FI67769C - Foerfarande och anordning foer kodning av en televisionssignaloch foerfarande samt anordning foer tolkning av den kodad e elevisionssignalen - Google Patents

Description

|*t§to^ ΓΒ1 m KUULUTUSJULKAISU 5 7 7 5 Q

^ 11 utläggn,ngsskr,ft °f 0" (45) t. . , ......., 4.

I ^ t. n t -1- -i o j. . g (51) Kv.lk.*/lnt.CI.4 H 04 N 7/16 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 770979 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 29.03.77 ^ ^ (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 29.03*77 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offend ig 30.09.78

Patentti- ja rekisterihallitus ....... .... . , ,. „ .

' f (44) Nahtavaksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— oi ni Or

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och ud.skriften publicerad ^ ‘ ^ (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet (71) Oak Industries Inc., Crystal Lake, Illinois, USA(US) (72) Ralph P. Harney, Wonder Lake, Illinois, Stanley E. Guif, Madison, Wisconsin, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä ja laite televisiosignaalin koodaamiseksi ja menetelmä sekä laite koodatun televisiosignaalin tulkitsemiseksi - Förfarande och anordning för kodning av en televisiossignal och förfarande samt an-ordning för tolkning av den kodade televisionssigna1 en

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta kuvakantoaaltosig-naalista ja äänikantoaaltosignaalista koostuvan televisiosignaalin koodaamiseksi, joka signaali peitetään koodaussiniaallolla, jonka taajuus on oleellisesti vakio. Keksintö koskee myös menetelmää ja laitetta koodatun televisiosignaalin tulkitsemiseksi käyttämällä vastaanotetusta yhdistetystä televisiosignaalista johdettua sinisignaalia.

Keksinnön mukaisessa koodausmenetelmässä äänikantoaalto-signaaliin vaikutetaan koodaussiniaallon suuremmalla amplitudilla kuin kuvakantoaaltosignaaliin. Tämän menetelmän toteuttavalle laitteelle on tunnusomaista, että siinä on välitaajuusmodulaatto-ri, johon kuvakantoaaltosignaali ja äänikantoaaltosignaali syötetään ja joka antaa videovälitaajuussignaalin ja äänivälitaajuus-signaalin, jotka molemmat syötetään ohjattavaan vahvistimeen, että siinä on siniaaltokoodausgeneraattori, joka moduloi äänivälitaa-juussignaalin vahvistinta voimakkaammin kuin videovälitaajuussignaalin vahvistinta ja että vahvistettu välitaajuussignaali ja ää- 67769 nivälitaajuussignaali johdetaan yhteen sekoittimessa.

Keksinnön mukaisessa tulkintamenetelmässä puolestaan sini-signaali johdetaan vastaanotetun yhdistetyn televisiosignaalin äänisignaalista. Laitteelle tulkinnan suorittamiseksi on tunnusomaista, että koodatun televisiosignaalin vastaanottavaan suurtaa-juusvahvistimeen vaikutetaan siniaaltotulkintasignaalilla, joka johdetaan vahvistimen ulostulossa siniaaltojäännöksen kanssa hei-lahtelevasta tulkitusta televisiosignaalista.

Muut keksinnön erityispiirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista ja seuraavasta selityksestä ja piirustuksista.

Keksintöä on valaistu kaaviomaisesti oheisissa piirustuk-sissä, joissa kuvio 1 esittää kaapelitelevisiomuuntimen lohkokaaviota, jossa on väline koodatun signaalin tulkitsemiseksi; kuvio 2 esittää muunnetun koodintulkintavälineen lohkokaaviota ; kuvio 3 esittää kaaviomaisesti aaltomuotoja, joita käytetään keksinnön mukaisessa koodaus- ja koodintulkir.tajär jestelmässä; kuvio 4 esittää aaltomuotokaavion näyttäen vääristysaallon tukahduttamisen pystyintervallin osan aikana, ja kuvio 5 esittää kaaviomaisesti välinettä, joka kytkee vää-ristyssignaalin kaapelijärjestelmän päähän.

Keksintö liittyy television koodintulkitsijaan tai selvittäjään, jota voi käyttää tilaus- tai maksullisessa televisiossa. Televisiosignaali vääristetään lähetysasemalla siniaallon avulla, joka kytketään ylimääräisenä modulaationa moniosaiseen televisio-signaaliin. Esim. vääristyssiniaalto, jonka taajuus on noin 15,75 kHz, kytketään suoraan televisiosignaaliin. Siniaulto on vaihelukittu vaakatahtisignaaliin kuvioiden 3A, 3B mukaisesti. Siniaalto-modulaatio vaikuttaa niin, että se vaimentaa vaakatahtisignaalia ja tehostaa videosignaalia vaakatahtipulssien välillä, koska sini-aaltomodulaatio kytketään TV:n äänikantoaaltoon. Vääristyssiniaalto voi muuttaa televisiosignaalin tasoa noin 6 dB:llä. US-patentti-julkaisu 3,081,376 esittelee välineen, jolla kytketään tällainen vääristyssiniaalto moniosaiseen televisiosignaaliin. US-patentti-julkaisu 3,729,576 esittää myös siniaaltovääristetyn TV-järjestelmän.

Kuviossa 5 näytetään videosisääntulosignaali 100 ja ääni-sisääntulosignaali 102. Sekä video- että äänisignaali viedään vä- 67769

Iitaajuusmodulaattoriin 104, joka muodostaa videovälitaajuusulostu-losignaalin 106 ja äänivälitaajuusulostulosignaalin 108. Vääris-tyssiniaallon generaattorilla 110 on yksi vahvistussäätöulostulo-signaali 112, joka säätää videovälitaa juussi rjnaalivahvistinta 114. Toinen vahvistuksensäätöulostulosignaali 116 kulkee äänivälitaa-juussignaalivahvistimeen 118. Vahvistuksensäitösignaali 116 on korkeammalla tasolla kuin vahvistuksensäätösignaali 112, sillä seurauksella, että äänivälitaajuussingaalilla on korkeampi vääris-tysmodulointitaso kuin videovälitaajuussignaalilla. Video- ja ääni-välitaajuussignaalit yhdistetään sekoittimessa 120, joka vie ne kanavataajuusmuuntajaan 122, jonka ulostulo on yhdistetty ääni-ja kuvakantoaalto, joka on vääristetty kuvatulla tavalla kaapeli-järjestelmän kautta tapahtuvaa lähetystä varten.

Kuviossa 1 kaapelitelevisiomuunnin, joka on US-patenttijulkaisussa 3,333,198 kuvattua yleistyyppiä, sisältää kaapelin tulo-liittimen 10, joka on kytketty ensimmäiseen sekoittimeen 12, niin että tämän ulostulo menee suodattimen 16 ja vahvistimen 18 kautta toiseen suodattimeen 20. Suodatin 20 on kytketty toiseen sekoittimeen 22, jolla on oskillaattori 24, ja toisen sekoittimen 22 ulostulo on kytketty suodattimeen 26. Kuvatut osat ovat tavanomaisia ja ne on esitelty mainitussa patentissa. Tuloliitin 20 vastaanottaa laajan valikoiman kaapelikanavia, CATV-järjestelmissä käytetään tavallisesti jopa 13-26 kanavaa. Säädettävää oskillaattoria 14 käytetään valitun kanavan valvomiseen ja oskillaattori 24 muuntaa valitun kanavan ennalta määrätyksi VHF-kanavaksi, jota ei normaalisti käytetä yleisradiokanavana, mutta jonka voi ottaa vastaan tavallisella TV-vastaanottimella. Kaapelin kaikki kanavat voi näin ollen näyttää määrätyllä TV-vastaanottimen kanavalla, jota ei normaalisti käytetä, esim. kanavalla 3.

Ulostulo suodattimesta 26 syötetään RF-vahvistimeen 28. Vahvistimen 28 ja suodattimen 26 välissä on loukku 30, jolla normaalisti poistetaan kuvasignaali seuraavasta, korkeammasta kanavasta, esim. kanavasta 4. Vaimennin 36 on kytketty vahvistimeen 28 ja vaimentimen ulostulo on kytketty suoraan televisiovastaanottimeen. Mikäli kanava, joka on valittu käyttämällä oskillaattoria 14, on ei-tilauskanava, so. ilman päällekytkettyä vääristystä, on televisiosignaali helposti näkyvissä TV-vastaanottimessa kanavalla 3.

Vahvistimen 28 ulostulo kulkee myös kanavan 3 ja suodattimen 32 läpi ja suodattimen 32 ulostulo kulkee toiseen RF-vahvisti- 67769 meen 34. Taajuuden automaattinen ohjaus on saatu aikaan AFC-valit-simella 38, joka on kytketty vahvistimen 34 lähtöpuoleen ja johdolla 40 takaisin säädettävään oskillaattoriin 14.

Piirin tulkintaosa sisältää kanavan 3 ääänikantoaaltosuo-dattimen 42, joka on kytketty vahvistimen 34 lähtöpuoleen, ja suodattimen 42 lähtöpuoli on kytketty RF-vahvistimeen 44. Toinen kanavan 3 äänikantoaaltosuodatin 46 on kytketty AGC-ilmaisimeen 48. 15,74 kHz suodatin 50 on kytketty AGC-ilmaisimen 48 ja AGC-vah-vistimen 52 välille.

Käytössä amplitudiltaan kytketyn siniaallon johdosta vaih-televa yhdistetty TV-signaali on läsnä vahvistimen 28 sisääntulossa, kun oletetaan, että oskillaattori 14 on säädetty tilauskanavalle. Suodattimet 42 ja 46 saavat aikaan sen, että vain äänikanto-aaltotaajuus ja siihen liittyvät sivukaistat esiintyvät AGC-ilmai-simen 48 sisääntulossa. Koska vääristyssignaali esiintyy amplitudimodulaationa äänikantoaallossa esiintyy vääristyssignaali ilmaisimen 48 ulostulossa. Lisäksi esiintyy tasavirtataso, joka on riippuvainen signaalin sisääntulotasosta. Ilmaisimen 48 ulostulo tulee kytketyksi suodattimen 50 ja vahvistimen 52 kautta lisäohjaussig-naalina vahvistimeen 28. Tämä lisäohjaussignaali en vastavaiheessa suhteessa muutoksiin äänensiirtimen lähtötasossa vahvistimesta 28. Näin ollen muutokset äänikantoaallon lähtötasossa vahvistimesta 28 tulevat pinennetyiksi kertoimella, joka on yhtä kuin silmukkavah-vistus vahvistimen 28 lähtöpuolen ja sen lisäohjaustulopuolen välillä. Äänikantoaaltoulostulo vahvistimesta 28 sisältää täten vain pienen jäljellä olevan vääristyssignaalin. Videoulostulo vahvistimesta 28 selvitetään samanaikaisesti vahvistuksensäätösignaalisi-sääntulon vaikutuksesta ja se sisältää myös pienen jäljellä olevan vääristyskomponentin. Vaikka jäännös vääristyssignaalista on jäljellä lopullisessa TV-signaalissa, koska taso on alhainen ja pysyvä, ei haivaittavaa vääristymää käytännöllisesti katsoen esiinny.

Koska kuvakantoaaltoon kytketään tasoltaan alhaisempi vääristyssignaali, se on käytännöllisesti katsoen vapaa vääristykses-tä, kun sitä vastoin ääniulostulossa on vääristysjäännös.

Kuviossa 2 on käytetty samaa tulkintaperiaatetta ilman tavanomaista CATV-muunninta. Tässä tapauksessa yhteenkytketyt kytkimet 54 ja 56 joko kytkevät kaapelin tulopuolen suoraan vastaanottimeen johdon 57 kautta tai tulkintalaitteeseen kuvatulla tavalla.

67769

Tulkintalaite voi sisältää kaistanpäästösuodattimen 58, joka läpäisee tilauskanavaksi valitun kanavan. Suodattimen 58 lähtöpuoli on kytketty vahvistimeen 60 ja sitten toiseen suodattimeen 62. Se-koittimelle 64 tapahtuu toinen syöttö suodattimesta 62 ja toinen syöttö oskillaattorista 66. Jos esim. tilauskanava on kirjainka-nava, esim. kanava C, niin oskillaattori 66 säädetään niin, että ulostulo sekoittimesta on normaalisti käyttämätön kanava TV:ssä esim. kanava 3, kuten edellä kuvattiin. Tässä yhteydessä on ilmeistä, että keksintö ei rajoitu kanavaan 3, vaan tämä on yleisesti käytetty CATV-ulostulokanava. Ulostulo sekoittimesta 64 menee suodattimeen 68. Suodatin 68 on kytketty RF-vahvistimeen 28 ja muut osat tulkintapiiristä ovat samanlaiset kuin kuvion 1 yhteydessä kuvatut.

Käytössä kuvion 2 piiri toimii samalla tavalla kuin kuvion 1 piiri mitä tulee siniaallolla vääristetyn TV-signaalin koodintul-kintaan. Tärkein ero on se, että tässä ei ole kaapelin kaikkien kanavien muunnosta määrätyksi valituksi kanavaksi, jota ei normaalisti käytetä vastaanottimessa. Vain tilauskanava muunnetaan näin ollen täksi kanavaksi ja kaapelin muut kanavat on viety suoraan vastaanottimeen.

Kuviossa 3 on signaalin vääristävä siniaalto näytetty kuvion yläosassa ja suoraan sen alla olevat televisiosignaalin vaakasuorat tahdistuspulssit. Siniaaltovääristyssignaalilla on sama taajuus kuin TV-signaalin vaakasuorilla tahcistussysäyksillä ja kuviossa 3 näytetty vaihesuhde. Kuvatusta vääristyksestä on seurauksena vaakatahtipulssin vaimennus ja videosignaalin vahvistus, mistä tahtoo olla seurauksena oikean vaakatahdistuksen menetys televisiolaitteessa.

Kuten on osoitettu, on äänikantoaallon vääristystaso korkeampi kuin kuvakantoaallon. Selventävällä takaisinkytkentäsilmu-kalla on se vaikutus, että se pyrkii tasoittamaan äänisignaalin, mikä tehokkaasti tasoittaa koko kanavan. Kuten on selitetty, jää kuitenkin aina pieni vääristysjäännös äänen ulostulosignaaliin ja tämä jäännös muodostaa perustan selvityssignaalille. Koska ääni-kantoaalto on korkeammalla tasolla kuin kuvan vääristys, on lopputuloksena vääristysjäännöksen tehokas poisto kuvaulostulosta, jolloin ääniulostuloon jää pieni vääristysjäännös.

Vaikka kuvan ulostulossa voidaan hyväksyä 5 %:n vääristys-jäännös, on ko. järjestelmässä, jossa äänikantoaallolla on korkeam- 67769 pi vääristystaso, tehokkaasti saatu aikaan puhdas kuvaulostulo-signaali. Normaalissa televisiovastaanottimessa voidaan selvästi hyväksyä pieni vääristysjäännös ääniulostulossa.

Joskin kuvakantoaalto on oleellisen puhdas vastaanottimen sisääntulossa, on tärkeää varmistautua häiriöitä vastaan, joita saattaisi esiintyä vastaanottimen vaakatahdistuspiirin ja vahvistuksen automaattisen säätöpiirin toiminnassa.

Kuten edellä kuvattiin, on jäljellä vääristys tulkitsijan antamassa TV-signaalissa. Kokeet ovat osoittaneet, että noin viiden prosentin jäämävääristys ei häiritse vaakatahdistuspiirien toimintaa TV-vastaanottimessa. Tällainen jäämävääristys aiheuttaa kuitenkin pientä tummentumista videosignaalissa vaakatahdistuspulssien puolivälissä.

Jäämävääristys voi kuitenkin häiritä TV-laitteen pystytah-distus- ja AGC-piirien toimintaa. Pystyintervallin osan aikana e-siintyy tahdistussysäyksiä taajudella, joka on kaksi kertaa normaalin vaakatahdistuksen taajuus. Tämä tapahtuu tasaussysäysinterval-lien ja lovetun (pystytahdistuksen) sysäysintervalIin aikana. Ks. kuviota 3C. Jäämävääristyksen vaikutus pystyintervalliin on se, että se saa aikaan korkeamman huipputason kuin mitä esiintyy minään muuna ajankohtana TV-kuvassa. Koska sekä tahdistus- että AGC-piire-jä käytetään TV-laitteessa huippusignaalitasoilla, voi tämä huipputason muutos, joka tapahtuu kuvan pienen osan aikana, häiritä tahdistus- ja AGC-piirejä. Jäämävääristysvaikutus voidaan poistaa yläpäässä tukahduttamalla vääristyssignaali ainakin kuvion 3C näyttämän yhdeksän viivan intervallin aikana.

Kuvio 4 näyttää vääristyssignaalin osituskäyrän, joka signaali on sopivasti tukahdutettu pystyintervallin osan aikana. Huomatkaa, että tukahdutus vaikuttaa asteittain ja se poistetaan asteittain ja sitä käytetään vain pystyintervallin osan aikana, vaikka joissakin sovellutuksissa sitä voisi käyttää koko jakson aikana. Käyttö tapahtuu mieluiten vain pystyintervallin sen osan aikana, jolloin tapahtuu tasaussysäysten ja pystysuorien tahdistussysäysten lähetys.

Keksintöä ei pidä rajoittaa johonkin määrättyyn taajuuteen tai siniaaltosignaalin kytkentävälineeseen. Parhaana pidetään, että vääristyssignaali kytketään moniosaiseen televisiosignaaliin keskusasemassa, kun signaali kulkee ulos kaapelissa.

Vaikka edellä on esitelty ja näytetty keksinnön parhaana pidetty muoto, on selvää, että siihen voi tehdä monia muunnoksia, vaihtoja muutoksia.

Claims (9)

1. Menetelmä kuvakantoaaltosignaalista ja äänikantoaalto-signaalista koostuvan televisiosignaalin koodaamiseksi, joka signaali peitetään koodaussiniaallolla, jonka taajuus on oleellisesti vakio, tunnettu siitä, että äänikantoaaltosignaaliin vaikutetaan koodaussiniaallon suuremmalla amplitadilla kuin kuvakanto-aaltosignaaliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mene:elmä, tunnet-t u siitä, että koodaussiniaalto tukahdutetaan ainakin televisio-signaalin pystyaikavälin osan aikana.

3. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaan koodatun televisiosignaalin tulkitsemiseksi käyttämällä vastaanotetusta yhdistetystä televisiosignaalista johdettua sinisignaalia, tunnettu siitä, että sinisignaali johdetaan vastaanotetun yhdistetyn televisiosignaalin äänisignaalista.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että johdettu sinisignaali vahvistetaan ennen käyttöä yhdistettyyn televisiosignaaliin.

5. Laite patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että koodatun televisio- signaalin vastaanottavaan suurtaajuusvahvistimeen (28) vaikutetaan siniaaltotulkintasignaalilla, joka johdetaan vahvistimen (28) ulostulossa siniaaltojäännöksen kanssa heilahtelevasta tulkitusta televisiosignaalista .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että suurtaajuusvahvistimen (28) ulostuloon on suodattimen (42) kautta liitetty ilmaisin (48) siniaaltojäännöksen toteamiseksi ja että ilmaisimen (48) ja suurtaajuusvahvistimen (28) ohjaus-sisääntulon väliin on sovitettu vahvistin (52).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laite reagoi äänikantoaaltosignaalin koodaukseen.

7 67769

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että suurtaajuusvahvistimessa on kaksi vahvistin-astetta (28,34), joiden välissä on kaistanpäästösuodatin (32) kaikkien muiden paitsi yhden televisiokanavan tukahduttamiseksi. 67769

9. Laite patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että siinä on välitaajuus-modulaattori, johon kuvakantoaaltosignaali ja äänikantoaaltosig-naali syötetään ja joka antaa videovälitaajuussignaalin ja ääni-välitaajuussignaalin, jotka molemmat syötetään ohjattavaan vahvistimeen (114, 118), että siinä on siniaaltokoodausgeneraattori, joka moduloi äänivälitaajuussignaalin vahvistinta (118) voimakkaammin kuin videovälitaajuussignaalin vahvistinta (114) ja että vahvistettu välitaajuussignaali ja äänivälitaajuussignaali johdetaan yhteen sekoittimessa (120). 9 67769