DE946456C

DE946456C - Method for compensating for lag pulses

Info

Publication number: DE946456C
Application number: DEN8773A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Thielcke
Original assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK ANS
Current assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK ANS
Priority date: 1954-04-18
Filing date: 1954-04-18
Publication date: 1956-08-02

Description

Nordwestdeutscher Rundfunk, Anstalt des öffentlichen Rechts, Hamburg Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Nachlaufimpulsen, d. h. zur Beseitigung solcher Impulse, die bei der Übertragung von Signalen als zusätzliche Störimpulse auftreten und später als die gewünschten Signale am Ende des Übertragungsweges eintreffen. Beispielsweise treten in einer Antennenanlage an elektrischen Stoßstellen Reflexionen auf, d. h., ein Anteil der Senderleistung wird zunächst nicht zur Antenne weitergeleitet oder nicht von der Antenne abgestrahlt, sondern läuft auf der Energieleitung zum Sender zurück. Da am Senderausgang für die rücklaufende Welle im allgemeinen Totalreflexion eintritt, gelangt dieser Leistungsanteil mit einem zeitlichen Abstand, der der Laufzeit der doppelten Leitungslänge zwischen Sender und Stoßstelle entspricht, zur Antenne und wird dort ausgestrahlt. Bei Fernsehübertragungen machen sich solche nachlaufenden Leistungsanteile als sogenannte »Geisterbilder« störend bemerkbar, wenn die Amplitude des Nachlaufes weniger als qo db Abstand von der Amplitude des Nutzsignals hat.Northwest German Broadcasting Corporation, Public Law Institution, Hamburg The invention relates to a method for compensating for lag pulses, d. H. to eliminate such impulses that occur in the transmission of signals as additional Interference pulses occur and later than the desired signals at the end of the transmission path arrive. For example, electrical joints occur in an antenna system Reflections on, d. In other words, a portion of the transmitter power does not initially become an antenna forwarded or not radiated by the antenna, but runs on the power line back to the transmitter. As at the transmitter output for the returning wave in general Total reflection occurs, this power component arrives at a time interval, which corresponds to the running time of twice the cable length between the transmitter and the joint, to the antenna and is broadcast there. Such are the case with television broadcasts trailing performance shares disturbingly noticeable as so-called "ghost images", if the amplitude of the wake is less than qo db distance from the amplitude of the Useful signal has.

Bekanntlich müssen zur Beseitigung oder Verminderung der genannten störenden Reflexionen nach Möglichkeit alle Teilabschnitte des Übertragungsweges sehr genau in ihrem Wellenwiderstand aufeinander angepaßt werden. Dies geschieht in vielen Fällen durch einstellbare Anpassungsglieder an den Übergangsstellen. In anderen Fällen, z. B. an der übergangsstelle zwischen Senderausgang und Energieleitung, ist eine Anpassung nicht möglich: Oft gelingt es auch mit Feineinstellung nicht, - z. B. beim Fernsehen, die geforderte geringe Fehlanpassung an den Stoßstellen einzustellen. Denn selbst unter Berücksichtigung der Kabeldämpfung und der Tatsache, daß am Sender keine Totalreflexion auftritt, muß für die Antenne oder jede im Antennenzug liegende elektrische Stoßstelle ein Reflexionsfaktor von weniger als 0,015 verlangt werden. Diese Bedingung muß über den ganzen Frequenzumfang eines Fernsehkanals erreicht werden. Von den bisher ausgeführten Antennen wird diese Forderung nicht eingehalten, deren Erfüllung noch schwerer wird, wenn Antennen angestrebt werden, die über ein ganzes Fernsehband nicht nachgestimmt werden sollen.It is well known that you need to eliminate or reduce the said disturbing reflections, if possible, all sections of the transmission path can be adapted to one another very precisely in their wave resistance. this happens in many cases through adjustable adapters at the transition points. In other cases, e.g. B. at the transition point between transmitter output and power supply, an adjustment is not possible: Often it is also possible with fine adjustment not, - z. B. in television, the required low mismatch at the joints to adjust. Because even taking into account the cable attenuation and the fact that there is no total reflection at the transmitter must be for the antenna or each in the antenna cable lying electrical joint requires a reflection factor of less than 0.015 will. This condition must be achieved over the entire frequency range of a television channel will. The antennas implemented so far do not meet this requirement, the fulfillment of which becomes even more difficult if antennas are sought that have a entire television band should not be retuned.

Neben den durch die Technik der Antennen bedingten Stoßstellen tritt durch Witterungseinflüsse (Vereisung) eine weitere Fehlerquelle auf. Zur Verhütung von Reflexionen, die hierdurch bedingt sind, werden heute zum Teil umfangreiche undkostspielige Heizungseinrichtungen in die Antennenanlage eingebaut. Diese Stoßstellen können durch einmalige Einstellung einer optimalen Anpassung, nicht beseitigt werden, da sie von der Witterung abhängig sind.In addition to the joints caused by the technology of the antennas due to the effects of the weather (icing), another source of error occurs. For contraception the reflections that are caused by this are now sometimes extensive and expensive heating equipment built into the antenna system. These joints cannot be eliminated by setting an optimal adjustment once, because they depend on the weather.

Es ist ein Verfahren bekanntgeworden, welches es ermöglicht, störende Echos in einem Signal auf der Empfängerseite dadurch zu kompensieren, daß in einer mit Stoßstellen versehenen Verzögerungsleitung künstliche Echos erzeugt werden, welche als Kompensationssignale für die störenden Echos dienen. Unter einer Reihe von Einschränkungen- (wie z. B. das Vorhandensein fester Vorsignale und die Begrenzung des Laufzeitunterschiedes zwischen Signal und Echo) ist mit diesem Verfahren auch eine automatische Ausregelung von Echos, die in Amplitude und Laufzeit wechseln, möglich. Neben den einschränkenden Bedingungen hat dieses Verfahren den Nachteil, daß störende Echos, welche im Sender entstehen, in einer großen Anzahl von Empfängern (z. B. derjenigen der Fernsehteilnehmer) kompensiert werden müssen, was mit einem Aufwand verbunden. ist, der das Empfangsgerät versteuert und seine Bedienung erschwert.A method has become known which enables disruptive To compensate for echoes in a signal on the receiving end that in a Artificial echoes are generated with delay lines provided with butt joints, which serve as compensation signals for the disturbing echoes. Under a row of restrictions- (such as the presence of fixed distant signals and the limitation the delay time difference between signal and echo) is also possible with this method an automatic adjustment of echoes that change in amplitude and transit time, possible. In addition to the restrictive conditions, this method has the disadvantage that disturbing echoes, which arise in the transmitter, in a large number of receivers (e.g. that of the television participants) must be compensated, what with a Effort involved. who pays taxes on the receiving device and makes it difficult to operate.

Zur Vermeidung oder gänzlichen Beseitigung- der obengenannten, in der Senderanlage entstehenden störenden nachlaufenden Leistung oder der Nachlaufimpulse, insbesondere bei Fernsehbildübertragungen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in die Antennenzuleitung einen Richtkoppler einzubauen, aus dem eine der rücklaufenden Welle proportionale Spannung gewonnen wird, die nach Verstärkung und Ausgleich der Laufzeit dem Energiekabel so zugeführt wird, daß eine Auslöschung der Nachlaufenergieln Richtung zur Antenne erfolgt. Die zugeführte Spannung stimmt zeitlich und bezüglich der Amplitude mit der am Senderausgang reflektierten rücklaufenden Welle überein, jedoch ist sie gegenüber dieser um z80° phasenverschoben, so daß eine Auslöschungderunerwünschten Reflexion in Richtung zur Antenne .eintritt.To avoid or completely eliminate the above, in disruptive trailing power or trailing pulses generated by the transmitter system, in particular in the case of television image transmissions, it is proposed according to the invention in the antenna feed to install a directional coupler, from which one of the returning Wave proportional voltage is obtained, which after amplification and compensation of the Running time is fed to the power cable in such a way that the follow-up energies are extinguished Towards the antenna. The applied voltage is correct in terms of time and relation the amplitude corresponds to the returning wave reflected at the transmitter output, however, it is z80 ° out of phase with this, so that cancellation of the undesired Reflection in the direction of the antenna.

Das neue Verfahren hat den Vorteil, daß die in der-Senderanlage entstehenden Störungen dort selbst kompensiert werden, wodurch eine wesentliche Vereinfachung aller auf diesen Sender eingestellten Empfangsgeräte erreicht wird, bzw. für Empfänger, welche nicht mit der bekannten Kompensation störender Echos ausgerüstet sind, auch ein einwandfreies Signal wiedergegeben wird. Darüber hinaus hat das neue Verfahren den Vorteil, daß die Antennen mit vertretbarem technischem Aufwand hergestellt werden können, ohne daß dabei die Überschreitung eines Reflexionsfaktors von 0,o=5 störende Reflexionen im Fernsehbild hervorruft.The new method has the advantage that the resulting in the transmitter system Disturbances there are compensated for themselves, which is a significant simplification all receivers set to this transmitter are reached, or for receivers, which are not equipped with the known compensation of disturbing echoes, too a proper signal is reproduced. In addition, the new procedure the advantage that the antennas are manufactured with reasonable technical effort can without exceeding a reflection factor of 0, o = 5 disturbing Causes reflections in the television picture.

Weiterhin kann durch das vorgeschlagene Verfahren auf umfangreiche Antennenbeheizungsanlagen verzichtet werden, da die Veränderungen der Anpassungsverhältnisse der Antenne durch Vereisung keine Bildstörungen mehr hervorrufen. Somit werden die Nachlaufimpulse auch dann noch einwandfrei und ohne Nachkorrektur der Anpassung kompensiert, wenn die Störungen durch Witterungseinflüsse auftreten oder sich verändern. Das Verfahren arbeitet dabei auch _ richtig, wenn der Reflexionsfaktor der Stoßstelle frequenzabhängig ist.Furthermore, the proposed method allows extensive Antenna heating systems are dispensed with, as the changes in the adaptation ratios the antenna no longer cause picture interference due to icing. Thus, the Follow-up impulses are still flawless and without post-correction of the adjustment compensated if the disturbances occur due to weather influences or change. The procedure also works correctly if the reflection factor of the joint is frequency dependent.

Während bei dem bekannten Verfahren das mit störenden Echos behaftete Hauptsignal zur Kompensation verwendet wird, dient bei dem neuen Verfahren das störende Echo, welches durch die 'Verwendung eines Richtkopplers vom Hauptsignal getrennt worden ist, selbst zur Kompensation. Hierdurch entfallen alle Einschränkungen in bezug auf die Amplitude des im Hauptsignal enthaltenen Echos; weiterhin ist durch dieses Verfahren jedes Signal, auch solches ohne festes Vorsignal, kompensierbar ohne Einschränkung der Laufzeit zwischen Stoßstelle und Sender.While in the known method that afflicted with annoying echoes The main signal is used for compensation, the disruptive one is used in the new method Echo which is separated from the main signal by the use of a directional coupler has been, even to compensate. This eliminates all restrictions in with respect to the amplitude of the echo contained in the main signal; continue is through this method, every signal, even those without a fixed distant signal, can be compensated without restriction of the running time between the joint and the transmitter.

Die Fig. z und 3 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele zur Durchführung des neuen Verfahrens. In Fig. 2 ist ein Oszillogramm zur Erklärung des zeitlichen Verlaufs der Impulse wiedergegeben.FIGS. Z and 3 schematically show exemplary embodiments for implementation of the new procedure. In Fig. 2 is an oscillogram to explain the temporal The course of the impulses is shown.

Im folgenden wird an- Hand der Fig. = zunächst das Prinzip des neuen Verfahrens beschrieben. Der Sender S ist über eine Energieleitung E mit der Antenne A verbunden. .In die Energieleitung ist ein Richtkoppler R eingeschaltet, der -aus der Leitung eine Spannung auskoppelt, die der rücklaufenden Welle proportional ist. Zwischen dem Richtkoppler R und dem Sender S ist in die Energieleitung ein Laufzeitausgleich L eingeschaltet. Dieser Laufzeitausgleich kann sowohl durch eine Verlängerung der Energieleitung um eine entsprechende Länge oder durch ein aus konzentrierten Schaltelementen aufgebautes Laufzeitglied erreicht werden. Die aus dem Richtkoppler R gewonnene Spannung wird in dem Verstärker V verstärkt und über ein Phasenglied P der Energieleitung E wieder zugeführt. Die Dimensionierung des Laufzeitgliedes muß so erfolgen, daß die im Richtkoppler R, im Verstärker V und dem Phasenglied P entstehende Laufzeit so ausgeglichen wird, daß das Kompensationssignal am Punkt B zeitlich mit dem unerwünschten Nachlaufsignal übereinstimmt, jedoch gegenüber diesem eine Phasenverschiebung von z80° hat.In the following, the principle of the new method is first described with reference to the figure. The transmitter S is connected to the antenna A via a power line E. A directional coupler R is switched on in the power line, which - decouples a voltage from the line that is proportional to the returning wave. A transit time compensation L is switched on in the power line between the directional coupler R and the transmitter S. This delay compensation can be achieved either by extending the power line by a corresponding length or by using a delay element made up of concentrated switching elements. The voltage obtained from the directional coupler R is amplified in the amplifier V and fed back to the power line E via a phase element P. The delay element must be dimensioned in such a way that the delay occurring in the directional coupler R, in the amplifier V and the phase element P is compensated so that the compensation signal at point B coincides in time with the undesired tracking signal, but has a phase shift of z80 ° compared to this.

Die Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf am Beispiel eines zu übertragenden Impulses: Der zur'Zeit t = o abgehende Impuls H wird an einer Stoßstelle reflektiert. Nach abermaliger Reflexion am Senderausgang wird der Antenne der Nachlaufimpuls N zugeführt. Der über den Richtkoppler R und den nachfolgenden Verstärker V gewonnene Kompensationsimpuls K wird in seiner Phase um 18o° gedreht. Der störende Nachlauf in Richtung zur Antenne wird ausgelöscht, da sich die beiden Impulse K und N bei der Addition aufheben.FIG. 2 shows the course over time using the example of a pulse to be transmitted: The pulse H going out at the time t = o is reflected at a point of impact. After another reflection at the transmitter output, the tracking pulse N is fed to the antenna. The compensation pulse K obtained via the directional coupler R and the subsequent amplifier V is rotated by 180 ° in its phase. The disruptive tracking in the direction of the antenna is canceled out because the two pulses K and N cancel each other out when added.

Zur Ermittlung der Dimensionierungsgrößen ist in Fig. 3 eine Zusammenstellung der in Frage kommenden Faktoren gegeben. Die Antenne A hat einen Reflexionsfaktor dabei ist U.... das vom Sender S ausgehende und UYü@x das von der Antenne reflektierte Signal. Der Senderausgang bildet für die rücklaufende Welle den Reflexionsfaktor s. Die Auskoppeldämpfung des Richtkopplers sei r. Damit ergibt sich für den Verstärker V ein Verstärkungsfaktor Ist der Reflexionsfaktor s im Bereich eines Fernsehkanals frequenzabhängig, so wird dieses durch einen entsprechenden Frequenzgang des Verstärkers V ausgeglichen. Desgleichen ist unter Umständen eine frequenzabhängige Auskopplungsdämpfung des Richtkopplers zu berücksichtigen. Solange die genannten Bedingungen einschließlich des Laufzeitausgleiches erfüllt sind, ist keine Nachstellung der Einrichtung bei Änderungen des Reflexionsfaktors an der Antenne erforderlich. Es ist für die Wirkung des Verfahrens gleichgültig, an welcher Stelle des Senders das Kompensationssignal wieder zugeführt wird. Dieses kann auch in einer beliebigen Stufe des Senders, gegebenenfalls auch nach einer Demodulation erfolgen, vorausgesetzt, daß die zeitliche und amplitudenmäßige Übereinstimmung sowie die Gegenphasigkeit sichergestellt sind.In order to determine the dimensioning parameters, FIG. 3 shows a summary of the factors that come into question. The antenna A has a reflection factor where U .... is the signal emanating from the transmitter S and UYü @ x the signal reflected by the antenna. The transmitter output forms the reflection factor s for the returning wave. The decoupling attenuation of the directional coupler is r. This results in a gain factor for the amplifier V. If the reflection factor s is frequency-dependent in the area of a television channel, this is compensated for by a corresponding frequency response of the amplifier V. Likewise, a frequency-dependent coupling-out attenuation of the directional coupler may have to be taken into account. As long as the conditions mentioned, including the delay compensation, are met, the device does not need to be readjusted when the reflection factor on the antenna changes. It is irrelevant for the effect of the method at which point of the transmitter the compensation signal is fed back. This can also take place at any stage of the transmitter, if necessary also after demodulation, provided that the temporal and amplitude correspondence and the phase opposition are ensured.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Method for compensating for follow-up pulses in the case of transmission antennas, in particular for television image transmission, characterized in that that the return energy after decoupling by means of a directional coupler for compensation serves.

2. The method according to claim z, characterized in that the compensation voltage either at the transmitter output or at any point in the transmitter.

3. The method according to claims r and 2, characterized in that a frequency-dependent Reflection factor of the transmitter output and a frequency-dependent coupling attenuation of the directional coupler balanced by a corresponding frequency response of the amplifier will. References considered: British Patent Specification No. 631,960.