DE2624622A1 - Uebertragungssystem zur signaluebertragung mittels diskreter ausgangswerte in zeitquantisierung und einer mindestens dreiwertigen amplitudenquantisierung - Google Patents
Uebertragungssystem zur signaluebertragung mittels diskreter ausgangswerte in zeitquantisierung und einer mindestens dreiwertigen amplitudenquantisierungInfo
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Description
ftnir.etder: V.M. Philips' Giwfaprofcbrieken' ' 2624622 17.5.1976
"Uebertragungssystem zur Signalübertragung mittels diskreter
Ausgangswerte in Zeitquantisierung und einer mindestens dreiwertigen Amplitudenquantisierung"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Uebertragungssystem
mit einem Sender und einem Empfänger zur Signalübertragung mittels diskreter Ausgangswerte, die in
Zeitquantisierung und einer mindestens dreiwertigen Amplitudenquantisierung die übertragenen Signale kennzeichnen,
wobei der Sender einen Differenzbilder, dessen Ausgangs signal die Dif.fe.renz zwischen dem Sendereingangssignal
und dem Schätzwert des Sendereingangssignals kennzeichnet, und ein diesem nachgeschaltetes nichtlineares
Netzwerk zur Signalkompression des Differenzsignals enthält
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und das komprimierte Differenzsignal über eine Uebertragungsstrecke
durch die diskreten Ausgangswerte zum Empfänger übertragen wird, der ein nicht lineal1 es Netzwerk zur
Expansion des empfangenen Differenzsignals sowie eine
dem Netzwerk nachgeschaltete,' mit einem Speicher versehene Rekonstruktionsanordnung enthält, die die rückgewonnenen
Signalwerte liefert. Mit Vorteil wird das erfindungsgemässe
Uebertragungssystem zur Bildsignalübertragung angewandt.
Derartige Uebertragungssysteme mit Uebertragung
diskreter Ausgangswerte mit einem differentiellen Signalformer unterscheiden sich von anderen Uebertragungssystemenmit
Uebertragung einer gleichen Anzahl diskreter Ausgangswerte pro übertragenen Signalwert darin, dass infolge der
Reduktion in der Redundanz das Quantisierungsrauschen insbesondere nach den niedrigen Signalfrequenzen verringert
wird, so dass bei gleichbleibender Wiedergabequalität eine wesentliche Verringerung des Informationsbereiches
in den über die Uebertragungsstrecke übertragenen diskreten Ausgangswerten verwirklicht werden kann, beispielsweise
bei Pulsgruppencodemodulation die Anzahl Impulse pro Codegruppe.
Zur Verwirklichung einer optimalen Wiedergabe— qualität ist es im Empfänger vorteilhaft, zur Rückgewinnung der Signalwerte die Speicherzeit in der Rekonstruktionsanordnung
möglichst zu steigern, andererseits
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wird der Storungseinfluss in dem wiederzugebenden Signal
infolge Uebertragungsfehler vergrössert, da deren Einfluss
durch die sehr lange Speicherzeit während langer Zeit beibehalten wirde Aus diesem Grund findet man daher bei
bekannten Empfängern in Uebertragungssystemen vom angegebenen
Typ meistens die Verwendung von Rekonstruktionsanordnungen mit verringerter Speicherzeit, beispielsweise
durch Verwendung eines Leckkreises, was jedoch, wie bereits erwähnt, zu einer Verringerung der Wiedergabequalität
führt, insbesondere bei Bildübertragung zu einer Beeinträchtigung
der Umrisswiedergabe. Zur Verringerung dieses
Einflusses von Uebertragungsfehlern ist bei einem Empfänger ohne Verringerung der Speicherzfeit in der Rekonstruktions—
anordnung ebenfalls bereits eine andere Lösung angegeben, die aus der Verwendung eines Fehlerdetektors und einer
Verzögerungsanordnung besteht, wobei jeweils bei einem . Uebertragungsfehler gestörte Bildzeilen durch vorhergehende
ungestörte ersetzt werden, und zwar auf die Art und Weise, wie dies bereits in der U. S-, Pat ent schrift Nr· 3 825 680
erläutert wurde, "i·
Die Erfindung bezweckt nun',, eine neue Konzeption
des Uebertragungssystems der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das sich unter Beibehaltung eines einfachen
Aufbaues durch eine praktische optimale Wiedergabequalität auszeichnet, wobei die von den Uebertragungsfehlern
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herbeigeführten Störungen innerhalb des sehr kurzen Zeitabstandes
von nur einigen aufeinanderfolgenden diskreten
Ausgangswerten auf eine wenig oder nicht störende Grosse zurückgebracht werden.
Das erfindungsgemässe Uebertragungs syst era weist
dazu das Kennzeichen auf, dass der Sender mit einer Zusammenfügungsanordnung zum Zusammenfügen des der Kaskadenschaltung
aus dem Differenzbilder und dem nichtlinearen Netzwerk entnommenen Ausgangssignals und in gleicher
Uebertragungsform eines von einem Hilfskreis herrührenden
Hilfssignals versehen ist, das von einem dem Zeitpunkt
des Sendereingangssignals vorhergehenden kennzeichnenden Signalwert abgeleitet ist und das Ausgangssignal in Form
zusammengestellter diskreter Ausgangswerte über die Uebertragungsstrecke übertragen wird, und dass im.
Empfänger in die Kaskadenschaltung aus dem nichtlineären
Netzwerk und der Rekonstruktionsanordnung eine Trennanordnung aufgenommen ist, deren Eingang einerseits die
eingetroffenen zusammengestellten Ausgangswerte und andererseits in gleicher Uebertragung.sform ein von der
Rekonstruktionsanordnung abgeleitetes örtliches Hilfssignal zugeführt ist, und die Trennanordnung die eingetroffenen
zusammengestellten Ausgangswerte nach Abtrennung des der Rekonstruktionsanordnung entnommenen Hilfssignals
über das nichtlineare Netzwerk der Rekonstruktionsanordnung zuführt»
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Bei den erwähnten Vorteilen eines einfachen Aufbaues, einer optimalen Wie-iergabequalität und einer
wirksamen Stb'rungsverringerung stellt es sich in einer günstigen Ausführungsform heraus, dass durch Hinzufügung
eines Hilfssignals mit einem geeigneten Informationsbereich im Vergleich zu dem des nichtlinearen Differsnzsignals
ausserdem noch der äusserst überraschende Effekt erreicht wird, dass der Informationsbereich in der Uebertragungsstrecke
bis auf die Hälfte verringert wird, beispielsweise im Falle von Pulsgruppencodemodulation die
Einsparung von 1 Impuls pro Codegruppe.
Ausführungsbsispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 eine Darstellung eines bekannten Senders bzw. eines bekannten Empfängers für Fernsehübertragung
mittels diskreter Ausgangswerte in Form differentieller
Pulsgruppencodemodulation,
Fig. 3 und Fig. h eine Darstellung eines Senders
bzw, eines Empfängers· nach der Erfindung, ebenfalls für Fernsehübertragung durch differentielle Pulsgruppencodemodulation;
Fig. 5 und Fig. 6 Kennlinien und Zeitdiagramme
zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung,
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Fig, 7 und 8 Abwandlungen des in Fig. 3 und Fig. k dargestellten Senders bzw. Empfängers nach der
Erfindung,
Fig. 9 und Fig. 10 andere Abwandlungen des in
Fig. 3 dargestellten Senders nach der Erfindung,
Fig. 11 bis Fig. 14 weitere Ausführungsformen
des in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Senders bzw. Empfängers nach der Erfindung,
Fig. 15 eine detaillierte Darstellung eines
verwendeten Elementes in den Sendern und Empfängern nach
den Fig. 11 bis Fig. 14.
verwendeten Elementes in den Sendern und Empfängern nach
den Fig. 11 bis Fig. 14.
Der in Fig. 1 dargestellte Sender zur Signalübertragung mittels diskreter Ausgangswerte, die in
Zeitquantisierung und mindestens dreiwertiger Amplitudenquantisierung die übertragenen Signale kennzeichnen, ist
zur Uebertragung von Fernsehsignalen mit einer Bandbreite von beispielsweise 5 MHz durch differentielle Pulscodemodulation eingerichtet, wobei die von einer Fernsehkamera herrührenden unipolaren Fernsehsignale von beispielsweise positiver Polarität nach Verstärkung in einem Videoverstärker 2 über eine Abtastanordnung 3 einem Analog-Digital-Wandler h mit parallelen Impulsausgangen zugeführt werden, wie dies in der Figur auf schematische leise angegeben ist. Im Takte der Abtastfrequenz von beispielsweise 10 MHz werden dem Analog-Digital-Wandler h digitale
Zeitquantisierung und mindestens dreiwertiger Amplitudenquantisierung die übertragenen Signale kennzeichnen, ist
zur Uebertragung von Fernsehsignalen mit einer Bandbreite von beispielsweise 5 MHz durch differentielle Pulscodemodulation eingerichtet, wobei die von einer Fernsehkamera herrührenden unipolaren Fernsehsignale von beispielsweise positiver Polarität nach Verstärkung in einem Videoverstärker 2 über eine Abtastanordnung 3 einem Analog-Digital-Wandler h mit parallelen Impulsausgangen zugeführt werden, wie dies in der Figur auf schematische leise angegeben ist. Im Takte der Abtastfrequenz von beispielsweise 10 MHz werden dem Analog-Digital-Wandler h digitale
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Signalwerte in Form aus 8 Impulsen bestehender Codegruppen entnommen, die zur weiteren Verarbeitung einem digitalen
differentiellen Pulscodemodulator 5 zugeführt werden«
Ebenso wie der Analog-Digital-Wandler k ist
der dif/ferentielle Pulscodemodulator 5 in digitaler
Parallelform ausgebildet und enthält einen differentiellen Signalformer 6 und einen Vergleichskreis 7 mit einer
darin aufgenommenen Rekonstruktionsanordnung in Form eines digitalen Integrators 8 mit einer Zusammenfügungsanordnung
9t an deren Ausgang ein Spitzenbegrenzer zur
Vermeidung einer Uebersteuerung und ein diesem Begrenzer
nachgeschalteter, durch Steuerimpulse mit der Abtastfrequenz gesteuerter Speicher 10 mit einer VerzSgerungszeit
entsprechend einer Abtastperiode vorgesehen ist. Dabei ist der Signälformer 6 über eine Quantisierungsstufe 11
an die Zusammenfügungsanordnung 9 des digitalen Integrators
angeschlossen, welche Stufe 11 in einem nicht linearen Mass'tab die Anzahl Quantisierungspegel reduziert, während
der vom Speicher 10 gebildete Ausgang des Integrators 8 über einen Rückführungskreis 12 mit dem Eingang der
Zusammenfügungsanordnung 9 und zugleich mit einem Eingang
des Signalformers 6 verbunden ist.
Gleichzeitig mit dem Sendereingangssignal in Form einer Codegi-uppe des Analog~Digital~¥andlers 4 wird
im Takte der Abtastfrequenz dem Signalformer 6 als
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erwarteter Signalwert zugleich, die dann auftretende Codegruppe
des digitalen. Integral ?rs 8 zur Bildung der digitalen Differenz nach Grosse und Polarität zugeführt 9
beispielsweise unter Verwendung eines Polaritätsimpulses, wobei zur weiteren Verarbeitung die Anzahl Quantisierungspegel der auf diese Weise erhaltenen differentiellen
Codegruppen in der Quant1sierungsstufe 11 mit nicht linearem
Quantisierungsmasstab reduziert wird. Einerseits werden
die der Quantisierungsstufe 11 entnommenen differentiellen
Codegruppen nach Grössenreduktion der Codegruppen in
einer Codieranordnung 13 entsprechend der reduzierten Anzahl von Quanti-sierungspegeln der Quantisierungsstufe
über einen Parallel-Reihen-Wandler 14 und einen Ausgangsverstärker
15 als diskrete Ausgangswerte einer Ausgangsleitung
16 und andererseits zur Integration einer Zusammenfügungsanordnung 9 zugeführt, die jeweils die erwähnten
differentiellen Codegruppen und den dann auftretenden
digitalen Inhalt des Speichers 10 zusammenfügt.
In der Schleife des differentiellen Pulscodemodulators
5 folgt der erwartete digitale Signalwert am Ausgang des digitalen Integrators 8 dem digitalen Signalwert des positiven Fernsehsignals am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
4. Wenn beispielsweise zu einem bestimmten AbtastZeitpunkt T der digitale Signalwert am Ausgang des
AnalogrDigital-Wandlers h gegenüber dem dann auftretenden
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digitalen Signalwert am Ausgang des Integrators 8 zunimmt, wird im Signalformer 6 ein positives Differenzsignal
gebildet, das den positiven digitalen Signalwert am Ausgang des Integrators 9 zunehmen lässt, während umgekehrt
bei einer Abnahme des digitalen Signalwertes am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers k zu einem bestimmten Arbeitszeitpunkt T im Signalformer 6 ein negatives Differenzsignal
gebildet wird, das die Abnahme der positiven digitalen Signalwerte am Ausgang des Integrators 8 herbeiführt.
Insbesondere bildet im Vergleichskreis 7 der digitale Signalwert am Ausgang des Integrators 8 in Form einer
Codegruppe mit 8 Impulsen, weiter der Kürze wegen als 8—Impulscodegruppe bezeichnet, einen kennzeichnenden
Signalwert für ein positives Fernsehsignal zu dem vorhergehenden AbtastZeitpunkt.
Abhängig von der jeweiligen Grosse der positiven digitalen Signalwerte an den Ausgängen des Analog-Digital-Wandlers
4 und des Integrators 8 entstehen am Ausgang des Signalformers 6 positive oder negative digitale Signalwerte in Form von 8-Impulscodegruppen;mit einem zusätzlichen,
zur Polaritätsbezeichnung dienenden Polaritäts- , impuls, welche Impulscodegruppen nach der Verringerung
der Quantisierungspegel in der Quantisierungsstufe 11 xtnd der darauffolgenden GrSssenverringerung der Codegruppen
in der Codieranordnung 13 mit dem Polaritätsimpuls
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zur Uebertragung über die Ausgangsleitung 16 über den
Parallel-Reilienwandler Ik alt diskrete Ausgangswerte
dem Ausgangsverstärker 15 zugeführt werden, So werden beispielsweise in der angegebenen Ausführungsform die
dem Ausgangsverstärker 15 zugeführt werden, So werden beispielsweise in der angegebenen Ausführungsform die
2 linearen Quantisierungspegel mit einer Quantisierungsschrittgrtfsse
E, die zu den positiven und negativen Signalwerten des Signalformers 6 gehören, in der Quantisierungsrundung
auf den benachbarten Wert auf 2 Quantisierungspegel verringert, wobei auf diese ¥eise erhaltene
8-Impulscodegruppen mit 2 Quantisierungspegeln in der
Codieranordnung 13 auf die Codegruppen von k Impulsen
zurückgebracht werden, Die Quantisierungsstufe 11 sowie
die Codierungsanordnung 13 sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt; so werden diese Elemente beispielsweise in einer einfachen digitalen Ausbildung
durch Diodenmatrizen oder Festwertspeicher (Read Only Memories) gebildet.
Zur Erläuterung des Obenstehenden werden in Fig» 5a und in Fig. 5t>
einige Kennlinien dargestellt;
insbesondere ist in Fig, 5a das Eingangssignal von 2
linearen Quantisierungspegeln mit Schrittgrösse ©(ν. . )
ο c[ $ xn '
•der Quantisierungsstufe 11 in einer Quantisierungskenn-
linie gegenüber dem Ausgangssignal von 2 Quantisierungs-
pegeln (V. . ) und in Fig, 5h die erwähnten 2 Quantisierungspegel
(V, ou-fc) als Eingangssignal in einer
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Codierkennlinie gegenüber* dem Dezimalzahlwert der
4-Impulscodegruppen (V. .) aufgetragen. Während auf
diese Weise am Ausgang der Quantisierungsstufe 11 der
4 Wert der 8-Impulscodegruppen die 2 Quantisierungspegel
(V, otrfc) au·^ lineare Weise kennzeichnen, besteht, wie
es sich aus der Fig. 5b ergibt, zwischen dem Wert der
4-Impulscodegruppen am Ausgang der Codieranordnung 13
(Vtp,out) "1^ den 2 Quantisierungspegeln (v tq out) ein
nichtlinearer Zusammenhang eines Signalkompressionscharakters,
wodurch eine feine Charakterisierung der kleinen Signalwerte mit Hilfe einer feinen Quantisierungsaufteilung erreicht worden ist,
Uebersichtlichkeitshalber sind in der nachfolgenden Tabelle I die wichtigsten Daten der Quantisierungs·
stufe 11 und der Codieranordnung 13 angegeben, insbesondere
zeigt die Spalte 1 die Rangnummer der 2 Quantisierungspegel, die Spalte- 2 die Grosse dieser Quantisierungspegel
ausgedrückt in der QuantisierungsschrittgrSsse 'ü(V. .),
w Cl, OU u
die Spalte 3 die ihnen entsprechenden 8-Impulscodegruppen
am Ausgang der Quantisierungsstufe 11 und die Spalte k
die 4-Impulscodegruppen am Ausgang der Codieranordnung 13»
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Vollständigkeitshalber sei an dieser Stelle noch, erwähnt, dass zur Uebertragung über die Ausgangsleitung
zusammen mit den auf diese Weise erhaltenen 4—Impulscodegruppen
und mit dem zugehörenden Polaritätsimpuls auf
bekannte Weise noch ein Synchronsignal mitgesendet werden kann und dass die Elemente 3, 4, 6, 9*j' 11» 13» 14 des
differentiellen Pulscodemodulationssenders durch. Steuer- .
impulse von einem in der Figur nicht näher angegebenen zentralen Steuerimpulsgenerator gesteuert werden können·
In Fig. 2 ist ein mit dem Sender nach. Fig. 1 zusammenarbeitender Empfänger dargestellt, der ebenfalls
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Rangnummer | Quantisierungspegel | 8—Impulscodegruppe | 1 4-Pulscode- |
gruppe | |||
0 | OE | 00000000 | j 0000 |
1 | 2E | 00000001 | 0001 |
2 | 7E | 00000111 | 0010 |
3 | 16E | 00010000 | 0011 |
4 | 33E | 00100001 | 0100 |
5 | 6OE | 00111100 | 0101 |
6 | 87E | 01010111 | 0110 |
7 | 1l4E | 01110010 | 0111 |
8 | 141E | 10001101 | 1000 |
9 | 168E | 10101000 | 1001 |
10 | 195E | 11000011 | 1010 |
11 | 222E | 11011110 | 1011 |
12 | 239E | 11101111 | 1100 |
13 | 248E | 11111000 | 1101 |
14 | 253E | 11111110 | 1110 |
15 | 255E | 11111111 | 1111 |
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in digitaler Ausführungsform vom Paralleltyp ausgebildet
ist, wozu die über die Leitui:" j 16 eingetroffenen ^-Impuls—
codegruppen mit Polaritätsimpuls nach Impulsregeneration
in einem Impulsregenerator 17 einem Reihen-Parallel-Wandler zugeführt werden»
Zur Rückgewinnung der übertragenen Fernsehsignale ist an den Reihen-Parallel-¥andler 18 eine Dekodieranordnung
19» die die 4-InipulScodegruppen und den zugehörenden
Polaritätsimpuls auf nichtlineare Weise in 8-Impulscodegruppen
mit einem Polaritätsimpuls umwandelt, und daran eine Rekonstruktionsanordnung in Form eines digitalen
Integrators 20 angeschlossen, der dieselbe Ausführungsform
hat wie der digitale Integrator 8 an der Sendeseite mit einer Zusammenfügungsanordnun-g 21 mit einem in ihren
Ausgang aufgenommenen Spitzenbegrenzer, einem von Steuerimpulsen mit der Abtastfrequenz gesteuerten Speicher
und einem Rüclcführungskreis 23» Nach Digital-Analog-Umwandlung
in einem Digital-Analog-Wandler Zk und nach Verstärkung in einem Videoverstärker 25 werden die
rückgewonnenen analogen Fernsehsignale über ein Tiefpassfilter 26, das die gewünschten ^ernsehsignale durchlässt.
und die darüberliegenden Frequenzen unterdrückt, einer FernsehwiedergaberÖ*hre 27 zugeführt»
Zur Erläuterung ist von der Dekodieranordnung für die positiven und negativen Signalwerte in Fig. 5C
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der Dezimalzahlwert V. , der 4-Impulscodegruppen
gegenüber den von diesen Codegruppen gekennzeichneten 2 Quantisierungspegeln (V. Q11-J-) i11 einer Dekodier
kennlinie aufgetragen, die zur Signalexpansion genau den
inversen Verlauf im Vergleich zu der Codierkennlinie in Fig. 5b der Codieranordnung 13 an der Sendeseite aufweist.
Im Takte der Abtastfrequenz werden dem Integrator dieselben 8-Impulscodegruppen mit dem Polaritätsimpuls
angeboten wie dem Integrator 8 an der Sendeseite, und es wird auf diese Weise im Integrator 20 auch dasselbe
digitale Fernsehsignal aufgebaut, das nach Digital-Analog-Umwandlung
in Analog-Digital-Wandler Zk über den Videoverstärker 25 und das Tiefpassfilter 26 in analoger Form
der Wiedergaberöhre 27 zugeführt wird.
Vollständigkeitshalber sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass die Elemente 17, 18, 19, 21, Zk durch
Steuerimpulse gesteuert werden können, die von einem in der Figur nicht näher angegebenen Steuerimpulsgenerator
herrühren, der auf bekannte Weise, beispielsweise vom mitgesendeten Synchronsignal, synchronisiert wird.
Zur Erläuterung der Signalübertragung mittels des angegebenen differentiellen Pulscodemodulationssystems
in einem Zeitdiagramm sind in der nachfolgenden Tabelle II für eine Zeitdauer von 16 AbtastZeitpunkten
T0, T- ...T-e die eingetroffenen differentiellen Code-
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PIIN, 8027. 17.5.76.
gruppen QQ, Q1 ... Q15 angegeben, von denen der erste
Impuls als Polaritätsimpuls die Polarität darstellt,
beispielsweise bei einem "!"-Impuls eine positive Polarität sowie der Wert 0 und bei einem "0"-Impuls eine negative
Polarität, während die letzten vier Impulse die Grosse
der Differenzwerte angeben, die in der Spalte 2 der
Tabelle I, ausgedrückt in der Quantisierungsschrittgrö*sse E,
aufgeführt sind» Auf diese Weise wird den Codegruppen
Q0, Q1 ... Q15 nach Polarität und Grosse die in der Spalte 3
der nachfolgenden Tabelle II dargestellten Differenzwerte
zugeordnet. ,
AbtastZeitpunkt | Codegruppe Q | Differenzwert | Integratorausgangs- | 45 |
signal | 52 | |||
T0 | 10010 | + 7 | 247 | |
T1 | 11010 | + 195 | 247 | |
T2 | 10000 | + 0 | 254 | |
V " | 10010 | + 7 | 167 | |
T4 | 00110 | - 87 | 80 | |
T5 | 00110 | - 87 | 73 | |
T6 | 00010 | 7 | 75 | |
T7 | 10001 | + 2 | 73 | |
T8 | 00001 | 2 | 40 | |
T9 | 00100 | - 33 | 7 | |
T10 | 00100 | - 33 | 14 | |
T11 | 10010 | + 7 | 14 | |
T12 | 10000 | + 0 | 74 | |
T13 | 10101 | + 60 | 90 j |
|
T14 | 10011 | + 16 | ||
T15 | 10000 | + 0 |
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.8027. •17.5.76.
Ausgehend von einem Anfangssignal von 45 E zum
AnfangsZeitpunkt T0 zeigt die Kurve a im Zeitdiagramm
in Fig« 6a den Verlauf des Fernsehsignals, das zu der
Tabelle II gehört, während der 16 AbtastZeitpunkte am
Ausgang des Integrators 20 in Quantisierungsschrittgrössen E ausgedrückt, welches Fernsehsignal in dieser Zeitdauer
über das gesamte Signalgebiet variiert. In der Spalte 4 der Tabelle II ist vollständigkeitshalber das erwähnte
Integratorausgangssignal in der QuantisierungsschrittgrSsse E angegeben.
Zugleich zeigt das Zeitdiagramm in Fig. 6b,
ausgehend von demselben Anfangssignal, durch b die Abbildung
eines konstanten Fernsehsignals, das zu den Abtastzeitpunkten Tq -T-tj jeweils durch Codegruppen 10000 gekennzeichnet
wird. Infolge der verwendeten digitalen Integratoren mit idealer Integratorwirkung wird das konstante Fernsehsignal
b auf ideale Weise ohne Qualitätsbeeinträchtigung durch Leckstrome abgebildet.
In der Praxis ergibt das bisher beschriebene differentielle Pulscodemodulationssystem mit Signalkompression
an der Sendeseite und Signalexpansion an der Empfangsseite durch sein geringes Quantisierungsrauschen
insbesondere nach den niedrigeren Signalfrequenzen den Vorteil der verringerten Grosse der Codegruppen unter
!Beibehaltung einer ausgezeichneten Wiedergabequalität,
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PKN.3027. 17.5.76.
jedoch macht der zur Rückgewinnung der übertragenen Signale verwendete Integrator das beschriebene Uebertragungssystem
besonders empfindlich gegen Uebertragungsfehler« Beispielsweise
wird bei der Uebertragung des Signals a im Zeit— diagramm in Fig. 6a zu dem Abtastzeitpunkt Tg statt der
gewünschten Codegruppe 10001 die Codegruppe 11001 empfangen, entsprechend einer Abweichung vom Differenzwert von.168 E — 2E=
166 E, In diesem Fall wird wegen der Integratorwirkung während der weiteren Dauer des Signals a eine Störung
beibehalten, deren Verlauf durch die gestrichelte Kurve c angegeben ist. Auch im Zeitdiagramm nach Fig. 6b ist
der Einfluss eines Uebertragungsfehlers durch die gestrichelte
Linie d dargestellt, wenn zu dem Abtastzeitpunkt T2 statt der gewünschten Codegruppe 10000 die Codegruppe
11000 empfangen wird, die zu einer Abweichung vom Differenzwert von 1^-1 E - OE = 141 E führt.
Nach der Erfindung wird unter Verwendung einer neuen Konzeption bei den erwähnten übertragungstechnischen
Vorteilen der differentiellen Pulscodemodulation bei
einem besonders einfachen Aufbau der Störungseinfluss
der Uebertragungsfehler innerhalb des sehr kurzen Zeit—
Verlaufs nur einiger aufeinanderfolgender Abtastzeitpunkte
auf eine wenig oder nicht störende Grosse durch Verwendung des in Fig. 3 und Fig. h dargestellten Senders bzw,
Empfängers zurückgebracht. Der Fig. 1 und Fig* 2 entsprechende
ο t i ο 5 3 / υ t ü 2
PHN". 8027. 17.5.76.
Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen angegeben.
Der Sender in Fig. 3 ist dazu mit einer Zusammenfügungsanordnung 28 zum Zusammenfügen des der
Kaskadenschaltung aus dem differentiellen Signalformer und dem nichtlinearen Netzwerk 11, 13 entnommenen Ausgangssignals
und in gleicher Uebertragungsform eines von einem
Hilfskreis 29 herrührenden Hilfssignals versehen, das von einem Zeitpunkt des Sendereingangssignals vorhergehenden
kennzeichnenden Signalwert abgeleitet ist, wobei das durch Zusammenfügung in der Zusammenfügungsanordnung
erhaltene Ausgangssignal in Form der zusammengestellten Codegruppen als zusammengestellte diskrete Ausgangswerte
über die Uebertragungsstrecke 16 übertragen wird.
In der angegebenen Ausführungsform wird als
Eingangssignal des Hilfskreises 29 das am Ausgang des
Integrators 8 auftretende digitale Fernsehsignal positiver Polarität in Form von 8-Impulscodegruppen verwendet, die
nach Quantisierung in einer Quantisierungsstufe 30 in
2 Quantisierungspegeln und nach Codierung in einer Codieranordnung 31 in 4-Impulscodegruppen als diskrete
Ausgangswerte zur Uebertragung über die Ausgangsleitung mit den differentiellen Codegruppen des differentiellen
Pulsoodemodulatcrs 5 iix der Zusammenfügungsanordnung 28
zusammengefügt :?'-::-:".an, Der 3±γ..\:?-. :-lz':.3±t halber si$.d in
dieser Ausführunt^rr^i»^ dis QuE^-^rLarmxgsstufe 30 und die
on Q
u ,· β
17.5.76. - 19 -
2G2A622
Codieranordnung 31 im Hilfskreis 29 und die Quantisierungsstufe 11 und die Codieranordnung 13 des differentiellen
Pulscodemodulators 5 einander gleich, wobei auf diese Weise die wesentlichen Daten der Quantisierungsstufe 30
und der Codieranordnung 31 in der Tabelle I angegeben sind
und der Verlauf der Quantisierungskennlinie und der Codierungskennlinie in Fig. 5a bzw. 5b dargestellt sind.
Beim jeweiligen Auftreten eines digitalen Differenzsignals positiver oder negativer Polarität vom
differentiellen Pulscodemodulator 5 in Form einer 4-Impulscodegruppe
mit einem zusätzlichen Polaritätsimpuls liefert
das digitale Signal positiver Polarität am Ausgang des Integrators 8 über die Quantisierungsstufe 30 und die
Codieranordnung 31 genau das Hilfssignal in Form einer
4-Impulscodegruppe, wobei nach der Zusammenfügung der
beiden Codegruppen in der Zusammenfügungsanordnung 28 die zur Üebertragung über die Ausgangsleitung 16 zusammengestellte
Codegruppe erhalten wird. Die Zusammenstellung der zusammengestellten Codegruppen wird nunmehr für das
in der Tabelle II angegebene und im Zeitdiagramm nach Fig. 6a dargestellte Signal a bestimmt.
Ausgehend von dem AbtastZeitpunkt T~ (siehe
Tabelle II) liefert der differentielle Pulscodemodulator 5
als diskreten Ausgangswert die differentielle Codegruppe Qf
mit dem Polaritätsimpuls als ersten Impuls, und am
609853/0 68 2
. 8027. 17.5.76.
Integrator 8 tritt der zu erwartende ¥ert des Sendereingangssignals
von k5 E auf, das über die Quantisierungsstufe
30 und die Codieranordnung 31 entsprechend der
Tabelle I zu der Codegruppe SQ als Hilfssignal führt,
dessen Polarität immer durch einen "1" Impuls bezeichnet
werden kann, da mit dem Integratorausgangssignal das
Hilfssignal immer eine positive Polarität aufweist. Zusammmenftigung der beiden Codegruppen Q0 und Sn in der
Zusammenfügungsanordnung 28 ergibt die zusammengestellte Codegruppe 10110.
Auf entsprechende ¥eise wird die zusammengestellte
Codegruppe zu dem AbtastZeitpunkt TQ abgeleitet, insbesondere
beträgt nach der Tabelle II zu diesem Zeitptinkt die differentielle Codegruppe Q- und entsteht am Integrator
durch Hinzufügung der Differenzwerte, die zu dem Abtastzeitpunkt
Tq gehören (siehe Tabelle II), das Ausgangssignal
von 52 E, das über die Quantisierungsstufe 30 und die
Codieranordnung 31 entsprechend der Tabelle I zu der Codegruppe 10101 als Hilfssignal S- führt. Zusammenfügung
der beiden Codegruppen Q- und S- in der Zusammenfügungsanordnung
28 ergibt wieder die zusammengestellte Codegruppe·
--* Auf diese Weise weiterfahrend werden'also über
die 16 AbtastZeitpunkte TQ, T2 ... T-,- vom Signal a, das
über das gesamte Signalgebiet variiert, in der nachfolgenden Tabelle III die zusammengestellten Impulsgruppen
609853/0682
PHN.8027» 17.5.76.
abgeleitet, wobei die Spalte 1 die AbtastZeitpunkte T, ,
die Spalte 2 die differentieüLen Codegruppen Q-. die
Spalte 3 das digitale Ausgangssignal des Integrators 8
in Quantisierungsschrittgrcissen E und die 8-Impulscodegruppen
ausdrückt, die Spalte 4 das digitale Hilfssignal S,
und die Spalte 5 die zusammengestellte Codegruppe zeigt.
TABELLE III ./.
609853/0682
OT O CO OO
cn
CO
CD
°? 00
ro
Abtastzeit punkt Tk |
Differentielle C ode gruppe Q,^ |
Ausgangssignal- integrator 8 |
Hilfssignal Sk |
Zusammenge stellte Code gruppe |
Ausgesendete zusammenge stellte Code gruppe Pk |
T0 | 10010 | k5E 00101101 | 10100 | 10110 | 0110 |
T1 | 11010 | 52E 00110100 | 10101 | 11111 | 1111 |
T2 | 10000 | 247E 11110111 | 11101 | 11101 | 1101 |
T3 | 10010 | 247E 11110111 | 11101 | 1111t | 1111 |
T4 | 00110 | 254E 11111110 | 11111 | 11001 | 1001 |
. T5 | 00110 | 167E . 10100111 | 11001 | 10011 | 0011 |
T6 | 00010 | 8OE 01010000 | 101 10 | 10100 | 0100 |
T7 | 10001 | 73E 01001001 | 10110 | 10111 | 0111 |
T8 | 00001 | 75E 01001011 | 10110 | 10101 | 0101 |
T9 | 00100 | 73E 01001001 | 10110 | 10010' | 0010 |
T 10 |
00100 | 4θΕ 00101000 | 10100 | 10000 | 0000 |
T11 | 10010 | 7E 00000111 | 10010 | 10100 | 0100 |
T12 | 10000 | 14E 00001110 | 10011 | 10011 | 0011 |
T13 | 10101; | 14E 00001110 | 10011 | 10111 | 0111 |
T14 | 10011 | 74E 01001010 | 10110 | 11001 | 1001 |
A15 | 10000 | 90E 01011010 | 10110 | 11001 | 1001 |
TABELLE III
J\3
ro
co
-J On
CO
K)
PKN.8027. 17.5.76.
Zu Uebertragung des konstanten Hilfssignals b in Fig.6b liefert das konstante Integratorsignal von 45E
über die Quantisierungsstufe 30 und die Codieranordnung
die Codegruppe 10100 als Hilfssignal, das durch Zusammenfügung mit dem differentiellen Code 10000 des differentiellen
Pulscodemodulators 5 während der ganzen Zeitdauer des konstanten Fernsehsignal die zusammengestellte
Codegruppe 10100 am Ausgang derbZusammenfügungsanordnung
gibt.
Beim Studieren der zusammengestellten Codegruppen
in der Spalte 5 der Tabelle III ist es auffällig, dass
durch Zusammenfügung der differentiellen Codegruppen Q.
positiver oder negativer Polarität und der Hilfssignalcodegruppen
S, ausschliessuch positiver Polarität der
als Polaritätsimpuls verwendete erste Impuls der zusammengestellten Codegruppen über das ganze Signalgebiet immer
durch einen "!"-Impuls gebildet wird. Durch Zusammenfügung der differentiellen Codegruppen Q, mit den Hilfssignalcodegruppen
S-^. des halben Informationsraumes (ausschliesslich
positive Polarität) ist ohne Verlust an Information zur Signalübertragung über die Ausgangsleitung 16 daher
die Uebertragung des ersten Impulses jeder der zusammengestellten Codegruppen eingespart werden, so dass für das
über das ganze Signalgebiet variierende Signal a in der Zeitdauer der Abtastzeitpunkte T0, T2 ··· T1 ~ als
6 0 9 8 5 3/06-82
c8027. 17.5.76. - Zh - .
zusammengestellte Codegruppe die in der Spalte 6 angegebenen Codegruppen P-^ und für das konstante Signal b
in dieser Zeitdauer die gleichbleibende Codegruppe P1 = 0100
ausgesendet werden.
Umso überraschender ist diese Impulseinsparung
in den ausgesendeten Codegruppen P, , da diese 4~Impulscodegruppen
P. ohne Polaritätsimpuls zusätzliche Information enthalten, die es an der Empfangsseite ermöglichen, die
in Fig. 6a und 6b durch c bzw, d dargestellten Störungen infolge von Uebertragungsfehlern in sehr, kurzem Zeitverlauf
von nur einigen aufeinanderfolgenden AbtastZeitpunkten
auf eine wenig oder nicht störende Grosse zurückzubringen.
Entsprechend dem-in Fig, h dargestellten Empfänger
nach der Erfindung ist dazu in der Kaskadenschaltung aus dem nichtlinearen Netzwerk in Form der
Dekodieranordnung 1$) und der als Integrator ausgebildeten
Rekonstruktionsanordnung 20 an einen Ausgang der Rekonstruktionsanordnung 20 eine Trennanordnung 32 aufgenommen, *
an deren Eingang einerseits die eingetroffene zusammengestellte
Codegruppe und andererseits.in gleicher Darstellungsform ein von der Rekonstruktionsanordnung 20
abgeleitetes Ortshilfssi-gnal angelegt ist, wobe'i aus
der Trennanordnung 32 die eingetroffene zusammengestellte
Codegruppe unter Abtrennung des der Rekonstruktionsanordnung 20 entnommenen Ortshilfssignals über das nichtlineare
609853/068 2
PHN.8027. 17.5.76.
Netzwerk 19 der Rekonstruktionsanordnung 20 zugeführt ist.
In der angegebenen Anordnung ist die Trennanordnung 32 als Zusammenfügungsanordnung in Form einer Subtraktionsstufe ausgebildet, deren Eingänge mit dem Ausgang des
Reihen-Parallel-Wandlers 18 bzw. mit dem Ausgang eines an den Ausgang des Integrators 20 angeschlossenen Hilfskreises
33 verbunden sind, welcher Hilfskreis 33 die Kaskadenschaltung aus einer Quantisierungsstufe 3k und
einer Kodieranordnung 35 enthält, welche Quantisierungsstufe 3^ und Kodieranordnung 35 auf dieselbe Art und
Weise asugebildet sind wie die im Hilfskreis 29 des Senders.
Im beschriebenen Empfänger wird beim Fehlen von Uebertragungsfehlern im Integrator 20 dasselbe
digitale Ausgangssignal aufgebaut wie im Integrator 8
an der Sendeseite, und zwar wird jeweils bei Empfang einer zusammengestellten Codegruppe im Hilfskreis 33
derselben Ausführungsform wie die des Hilfskreises 29 an
der Sendeseite örtlich genau das zugehcSrende Hilfssignal
erzeugt, wobei durch Subtraktion in der Substraktionsanordnung 32 die differentiellen Codegruppen des
differentiellen Impulscodeniodulators. .5 zurückgewonnen
werden, die über die Kodieranordnung 19 für den gegenseitigen
Gleichlauf der digitalen Ausgangssignale der Integratoren 20 und 8 an der Empfangsseite sowie Sendeseite
sorgen. So wird beispielsweise bei der Uebertragung
60 9853/0682
,8027. 17.5.76ο
des Signals a in Fig. 6a, das gekennzeichnet ist durch diskrete Ausgangswerte in Form der zusammengestellten
Impulsgruppen P. in der Spalte 6 der Tabelle ill, im
Hilfskreis 33 das zugehSrende Hilfssignal S, in der
Spalte h erzeugt, wonach durch Subtraktion in der Subtraktionsanordnung 32 die differentiellen Codegruppen Q-. in der Spalte 2 zurückgewonnen werden, während bei der Uebertragung des konstanten Signals b in Fig» 6b, das
gekennzeichnet wird durch die.gleichbleibenden Codegruppen, während der Abtastzeitpunkte T0-T1- das Hilfssignal am Ausgang des Hilfskreises 33 durch die gleichbleibenden Codegruppen 10100 und die zum konstanten Signal b gehörenden differentiellen Codegruppen durch 10000 wiedergegeben wird«
Impulsgruppen P. in der Spalte 6 der Tabelle ill, im
Hilfskreis 33 das zugehSrende Hilfssignal S, in der
Spalte h erzeugt, wonach durch Subtraktion in der Subtraktionsanordnung 32 die differentiellen Codegruppen Q-. in der Spalte 2 zurückgewonnen werden, während bei der Uebertragung des konstanten Signals b in Fig» 6b, das
gekennzeichnet wird durch die.gleichbleibenden Codegruppen, während der Abtastzeitpunkte T0-T1- das Hilfssignal am Ausgang des Hilfskreises 33 durch die gleichbleibenden Codegruppen 10100 und die zum konstanten Signal b gehörenden differentiellen Codegruppen durch 10000 wiedergegeben wird«
Nach Digital-Analog-Umwandlung im Digital-Analog-Wandler
2k des Integratorausgangssignals, das durch
Integration der differentiellen Codegruppen des differentiellen Impulscodemodulators erhalten wird, wird
über den Verstärker 25 mit dem Tiefpassfilter 26 das
übertragene Fernsehsignal in der Wiedergaberöhre 27 abgebildet. Ohne die geringste Beeinf JLuss.ung durch die
Hilfss'ignalinformation in den zusammengestellten Codegruppen hat die Wiedergaberöhre 27 optimale Wiedergabe— qualitSt der differentiellen Signalübertragung mit
Signalkompression an der Sendeseite und Signalexpansion an der Empfangsseite.
Integration der differentiellen Codegruppen des differentiellen Impulscodemodulators erhalten wird, wird
über den Verstärker 25 mit dem Tiefpassfilter 26 das
übertragene Fernsehsignal in der Wiedergaberöhre 27 abgebildet. Ohne die geringste Beeinf JLuss.ung durch die
Hilfss'ignalinformation in den zusammengestellten Codegruppen hat die Wiedergaberöhre 27 optimale Wiedergabe— qualitSt der differentiellen Signalübertragung mit
Signalkompression an der Sendeseite und Signalexpansion an der Empfangsseite.
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PHN.8027. 17.5.76.
Die beschriebene Anordnung neigt dazu, das Hilfssignal in den zusammengestellten Codegruppen am
Ausgang der Subtraktionsanordnung 32 gleich Null zu
machen. Insbesondere wenn zu einem bestimmten Empfangs-Zeitpunkt
infolge eines Uebertragungsfehlers im Ausgangssignal des Integrators 20 eine Abweichung vom gewünschten
Wert entsteht, erfahrt das Ausgangssignal des Hilfskreises
33 eine entsprechende Abweichung, die zum nachfolgenden Empfangszeitpunkt über die Substraktionsanordnung
32 und Dekodieranordnung 19 mit entgegengesetzter
Polarität dem Integrator 20 zugeführt wird. In der, Schleife aus dem Integrator 20, dem Hilfskreis 33 zurück,
über die Subtractionsstufe 32 und die Dekodieranordnung
zum Integrator 20 wiederholt sich zu den nachfolgenden Empfangszeitpunkten der beschriebene Zyklus, bis durch
Korrektur des Integratorausgangssignals wieder die
genannte Bedingung erfüllt ist.
Quantitativ kann der angegebene Korrekturprozess des Integratorausgangssignals mit Hilfe der
Tabelle Ί, völlig befolgt werden, wie jöun an Hand des
konstanten Signals b in Fig. 4b erläutert wird, das beim Fehlen von Uebertragungsfehlern durch ein konstantes
Integratorausgangssignal von 45E, gleichbleibende
zusammengestellte Codegruppen 10100, gleichbleibende
Oodegruppen 10100 am Ausgang des Hilfskreises 33 und
609853/0682
PHN.8027, 17.5.76.
differentielle Codegruppen 10000 am Ausgang der Subtraktionsstufe 32 gekennzeichnet ist.
Tritt nun zum Empfangszeitpunkt T2 (siehe Fig. 6b)
ein Uebertragungsfehler auf, wodurch statt der richtigen
Codegruppe 0100 die Codegruppe 1100 empfangen wird, so liefert die Subtractionsstufe 32 die Codegruppe 11000 mit
der vom" i^-ODtnpuls als ersten Impuls bezeichneten positiven
Polarität und dem durch die vier darauffolgenden Impulse
der Codegruppe angegebenen Differenzwert, der entsprechend der Tabelle I einer Zunahme des Integrationsausgangssignals
um 141E auf 186E entspricht, welches Integratorausgangssignal
zu einer Zunahme des Ausgangssignals des Hilfskreises 33» das entsprechend der Tabelle I durch
die Codegruppe 11010 gegeben ist, führt»
Werden nun zu den nachfolgenden Empfangszeitpunkten wieder die zusammengestellten Codegruppen ungestört
empfangen, so liefert die Subtraktionsanordnung zum folgenden Empfangszeitpunkt To die Codegruppe 00110,
die zu einer Abnahme des Integratorausgangssignals um
87E auf 99E führt und eine Codegruppe· J 0110 am Ausgang
des Hilfskreises 33 entstehen läss't ,/wodurch zum Zeitpunkt Tr
das Integratorausgangssignal um JB auf 92E weiter
abnimmt·
Auf diese Yeise weitergehend erhält man für
die folgenden EmpfangsZeitpunkte die weitere Korrektur
609853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
des Integratorausgangssignals, die im Zextdiagramm nach
Fig. 6b aufgetragen den durch, die Kurve e bezeichneten Verlauf aufweist. Dabei kann noch eine geringe Restabweichung
nach wie vor vorhanden sein, deren maximale Grosse durch die Differenz in den beiden begrenzenden
Hilfssignalquantisierungspegeln des konstanten Signals b
gegeben wird»
Auf völlig entsprechende Weise kann für den
Uebertragungsfehler zum Zeitpunkt To im variierenden
Signal a zu den darauffolgenden AbtastZeitpunkten das
Integratorausgangssignal berechnet werden, das in Fig. 6a aufgetragen ist und den durch die Kurve f dargestellten
Verlauf aufweist. Anders als bei einem konstanten Signal wird hier nahezu immer eine exakte Korrektur der Störung
durch einen Uebertragungsfehler erhalten, insbesondere
findet diese exakte Störungskorrektur für das Signal a bereits nach 3 AbtastZeitpunkten zum Zeitpunkt T11 statt.
Unmittelbar nach dem Auftreten eines Uebertragungsf ehlers findet in der erfindungsgemessen ι Anordnung
innerhalb eines sehr kurzen Zeitverlätif s eine. besonders
wirksame Störungsverringerung statt,* -die die Störungsbeeinflussung auf minimale Werte zurückbringt, wie aus
der Störungsabnahmekurve e und f im Vergleich zu den Kurven c und d in den Fig. 6a bzw» 6b hervorgeht. An der
Wiedergaberöhre ZJ ist diese besonders effektive
609853/0682
FHN.8027. 17.5.76.
StBrungsverringerung sehr deutlich, und zwar wird die
linienförmige Störung eines Uabertragungsfehlers in der
Wiedergaberöhre 27 (siehe die Kurve c und d in den Fig. 6a und 6b) durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen
auf eine punktförniige Störung zurückgebracht.
Im Wesentlichen bildet die definierte Hilfsinformation
in den zusammengestellten Codegruppen an der Empfangsseite zu jedem Augenblick gleichzeitig ein
Kriterium und eine Korrekturfunktion zur optimalen Wiedergabequalität;
insbesondere wenn die Hilfsinformation am
Ausgang der Subtraktionsstufe 32 bei ungestörtem Empfang
den Nullwert hat, ist damit auf eindeutige Weise in der Wiedergaberöhre 27 die optimale Wiedergabequalität der
differentiellen Uebertragung mit Signalkompression an ·
der Sendeseite und Signalexpansion an der. Empfangsseite festgelegt« Wird jedoch dieser einwandfreie Empfang beispielsweise
durch einen Uebertragungsfehler gestört,
so bewirkt die Hilfsinformation in den eingetroffenen
Codegruppen unmittelbar eine Korrektur des Ausgangssignals
des Integrators 20, das innerhalb eines sehr kurzen Zeitverlaufes die Hilfssignalinformation am Ausgang der
Subtraktionsstufe 32 auf den Nullwert zurückbringt, was,
wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, das eindeutige Kriterium zur optimalen WiedergabequalitSt in der Wiedergaberöhre
27 bildet» Wenn man bedenkt, dass diese
60 9853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
wesentlichen Vorteile einer optimalen Wiedergabequalität und einer wirksamen StSrungsverringerung bei einem einfachen
Aufbau noch mit einer Impulseinsparung in den übertragenen Codegruppen einhergeht, so ist durch die
Erfindung auf dem Gebiete der Signalübertragung insbesondere auf dem Gebiete durch eine Zeitfunktion gekennzeichneter
Signale wie Bildsignale, Fernmessung und dergleichen ein sprunghaft technischer Fortschritt erreicht worden.
Hinzu kommt die grosse Freiheit in den Signal—
kompressions- und den Signalexpansionskennlinien für die differentielle Uebertragung sowie in der Ubertragungskennlinie
der Hilfssignalübertragung, wodurch neue Möglichkeiten in der Ausbildung des erfindungsgemässen
Uebertragungssystem verwirklichbar sind.
Die Fig. 7 "und 8 zeigen weitere Ausführungsformen eines Senders und eines Empfängers in einem
Uebertragungssystem nach der Erfindung, die sich von .dem in Fig. 3 und Fig. k angegebenen Sender und Empfänger in
der' Verwendung eines differentiellen Pulscodemodulators
und einer Reproduktionsanordnung sowie in der Ausbildung der Hilfskreise 29 und 33 für die Hilfssignalübertragung
unterscheiden. Der Fig. 3 und k entsprechende Elemente
sind mit denselben Bezugszeichen angegeben.
Im Vergleich zum Sender in Fig» 3 ist der Sender in Fig. 7 teilweise in analogen Techniken ausgebildet
609853/0 6 82
PHK.8027. 17.5.76.
und enthält einen analogen Signalformer 36, der von einem
von der Abtastanordnung 3 herrührenden Sendereingangssignal
und den erwarteteten Wert des Sendereingangssignals
eines Digital-Analog-Wandlers 37 im Vergleichskreis 7
des differentiellen Pulscodemodulators 5 gespeist wird« In der Quantisierungsstufe 11 und in der Codieranordnung
wird das auf diese Weise erhaltene analoge Differenzsignal in die differentiellen Codegruppen umgewandelt, die
auf entsprechende Weise wie im Sender nach Fig. 3 verarbeitet
werden.
Einerseits werden dazu die differentiellen
Codegruppen mit Signalkompression über eine Decodieranordnung 38 der Senderkonstruktionsanordnung 8 zugeführt,
die an den Digital—Analog-Wandler 37 zur Erzeugung des zu erwartenden Wertes des Sender-Eingangssignals ange—
schlossen ist. Insofern weicht die beschriebene Ausbildung der Senderkonstruktionsanordnung 8 von der im Sender nach
Fig. 3 ab, dass ausser dem von Steuerimpulsen gesteuerten
Speicher mit einer VerzSgerungszeit entsprechend einer Abtastperiode zur Erzeugung des erwarteten Wertes des
Sender-Eingangs signals noch ein zwei.ter Speicher 77 mit einer abweichenden Verzögerungszeit beispielsweise in
der Grössenordnung entsprechend einer Zeilenzeit verwendet
wird, dessen Inhalt mit dem des Speichers 10 in einer Zusammenfügungsanordnung 78 zusammengefügt wird. Gegebenenfalls
609853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
können noch weitere Speicher in die Rekonstruktions— anordnung 8 aufgenommen werden, um untereinander um
verschiedene Zeitabstände verzögerte Ausgangssignale
zu erhalten, die über Gewichtungsnetzwerke zusammengefügt
werden.
Andererseits werden auf dieselbe Art und Weise wie im Sender nach Fig. 3 die differentieIlen Codegruppen
in der Zusammenfügungsanordnuixg 28 mit dem digitalen
Hilfssignal des an die Rekonstruktionsanordnung 8 angeschlossenen
Hilfskreises 29 zur Erzeugung der zusammengestellten
Codegruppen zusammengefügt, die über den Parallel-Reihen-Wandler 14 und den Verstärker 15 über
die Ausgangsleitung 16 übertragen werden, und zwar wieder
in Form von 4-Impulscodegruppen ohne Polaritätsimpuls,
Auf völlig entsprechende Weise, wie bereits bei Fig. k erläutert wurde, werden im Empfänger in Fig.
aus den über die Leitung 16 eingetroffenen zusammengestellten
Codegruppen die übertragenen Fernsehsignale zurückgewonnen, die zur Abbildung an die Wiedergaberöhre
gelegt werden. Ebenso wie beim Empfänger in Fig. h ist an einen Ausgang der Rekonstruktions-änordnung 20 ein
Hilfskreis 33 zur Erzeugung des Ortshilfssignals in Form
von Codegruppen angeschlossen, die in der Subtraktionsstufe 32 von den eingetroffenen zusammengestellten
Codegruppen subtrahiert werden, wobei wie zuvor das in die
609853/0682
PlIN. 8027.
17.5.76.
17.5.76.
zusammengestellten Codegruppen aufgenommene Hilfssignal
nur bei gestörtem Empfang zur Qualitätskorrektur der
übertragenen Fernsehsignale wirksam wird. Der Rekonstruktions· anordnung 8 an der Sendeseite entsprechend ist die
Rekonstruktionsanordnung 20 ebenfalls mit einem zweiten Speicher 79 mit einer VerzSgerungszeit entsprechend der Grössenordnung einer Zeilenzeit versehen, dessen Inhalt in einer Zusanunenfügungsanordnung 80 mit dem des Speichers zusammengefügt wird«
übertragenen Fernsehsignale wirksam wird. Der Rekonstruktions· anordnung 8 an der Sendeseite entsprechend ist die
Rekonstruktionsanordnung 20 ebenfalls mit einem zweiten Speicher 79 mit einer VerzSgerungszeit entsprechend der Grössenordnung einer Zeilenzeit versehen, dessen Inhalt in einer Zusanunenfügungsanordnung 80 mit dem des Speichers zusammengefügt wird«
Die grosse Freiheit in der Ausbildung der Hilfskreise
29, 33 bietet die Möglichkeit, deren Apparaturaufbau
wesentlich zu vereinfachen; insbesondere wird hier statt der Quantisierungsstufe 30, 3^ und der Codieranordnung
31, 35 in Fig. 3 und Fig. h in den Hilfskreisen 29, 33
für den diskreten Ausgangswertereduktor eine diskrete
Ausgangswerte—Unterdrückungsanordnung 39» ^O verwendet, die die am wenigsten signifikanten Impulse in den Codegruppen der Rekonstruktionsanordnungen 8, 20 unterdrückt. Sind beispielsweise die Rekonstruktionsanordnungen 8, ebenso wie bei den Fig. 3» ^- für 4-Impulscodegruppen
ausgebildet, so liefert die Unterdrückung von h bzw. 5
signifikanten Impulsen in der Impulsunterdrückungsanordnung 39» Ί-0 als Hilfssignal 4— bzw» 3—Inipuls codegruppen, die dann in einer linearen Quantisierungsskala mit in
untereinander gleichen Abständen von 16E bzw. 32E liegenden
für den diskreten Ausgangswertereduktor eine diskrete
Ausgangswerte—Unterdrückungsanordnung 39» ^O verwendet, die die am wenigsten signifikanten Impulse in den Codegruppen der Rekonstruktionsanordnungen 8, 20 unterdrückt. Sind beispielsweise die Rekonstruktionsanordnungen 8, ebenso wie bei den Fig. 3» ^- für 4-Impulscodegruppen
ausgebildet, so liefert die Unterdrückung von h bzw. 5
signifikanten Impulsen in der Impulsunterdrückungsanordnung 39» Ί-0 als Hilfssignal 4— bzw» 3—Inipuls codegruppen, die dann in einer linearen Quantisierungsskala mit in
untereinander gleichen Abständen von 16E bzw. 32E liegenden
60 9853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
Quantisierungspegeln das Hilfssignal kennzeichnen. In der Praxis werden diese Impulsunterdrückungsanordnungen 39i^O
der am wenigsten signifikanten Impulse auf besonders einfache Weise dadurch verwirklicht, dass die Ausgangsklemmen
mit den k signifikantesten Impulsen in den Rekonstruktionsanordnungen
8, 20 über die Hilfskreise 29, 33 unmittelbar mit der ZusammenfUgungsanordnung 28 und der
Trennanordnung 32 verbunden werden» Dabei kann es von
Bedeutung sein, insbesondere zur Einstellung des Hilfssignals mit 3-Impulscodegruppen an den Diskretausgangswert·
reduktor 39» ^O eine Einstellsignalquelle anzuschliessen,
wobei zur Einsparung des PolaritUtsimpulses in den ausgesendeten
Codegruppen abhängig von der Kompressionskennlinie des Differenzsignals der Informationsbereich
des Hilfssignals anders gewählt ist als in Fig» 3» insbesondere
1/3 von dem der differentiellen Codegruppen·
In den praktischen Anwendungen liegt dazu der genannte Informationsbereich zwischen τ; - if· des Informationsbereichs der differentiellen Codegruppen.
Beim äusserst einfachen Aufbau werden auch hier die wesentlichen Vorteile des Uebertragungssystems nach
der Erfindung völlig verwirklicht, insbesondere die
Einsparung des Polaritätsimpulses bei der Uebertragung über die Ausgangsleitung 16 sowie die direkte Korrektur
der Wiedergabequalität bei einem Uebertragungsfehler und
609853/0682
ΡΗ2Γ.0Ο27.
17.5.76.
beim Fehlen von ^ebertragungsfehlern die optimale
Wiedergabequalität der differentiellen Uebertragung mit
Signalkompression an der Sendeseite und Signalexpansion ah der Empfangsseite ohne die geringste Beeinflussung
durch das Hilfssignal beschränkter Wiedergabequalität·
Immer wird vom Sender nach der Erfindung die Möglichkeit gegeben, mittels eines geeigneten Spitzenbegrenzers in
dem Kreis des differentiellen Pulscodemodulätors beispielsweise
in der Kaskadenschaltung mit dem differentiellen Signalformer oder durch eine gegenseitige Anpassung der
Kompressionskennlinie der differentiellen Übertragung und
der Kennlinie der Hilfssignalübertragung eine Impulseinsparung
zu verwirklichen© Andererseits gibt es für bestimmte Anwendungen die Möglichkeit, die Grö*sse der
Codegruppen untereinander, d.h.* den Informationsraum für die differentielle Uebertragung und für die Hilfssignalübertragung,
anders zu gestalten als in den angegebenen Ausführungsbeispielen· So kann beispielsweise für Fernmessanwendungen
für die Kompressionskennlinie der differentiellen Uebertragung eine segmentweise lineare
Kennlinie angewandt werden.
Fig. 9 zeigt eine Abwandlung des Senders nach der Erfindung, die von dem in Fig. 3 angegebenen Sender
in der Ausbildung des Hilfskreises 29 abweicht. Insbesondere
wird das Hilfssignal dadurch bestimmt, dass der dem
609853/0
PHN.8027.
17.5.76.
Zeitpunkt des Sendereingangssignals vorhergehende Signalwert nicht der Rekonstruktionsanordnung 8 im Vergleichskreis 7» sondern dem Analog-Digital-Wandler 4 entnommen
wird, der dazu über eine Verzögerungsanordnung 81, beispielsweise in Form eines Schieberegisterelemehtes mit
einer Verzögerungszeit entsprechend einer Abtastperiode, mit Hilfe der Kaskadenschaltung aus der Quantisierungsstufe 30 und der Codieranordnung 31 an die Zusammenfügungsanordnung
28 angeschlossen ist, und zwar zur Zusammenfügung mit den differentiellen Codegruppen des
differentiellen Pulscodemodulators nach Signalkompression
in der Quantisierungsstufe 11 und der Codieranordnung 13·
Auf die Art und Weise wie in Fig. 3 werden die auf diese Weise gebildeten zusammengestellten Codegruppen zur
Uebertragung über die Leitung 16 über den Parallel-Reihen-Wandler
14 dem Verstärker 15 zugeführt»
Fig. 10 zeigt eine weiter Abwandlung des Senders nach der Fig. 3.
Ebenso wie beim Sender in Fig. 3 wird hierbei eine digitale Differenz des vom Analog-Digital-Wandler
herrührenden Sendereingangssignals und des zu erwartenden Signalwertes der Rekonstruktionsanordnung 8 in Form
eines digitalen Integrators gebildet, wobei das digitale Differenzsignal über die Quantisierungsstufe 11 und die
Codieranordnung 13 a-ls nichtlineares Netzwerk der digitalen
609853/0 6 82
,8027. 17.5.76.
Zusammenfügungsanordnung 28 zur Zusammenfügung mit dem Hilfssignal zugeführt wirdt das der Rekonstruktionsanordnung 8 entnommen wird und über die Quantisierungs—
stufe 30 und die Codieranordnung 31 als Ausgangswertwreduktor
der ZusammenfUgungsanordnung 28 zugeführt wird.
Der angegebene Sender unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen darin, dass die
R elconstrulct ions anordnung 8 im Vergleichskreis 7 in einen
Hilfsempfanger aufgenommen ist, der eine Subtralctionsstufe
82 und eine Dekodieranordnung 83 zur digitalen
Signalexpansion enthält, wobei der Subtraktionsstufe 82
die ausgesendeten zusammengestellten Clodegruppen zugeführt werden» Ebenso wie bei den vorhergehenden Empfängern
wird in der Subtraktionsstufe 82 das vom Hilfskreis 33
herrührende digitale Hilfssignal von den zusammengestellten
Codegruppen subtrahiert, wonach die auf diese Weise erhaltenen differentiellen Codegruppen über die
Dekodieranordnung 83 der Rekonstruktionsanordnung zugeführt werden.
Der beschriebene Sender weist den wesentlichen Vorteil der praktisch unbegrenzten gegenseitigen Freiheit
in der Wahl der Signalkompressionskennlinie des nichtlinearen Netzwerkes 11, 13 und der Uebertragungskennlinie
des nichtlinearen Netzwerkes 30, 31 im
Hilfskreis 29 bei der Einsparung des Polaritätsimpulses
609853/068 2
PIIN. 8027.
17.5.76.
in den ausgesendeten zusammengestellten Codegruppen dadurch auf, dass in dieser Λ abbildung ohne weiteres
nach der ZusammenfÜgungsanordnung 28 zum Anschluss des Hilfsempfängers ein digitaler Begrenzer 84 aufgenommen
werden kann. Denn der Begrenzer verursacht an dieser Stelle keine Beeinflussung der Wiedergabequalität, da
er ja über den Hilfsempfänger in die Schleife des differentiellen
Pulscodemodulators 5 aufgenommen isti
■Vollständigkeitshalber wird an dieser Stelle
noch bemerkt, dass zur Signalübertragung statt einer Signalkompression oder einer linearen Kennlinie im Grunde
auch eine Signalexpansionskennlinie angewandt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung mit der Zusammenfügung der diskreten Ausgangswerte des differentiellen Signals
und des Hilfssignals sind noch weitere Ausführungsformen möglich. So gibt es beispielsweise die Möglichkeit, das
Differenzsignal dadurch zu erzeugen, dass mit dem Sendereingangssignal als der zu erwartende ¥ert das
verzögerte Sender-Eingangssignal dem differentiellen
Signalformer zugeführt wird, oder der differentielle
Pulsgruppencodemodulator kann auch auf eine andere Weise ausgebildet werden. Auch kann das Hilfssignäl einem
einzelnen Pulscodemodulator entnommen werden, jedoch
unterscheiden sich die beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Hilfssignäl der Rekonstruktionsanordnung
609853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
im Vergleichskreis des differentiellen Pulscodemodulators
entnommen wird, sowohl durch eine Apparatureinsparung als auch durch ihr minimales Quantisierungsrauschen.
Ohne Weiteres lässt sich das Uebertragungssystem nach der Erfindung statt für Pulsgruppencodemodulation
auch für andere Uebertragungsarten mit diskreten
Ausgangswerten ausbilden, beispielsweise mit diskreter
Amplitudenmodulation, diskreter Phasenmodulation und dergleichen«
Während in den vorhergehenden Ausführungsformen die Zusammenfügung und Trennung des diff erentiellen Signals
und des Hilfssignals auf völlig digitalem Wege durchgeführt wird, findet die Zusammenfügung und Trennung im
Übertragungssystem mit dem in Fig. 11 angegebenen Sender
und dem in Fig. 12 angegebenen Empfänger auf analoge Basis statt.
Ebenso wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen enthält der in Fig. 11 angegebene Pulscodemodulations·
sender einen differentiellen Signalformer 42, der durch
ein S ender eingangs signallvon einem Videoverstärker 2 und
die zu erwartenden Werte des Sendereingangssignals von einer Rekonstruktionsanordnung in Form eines Integrators 43
und eines Vergleichskreises 44 sowie einem darauffolgenden nichtlinearen Netzwerk 45 für Signalkompression gespeist
wird, welche Elemente 42, 43, 45 nun jedoch für analoge
609853/0682
PHN.8027· 17.5.76.
- 4i -
Signalverarbeitung ausgebildet sind» Das analoge Netzwerk
für Signalkompression sowie der Integrator 43 können verschiedenartig gebildet werden, insbesondere in der
angegebenen AusfUhrungsform durch Aufnahme einer nichtlinearen Impedanz 46 und eines Kondensators 47 in den
Gegenkopplungskreis von Operationsverstärkern 48, 49,
wobei dem nichtlinearen Netzwerk 45 eine Pοlaritatsumkehrstufe
85 vorgeschaltet ist.
Nach Zusammenfügung in einer Zusammenfügungs—
anordnung 50 des Ausgangssignals der auf dem differentiellen
Signalformer 42 und dem nichtlinearen Netzwerk 45 zusammengestellten
Kaskadenschaltung mit dem Hilfssignal eines an den Integrator 43 angeschlossenen Hilgskreises 51
werden in einem der Zusammenfügungsanordnung 50 nachgeschalteten
Analog-Digital-Wandler 52 die zusammengestellten Codegruppen erhalten, die einerseits zur Uebertragung
über die Ausgangsleitung 16 benutzt werden und andererseits einem Digital-Analog-Wandler 53 zugeführt
werden, der den Eingang des Vergleichskreises 44 bildet. Der Analog-Digital-Wandler 52 sowie d-e,i Digltal-Analog-Wandler
53 sind in Parallelform ausgebildet und werden im Takte der Abtastfreqüenz von Steuerimpulsen einer
Steuerimpulsleitung 54 gesteuert, wobei die zusammengestellten
Codegruppen am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 52 zur Aireiteren Verarbeitung im Vergleichskreis 44, in das
608853/0682
PHIT. 8027. 17.5.76.
entsprechende analoge Signal umgewandelt werden und zur Uebertragung über die Ausgang^leitung 16 über den
Parallel-Reihen-Wandler 14 dem Verstärker 15 zugeführt werden; beispielsweise wie in den vorhergehenden Ausführungsformen in Form von 4-Impulscodegruppen ohne Polaritätsimpuls«
Im angegebenen Pulscodemodulationssender mit analoger Signalverarbeitung ist in den Rekonstruktionskreis 44 ein analoger Hilfsempfänger 55 aufgenommen, der
für die analoge Signalverarbeitung auf völlig entsprechende ¥eise ausgebildet ist wie die Empfänger für digitale
Signale in Fig. 4 und Fig. 8. Insbesondere werden die analogen Signale des Digital-Analog-¥andlers 53 der
Kaskadenschaltung aus einer Trennanordnung 56 die als
Subtraktionsstufe ausgebildet ist, einem nichtlinearen
Netzwerk 57 fur Signalexpansion in Form einer in den
Signalkreis aufgenommenen nichtlinearen Impedanz mit
einer Uebertragungskennlinie, die der Signalkompressionskennlinie
des nichtlinearen Netzwerkes 45 entgegengesetzt
ist, sowie dem Integrator 43, der über einen Hilfskreis
an die Subtraktionsstufe 56 angeschlossen ist, zugeführt»
Nach der Trennung des Hilfssignals in der Subtraktionsstufe 56 entsteht am Integrator 43 des Hilfsempfängers
auf diese Weise ein analoges Ausgangssignal, das auf die
Art und Weise wie im Sender nach Fig. 3 void Fig. 7 dem
differentiellen Signalformer 42 und zugleich über den
609853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
Hilf skr eis 51 der Zusammenfügungsanordnung 50 zur Erzeugung
der zusammengestellten Codegruppen zugeführt wird, die über die Ausgangsleitung 16 Übertragen werden.
Unter Verwendung der erfindungsgemässen Massnahmen
gelingt es mit dem beschriebenen Pulscodemodulationssender mit analoger Signalverarbeitung an der Empfangsseite dennoch, eine ausgezeichnete Wiedergabequalität
dadurch zu verwirklichen, dass statt der differentiellen
Codegruppen die zusammengestellten Codegruppen dem Hilfsempfänger
55 im Vergleichskreis hk zugeführt werden,
wodurch im analogen Integrator 43 auftretende Leckerscheinungen
weitgehend ausgeschaltet werden, die sonst zu nichtlinearen Verzerrungen führen würden»
Fig, 12 zeigt den mit dem Sender in Fig, 11· zusammenarbeitenden Empfänger, dessen Aufbau im wesentlichen
dem des angegebenen Hilfsempfangers 55 im Sender
nach Fig. 11 entspricht« Entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen angegeben, die jedoch zur Unterscheidung
mit einem Akzent versehen worden sind.
3Im dargestellten Empfänger werden die auf der Leitung 16 eingetroffenen Codegruppen über einen Impulsregenerator
17 und einen Reihen-Parallel-Wandler 18 einem
Digital-Analog-Wandler 53' zugeführt, dessen analoge
Ausgangssignale auf dieselbe Art und Weise verarbeitet
werden wie im Hilfsempfänger 55 an der Sendeseite»
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PEN.8027β 17.5.76.
Ebenso wie im Hilfsempfänger 55 wird, der Digital-Analog-Wandler
53.' mit dem Parallelausgang im Takte der Abtastfrequenz
von Steuerimpulsen der Steuerimpulsleitung 54T
gesteuert, und die erhaltenen analogen Ausgangssignale
des Digital-Analog-Wandlers 53' werden der Kaskadenschaltung
aus einer Trennanordnung 56} in Form einer Subtraktionsstufe, einer im Signalkreis liegenden nichtlinearen Impedanz
57' als Signalexpansionsnetzwerk sowie einem Integrator 43,
der aus einem Operationsverstärker 4°f mit einem im
Gegenkopplungskreis liegenden Kondensator 47f aufgebaut
und über einen Hilfskreis 58* an die Subtraktionsstufe $6X
angeschlossen ist, zugeführt. Am Ausgang des Integrators 43'
werden auf diese Weise die übertragenen Fernsehsignale in analoger Form erhalten, die nach Verstärkung in dem
Verstärker 25 über das Tiefpassfilter 26 in der Wiedergaberöhre
27 abgebildet werden.
Unter Vermeidung nichtlinearer Verzerrungen infolge von Leckerscheinungen im analogen Integrator 43'
wird durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahraen
in der Wiedergaberöhre 27 eine optimale Wiedergabequalität
verwirklicht, während ebenso wie bei den vorhergehenden
Ausführungsformen beim Auftreten eines Uebertragungsfehlers die dadurch entstandene Verzerrung unmittelbar innerhalb
einer sehr kurzen Zeitdauer korrigiert wird. Alle obenstehend erwähnten Vorteile der Erfindung werden bei dem
6 0-9853/0682
PHN*8027. 17.5.76·
angegebenen Pulscodeübertragungssystem mit analoger Signalverarbeitung
ebenfalls verwirklicht. Gewünschtenfalls kann ebenso wie beim Uebertragungssystem nach Fig. 3 "1Ki
Fig. 4 das Hilfssignal mit Signalkompression in den zusammengestellten Codegruppen übertragen werden, wozu im
Senderhilfskreis 51 sowie im Senderhilfkreis 58, 58« des
Hilfsempfängers 55 der zusammenarbeitende Empfänger
nichtlineare Netzwerke 59t 60, 60f vorhanden sein müssen,
die dann untereinander gleiche Signalkompressionskennlinien aufweisen müssen»
Die Freiheit im Entwurf des erfindungsgemässen
Uebertragungssystems bietet die Möglichkeit wesentlicher Vereinfachungen in der praktischen Verwirklichung insbesondere
bei linearer Quantisierung des Hilfssignals in den zusammengestellten Codegruppen, wie nun an Hand des in
Fig. 13 und Fig. 14 dargestellten Uebertragungssystems
erläutert wird. Dabei sind der Sender in Fig. 13 und
der Empfänger in Fig» 14 als Abwandlungen des in Fig.. 11
und Fig. 12 dargestellten Senders bzw. Empfängers ausgebildet, wobei entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben sind, *
Ebenso wie beim Sender in Fig. 11 wird im
Sender in Fig. 13 das Ausgangssignal des analogen
Integrators des in den Vergleichskreis 44 aufgenommenen
Hilfsempfängers 55 dem differentiellen Signalformer 42
6 0 9853/0682
PHN.8027. 17.5.76.
und der Zusammenfügungsanordnung 50 zugeführt, wobei
der differentielle Signalformer durch, zwei Widerstände
61, 62 mit einer dem Widerstand 61 vorgeschalteten Polaritätsumkehrstufe 63 und -die Zusamnienfttgungsanordnung
durch zwei Widerstände 6h, 65 .gebildet ist. In der praktischen
Verwirklichung ist die Polaritätsumkehrstufe nicht getrennt
ausgebildet, sondern in den Videoverstärker 2 aufgenommen, während die Widerstände 61, 62 einander entsprechend
ausgebildet sind, ebenso wie die Widerstände 6h, 65»
Am Ausgang des Analog-Digital-¥andlers 52 werden
auf diese Weise die zusammengestellten Codegruppen erhalten, die einerseits für die Uebertragung über die
Ausgangsleitung 16 über den Parallel-Reihen-Wandler 14
dem Verstärker 15 zugeführt werden und andererseits dem Digital-Analog-Wandler 53 zur Verarbeitung im Hilfsempfänger
55» der bei der angewandten linearen Quantisierung des
Hilfssignals auf besonders einfache Weise ausgebildet ist,
insbesondere aus' der nichtlinearen Impedanz 57 als Reihenimpedanz und einem als Integrator wirksamen
Kondensator 66 als Querimpedanz aufgebaut ist. Auch im angegebenen Netzwerk 57ι 66 wird durch Subtraktion, das
Intagratorausgangssignal als Örtliches Hilfssignal von
dem analogen Ausgangs signal des Digital—Analog-¥andlex"S
getrennt, wonach tlber das nichtlineare Netzwerk 57 durch
Integration im Querkondensator 66 das gewünschte
609853/0682 .
PHN.8027. 17.5.76.
- kl -
Intagratorausgangssignal erhalten wird, das nach Verstärkung
in einem Verstärker 67 mit einem geeigneten
Verstärkungsfaktor dem differentiellen Signalformer 42
und der Zusammenftigungsanordnung 50 zugeführt wird.
Ebenso wie bei dem Sender in Fig. 11 sorgt das Hilfssignal im Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers
53 dafür, dass in dem als Integrator wirksamen Querkondensator 66 Leckerscheinungen abgefangen werden,
die sonst zu nichtlinearen Verzerrungen führen würden·
Fig, 14 zeigt den mit dem Sender in Fig. 13
zusammenarbeitenden Empfänger·
Auf völlig gleiche Weise wie im Hilfsempfänger
werden im dargestellten Empfänger die zusammengestellten
Codegruppen in Parallelform am Ausgang des Reihen-Parallel-Wandlers
18 im Digital-Analog-Wandler 53 * in das entsprechende
analoge Signal umgewandelt, das über die nichtlineare Impedanz 57.1 z".r Signalexpansion dem als
Integrator wirksamen Querkondensator 66* zugeführt wird»
Am Querkondensator 66} werden auf diese Weise die übertragenen Fernsehsignale erhalten, die über den Verstärker
25 und das Tiefpassfilter 26 in der Wiedergaberöhre 27 abgebildet werden.
Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, dass in dieser äusserst einfachen Verwirklichung des erfindungs—
gemässen Uebertragungssystems bei der Einsparung des
^609853/0632
PHK.8027. 17.5.76. - 48 -
Polaritätsimpulses in den übertragenen Codegruppen und
der direkten Korrektur von Uebertragungsfehlern eine ausgezeichnete Wiedergabequalität verwirklicht wird.
Störende Nebenerscheinungen in der Wiedergabe, beispielsweise Aus s chwingungs er scheinungen, treten in dieser
Ausführungsform, ebensowenig wie übrigens in allen vorhergehenden
Ausführungsformen, nicht auf, sogar nicht bei sehr steilen Uebergängen im Fernsehsignal»
Bei der praktischen Ausbildung der in den Pig,' 11 — 14 wiedergegebenen Sender und Empfänger nach der
Erfindung stellte es sich heraus, dass ausgezeichnete Resultate erhalten werden durch Verwendung der nichtlinearen
Impedanz in Fig. 15 für die nichtlineare Impedanz 46, 57j
57f in den Signalkompressions- und Signalexpansionsnetzwerken
für die analogen differentiellen Fernsehsignale.
¥ie in Fig. 15 dargestellt ist, wi»d die nichtlineare
Impedanz durch einen Reihenwiderstand 68 mit zwei daran
angeschlossenen Parallelzweigen 69» 79 gebildet, bei
denen in den einen Zweig 69 zwei antiparallel geschaltete Dioden JI, 72 aufgenommen sind und in den anderen Zweig
über einen Reihenwiderstand 73 ebenfalls zwei antiparallel
geschaltete Dioden 7^·» 75» die ausserdem von
einem Parallelwiderstand 76 überbrückt sinde
Von der in Fig, 15 dargestellten nichtlinearen Impedanz sind untenstehend noch die wichtigsten Daten
erwähnt· - ·
609853/0 6
PHN88027. 17.5.76. - 49 -
Widerstand 68t 1 Κω Dioden 71, 72ί ΒΑΧ 13
Widerstand 73: 2,7 KiI
Widerstand 76: 15 Kn Dioden 74, 75: Schottky-Dioden FH 1100
Vollständigkeitshalber sei noch erwähnt, dass
statt der Analog-Digital-Wandler und Digital-Analog-Wandler mit paralleler Signalverarbeitung auch Analog-Digital-Wandler
und Digital-Analog-Wandler mit Reihen-Signalverarbeitung verwendet werden können» Ebenfalls
lassen sich die in Fig. 11, Fig, 14 angegebenen Uebertragungssysteme
auf einfache Weise für eine andere diskrete Uebertragungsart ausbilden, insbesondere durch Ersatz
des Analog-Digital—Wandlers 52 lind der Digital-Analog-Wandler
53» 53* durch diskrete Amplitudenmodulatoren und -demodulatoren, diskrete Phasenmodulatoren und -demodulatoren
und dergleichen.
609853/0 6 8 2
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEUebertragungssyster. mit einem Sender und einem Empfänger zur Signalübertragung mittels diskreter Ausgangswerte, die in Zeitquantisierung und einer mindestens dreiwertigen Amplitudenquantisierung die übertragenen Signale kennzeichnen, wobei der Sender einen Differenzbilder dessen Ausgangssignal die Differenz des Sendereingangssignals und den Schatzwert des Sendereingangssignals kennzeichnet, und ein diesem nachgeschaltetes nichtlineares Netzwerk zur Signalkonipression des Differenzsignals enthält und das komprimierte Differenzsignal über eine Uebertragungsstrecke durch die diskreten Ausgangswerte zum Empfänger übertragen wird, der ein nicht— lineares Netzwerk zur Expansion des empfangenen Differenzsignals sowie eine diesem Netzwerk nachgeschaltete, mit einem Speicher versehene Rekonstruktionsanordnung enthält, die die rückgewonnenen Signalwerte liefert, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender mit einer Zusammenfügungsanordnung zur Zusammenfügung des der Kaskadenschaltung aus dem Differenzbilder und dem nichtlinearen Netzwerk entnommenen Ausgangssignals und in gleicher Uebertragungsform eines von einem Hilfskreis herrührenden Hilfssignals versehen ist, das von einem dem Zeitpunkt des Sendereingangssignals vorhergehenden kennzeichnenden Signalwert abgeleitet ist, und das Ausgangssignal der Zusammenfügungs-609853/0682PHKT. 8027. 17.5.76. - 51 - .anordnung In Form zusammengestellter diskreter Ausgangs-•werte über die Uebertragungsstrecke übertragen wird, und dass im Empfänger in die Kaskadenschaltung aus dem nichtlinearen Netzwerk und der Rekonstruktionsanordnung eine Trennanordnung aufgenommen ist, deren Eingang einerseits die eingetroffenen zusammengestellten Ausgangswerte und andererseits in gleicher Uebertragungsform ein von der Rekonstruktionsanordnung abgeleitetes örtliches Hilfssignal zugeführt ist, und die Trennanordnung die einge-. troffenen zusammengestellten Ausgangswerte nach Abtrennung des der Rekonstruktionsanordnung entnommenen örtlichen Hilfssignals über das nichtlineare Netzwerk der Rekonstrukt i ons ano rdnung zufuhrt·2» Ue-kep-fcragungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Sender das Sendereingangssignal zugleich an den Hilfskreis gelegt ist, der zum Erhalten des Hilfssignals mit einer Verzögerungsanordnung versehen ist. 3. Uebertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Sender der zu erwartende Wert des Sendereingangssignals zugleich an.den Eingang des Hilfskreises gelegt ist.k* Uebertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3t wobei der Sender mit einem Vergleichkreis mit einer darin aufgenommenen, mit einem Speicher versehenen Rekonstruktionsanordnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die609853/0 6 82PHNo8027. „ 17.5.76.Rekonstruktionsanordnung zugleich an den Eingang des Hilf skr eis es angeschlossen if '; und den zu erwartenden Wert des Sendereingangssignals liefert.5. Uebertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekonstruktionsanordnung einen Teil eines Hilfsempfängers bildet, der von den ausgesendeten zusammengestellten diskreten Ausgangswerten gespeist wird.'6. Uebertragungssystera nach.Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die 2hisammenfügungsanordnung und den Anschluss des Hilfsempfängers ein Begrenzerzur Begrenzung des zusammengestellten Ausgangswertes aufgenommen ist.7» Uebertragungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Sender die Zusammenfügungsanordnung als Zusammenfügungsanordnung für diskrete Werte eingerichtet ist, die der Kaskadenschaltung aus dem differentiellen Signalformer und dem nichtlinearen Netzwerk entnommene diskrete Ausgangswerte mit diskreten Ausgangswerten des Hilfskreises zusammenfügt. 8, Uebertragungssystem nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, dass in den durch diskrete Ausgangswerte gespeisten Hilfskreis ein Diskretausgangswert-Reduktor zur Reduktion der Anzahl diskreter Ausgangswerte aufgenommen ist.6 0 9853/0682PHN.8027. 17.5.76. - 53 -262A6229. Uebertragungssystem nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Diskretausgangswert-Reduktordurch ein diskretes Signalkompressionsnetzwerk gebildet wird.10. Uebertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, dass der Diskretausgangswert-Reduktor durch eine Diskretsignalwert-Unterdrückungsanordnung gebildet wird, die die am wenigsten signifikanten Werte in dem dem Hilfskreis zugeführten diskreten Eingangssignal unterdrückt.11 β Uebertragungssystem nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Diskretausgangswert-Reduktor im Hilfskreis eine Einstellquelle angeschlossen ist. 12. Uebertragungssystem nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsempfänger ein analoges Eingangssignal für den Hilfskreis liefert, dessen analoges Ausgangssignal in einer analogen Zusammenfügungsanordnung mit dem der Kaskadenschaltung aus dem differentiellen Signalformer und dem nichtlinearen Netzwerk entnommenen Ausgangssignal in analoger Form zusammenfügt. 13» Uebertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hilfskreis ein analoges Kompressionsnetzwerk aufgenommen ist«14. Uebertragungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Sender an der Stelle der Zusammenfügungsanordnung der Informationsbereich609853/0682PHN.8027. 17.5.76.des Hilfssignals zwischen \ - ■£ des Informationsbereichs des der Kaskadenschaltung aus dem differentiellen Signalformer und dem nichtlinearen Netzwerk entnommenen Ausgangssignals liegt» - -15» Uebertragungssystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfänger die Trennanordnung durch eine der Kaskadenschaltung aus dem nichtlinearen Netzwerk und der Rekonstruktionsanordnung vorgeschaltete Subtractionsstufe gebildet wird, deren Eingängen einerseits das eingetroffene zusammengestellte Signal und andererseits das von einem mit einem Ausgang der Rekonstruktionsanordnung verbundenen Hilf skreis herrührende örtliche Hilfssignal zugeführt wird, und dass der Ausgang der Subtraktionsstufe an den Eingang der genannten Kaskadenschaltung aus dem nichtlinearen Netz-■werk und der Rekons truktionsanordnung angeschlossen ist. 16· Uebertragungssystem nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Subtraktionsanordnung als Subtraktionsanordnung für diskrete Werte eingerichtet ist, die diskrete Ausgangswerte des HiUfskreises von dem eingetroffenen zusammengestellten diskreten Signal subtrahiert·17« Uebertragungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den von diskreten Ausgangswerten der Rekonstruktionsanordnung gespeisten Hilfskreis ein Diskretausgangswert-Reduktor aufgenommen ist»60985 3/0682PHN.8027.17.5.76. - 55 -18, Uebertragungs syst era nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass der Diskretausgangswert-Reduktor durch ein diskretes Signalkompressionsnetzwerk gebildet wird.19» Uebertragungssystem nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass der Diskretausgangswert-Reduktor durch eine diskrete Signalvertunterdrückungsanordnung gebildet wird, die die am venigsten signifikanten Werte in dem dem Hilfskreis zugeführten diskreten Eingangssignal unt erdrückt·20» Uebertragungs syst em nach einem der Ansprüche 17 - 19» dadurch gekennzeichnet, dass an den diskreten Ausgangswert-· reduktor in dem Hilfskreis eine Einstellquelle angeschlossen ist,21, Uebertragungssystem nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Subtraktionsanordnung als Subtraktionsanordnung für analoge Signalwerte eingerichtet ist, die das in analoger Form über den Hilfskreis der Rekonstruktionsanordnung entnommene Hilfssignal von dem eingetroffenen zusammengestellten analogen Signal subtrahiert, 22,- Uebertragungsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hilfskreis ein analoges Signalkompressionsnetzwerk aufgenommen ist.609853/0682ΡΗΛ.S027.17.5.76. - 56 -23 β Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei im zusammengestellten Signal das Hilfssignal linear übertragen und auf analogem ¥ege getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfänger die Trennung des örtlichen Hilfssignals in der Kaskadenschaltung aus dem nichtlinearen Netzwerk zur Signalexpansion und in der Rekonstruktionsanordnung erfolgt und die Kaskadenschaltung dazu als eine nichtlineare Reihenimpedanz und ein als Rekonstruktionsanordnung wirksamer Querkondensator ausgebildet ist.60985 3/0682
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