DE3331936C2

DE3331936C2 -

Info

Publication number: DE3331936C2
Application number: DE3331936A
Authority: DE
Inventors: Engel Roza; Hendrik Gerrit Van Eindhoven Nl Veenendaal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1993-03-25
Also published as: JPH0578991B2; DE3331936A1; JPS5972886A; GB8324589D0; FR2533393A1; FR2533393B1; US4639911A; NL8203599A; JPH05130608A; GB2128454A; JP2501713B2; GB2128454B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Signalverteilungssystem für Signale mit einem breiten Frequenzband und für begleitende Signale mit einem relativ schmalen Frequenz band, wie das Videosignal bzw. Tonsignal eines Fernseh signals, wobei für die Signalverteilung digitale Signale benutzt werden, sowie auf ein Kopfende mit einem ersten Analog/Digital-Wandler für die Signale mit dem breiten Frequenzband.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Empfänger zum Verarbeiten der von dem Kopfende des Signalvertei lungssystems erzeugten digitalen Signale mit einem ersten Digital/Analog-Wandler für die Signale mit dem breiten Frequenzband.

Ein derartiges Kopfende und ein derartiger Empfänger sind bekannt aus der amerikanischen Patentschrift US 42 32 293.

Ein derartiges Kopfende und ein derartiger Empfänger für ein Signalverteilungssystem werden u. a. zusammen mit Lichtübertragung durch Glasfasern verwendet. Der Signal/- Rauschabstand einer optischen Übertragungsstrecke ist derart, daß in der Praxis oft digitale Modulationsver fahren mit einer geringen Anzahl Pegel bevorzugt werden. Gleichzeitige Übertragung beispielsweise des Tonsignals und des Videosignals eines Fernsehsignals ist dabei dadurch möglich, daß Ton- und Videosignale für Digitali sierung zeitverschachtelt werden. Zur Zeitverschachtelung sind in dem bekannten Kopfende zwei Schalter vorgesehen zum wechselweisen Zuführen der zwei Signale an einen Analog/Digital-Wandler.

Dies macht in dem Kopfende eine bestimmte Rahmenstruktur zusammen mit Verfahren für eine Rahmensynchronisierung in dem Empfänger notwendig.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Signalverteilungs system mit einem Kopfende der beschriebenen Art zu schaffen, das keine Multiplexstruktur erfordert und sich auf einfache Weise verwirklichen läßt, sowie einen Empfänger zu schaffen, in dem die beiden Signale auf einfache Weise getrennt werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Signalver teilungssystem durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das Kopfende für ein Signalverteilungssystem nach der Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, daß das Kopfende mit einem zweiten Analog/Digital-Wandler für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß der Ausgang des zweiten Analog/Digital-Wandlers gekoppelt ist mit einer Anordnung zum Modulieren des digitalen Ausgangs signals auf einen Hilfsträger, der modulierte Hilfsträger zu dem Signal mit dem breiten Frequenzband addiert wird und das kombinierte Signal dem ersten Analog/Digital- Wandler in Form eines Delta-Modulators zum Umwandeln zu einem digitalen Signal, das daraufhin für die Verteilung benutzt wird, zugeführt wird.

Der Empfänger nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß der Empfänger mit einem zweiten Digital/Analog- Wandler für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß das von dem Kopfende empfangene digitale Signal durch ein Bandpaßfilter einer Anordnung zum Demodulieren des modulierten Hilfsträgersignals und zum Regenieren eines digitalen Signals, das eine Kopie des digitalen Ausgangssignals des zweiten Analog/Digital- Wandlers des Kopfendes ist, und zum Zuführen des regene rierten digitalen Signals zu dem zweiten Digital/Analog- Wandler zugeführt wird.

Es sei bemerkt, daß durch Hinzufügung eines zusätzlichen Signals (d. h. des modulierten Tonsignals) zu dem Video signal die Qualität der Ein-Bit-Kodierung verbessert wird. Die Struktur des Quantisierungsrauschens wird verfeinert und die Taktrückgewinnung wird vereinfacht, weil durch das zusätzliche Signal lange Reihen Einsen und Nullen unter brochen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Kopfendes für ein Signalverteilungssystem nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Empfängers nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungs form eines Teils des Empfängers nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungs form eines anderen Teils des Empfängers nach Fig. 2.

Das tropfende für ein Signalverteilungssystem nach Fig. 1, das hier beispielsweise zur Verteilung von Fernseh signalen dient, enthält einen an eine Empfangsantenne 1 angeschlossenen Demodulator 2 für ein Videosignal und einen Demodulator 3 für ein Tonsignal. Das Videosignal ist dabei das genannte Signal mit einem breiten Frequenzband und das Tonsignal ist das genannte begleitende Signal mit einem (relativ) schmalen Frequenzband.

Das Kopfende enthält einen ersten Analog/Digital- Wandler 4 (A/D-Wandler 4) für die Videosignale und einen zweiten Analog/Digital-Wandler 5 (A/D-Wandler 5) für die Tonsignale.

Nach der Erfindung wird das digitale Ausgangssignal des zweiten A/D-Wandlers 5 einem an eine Hilfsträgerquelle 6 angeschlossenen Amplitudenmodulator 7 mit ausgetastetem Träger zugeführt. Der amplitudenmodulierte Hilfsträger wird in dem Summierer 8 zu dem Videosignal addiert und das kombi nierte Signal wird dem ersten A/D-Wandler 4 zugeführt, der zum Verwirklichen eines Ziels der Erfindung als Delta- Modulator ausgebildet ist.

Die Frequenz des Hilfsträgers der Quelle 6 wird über dem Frequenzband des Videosignals gewählt und beträgt in diesem Beispiel 7 MHz. Die Stärke des modulierten Hilfs trägers an dem Eingang des A/D-Wandlers 4 ist in diesem Beispiel um -20 dB unterhalb des maximalen Aussteuerungs bereiches des A/D-Wandlers gewählt worden zur Verwirklichung einer Bit-Fehlerrate (BER) von 10^-7.

Eine geeignete Ausführungsform des A/D-Wandlers 4 in Form eines 140 Mb/s Delta-Sigmamodulators ist in dem Artikel 14.4 von "Proceedings of the 7. European Conference on Optical Communication", 8-11, September 1981, Kopenhagen, beschrieben. Die Taktimpulsquelle 9, die den A/D-Wandler 4 steuert, hat in diesem Fall eine Taktimpulswiederholungs frequenz von 140 MHz. Der Hilfsträger für den Modulator 7 kann daraus durch einen 20-Teiler, wie in Fig. 1 für die Quelle 6 angegeben, abgeleitet werden.

Die Bitgeschwindigkeit des digitalen Tonkanals beträgt hier beispielsweise 2 Mb/s, was bei geringen Kosten die Anwendung von Delta-Sigmamodulation für Mono-Ton oder von Pulskodemodulation (PCM) für Stereo-Ton ermöglicht.

Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 4 wird darauf hin über die Übertragungsstrecke 10, die eine optische Strecke mit Lichtübertragung durch eine Glasfaser umfassen kann, dem Empfänger nach Fig. 2 zugeführt.

Dieser Empfänger enthält eine Taktrückgewinnungs schaltung 11 mit einer Taktimpulswiederholungsfrequenz von 140 MHz, die einen Regenerator 12 steuert. Das Signal am Ausgang des Regenerators 12 ist eine Kopie des digitalen Ausgangssignals des Ein-Bit-A/D-Wandlers 4 des Kopfendes nach Fig. 1.

Der Empfänger enthält weiterhin einen ersten Digital/- Analog-Wandler 13 (D/A-Wandler) für die Videosignale, der im Falle von Delta-Sigma-Modulation auf einfache Weise aus einem Tiefpaßfilter besteht.

Der Empfänger enthält ferner einen zweiten D/A-Wand ler 14 für die Tonsignale. Im Falle von Delta-Sigmamodulation ist dies ebenfalls ein Tiefpaßfilter.

Ein Bandfilter 15, wobei die Hilfsträgerfrequenz (7 MHz) als zentrale Frequenz gilt, führt das digitale Ausgangssignal des Regenerators 12 einem an die örtliche Hilfsträgerquelle 16 angeschlossenen Amplitudendemodulator 17 zu. Die Hilfsträgerquelle besteht hier aus einem 20-Teiler, der den örtlichen Hilfsträger von 7 MHz durch 20-Teilung aus der Taktimpulswiederholungsfrequenz von 140 MHz der Taktrückgewinnungsschaltung 11 ableitet.

Das demodulierte Hilfsträgersignal wird einer Takt rückgewinnungsschaltung 18 mit einer Taktimpulswieder holungsfrequenz von 2 MHz sowie einem daran angeschlossenen Regenerator 19 zugeführt. Das digitale Ausgangssignal davon ist eine Kopie des digitalen Ausgangssignals des A/D-Wandlers 5 des Kopfendes nach Fig. 1. Das Ausgangssignal des Regene rators 19 wird dem D/A-Wandler 14 zum Reproduzieren des Tonsignals zugeführt.

Es ist eine Erkenntnis, daß in dem Kopfende für das Signalverteilungssystem nach Fig. 1 keine Rahmen struktur angewandt wird und das Kopfende eine einfache Konzeption ist und zugleich, daß in dem Empfänger das Videosignal und das Tonsignal ohne Anwendung von Rahmen synchronisierung auf einfache Weise getrennt werden können, völlig entsprechend den Zielsetzungen.

Als alternative Form für die Amplitudenmodulation durch den Modulator 7 kann für die Modulation des Hilfs trägers FSK-Modulation angewandt werden. In dem Empfänger (Fig. 2) können dann das Bandfilter 15 und der Demodulator 17 durch eine phasenverriegelte Schleifenschaltung (PLL) 20 auf die Art und Weise wie in Fig. 3 angegeben, ersetzt werden.

Eine alternative Form der örtlichen Hilfsträger quelle 16 aus Fig. 2 ist in Fig. 4 innerhalb des Blocks 21 dargestellt. Diese sogenannte "quadrierende Schleife" (squaring loop) enthält eine Pufferschaltung 22 mit zwei um 180° phasenverschobenen Ausgängen Q und , welche Schal tungsanordnung an den Ausgang des Filters 15 angeschlossen ist. Die Ausgangssignale werden nach Gleichrichtung durch die Gleichrichter 23 und 24 in dem Summierer 25 addiert. Das Ausgangssignal des Summierers 25 enthält 14 MHz-Anteile, die durch das Bandfilter 26 selektiert und der phasenver riegelten Schleife (PLL) 27 zugeführt werden, die eine Freilauffrequenz von 14 MHz hat. Der örtliche Hilfsträger, der dem Demodulator 17 zugeführt wird, wird durch den Halbierer 28 aus dem Ausgangssignal von PLL 27 abgeleitet.

Claims

1. Signalverteilungssystem für Signale mit einem breiten Frequenzband und für begleitende Signale mit einem relativ schmalen Frequenzband, wie das Videosignal bzw. Tonsignal eines Fernsehsignals, wobei für die Signalverteilung digi tale Signale benutzt werden, mit einem Kopfende, das einen ersten Analgo/Digital-Wandler (4) für die Signale mit dem breiten Frequenzband aufweist, und einem Empfänger zum Verarbeiten der von dem Kopfende erzeugten digitalen Signale, der einen ersten Digital/Analog-Wandler (13) für die Signale mit dem breiten Frequenzband aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende mit einem zweiten Analog/Digital-Wandler (5) für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß der Ausgang des zweiten Analog/Digital-Wandlers gekoppelt ist mit einer Anordnung (7) zum Modulieren des digitalen Ausgangssignals auf einen Hilfsträger, der modulierte Hilfsträger zu dem Signal mit dem breiten Frequenzband (8) addiert wird und das kombinierte Signal dem ersten Analog/Digital- Wandler (4) in Form eines Delta-Modulators zum Umwandeln zu einem digitalen Signal, das daraufhin für die Vertei lung benutzt wird, zugeführt wird, und daß der Empfänger mit einem zweiten Digital/Analog-Wandler (14) für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß das von dem Kopfende empfangene digitale Signal durch ein Bandpaßfilter (15) einer Anordnung zum Demodulieren (17) des modulierten Hilfsträgersignals und zum Regene rieren (19) eines digitalen Signals, das eine Kopie des digitalen Ausgangssignals des zweiten Analog/Digital- Wandlers (5) des Kopfendes ist, und zum Zuführen des regene rierten digitalen Signals zu dem zweiten Digital/Analog- Wandler (14) des Empfängers zugeführt wird.

2. Kopfende für das Signalverteilungssystem nach Anspruch 1 mit einem ersten Analog/Digital-Wandler (4) für die Signale mit dem breiten Frequenzband, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende mit einem zweiten Analog/Digital-Wandler (5) für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß der Ausgang des zweiten Analog/Digital-Wandlers (5) gekoppelt ist mit einer Anordnung (7) zum Modulieren des digitalen Ausgangssignals auf einen Hilfsträger, der modulierte Hilfsträger zu dem Signal mit dem breiten Frequenzband (8) addiert wird und das kombinierte Signal dem ersten Analog/Digital- Wandler (4) in Form eines Delta-Modulators zum Umwandeln zu einem digitalen Signal, das daraufhin für die Vertei lung benutzt wird, zugeführt wird.

3. Empfänger zum Verarbeiten der von dem Kopfende des Signalverteilungssystems nach Anspruch 1 erzeugten digitalen Signale mit einem ersten Digital/Analog- Wandler (13) für die Signale mit dem breiten Frequenzband, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einem zweiten Digital/Analog-Wandler (14) für die Signale mit dem schmalen Frequenzband versehen ist, daß das von dem Kopfende empfangene digitale Signal durch ein Bandpaß filter (15) einer Anordnung zum Demodulieren (17) des modulierten Hilfsträgersignals und zum Regenieren (19) eines digitalen Signals, das eine Kopie des digitalen Ausgangssignals des zweiten Analog/Digital-Wandlers (5) des Kopfendes ist, und zum Zuführen des regenerierten digi talen Signals zu dem zweiten Digital/Analog-Wandler (14) des Empfängers zugeführt wird.