-
BEREICH DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Empfang von Signalen,
die entsprechend verschiedenen Normen übertragen werden. So werden
beispielsweise Fernsehsignale entsprechend verschiedenen Normen übertragen,
und zwar je nach dem Land oder dem Gebiet und/oder je nach dem Typ
der Übertragung,
die analog oder digital sein kann, über Kabel, Satelliten oder über eine
terrestrische Strecke und geht aus von JP 03-060 225 A.
-
HINTERGRUND DER Erfindung
-
EP-A
0.696.854 beschreibt einen bekannten Mehrnormen-Fernsehempfänger. In
diesem Empfänger geht
ein Tuner-Ausgangssignal durch ein Oberflächenakustisches Wellenfilter
mit einer Zentralfrequenz von 140 MHz, das einen großen Teil
von Nachbarkanalsignalanteilen unterdrückt. Eine nachfolgende Mischstufe verwirklicht
eine Frequenzumstellung, so dass ein herunter gemischtes ZF-Signal
von etwa 75 MHz erhalten wird. Das herunter gemischte ZF-Signal
wird einem AVR-Verstärker
mit einer inneren Bandpassbegrenzung zugeführt, bevor das herunter gemischte
ZF-Signal dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers zugeführt wird.
Ein nachfolgendes Bandpassfilter mit einer adaptiv gesteuerten Bandbreite
selektiert das gewünschte
Signal mit einem minimalen Rest der Nachbarkanalsignalanteile.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist nun u. a, eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Mehrnormenempfang
zu schaffen, der gegenüber
dem bekannten Empfänger
kosteneffizientere Implementierungen ermöglicht.
-
Der
Patentanspruch 1 definiert einen Empfänger nach der vorliegenden
Erfindung.
-
Zusätzliche
Merkmale, die ggf. zur Implementierung der vorliegenden Erfindung
auf vorteilhafte Art und Weise angewandt werden können, sind
in den Unteransprüchen
definiert.
-
Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
dabei die nachfolgenden Aspekte. In einem Mehrnormenempfänger ist
es möglich,
Empfangssignale, die entsprechend verschiedenen Normen übertragen
worden sind, zur weiteren Verarbeitung in eine gemeinsame Zwischenfrequenz
umzuwandeln. Der oben als Stand der Technik beschriebene bekannte
Empfänger
ist ein Beispiel dieser Annäherung.
Dabei ist ein Tuner, oder eine Gruppe von Tunern erforderlich, der
bzw. die die entsprechend verschiedenen Normen übertragenen Empfangssignale
einwandfrei verarbeitet bzw. verarbeiten und die in die gemeinsame
Zwischenfrequenz umwandelt bzw. umwandeln.
-
In
dem bekannten Empfänger
entspricht die gemeinsame Zwischenfrequenz nicht jeder Zwischenfrequenz,
die typischerweise für
eine betreffende Übertragungsnorm
oder eine Gruppe von Übertragungsnormen verwendet
wird. Folglich ist der Tuner, der einen Teil des bekannten Empfängers bildet,
nicht geeignet für
Applikationen anders als Mehrnormenempfang. Da Mehrnormenempfänger in
relativ geringen Stückzahlen
angefertigt werden, wird der Tuner relativ teuer sein, und zwar
wegen des Fehlens der Wirtschaftlichkeit durch Massenanfertigung.
-
Doch
sogar wenn in dem bekannten Empfänger
die gemeinsame Zwischenfrequenz mit der typischerweise verwendeten
Zwischenfrequenz übereinstimmen
würde,
wäre der
Tuner dennoch relativ teuer wegen des Mangels an Wirtschaftlichkeit
durch Massenanfertigung. Der Tuner müsste einen wesentlichen Schaltungsaufwand
enthalten um einen Mehrnormenempfang zu ermöglichen, was es zu teuer machen
würde für Applikationen
anders als Mehrnormenempfang, wobei eine derartige Schaltungsanordnung überflüssig ist.
In einem Einnormempfänger
wird man vielmehr einen preisgünstigen
normspezifischen Tuner verwenden um Empfangssignale in die Zwischenfrequenz
umzuwandeln, die typischerweise zur Übertragung der betreffenden
Norm verwendet wird.
-
Die
Japanische Patentanmeldung, veröffentlicht
als JP 03-060225 A, beschreibt eine Empfängerschaltung. In dem genannten
Empfänger
ist eine Frequenzwandlerschaltung zwischen einem Tuner und Oberflächenwellenfiltern
vorgesehen. Ein von dem Tuner geliefertes ZF-Signal wird in der
Frequenz umgewandelt, und die Frequenz eines Videosignals (Video-Trägerfrequenz)
in dem ZF-Signal nach der Frequenzumwandlung wird in dieselbe Frequenzabhängigkeit
des Systems und des empfangenen Bandes des empfangenen Signals gemacht.
Auf entsprechende Art und Weise fallen die Trägerfrequenz zur Zeit von dem
L-System VHF Tiefbandempfang und die Trägerfrequenz zur Zeit von dem L-System
VHF Hochband und UHF-Bandempfang zusammen. Auf diese Weise wird
der Umschaltschalter und der variable Kondensator zur Abstimmung
der Frequenz unnötig
und die Schaltungsanordnung wird vereinfacht.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung verwandelt ein einstellbarer Frequenzwandler
ein ZF-Signal, das von einem Tuner geliefert wird, in ein Eingangssignal
für eine
Filteranordnung, die imstande ist, mehrere Frequenzgänge zu liefern,
die mit verschiedenen Übertragungsnormen
assoziiert sind. Der einstellbare Frequenzwandler verschiebt auf
effektive Art und Weise das ZF-Signal in der Frequenz, und zwar
um einen Betrag, der einstellbar ist um das Eingangssignal für die Filteranordnung
zu erhalten. Für
jede der vielen verschiedenen Zwischenfrequenzen kann der einstellbare
Frequenzwandler derart eingestellt werden, dass die Filteranordnung das
Eingangssignal in einem Frequenzbereich empfängt, der in Bezug auf den Frequenzgang,
den er liefert, eine geeignete Lage hat. Folglich kann in einer
Mehrnormenapplikation ein Gebilde aus normspezifischen Tunern verwendet
werden, die je ein Empfangssignal in eine andere Zwischenfrequenz
umwandelt, die typischerweise für
eine bestimmte Übertragungsnorm
oder eine Gruppe von Übertragungsnormen
verwendet wird. In vielen Applikationen, wird ein derartiges Gebilde
aus normspezifischen Tunern preisgünstiger sein, und zwar wegen
der Wirtschaftlichkeit durch Massenanfertigung, als ein spezieller
Mehrnormentuner, der in dem Stand der Technik erforderlich ist.
Auf diese Weise ermöglicht
die vorliegende Erfindung kosteneffizientere Implementierungen.
-
Die
vorliegende Erfindung kann völlig
oder teilweise als integrierte Schaltung implementiert werden.
-
Der
einstellbare Frequenzwandler und die Filteranordnung können beispielsweise
einen Teil einer integrierten Empfängerschaltung bilden zum Verarbeiten
von ZF-Signalen, die von einem Tuner geliefert werden. Eine derartige
Empfängerschaltung
eignet sich für
relativ viele verschiedene Übertragungsnormen.
Folglich kann sie nicht nur in Mehrnormenempfängern, sondern auch in relativ
vielen verschiedenen Einnormempfängern
verwendet werden. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung
eine integrierte Empfängerschaltung,
die vielseitig verwendbar ist und deswegen einen großen Anwendungsbereich
findet, so dass sie den Vorteil der Wirtschaftlichkeit durch Massenfertigung
bieten kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen:
-
1 eine
konzeptuelle Darstellung der Basiselemente der Erfindung nach Anspruch
1,
-
2 bis 4 je
eine konzeptuelle Darstellung zusätzlicher Elemente nach den
Ansprüchen
2 bis 4,
-
5 ein
Blockschaltbild eines Beispiels eines Empfängers nach der vorliegenden
Erfindung,
-
6a, 7a,... 15a Tabellen, die Beispiele geeigneter Koeffizienten
für Filter
in dem Empfänger
nach 5 geben, und
-
6b, 7b,... 15b Graphiken, die Frequenzgänge geben, die mit den Filterkoeffizienten
assoziiert sind, die in den Tabellen der 6a, 7a,... 15a angegeben sind.
-
DETAILLIERT BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
Zunächst werden
eine Bemerkungen über
die Verwendung der Bezugszeichen gemacht. Gleiche Entitäten sind
in der Zeichnung mit denselben Buchstabcodes angegeben. In ein und
derselben Figur können mehrere
gleiche Entitäten
dargestellt sein. In dem Fall wird dem Buchstabcode eine Nummer
hinzugefügt,
dies um gleiche Entitäten
voneinander unterscheiden zu können.
Die Nummer wird eingeklammert sein, wenn die Anzahl gleicher Entitäten ein
laufender Parameter ist. In der Beschreibung und in den Patentansprüchen kann jede
Ziffer in einem Bezugszeichen fortgelassen sein, falls dies angebracht
ist.
-
1 zeigt
Basiselemente der vorliegenden Erfindung in gezogenen Linien. Ein
Tuner TUN verwandelt ein Empfangssignal Srf in ein Zwischenfrequenzsignal
Sif. Ein einstellbarer Frequenzwandler AFRC verwandelt das ZF-Signal
Sif in ein Eingangssignal Sin für
eine Filteranordnung FIL. Die Filteranordnung FIL ist imstande mehrere
Frequenzgänge
Hfill, Hfi12 zu liefern, die mit den verschiedenen Übertragungsnormen
assoziiert sind.
-
1 zeigt
ebenfalls die nachfolgenden Elemente durch gestrichelte Linien.
Der einstellbare Frequenzwandler AFRC und die Filteranordnung FIL
können
einen Teil einer integrierten Empfängerschaltung IRC bilden, geeignet
für viele
verschiedene Übertragungsnormen.
Der Tuner TUN kann das Zwischenfrequenzsignal Sif mit jeder der
vielen verschiedenen Zwischenfrequenzen IF1, IF2 liefern. Für jede Zwischenfrequenz
IF1, IF2 kann der einstellbare Frequenzwandler AFRC derart eingestellt
werden, dass die Filteranordnung FIL das Eingangssignal Sin in einem
Frequenzbereich FR empfängt,
der auf geeignete Weise gegenüber den
Frequenzgängen
Hfill, Hfi12 liegt. Zu diesem Zweck kann ein Steuersignal IFsel
verwendet werden, das die Frequenzumwandlung bestimmt, die von dem
einstellbaren Frequenzwandler AFRC durchgeführt wird. Das Steuersignal
IFsel kann von dem Controller geliefert werden, der nicht dargestellt
ist.
-
2 zeigt
das nachfolgende Element. Die Frequenzgänge Hfil1, Hfil2, die von der
Filteranordnung FIL geliefert werden, haben ein Durchlassband PB1,
PB2, das Nullfrequenz (0) einschließt. Das heißt, die Frequenzgänge Hfill
und Hfil2 Tiefpasskennlinien.
-
Das
Merkmal von 2 berücksichtigt die nachfolgenden
Aspekte. Es wird bevorzugt, dass die Filteranordnung FIL im Wesentlichen
Signale unterdrückt,
die in der Frequenz an ein gewünschtes
Signal grenzen. Derartige Signale werden nachstehend als Nachbarfrequenzsignale
bezeichnet. Wenn dagegen Nachbarfrequenzsignale in einer Zwischenfrequenzstrecke
zwischen dem Tuner und dem einstellbaren Frequenzwandler weitgehend
unterdrückt
werden würden,
wäre in
Mehrnormenapplikationen eine Vielzahl von Filtern erforderlich,
was ziemlich teuer sein würde.
-
Um
Nachbarfrequenzsignale ausreichend zu unterdrücken, soll die Filteranordnung
FIL einen Frequenzgang liefern, der einen ausreichend großen Unterschied
hat in Größe zwischen
einerseits einem Frequenzbereich, in dem das gewünschte Signal liegt, und andererseits,
einem Frequenzbereich, in dem Nachbarfrequenzsignale liegen können. Dies
bedeutet, dass der Frequenzgang zwischen den zwei Frequenzbereichen
ein Gefälle
hat, der nachstehend als Durchlassband und Sperrband bezeichnet
wird. Je höher
die Zentralfrequenz, umso steiler soll das Gefälle für eine bestimmte Differenz
in der Größe zwischen
dem Durchlassband und dem Sperrband sein. Im Allgemeinen gilt, dass
zum Verwirklichen eines steileren Gefälles kompliziertere Schaltungsanordnungen
erforderlich sind.
-
Wenn
das Merkmal aus 2 angewandt wird, wird das Durchlassband
eine relativ niedrige Zentralfrequenz haben. Folglich wird ein relativ
mäßiges Gefälle ausreichen
um Nachbarfrequenzsignale, die in dem Sperrband liegen, auf entsprechende
Art und Weise zu unterdrücken.
Dies ermöglicht
es, dass die Filteranordnung FIL mit einer relativ einfachen Schaltungsanordnung
implementiert werden soll. Weiterhin ermöglicht es, dass die Filteranordnung
FIL in integrierter Schaltungsform implementiert werden kann.
-
3 zeigt
das nachfolgende Merkmal. Der einstellbare Frequenzwandler AFRC
umfasst eine vektorielle Mischstufe VMX. Diese multipliziert auf
effektive Weise das Zwischenfrequenzsignal Sif mit einem vektoriellen
Signal mit einer einzigen Mischfrequenz θ. Das Ergebnis dieser Multiplikation
bildet das Eingangssignal Sinb für
die Filteranordnung FIL. In 3 ist eine
Darstellung des Eingangssignals Sin gegeben, und zwar mit Hilfe
eines Signalvektors Vs. Der Signalvektor Vs stellt einen Zustand
des Eingangssignals Sin zu einem bestimmten Zeitpunkt dar. Eine
Drehung des Signalvektors Vs im Uhrzeigergegensinn kann als eine
positive Frequenz +f betrachtet werden, und eine Drehung im Uhrzeigersinn
als eine negative Frequenz –f.
-
Das
Merkmal nach 3 berücksichtigt die nachfolgenden
Aspekte. Wenn die Mischfrequenz θ innerhalb
des Frequenzbereichs liegt, der durch das Spektrum des ZF-Signals Sif belegt
wird, wird das Spektrum auf effektive Art und Weise in zwei Teile
aufgeteilt. Der eine Teil des Spektrums wird über der Mischfrequenz θ liegen,
was bedeutet, dass ein spektraler Anteil in diesem Teil eine positive
Frequenzdifferenz hat. Der andere Teil des Spektrums wird unterhalb
der Mischfrequenz θ liegen,
was bedeutet, dass ein spektraler Anteil in diesem Teil eine negative
Frequenzdifferenz hat. Wenn die zwei Teile des Spektrums nicht völlig symmetrisch
sind, soll zwischen spektralen Anteilen mit einer positiven Frequenzdifferenz
und einer negativen Frequenzdifferenz ein Unterschied gemacht werden,
damit eine Verformung von Information in dem Zwischenfrequenzsignal
Sif vermieden wird.
-
Wenn
das Merkmal nach 3 angewandt wird, wird das Eingangssignal
Sin für
die Filteranordnung in einer vektoriellen Form vorhanden sein, wie
in 3 dargestellt. Folglich kann zwischen spektralen
Anteilen des ZF-Signals Sif, die positive und negative Frequenzunterschiede
gegenüber
der Mischfrequenz θ haben, ein
Unterschied gemacht werden. Die Mischfrequenz θ kann auf diese Art und Weise
in den Frequenzbereich fallen, der von dem Spektrum des ZF-Signals
Sif belegt wird, ohne dass dies einen seriösen Verlust verursacht oder
eine Verzerrung der Information. Auf diese Weise ermöglicht das
Merkmal nach 3 eine relativ große Freiheit
in der Wahl in Bezug auf die Frequenzumwandlung, durchgeführt durch
den einstellbaren Frequenzwandler AFRC.
-
4 zeigt
das nachfolgende Merkmal. Eine Abtastschaltung S&H führt das ZF-Signal Sif zu dem
vektoriellen Mischer VMX in einer zeitdiskreten Form. 4 zeigt
ebenfalls das Eingangssignal Sin, das in vektorieller Form durch
den vektoriellen Mischer VMX der Filteranordnung FIl zugeführt wird,
wie oben im Zusammenhang mit 3 erläutert worden
ist. Auf gleiche Weise wie in 3 stellt
der Signalvektor Vs einen Zustand des Eingangssignals Sin zu einem
bestimmten Zeitpunkt dar.
-
Das
Merkmal aus 4 berücksichtigt die nachfolgenden
Aspekte. In einer praktischen Implementierung wird der vektorielle
Mischer VMX zwei Ausgangssignal liefern. Das eine Signal wird die
Position des Signalvektors Vs gegenüber der horizontalen Achse
definieren, und das andere Signal wird die Position des Signalvektors
Vs gegenüber
der vertikalen Achse definieren. Mit anderen Worten, die zwei Signale
bilden eine x-Komponente
bzw. eine y-Komponente des Eingangssignals Sin in der vektoriellen
Form. Wenn die zwei Signale nicht genau orthogonal zueinander sind,
kann ein genauer Unterschied zwischen positiven und negativen Frequenzen
nicht gemacht werden. Dies kann die Empfangsqualität beeinträchtigen,
insbesondere wenn der vektorielle Mischer VMX das Eingangssignal
Sin in einem Frequenzbereich liefert, der Nullfrequenz (0) einschließt.
-
Wenn
das Merkmal der 4 angewandt wird, kann der vektorielle
Mischer VMX auf eine zeitdiskrete Weise arbeiten. Dies ermöglicht es,
dass der Mischer zwischen den zwei Signalen, welche die x-Komponente und
die y-Komponente des Eingangssignals Sin in der vektoriellen Form
bilden, eine sehr genaue 90-Grad-Phasenbeziehung bildet. Folglich
kann ein guter Unterschied zwischen positiven und negativen Frequenzen
gemacht werden. Auf diese Weise trägt das Merkmal der 4 zu
der Qualität
des Empfangs bei.
-
5 zeigt
ein Beispiel eines Fernsehempfängers
nach der vorliegenden Erfindung, der die Merkmale aus den 1 bis 4 aufweist,
die oben im Zusammenhang mit diesen Figuren beschrieben worden sind. In
dem Empfänger
nach 5 sind die nachfolgenden zusätzlichen Elemente zwischen
dem Tuner TUN und dem steuerbaren Frequenzwandler AFRC vorgesehen:
ein Antialiasing-Filter AAF, ein Analog-Digital-Wandler ADC, der
die Abtastschaltung S&H
aufweist, ein digitales Filter DF1 und ein Abtastratenverringerer
SRD1. Die Filteranordnung FIL umfasst mehrere digitale Filter DF2-DF10,
zwei Abtastratenverringerer SRD2, SRD3, und einen synchronen Modulator
SDEM. Die Filteranordnung FIL liefert Ausgangssignale, die in einem
Ton-Prozessor SPRC, einem Video-Prozessor VRRC oder einem Symbolprozessor
XPRC weiter verarbeitet werden.
-
Der
Empfänger
nach 5 funktioniert nun wie folgt. Der Tuner TUN wird
auf das Empfangssignal Srf abgestimmt, das in jedem beliebigen Kanal
in einem betreffenden Fernsehband liegen kann. In Reaktion darauf
liefert der Tuner TUN das ZF-Signal Sif mit einer der typischerweise
verwendeten nachstehend genannten Zwischenfrequenzen.
-
-
Es
sei bemerkt, dass die oben gegebenen Zwischenfrequenzen für einen
Hauptträger
gelten, der in dem ZF-Signal Sif vorhanden ist.
-
Das
ZF-Signal Sif wird einer Analog-Digital-Umwandlung und einer skalar-zu-vektoriell-Umwandlung ausgesetzt,
und zwar bevor es dem einstellbaren Frequenzwandler AFRC zugeführt wird.
Diese Umwandlungen werden durch den Analog-Digital-Wandler ADC bzw.
das digitale Filter DF1 durchgeführt.
Das Antialiasing-Filter AAF bekämpft
Aliasing-Effekte, verursacht durch eine Abtastung mit einer Frequenz
Funkstation als Teil der Analog-Digital-Umwandlung. Der Abtastratenverringerer
SDR1 sorgt dafür,
dass das ZF-Signal dem einstellbaren Frequenzwandler AFRC mit einer
Abtastfrequenz zugeführt
wird, die um einen Faktor R1 niedriger ist als die Abtastfrequenz
Funkstation.
-
Die
skalar-vektorielle Umwandlung wird durch Filterung des digitalisierten
ZF-Signals entsprechend zwei verschiedenen Endimpulsantworten Ax(z)
und Ay(z), die von dem digitalen Filter DF1 geliefert werden, erreicht.
Das digitalisierte ZF-Signal, das entsprechend der endlichen Impulsantwort
Ax(z) gefiltert worden ist, liefert eine x-Komponente Xif und das digitalisierte
ZF-Signal, das entsprechend der endlichen Impulsantwort Ay(z) gefiltert
worden ist, liefert eine y-Komponente Yif. In Kombination bilden
die x- und die y-Komponente Xif Yif eine vektorielle Darstellung
des ZF-Signals Sif. Das digitale Filter DF1 bekämpft ebenfalls Aliasing-Effekte, die
durch den Abtastratenverringerer SRD1 verursacht sind. WO-A 96/8078
(Aktenzeichen der Anmelderin PHN 15.001) beschreibt eine geeignete
Art und Weise um eine Antialiasing zu erreichen, und zwar mit Hilfe eines
digitalen Filters, das eine skalar-vektorielle Umwandlung durchführt.
-
Der
einstellbare Frequenzwandler AFRC verschiebt die vektorielle Darstellung
des ZF-Signals Sif in der Frequenz. Der Betrag an Frequenzverschiebung
entspricht der Mischfrequenz θ,
die dem oben im Zusammenhang mit 3 beschriebenen
vektoriellen Mischer VMC entspricht. Wenn beispielsweise der vektorielle Mischer
VMX als Cordic-Prozessor implementiert wird, wird die Mischfrequenz θ durch einen
z-Datengenerator bestimmt, der mit dem Cordic-Prozessor gekoppelt
ist. EP-A 486.095 (Aktenzeichen der Anmelderin PHN 13.500) beschreibt
einen Cordic-Prozessor, der mit einem z-Datengenerator gekoppelt
ist zum Durchführen einer
Frequenzverschiebung.
-
Die
Mischfrequenz q ist abhängig
von dem Übertragungssystem,
für das
Empfang erwünscht
ist. Die untenstehende Tabelle zeigt geeignete Mischfrequenzen q
für mehrere Übertragungssysteme.
-
-
Wenn
die Mischfrequenz q der oben stehenden Tabelle entspricht, wird
das Eingangssignal Sin für
die Filteranordnung FIL ein Frequenzspektrum haben, das im Wesentlichen
um die Nullfrequenz zentriert liegt.
-
In
der Filteranordnung FIL unterdrücken
die digitalen Filter DF2 und DF3 im wesentlichen Nachbarfrequenzsignale.
Wenn nun vorausgesetzt wird, dass das Frequenzspektrum des Eingangssignals
Sin im Wesentlichen um die Nullfrequenz zentriert liegt, werden
Tiefpassfrequenzantworten mit der Impulsantwort B(z) und C(z) der
digitalen Filter DF2 bzw. DF3 assoziiert. Der Abtastratenverringerer
SRD2 verringert die Abtastrate des Eingangssignals Sin. Eine derartige
Abtastratenverringerung ist gestattet, weil die digitalen Filter
DF2 und DF3 effektiv die Bandbreite des Eingangssignals Sin reduzieren.
-
Der
synchrone Demodulator SDEM verschiebt effektiv einen gewünschten
Hauptträger,
der in dem Eingangssignal Sin vorhanden ist, zu der Frequenz Null
(0). Dadurch wird ein vektorielles Basisbandsignal Svbb erhalten.
Dieses Signal besteht aus zwei Komponenten Xbb und Ybb entsprechend
einer phasengleichen und einer Quadratur-Modulationskomponente des Hauptträgers.
-
Der
Inhalt des vektoriellen Basisbandsignals Svbb ist abhängig von
der Norm, entsprechend der das Empfangssignal Srf übertragen
wird. Wenn das Empfangssignal Srf eine analoge terrestrische Fernsehübertagung
ist, wird das vektorielle Basisbandsignal Svbb ein Leuchtdichtesignal,
ein Farbträgersignal
und ein oder mehrere Tonträgersignale
enthalten. Diese Signale werden in der Frequenz gemultiplext, und
zwar auf eine An und Weise, die von der Norm abhängig ist, entsprechend der
die analoge terrestrische Fernsehübertagung stattfindet. Wenn
das Empfangssignal Srf eine digitale Fernsehübertagung ist, wird das vektorielle
Basisbandsignal Svbb einen Strom von Symbolen enthalten. Die Eigenschaften
des Stromes von Symbolen wird von der Norm abhängig sein, entsprechend der
die digitale Fernsehübertagung
stattfindet.
-
Ein
Gebilde von digitalen Filtern DF4-DF10 ist hinter dem synchronen
Demodulator SDEM gekoppelt. Jedes digitale Filter DF4-DF10 hat eine
spezifische Aufgabe in Bezug auf einen bestimmten Teil des Inhalts, der
in dem vektoriellen Basisbandsignal Svbb enthalten sein kann. Dies
wird nachstehend näher
erläutert.
-
Das
digitale Filter DF4 kompensiert eine Verzerrung des Leuchtdichtesignals
als Ergebnis spurenhafter Seitenbandmodulation, die für analoge
terrestrische Fernsehübertragungen
verwendet wird. Dazu hat das digitale Filter DF4 einen Frequenzgang,
der eine Nyquist-Flanke enthält.
Dies kann durch Filterung der beiden Komponenten Xbb und Ybb des
vektoriellen Basisbandsignals Svbb entsprechend auf geeignete Art
und Weise gewählter
Impulsantworten Dx(z) bzw. Dy(z) erreicht werden. Daraufhin werden
die auf diese An und Weise erhaltenen gefilterten Komponenten kombiniert
zum Erzeugen eines skalaren Ausgangssignals.
-
Die
digitalen Filter DF5, DF6 und DF7 unterdrücken Signale anders als das
Leuchtdichtesignal und das Farbartträgersignal. Insbesondere unterdrücken sie
Tonträgersignale,
die auf verschiedenen Frequenzen liegen, und zwar abhängig von
der Norm, entsprechend der die analoge terrestrische Fernsehübertragung stattfindet.
Die digitalen Filter DF5 und DF6 unterdrücken die Tonträgersignale
für Übertragungen
entsprechend der K-Norm,
sowie der B/G- und der I-Norm. Dazu sind Tiefpassfrequenzantworten
mit Grenzfrequenzen von etwa 5 MHz mit Impulsantworten Ek0(z) und
Ek1(z) der digitalen Filter DF5 bzw. DF6 assoziiert. Für jede der
oben genannten Normen wird ein Ausgangssignal des digitalen Filters
DF6 zur Weiterverarbeitung in dem Videoprozessor VPRC genommen.
Für M-Normübertragungen
aber wird das Ausgangssignal des digitalen Filters DF6 zusätzlich durch
das digitale Filter DF7 gefiltert. Das digitale Filter DF7 hat eine
Impulsantwort Em(z), mit der eine Frequenzantwort mit einer Kerbe
im Wesentlichen um die 4,5 MHz zentriert, assoziiert ist, damit
ein etwaiger Tonträger
mit dieser Frequenz unterdrückt
wird.
-
Das
digitale Filter DF8 und der Abtastratenverringerer SRD3 bereiten
Tonträgersignale
zur Weiterverarbeitung in dem Tonprozessor SPRC vor. Das digitale
Filter DF8 hat eine Frequenzantwort mit einem Durchlassband, das
einen Frequenzbereich deckt, in dem Tonträgersignale liegen können. Weiterhin
verwandelt es das skalare Ausgangssignal des digitalen Filters DF4
in ein vektorielles Signal. Dazu wird das skalare Ausgangssignal
entsprechend zwei verschiedenen Impulsantworten Gx(z) und Gy(z)
gefiltert. Auf entsprechende Art und Weise werden zwei Komponenten
erhalten, die in Kombination das vektorielle Signal bilden. Der
Abtastratenverringerer SRD3 verringert die Abtastrate des vektoriellen
Signals um einen Faktor R3. Das digitale Filter DF8 bekämpft Aliasing,
das mit dieser Abtastratenreduktion entsprechend den Grundlagen
assoziiert ist, die in WO-A 96/8078 (Aktenzeichen der Anmelderin
PHN 15.001) beschrieben worden sind.
-
Die
digitalen Filter DF9 und DF10 filtern den Strom von Symbolen entsprechend
den Normen für
Europäische
bzw. Amerikanische digitale Kabel-Fernsehübertragungen. Das digitale
Filter DF9 hat eine Impulsantwort Heur(x), mit der eine Tiefpassfrequenzantwort
mit einer Grenzfrequenz von etwa 4 MHz und mit einem Abrollfaktor
von etwa 0,15 assoziiert ist. Das digitale Filter DF10 hat eine
Impulsantwort Hus(z), mit der eine Tiefpassfrequenzantwort mit einer
Grenzfrequenz von etwa 3 MHz und mit einem Abrollfaktor von etwa 0,2
assoziiert ist. Die Ausgangssignale der digitalen Filter DF9 und
DF10 werden dem Symbolprozessor XPRC zur Weiterverarbeitung zugeführt.
-
Der
Tonprozessor SPRC, der Videoprozessor VRRC und der Symbolprozessor
XPRC können
die Signale oder Symbole verarbeiten, die denselben verschiedenartig
zugeführt
werden. Eine besonders geeignete Art und Weise der Verarbeitung
von Tonträgersignalen
in dem Tonprozessor SPRC ist die Folgende. Ein Tonträgersignal
wird zu Null-Frequenz
(0) verschoben, wonach es mit Hilfe von Tiefpassfiltern gefiltert
und danach demoduliert wird. EP-A 486.095 (Aktenzeichen der Anmelderin
PHN 13.500) beschreibt einen Empfänger mit einer Kaskadenschaltung
eines ersten Cordic-Prozessors, der Tiefpassfilter und eines zweiten
Cordic-Prozessors. Diese Kaskadenschaltung kann in dem Tonpro zessor
SPRC verwendet werden zum Verarbeiten des Tonträgersignals, wie oben beschrieben.
Sie kann auch in dem Videoprozessor VPRC verwendet werden um auf
geeignete An und Weise das Farbartträgersignal auf ähnliche
Weise zu verarbeiten.
-
Die
6a,
7a,...
15a zeigen geeignete Koeffizienten für die Impulsantworten
Ax(z)/Ay(z), B(z),..., Hus(z) der digitalen Filter DF1, DF2,...,
DF10. In dieser Hinsicht sei bemerkt, dass jede Impulsantwort unter
Verwendung der z-Notierung wie folgt ausgedrückt werden kann:
wobei N eine ganze Zahl ist
und die Länge
der Impulsantwort darstellt, und wobei a(i) den i. Koeffizienten
der Impulsantwort darstellt. In den
6a,
7a,...,
15a sind die Werte der Koeffizienten in dezimaler
Notierung und in CSD-Darstellung in den Spalten mit dem Titel VAL(DEC)
bzw. VAL(CSD) gegeben.
-
Die 6b, 7b,...,15b zeigen Frequenzantworten, die mit den Impulsantworten
nach 6a, 7a,...,15a assoziiert
sind. Eine Frequenzantwort ist die Fourier-Transformation der Impulsantwort. In Bezug
auf die 6a, 6b, 7a, 7b,...,15a, 15b sei
bemerkt, dass die folgenden Bedingungen gelten. Die Abtastfrequenz
Funkstation des Analog-Digital-Wandlers ADC ist 128 MHz. Die Faktoren der
Abtastratenreduktion sind wie folgt: R1 = 2, R2 = 4 und R3 = 2.
-
SCHLUSSBEMERKUNGEN
-
Die
Zeichnung und ihre oben stehende Beschreibung illustrieren statt
begrenzen die vorliegende Erfindung. Es dürfte aber einleuchten, dass
es im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche viele Alternativen gibt.
In dieser Hinsicht werden die nachfolgenden Schlussbemerkungen gemacht.
-
Es
gibt viele Möglichkeiten
Funktionen oder funktionelle Elemente über mehrere Einheiten physikalisch
zu verteilen. In dieser Hinsicht sind die Figuren sehr schematisch,
die je nur eine mögliche
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen. So kann beispielsweise in
Bezug auf 5 jeder der Abtastratenverringerer
SRD1, SRD2 und SRD3 mit dem davor liegenden digitalen Filter zusammengefügt werden.
In vielen Fällen
wird ein derartiger Verbinder vorteilhaft sein. Er ermöglicht es,
dass wenigstens ein Teil des betreffenden digitalen Filters mit
einer relativ niedrigen Frequenz arbeitet. Dies trägt zu einem
niedrigeren Stromverbrauch bei. In einem anderen Beispiel, auch
in Bezug auf 5, können die digitalen Filter DF2
und DF3 zusammengefügt
werden um ein einziges Filter zu bilden. Weiterhin kann das Gebilde
aus den digitalen Filtern DF4-DF10 durch ein einziges einstellbares
Filter ersetzt werden, das mehrere Frequenzantworten liefern kann um
jeden beliebigen Inhalt auf geeignete Art und Weise zu verarbeiten,
der in dem vektoriellen Basisbandsignal Svbb enthalten sein kann.
-
Es
sei ebenfalls bemerkt, dass mehrere Funktionen oder funktionelle
Elemente mit Hilfe eines auf geeignete Art und Weise programmierten
Computers implementiert werden kann, entweder einzeln oder in Kombination.
So kann beispielsweise in Bezug auf 5 die Filteranordnung
FIL in Form eines Signalprozessors implementiert werden. Der Signalprozessor
kann auch andere funktionellen Elemente enthalten, wie den Tonprozessor
SPRV, den Videoprozessor VPRC und/oder den Symbolprozessor XPRC.
-
Im
Grunde kann jeder beliebige Typ eines Tuners verwendet werden. So
kann beispielsweise in Bezug auf 5 der Tuner
TUN ein einziger Fernsehtuner sein, wie beispielsweise der kommerziell
verfügbare
Philips Fernsehtuner UV916H. Es kann auch eine Parallelschaltung
mehrerer Fernsehtuner sein, die je für verschiedene Übertragungsnormen
oder Gruppen von Übertragungsnormen
entworfen worden sind.
-
Im
Grunde kann jeder Typ von Filteranordnung verwendet werden um mehrere
Frequenzantworten zu schaffen, die mit verschiedenen Übertragungsnormen
assoziiert sind. Obschon in 5 die Filteranordnung FIL
unter Verwendung der digitalen Filter DF2-DF10 implementiert worden
ist, sind andere Typen von Filtern überhaupt nicht ausgeschlossen.
So kann beispielsweise der Empfänger
nach 5 dadurch modifiziert werden, dass der Analog-Digital-Wandler
durch eine Abtast-und-Halteschaltung ersetzt wird. In dem Fall können statt
der digitalen Filter SC-Filter in der Filteranordnung verwendet
werden. Auf alternative Weise können, wenn
das ZF-Signal nicht digitalisiert ist, analoge Filter zur Filterung
entsprechend der betreffenden Norm verwendet werden. In Bezug auf 5 sei
ebenfalls bemerkt, dass die digitalen Filter DF4-DF10 hinter dem
synchronen Demodulator SDEM durch ein digitales Filter vor dem synchronen
Demodulator SDEM ersetzt werden können. Wenn alle digitalen Filter
DF4-DF10 auf diese Art und Weise ersetzt werden, würde die
Filteranordnung nicht einen synchronen Demodulator aufweisen.
-
Im
Grunde kann jeder Typ eines einstellbaren Frequenzwandlers verwendet
werden. Obschon in 5 der einstellbare Frequenzwandler
AFRC eine digitale Schaltungsanordnung ist, sind analoge Implementierungen überhaupt
nicht ausgeschlossen. So kann beispielsweise der Empfänger nach 5 derart
modifiziert werden, dass eine Analog-Digital-Umwandlung hinter dem
einstellbaren Frequenzwandler statt vor demselben durchgeführt wird.
Weiterhin ist es in Bezug auf 5 möglich, den
einstellbaren Frequenzwandler AFRC unter Verwendung digitaler Multiplizierschaltungen
im Zusammenhang mit Festwertspeichern mit Sinus- und Kosinustabellen
zum Erzeugen eines vektoriellen Mischsignals zu implementieren.
Eine Implementierung aber auf Basis eines Cordic-Prozessors, wie oben anhand der 5 beschrieben,
ist im Allgemeinen Hardware- und Kosten-effizienter.
-
Eingeklammerte
Bezugszeichen sollen nicht als den betreffenden Anspruch begrenzend
betrachtet werden.
