FI68333C - Foer frekvensmodulerade signaler avsedd demodulator med feldetektion - Google Patents

Description

(VSSF^I Γβΐ m.KUULUTUSJULKAISU

•SH® 1¾ <11t UTLAGGNINGSSKRIFT oo 0OO

• ® (45\ Patentti ayönnetty 12 08 1985 * Patent oeddelat (51) Ky.lk.4/1nt.CI.4 H 03 D 3/2*4, H 0*4 N 5/76 SUOMI FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansdkning 792978 (22) Hakemispilvä — Ansöknlngsdag 25 · 09.79 (23) AlkupUvk — Glltlghetsdag 25.09.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 03.0*4.80

Patentti- ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksipanon ja kuui.julkaisun pvm. — 30.0*4,85

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd oeh utl.skriften publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prioritet 02.10.78 USA(US) 9*48013 (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, New York 10022, USA(US) (72) Todd J. Christopher, Indianapolis, Indiana,

Tsan Hsun Lin, Vienna, Virginia, USA(US) (7*4) Oy Kolster Ab (5*4) Häiriö! Imaisulla varustettu taajuusmoduloitujen viestien ilmaisin -För frekvensmodulerade signaler avsedd demodulator med feldetektion Tämän kexsinnön kohteena on häiriönilmaisulaite, joka soveltuu käytettäväksi taajuusmoduloitua (TM-) kantoaaltoa käyttävien videolevyjen toistossa.

US-patentissa n:o 3 842 194 (Jon K. Clemens, 15.10.1974) on esitetty videolevyjen äänitys- ja toistojärjestelmä, jossa videolevyn pinnassa on dielektrinen kerros, tämän alla johtava kerros ja sen alla levypohja, jossa olevan spiraaliuran pohjan geometriset vaihtelut sisältävät levylle talletetun informaation. Levyn uraan tulee toistopää, "neula", jossa on eristetukeen kiinnitetty johtava elektrodi. Toistoelektrodi muodostaa yhdessä levyn päällysteiden kanssa kapasitanssin, joka vaihtelee levyn pyöriessä, koska elektrodin alla kulkevan urapohjan geometria vaihtelee. Elektrodiin kytketty sopiva piiri muuttaa kapasitanssi-vaihtelut talletettua tietoa vastaaviksi sähköviesteiksi.

2 68333 Tämän kapasitiivisen videojärjestelmän edullisessa muodossa talletettava informaatio on videoviesteillä moduloitu kantoaalto, ja levyllä se esiintyy tiettyjen maksimi- ja minisy-vyyksien välillä vaihtelevina urapohjan syvyysmuutoksina. Tätä TM-kantoaaltoa käyttävässä talletusmuodossa on toistolaitteessa käytettävä TM-ilmaisinlaitetta.

US-patentin n:o H 038 686 (Alfred L. Baker, 26.6.1977) mukaisesti toistolaitteen TM-ilmaisin voidaan toteuttaa nollan-leikkausilmaisimellä ja sen ohjaamalla monostabiililla multi-vibraattorilla, joilla saadaan tuloviestin jokaista nollatason leikkausta vastaava vakiolevyinen ja -amplitudinen lähtöpulssi. Lähtöpulssit tuodaan alipäästösuotimeen, jonka päästökaista vastaa olennaisesti levylle talletetun videoviestin kaistanleveyttä.

Käytettäessä ylläkuvatun tyyppistä videolevyjen toisto-laitetta on havaittavissa tietty ongelma (ellei sopivaa kompensaatiota ole järjestetty): varsinaisen kuvainformaation syrjäyttää häiriö, joka esiintyy valkoisina ja/tai mustina laikkuina tai juovina. Nämä kuvahäiriöt vaihtelevat pituutensa, paksuutensa ja esiintymistiheytensä suhteen. Vaikka nämä häiriöt eivät tuhoa kuyainformaatiota kokonaan, niiden ajoittainen esiintyminen häiritsee katsojaa melkoisesti. Tämä keksintö koskee laitetta, joka havaitsee tällaisten kuvahäiriöiden alkamisen, jolloin voidaan käynnistää nämä häiritsevät tekijät poistava tai niitä merkittävästi vähentävä laitteisto.

US-patentin n:o 4 001 496 (Jon K. Clemens ym, 4.1.1977) mukaan häiritsevät kuvalaikut ja -juovat voivat johtua useista eri syistä. Jotkut näistä syistä liittyvät itse levyn vikoihin, jotka syntyvät levyn valmistuksen eri vaiheissa. Muita syitä voivat olla tiettyä levyä toistettaessa esiintyvät olosuhteet: neula voi esim. kohdata ern.tyyppisiä epäpuhtauksia, jotka muuttuvat levyn eri toistokertoina. Muita syitä voivat olla levyn aikaisemmat käyttötavat: levyssä voi olla naarmuja, koloja tai kuhmuja, tai levyn pinta on saattanut muuttua esim. sormenjälkien vuoksi. Lukematon joukko syitä voi siis vaikuttaa tällaisten edeltä ennustamattomien häiriöiden syntyyn, ja häiriöt vaihtelevat eri levyjen, toistokertojen, uran kohtien jne. välillä.

Em. Clemensin ym. patentissa todetaan, että häiriöt esiintyvät toistetun viestin nollatason leikkauskohtien esiinty 3 68333 misen satunnaisina muutoksina (leikkauskohtia on liikaa tai liian vähän). Ylimääräiset tai puuttuvat nollatason leikkaus-kohdat ilmenevät äkillisinä taajuusmuutoksina, jotka lähestyvät talletetun viestin taajuusalueen rajoja ja tavallisesti ylittävät ne. Tämä ilmenee TM-ilmaisinsuotimen lähdössä äärimmäisen valkeana tai mustana tasona. Koska suotimen taajuusvaste lisäksi on rajoitettu, satunnaiset siirtymät (ja niitä seuraava normaalitilaan paluu) venyvät kestoltaan tulevassa TM-viestissä esiintyviä pitemmiksi. Suotimen reaktiivisiin komponentteihin liittyvät ylitysvärähtelyt pidentävät lisäksi ainakin lyhyeksi aikaa satunnaista tuloviestin häiriötä.

Em. Clemensin ym. patentissa käytetään häiriöilmaisuun monilla tavoin hyvin perusteltua ratkaisua: 1) toivottava viesti-informaatio siirtää toistolaitteen TM-ilmaisimeen tulevan TM-viestin hetkellistä kantoaaltotaajuutta ainoastaan tiettyjen kiinteiden rajojen sisällä (esim. talletuksessa käytetyn poikkeama-alueen sisällä), jolloin näiden rajojen ulkopuolisille taajuuksille tapahtuvat siirtymät eivät johdu toivottavasta viesti-informaatiosta vaan satunnaisista viesti- tai toistohäiriöistä, 2) kaikki tässä käsitellyn tyyppiset, havaittavissa olevat ja häiritsevät kuvahäiriöt johtuvat olennaisesti tuloviestin häiriöistä, jotka siirtävät kantoaaltotaajuuden hetkellisesti tunnettujen poikkeamanajojen ulkopuolelle.

Clemensin ym. patentin ratkaisussa toistolaitteen TM-il-maisimeen kytketty ensimmäinen laite synnyttää lähtöpulssin, kun toistetun viestin hetkellinen taajuus ylittää halutun poikkeama-alueen ylärajan yläpuolella sijaitsevan ensimmäisen kynnystaa-juuden, ja TM-ilmaisimeen kytketty toinen laite muodostaa lähtö-pulssin, kun toistetun viestin taajuus laskee halutun poikkeama-alueen alarajan alapuolella olevan toisen kvnnystaajuuden alle. Lähtöpulssit summataan summaimessa viestiksi, joka ilmaisee ne ajanjaksot joiden aikana esiintyy em. kuvahäiriöitä vaiheuttavia tuloviestihäiriöitä. Häiriönilmaisuviestillä ohjataan toisto-laitteen kytkeytymistä normaalista toimintatilasta häiriönkom-pensointitilaan. Tässä viimemainitussa tilassa käytetään viivästettyä viestiä, joka sisältää kuvan edellisen juovan informaatiota, muodostamaan toistolaitteen lähtöviesti TM-ilmaisimen sen- 4 68333 hetkisen videoviestilähdön asemesta. Peräkkäisten kavajuovien sisältämän informaation yleisen ylimäärän vuoksi edellisen juovan informaation käyttäminen peittää näiriötä ja tekee sen katselijalle suhteellisen huomaamattomaksi. Koska kuitenkin toisto-laitteen TM-ilmaisimen videoviestin lähtösuotimen kaistanleveys on rajoitettu, viestihäir.iön voidaan odottaa kestävän tämän suotimen lähdössä pitempään kuin mitä varsinainen viesti-häiriö kestää. Tämän viivevaikutuksen vuoksi em. Clemensin ym. patentin mukaiseen toistolaitteen toimintatilan vaihtolaitteeseen liittyy laite, joka sopivasti "venyttää" häiriönilmaisu-pulssien vaikutusta siten, että korvaava toimintamuoto säilyy niin kauan, että TM-ilmaisinsuotimen lähdössä oleva viesti on olennaisesti häiriötön.

Clemensin ym. patentin mukaan menetelmä, jolla tunnistetaan tuloviestin taajuuden poikkeamat em. kynnystaajuusrajoista, perustuu toistclaitteen TM-ilmaisimen lähdössä olevan videoviestin hetkellisen tason vertailuun maksimi- ja minimitasoihin, jotka liittyvät läheisesti niihin hetkellisiin videoviestitasoihin, jotka TM-ilmaisin synnyttää lähtöönsä vasteena poikkeama-alueen rajojen taajuisille tuloviesteille. Tasovertailupiireihin ei tuoda kuvan näyttöön käytettyä normaalisti suodatettua TM-ilmaisimen videoviestiä vaan viesti, joka muodostetaan häiriön-ilmaisusuotimessa, jonka muodostaa alipäästösuodin, jonka leikkaustaajuus on selvästi korkeimman levylle talletetun video-viestitaajuuden yläpuolella. Tasovertaiiun tarkkuutta silmälläpitäen tasovertailupiirien tuloviestin sisältää talletetun video-viestin tasakomponentin.

Häiriönilmaisusuotimen lähtöjännitteen nousu korkean vertailukynnystason yläpuolella olevalle tasolle synnyttää ver-tailupiirin lähtöön häiriönilmaisupulssin; jos TM-järjestelmän videoviestien muuttuminen "valkeaan" suuntaan aiheuttaa kantoaaltotaajuuden kasvamisen, tämä vertailupiirin lähtöviesti ilmaisee, että toistettuun kuvaan on tulossa "valkoinen" häiriö. Vastaava "mustan" häiriön ilmaisupulssi saadaan matalan taajuustason vertailupiiristä, kun häiriönilmaisusuotimen lähtötaso siirtyy matalan vertailukynnystason alapuolelle. Häiriönilmaisusuo-timen laajakaistavaste auttaa vertailupiirejä antamaan aikaisessa vaiheessa ilmoituksen tulevasta häiriöstä.

68333 5

Edelläkuvatun tyyppiset hä.iriönilmaisimet perustuvat TM-ilmaisimessa tapahtuvaan nollatason leikkauksien analysointiin, jonka perusteella määritetään häiriön esiintyminen. Näissä häi-riönilmaisimen aikaisemmissa muodoissa on periaatteessa joko kaksikanavainen pulssidiskriminaattori, jonka toinen kanava määrittää liian pitkän pulssivälin esiintymisen (vastaa mustaa häiriötä) ja toinen liian lyhyen (vastaa valkeata häiriötä) pulssi-välin esiintymisen (Bakerin patentti), tai sitten niissä on yksi pulssilaskuri sekä erillinen keskimääräistävä suodin ja kaksi jännitekynnysvertailuastetta (Clemensin patentti). Vaikka nämä häirionilmaisimet ovatkin aivan käyttökelpoisia, ne ovat rakenteeltaan monimutkaisia sikäli, että niissä tarvitaan kaksi ajoi-tuskanavaa taikka lisäsuodin ja kynnysvertailupiirit. Lisäksi näitä ilmaisimia on vaikea toteuttaa integroidulle piirille tarkoitukseen vaadittavalla tarkkuudella.

Tämä keksintö koskee järjestelmää, joka ilmaisee toistetussa TM-viestissä olevat häiriöt eli havaitsee toistetun viestin hetkellisen taajuuden (taikka vastaavasti vaihemuutoksen nopeuden) poikkeamiset odotetusta taajuuspoikkeama-alueesta; järjestelmä on helppo toteuttaa integroidulle piirille, mutta se tunnistaa kuitenkin nopeasti ne hetket, jolloin on syytä käynnistää kompensointi.

Tämä keksintö koskee tarkemmin ilmaistuna laitetta, jota käytetään kantoaaltolähteen sisältävässä viestinmuuntojärjestel-mässä, jonka kantoaaltojen hetkellinen taajuus vaihtelee tietyllä poikkeama-alueella ja jonka ko. lähteessä esiintyy satunnaisia toimintahäiriöitä, joiden aikana kantoaaltojen hetkellinen taajuus näyttää poikkeavan tältä poikkeama-alueelta, jolloin laitteessa on vaiheilmaisimen ja jänniteohjatun oskillaattorin sisältävä vaihelukittu silmukka, jonka vaiheilmaisin ottaa vastaan kantoaaltoja vastaavat ensimmäiset viestit sekä oskillaattorin lähtö-viestit ja muodostaa niiden perusteella näiden tuloviestien välisestä vaihe-erosta riippuvia lähtöviestejä, ja jonka oskillaattori ottaa vastaan vaiheilmaisimen lähtöviestit ja muuttaa niiden perusteella lähtöviestiensä Laajuutta sellaiseen suuntaan, että ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välillä säilyy tietyllä alueella oleva vaihe-ero. Esillä olevalle keksin- 6 68333 nolle on tunnusomaista se, että se sisältää häiriönilmaisulait-teen, joka muodostaa häiriönilmaisuviestin, kun ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välinen vaihe-ero poikkeaa tietyltä alueelta toimintahäiriöiden esiintymistä vastaavasti. ja joka muodostaa vertailutasoisen viestin, kun ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välinen vaihe-ero on kyseisellä alueella.

Tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti vaiheilmaisimen lähtöviesti tuodaan lisäksi alipäästösuotimeen, jonka muodostama kantoaaltoihin liittyvä viesti tuodaan käyttölaitteeseen. Viestin kulkutie alipäästösuotimen ja käyttölaitteen välillä voidaan katkaista häiriönilmaisuviestin perusteella.

Piirroksissa kuvio 1 esittää lohkokaavion muodossa tämän keksinnön periaatteita käyttävän häiriönilmaisujärjestelmän sisältävän video-levyjen toistolaitteen virtapiirin osaa, kuvio 2 esittää lohkokaavion muodossa kuvion 1 vaihelukittua silmukkaa ja häiriönilmaisinta, kuvioiden 3a - 3h aaltomuodot kuvaavat kuvion 2 häiriön-ilmaisimen toimintaa tulotaajuuden laskiessa tietyn alueen alapuolelle, ja kuvioiden 4a - Uh aaltomuodot kuvaavat kuvion 2 häiriön-ilmaisimen toimintaa tulotaajuuden noustessa tietyn alueen yläpuolelle .

Kuvion 1 esittämässä videolevyjen toistolaitteessa talletettu viesti toistetaan levyä "soitettaessa" toistopiireillä 10. Videolevyn toistojärjestelmä voi olla esim. edellä käsiteltyä ka-pasitiivista tyyppiä, ja toistopiirit voivat olla esim. US-paten-tin 3,872,240 (D.J. Carlson ym, 18.3.1S75) mukaiset. Informaatio on talletettu toistettavalle levylle sellaisessa muodossa, että toistetussa viestissä on taajuusmoduloitu kuvakantoaalto, jonka hetkellinen taajuus vaihtelee kiinteällä poikkeama-alueella (esim.

3,9...6,9 MHz) tämän alapuolella sijaitsevalla taajuuskaistalla (esim. 0...3 MHz) olevan yhdistetyn videoviestin mukaan ja joka esittää toistettavia värikuvia.

Kaistanpäästösuodin 12, jonka oäästökaista sisältää kuva-kantoaallon poikkeutusalueen ja sen asiaankuuluvat sivukaistat, päästää selektiivisesti lävitseen taajuusmoduloidun kuvakanto-aaltoviestin rajoittimeen 14 (joka tavanomaisella tavalla poistaa tl 68333 7 tulevasta TM-yiestistä virheellisen amplitudimoduloinnin tai vähentää sitä). Rajoittimen lähtöviesti tuodaan vaihelukittuun silmukkaan 16. jonka muodostavat vaiheilmaisin 18, alipäästösuo-din 20 ja jänniteohjattu oskillaattori 22.

Vaiheilmaisin 18 vertaa rajoittimesta 14 tulevan viestin vaihetta oskillaattorista 22 tulevan viestin vaiheeseen ja muodostaa suotimeen 20 menevän lähtöviestin. Vaiheilmaisimen lähtöviesti tuodaan suotimen 20 kautta jänniteohjattuun oskillaattoriin 22, jonka taajuutta se muuttaa siten, että vaihe-ilmaisimeen 18 tuotujen viestien välinen vaihe-ero pysyy tietyllä arvoalueella eli stabiililla toiminta-alueella.

Kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan, oskillaattorin 22 vaihe on ensiksi 90° vaihe-erossa rajoittimesta 14 tulevan viestin vaiheeseen nähden. Vaihelukittu silmukka 16 on järjestetty siten, että silmukka on vakaa, siis lukittu, kun vaiheilmaisimeen tuotujen viestien vaihe-ero on alueella alkuperäinen asetustaajuus - 90°, joten stabiili alue on siis 0-180 astetta alkuasetuksen ollessa 90 astetta. Kun vaihe-ero on alueella 180° - 360°, silmukka ei ole lukossa ja oskillaattoriin tuleva viesti saa oskillaattorin taajuuden muuttumaan siten, että se palaa vaihe-eroalueelle 0° - 180°.

Suotimen 20 viestit tuodaan alipäästösuotimeen 24.

Suotimen 24 päästökaista vastaa olennaisesti levylle talletetun yideoviesti-informaation taajuuskaistaa (esim. 0-3 MHz).

Rajoittimen 14, vaihelukitussilmukan 16 ja alipäästö-suotimen 24 muodostama piiri toimii TM-ilmaisimena, jonka lähtö-viesti tulee suotimen 24 lähtöön tulevan TM-viestin modulointia vastaavana yhdistettynä videoviestinä. Levyltä toistettava videoinformaatio voi olla esim. US-patentin n:o 3872 498 (Dalton H. Pritchax'd, 18.3.1975) mukaisessa "haudatun 1. tukahdutetun" apukantoaallon mukaisesti koodatussa muodossa.

Suotimen 24 lähtöviesti tuodaan elektronisen häiriökyt-kimen 26 "normaaliviestituloon" N. Kytkin 26 (1) kytkee kytkimen 26 lähtöön 0 joko tulon N viestin tai (2) "korvaustulon" S viestin. "Normaalin" ja "korvaavan" tilan välinen vaihtokytkentä saadaan aikaan ohjaustuloon C seuraavassa kuvattavasta laitteesta tuotavilla ohjausviesteillä.

8 68333

Normaaleissa toimintaolosuhteissa kytkin 26 kytkee tulon N videoviestit lähtöön 0 edelleen vietäviksi viestinkäsittelypii-reihin 28, joissa ne muokataan TV-vastaanottimelle 30 sopivaan muotoon.

Vastaanotin 30 näyttää talletettua informaatiota vastaavat kuvat. Kuten edellä on jo mainittu, levyä toistettaessa saattaa tulevassa TM-viestissä esiintyä satunnaisin välein häiriöitä, jotka aiheuttaisivat em. mustan tai valkoisen juovan tai laikan tyyppisiä häiriöitä vastaanottimen 30 kuvaan, jos vastaanotinta 30 ohjattaisiin edelleen tulon N viestin perusteella. Tällaisten häiriöiden välttämiseksi kuvion 1 esittämässä toistolaittees-sa on tämän keksinnön periaatteiden mukainen häiriönilmaisinlai-te sekä häiriönkompenscintilaite. Kompensointilaitteessa käytetään: (1) kytkimen 26 tuloon S tuotavia, viime-elimessä 32 viivästettyjä viestejä; (2) häiriönilmaisintä 34, joka muodostaa häiriön-ilmaisuviestin, kun toistetun kantoaallon annettu poikkeama-alue ylitetään; ja (3) kytkimen ohjausviestin generaattoria 36, joka muodostaa häiriönilmaisuviestin perusteella kytkimen 26 tuloon C tuotavan ohjausviestin kytkimen tilan ohjaamista varten. Kuvion 1 suoritusmuodossa käyttökelpoinen kytkinohjausviestien generaattori on esitetty US-patentissa n:o 3 909 518 (Alfred L. Baker, 30.9.1975).

Viive-elin 32 voidaan toteuttaa tyypillisesti CCD-viive-linjalla tai lasiviiveiinjalla, jonka aiheuttama viestiviive vastaa videoviestin näyttöjärjestelmän juovapyyhkäisytaajuuden yhtä jaksoa. Korvaava viivästetty viesti tulee kytkimen 26 lähtöön 0 häiriön kestoajaksi tuloon C tulevan viestin perusteella. Kun häiriö päättyy, tulon C viesti saa lähdön 0 kytkeytymään tuloon N, jolloin palataan normaaliin toimintaan.

Häiriönilmaisinta 34 ohjataan rajoittimen 14 ja oskillaattorin 22 viesteillä. Ilmaisin 34 analysoi siihen tuotujen viestien väliset vaihesuhteet. Tuloviestien vaihe-ero on ensin 90°. Ilmaisin 34 tuo generaattoriin 36 kiinteän vertailutasoisen viestin aina kun sen tuloviestien vaihe-ero on alkuperäinen vaihe-ero - 90°. Toisin sanoen vaihe-eroalueella 0 - 180° ilmaisin 34 antaa yakiotasoisen viestin ( ,sim. 5 V).

68333 9

Kun ilmaisimen 34 tuloviestien vaihe-ero on vakaan alueen ulkopuolella eli alueella 180 - 360°, ilmaisin 34 antaa häiriön-ilmaisuviestin pulssina, jonka kestoaika ulottuu vaihe-eron vakaalta alueelta tapahtuvan siirtymisen alkamishetkestä sille palaamiseen asti.

Voidaan nähdä, että häiriönilmaisupulssi esiintyy toistettujen kantoaaltojen ja jänniteohjatusta oskillaattorista tulevien viestien tietyllä vaihe-erolla. Rajoittimen 14 lähtöviesti saa vaihe-eron poikkeamaan vakaalta alueelta, kun TM-kantoaallossa esiintyy merkittävän nopea poikkeaminen annetulta poikkeama-alueelta. Alipäästösuodin 20 aiheuttaa silmukkavasteeseen tiettyä hitautta. Vaikka oskillaattoria siis yleisesti ohjataan rajoitinyiestin perusteella, seuranta tapahtuu hitaammin kuin häiriöiden aiheuttamien rajoittimen lähtöviestin muutokset.

Alipäästösuotimen 24 kaistanleveys aiheuttaa suotimen 24 läpi kulkevaan viestiin viivettä. Tyypillisesti tämä viive on 200 - 400 ns. Tämä riittää häiriön havaitsemiseen ilmaisimessa 34, kytkimen ohjausviestin muodostamiseen generaattorissa 36 sekä kytkeytymisen normaalitilasta korvaavaan tilaan kytkimessä 26 ennen kuin viestihäiriö ehtii kytkimen 26 tuloon N.

Kuvion 1 esittämä järjestely muodostaa siten TM-ilmaisimen, johon liittyy viestihäiriöiden ilmaisu sekä näiden häiriöiden kompensointi. Häiriönilmaisupulssi syntyy, kun ilmaisimeen 34 tulevien viestien vaihe-eroon tulee yksi jakso lisää tai siitä vähentyy yksi jakso. Em. tyyppisissä oollatason leikkausta käyttävissä TM-ilmaisimissa tapahtuu häiriönilmaisu, kun yksi leikkaus-pulssi on pois paikaltaan.

Tässä keksinnössä oskillaattori 22 pysyy lukittuneena niin kauan kuin rajoittimen 14 lähtöviestin ja oskillaattorin lähtöviestin välinen vaihe-ero on alueella alkuperäinen vaihe-ero 90° + 90°. Jos vaiheilmaisin 18 havaitsee yli +90° poikkeaman alkuperäisestä 90 asteesta, oskillaattori siirtyy uuteen vakaaseen tilaan hyvin todennäköisesti lisäämällä vähintään yhden jakson. Jos havaittu vaihe-ero on alle -90° pienempi kuin alkuperäinen 90°, oskillaattori palaa hyvin todennäköisesti vakaalle alueelle ohittamalla yhden kokonaisen jakson. Tällainen jakson 10 68333 lisäys tai poisjättäminen tulkitaan häiriöksi, ja häiriönilmai-sin havaitsee sen ja antaa sitä vastaavan häiriönilmaisu-pulss in.

Kuviossa 2 on aikaisemmin mainittuja komponentteja merkitty entisillä viitenumeroilla. Rajoitin 14 rajoittaa siihen tulevan TM-viestin -amplitudimuutoksia siten, että rajoittimen lähtö-viestit ovat olennaisesti pulssijonoviestejä, joiden pulssilevey-det määräytyvät tuloviestin taajuuden perusteella. Kun tulevan TM-viestin taajuus laskee, rajoittimen lähtöpulssien leveys kasvaa. Kun TM-viestin taajuus kasvaa, lähtöpulssien leveys pienenee. TM-viestin haluttu poikkeama-alue voidaan täten muuntaa rajoittimen lähtöpulssien leveysalueeksi.

Kuvion 2 suoritusmuodossa rajoitin 14 muodostaa kaksi komplementaarista lähtöpulssiviestiä tulevan TM-viestin perusteella. Rajoittimen lähtöviesti 2 on muuten lähtöviestin 1 kaltainen, paitsi että viesti 2 on 180 asteen vaihe-erossa viestiin 1 nähden. Tämä on esitetty kuvioissa 3b ja 3e sekä kuvioissa 4b ja 4e.

Jänniteohjattu oskillaattori 22 muodostaa vastaavasti ensimmäisen ja toisen lähtöpulssiviestin, jotka ovat muuten samanlaiset, paitsi että ne ovat 180 asteen vaihe-erossa. Oskillaattoriin 22 on kytketty säätökondensaattori 40, jolla oskillaattorin alkutaajuus asetetaan sellaiseksi, että vaihe-eroksi tulee aluksi 90°. Oskillaattorin tyypillisiä lähtöaaltomuotoja on esitetty kuvioissa 3a ja 3d sekä 4a ja 4d.

Rajoittimen 14 ensimmäinen ja toinen lähtöviesti sekä oskillaattorin ensimmäinen ja toinen lähtöviesti tuodaan vaihe-ilmaisimeen 18. Ilmaisin 18 käsittelee nämä viestit eksklusiivisen TAI-EI-portin tapaan. Ilmaisin 18 siis vertaa esim. oksillaattorin viestiä 1 rajoittimen viestiin 1, jolloin sen lähtö on ylhäällä näiden viestien ollessa samat (molemmat ylhäällä tai alhaalla) ja alhaalla viestien ollessa erilaiset (toinen ylhäällä, toinen alhaalla). Ilmaisimesta 18 saadaan myös toinen vaiheilmaisuviesti, joka on 180 asteen vaihe-erossa ensimmäiseen nähden. Oskillaattorin viestin 1 ja rajoittimen viesti’ I vertailusta syntyvä ilmaisimen lähtöviesti on esitetty kuvioissa 3c ja 4c. Ilmaisimen 18 lähtöviesti tuodaan alipäästösuotimeen 20 (vaihelukitun 68333 11 silmukan suodin). Suotimen 20 päästökaista on suhteellisen leveä, esim. 0-6 MHz, verrattuna ilmaisinjärjestelmän suoti-meen. Jolla se on esim. 0-3 MHz. Suotimen 20 iähtöviestit tuodaan oskillaattoriin 22 ja suotimeen 24. Suotimen 24 Iähtöviestit, jotka nyt edustavat ilmaistua TM-viestiä, joka sisältää video-levylle talletetun informaation, tuodaan kytkimeen 26.

Oskillaattoria 22 ohjataan silmukkasuotimesta 20 tulevilla viesteillä siten, että oskillaattorin Iähtöviestit seuraavat tu-loviestien taajuusmuutoksia. Suotimen 20 ansiosta seuranta tapahtuu suhteellisen hitaasti verrattuna rajoittimen lähtöviestien taajuuteen. Oskillaattorin 22 viestit on esitetty kuvioissa 3 ja 4 suhteellisen vakiotaajuisina, etteivät aaltomuotokaaviot tulisi turhan monimutkaisiksi.

Aluksi oskillaattorin ensimmäinen lähtöviesti on 90 asteen vaihe-erossa rajoittimen ensimmäiseen lähtöviestiin, ja oskillaattorin toinen lähtöviesti on samoin 90 asteen vaihe-erossa rajoittimen toiseen lähtöviestiin (kuviot 3a ja 3b sekä 4a ja 4b).

Oskillaattorin viesti 1 ja rajoittimen viesti 1 tuodaan häiriöilmaisimen 34 ensimmäiseen lukituspiiriin 42. Viestit 2 tuodaan vastaavasti toiseen lukituspiiriin 44. Piirit 42 ja 44 ottavat näytteitä rajoitinviestin tasosta oskillaattorin viestin positiivissuuntaisilla siirtymillä ja pitävät sitten ko. tason oskillaattoriviestin seuraavalla positiivisuuntaisella siirrolla otettavaan seuraavaan näytteeseen asti. Piirit 42 ja 44 ovat tyypillisessä tapauksessa D-tyypin kiikkuja, joita kutsutaan yleisesti lukkopiireiksi. Piirin 42 lähtöviesti on esitetty kuvioissa 3f ja 4f ja piirin 44 lähtöviesti kuvioissa 3g ja 4g.

Piirien 42 ja 44 Iähtöviestit yhdistetään TAI-portis-sa 46. Portin 46 lähtö on ylhäällä, kun jompikumpi tai molemmat tuloviestit ovat ylhäällä. Kun molemmat tuloviestit ovat alhaalla, portin lähtö on alhaalla. Portin 46 tyypillisiä lähtöaaltomuotoja on esitetty kuvioissa 3h ja 4h. Portin 46 lähtöviesti tuodaan tasomuuntajaan 48, jossa pulssin jännitetaso säädetään kytkimen ohjausgeneraattorille 36 sopivaksi.

Kuviossa 3 on esitetty tilanne, jossa rajoittimen viestin 1 taajuus on laskenut halutun taajuuspoikkeama-alueen alapuolelle ja siinä on vähemmän pulsseja kuin mitä halutulle poikkeama- 12 68333 alueelle odotetaan. Oskillaattorin viestit 1 ja 2 on jälleen esitetty vakiotaajuisina myös lukitsemattomassa tilassa eli silloin kun vaiheilmaisin 18 ei enää tuo 50 % pulssisuhde oskillaattoriin 22. Järjestelmän parametreistä riippuen oskillaattori 22 alkaa heilahdella jonakin hetkenä lukitsemattoman tilan alkuhetken jälkeen.

Kuvion 3f lukitusviesti 1 muodostetaan ottamalla näytteitä rajoittimen viestistä 1 oskillaattorin viestin 1 positiivis-suuntaisilla siirtymillä ja pitämällä sitten yllä tämä näytetaso oskillaattorin viestin seuraavaan positiivissuuntaiseen siirtymään asti. Koska lukitsimen 42 näytteenotto tapahtuu kerran oskillaattorin jaksoa kohti, lukitsin 42 ei välittömästi havaitse lukitsematonta tilaa. Esitetyssä esimerkissä oskillaattorin viestin .1 ensimmäinen positiivissuuntainen siirtymä tapahtuu 270 astetta lukitsemattoman tilan alkamishetken, jälkeen.

Lukitsin 44 ottaa näytteitä rajoittimen viestistä 2 oskillaattorin viestin 2 positiivissuuntaisilla siirtymillä.

Kuvion 3 esimerkissä lukitusviestin 2 ensimmäinen reagointi tapahtuu noin 90 astetta lukitsemattoman tilan alkamishetken jälkeen. Koska oskillaattorin kaksi viestiä ovat 180 asteen vaihe-erossa ja koska ne ovat alunperin 90 asteen vaihe-erossa rajoittimen viesteihin 1 ja 2, oskillaattorin viestin ja rajoittimen viestin välillä on vaihe-eroalue alkuperäinen 90 asteen taajuus - 90 astetta, eli 180 asteen alue, jolla luxituspiirit eivät muodosta lähtöviest.iä. Halutun taajuuspoikkeama-alueen alapään ohi tapahtuvilla poikkeamilla on siis oskillaattorin viestin ja rajoittimen viestin välinen vaihe-eroalue, joka muodostaa vakaan tilan, jolloin häiriönilmaisupulssia ei synny.

Kun lukitsematon tila poistuu eli kun tuleva TH-viesti on halutulla poikkeama-alueella, lukitsimen 42 positiivissuuntai-sella siirtymällä ottama näyte saa lukitusviestin 1 siirtymään alas (kuviot 3a, 3b ja 3f), mutta lukitsimen 44 positiivinen näyte tulee 180 astetta myöhemmin ja palauttaa lukitusviestin 2 alas (kuviot 3d, 3e ja 3g).

Häiriöviesti (kuvio 3h) kattaa ensimmäisestä ylhäällä olevasta lukitusviestistä viimeiseen alas menevään lukitusvies-tiin ulottuvan ajanjakson. Häiriöviesti ei siis välttämättä esiinny samanaikaisesti lukitsemattoman tilan kanssa. Häiriö-

II

68333 13 pulssia voidaan lisäksi käsitellä kytkimen ohjausgeneraattorissa pulssin venytysmenetelmillä siten, että viivytetty viesti voi alkaa ennen kuin häiriö saapuu kytkimen 26 tuloon ja voi jatkua vielä kun kaikki häiriön jäännökset ovat loppuneet.

Kuvio 4 esittää TM-ilmaisimen ja häiriönilmaisimen aaltomuotoja, Kun toistetussa viestissä on taajuuksia, jotka nousevat halutun poikkeama-alueen yläpuolelle. Tällöin raioittimen lähtö-viestissä 1 on enemmän pulsseja kuin mitä odotetaan halutulle poikkeama-alueelle.

Oskillaattorin viestejä ei selvyyden vuoksi nytkään ole esitetty muuttuvina lukitsemattomassa tilassa. On kuitenkin ymmärrettävä, että jonain hetkenä oskillaattori muuttaa taajuuttaan vaiheilmaisimer. viestin perusteella, kunnes sen ja vastaavan rajoitinviestin välillä jälleen on 30 asteen vaihe-ero.

Lukituspiirit 42 ja 44 muodostavat edellä esitetyllä tavalla kuvioiden 4f ja 4g mukaiset viestit. Nämä yhdistetään TAI-portissa 46 kuvion 4b häiriönilmaisupulssin muodostamiseksi.

Tässä kuvattu järjestelmä toimii kokonaisuutena siten, että kun tuloviestin taajuus on liian suuri tai liian pieni eli halutun taajuuspoikkeama-alueen ulkopuolella, oskillaattorin lähtöviestin (esim. lähtöviestin 1) ja tuloviestin (esim. rajoitinviestin 1) vaihe-ero on alueen 0 - 180 astetta ulkopuolella. Kun näiden kahden viestin vaihe-ero on alueella 18C - 360 astetta, lukituspiirien (esim. piirin -2) ottamat näytteet aiheuttavat viestin, joka ilmoittaa että tulevassa viestissä on häiriö ja että on ryhdyttävä kompensointitoimenpiteisiin.

Tässä kuvattu järjestelmä on edullinen toteutttaa integroituna piirinä emitterikytketyllä logiikalla. Itse asiassa rajoitin 14, vaiheilmaisin 18, oskillaattori 22 sekä häiriönilmai-sin 34 voidaan kaikki sijoittaa samalle mikropiiripalalle, jolloin tuloksena on tehokas ja taloudellinen häiriönilmaisuila varustettu TM-ilmaisin.

Claims (6)

14 Patenttivaatimukset: 68333

1. Laite, jota käytetään kantoaaltolähteen sisältävässä viestinmuuntojärjestelmässä, jonka kantoaaltojen hetkellinen taajuus vaihtelee tietyllä poikkeama-alueella ja jonka ko. lähteessä esiintyy satunnaisia toimintahäiriöitä, joiden aikana kantoaaltojen hetkellinen taajuus näyttää poikkeavan tältä poikkeama-alueelta, jolloin laitteessa on vaiheilmaisimen (18) ja jänniteohjatun oskillaattorin (22) sisältävä vaihelukittu silmukka (16), jonka vaiheilmaisin ottaa vastaan kantoaaltoja vastaavat ensimmäiset viestit sekä oskillaattorin lähtöviestit ja muodostaa niiden perusteella näiden tuloviestien välisestä vaihe-erosta riippuvia lähtöviestejä, ja jonka oskillaattori ottaa vastaan vaiheilmaisi-men lähtöviestit ja muuttaa niiden perusteella lähtöviestiensä taajuutta sellaiseen suuntaan, että ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välillä säilyy tietyllä alueella oleva vaihe-ero, tunnettu ensimmäiset viestit ja oskillaattorin lähtöviestit vastaanottavasta häiriönilmaisulaitteesta (34), joka muodostaa häiriönilmaisuviestin, kun ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välinen vaihe-ero poikkeaa tietyltä alueelta toimintahäiriöiden esiintymistä vastaavasti, ja joka muodostaa vertailutasoisen viestin, kun ensimmäisten viestien ja oskillaattorin lähtöviestien välinen vaihe-ero on kyseisellä alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen alue on rajojen 0° ja 180° välissä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen tietty alue on välillä 90° +_ korkeintaan 90° kulma.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on rajointinlaite, joka ottaa vastaan kanto-aaltolähteen kantoaallot ja muodostaa niiden perusteella ensimmäiset viestit.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu kantoaaltolähteen kantoaallot vastaanottavasta rajoi-tinlaitteesta, joka muodostaa kantoaaltoja vastaavat ensimmäiset pulssiviestit, että vaiheilmaisin ottaa vastaan nämä ensimmäiset pulssiviestit sekä oskillaattorin lähtöviestit ja muodostaa läh- 68333 15 töpulssiviestejä, jotka riippuvat näiden tuloviestien vaihe-erosta, että häiriönilmaisulaite ottaa vastaan ensimmäiset puls-siviestit sekä oskillaattorin lähtöviestit ja muodostaa häiriön-ilmaisupulssiviestin sekä vertailutasoisen viestin, että siinä on suodinlaite, joka ottaa vastaan vaiheilmaisimen lähtöpulssi-viestejä vastaavia viestejä ja muodostaa toisen, ensimmäistä viestiä vastaavan viestin käyttölaitteelle, ja että siinä on laite, joka ottaa vastaan häiriönilmaisuviestin ja katkaisee sen perusteella suodinlaitteen ja käyttölaitteen välisen viestin kulkutien.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että häiriönilmaisulaitteessa on ensimmäisen häiriöpulssin muodostava ensimmäinen lukituspiiri (^2) ja toisen häiriöpulssin muodostava toinen lukituspiiri (H4), jotka molemmat ottavat vastaan ensimmäiset pulssiviestit sekä oskillaattorista tulevat pulssiviestit, ja summauslaite, joka summaa ensimmäiset ja toiset häiriöpulssit ja muodostaa siten häiriönilmaisupulssiviestin. 16 Patentkrav: 6 8333