SU882025A1

SU882025A1 - Device for transmitting television signal in reduced frequency band

Info

Publication number: SU882025A1
Application number: SU792863682A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Кириллов; Александр Витальевич Перегуд; Владимир Николаевич Путилин; Сергей Валентинович Ряхин; Анатолий Пантелеевич Ткаченко
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-11-15

Description

Изобретение относится к телевизионной технике и может использоваться в прикладном телевидении.The invention relates to television technology and can be used in applied television.

Известно устройство передачи и приема телевизионного сигнала в сокращенной полосе частот, содержащее на передающей стороне модулятор, к выходу которого подключен полосовой фильтр, причем к первому входу модулятора подключен генератор опорной частоты, а на приемной стороне - последовательно соединенные полосовой фильтр, демодулятор и первый фильтр нижних частот, а также блок замешивания синхросигнала и второй фильтр нижних частот [ 1 ].A device is known for transmitting and receiving a television signal in a reduced frequency band, comprising a modulator on the transmitting side and a band-pass filter connected to its output, and a reference frequency generator connected to the first input of the modulator, and a band-pass filter, a demodulator, and a first lower filter frequencies, as well as a clock mixing unit and a second low-pass filter [1].

Однако известное устройство не обеспечивает работу с несинхронизированными источниками сигнала.However, the known device does not provide work with unsynchronized signal sources.

Цель изобретения — обеспечение возможности работы с несинхронизированными источниками сигнала.The purpose of the invention is the provision of the ability to work with unsynchronized signal sources.

Для этого в устройство передачи и приема телевизионного сигнала в сокращенной полосе частот, содержащее на передающей стороне модулятор, к выходу которого подключен полосо2 вой фильтр, причем к первому входу модулятора подключен генератор опорной частоты, а на приемной стороне — последовательно соединенные полосовой фильтр, первый демодулятор и первый фильтр нижних частот, а также блок замешивания синхросигнала и второй фильтр нижних частот, на передающей стороне введен амплитудный селектор, причем вход амплитудного селектора соединен со вторым входом модулятора, а выход амплитудного селектора подключен ко входу генератора опорной частоты, а на приемной стороне введены амплитудный селектор и второй демодулятор, причем вход второго демодулятора соединен со входом первого демодулятора, а выход второго демодулятора через второй фильтр нижних частот соединен со, входом амплитудного селектора, выход которого соединен с первым входом блока замешивания синхросигнала, ко второму входу блока замешивания синхросигнала подключен выход первого фильтра нижних частот.For this purpose, a device for transmitting and receiving a television signal in a reduced frequency band, containing on the transmitting side a modulator, to the output of which a band-pass filter is connected, and a reference frequency generator is connected to the first input of the modulator, and a band-pass filter, a first demodulator, connected in series to the receiving side and a first low-pass filter, as well as a clock mixing unit and a second low-pass filter, an amplitude selector is introduced on the transmitting side, the input of the amplitude selector being connected n with the second input of the modulator, and the output of the amplitude selector is connected to the input of the reference frequency generator, and an amplitude selector and a second demodulator are introduced on the receiving side, the input of the second demodulator connected to the input of the first demodulator and the output of the second demodulator through the second low-pass filter connected to, the input of the amplitude selector, the output of which is connected to the first input of the clock mixing block, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the clock mixing block.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема передающей части устройства; на фиг. 2 — структурная электрическая схема приемной части; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of the transmitting part of the device; in FIG. 2 - structural electrical circuit of the receiving part; in FIG. 3 - diagrams explaining the principle of operation of the device.

Устройство содержит на передающей стороне модулятор 1, генератор 2 опорной частоты, амплитудный селектор 3 и полосовой фильтр 4, на приемной стороне — полосовой фильтр 5, первый демодулятор 6, первый фильтр 7 нижних частот, второй демодулятор 8, второй фильтр 9 нижних частот,’ амплитудный селектор 10, блок И замешивания синхросигналов.The device contains on the transmitting side a modulator 1, a reference frequency generator 2, an amplitude selector 3 and a band-pass filter 4, on the receiving side - a band-pass filter 5, a first demodulator 6, a first low-pass filter 7, a second demodulator 8, a second low-pass filter 9, ' amplitude selector 10, block And mixing of clock signals.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Полный видеосигнал, сформированный в источнике видеосигналов (телевизионной камере), поступает на вход модулятора 1 и одновременно на вход амплитудного селектора 3. Амплитудный селектор 3 выделяет из видеосигнала строчные и кадровые синхроимпульсы, которые поступают в генератор 2 опорной частоты. В генераторе 2 использована система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с делителем частоты в кольце ФАПЧ. С помощью делителя на N опорная частота f₀ делится до частоты, примерно равной строчной частоте F_CTp приходящего видеосигнала, затем в фазовом детекторе эти частоты сравниваются по частоте и фазе, и сигнал ошибки управляет частотой генератора 2 ί₀, подстраивая его таким образом, чтобы обеспечить выполнение равенства f₀ = ⁼ N ' Рстр Коммутация фаз колебания опорной частоты на 180° от строки к строке обеспечивает получение опорной частоты, удовлетворяющей условию f₀ = (N + -ζ ) ;F_CTp = (2k + 1) F_CTp /2. Возможны и другие варианты получения необходимой величины f₀. Подавая колебания опорной частоты на первый вход модулятора 1, а видеосигнал — на его второй вход, на выходе модулятора 1 получают сигнал, спектр которого приведен на фиг. За. Если сигнал генератора 2 имеет форму прямоугольных импульсов (один из возможных режимов), то сигнал на выходе модулятора 2 имеет форму, показанную на фиг. 36. Более детально форма сигнала на выходе модулятора, соответствующая яркостно-. му перепаду в двух соседних строках одного кадра (или в одной и той же строке двух соседних кадров), приведена на фиг. Зв, г. Смещение выборок в сигнале от строки к строке и от кадра к кадру обусловлено скачками фазы стробирующего генератора 2 и нечетным числом строк в кадре. После полосового фильтра 4 сигнал поступает на вход линии связи, проходит ее и поступает на приемную сторону устройства. С помощью полосового фильтра 5 на приемной стороне спектр сигнала дополнительно ограничивается в области верхних и нижних частот (фиг. Зд), что повышает защищенность сигнала от флюктуационных шумов, низкочастотных помех и наводок. Форма сиг нала на выходе полосового фильтра показана на фиг. Зе (сплошной линией изображен сигнал одной строки, а пунктирной — сдвинутый на полпериода сигнал следующей строки). После прохождения через первый демодулятор 6 на приемной стороне, в качестве которого нужно брать только однополупериодный безынерционный выпрямитель, сигнал принимает вид, как на фиг. Зж, а после первого фильтра 7 нижних частот на приемной стороне — вид, показанный на фиг. Зз. На фиг. Зе, ж, з пунктиром показаны осциллограммы сигнала, соответствующего соседней строке или соседнему кадру (аналогично фиг. Зв, г).The full video signal generated in the source of the video signals (television camera) is fed to the input of the modulator 1 and simultaneously to the input of the amplitude selector 3. The amplitude selector 3 extracts the horizontal and frame sync pulses from the video signal that are supplied to the reference frequency generator 2. Generator 2 uses a phase locked loop (PLL) with a frequency divider in the PLL ring. Using a divider by N, the reference frequency f ₀ is divided up to a frequency approximately equal to the line frequency F _{CTp of the} incoming video signal, then these frequencies are compared in frequency and phase in the phase detector, and the error signal controls the frequency of the generator 2 ί ₀ , adjusting it so that ensure the equality f ₀ = ⁼ N 'Rstr Switching the phases of the oscillations of the reference frequency 180 ° from line to line provides a reference frequency that satisfies the condition f ₀ = (N + -ζ); F _CTp = (2k + 1) F _CTp / 2. There are other options for obtaining the required value of f ₀ . By applying the oscillations of the reference frequency to the first input of modulator 1, and the video signal to its second input, a signal is obtained at the output of modulator 1, the spectrum of which is shown in FIG. Behind. If the signal of the generator 2 has the shape of rectangular pulses (one of the possible modes), then the signal at the output of the modulator 2 has the shape shown in FIG. 36. In more detail, the waveform at the output of the modulator, corresponding to the brightness. The difference in two adjacent lines of one frame (or in the same line of two adjacent frames) is shown in FIG. Sv, g. The shift of the samples in the signal from line to line and from frame to frame is due to phase jumps of the gate generator 2 and an odd number of lines in the frame. After the band-pass filter 4, the signal enters the input of the communication line, passes it, and enters the receiving side of the device. Using a band-pass filter 5 on the receiving side, the signal spectrum is additionally limited in the region of high and low frequencies (Fig. Zd), which increases the signal security from fluctuation noise, low-frequency interference and interference. The waveform at the output of the bandpass filter is shown in FIG. Зе (the solid line shows the signal of one line, and the dashed line shows the signal of the next line shifted by half a period). After passing through the first demodulator 6 on the receiving side, for which only a half-wave inertialess rectifier needs to be taken, the signal takes the form, as in FIG. Szh, and after the first low-pass filter 7 on the receiving side, the view shown in FIG. Ss In FIG. Ze, g, z dotted lines show the waveforms of the signal corresponding to the adjacent line or adjacent frame (similar to Fig. Sv, g).

Зрительная система человека усредняет во времени сигналы, приведенные на фиг. Зз, в результате воспринимается сигнал с крутым перепадом., Однако такое восприятие возможно только в том случае, если синхронизация строчной и кадровой развертки видеоконтрольного устройства не ’’чувствует” скачков фазы опорной частоты. Если же запуск разверток ВКУ осуществить от видеосигнала, показанного на фиг. Зз, то происходит ’’дрожание” от строки к строке (и от кадра к кадру) фазы начала развертки на величину At = t₂ — ti = Т_од При этом на экране происходит как бы ’’слипание” (наложение) изображений соседних кадров и, как следствие, ухудшение горизонтальной четкости и появление муаров. Последние легко объясняются, если учесть совпадение соседних кадров при условии кратности частоты ίο частоте строчной развертки F_CTp . При такой частоте f₀ происходит не перемежение, а наложение спектров исходного и преобразованного сигналов, что вызывает непоправимые искажения-муары.The human visual system averages the signals shown in FIG. Зз, as a result, a signal with a sharp difference is perceived. However, such a perception is possible only if the synchronization of the horizontal and vertical scanning of the video monitoring device does not “feel” the jumps in the phase of the reference frequency. If, however, the triggering of the VKU scans is carried out from the video signal shown in FIG. Зз, then there is a “jitter” from line to line (and from frame to frame) of the phase of the beginning of the sweep by the value At = t ₂ - ti = T _o d frames and, as a result, the deterioration of horizontal definition and the appearance of moire. The latter can be easily explained if we take into account the coincidence of neighboring frames, provided that the frequency frequency ίο is the horizontal scanning frequency F _CTp . At such a frequency f _0, there is no interleaving, but overlapping of the spectra of the original and converted signals, which causes irreparable distortion moire.

Чтобы избежать указанных недостатков, на приемной стороне предусмотрен отдельный канал выделения синхросигнала, содержащий второй демодулятор 8, второй фильтр 9 нижних частот и амплитудный селектор 10. В качестве второго демодулятора 8 нужно обязательно брать двухполупериодный безынерционный выпрямитель. Если пропустить сигнал вида фиг. Зд через такой выпрямитель, то нетрудно убедиться, что сигнал на выходе двухполупериодного выпрямителя для двух соседних строк (кадров) практически одинаков, при этом длительность фронта несколько увеличена. Эти свойства двухтактного выпрямителя делают его непригодным для передачи полезного сигнала, но удобным для выделения синхросигнала.To avoid these drawbacks, a separate sync signal separation channel is provided on the receiving side, containing a second demodulator 8, a second low-pass filter 9 and an amplitude selector 10. As a second demodulator 8, it is necessary to take a two-half inertialess rectifier. If a signal of the form of FIG. If through such a rectifier, it is easy to verify that the signal at the output of a half-wave rectifier for two adjacent lines (frames) is almost the same, while the front duration is slightly increased. These properties of a push-pull rectifier make it unsuitable for transmitting a useful signal, but convenient for isolating a clock signal.

После второго фильтра 9 нижних частот, полоса пропускания которого выбирается порядка 1 - 1,5 МГц, и амплитудного селектора 10 выделяется полный сигнал синхронизации, который поступает в блок 11 замешивания синхро5 сигнала, где вставляется в видеосигнал, полученный с выхода первого фильтра 7 нижних частот. С выхода блока 11 сформированный таким образом видеосигнал поступает к потребителю.After the second low-pass filter 9, the bandwidth of which is selected on the order of 1 - 1.5 MHz, and the amplitude selector 10, the complete synchronization signal is allocated, which is fed to the sync5 signal mixing unit 11, where it is inserted into the video signal received from the output of the first low-pass filter 7 . From the output of block 11, the thus generated video signal is supplied to the consumer.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является возможность работы с различными несинхронизированными между Собой источниками видеосигналов и исключение каналов синхронизации для передачи сигналов от генератора опорной частоты к синхрогенераторам источников сигналов (передающих камер). Это расширяет область применения и внедрения устройства в различные системы промышленного телевидения. Кроме того, устройство упрощено, что достигнуто за счет исключения на передающей стороне блока формирования пакетов синхронизации и второго модулятора-преобразователя частоты, который переносит спектр уплотненного видеосигнала в область высоких частот, а на приемной стороне исключения блока выделения пакетов синхронизации, генератора опорной частоты и блока формирования синхросигнала. Возможность исключения указанных блоков определяется тем, что в предлагаемом устройстве передается сигнал, полученный перемежением спектров не в области нижних частот, а в области высоких частот, расположенных вблизи опорной частоты. При этом передается также и сама опорная частота.The advantage of the proposed device in comparison with the known one is the ability to work with various sources of video signals that are not synchronized between themselves and the exclusion of synchronization channels for transmitting signals from the reference frequency generator to the clock sources of the signal sources (transmitting cameras). This expands the scope and application of the device in various industrial television systems. In addition, the device is simplified, which is achieved by eliminating on the transmitting side of the synchronization packet generation unit and the second frequency modulator-converter, which transfers the spectrum of the compressed video signal to the high frequency region, and on the receiving receiving side of the excluding synchronization packet isolation unit, the reference frequency generator, and the block the formation of the clock. The ability to exclude these blocks is determined by the fact that the proposed device transmits a signal obtained by interleaving the spectra not in the low-frequency region, but in the high-frequency region located near the reference frequency. In this case, the reference frequency itself is also transmitted.

Claims

FIG. 2 is a structural electrical circuit of the receiving part; in fig. 3 - diagrams illustrating the principle of operation of the device. The device contains a modulator 1, a reference frequency generator 2, an amplitude selector 3 and a band-pass filter 4 on the transmitting side, a band-pass filter 5, the first demodulator 6, the first low-pass filter 7, the second demodulator 8, the second lower filter 9 on the receiving side frequency amplitude selector 10, block 11 mixing clock signals. The device works as follows. The full video signal generated in the video signal source (television camera) is fed to the input of modulator 1 and simultaneously to the input of amplitude selector 3. Amplitude selector 3 extracts from the video signal the horizontal and frame sync pulses that go to the reference frequency generator 2. Generator 2 uses a phase locked loop (PLL) with a frequency divider in the PLL. Using a divider, the reference frequency fo is divided into N to a frequency approximately equal to the horizontal frequency of the incoming video signal, then in the phase detector the frequency is compared in frequency and phase, and the error signal controls the frequency of the generator 2 fo, adjusting it to performing equality fo N Retr. The switching of the phases of the oscillation of the reference frequency by 180 ° from line to line ensures obtaining the reference frequency, satisfying the condition fo (N ±) .p (2k ± 1) /

2. Possible1 & 1 and other options for obtaining the required value fo. The sub-oscillation of the reference frequency to the first input of the modulator 1 and the video signal to its second input, at the output of the modulator 1, a signal is obtained, the spectrum of which is shown in FIG. Behind. If the signal of the generator 2 has the shape of rectangular pulses (one of the possible modes), then the signal at the output of the modulator 2 has the shape shown in FIG. 36. In more detail, the waveform at the output of the modulator, corresponding to a sharp difference in two adjacent lines of one frame (or in the same line of two neighboring frames), is shown in FIG. Sv, d. The offset of the samples in the signal from line to line and from frame to frame is due to jumps in the phase of the strobe generator 2 and an odd number of lines in the frame. After the bandpass filter 4, the signal enters the input of the communication line, passes it, and enters the receiving side of the device. Using a band-pass filter 5 at the receiving side, the signal spectrum is additionally limited in the high and low frequencies (Fig. A), which increases the security of the signal from fluctuation noise, low-frequency noise and interference. The shape of the sig8 4 at the output of the bandpass filter is shown in FIG. Ze (the solid line represents the signal of one line, and the dotted line - the signal of the next line shifted by half a cross). After passing through the first demodulator 6 at the receiving side, for which you only need to take a half-waveless spinning rectifier, the signal takes the form as in FIG. ЗЖ, and after the first low pass filter 7 on the receiving side, the view shown in FIG. Зз. FIG. Ze, zh, and the dotted line shows waveforms of the signal corresponding to the adjacent line or to the adjacent frame (similar to Fig. Sv, d). The human visual system averages over time the signals shown in FIG. Z3, as a result, a signal with a steep gradient is perceived. However, this perception is possible only if the synchronization of the horizontal and vertical scanning of the video monitor does not feel the phase jumps of the reference frequency. If, on the other hand, the start of the SCG sweeps is performed from the video signal shown in FIG. Z3, then there is a jitter from line to line (and from frame to frame) of the phase of the start of the sweep by the value of At ta - ti TOA In this case, on the screen, the images of neighboring frames stick together (overlap) and, as a result, horizontal definition and the appearance of moire. The latter are easily explained if one considers the coincidence of neighboring frames under the condition that the frequency of the frequency, fo, is used for the horizontal scanning frequency. At such a frequency, fo, the interleaving does not occur, but the superposition of the spectra of the original and transformed signals, which causes irreparable distortion of the moors. To avoid these drawbacks, a separate clock separation channel is provided on the receiving side, comprising a second demodulator 8, a second low-pass filter 9, and an amplitude selector 10. For the second demodulator 8, you must take a full-wave free rectifier. If you miss the signal of the form of FIG. It is easy to make sure that the signal at the output of the full-wave height of the two adjacent lines (frames) is almost the same, and the duration of the front is slightly longer. These properties of a push-pull rectifier make it unsuitable for transmitting a useful signal, but convenient for extracting a sync signal. After the second low-pass filter 9, the bandwidth of which is chosen in the order of 1-1.5 MHz, and the amplitude selector 10, the full synchronization signal is extracted, which goes to the sync signal mixing unit 11, where it is inserted into the video signal received from the output of the first filter 7 low frequencies. From the output of block 11, the video signal generated in this way goes to the consumer. The advantage of the proposed device in comparison with the known one is the possibility of working with various unsynchronized between (video sources and eliminating synchronization channels for transmitting samples from the reference frequency generator to the signal source generators (transmitting cameras). This expands the scope of application and implementation of the device into various industrial television systems. In addition, the device is simplified, which is achieved by eliminating synchronous and the second modulator of the frequency converter, which transfers the spectrum of the compressed video signal to the high-frequency region, and to the receiving side of the exclusion of the sync packet separation unit, the reference frequency generator and the synchro-shaping unit. The possibility of excluding these blocks is determined by the fact that A signal is transmitted to the device, obtained by interleaving the spectra not in the low-frequency region, but in the high-frequency region located near the reference frequency. In addition, the reference frequency itself is also transmitted. The invention The device for transmitting and receiving a television signal in a reduced frequency band, contains a modulator on the transmitting side, to the output of which a band-pass filter is connected, the reference frequency generator is connected to the first modulator input, and the serially connected band-pass filter on the receiving side, the first demodule the torus and the first low-pass filter, as well as the sync signal mixing unit and the second low-pass filter, characterized in that, in order to ensure the possibility of working with the unsynchronized signal sources, an amplitude selector is entered on the transmitting side, the input of the amplitude selector is connected to the second input of the modulator, and the output of the amplitude selector is connected to the input of the reference frequency generator, and on the side of the amplitude selector and the second, demodulator, and the second demodulator input connected to the input of the first demodulator, and the output of the second demodulator through the second low-pass filter is connected to the input of the amplitude selector, the output of which is connected to the first input of the kneading unit sync signal to the second input zameshiva- block. No sync signal is connected to the output of the first lowpass filter. Sources of information taken into consideration by expert examination 1. Suslonov S. A., Borodsky A. A., Salnikov N. I., Belkin A. P. Study of a television system with a reduced frequency band. Technique of film and television, 1967, No. 3, p. 45-50 (prototype).

(rig 1

56

fpus.Z