ES2244287B2 - Equipo de medida, en particular de señales de television. - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un equipo de medida, en particular de señales de televisión con sistema de representación de sincronismo y burst de vídeo, en el que para la obtención y representación de la señal de sincronismo y burst se realiza un muestreo de la señal a una velocidad inferior a dos veces el ancho de banda de la señal a muestrear (teorema de Nyquist). Cada una de las muestras son obtenidas a partir de cada una de líneas sucesivas de vídeo que componen la señal de TV. Las muestras obtenidas de cada línea sucesivas son obtenidas sobre puntos sucesivos de dichas líneas.
Description
Equipo de medida, en particular de señales de
televisión.
La presente invención se refiere a un equipo de
medida, en particular de señales de televisión, con sistema de
representación de sincronismo y burst de vídeo según preámbulo de
la reivindicación 1.
Actualmente existen en el mercado distintos
equipos de medida de señales de televisión. Estos equipos presentan
entre otras la funcionalidad de visualizar el sincronismo de vídeo
y burst de vídeo de una señal estándar de Televisión. La
representación de este pulso es útil en la medida de señales en
sistemas de amplificación de cabecera en instalaciones de recepción
y distribución de señales de TV para la detección del punto de
compresión del amplificador (punto donde esta deja de comportarse
de forma lineal) y el análisis de la distorsión y el ruido de la
señal.
Para llevar a cabo la representación gráfica del
sincronismo de vídeo y burst de la señal estándar de Televisión los
equipos actuales de medida utilizan técnicas de muestreo basadas en
el teorema de Nyquist, el cual obliga a utilizar una velocidad de
muestreo que sea el doble del ancho de banda de la señal a
muestrear para obtener una reconstrucción perfecta de la señal. Esto
supone la utilización de dispositivos (conversores A/D y
microprocesadores) de mayor velocidad lo que supone una mayor
complejidad y encarecimiento de los equipos.
El objeto de la presente invención es la
realización de un equipo de medida de señales de televisión con
sistema de representación de sincronismo y burst de vídeo por medio
de técnicas que permitan una simplificación de la complejidad de
los equipos y un abaratamiento de los mismos.
Este objeto se obtiene mediante la invención
definida en las reivindicaciones.
La invención se refiere a un sistema de
representación automático de detección y visualización de un
sincronismo de vídeo y burst de una señal estándar de TV
independientemente de la norma de vídeo utilizada (PAL, NTSC,
SECAM) utilizando técnicas de submuestreo (muestreo de la señal por
debajo de la velocidad indicada por el teorema de Nyquist).
La duración de un pulso de sincronismo analógico
horizontal de un sistema de televisión PAL es inferior a 10 \mus.
La representación de este pulso es útil en sistemas de medida de
campo y en sistemas de amplificación de cabecera para la detección
del punto de compresión de amplificación, distorsión y ruido.
Según el teorema de Nyquist (que obliga a tener
el doble de velocidad de muestreo que el ancho de banda de la
señal), supuesto 5 Mhz el ancho de banda para el caso que nos
ocupa, para la reconstrucción perfecta de la señal deberíamos tener
un conversor A/D de al menos 10 Mhz con la suficiente resolución de
bits para su correcta representación,
Mediante la utilización de técnicas de
submuestreo (velocidad de muestreo inferior al teorema de Nyquist),
podemos utilizar frecuencias de conversión menores a la descrita.
Esta técnica se basa en obtener puntos sucesivos de muestreo en
líneas sucesivas de vídeo, dado que el conversor no es lo
suficientemente rápido para realizar el muestreo completo en una
única línea. Esta técnica supone que la variación de la muestra
obtenida en una línea esta correlada con la muestra obtenida en
líneas sucesivas. Esto no es ciertamente exacto en el caso que nos
ocupa, ya que el inicio de la modulación del burst, puede variar
ligeramente entre líneas, dando representaciones no precisas, pero
que pueden ser suficientes para una representación gráfica con los
objetivos comentados.
Mediante desplazamientos discretos temporales que
equivalen a un periodo similar al que se obtendría realizando el
muestreo con una frecuencia de 10 Mhz (es decir, 100 ns), pero en
líneas sucesivas, y al recomponer toda esa información gráficamente
en una única representación se obtiene un resultado muy similar al
obtenido con un único muestreo a 10 Mhz.
Además la representación puede mejorarse si se
realiza una interpolación de los puntos obtenidos.
La invención tiene una pluralidad de
ventajas.
En un ejemplo de equipo según la invención el
equipo de medida, en particular de señales de televisión, con
sistema de representación de sincronismo y burst de vídeo esta
caracterizado porque para la obtención y representación de la señal
de sincronismo y burst se realiza un muestro de la señal a una
velocidad inferior a dos veces el ancho de banda de la señal a
muestrear (teorema de Nyquist). Esto presenta la ventaja de
permitir la utilización de dispositivos con menor velocidad lo que
supone una menor complejidad y un abaratamiento del equipo.
En otro ejemplo el equipo de medida según la
invención está caracterizado porque cada una de las muestras son
obtenidas a partir de cada una de líneas sucesivas de vídeo que
componen la señal de TV. Esto permite que se aumente de forma
virtual la velocidad de muestreo de la señal consiguiendo que la
posterior regeneración de la misma sea suficientemente precisa.
En otro ejemplo de equipo de medida según la
invención esta caracterizado porque las muestras obtenidas de cada
línea sucesivas son obtenidas sobre puntos sucesivos de dichas
líneas. Estos desplazamientos discretos temporales que equivalen a
un periodo similar al que se obtendría realizando el muestreo a la
frecuencia de Nyquist correspondiente, pero en líneas sucesivas
permite al recomponer la señal gráficamente en una única
representación obtener un resultado muy similar al obtenido con un
único muestreo a la velocidad de Nyquist.
Un ejemplo no limitativo del equipo de la
invención se describe en base a las figuras adjuntas.
La Figura 1 muestra un esquema general de bloques
del equipo según la invención.
La Figura 2 muestra una configuración esquemática
del equipo según la invención.
La Figura 3 muestra el esquema de realización de
medidas digitales del equipo según la invención.
La Figura 4 muestra el detalle de un sincronismo
de vídeo y burst de una señal estándar de Televisión.
La Figura 5 muestra los puntos realización de
muestreo del equipo de la invención.
La Figura 6 muestra el diagrama de bloques para
la realización del procedimiento de submuestreo del equipo según la
invención.
La figura 1 muestra un esquema general de bloques
del equipo 1 según la invención, como bien puede observarse en
dicha figura el bloque central 2 del equipo esta constituido por un
microprocesador 21 el cual realiza todo el control y proceso de
medidas de dicho equipo 1, una memoria volátil 24 para el
almacenamiento de las medidas realizadas, una memoria no 25 volátil
para almacenamiento de programas y un conversor A/D 26.
Un bloque 3 es el encargado de la realización de
las medidas básicas incluye el sistema de captura de medidas, y
transformara en tensión cualquier medida para la que haya sido
programado. Esta tensión será leída por el conversor A/D 26.
Un bloque 4 constituye el modulo de medidas
digitales, incorpora los sintonizadores 41 y demoduladores 42 de
las señales digitales de distintas modulaciones QAM y COFDM en la
banda de Televisión Terrestre (47 a 860 Mhz) y QPSK en la banda de
distribución de señales de televisión vía satélite (950 a 2400
Mhz). Los demoduladores 41 proporcionan información de medidas de
BER y otros tipos de parámetros sobre las señales anteriores.
Un bloque 5 realiza el procesado de la señal para
su visualización, está constituido por un procesador de vídeo 51,
Procesador de audio 52.
Un bloque 6 está constituido por la pantalla de
presentación 61 y un altavoz 62.
Un bloque 7 es el encargado de la alimentación y
gestión de los sistemas de alimentación de energía para que el
equipo funcione de forma autónoma y esta constituido por un sistema
de gestión de alimentación autónomo 71 y un modulo de alimentación
externa 72.
Un bloque 8 de interface de entrada/salida esta
constituido por el teclado 81 y mando rotatorio 82.
Un bloque 9 esta constituido por ranuras de
expansión 91 para posibles desarrollos de nuevas medidas.
Los distintos bloques 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 que
componen el equipo están por conectado por medio de elementos de
conexiones 10.
Como se aprecia en la figura 2 el microprocesador
21 es el núcleo funcional del equipo 1. Permite realizar todos los
procesos funcionales del mismo, ejecuta un programa que esta
almacenado en la memoria no volátil 25 de 2 MB (tipo FLASH) que
puede ser programada externamente a través de un puerto de
comunicaciones de tipo RS232 y una aplicación que se ejecute en un
PC externo. Además del código del programa la memoria no volátil 25
guardará las configuraciones y medidas diferidas del equipo 1 para
su posterior análisis en un PC.
Una vez leído el código del programa, el
microprocesador 21 carga este código en una memoria volátil 24
(SDRAM) para que su ejecución sea más rápida y permita la grabación
de estructuras de datos variables.
El microprocesador 21 tiene una comunicación con
un conversor A/D 26 que se ocupa de realizar las conversiones de
tensión-dato digital para su posterior almacenado y
procesado. Para permitir de ampliación del equipo 1, se ha optado
por un modelo de conversor A/D (26) de suficientes entradas
analógicas para realizar este cometido.
Un procesador de audio 52 realiza las funciones
de alarmas acústicas que el equipo 1 es capaz de generar en
distintas circunstancias: bajo nivel de carga del sistema de
alimentación autónomo, medidas capturadas fuera de rango, etc.
El procesador de vídeo 51, realiza todas las
funciones de mezcla de menús que genera el microprocesador 21, ya
que dentro de las funciones del microprocesador 21 está la
generación gráfica del sistema de ventanas y menús para el manejo
del equipo 1.
El procesador de vídeo 51 devuelve finalmente la
señal de vídeo que será presentada en una pantalla de presentación
61 de tipo TFT.
Un sistema de gestión de alimentación autónomo 71
realiza los procesos de gestión de energía del equipo 1. Este puede
alimentarse a través de un sistema de baterías de distintos tipos,
tamaños y pesos y de una alimentación exterior 72. El sistema de
baterías da autonomía al equipo 1 en aquellos lugares donde la
alimentación exterior no está disponible.
El sistema de gestión de alimentación autónomo 71
también controla el grado de carga del sistema de baterías de tal
modo que identifica cuando éstas deben cargarse o considerar el
momento en el que ya están totalmente cargadas.
El equipo 1 dispone de ranuras de expansión 91
para futuros desarrollos. Aquí cabe destacar la capacidad de
crecimiento del equipo para desarrollos específicos de medida.
El interfaz externo del usuario contiene el
teclado 81 y el mando rotatorio 82 para la navegación por menús
dentro del software del equipo 1. Se han definido ciertas teclas de
"acceso rápido" a ciertas funciones más comunes y se incorporan
indicadores luminosos (tipo led) para la identificación de las
funciones más críticas (estado de encendido, carga del sistema de
baterías, presencia del alimentador externo, etc.).
La figura 3 muestra el esquema de realización de
medidas digitales del equipo 1. Como bien puede observarse en la
figura se entregan dos señales una de toda banda (5 a 2150 Mhz)
para la demodulación de señales COFDM y QPSK y otra para la
demodulación de señales QAM en frecuencia intermedia de 38,9Mhz.
Como puede observarse la señal de
5-2150 Mhz pasa por un amplificador toda banda 101
y posteriormente por un selector 102 que bifurca la señal al
sintonizador-demodulador 103 de QPSK o bien al
sintonizador 104 y demodulador 105 de COFDM. El
sintonizador-demodulador 103 de QPSK entrega las
señales de transporte estándar TS MPEG. La información relativa al
BER se obtiene a través del bus de control. Del mismo modo se
procede con el bloque COFDM, solo que los bloques sintonizador 104
y demodulador 105 están separados.
La señal de 38,9 pasa por un amplificador de
ganancia variable 106 y actuado por un control automático de
ganancia (CAG) que actúa sobre el mismo. Esta señal se procesa en
el bloque demodulador 107 QAM, que entrega a su salida la señal del
transporte MPEG. Del mismo modo que el bloque anterior, los datos
relativos al BER se obtienen a través del bus de control.
La Figura 4 muestra el detalle de un sincronismo
de vídeo 11 y burst 12 de una señal estándar de Televisión. La
duración de un pulso de sincronismo analógico horizontal de un
sistema de televisión PAL es inferior a 10 \mus.
Mediante la utilización de técnicas de
submuestreo (velocidad de muestreo inferior al teorema de Nyquist),
podemos utilizar frecuencias de conversión menores a la descrita.
Para ello tal y como muestra la Figura 5 se obtienen en puntos
sucesivos 201 de muestreo en líneas sucesivas 202, 203... N de
vídeo, estando (N) relacionado con el numero de puntos a
representar en la pantalla del equipo. Esta técnica supone que la
variación de la muestra obtenida en una línea esta correlada con la
muestra obtenida en líneas sucesivas. Esto no es ciertamente exacto
en el caso que nos ocupa, ya que el inicio de la modulación del
burst, puede variar ligeramente entre líneas, dando representaciones
no precisas, pero que pueden ser suficientes para una
representación gráfica con los objetivos comentados.
La representación puede mejorarse si se realiza
una interpolación de los puntos obtenidos.
La figura 6 muestra el diagrama de bloques para
la realización del procedimiento de submuestreo descrito.
El inicio del sincronismo de la señal de vídeo es
detectada por un detector de sincronismo 301 que señalará a un
generador de pulso 302 que se encargará de retardar esta señal y
generar los impulsos de conversión correspondientes teniendo en
cuenta la línea actual, ya que este generador de pulso (302) actúa
también como un contador de líneas. El generador de pulso (302)
genera tantos pulsos de conversión dentro de la misma línea como
sea capaz la velocidad de muestreo y conversión del conversor A/D
(303) dentro de la zona temporal que representa el pulso de
sincronismo (alrededor de unos 12 \mus, aproximadamente) y que
será la que interesa representar. Del mismo modo se puede utilizar
este método no solo para la representación del sincronismo, sino
para la representación de una línea completa de vídeo. El número de
líneas necesarias que se precisan para obtener una representación
del sincronismo dependerán de la velocidad de conversión del
conversor A/D 303 y del procesamiento del microprocesador 304 y de
la precisión temporal que se precisa para la representación.
El conversor A/D 303 entrega el valor digital de
la muestra actual a un microprocesador 304 que almacena y procesa
las muestras recibidas. También reconstruye mediante interpolación
las muestras y representa el impulso de sincronismo de vídeo.
Un sistema de visualización 305 representa
gráficamente el impulso de sincronismo obtenido.
| 1 | Equipo |
| 2 | Bloque central |
| 21 | Microprocesador |
| 24 | Memoria volátil |
| 25 | Memoria no volátil |
| 26 | Conversor A/D |
| 3 | Bloque |
| 4 | Bloque |
| 41 | Sintonizadores |
| 42 | Demoduladores |
| 5 | Bloque |
| 51 | Procesador de vídeo |
| 52 | Procesador de audio |
| 6 | Bloque |
| 61 | Pantalla de presentación |
| 62 | Altavoz |
| 7 | Bloque |
| 71 | Sistema de gestión de alimentación autónomo |
| 72 | Módulo de alimentación externo |
| 8 | Bloque |
| 81 | Teclado |
| 82 | Mando rotatorio |
| 9 | Bloque |
| 91 | Ranuras de expansión |
| 10 | Elementos de conexiones |
| 101 | Amplificador toda banda |
| 102 | Selector |
| 103 | Sintonizador-Demodulador |
| 104 | Sintonizador |
| 105 | Demodulador |
| 106 | Amplificador de ganancia variable |
| 107 | Bloque demodulador |
| 11 | Sincronismo de vídeo |
| 12 | Burst |
| 201 | Puntos sucesivos |
| 202...N | Líneas sucesivas |
| 301 | Detector de sincronismo |
| 302 | Generador de pulso |
| 303 | Conversor A/D |
| 304 | Microprocesador |
| 305 | Sistema de visualización |
Claims (3)
1. Equipo de medida, en particular de señales de
televisión, con sistema de representación de sincronismo y burst de
vídeo caracterizado porque para la obtención y
representación de la señal de sincronismo y burst se realiza un
muestro de la señal a una velocidad inferior a dos veces el ancho de
banda de la señal a muestrear (teorema de Nyquist).
2. Equipo de medida según reivindicación 1
caracterizado porque cada una de las muestras son obtenidas
a partir de cada una de líneas sucesivas de vídeo que componen la
señal de TV.
3. Equipo de medida según reivindicaciones
anteriores caracterizado porque las muestras obtenidas de
cada línea sucesivas son obtenidas sobre puntos sucesivos de dichas
líneas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301659A ES2244287B2 (es) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | Equipo de medida, en particular de señales de television. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301659A ES2244287B2 (es) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | Equipo de medida, en particular de señales de television. |
Publications (2)
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|---|---|
| ES2244287A1 ES2244287A1 (es) | 2005-12-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200301659A Expired - Lifetime ES2244287B2 (es) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | Equipo de medida, en particular de señales de television. |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE202006019924U1 (de) | 2006-12-29 | 2011-10-14 | Televés, S.A. | Telekommunikationssignalmessvorrichtung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470064A (en) * | 1982-03-31 | 1984-09-04 | The Grass Valley Group, Inc. | Horizontal sync to subcarrier phase measurement method and apparatus |
| US5166779A (en) * | 1991-09-18 | 1992-11-24 | Videotek, Inc. | Subcarrier to horizontal phase measurement and display for multiple video signals |
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- 2003-07-09 ES ES200301659A patent/ES2244287B2/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| ES2244287A1 (es) | 2005-12-01 |
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