ITMI950476A1

ITMI950476A1 - Procedimento e dispositivo per la generazione di un segnale televisivo modulato

Info

Publication number: ITMI950476A1
Application number: IT95MI000476A
Authority: IT
Inventors: Michele Bargauan
Original assignee: M B International S R L
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-09-10
Also published as: US5822020A; ITMI950476A0; IT1276020B1

Abstract

Procedimento e dispositivo per la generazione di un segnale televisivo modulato. Il procedimento ha la peculiarità di comprendere le fasi che consistono nel realizzare un primo ed un secondo filtraggio di un segnale video per ottenere due segnali, uno con una banda passante pari alla banda completa ed ampiezza di banda in funzione della frequenza ed un altro con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere; modulare in ampiezza il segnale con banda passante completa con una portante video, ottenendo un primo segnale; sfasare di 90° il segnale con banda laterale pari alla banda da sopprimere e modularlo con la portante video sfasata di 90° ottenendo un secondo segnale; sommare algebricamente detto primo segnale e detto secondo segnale per ottenere un terzo segnale che rappresenta il segnale televisivo con banda laterale desiderata.

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un procedimento per la generazione di un segnale televisivo modulato con caratteristiche migliorate, e un dispositivo per la realizzazione di tale procedimento.

E’ nota nella tecnica la modalità di trasmissione televisiva utilizzante due portanti, una per l'audio e una per il video.

Per quanto riguarda la parte video, il segnale video modula una portante video con modulazione positiva o negativa ed è poi sagomato con una banda laterale parzialmente soppressa. Tale tipo di modulazione è chiamata modulazione vestigiale (VSB-Vestigial Side Band) e, rispetto alla modulazione in ampiezza convenzionale, ha i vantaggi di ridurre la banda occupata senza peggiorare in modo apprezzabile la qualità dell'immagine e di richiedere potenza minore per la trasmissione dell'informazione, oltre ad una buona risposta alle basse frequenze.

Per la parte audio, il segnale audio modula la portante in frequenza. Nei vecchi trasmettitori la modulazione era effettuata amplificando la portante alla potenza massima e in seguito modulandola. Il filtraggio era eseguito ad alta potenza con l'utilizzo di filtri di potenza molto cari e ingombranti che erano molto instabili, e richiedevano quindi tarature periodiche ed avevano una grande sensibilità termica, con la necessita di speciali impianti di condizionamento.

Attualmente la parte video del segnale viene generata con tecniche analogiche. La portante video viene modulata, a frequenza intermedia (IF) dal segnale video generando un segnale a due bande laterali ed è poi filtrata per ottenere la sagomatura desiderata delle bande laterali. Il filtraggio è ottenuto con filtri analogici di tipo SAW (Surface Acoustic Wave) che richiedono di essere realizzati differentemente a seconda dello standard televisivo impiegato. Un inconveniente di questa soluzione consiste nel fatto che il segnale televisivo generato ha limitate caratteristiche di qualità, linearità, flessibilità e stabilità, conseguenti all'elaborazione di tipo analogico a cui è stato sottoposto. Un ulteriore inconveniente di questa soluzione consiste nel fatto di richiedere numerose regolazioni di livelli del bianco, del nero, dei sincronismi a di altri parametri necessari per l'amplificazione lineare di potenza. Inoltre, la generazione analogica del segnale video ha l’inconveniente di richiedere, nel caso si desideri trasmettere un segnale video digitale che rappresenta il futuro dello sviluppo televisivo, una successiva conversione da analogico a digitale, con ulteriori regolazioni. Infine, il segnale televisivo generato non ha particolari caratteristiche di qualità, linearità e stabilità .

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di realizzare un procedimento ed un dispositivo di generazione di un segnale televisivo modulato con migliori caratteristiche di qualità, linearità, flessibilità e stabilità.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento ed un dispositivo di generazione di un segnale televisivo utilizzante un'elaborazione totalmente digitale per generare il segnale video finito.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la generazione di un segnale televisivo adattabile con semplici modifiche ad ogni standard televisivo.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un procedimento ed un dispositivo per la generazione di un segnale televisivo avente caratteristiche di assoluta linearità e precisione matematica.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la generazione di un segnale televisivo utilizzante un'elaborazione mista, parte digitale e parte analogica.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento ed un dispositivo per la generazione di un segnale televisivo di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione a costi competitivi.

Questo compito nonché questi e altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un procedimento per la generazione di un segnale televisivo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel

-realizzare un primo ed un secondo filtraggio di un segnale video per ottenere due segnali, uno con una banda passante pari alla banda completa ed ampiezza di banda in funzione della frequenza ed un altro con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere;

-modulare in ampiezza detto segnale con banda passante pari alla banda completa con una portante video, ottenendo un primo segnale;

-sfasare di 90' detto segnale con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere e modularlo con la portante video sfasata di 90* ottenendo un secondo segnale; ;-sommare algebricamente detto primo segnale e detto secondo segnale per ottenere un terzo segnale che rappresenta il segnale televisivo con banda laterale desiderata. ;Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un procedimento e di un dispositivo secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: ;la Fig. 1 è uno schema a blocchi delle fasi del procedimento di generazione di un segnale televisivo secondo la tecnica nota; ;la Fig. 2 è uno schema a blocchi delle fasi del procedimento di generazione di un segnale televisivo secondo il presente trovato; tale schema a blocchi costituisce anche uno schema del dispositivo secondo il trovato. ;La Fig. 1 mostra, sotto forma di schema a blocchi il procedimento di generazione di un segnale televisivo secondo la tecnica nota, comprendente le fasi che consistono nel modulare (fase 3) con un modulatore 3 la portante video 2 con un segnale video analogico, filtrato (fase 1) in un filtro. La portante modulata 2 è poi filtrata (fase 4) in un filtro VSB (Vestigial Side Band) per ottenere in uscita la sagomatura adeguata delle bande laterali. Nel caso in cui si utilizzi un segnale video digitale occorre convertirlo (fase 5) in analogico, tramite un convertitore D/A prima di filtrarlo (fase 1) nel filtro. ;La Fig. 2 mostra lo schema a blocchi delle fasi del procedimento secondo il trovato. ;Il procedimento ha inizio con la conversione in digitale (fase 6) del segnale video analogico in un convertitore A\D. Nel caso si utilizzi direttamente un segnale video digitale questa fase di conversione naturalmente non viene eseguita. Successivamente si hanno un primo ed un secondo filtraggio (fasi 7 e 8) del segnale video per ottenere due segnali, un primo segnale con la banda passante uguale alla banda laterale completa (fase 7) ed un secondo segnale con la banda passante uguale alla banda laterale da sopprimere (fase 8). ;Il primo segnale ottenuto ha ampiezza 1 tra 0 e la frequenza massima della banda laterale soppressa e 0,5 tra la banda laterale soppressa e la frequenza massima del segnale. Il primo segnale modula poi (fase 9) una portante video 10 a fase 0. ;Invece il secondo segnale ha ampiezza 0,5 e banda passante pari alla banda laterale da sopprimere. Questo secondo segnale è sfasato di 90’ (fase 11) e modula numericamente (fase 12) una portante video 10 pure sfasata di 90’. Lo sfasamento della portante video 9 avviene alla fase 13. ;Eseguendo una somma algebrica (fase 14) tra il secondo segnale ed il primo segnale si genera un terzo segnale che rappresenta il segnale televisivo con la banda laterale desiderata. In particolare, eseguendo un'addizione si ottiene il segnale televisivo con la banda laterale superiore mentre eseguendo una sottrazione si ottiene il segnale televisivo con la banda laterale inferiore. ;Il terzo segnale così ottenuto viene poi sommato alla portante audio per ottenere il segnale televisivo completo e convertito da digitale ad analogico (fase 15). Nel caso di una trasmissione di un segnale digitale la fase di conversione da digitale ad analogico non viene ovviamente eseguita. ;In termini matematici, definiamo: ;fmax "■ frequenza massima della banda laterale intera ;f ^ : frequenza massima della banda laterale soppressa ;;;Modulando il segnale video filtrato e sfasato con la portante video sfasata otteniamo: ;;;;;Sommando algebricamente il primo segnale con il secondo segnale otteniamo il segnale televisivo con la banda laterale desiderata: ;;;;Naturalmente possiamo scegliere la banda laterale superiore o inferiore cambiando in modo opportuno la fase tra la componente principale e quella fuori fase. ;Il dispositivo per la generazione di un segnale televisivo modulato secondo il presente trovato è pure mostrato nello schema a blocchi della Fig. 2. ;Il dispositivo comprende mezzi 6 di conversione da analogico a digitale, opportunamente costituiti da un convertitore da analogico a digitale, atti a convertire in digitale il segnale video in ingresso. Ai mezzi 6 sono collegati primi e secondi mezzi di filtraggio 7 e 8. I primi mezzi di filtraggio 7 sono costituiti vantaggiosamente da un filtro passa-basso, mentre i secondi mezzi di filtraggio 8 sono opportunamente costituiti da un filtro passa-banda. Al filtro passa-banda 8 sono collegati primi mezzi di sfasamento 11 atti a sfasare di 90’ il segnale dopo il filtraggio nei mezzi di filtraggio 8. ;In cascata ai mezzi 11 di sfasamento sono collegati primi mezzi di modulazione 12 vantaggiosamente costituiti da un modulatore e atti a modulare il segnale video filtrato e sfasato, in uscita dai mezzi di sfasamento 11, insieme con una portante video 10, anch'essa sfasata di 90° in secondi mezzi di sfasamento 13. ;In cascata ai mezzi di filtraggio 7 sono collegati secondi mezzi di modulazione 9, vantaggiosamente costituiti da un modulatore e atti a modulare il segnale video filtrato dai mezzi di filtraggio 7, insieme con la portante video 10. ;Mezzi di somma, riceventi in ingresso il segnale in uscita dai primi e secondi mezzi di modulazione 12 e 9 sono atti a sommare i due segnali così ottenuti. In cascata ai mezzi di somma 14 sono disposti ulteriori mezzi 15 di conversione da digitale ad analogico, opportunamente costituiti da un convertitore D/A, atti a convertire in digitale il segnale video completo ottenuto in uscita dai mezzi di somma 14. ;Si è in pratica constatato come il procedimento e il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di ottenere, tramite un'elaborazione completamente digitale del segnale video, un segnale televisivo di caratteristiche migliorate. In particolare, l'elaborazione completamente digitale del segnale video permette di ottenere una linearità assoluta ed una precisione matematica del segnale ed inoltre la possibilità di conformarsi a qualsiasi standard televisivo tramite semplici modifiche software. Il rapporto segnale/rumore è notevolmente migliore rispetto a quello ottenuto con tecniche di elaborazione analogiche. Inoltre, l'utilizzo di filtraggio digitale permette di filtrare la banda del segnale esattamente nel punto desiderato con precisione matematica. La ricostruzione del segnale è realizzata pure con precisione matematica senza errori di perdita o sovrapposizione di banda. ;Il procedimento e il dispositivo così concepiti sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. ;Una variante del procedimento di generazione di un segnale televisivo, è rappresentata da una soluzione ibrida, parte in digitale e parte in analogico. Questa variante è stata studiata per migliorare i trasmettitori esistenti che utilizzano la modulazione diretta. In questa variante il primo e il secondo segnale sono convertiti dall'analogico al digitale e modulano due portanti sfasate di 90*.

Poi i segnali risultanti vengono sommati con un accoppiatore direzionale; il valore di questo accoppiatore può variare secondo le potenze disponibili; vantaggiosamente il valore più opportuno secondo esperimenti appare essere -10dB.

La potenza del segnale diminuisce di poco mentre la potenza delle bande laterali è maggiore del nominale per compensare le perdite dell'accoppiatore direzionale. L'efficienza del circuito di somma è pari al 90% (per un accoppiatore a -10dB) per il segnale principale: questo valore è molto vicino a quello dei filtri tradizionali ma senza gli stessi inconvenienti.

La potenza richiesta dal segnale con le bande laterali è di -9dB riferito alla potenza di uscita nominale e questo porta a costi per i circuiti aggiunti molto minori dei filtri tradizionali.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonchè le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la generazione di un segnale televisivo modulato, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel -realizzare un primo ed un secondo filtraggio di un segnale video per ottenere due segnali, uno con una banda passante pari alla banda completa ed ampiezza di banda in funzione della frequenza ed un altro con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere; -modulare in ampiezza detto segnale con banda passante pari alla banda completa con una portante video, ottenendo un primo segnale; -sfasare di 90" detto segnale con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere e modularlo con una portante video sfasata di 90 ottenendo un secondo segnale; -sommare algebricamente detto primo segnale e detto secondo segnale per ottenere un terzo segnale che rappresenta il segnale televisivo con banda laterale desiderata.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase che consiste nel sommare detto terzo segnale alla portante audio ottenendo in uscita il segnale televisivo completo.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase che consiste nel convertire da analogico a digitale detto detto terzo segnale sommato alla portante audio.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta somma algebrica eseguita tra detto primo e detto secondo segnale è una addizione per ottenere la banda laterale superiore.
5. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta somma algebrica tra detto primo e detto secondo segnale è una sottrazione per ottenere la banda laterale inferiore.
6. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una conversione da analogico a digitale, detta conversione da analogico a digitale essendo eseguita prima di detto primo e secondo filtraggio.
7. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo segnale ottenuto da detto primo filtraggio è un segnale a due bande laterali.
8. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo segnale ha ampiezza 1 tra frequenza zero e la frequenza pari alla frequenza massima della banda laterale soppressa e ampiezza 0,5 tra detta frequenza massima della banda laterale soppressa e la frequenza massima del segnale video.
9. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo segnale ha ampiezza 0,5 ed una banda compresa tra detta frequenza massima della banda laterale soppressa e detta frequenza massima del segnale video.
10. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: -convertire detto primo e detto secondo segnale da analogico a digitele; -modulare con detto primo e detto secondo segnale due portanti sfasate fra loro di 90*; -sommare i segnali risultanti da detta modulazione con un accoppiatore direzionale in modo da ottenere in uscita detto segnale televisivo con la banda laterale desiderata.
11. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.
12. Dispositivo per la generazione di un segnale televisivo modulato, caratterizzato dal fatto di comprendere primi e secondi mezzi di filtraggio atti a filtrare il segnale video in ingresso, primi mezzi di sfasamento atti a sfasare di 90° il segnale uscente da detti secondi mezzi di filtraggio, primi mezzi di modulazione atti a modulare il segnale uscente da detti primi mezzi di sfasamento insieme con una portante video sfasata attraverso secondi mezzi di sfasamento a 90°, secondi mezzi di modulazione atti a modulare il segnale uscente da detti primi mezzi di filtraggio insieme con la portante, mezzi di somma, atti a sommare detti segnali uscenti rispettivamente da detti primi e secondi mezzi di modulazione, e ad emettere in uscita il segnale televisivo modulato desiderato.
13. Dispositiva secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di filtraggio comprendono un filtro passa-basso e sono atti a generare un segnale con banda passante pari alla banda compieta.
14. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di filtraggio comprendono un filtro passa-banda a sono atti a generare un segnale con banda passante pari alla banda laterale da sopprimere.
15. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primi e secondi mezzi di modulazione comprendono rispettivamente un primo e un secondo modulatore.
16. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di conversione da analogico a digitale atti a convertire in digitale detto segnale video in ingresso a detti primi e secondi mezzi di filtraggio.
17. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di conversione da analogico a digitale comprendono un convertitore A/D.
18. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di conversione da digitale ad analogico atti a convertire in analogico detto segnale in uscita da detti mezzi di somma.
19. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di conversione da digitale ad analogico comprendono un convertitore D/A.
20. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.