DE3914693C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Erzeugung einer Bezugsfrequenz mit der sehr großen Präzision, die zur Steuerung eines Fernseh-Senders oder -Relaissenders insbesondere in einem vermaschten Netz notwendig ist, oder die auch bei Kabel- oder Satellitübertragungen in den Bereichen VHF, UHF und Mikrowellen verwendet werden kann.

Aus the 15th International T. V. Symposium; 11-17 juin 1987, Montreux, pages 219-237; H. Bösch: "Precision offset of transposers and low power transmitters", Seite 234, Fig. 8 ist es bekannt, daß man zur Deckung eines großen Empfangsgebiets mit einer großen Anzahl von Fernsehketten ein vermaschtes Netz verwenden muß, das aus Sendern und Relaissendern besteht, die für jede Kette Frequenzen verwenden, welche in bezug auf die dem entsprechenden Kanal zugeteilte Frequenz um relativ geringe Werte verschoben sind, genannt "Rasterversetzungen".

Dieses bekannte Verfahren ermöglicht es, die gegenseitige Störung von Sendungen zu vermeiden, die zu verschiedenen Ketten gehören und auf einem gleichen Kanal senden. Es erfordert die Erzeugung einer Bezugsfrequenz, von der aus die Sendefrequenzen synthetisiert werden, mit einer relativen Präzision der Größenordnung 10^-9 in jeder Station. Wenn auch die großen Stationen über sehr präzise Bezugsfrequenzen verfügen können, die z. B. durch einen Rubidiumoszillator erzeugt werden, so sind die Kosten eines solchen Oszillators für die kleinen Relaisstationen, die nur ein Dorf oder ein Tal bedienen, jedoch unerschwinglich.

Aus der o. g. Schrift, Seite 225, Zeile 5 bis Seite 233, Zeile 13, Fig. 4 bis 7a, ist es darüber hinaus bekannt, eine solche Bezugsfrequenz ausgehend von dem in der Station empfangenen Signal zu erzeugen. Dieses Signal ist mitunter sehr gedämpft und außerdem vom Bildsignal und den Synchronisationssignalen moduliert, wobei die Synchronisationssignale zeitliche Unterbrechungen aufweisen, die den Betrieb der notwendigen Regelschleifen für das Erhalten einer Bezugsfrequenz mit der angestrebten sehr großen Präzision vom Zufall abhängig machen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Generator der eingangs genannten Art zu schaffen, der die hochgenaue Bezugsfrequenz einerseits unabhängig von der Dämpfung und der Modulation des empfangenen Signals erzeugt, und andererseits jeweils unterschiedliche Zwischenfrequenzen mit umgekehrten Modulationsspektren entweder für die französische Norm oder für die europäische und amerikanische Norm erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird einerseits dadurch gelöst, daß der erfindungsgemäße Generator hintereinander ein ortsfestes Schmalbandfilter aufweist, vorteilhafterweise ein Quarzfilter, welches das Bildsignal und die Synchronisationssignale aus der Trägerfrequenz eliminieren kann, sowie eine erste Phasenverriegelungsschleife, welche die Eliminierung der Modulations- und Synchronisationskomponenten vollendet und eine zweite Phasenverriegelungsschleife, die nach einer Frequenzteilung wirkt und die notwendige Zeitkonstante einführt für die Regelung eines Steueroszillators, der die Bezugsfrequenz erzeugt.

Andererseits wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Generator einen Frequenzumwandler aufweist, der eine Schwebung zwischen der zu bearbeitenden Zwischenfrequenz und einer Hilfsfrequenz durchführt, wobei die Schwebung entsprechend der verwendeten Norm mit oder ohne Umkehr des Spektrums erfolgt, und wobei die Hilfsfrequenz gleich dem arithmetischen Mittel aus den beiden Zwischenfrequenzen der oben genannten Normen ist.

Anhand der folgenden Beschreibung soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist die Fig. 1 ein Schaltbild einer Fern­ sehstation in einem vermaschten Netz, die den erfindungsgemäßen Generator verwendet, von dem eine bevorzugte Ausführungsform in Fig. 2 dar­ gestellt ist.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Fernseh-Relaisstation mit einem Empfänger 1, gefolgt von einem Demodulator 2 und einem Relaissender 3 gezeigt.

Die aus dem vollständigen Fernsehsignal gebildete zusammen­ gesetzte Zwischenfrequenz Fi am Ausgang des Empfängers wird an einen Verarbeitungskreis 4 angelegt, der eine Frequenz von 10 MHz liefert, die eine relative Präzision der gleichen Größenordnung wie die des Senders aufweist. Diese Frequenz wird als Bezugsfrequenz in einem Synthetisierer 5 verwendet, der die Frequenz des lokalen Oszillators des Empfängers 1 erzeugt, d. h. die Differenz zwischen der Antennenfrequenz und Fi: Es ist anzumerken, daß diese Frequenz nur dann verfügbar ist, wenn die Schleife in Betrieb gesetzt wurde: Am Anfang des Betriebs ist der lokale Oszillator des Empfängers auf eine nahe, aber nicht geregelte Frequenz fest eingestellt.

Die Bezugsfrequenz von 10 MHz kann außerdem direkt als Bezugs­ frequenz an einen Synthetisierer 6 angelegt werden, der, mit der in Bezug auf Fi angemessenen Verschiebung, die Frequenz des lokalen Oszillators des Senders 3 erzeugt, welche es er­ möglicht, in Bezug auf die vom Demodulator 2 abgeleitete Fre­ quenz die für die Relaisübertragung notwendige Frequenzumset­ zung durchzuführen.

Es wird jedoch vorteilhafterweise dem Synthetisierer 6 ein mit dem Kreis 4 identischer und Fi empfangender zweiter Ver­ arbeitungskreis 7 zugeordnet, der eine Bezugsfrequenz erzeugt, welche mit der verglichen werden kann, die vom Kreis 4 erzeugt wird, um sich des guten Betriebs der Kreise zu versichern, indem man die Gleichheit der beiden Bezugsfrequenzen fest­ stellt.

In Fig. 2 ist schematisch das Detail des Kreises 4 oder 7 dargestellt.

Die Frequenz Fi wird an ein Bandpaßfilter 8 angelegt, das zugleich die Frequenz von 32,7 MHz entsprechend der französi­ schen Norm und die Frequenz von 38,9 MHz entsprechend den europäischen und amerikanischen Normen zu einem Frequenzum­ wandler 9 überträgt. Dieser letztere empfängt außerdem eine Frequenz von 35,8 MHz (arithmetisches Mittel zwischen den beiden obengenannten Frequenzen), die von einem Synthetisierer erzeugt wird, der aus einem ersten Frequenzteiler 10, einem Phase-Frequenz-Komparator 11, dessen Ausgang mit dem Steuer­ eingang eines Oszillators 12 über ein Bandpaßfilter 13 verbun­ den ist, und einem Frequenzhalbierer 14 besteht, der den Aus­ gang des Oszillators 12 mit dem zweiten Eingang des Kompara­ tors 11 verbindet. Der Ausgang des Oszillators 12 ist außerdem mit einem Eingang des Frequenzumwandlers 9 verbunden.

Der Eingang des Teilers 10 ist mit dem Ausgang des Steueros­ zillators 18 am Ausgang der Schaltung über einen Formgebungs­ kreis 19 verbunden.

Die Ausgangsfrequenz von 3,1 MHz (d. h. 35, 8-32,7 für die französische Norm, 38,9-35,8 für die europäische Norm) wird an einen Eingang eines Frequenzumwandlers 21 über ein Filter 22 angelegt, dessen Band schmal genug ist, um die Bildspektren des Signals Fi zu eliminieren. Es handelt sich vorzusgweise um ein Quarzfilter das z. B. eine Bandbreite von 6 KHz hat.

Der Frequenzumwandler 21 empfängt weiter eine Frequenz von 3,2 MHz, die selber vorteilhafterweise ausgehend von der Aus­ gangsfrequenz des Oszillators 18 mittels eines aus den Elemen­ ten 10a bis 14a bestehenden Synthetisierers vom gleichen Typ wie der, der die Frequenz von 35,8 MHz erzeugt, erhalten wird.

Die vom Umwandler 21 abgeleitete Frequenz von 100 KHz wird über ein Bandpaßfilter 23 an eine Phasenverriegelungsschleife 24 angelegt, deren Zeitkonstante groß genug ist, um die Mo­ dulations- und Synchronisationskomponenten des Signals Fi, die nicht vom Filter 22 entfernt wurden, zu eliminieren.

Diese Schleife enthält einen Oszillator 16, der vom in 20 gefilterten Ausgangssignal eines Phase-Frequenz-Komparators 17 geregelt wird, der einerseits die Ausgangsfrequenz des Oszillators 16 und andererseits die Frequenz von 100 KHz am Ausgang des Filters 23 erhält. Sie entspricht einem Filter mit extrem schmalem Band.

Die so am Ausgang des Oszillators 16 wiederkehrende Frequenz von 100 KHz wird nach Teilung durch 100 in einem Teiler 25 in einem Phase-Frequenz-Komparator 26 mit einer Frequenz von 1 KHz verglichen, die durch Teilung durch 1000 der Ausgangs­ frequenz des Oszillators 18 mittels eines Teilers 27 erhalten wird. Das Ausgangssignal des Komparators 26 wird nach Filte­ rung in 29 an den Frequenzsteuereingang des Steueroszillators 18 angelegt.

Dieser letztere ist ein Quarzoszillator mit einer Frequenz­ stabilität der Größenordnung 10^-6. Durch die ihn regelnde Phasenverriegelungsschleife (zweite Schleife 27-26-29) ist die Präzision der am Ausgang des Verstärkers 30 erhaltenen Frequenz von 10 MHz von der Größenordnung der des empfangenen Signals, d. h. z. B. 10^-9 bis 10^-11.

In 31-32-33 ist ein Nebenkreis dargestellt, der eine Frequenz von 10 MHz erhalten soll, die von einem Rubidiumoszillator (oder gleichwertigem) abgeleitet wird, wenn ein solcher Os­ zillator in der Station vorhanden ist. Diese Frequenz wird in 31 geformt, in 32 durch 100 geteilt und in 33 wieder gefil­ tert. Die am Ausgang des Filters 33 aufgefangene Frequenz von 100 KHz wird direkt an einen Eingang der ersten Schleife 24 angelegt, wo sie die vom Filter 23 abgeleitete Frequenz er­ setzt.

Es ist anzumerken, daß die erste Schleife 24 einen Ausgang 240 aufweist, der mit einem Eingang 260 des Komparators 26 verbunden ist. Dieser letztere ist so aufgebaut, daß das Ver­ schwinden der Ausgangsfrequenz der ersten Schleife 24 (bei einer vorübergehenden Unterbrechung von Fi) bewirkt, daß die Frequenz der zweiten Schleife auf dem Wert gehalten wird, den sie vor der Unterbrechung hatte. Diese Vorsichtsmaßnahme hin­ dert die zweite Schleife daran, funktionsmäßig abzuweichen, wenn die Eliminierung der Synchronisationssignale durch das Filter 8 und die erste Schleife 24 nicht perfekt war, oder im Fall einer Unterbrechung der Sendung.

Es ist wichtig zu wissen, daß die Synthese der Frequenzen der Lokaloszillation des Empfängers und des Senders der Sta­ tion durch die Synthetisierer 5 bzw. 6 in klassischer Weise geschieht, indem man die Rasterverschiebungen, d. h. d bzw. d′, berücksichtigt.

Zum Beispiel muß der Synthetisierer 5 für eine Empfangsfre­ quenz von 623,25 MHz ± d entsprechend dem Kanal 40 in Frank­ reich eine Frequenz von 655,95 MHz ± d′ erzeugen, während der Synthetisierer 6 für eine Sendefrequenz von 710,55 MHz entsprechend dem Kanal 55 eine Frequenz von 743,25 MHz ± d′ erzeugen muß. Diese Frequenzen werden ausgehend von der Be­ zugsfrequenz von 10 MHz erzeugt, die vom Kreis der Fig. 2 geliefert wird.

Es ist anzumerken, daß die zweite Frequenzänderung (in 21) eine feste Frequenz von 3,2 MHz verwendet, die höher ist als die Frequenz des Schmalbandfilters 22 (d. h. 3,1 MHz), so daß eine subtraktive Schwebung in 23 gefiltert wird.

Für die europäische Norm hat man so hintereinander das Filtern in 22 einer Schwebung, die die Richtung des Spektrums bei­ behält, und einer Schwebung, die das Vorzeichen des Spektrums umkehrt, während man für die französische Norm hintereinander das Filtern in 22 und dann in 23 von zwei Schwebungen hat, die das Vorzeichen des Spektrums umkehren.

Daraus folgt, daß die beiden Schleifen ausgehend von Filter 23 funktionieren können, ganz gleich, welches die Norm ist.

Claims (7)

1. Generator zum Erzeugen einer Bezugsfrequenz, die zur Synthetisierung der Frequenzen eines lokalen Oszillators einer Sendestation oder einer Relaisstation in einem vermaschten Fernsehnetz oder zu anderen Zwecken verwendbar ist, wobei der Generator von einer aus dem von der Station erhaltenen Signal gewonnenen Zwischenfrequenz ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander ein ortsfestes Schmalbandfilter (22), vorzugsweise ein Quarzfilter, das aus dieser Zwischenfrequenz (Fi) das Bildsignal und die Synchronisationssignale elimieren kann, eine erste Phasenverriegelungsschleife (24), die die Eliminierung der Modulations- und Synchronisationselemente aus dem Zwischensignal (Fi) vollendet, sowie eine zweite Phasenverriegelungsschleife (27-26-29) vorgesehen sind, die nach einer Frequenzteilung (25) wirkt und eine Zeitkonstante einführt, die zum Betrieb eines die Bezugsfrequenz erzeugenden Steueroszillators (18) notwendig ist.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander ein erster Frequenzumwandler (9), der vor seinem Durchgang durch das Schmalbandfilter (22) die Zwischenfrequenz (Fi) mittels einer ersten Hilfsfrequenz umsetzt, sowie einen zweiten Frequenzumwandler (21) vorgesehen sind, der die von dem Schmalbandfilter (22) abgeleitete Frequenz mittels einer zweiten Hilfs­ frequenz umsetzt, die höher ist als die von dem Schmalbandfilter (22) abgeleitete Frequenz.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Hilfsfrequenz durch Frequenzsynthese ausgehend von der Ausgangsfrequenz des Steueroszillators (18) erhalten werden.

4. Generator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Phasenverriegelungsschleife einen Phasen- Frequenz-Komparator (26) aufweist, der im Fall einer vorübergehenden Unterbrechung des Ausgangssignals der ersten Phasenverriegelungsschleife (24) ein von letzterer abgeleitetes Sperrsignal empfängt, und der derart aufgebaut ist, daß er dann die Ausgangsfrequenz der zweiten Phasenverriegelungsschleife auf ihrem vorherigen Wert hält.

5. Generator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfsfrequenz das arithmetische Mittel (35,8 MHz) der Zwischenfrequenzen (Fi) ist, die der französischen (32,7 MHz) und der europäischen Norm (38,9 MHz) entsprechen.

6. Generator einer Bezugsfrequenz, die verwendet werden kann, um die Frequenzen eines lokalen Oszillators einer Relaisstation in einem vermaschten Fernsehnetz zu synthetisieren, wobei der Generator von einer Zwischenfrequenz ausgeht, die aus dem von der Station empfangenen Signal entnommen wird, gekennzeichnet durch einen Frequenzumwandler (9), der die Zwischenfrequenz (Fi) mittels einer Hilfsfrequenz (35,8 MHz) umsetzt, welche das arithmetische Mittel der Zwischenfrequenzen ist, die der französischen (32,7 MHz) und der europäischen Norm (38,9 MHz) entsprechen.

7. Relaissenderstation, die Teil eines vermaschten Fernsehnetzes ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synthetisierung der jeweiligen Frequenzen von lokalen Oszillatoren eines Empfängers (1) und eines Senders (3) ausgehend von einer aus dem empfangenen Signal entnommenen Zwischenfrequenz (Fi) zwei Bezugsfrequenzgeneratoren (4 und 7) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen sind.