Byte in der Tabelle ist ein Initialisierungskennzeichen, welches anzeigt, ob die Steuerung arbeitet oder eben initialisiert worden ist.
Wenn das in Figur 15 gezeigte Unterprogramm aufgerufen wird, verwendet es die Werte aus der Steuertabelle, um den in Figur 14 dargestellten Steueralgorithmus durchzuführen. Das Programm, welches das Unterprogramm CONTR: aufruft, wird, bevor es die Steuerung auf das Unterprogramm überträgt, das Initialisierungskennzeichen INIT entweder setzen oder löschen. Das Unterprogramm führt eine Iteration der Steuerschleife jedesmal dann durch, wenn es durch ein Unterbrechungszeitglied aufgeiufen wird, jede 1 ms.
In einen Block A10 bestimmt dann, wenn die Steuerung auf das CONTR: Unterprogramm übertragen worden ist, das Unterprogramm, ob das Initialisierungskennzeichen gesetzt ist. Wenn das Kennzeichen gesetzt ist, dann ist dies der erste Übergang oder die erste Iteration durch die Steuerung, und das vorherige Fehlersignal ERLAST und die vorherige Ausgabe der ersten Stufe YLAST werden in Blöcken A11 und A12 auf null gesetzt. Ansonsten wird das Programm Blöcke A14 bis A29 zum Ausführen der Steuerfunktion durchführen. Der Mikroprozessor 28 nimmt die in die Steuertabelle geladene Eingabevariable XIN, subtrahiert den Sollwert SPV von dieser in ein einem Block A14 und multipliziert das Ergebnis in einem Block A16 mit der Modifikationsvariable XMOD.
Das Programm wird danach entweder die Blöcke A18 bis A24 umgehen oder diese beruhend auf dem Wert des in der Steuertabelle gesetzten Unempfindlichkeitsbereichs-Kennzeichens durch Aufrufen des Programms durchführen. Ein Umgehungsvorgang wird durchgeführt, wenn der Test in dem Block A18 fehlschlägt und die Programmsteuerung wird zu dem Block A25 übergeben. Wenn die Unempfindlichkeitsbereichs-Funktion freigegeben ist, dann wird der Test in dem Block A18 durchlaufen und die Funktion wird in den Steuerweg eingeführt. Im allgemeinen ist die Funktion nur während der Langzeit-Stations-Halte-Phase der Frequenzsteuerungssequenz freigegeben.
Die Unempfindlichkeitsbereichs-Funktion ist dadurch ausgeführt, daß zunächst die Vorzeichenfunktion SGN und die Absolutwertfunktion ABS des skalierten Signals ERR in Blöcken A19 bzw. A20 durchgeführt werden. Als nächstes wird in einem Block A21 bestimmt, ob der Wert des Fehlersignals größer oder gleich dem Knickpunktwert BRK PT der Unempfindlichkeitsbereichs-Funktion ist. Wenn der Wert kleiner ist, dann sollte der Fehler in einem Block A22 auf null gesetzt werden, um ein Grenzschwingen zu vermeiden. Wenn der Wert größer ist, dann sollte der Fehler ein Vorzeichen erhalten und der Knickpunktwert BRK PT sollte in einem Block A23 von diesem subtrahiert werden. Der mit Vorzeichen versehene Wert des Fehlers kann zusätzlich mit einem Steigungswert S in einem Block A23 multipliziert werden; aufgrund der vorherigen Fähigkeit der Schleife, den Fehler in den Block A16 zu skalieren, ist jedoch der tatsächliche Skalierfaktor der bevorzugten Ausführungsform eins. Der Fehlerwert ERR, wie er in den Block A24 entweder aus dem Block A22 oder dem Block A23 berechnet wird, wird danach zum weiteren Durchführen der Steuerschleife verwendet.
Die Ausgabe der ersten Stufe Y1 wird in einem Block A25 durch Addieren der drei Faktoren, welche den ersten Teil der Steuereinheit bilden, gebildet. Durch Verwenden der vorherigen Werte ERLAST und YLAST ist in diesem Schritt die Verzögerungsfunktion Z&supmin;¹ der Steuereinheit ausgeführt. Die vorherigen Variablen YLAST und ERLAST werden dann in Blöcken A26 und A27 durch die momentanen Werte der Ausgabe Y1 und des Fehlersignals ERR ersetzt. Diese Werte werden wieder in der Steuertabelle gespeichert, so daß beim nächsten Durchgang des Steuerprogramms die momentanen Werte die vorhergehenden Werte werden.
Das Programm skaliert dann die Ausgabe Y1 durch Multiplizieren derselben mit der Bereichsvariable BEREICH in einem Block A28. Nach dem geeigneten Skalieren zum Erzeugen einer Zahl, welche den Digital/Analogwandler 58 betreiben kann, wird in einem Block A29 die momentane Ausgabe Y0UT als die vorherige Ausgabe YOUT plus der momentanen skalierten Ausgabe Y2 der ersten Stufe erzeugt. YOUT ist mit einer 16-Bit-Genauigkeit wiedergegeben, alle vorherigen Steuervariablen müssen jedoch nur mit einer 8-Bit-Genauigkeit wiedergegeben sein. Dies beendet einen Durchgang des Steuerunterprogramms sind das Programm wird reiterativ aufgerufen, um die in Figur 14 dargestellte Steuerung vorzusehen. Das Ausgangsprogramm, welches das Unterprogramm CONTR: aufruft, ist verantwortlich für das Timing seines Aufrufs, um die korrekten Zeitkonstanten für die Steuerschleife 63 zu erzeugen.
Die Frequenzsteuerungssequenz und die Amplitudensteuerungssequenz verwenden diese identische Steuerungsausführung für jede der verschiedenen Phasen ihrer Sequenzen. Durch geeignete Auswahlen der Konstanten K1, K2 und K3 der verschiedenen Polstellen, Nullpunktstellen und der Zeitkonstanten und weiterer erforderlicher Charakteristiken kann jede Steuerphase oder jeder Typ von Steuerung mit dieser einzigen Steuerschleife ausgeführt werden. Die Progammierbarkeit der digitalen Ausführung und die Fähigkeit, die gleiche Steuerungsstruktur gleichzeitig zur Ausführung einer Amplituden- und einer Frequenz-Steuereinheit durchzuschalten, sehen deutliche Hardware-Einsparungen vor.
In Figur 16 ist die Frequenzsteuerungssequenz gezeigt, welche aufgerufen wird, wenn das System Kanäle umzuschalten wünscht. Das Umschalten von Kanälen durch die Kanalauswahlroutine wird eine Initialisierung der Steuertabelle bezüglich derjenigen Konstanten verursachen, welche zum Durchführen einer Frequenzsteuerung für den speziell gewählten Kanal erforderlich sind. Im allgemeinen empfängt die Steuertabelle die Bereichsvariable und die Anfangs- Steuerspannungsabschätzung für YOUT für die Frequenzsteuerungssequenz in Abhängigkeit von dem Kanal, auf welchen geschaltet werden soll.
Ferner wird die Sollwertinformation für den speziellen Kanal, welche in der Kanaltabelle gespeichert ist, in die Steuertabelle geladen. Diese Information hat mit den Veränderungen von den optimalen Frequenzsteuerungswerten, welche in der Kanaltabelle gespeichert sind, zu tun. Diese Variationen sollten das Ergebnis von Feinabstimmungsbetrachtungen oder anderer Betrachtungen sein, welche sich auf den Lokaloszillator 46 in dem Tuner 24A, 24B beziehen. Diese Betrachtungen umfassen die Kompensation der Verschiebung aufgrund des Alterns von Bauteilen oder einer anfänglichen Fehlkalibrierung.
Wenn die Kanalvariablen einmal in die Steuertabelle eingeladen sind, wird die Frequenzsteuerungssequenz in einem Block A30 eingeleitet und das Programm beginnt einen Test, ob die Kanalauswahlroutine Kanäle umgeschaltet hat. Wenn eine negative Antwort erzeugt wird, ist das Unterprogramm beendet. Wenn eine bestätigende Antwort erzeugt wird, dann wird eine EINGABE-Phase in einem Block A32 der Frequenzsteuerungssequenz initiiert. Die EINGABE-Phase der Frequenzsteuerungssequenz umfaßt das Setzen des Ausgangswertes YOUT auf die Eingabespannung von der Kanaltabelle 56 für die spezielle Auswahl. Wird das Initialisierungskennzeichen gesetzt, um ein auf Null setzen oder Initialisieren des vorherigen Fehlersignals und der vorherigen Ausgabe der ersten Stufe ERLAST und YLAST zu erzeugen. Die Konstanten K1, K2 und K3 aus der Steuertabelle werden gesetzt und ein aus dem Bildträgeranalysator (PCA) 26 gelesener Wert wird für den Eingabewert XIN eingeführt. Die EINGABE-Phase wird beendet durch Setzen der Werte des Unterprogramms CONTR: zur Durchführung, durch Senden der Eingabespannung zu den Tunern 24A und 24B und Initialisieren der Steuereinheit. Wenn die Eingabespannung zu dem Lokaloszillator 46 gesandt wird, wird das Analogfilter 60 ebenso in den Breitbandmodus geschaltet. Als nächstes beginnt in einem Block A34 die KORREKTUR-Phase, indem zunächst das Initialisierungskennzeichen gelöscht wird und dann die Werte des Unterprogramms CONTR: gesetzt werden, um 100 Millisekunden lang eine reiterative Frequenzsteuerung durchzuführen. Ein Block A36 sieht ein Zeitglied vor, welches nach dem Aufrufen des Unterprogramms eine Schleife bildet, so daß diese Phase der Steuerung während einer Zeitperiode von 100 Millisekunden durchgeführt wird. Dieser Vorgang ist eine Kurz zeit-Kanalfrequenzerfassungs-Abstimmung.
Für dieses Verfahren muß die Steuerung Abstimmungsfehler korrigieren, wie sie durch den Bildträgeranalysator 26 nach dem Eingeben des originalen Steuerwertes gemessen werden, welcher den Tuner auf innerhalb 1 500 kHz der Zielfrequenz nachführt. Die Steuerung hat in dieser Konfiguration eine inhärente 10 Millisekunden-Polstelle erster Ordnung. Zusätzlich ist zwischen dem Digital/Analogwandler 58 und den Tunern 24A und 24B eine weitere 2-Millisekunden- Filterverzögerung eingeführt. Da alle anderen Verzögerungen in dem Abstimmungssystem vernachlässigbar sind, ist die ausgeführte Steuerung eine einfache proportionale Steuerung mit einer Schleifenzunahme von eins. Dies ist eine effektive Steuerung, solange die Meßverzögerung des Bildträgeranalysators kompensiert ist.
Ein Kompensator für die Steuerung ist dazu ausgelegt, daß er die Tatsache kompensiert, daß die Frequenzfehlermessung nicht sofort durchgeführt wird. Da der Bildträgeranalysator 26 und die Tuner 24A und 24B innerhalb der Steuerschleife liegen, sind sie als eine Polstelle zum Setzen der Konstanten der Steuertabelle konzentriert. Ein Kompensator und ein entgegengesetztes Auslöschungs-Nullglied werden zum Erzeugen der Konstante K2 für die Steuertabelle verwendet. Wenn in einem bevorzugten Beispiel die PCA-Polstelle und die DAW- Tuner-Polstelle zusammenkonzentriert sind, um eine einzige 12 Millisekunden-Polstelle zu erzeugen, dann tritt diese in der s-Ebene auf der s-Achse bei s= -83,3 auf.
Die Transferfunktion dieser Polstelle kann wiedergegeben werden durch:
Hp(s) = 1/(s + 83,3) (4)
und der gewünschte Kompensator ist ein Auslöschungs-Nullglied:
Hz(s) = (s + 83,3)
Wenn diese Transferfunktionen kombiniert werden und mit der bilinearen Transformation in den diskreten Zeitbereich transformiert werden, dann erhält man:
Y(z) = 1,2853 * X(z) - 0,7147 * Z&supmin;¹ X(z) - Z&supmin;¹ Y(z) (5)
Aus einer Überprüfung der Gleichung (5) kann man die Steuereinheits-Abstimmungskonstanten bestimmen:
K1 = 1,2853,
K2 = -0,7147, und
K3 = -1,0.
Nachdem diese Korrekturphase der Steuerung angewandt worden ist, wird deren Wirkung die Frequenz auf wenigstens innerhalb 100 kHz bezüglich des gewünschten Frequenzwertes bringen. Die Frequenzsteuerungssequenz wird dann in einem Block A38 überprüfen, ob ein Videosignal vorhanden ist. Der Test wird im allgemeinen durchgeführt, um zu bestimmen, ob ein horizontales Sync-Signal des Videosignals innerhalb eines spezifizierten Austastratenfensters auftritt. Wenn kein Signal vorhanden ist, dann geht das Programm zurück zu dem Kanal- Aufwärtstastprogramm. Wenn das Signal jedoch vorhanden ist, dann tritt das Programm in einem Block A40 in eine Stations- Halte-Phase ein.
In dem Block A40 wird der Initialisierungswert gelöscht, der Ausgangswert YOUT wird beibehalten und der Sollwert SPV wird auf null gesetzt. Die Steuereinheitskonstanten werden danach zum Erzeugen einer Steuereinheit mit längerer Zeitkonstante für das Einregeln erneuert. Das Unempfindlichkeitsbereichs- Kennzeichen wird während dieser Phase gesetzt, um die Unempfindlichkeitsbereichs-Funktion 304 freizugeben, um das ungewünschte Grenzschwingen zu beseitigen. Das Analogfilter 60 wird ebenso in den Schmalbandmodus geschaltet. Wenn die Initialisierung der Steuertabelle einmal erreicht ist, dann ruft die Stations-Halte-Phase das Steuerprogramm CONTR: auf und beginnt eine durch einen Block A42 gesteuerte, 10 Millisekunden dauernde reiterative Steuerung (Regelung). Die Langzeit-Stationshalte-Steuerfunktion ist gegeben durch die Transferfunktion:
H(s) KP/s(s + a)
wobei Kp die proportionale Verstärkung ist, a eine Konstante ist, s eine Laplace-Variable ist und H(s) = Y(s)/X(s). Der Wert von Kp, die Zeitkonstante des Fernsehempfängers, d.h. die Einregelzeit, und die Frequenz der Durchführung der Steuerschleife werden derart ausgewählt, daß ein Übersteuern der maximalen Nachführrate des Fernsehempfängers oder einer Antwort auf Änderungen der Timingfrequenz verhindert werden. Diese Nachführrate ist durch die maximale Schrittänderung der Frequenz festgelegt, welche der Fernsehempfänger ohne eine signifikante Bildverschlechterung einstellen kann. Zusätzlich ist die Digital/Analogwandlerausgabe auf eine Abweichung + 500 kHz von dem charakteristischen Digital/Analogwandlerwert, welcher in dem EEPROM aufgezeichnet ist, eingeschränkt. Die Begrenzung der Ausgabe ist gespeichert, wenn in dem EEPROM keine Kanaltabellendefinition aufgezeichnet worden ist.
Bei einer vorgegebenen Ziel-Einregelzeit von 2 Sekunden und einer Durchführungsperiode von 2 Sekunden, sind die Steuerungsabstimmungs-Parameter wie folgt
K1 = 0,9914,
K2 = 0,9914, und
K3 = 0,9828.
Wenn die Langzeit-Stations-Halte-Phase einmal die Frequenz so nah wie möglich an die Zielfrequenz herangebracht hat, durchläuft die Frequenzsteuerungsphase in einem Block A44 eine Akutalisierungsphase. Die voreingestellte Steuerspannung, welche in dem Arbeits-RAM-Bereich gespeichert ist, wird durch den momentan an den DAW 58 angelegten Wert ersetzt, welcher die Schleife ausgleicht. Dieser adaptive Wert wird in dem EEPROM ungefähr einmal am Tag gespeichert, um den originalen Tabellenwert zu aktualisieren, welcher sich aufgrund des Alterns von Bauteilen oder anderer Variablen verschieben kann.
Danach führt das Programm in einem Block A46 eine Überprüfung durch, um zu bestimmen, ob der Fernsehempfänger 22 abgeschaltet ist. Wenn ja, wird der Abtastmodus initiiert und das Programm wird die Kanalauswahlroutine verlassen. Wenn jedoch der Empfänger nicht abgeschaltet oder nicht in dem Abtastmodus ist, macht das Programm eine Schleife zu einem Block A48 und zur Stations-Halte-Phase, wo sie auf Befehle zum Ändern der Kanäle oder zum Abtasten wartet.
Die Amplitudensteuerungssequenz, wie sie in Figur 17 gezeigt ist, gleicht der Frequenzsteuerungsfrequenz darin, daß sie eine Steuersequenz aufweist, welche in einem Block A62 eine EINGABE-Phase umfaßt und in einem Block A64 eine Korrekturphase. Die Amplitudensteuerungssequenz umfaßt in einen Block A60 einen Test, ob ein Kanalumschalten gewünscht ist, so daß die Amplitude auf einen neuen Wert gesteuert werden muß. Wenn ein Ersatzkanal einen anderen Kanal ersetzen soll, werden dessen Soll- und Anfangsverstärkungswert an diejenigen des vorher gesehenen normalen Kanal in einem Block A63 angepaßt, bevor zu einer EINGABE-Phase in dem Block A62 fortgeschritten wird. Wenn kein Ersatzkanal ersetzen soll, dann geht das Unterprogramm direkt zu der EINGABE-Phase. In der anfänglichen EINGABE-Phase in dem Block A62 werden die Variablen K1-K3, die Bereichsvariable, das Initialisierungskennzeichen und ein Eingabewert in die Steuertabelle geladen. Ferner wird der Sollwert SPV, der einen Wert aufweist, welcher verschiedenen Signalanpassungskriterien entspricht, die mit Bezug auf die Figuren 13A-13C beschrieben worden sind, in die Steuertabelle geladen.
Nach dem anfänglichen Durchlauf des Unterprogramms CONTR: für die EINGABE-Phase geht das Programm zur Korrekturphase in dem Block A64, wo das Initialisierungskennzeichen gelöscht wird und die Steuerschleife wird iterativ durchgeführt, um beruhend auf dem berechneten Sollwert 100 Millisekunden lang ein Einregeln durchzuführen. Diese Zeit wird in einem Zeitglied gehalten, welches in einem Block A66 überprüft wird. Nach dem Zeitablauf überprüft der nächste Block A68, ob ein Videosignal vorhanden ist. Wenn kein Videosignal vorhanden ist, dann tritt das Programm zu dem Kanal-Aufwärtstast-Programm hin aus. Wenn jedoch ein Videosignal vorhanden ist, dann wird die Amplitudenausgabe des DAW 59 10 Millisekunden lang gehalten, was durch einen Block A70 gesteuert wird.
Nach der Stabilisierung wird die Ausgabe der Amplitudensteuerung dazu verwendet, den Amplitudenwert für den Kanal in der Kanaltabelle zu aktualisieren. Statt den Amplitudenwert des letzten Durchgangs der Amplitudensteuerungssequenz nur zu ersetzen, wird der momentane Wert mit dem letzten Wert durch Addieren von nur einem Bruchteil des momentanen Amplitudenwertes zu einem Bruchteil des letzten Amplitudenwertes gemittelt. Das Programm geht dann weiter zu einem Block A74, wo das System überprüft wird, um zu bestimmen, ob der Fernsehempfänger abgeschaltet ist, und ob das System in einem Abtastmodus ist. In Antwort auf eine bestätigende Antwort auf diese Überprüfung wird das Programm zu dem Kanal-Aufwärtstast-Programm aussteigep. Ansonsten, wenn diese Frage negativ beantwortet wird, wird das Programm zu dem Block A74 zurückgehen, um die Überprüfung zu wiederholen.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung, welcher durch die Ansprüche festgelegt ist, durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Verstärkungssteuerung 42 ein gesteuertes Dämpfungsglied sein. Die Modussteuerung kann die Rückführung zu dem Stations-Halte-Modus wechseln, nachdem der Steuermodus den Fehler unter einen vorbestimmten Wert gebracht hat, anstelle nach einer vorbestimmten Zeit. Der Bildträgeranaiysator 26 kann die Ausgangssignale von dem Tuner 24A, 24B aus Gründen der Steuerung nach dem zweiten Umsetzer 40 analysieren.

Claims

1. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System, worin Ersatz- Signale auf einem Ersatzkanal an dem Fernsehempfänger eines Sehers normale Signale auf einem normalen Kanal ersetzen, wobei das System Empfangsmittel zum wahlweisen Empfangen von Signalen auf jeweiligen normalen und Ersatz-Fernsehkanälen und zum Übertragen eines ausgewählten Kanals als ein Ausgangssignal umfaßt, Verstärkungssteuerungsmittel, welche auf ein Verstärkungssteuersignal zum Steuern des Ausgangssignalpegels der Empfangsmittel ansprechen, Mittel zum Bestimmen des Ausgangssignalpegels von Signalen in einem momentan empfangenen normalen Kanal und zum Erzeugen eines Amplitudensignals, welches den Ausgangssignalpegel bezeichnet, ein Sollwertmittel, welches auf das Amplitudensignal zum Vorsehen eines Sollwertes anspricht, welcher dem Ausgangssignalpegel des zuletzt empfangenen normalen Kanals entspricht, Mittel zum Umschalten der Empfangsmittel zwischen dem normalen Kanal und dem Ersatzkanal sowie Mittel, welche auf den Sollwert und den Ausgangssignalpegel zum Erzeugen des Verstärkungssteuersignals ansprechen, welches den Ausgangssignalpegel des Ersatzkanals bei dem Sollwert hält, der aus dem unmittelbar vorausgehenden normalen Kanal bestimmt worden ist, derart, daß der Ausgangssignalpegel des Ersatzkanals innerhalb einer 2dB Toleranz des Ausgangssignalpegels des unmittelbar vorausgehenden normalen Kanals liegt.

2. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 1, worin das Sollwertmittel den Sollwert als eine im wesentlichen monotone Funktion des momentanen Amplitudensignals vorsieht, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht.

3. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 2, worin die monotone Funktion bei geringer Amplitude eine positive Steigung aufweist.

4. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 1, worin das Sollwertmittel den Sollwert dort vorsieht, wo die Signal/Rauschen-Pegel des normalen und des Ersatzsignals nach dem Ersetzen des Signals im Ausgangssignal der Empfangsmittel im wesentlichen gleich sind.

5. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 1, worin der Sollwert auf einen vorbestimmten festen Pegel gesetzt ist, wenn das momentane Amplitudensignal, welches dem unmittelbar vorausgehenden normalen Kanal entspricht, relativ hoch ist, und auf fortschreitend niedrigere Pegel gesetzt ist, wenn das momentane Amplitudersignal, welches dem zuletzt empfangenen normalen Kanal entspricht, unter einem Übergangspegel ist.

6. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 5, worin das Sollwertmittel Mittel zur Verstärkungsbegrenzung des Sollwertes auf die maximale Signalausgabe umfaßt, welche durch die Verstärkungssteuerungsmittel für den normalen Kanal erhaltbar ist.

7. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 5, worin das Soilwertinittel Mittel zur Rauschbegrenzung des Sollwertes bei den fortschreitend niedrigeren Pegeln umfaßt, um nach dem Ersetzen des Signals im wesentlichen gleiche Signal/Rauschen-Verhältnisse in der Signalausgabe der Abstimmungsmittel sowohl auf dem normalen als auch dem Ersatzkanal vorzusehen.

8. Signalanpassungs/Signalersetzungs-System nach Anspruch 7, worin das Sollwertmittel Mittel zur Verstärkungsbegrenzung des Sollwertes auf die maximale Signalausgabe umfaßt, welche durch die Verstärkungssteuerungsmittel für den normalen Kanal erhaltbar ist.