DE4119796A1 - Fernsehsender mit verzerrungs-korrektureinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fernsehsender laut Ober­ begriff des Hauptanspruches.

Ein Fernsehsender dieser Art ist bekannt (EP 01 76 138). Mit dem vom demodulierten ausgangsseitigen Videosignal abgeleiteten Steuersignal wird hierbei das modulierte Trägersignal in der ZF- bzw. HF-Lage nach dem Modulator entsprechend korrigiert, dazu ist nach dem Modulator eine das modulierte Trägersignal entsprechend beeinflus­ sende Vorkorrektureinrichtung vorgesehen. Diese bekannte Korrekturmaßnahme ist nicht optimal, da sie ein modu­ liertes Signal beeinflußt, das durch ein Bandpaßfilter, typischerweise durch ein Restseitenbandfilter, aber auch schon durch den Modulator selbst bereits eine Veränderung nach Amplitude und Phase erfahren hat, die frequenzab­ hängig ist.

Außerdem können mit dieser bekannten Korrektureinrichtung nur Kennlinien der im Signalweg folgenden Baugruppen kompensiert werden, beispielsweise die Verstärkungs/Am­ plituden-Kennlinie oder die Verstärkungs/Frequenz-Kenn­ linie. Eine Regenerierung eines in seiner zeitlichen Lage verschobenen und/oder in seiner Form stark verän­ derten Synchronimpulses ist jedoch nur annähernd möglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Korrektureinrichtung für Fernsehsender dieser Art zu schaffen, mit der unabhängig vom Modulationsverfahren und den bandbegrenzenden Baugruppen eine Korrektur aller Fehler möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Fernsehsender laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kenn­ zeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Unter "Videosignal" wird in den Ansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung jedes beliebige Fernsehsignal verstanden, beispielsweise ein übliches analoges Video­ signal ohne Tonsignal aber auch jedes beliebige analoge oder digitale Basisbandsignal, das beispielsweise aus einem Videosignal und einem Tonsignal einschließlich zugehörige Synchronimpulse oder Synchronworte zusammen­ gesetzt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Korrektureinrichtung wird un­ mittelbar auf das eingangsseitig angebotene Videosignal im verzerrungskompensierenden Sinne eingewirkt, so daß unabhängig vom anschließenden Modulationsverfahren und den bandbegrenzenden Baugruppen des Fernsehsenders sämt­ liche Fehler eines Videosignals auf einfache Weise voll­ kommen korrigiert werden können. Der Restfehler ist beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich von der Genauigkeit der eingesetzten Meßmittel abhängig, also beispielsweise von der Genauigkeit des verwendeten Demodulators bzw. vom Quantisierungsfehler der verwendeten Analog/Digi­ tal-Wandler. Das erfindungsgemäße Korrekturverfahren kann auch zur unmittelbaren automatischen Korrektur eines Videosignals während des laufenden Programms eingesetzt werden, sofern entsprechend schnelle Rechner verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, während des laufenden Programms jeweils den statischen Mittelwert der aufeinanderfolgenden Bildabschnitte zu bestimmen. Da insbesondere bei Transistor-Leistungsverstärkern, die im AB-Betrieb arbeiten, die im Verstärker auftretenden Verzerrungen abhängig von der jeweiligen Aussteuerung sind und damit vom jeweils aktuellen Bildsignal beeinflußt werden, besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit von dem so ermittelten Mittelwert des Bildanteiles des Ein­ gangssignals eine entsprechende Vorverzerrung des Video­ signals vorzunehmen, die solche aussteuerungsabhängigen Beeinflussungen des Videosignals im Transistorleistungs­ verstärker entsprechend berücksichtigen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme ist sowohl zur Vorkompen­ sation von analogen Videosignalen als auch zur entspre­ chenden Kompensation von im Basisband zugeführten Digi­ talsignalen geeignet, auch von solchen, die als Zeit­ multiplexsignale zugeführt werden, wie sie beispielsweise bei den sogenannten D-MAC, C-MAC, D2-MAC, HD-MAC oder anderen Signalen der modernen Video-Übertragungstechnik benutzt werden und wie sie beispielsweise im EBU Doc. SPB284 und in SPECIFICATION DU SYSTEME D2MAC/PAQUET oder im EP 02 26 802 beschrieben sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild des Bildzweiges eines konventionellen Fernsehsenders mit einer das zu übertra­ gende Videosignal V aufbereitenden Eingangsstufe 1, in welcher beispielsweise durch eine Klemmschaltung ein konstanter Gleichspannungsmittelwert eingestellt wird. Das Videosignal V ist entweder ein analoges Videosignal oder ein analoges Basisbandsignal. Es enthält beispiels­ weise Prüfsignale (Prüfzeilen), welche die durch die nachfolgenden Baugruppen des Senders hervorgerufenen Verzerrungen möglichst deutlich zeigen. Das aufbereitete Videosignal wird über einen Analog/Digital-Wandler 15 in ein entsprechendes Digitalsignal gewandelt, das einem Rechner 13 zugeführt wird. Im Rechner 13 wird durch ein nachfolgend näher beschriebenes Korrekturverfahren ein vorkorrigiertes Videosignal V° das über einen Digital/Analog-Wandler 16 einem Modulator 2 zugeführt wird, in welchem das vorkorrigierte Videosignal V° dem Träger eines Zwischenfrequenzoszillators 3 auf­ moduliert wird, das so erzeugte modulierte Zwischenfre­ quenzsignal IF wird in einer nachfolgenden Baugruppe 4 bestehend aus Verstärkern, Filtern und beispielsweise zusätzlichen fest eingestellten Vorverzerrungsschaltungen zum Ausgleich gleichbleibender Verzerrungen einem weiteren Modulator 5 zugeführt, in welchem dieses Zwischenfre­ quenzsignal IF mittels eines Oszillators 6 in die gewünschte Hochfrequenzlage RF umgesetzt wird. Nach Durchlaufen einer Hochfrequenzbaugruppe 7 wiederum beispielsweise bestehend aus Verstärkern, Filtern und gegebenenfalls fest eingestellten Vorverzerrungsstufen wird das modulierte Hochfrequenzsignal einem Leistungs­ verstärker 8 zugeführt, dessen Ausgangssignal entweder unmittelbar der Antenne oder einem Bildsignal-Tonsig­ nal-Combiner 14 und dann erst der Antenne zugeführt wird.

Ein Teil des Ausgangssignales des Leistungsverstärkers 8 oder des Ausgangssignales des Combiners 14 wird einem Demodulator 9 zugeführt, das dadurch gewonnene demodu­ lierte Videosignal wird einem A/D-Wandler 10 zugeführt und das so gewonnene digitale Videosignal V′ wird dem Rechner 13 zugeführt und dort ausgewertet. Im Rechner 13 wird zunächst das Eingangssignal um die Zeit ver­ zögert, die der Gesamtlaufzeit entspricht, mit der das demodulierte Videosignal V′ an dem zweiten Eingang des Rechners 13 anliegt. Die beiden Signale und V′ werden dann voneinander subtrahiert, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Dies geschieht kontinuierlich für jede Zeile oder bei Benutzung von Prüfzeilensignalen durch Austastung der Prüfzeilen, während diese Prüfzeilen übertragen werden; werden Prüfzeilen benutzt, so arbeitet der Rechner nach folgendem Prinzip: Durch die Subtraktion entsteht ein Differenzsignal, das pro Zeitschritt einen anderen Wert haben kann. Nach im Prinzip bekannten Opti­ mierungsverfahren verändert der Rechner nun das Video­ signal V° während der Dauer der ausgetasteten Prüfzeile zunächst nur für den Zeitpunkt t₁ so lange, bis die Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem demodu­ lierten Signal zu diesem Zeitpunkt t₁ zu Null wird. Dann läuft das gleiche Verfahren für den Zeitpunkt t₂ ab. Nimmt man an, daß die Prüfzeile in n Zeitschritte unter­ teilt ist, so wird der Vorgang n-mal durchlaufen. Äqui­ valent dazu ist auch eine parallele Berechnung z. B. mit n Einzelprozessoren möglich.

Die Addition oder Subtraktion der Digitalwerte, die zur Minimierung des Differenzsignals geführt hat, führt der Rechner nun für alle übrigen Zeilen ebenfalls aus, so daß deren Signale zum jeweiligen Zeitpunkt t₁ bis t_n die gleichen Veränderungen erfahren wie die Signale der Prüfzeilen.

Sind die Abstände, die nicht äquidistant sein müssen, genügend klein gewählt, so ist das demodulierte Video­ signal V′ nach Betrag und Phase optimal vorkorrigiert.

Die Differenzbildung während der Dauer der Prüfzeile kann kontinuierlich erfolgen. Damit ist bei einer deut­ lichen Veränderung des Signalmittelwertes auch eine Änderung der Verzerrungen, die sich aufgrund dieser Aussteuerung ergibt, ausgleichbar.

Läuft der Rechenprozeß ohne die Verwendung von Prüfzeilen kontinuierlich für jede Zeile eines Bildes oder Halbbildes oder für eine bestimmte Anzahl von Zeilen eines Bildes oder Halbbildes ab, so kann der beschriebene Differenz­ bildungsprozeß durch optimierende Korrelationsalgorithmen ersetzt werden.

Alle beschriebenen Maßnahmen setzen kein klassisches Videosignal voraus, sondern sind prinzipiell für jedes Basisbandsignal anwendbar.

Eine andere Möglichkeit der Erzeugung des Korrekturwertes für die Vorverzerrung des Videosignals vor dem Modulator besteht darin, das demodulierte Videosignal V′ mit einem entsprechenden Normsignal zu vergleichen. Zu diesem Zweck sind im Rechner 13 beispielsweise die entsprechenden genormten Daten eines Videosignals wie Synchronimpuls oder Synchronwort abgespeichert und diese genormten Daten werden dann mit den entsprechenden Daten des demodulierten Videosignals V′ verglichen. Von der damit festgestellten Signalabweichung wird dann der Korrekturwert abgeleitet, mit welchem das ursprüngliche Videosignal in das vor­ korrigierte Videosignal V° umgewandelt wird.

Anstelle der beschriebenen Vorkorrektur auf digitalem Wege mittels eines Rechners 13 ist natürlich auch eine reine analoge Vorkorrektur des Videosignals möglich, indem beispielsweise durch analoge Differenzbildung von V′ und oder von V′ mit einem analogen Normsignal ein entsprechender Korrekturwert ermittelt wird, der als Korrektursignal der Aufbereitungsschaltung 1 zugeführt wird, in welcher das Videosignal V unmittelbar in das vorkorrigierte Signal V° umgewandelt wird, das dann unmittelbar dem Modulator 2 zugeführt wird. Bei der Vorkorrektur von digitalen Basisbandsignalen kann der A/D-Wandler 15 selbstverständlich entfallen.

Claims (6)

1. Fernsehsender mit einem das mit dem Videosignal modulierte Trägersignal verstärkenden Leistungsver­ stärker sowie einer Korrektureinrichtung, in welcher das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers demoduliert wird, an mindestens einem Teil dieses demodulierten Videosignals dessen Verzerrungen gemessen werden und ein dafür repräsentativer Korrekturwert erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Korrekturwert vor dem Modulator mindestens ein Teil des Videosignals im Sinne einer Kompensation der gemessenen Verzerrungen korrigiert wird.

2. Fernsehsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang des Leistungsverstärkers gewonnene demodulierte Video­ signal mit dem am Eingang eingegebenen Videosignal verglichen wird und von der dabei festgestellten Signalabweichung der Korrekturwert abgeleitet wird.

3. Fernsehsender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang des Leistungsverstärkers gewonnene demodulierte Videosignal mit einem Normsignal verglichen wird und von der damit festgestellten Signalabweichung der Korrekturwert abgeleitet wird.

4. Fernsehsender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert auf digitale Weise in einem Rechner erzeugt wird und auch die Korrektur des Videosignals vor dem Modulator auf digitale Weise im Rechner durchgeführt wird.

5. Fernsehsender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von sämtlichen Teilen des Videosignals entsprechende Korrekturwerte abgeleitet werden und das gesamte Videosignal einschließlich Bildanteil entsprechend korrigiert wird.

6. Fernsehsender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur vom Synchronimpuls des demodulierten Videosignals ein Korrekturwert ermittelt wird und in Abhängigkeit von diesem Korrekturwert die Länge und/oder zeitliche Lage des Synchronimpulses im Videosignal korrigiert wird.