DE2829667A1

DE2829667A1 - Drahtfunksystem

Info

Publication number: DE2829667A1
Application number: DE19782829667
Authority: DE
Inventors: Daniel Henry Smart
Original assignee: Communications Patents Ltd
Current assignee: Communications Patents Ltd
Priority date: 1977-10-29
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1979-05-03
Also published as: NL7808662A; GB1573159A

Description

Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Drahtfunksys tem

Die Erfindung betrifft ein zur Übertragung von Fernsehsignalen eingerichtetes Drahtfunksystem mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Hochfrequenz-Trägerwelle für die Bildsignale,,

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Bei Drahtfunksystemen, die mit hohen Frequenzen arbeiten, d.h. mit Frequenzen im Bereich von 2 bis 20 IiIIz, ergeben sich Schwierigkeiten bezüglich der V/ahl einer optimalen Trägerfrequenz insbesondere für Farbfernsehsendungen, die auf Schwebungseffekte innerhalb des Bandes, die infolge unvermeidlicher Nichtlinearitäten der aktiven Komponenten des Systems auftreten, und auf unvermeidliches Übersprechen zwischen benachbarten Signalwegen zurückzuführen sind. Bei Verwendung des oberen Restseiteribandes wurden häufig Trägerfrequenzen im Bereich von 4 bis 6 MHz mit Erfolg benutzt, jedoch ergeben sich zunehmend Schwierigkeiten infolge der schnellen Vermehrung von Hochleistungs-Kurzwellensendern, die mit Übertragungsbändern in der Umgebung von 5 und 6 MHz arbeiten. Diese Kurzwellensendungen geben Anlaß zu zusätzlichen Problemen in Form von Mustern, die auf den Fernsehbildern erscheinen, welche von HF-Drahtfunksystemen abgeleitet werden. Obwohl diese Probleme vermindert werden können, indem der Signalpegel in dem Drahtfunknetz erhöht wird, i3t diese Lösung unwirtschaftlich und verbietet sich auch aus technischen Gründen selbst, weil höhere Signalpegel eine noch bessere Linearität der aktiven Elemente des Netzes erfordern, die bei existierenden Drahtfunksystemen bereits sehr weit getrieben ist.

Eine Lösung des Problems, das die Interferenz mit Kurzwellensendungen hervorruft, besteht in einer Verschiebung der Trägerfrequenzen, die in dem HF-Drahtfunksystem benutzt werden. Die Wahl einer anderen Frequenz ist jedoch durch

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die Auswahl der Teilnehmer-Dndgerate begrenzt, da eine Modifizierung oder ein Austausch der sehr großen Anzahl bereits im Betrieb befindlicher Endgeräte zu große Kosten und einen zu großen Arbeitsaufwand erfordern würde. Die bei Verwendung des unteren Restseitenbandes als Alternative verfügbaren Trägerfrequenzen liegen im Bereich von 8 bis 10 MIIz, jedoch ruft die Anwendung von Trägerfrequenzen in diesem Bereich zusätzliche Probleme hervor, weil außer den oben erwähnten Schwebungseffekten auch noch die zweiten Harmonischen des Farbträgers, der in dem System erzeugt wird, mit der Trägerfrequenz Schwebungen erzeugt, die ein grobes, aufdringliches Muster auf dem empfangenen Bild erzeugen.

In dem Bestreben, in einem Drahtfunksystem die störenden Wirkungen von im Bandbereich liegenden Schwebungen, die von unvermeidlichen liichtlinearitäten der aktiven Komponenten des Systems her-stammen, von unvermeidlichem Übersprechen zwischen benachbarten Signalwegen, von Interferenzen mit Kurzwellensendern, die im Bereich von 5 uncl 6 MHz arbeiten, und von möglichen, die zweite Harmonische des Farbträgers enthaltenden Komponenten herstammen, gleichzeitig zu vermindern, wurde vorgeschlagen, ein Drahtfunksystem für Fernsehsignale zu schaffen, das eine Einrichtung zur Erzeugung von amplitudenmodulierten HF-Trägerwellen für die Bildsignale aufweist, deren Frequenz einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Zeilenfrequenz des betreffenden Fernsehsignals entspricht.

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Wenn diese Vorschläge bei vorhandenen Ürahtfunksystemen verwirklicht wurden, wurde festgestellt, daß die Viertel der Zeilenfrequenzen, die theoretisch korrekt waren, bei gewissen gesättigten Farbbereichen eine Musterbildung zur Folge hatten.

Demgemäß liogt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Drahtfunksystem zu schaffen, bei dem die vorstehend beschriebenen, praktischen Probleme vermieden sind.

Diese Au/gäbe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die !frequenz f der amplitudenmodulierten Trägerwelle zur Zeilenfrequenz L und zur Halbbildfrequenz F des Fernsehsignals in der durch die Gleichung

2m + 1
_—_—

definierten Beziehung stehen, in der η und m ganze Zahlen bedeuten,,

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich im gesamten Frequenzbereich in Abständen, die der Halbbild-Frequenz gleich sind, sowie auch in Abständen, die der Zeilenfrequenz gleich sind, oberhalb und unterhalb ^jedes beliebigen Trägers, der aufgrund der oben genannten Formel gewählt wird«, Eine Erklärung dafür, weshalb die erfindungsgemäße Auswahl der Trägerfrequenz den gewünschten Erfolg hat, besteht darin, daß beim PAL-System die relativen

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Amplituden der beiden Farbträgerkomponenten bei 4,4-3361875 MHz, die infolge der Phasenalternierung der einen Farbkomponente vorliegen, bei der Modulation in Abhängigkeit von dem Farbinhalt der jeweils übertragenen Szene variieren« Langfristige Beobachtungen haben gezeigt, daß es einen mittleren Farbgehalt gibt, dem ein mittleres Amplitudenverhältnis der Komponenten des Farbträgers entspricht» Daher ist es möglich, für das Drahtfunknetz eine Trägerfrequenz auszuwählen, die für dieses mittlere Bild geeignet ist. Als Ergebnis ist keine Musterbildung festzustellen, ausgenommen bei Farbbereichen hoher Sättigung, wie sie beispielsweise bei der Übertragung von Zeichentrickfilmen vorkommen.

Ein Drahtfunksystem nach der Erfindung gestattet das Hinzufügen einer frequenzmodulierten Trägerwelle für begleitende Tonsignale mit einem Abstand zum Farbträger, der im wesentlichen dem Abstand entspricht, der für drahtlos übertragene Fernsehsignale des gleichen Standards verwendet wird«, Eine auf diese Weise erfolgende Übertragung der zugehörigen Tonsignale wird mit dem Aufkommen integrierter Schaltungen immer interessanter, die zum Verarbeiten der frequenzmodulierten Tonsignale für Fernsehempfänger, welche für den drahtlosen Empfang eingerichtet sind, und zur Verwendung in VHF-Hundfunkempfängern ausgebildet sind. ¥/eiterhin werden durch die Verwendung von frequenzmodulierten Tonsignalen, welche im wesentlichen den richtigen Frequenzabstand von dem Bildsignal haben, auf dem Drahtfunknetz Schwierigkeiten

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beim Betrieb von Signaladaptoren vermieden, die es ermöglichen, für den drahtlosen Empfang eingerichtete Fernsehempfänger für den Anschluß an das Drahtfunknetz geeignet zu machen.

Ein Drahtfunksystem nach der -Erfindung kann auch zur Verteilung von reinen Hörfunkprogrammen benutzt werden, die frequenzmodulierte Trägerwellen benutzen, welche außerhalb des von den Fernsehsignalen eingenommenen Bandes, beispielsweise oberhalb des Fernsehsignalbandes liegen und die einen Frequenzabstand in bezug auf die Trägerwelle des Helligkeitssignals der Fernsehübertragung haben, der einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz des betreffenden Fernsehsignales gleich ist. Außerdem kann es vorteilhaft sein, die Trägerwellen für die einzelnen Hörfunkprogramme etwas voneinander verschieden zu wählen, um ein Übersprechen zwischen den Hörfunkprogrammen zu vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeiclmung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsbeispielen einzeln für sich oder zu mehreren in Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 das schematische Schaltbild eines Drahtfunksystems nach der Erfindung und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Frequenzbeziehungen zwischen den verschiedenen Signalen des Drahtfunksystems nach Fig. 1 veranschaulichte

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Das in Fig. 1 scheinatisch dargestellte Drahtfunksystem ist dazu bestimmt, Signale über die in einem Kabel 1 enthaltenen Signalwege zu verteilen» Diese Signalwege bestehen aus sechs Paaren miteinander verdrillter, isolierter Leiter 2 und sechs Paaren weiterer Leiter 3> die in den Zwischenräumen der verdrillten Leiter angeordnet sind,, Zur Vereinfachung sind die Sendeöinrichtungen nur für zwei Signalwege dargestellt» Diese Sendeeinrichtungen umfasse'n je einen Empfänger 4 bzw. 5» der von einer zugeordneten Antenne 6 bzw» 7 gespeist wird. Die Antennen empfangen normalerweise die Signale, die von öffentlichen Fernsehsendern abgestrahlt werden» Die Empfänger 4 und 5 sind dazu eingerichtet, die drahtlos empfangenen Signale zu verarbeiten und an ihren Ausgängen 8 bzw. 9 Signale in einer Form zu liefern, die zur direkten Übertragung über das Drahtfunknetz geeignet sind. Diese Signale umfassen, wie in Fig. 2 dargestellt, eine amplitudenmodulierte Trägerwelle 10 für die Bildsignale 11, deren Frequenz etwa doppelt so groß ist wie die unterdrückte Trägerwelle 12 für die Farbsignale 13, und eine frequenzmodulierte Trägerwelle 14 für die zugeordneten Tonsignale. Die Frequenz des Bildträgers 10 wird durch Einrichtungen zur automatischen Frequenzregelung in den Empfängern 4 und 5 b^e~ stimmt, die mit einem hochstabilen Bezugsoszillator 15 zusammenwirken, der ein Bezugssignal mit einer Frequenz f liefert, welche der folgenden Formel genügt:

f 2n + 1 τ ^ 2m + 1 -p

X = jr L· + ρ Ji ο

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In dieser Gleichung sind L die Zeilenfrequenz und F die Halbbildfrequenz des betreffenden Fernsehsignales, wogegen η und m ganze Zahlen sind.

Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung besteht der Oszillator 15 aus einem thermostatisch stabilisierten Quarzoszillator mit einer Stabilität von + 2 Hz₉ obwohl Variationen von etwa + 6 Ha zulässig sind, ohne daß die durch die Erfindung angestrebten Vorteile verlorengehen. Der Frequenzabstand zwischen dem Tonträger und dem Bildträger ist der gleiche wie in dem drahtlos übertragenen Fernsehsignal. Es ist zu beachten, daß die Amplitude des !Tonträgers kleiner ist als diejenige des Bildträgers. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Kabeldämpfung bei der Frequenz des Tonträgers sehr viel geringer ist und daß die Amplitude des Tonsignales so niedrig gehalten werden muß, wie es ein befriedigender Betrieb der an das Drahtfunknetz angeschlossenen Empfänger zuläßt, um die Erzeugung unerwünschter Schwebungen zwischen dem Tonträger und dem Bildträger zu reduzieren.

Die Empfangsgeräte der Teilnehmer, von denen in Fig. ι ein Empfangsgerät 16 dargestellt ist, empfangen die Signale von den Signalwegen 2 über einen Schalter ?7, der die Eingangsklemmen des Empfangsgerätes 16 mit dem Signalweg verbindet, der das gewünschte Programm führt. Jeder Schalter eines Teilnehmers ist mit den Signalwegen 2 über Impedanzkreise 18 angeschlossen, mit deren

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Hilfe das Empfangsgerät des Teilnehmers an die Leiter der Signalwege angepaßt und gegenüber anderen Teilnehmern isoliert ist. Die Impedanzkreise 18, die häufig auch als "Anschlußkästen¹¹ bezeichnet werden, können induktive Kopplungen enthalten, durch die ein unmittelbarer körperlicher Kontakt zu den Leitern der Signalwege vermieden wirdo Solche Anschlußkästen sind in der GB-PS 14 41 959 beschrieben»

Bei Bedarf können zusätzliche Hörfunkprogramme mit Hilfe frequenzmodulierter Trägerwellen zur Verfügung gestellt werden, die außerhalb des von den Fernsehsignalen eingenommenen Bandes angesiedelt sind. Insbesondere kann von jedem Signalweg ein zusätzliches Hörfunkprogramm übertragen werden. Zu diesem Zweck sind die Ausgänge 8 und 9 der Empfänger 4 und 5 mit einer zugeordneten Kombinationseinheit 19 bzw. 20 verbunden, mit deren Hilfe Signale von frequenzmodulierten Tonsendern 21 bzw. 22 den gleichen Signalwegen zugeführt werden können. Die Tonsender 21 und 22 enthalten Einrichtungen, die gewährleisten, daß ihre Trägerwellen Frequenzen haben, die von dem Helligkeitsträger des Pernsehsignales einen Abstand haben, der einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz des betreffenden Fernsehsignales gleich iato Typische Tonsender enthalten eine Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung, die auf einen thermostatisch geregelten Quarzoszillator bezogen ist. Hier ist eine Variation von +100 Hz gegenüber der Nennfrequenz zulässig, ohne daß die Vorteile der Erfindung verloren

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gehen. In der Praxis wird jedoch hier ein Oszillator von dem gleichen Typ benutzt, wie er als Bezugsoszillator für die Empfänger 4 und 5 vorhanden ist. Die in Fig„ 2 dargestellte Trägerwelle 23 repräsentiert ein reines Hörfunkprogrammo Es kann von Vorteil sein, wenn die Hörfunkprogramme, welche über die Signalwege im Kabel 1 übertragen werden, Frequenzen aufweisen, die leicht voneinander abweichen, um hierdurch den Schutz gegen ein Übersprechen zwischen diesen Kanälen zu vergrößern

Bei einem Drahtfunksystem der vorstehend beschriebenen Art, das nach dem CGIR-System I arbeitet, wurde für η » 1134 und für m = 0 gewählt» Bei einer Halbbildfrequenz von F - 50 Hz und einer Zeilenfrequenz von L - 15625 Hz ergibt sich dann für f = (567,25 L - 25) Hz = 8,86325625 MHzο Der Abstand zwischen dem Bildträger und der Trägerwelle für das Hörfunksignal wurde zu 168,5 L gewählt, woraus sich eine Trägerfrequenz für die Hörfunksignale von 11,4-9606875 MHz ergibt. Der Abstand zwischen verschiedenen Hörfunkträgern kann dabei 25 kHz betragen.

Es versteht sich, daß die Hörfunksignale auch über die zusätzlichen Leiter 3 anstatt über die Leiter 2 der Hauptsignalwege übertragen werden können, obwohl die beschriebene Vorrichtung den Vorteil hat, daß diese zusätzlichen Leiter 3 "bei Bedarf für zusätzliche Zwecke zur Verfügung stehen.,

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

(i.jZur Übertragung von Fernsehsignalen eingerichtetes Drahtfunksystem mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Hochfrequenz-Trägerwelle für die Bildsignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz f der amplitudenmodulierten Trägerwelle zur Zeilenfrequenz L und zur Halbbildfrequenz F des Fernsehsignals in der durch die Gleichung

-ρ 2n + i _{T J} 2m + 1 -m.

definierten Beziehung stehen, in der η und m ganze Zahlen bedeuten.

2e Drahtfunksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz f der amplitudenmodulierten Trägerwelle annähernd das Doppelte der Frequenz des Farbträgers des Fernsehsignales beträgt.

3. Drahtfunksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zum Erzeugen einer frequenzmodulierten Trägerwelle für die Tonsignale des Fernsehsignals aufweist.

4. Drahtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung in Verbindung mit einem hochstabilen Bezugsoszillator umfaßt, der ein Bezugssignal liefert, dessen Frequenz gleich der Frequenz der Trägerwelle ist.

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ORIGINAL INSPECTED

U -

5ο- Drahtfunksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsoszillator ein thermostatisch stabilisierter Quarzoszillator ist.

6. Drahtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Empfänger umfaßt, denen jeweils von einer zugeordneten Antenne Signale zugeführt werden und die jeweils einen Paar gegeneinander isolierter, verdrillter Leiter Fernsehsignale zuführen.

Drahtfunksystem nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Trägerwellen für die Bildsignale und die Tonsignale der gleiche ist, wie er in den von den Antennen empfangenen Signalen vorliegt,,

8. Drahtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur Erzeugung einer frequenzmodulierten !Trägerwelle für Hörfunksignale umfaßt, welche Trägerwelle sich außerhalb des von den Fernsehsignalen eingenommenen Bandes befindet und von dem Helligkeitsträger des Fernsehsignales einen Abstand hat, der einem ungea?aden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz gleich ist.

9. Drahtfunksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle für die Hörfunksignale oberhalb des von den Fernsehsignalen eingenommenen Bandes angeordnet ist.

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10. Drahtfunksystem nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Erzeugung von mehreren Trägerwellen für verschiedene Hörfunksignale vorhanden sind und die Frequenzen der verschiedenen Trägerwellen solche Unterschiede aufweisen, daß die Gefahr eines Übersprechens zwischen ihnen vermindert ist.

11. Drahtfunksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der Trägerwellen für die verschiedenen Hörfunksignale um etwa 25 kHz voneinander verschieden sind.

12. Drahtfunksystem nach einem der Ansprüche 8 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen von frequenzmodulierten Trägerwellen für die Hörfunksignale jeweils eine Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung in Verbindung iait einem thermostatisch stabilisierten Quarzoszillator umfassen.

13. Drahtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es gemäß der CCIR-Norm I arbeitet.

14. Drahtfunksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Trägerwelle für die Bildsignale 8,86325625 MHz beträgt.

15« Drahtfunksystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der zugeordneten Trägerwelle für Hörfunksignale 11,49606875 MHz beträgt-

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