-
Die
vorliegende Erfindung betrifft digitale Fernsehsignal-Empfangstuner
zum Empfangen von digitalen Fernsehsignalen, die digital in einem
Modulationsformat wie zum Beispiel der Quadraturphasenumtastung
(QPSK) moduliert sind und von Rundfunksatelliten gesendet werden.
-
Anhand
von 2 wird ein Aufbau sowie die Arbeitsweise eines
herkömmlichen
digitalen Fernsehsignal-Empfangstuners beschrieben. Ein von einer
(nicht gezeigten) Außen-Parabolantenne
empfangenes digitales Fernsehsignal wird von einem (nicht dargestellten)
außen
installierten Wandler einer Frequenzumsetzung unterzogen und dann
in den digitalen Fernsehsignal-Empfangstuner eingegeben.
-
Das
in den digitalen Fernsehsignal-Empfangstuner eingegebene digitale
Fernsehsignal wird von einem Verstärker 21 verstärkt und über ein
veränderliches
Dämpfungsglied 22 in
einen Mischer 23 eingegeben. Das veränderliche Dämpfungsglied 22 wird
so gesteuert, dass es das digitale Fernsehsignal in der Weise dämpft, dass
sein Pegel für
die Eingabe in den Mischer 23 annähernd konstant gehalten wird.
-
Das
in den Mischer 23 eingegebene digitale Fernsehsignal wird
mit einem Empfangsoszillatorsignal von einem Empfangsoszillator 24 gemischt
und hierdurch in der Frequenz in ein Zwischenfrequenzsignal verwandelt,
welches seinerseits in einen Demodulator 25 eingegeben
wird. Der Demodulator 25 demoduliert das digitale Fernsehsignal
und gibt zwei digitale Signale (ein I-Signal und ein Q-Sig-nal)
unterschiedlicher Phasen aus. Gleichzeitig wird eine automatische
Verstärkungsregelspannung
(im Folgenden auch als "AGC-Spannung" bezeichnet) VAGC
ausgegeben. Die AGC-Spannung VAGC entspricht dem Pegel des empfangenen
digitalen Fernsehsignals. Die AGC-Spannung VAGC wird in das veränderliche Dämpfungsglied 22 eingegeben.
-
Ist
der Pegel des empfangenen digitalen Fernsehsignals groß, dämpft das
veränderliche Dämpfungsglied 22 das
Signal in starkem Ausmaß. Ist
der Pegel des empfangenen digitalen Fernsehsignals gering, dämpft das
veränderliche Dämpfungsglied 22 das
Signal in geringerem Ausmaß.
Im Ergebnis wird der Pegel des in den Mischer 23 einzugebenden
digitalen Fernsehsignals konstant gehalten.
-
Die
EP 0 929 149 A beschreibt
einen digitalen Fernsehsignal-Empfangstuner.
-
Es
gibt zwei Typen von digitalen Fernsehsignalen, die übertragen
werden können.
Bei dem einen handelt es sich um ein digitales Fernsehsignal geringer
Bitrate (beispielsweise mit einer Bitrate von nicht mehr als 40
Mbps), das andere digitale Fernsehsignal ist ein Signal mit hoher
Bitrate (beispielsweise einer Bitrate von nicht weniger als 40 Mbps).
-
Es
ist der Sender, welcher festlegt, ob das zu sendende digitale Fernsehsignal
ein digitales Fernsehsignal mit geringer Bitrate oder ein solches
mit hoher Bitrate ist.
-
Beim
Senden von Fernsehsignalen mit gleicher Datenmenge ist die pro Zeiteinheit übertragene Datenmenge
bei dem digitalen Fernsehsignal geringer Bitrate kleiner als bei
dem digitalen Fernsehsignal mit hoher Bitrate. Umgekehrt ist die
in einer gegebenen Zeiteinheit zu übertragende Datenmenge bei einem
digitalen Fernsehsignal hoher Bitrate größer als bei einem digitalen
Fernsehsignal mit geringer Bitrate.
-
Das
digitale Fernsehsignal mit niedriger Bitrate besitzt ein im Vergleich
zu dem Signal hoher Bitrate schmaleres Signalband. Da der Eingangspegel des
digitalen Fernsehsignals geringer Bitrate der gleiche ist, ist der
Spitzenpegel des digitalen Fernsehsignals mit niedriger Bitrate
größer als
der Pegel des digitalen Fernsehsignals hoher Bitrate, wenn das Signal
in den Mischer 23 eingegeben wird.
-
Der
Empfang des digitalen Fernsehsignals geringer Bitrate erhöht den Pegel
dieses Signals, welches durch den Mischer 23 in den Empfangsoszillator 24 einstreut,
demzufolge die Frequenz des Empfangsoszillatorsignals stark schwankt.
Dies führt zu
einer Verschlechterung des Phasenrauschens in dem Empfangsoszillatorsignal,
was wiederum Ursache für
Bitfehler ist.
-
Es
ist folglich ein Ziel der Erfindung, einen digitalen Fernsehsignal-Empfangstuner
anzugeben, der Bitfehler dadurch beseitigt, dass er eine Verschlechterung
des Phasenrauschens in einem Empfangsoszillatorsignal bei Empfang
eines digitalen Fernsehsignals geringer Bitrate minimiert.
-
Zu
diesem Zweck wird erfindungsgemäß, wie im
Anspruch 1 definiert ist, ein digitaler Fernsehsignal-Empfangstuner
mit einem Mischer geschaffen, in den ein empfangenes digitales Fernsehsignal eingegeben
wird, um dieses in seiner Frequenz umzusetzen und ein Zwischenfrequenzsignal
auszugeben, und mit einem Empfangsoszillator zum Eingeben eines
Empfangsoszillatorsignals in den Mischer. Wenn das empfangene Fernsehsignal
ein erstes digitales Fernsehsignal enthält, dessen Bitrate niedriger
ist als eine vorbestimmte Bitrate, und ein zweites digitales Fernsehsignal
enthält,
dessen Bitrate höher als
die vorbestimmte Bitrate ist, werden die Pegel des ersten und des
zweiten digitalen Fernsehsignals, die in den Mischer eingegeben
werden, unterschiedlich eingestellt, so dass der Pegel des ersten
digitalen Fernsehsignals, welches in den Mischer eingegeben wird,
niedriger ist als der Pegel des zweiten in den Mischer eingegebenen
digitalen Fernsehsignals.
-
Vorzugsweise
enthält
der digitale Fernsehsignal-Empfangstuner außerdem ein erstes veränderliches
Dämpfungsglied,
dem eine dem Pegel des empfangenen digitalen Fernsehsignals entsprechende
automatische Verstärkungsregelspannung
zugeführt
wird, um den Pegel des empfangenen digitalen Fernsehsignals zu dämpfen und
das Signal in den Mischer einzugeben. Für die gleiche automatische Verstärkungsregelspannung
ist die Dämpfung
des ersten digitalen Fernsehsignals durch das erste veränderliche
Dämpfungsglied
größer als
die Dämpfung des
zweiten digitalen Fernsehsignals durch das erste veränderliche
Dämpfungsglied.
-
Das
erste veränderliche
Dämpfungsglied kann
eine Mehrzahl erster PIN-Dioden in Reihenschaltung enthalten. Ein
auf der automatischen Verstärkungsregelspannung
beruhender elektrischer Strom fließt durch jede der PIN-Dioden.
Wenn das erste digitale Fernsehsignal empfangen wird, läuft dieses
durch sämtliche
PIN-Dioden und wird in den Mischer eingegeben. Wird das zweite digitale Fernsehsignal
empfangen, so läuft
dieses durch einige der PIN-Dioden und wird in den Mischer eingegeben.
-
Vorzugsweise
enthält
der digitale Fernsehsignal-Empfangstuner außerdem einen Demodulator zum
Demodulieren des von dem Mischer ausgegebenen Zwischenfrequenzsignals,
und ein zweites veränderliches
Dämpfungsglied,
den die dem Pegel des empfangenen digitalen Fernsehsignals entsprechende
automatische Verstärkungsregelspannung zugeführt wird,
um das von dem Mischer ausgegebene Zwischenfrequenzsignal zu dämpfen und
das Signal in den Demodulator einzugeben. Bei gleicher automatischer
Verstärkungsregelspannung
ist die Dämpfung
durch das zweite veränderliche
Dämpfungsglied
bei Empfang des ersten digitalen Fernsehsignals geringer als die
Dämpfung
durch das zweite Dämpfungsglied
bei Empfang des zweiten digitalen Fernsehsignals. Aus diesem Grund
sind die Pegel der Zwischenfrequenzsignale basierend auf dem ersten
und dem zweiten digitalen Fernsehsignal, die in den Demodulator
eingegeben werden, annähernd
gleich.
-
Das
zweite veränderliche
Dämpfungsglied kann
eine Mehrzahl zweiter PIN-Dioden in Reihenschaltung enthalten. Ein
auf der automatischen Verstärkungsregelspannung
beruhender elektrischer Strom fließt durch sämtliche PIN-Dioden. Wenn das erste
digitale Fernsehsignal empfangen wird, läuft das auf dem ersten digitalen
Fernsehsignal basierende Zwischenfrequenzsignal, welches von dem Mischer
ausgegeben wird, durch einige der PIN-Dioden und wird in den Demodulator
eingegeben. Wenn das zweite digitale Fernsehsignal empfangen wird, läuft das
auf dem zweiten digitalen Fernsehsignal beruhende Zwischenfrequenzsignal,
welches von dem Mischer ausgegeben wird, durch sämtliche PIN-Dioden und wird
in den Demodulator eingegeben.
-
Erfindungsgemäß minimiert
der digitale Fernsehsignal-Empfangstuner eine Verschlechterung des
Phasenrauschens in dem Empfangsoszillatorsignal, wenn ein digitales
Fernsehsignal mit geringer Bitrate empfangen wird, wodurch Bitfehler
vermieden werden. Obschon die an das erste veränderliche Dämpfungsglied angelegte AGC-Spannung
für das
erste und das zweite digitale Fernsehsignal die gleiche ist, wird
das erste digitale Fernsehsignal stark gedämpft, wohingegen das zweite
digitale Fernsehsignal weniger stark gedämpft wird, und zwar aus schließlich durch
das erste veränderliche
Dämpfungsglied.
Abhängig
von dem ersten oder dem zweiten digitalen Fernsehsignal wird die
Anzahl von PIN-Dioden, durch die das empfangene digitale Fernsehsignal
läuft,
erhöht
oder vermindert, und dementsprechend wird die Dämpfung in einfacher Weise variiert.
Das Ausgangssignal des Demodulators wird konstant gehalten. Abhängig von
dem ersten oder dem zweiten digitalen Fernsehsignal wird die Anzahl
von PIN-Dioden, durch die das erste ZF-Signal, das in den Demodulator
eingegeben wird und auf dem ersten digitalen Fernsehsignal beruht, ebenso
wie das zweite in den Demodulator eingegebene ZF-Signal, welches
auf dem zweiten digitalen Fernsehsignal beruht, erhöht oder
vermindert. Die Dämpfung
wird in einfacher Weise derart verändert, dass das erste ZF-Signal
auf etwa den gleichen Pegel einjustiert wird wie das zweite ZF-Signal.
-
Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden
schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
Schaltungsskizze eines digitalen Fernsehsignal-Empfangstuners gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
-
2 eine
Schaltungsskizze eines herkömmlichen
digitalen Fernsehsignal-Empfangstuners.
-
Anhand
der 1 werden Aufbau und Arbeitsweise eines digitalen
Fernsehsignal-Empfangstuners gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Ein von einer (nicht gezeigten) Außen-Parabolantenne
empfangenes digitales Fernsehsignal wird von einem (nicht gezeigten)
Wandler, der außen
installiert ist, in der Frequenz umgesetzt und dann in den digitalen
Fernsehsignal-Empfangstuner eingegeben.
-
Es
gibt zwei Typen digitaler Fernsehsignale, die übertragen werden. Das eine
ist ein digitales Fernsehsignal mit niedriger Bitrate (beispielsweise einer
Bitrate von nicht mehr als 40 Mbps), das andere ist ein digitales
Fernsehsignal mit hoher Bitrate (von beispielsweise nicht weniger
als 40 Mbps).
-
Es
ist der Sender, der festlegt, ob das zu übertragende digitale Fernsehsignal
ein solches mit geringer oder ein solches mit hoher Bitrate ist.
-
Das
in den digitalen Fernsehsignal-Empfangstuner eingegebene digitale
Fernsehsignal wird von einem Verstärker 1 verstärkt und über ein
erstes veränderliches
Dämpfungsglied 2 in
einen Mischer 3 eingegeben.
-
Das
erste veränderliche
Dämpfungsglied 2 enthält eine
erste PIN-Diode 4, eine zweite PIN-Diode 5, eine
dritte PIN-Diode 6 und eine Umschalteinheit 7.
Die erste PIN-Diode 4 und die PIN-Diode 5 sind
in Reihe geschaltet. Die Verbindung der dritten PIN-Diode 6 mit
der zweiten PIN-Diode 5 wird von der Umschalteinheit 7 ein-/aus-geschaltet.
-
Das
von dem Verstärker 1 verstärkte digitale Fernsehsignal
wird in die erste PIN-Diode 4 eingegeben.
Wenn die dritte PIN-Diode 6 an die zweite PIN-Diode 5 angeschlossen
ist, so wird das Signal von der dritten PIN-Diode 6 ausgegeben
und in den Mischer 1 eingegeben. Wenn die dritte PIN-Diode 6 nicht
mit der zweiten PIN-Diode 5 verbunden ist, wird das Signal
von der zweiten PIN-Diode 5 ausgegeben und in den Mischer 3 eingegeben.
-
Die
erste, die zweite und die dritte PIN-Diode 4, 5 bzw. 6 sind
derart verschaltet, dass die PN-Übergänge in die
gleiche Richtung verlaufen. Eine automatische Verstärkungsregelspannung
(im Folgenden als "AGC-Spannung" bezeichnet) VAGC,
die von einem (unten beschriebenen) Demodulator 8 ausgegeben
wird, wird an die PIN-Dioden 4, 5 und 6 angelegt, um
die Dämpfung
zu steuern.
-
Die
erste Umschalteinheit 7 wird in ihrer Schaltstellung durch
eine Schaltersteuerung 9 gesteuert. Wenn das empfangene
digitale Fernsehsignal ein Fernsehsignal geringer Bitrate, d. h.
ein erstes digitales Fernsehsignal ist, steuert die Schaltersteuerung 9 die
Umschalteinheit 7 derart an, dass die zweite PIN-Diode 5 mit
der dritten PIN-Diode 6 verbunden ist. Ist das empfangene
digitale Fernsehsignal ein solches mit hoher Bitrate, d. h. ein
zweites digitales Fernsehsignal, so steuert die Schaltersteuerung 9 die
Umschalteinheit 7 so an, dass die Verbindung zwischen der
zweiten PIN-Diode 5 und der dritten PIN-Diode 6 unterbrochen
wird.
-
Das
erste digitale Fernsehsignal läuft
durch die erste, die zweite und die dritte PIN-Diode 4, 5 und 6,
wird dabei in starkem Ausmaß gedämpft und
dann in den Mischer 3 eingegeben. Das zweite digitale Fernsehsignal
läuft lediglich
durch die erste und die zweite PIN-Diode 4 und 5,
wird dabei in geringem Ausmaß gedämpft und
dann in den Mischer 3 eingegeben.
-
Das
erste in den Mischer 3 eingegebene digitale Fernsehsignal
wird mit einem von einem Empfangsoszillator 10 kommenden
Empfangsoszillatorsignal gemischt, um in ein Zwischenfrequenzsignal
(im Folgenden als "erstes
ZF-Signal" bezeichnet)
umgesetzt zu werden, basierend auf dem ersten digitalen Fernsehsignal,
und wird ausgegeben. Das zweite in den Mischer 3 eingegebene
digitale Fernsehsignal wird mit dem von dem Empfangsoszillator 10 kommenden
Empfangsoszillatorsignal gemischt, um in ein Zwischenfrequenzsignal
(im Folgenden als "zweites
ZF-Signal" bezeichnet)
umgesetzt zu werden, basierend auf dem zweiten digitalen Fernsehsignal,
und wird ausgegeben.
-
Das
erste digitale Fernsehsignal wird in starkem Maß gedämpft und in den Mischer 3 eingegeben,
wodurch der Pegel des zu dem Empfangsoszillator 10 streuenden
Signals verringert wird.
-
Auf
diese Weise wird eine Verschlechterung des Phasenrauschens in dem
Empfangsoszillatorsignal minimiert, und dadurch werden Bitfehler
beseitigt.
-
Das
erste ZF-Signal oder das zweite ZF-Signal wird über ein zweites veränderliches
Dämpfungsglied 11 in
den (unten beschriebenen) Demodulator 8 eingegeben.
-
Das
zweite veränderliche
Dämpfungsglied 11 enthält eine
vierte PIN-Diode 12, eine fünfte PIN-Diode 13,
eine sechste PIN-Diode 14 und eine zweite Umschalteinheit 15.
Die vierte PIN-Diode 12 und die fünfte PIN-Diode 13 sind
in Reihe geschaltet. Die Verbindung der sechsten PIN-Diode 14 zu
der fünften
PIN-Diode 13 wird von der Umschalteinheit 15 ein-/aus-geschaltet.
-
Das
erste ZF-Signal oder das zweite ZF-Signal, welches von dem Mischer 3 ausgegeben
wird, wird in die vierte Diode 12 eingegeben. Wenn die sechste
PIN-Diode 14 mit der fünften
PIN-Diode 13 verbunden ist, wird das von der sechsten PIN-Diode 14 ausgegebene
ZF-Signal in den Demodulator 8 eingegeben. Ist die sechste
PIN-Diode 14 nicht mit der fünften PIN-Diode 13 verbunden,
so wird das ZF-Signal von der fünften
PIN-Diode 13 ausgegeben und in den Demodulator 8 eingegeben.
-
Die
von dem Demodulator 8 ausgegebene AGC-Spannung VAGC wird
zur Steuerung der Dämpfung
an die PIN-Dioden 12, 13 und 14 gelegt.
-
Die
zweite Umschalteinheit 15 ist betrieblich mit der ersten
Umschalteinheit 7 verbunden und wird von der Schaltersteuerung 9 für den Umschaltvorgang
gesteuert. Wenn das empfangene digitale Fernsehsignal das zweite
digitale Signal ist, schaltet die Schaltersteuerung 9 die
zweite Umschalteinheit 15 derart, dass die fünfte PIN-Diode 13 mit
der sechsten PIN-Diode 14 verbunden ist. Wenn das empfangene digitale
Fernsehsignal das erste digitale Fernsehsignal ist, steuert die
Schaltersteuerung 9 die zweite Umschalteinheit 15 derart,
dass die Verbindung zwischen der fünften PIN-Diode 13 und
der sechsten PIN-Diode 14 unterbrochen wird.
-
Das
erste ZF-Signal läuft
nur durch die vierte und die fünfte
PIN-Diode 12 und 13 und wird dabei in geringerem
Ausmaß gedämpft und
anschließend
in den Demodulator 8 eingegeben. Das zweite ZF-Signal läuft durch
die vierte, die fünfte
und die sechste PIN-Diode 12, 13 und 14 und
wird dabei in starkem Maß gedämpft und
dann in den Demodulator 8 eingegeben.
-
Wenn
das erste digitale Fernsehsignal empfangen wird, dämpft das
erste veränderliche
Dämpfungsglied 2 das
Signal in starkem Ausmaß,
und das zweite veränderliche
Dämpfungsglied 11 dämpft das Signal
in geringerem Ausmaß.
Wird das zweite digitale Fernsehsignal empfangen, so dämpft das
erste veränderliche
Dämpfungsglied 2 das
Signal in geringerem Ausmaß,
und das zweite veränderliche
Dämpfungsglied 11 dämpft das
Signal in starkem Ausmaß. Im
Ergebnis wird das erste in den Demodulator 8 eingegebene
ZF-Signal auf etwa den gleichen Pegel gebracht wie das zweite in
den Demodulator 8 eingegebene ZF-Signal.
-
Das
erste ZF-Signal oder das zweite ZF-Signal, welches in den Demodulator 8 eingegeben
wird, wird zur Ausgabe von Basisbandsignalen (E-Signal und Q-Signal)
demodelliert. Gleichzeitig gibt der Demodulator die AGC-Spannung
VAGC entsprechend dem Pegel des Eingangs-ZF-Signals aus, welches an
das erste veränderliche
Dämpfungsglied 2 und das
zweite veränderliche
Dämpfungsglied 11 gegeben
wird.
-
Weil
der Pegel des ersten ZF-Signals, das in den Demodulator 8 eingegeben
wird, im Wesentlichen so groß ist
wie der Pegel des zweiten in den Demodulator 8 eingegebenen
ZF-Signals, wird das Ausgangssignal des Demodulators 8 konstant
gehalten.