DE60037516T2

DE60037516T2 - Fernsehempfänger für digitale signale mit frequenzverstimmungsmassnahmen

Info

Publication number: DE60037516T2
Application number: DE60037516T
Authority: DE
Inventors: Matthew Thomas Indianapolis MAYER
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: AU6345100A; KR100786594B1; EP1197071B1; CN1361977A; EP1197071A1; WO2001006768A1; KR20020019522A; MXPA02000558A; JP2004519871A; MY128813A; TW484315B; CN1157054C; JP4628624B2; DE60037516D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen einen digitalen Fernsehempfänger. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Gerät zum wahlweisen Versetzen der Frequenz eines erwünschten Signals, um eine stärkere Dämpfung von unerwünschten Signalen zu erhalten.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Ein digitaler Fernsehstandard, veröffentlicht durch das Advanced Television Subcommittee (ATSC, Normenausschuss für hochauflösendes Fernsehen), spezifiziert Restseitenbandsignale (VSB) zum Übertragen von digitalen Fernsehsignalen (DTV), wie beispielsweise hochauflösende Fernsehsignale (HDTV). Die VSB-Signale werden auf Fernsehkanälen der 6 Mhz Bandbreite übertragen, wie beispielsweise solche, die derzeit beim herkömmlichen terrestrischen Senden von analogen Fernsehsignalen des National Television Subcommittee (NTSC, Nationaler Fernsehnormenausschuss) innerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika verwendet werden. Das HDTV-System ist nicht mit dem NTSC-Rundfunkstandard kompatibel, infolgedessen wären, wenn die Rundfunkindustrie das digitale HDTV-System sofort annehmen und das NTSC-System aufgeben würde, NTSC-Fernsehempfänger, die innerhalb der letzten paar Jahre gekauft wurden, technisch überholt. Damit diese unerwünschte Auswirkung nicht eintritt, findet der Übergang von herkömmlichen analogen NTSC-Standardsendungen zu digitalen HDTV-Fernsehsendungen in einem Zeitraum statt, der fünfzehn Jahre dauern kann, um normalen Verschleiß von älteren NTSC-Fernsehempfängern zu erlauben. Infolgedessen belegen während dieses Übergangszeitraums sowohl analoge NTSC- als auch digitale HDTV-Signale das Fernsehspektrum. Fernsehempfänger, die während dieses Übergangszeitraums hergestellt werden, sind in der Lage, sowohl NTSC- als auch HDTV-Signale zu verarbeiten.
An einem bestimmten geografischen Ort könnte ein Empfänger Signale von zwei Sendern empfangen, die Spektrumszuweisungen mit benachbartem Kanal aufweisen (z. B. einen HDTV-Kanal neben einem NTSC-Kanal). Beim Versuch eines der Signale (das erwünschte Signal) zu empfangen, erzeugt das andere (das unerwünschte Signal des benachbarten Kanals) eine Störung in dem System. Demzufolge müssen die Signale gefiltert werden, um die Störung von dem Signal des benachbarten Kanals zu reduzieren. Diese Situation ist, wegen der Nähe des Tonträgers des NTSC-Signals zu dem digitalen Signal, besonders problematisch, wenn das erwünschte Signal ein HDTV-Signal ist, und das unerwünschte Signal ein unteres benachbartes NTSC-Signal ist. Das Verhältnis von erwünschtem zu unerwünschtem Signal (D/U) kann mehr als –40 dB betragen. Dies stellt eine extreme Herausforderung beim Herstellen von akustischen Oberflächenwellenfiltern (SAW) dar, wie beispielsweise solche, die für digitale Fernsehempfänger erforderlich sind, die einen steilen Flankenabfall im Übergangsband aufweisen, um das unerwünschte Signal zu entfernen, ohne das erwünschte Signal wesentlich zu dämpfen.
EP 0 903 937 A2 offenbart einen Fernsehsignalempfänger, bei dem unerwünschte analoge Signale in Kanälen neben Kanälen, welche digitale Signale tragen, durch eine Serienschaltung von zwei SAW-Filtern und Verstärkern zur Signalregenerierung gedämpft werden.
Infolgedessen besteht in der Technik ein Bedarf an digitalen Fernsehempfängern, welche herkömmliche SAW-Filter verwenden, die in der Lage sind, eine Störung eines benachbarten Kanals zu reduzieren, insbesondere eine Störung im unteren benachbarten NTSC-Kanal.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung überwindet die Nachteile, welche mit dem Stand der Technik zusammenhängen, indem ein Fernsehempfänger zum Reduzieren einer Störung eines benachbarten Kanals beim Empfangen von digitalen Signalen bereitgestellt wird. Insbesondere stimmt die Erfindung ein digitales Signal ab, das zu einem ausgewählten Rundfunkkanal gehört, und wandelt das digitale Signal zu einem Zwischenfrequenzsignal (IF) herunter. Die Mittenfrequenz des IF-Signals wird durch einen Mikroprozessor ermittelt, welcher eine Speichereinheit nach Informationen durchsucht, die zu einem ausgewählten Rundfunkkanal gehören, und ermittelt die Anwesenheit oder Abwesenheit eines unteren benachbarten analogen NTSC-Kanals. Falls ein unterer benachbarter analoger NTSC-Kanal vorhanden ist, veranlasst der Mikroprozessor, dass das IF-Signal um 62,5 kHz verschoben wird. Das IF-Signal wird infolgedessen weiter in Richtung auf die Bandgrenze des in dem digitalen Signalprozessor vorhandenen akustischen Oberflächenwellenfilters geschoben, was zu weiterer Dämpfung des unteren benachbarten NTSC-Signals führt, insbesondere des Tonträgers von dem NTSC-Signal.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ermittelt der Mikroprozessor die Eingangssignalleistung des abgestimmten digitalen Signals unter Verwendung von Daten, die von einer automatischen Verstärkungsregelschaltung (AGC) erhalten werden. Wenn der Mikroprozessor ermittelt, dass die Eingangssignalleistung größer als diejenige des benachbarten Kanals ist, veranlasst der Mikroprozessor nicht, dass die Frequenz des IF-Signals vom Nennwert verschoben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Lehren der vorliegenden Erfindung können ohne Weiteres unter Berücksichtigung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
1 ein Blockdiagramm eines Fernsehempfängers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2A ein IF-Spektrum und eine SAW-Filterantwort vor einer Frequenzverschiebung darstellt;
2B ein IF-Spektrum und eine SAW-Filterantwort nach einer Frequenzverschiebung darstellt; und
3 das Verhältnis von erwünschtem zu unerwünschtem Signal sowohl für Fernsehsignale bei Nennfrequenz als auch bei verschobener Frequenz darstellt.
Um das Verständnis zu erleichtern, sind so weit wie möglich identische Bezugszeichen verwendet worden, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemeinsam sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fernsehempfängers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 100 umfasst einen Kanalwähler 104, der mit einer RF-Quelle 102 gekoppelt ist, eine Frequenzwandlungsstufe 106, eine Demodulationsstufe 108, einen Mikroprozessor 110, der mit einer Speichereinheit 112 gekoppelt ist, und eine automatische Verstärkungsregelschaltung (AGC) 130. Der Kanalwähler 104 wählt das Funkfrequenzsignal (RF) entsprechend einem Rundfunkkanal, der aus einer Vielzahl von Kanalpositionen in einem Frequenzband ausgewählt wird, das durch die RF-Quelle 102 bereitgestellt ist. Die zu Rundfunkkanälen gehörenden RF-Signale bestehen aus analogen und digitalen Fernsehsignalen. Das analoge Fernsehsignal kann innerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika ein herkömmliches National Television Standard Committee (NTSC) moduliertes Signal umfassen. Das digitale Fernsehsignal kann ein Signal umfassen, das mit dem Restseitenband (VSB) moduliert ist, gemäß der Advanced Television Systems Committee (ATSC) Norm A/53, beispielsweise ein hochauflösendes Fernsehsignal (HDTV).
Die Frequenzwandlungsstufe 106 umfasst einen Mischer 114, einen Überlagerungsoszillator (LO) 116, eine phasenverriegelte Schleife (PLL) 118, ein IF-Filter 120 und einen IF-Verstärker 122. Der Mischer 114 ist mit dem Kanalwähler 104 gekoppelt und empfängt das RF-Signal. Der LO 116 ist auch mit dem Mischer 114 gekoppelt. Der LO 116 erzeugt ein LO-Signal, das entweder eine Nennfrequenz aufweist, die dem ausgewählten Rundfunkkanal entspricht, oder eine von dem Nennwert um 62,5 kHz nach oben verschobene Frequenz. Die PLL 118 steuert die Frequenz des LO-Signals unter Verwendung von Rückkopplung von der Demodulationsstufe 108 und Signalen von dem Mikroprozessor 110. Die PLL 118 verursacht, dass der LO 116 eine Nennfrequenz erzeugt, wenn der Mikroprozessor 110 die Abwesenheit eines unteren benachbarten analogen Rundfunkkanals ermittelt. Die PLL 118 verursacht, dass der LO 116 eine um 62,5 kHz vom Nennwert aufwärts verschobene Frequenz erzeugt, wenn der Mikroprozessor 110 die Anwesenheit eines unteren benachbarten analogen Rundfunkkanals ermittelt.
Der Mischer 114 überlagert das ausgewählte RF-Signal und das LO-Signal, um ein abwärts gewandeltes IF-Signal zu erstellen. Der Mischer 114 erstellt die Produkte der Summen- und Differenzfrequenz des LO-Signals und des ausgewählten RF-Signals. Das IF-Signal ist mit dem IF-Filter 120 gekoppelt, welches eine Durchlasskurve aufweist, die ausgewählt ist, um das Produkt der Differenzfrequenz des LO-Signals und des ausgewählten RF-Signals durchzulassen. Wie in 2A gezeigt, besteht das Spektrum des gefilterten IF-Signals aus einem Spiegelbild des Signalspektrums vor der Abwärtswandlung. Der IF-Verstärker ist mit dem IF-Filter gekoppelt und verstärkt das IF-Signal für die Ausgabe an die Demodulationsstufe 108.
Beim Abwärtswandeln des ausgewählten RF-Signals wird die Frequenz des LO-Signals unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt: fLO = fC + fIF wobei f_C die Mittenfrequenz des ausgewählten RF-Signals ist. Wenn der Mikroprozessor 110 die Anwesenheit eines unteren benachbarten analogen Rundfunkkanals ermittelt, wird f_LO von dem Nennpegel um 62,5 kHz aufwärts verschoben (die Auflösung der PLL 118). Infolgedessen wird, weil das gefilterte IF-Signal gespiegelt ist, die Mittenfrequenz des gefilterten IF-Signals, f_IF, auch um 62,5 kHz aufwärts verschoben.
In den Vereinigten Staaten von Amerika beträgt f_IF des Videoträgers nominal 45,75 MHz für analoge Fernsehsignale und 44 MHz für digitale Fernsehsignale.
Die Demodulationsstufe 108 umfasst einen analogen Signalprozessor 124 und einen digitalen Signalprozessor 126 mit einem akustischen Oberflächenwellenfilter (SAW) 128. Der analoge Signalprozessor 124 ist mit dem IF-Verstärker 122 gekoppelt und demoduliert und verarbeitet das IF-Signal für die Ausgabe. Das SAW-Filter 128 des digitalen Signalprozessors 126 ist mit dem IF-Verstärker 122 gekoppelt. Das SAW-Filter 128 weist eine Mittenfrequenz f_IF und ein Durchlassband auf, das ausgelegt ist, um das digitale Im-Band-Signal durchzulassen und benachbarte Signale zu dämpfen, die sowohl zu dem oberen als auch zu dem unteren Rundfunkkanal gehören. Der digitale Signalprozessor 126 ist mit dem SAW-Filter 128 gekoppelt und demoduliert und verarbeitet das gefilterte IF-Signal für die Ausgabe.
Der Mikroprozessor 110 führt Software aus, die in der Speichereinheit 112 gespeichert ist, um zu ermitteln, ob ein unteres analoges Signal neben dem digitalen Signal vorhanden ist, das zu dem ausgewählten Rundfunkkanal gehört. Insbesondere sucht der Mikroprozessor 110 die Speichereinheit 112 nach Informationen bezüglich des ausgewählten Rundfunkkanals durch. Wenn der ausgewählte Rundfunkkanal ein digitaler Kanal ist, stellt der Mikroprozessor 110 die Anwesenheit oder Abwesenheit eines unteren benachbarten analogen Kanals fest. Wenn ein unterer benachbarter analoger Kanal fehlt, verursacht der Mikroprozessor, dass die Frequenz des LO-Signals nominal ist. Wenn ein unterer benachbarter analoger Kanal vorhanden ist, verursacht der Mikroprozessor 110, dass die Frequenz des LO-Signals von dem Nennwert um 62,5 kHz verschoben wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung empfängt der Mikroprozessor 110 Signale von der AGC-Schaltung 130 bezüglich der Signalleistung des ausgewählten RF-Signals. Wenn die Signalleistung mit derjenigen des unteren benachbarten analogen Signals vergleichbar ist, führt der Mikroprozessor 110 den Frequenzverschiebungsvorgang durch. Wenn die Signalleistung größer als diejenige des unteren benachbarten analogen Signals ist, führt der Mikroprozessor 110 den Frequenzverschiebungsvorgang nicht durch.
2 stellt die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung dar, wenn der ausgewählte Rundfunkkanal zu einem HDTV-Signal gehört und sowohl obere als auch untere benachbarte Rundfunkkanäle zu NTSC-Signalen gehören. 2A zeigt das Spektrum des abwärts gewandelten HDTV-Signals sowohl mit oberen als auch mit unteren benachbarten NTSC-Kanälen vor dem Frequenzverschiebungsvorgang der vorliegenden Erfindung. Weil Abwärtswandlung das Spektrum des IF-Signals kippt, weist das untere benachbarte NTSC-Signal eine höhere Mittenfrequenz als das ausgewählte HDTV-Signal auf. Die gestrichelte Linie zeigt die Frequenzantwort des SAW-Filters 128 des digitalen Signalprozessors 126 an. Wie gezeigt, liegt der Tonträger des unteren benachbarten NTSC- Signals innerhalb des Durchlassbandes des SAW-Filters, was eine Störung bei der Demodulation und Verarbeitung verursachen kann, die durch den digitalen Signalprozessor 126 durchgeführt werden.
2B zeigt das Spektrum des abwärts gewandelten HDTV-Signals sowohl mit oberen als auch mit unteren benachbarten Kanälen nach dem Frequenzverschiebungsvorgang der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist f_IF von dem Nennwert um 62,5 kHz aufwärts verschoben, wodurch das Spektrum des erwünschten HDTV-Im-Band-Signals in Richtung des oberen Bandes des SAW-Filters 128 verschoben wird. Als Ergebnis wird der Tonträger des unteren benachbarten NTSC-Signals aus dem Durchlassband des SAW-Filters heraus geschoben. 3 zeigt die Wirkungen der vorliegenden Erfindung für eine Vielzahl von Rundfunkkanälen, wenn ein HDTV-Signal bei Anwesenheit eines unteren benachbarten NTSC-Signals empfangen wird.
Obwohl zahlreiche Ausführungsformen, in welche die Lehren der vorliegenden Erfindung integriert sind, hier gezeigt und ausführlich beschrieben sind, können die Fachleute ohne Weiteres andere verschiedene Ausführungsformen ableiten, in welche diese Lehren immer noch integriert sind.

Claims

Fernsehempfänger (100) zum Empfangen eines digitalen Fernsehsignals, das für eine durch ein analoges Fernsehsignal in einem unteren benachbarten Kanal verursachte Störung anfällig ist, wobei der Fernsehempfänger umfasst: einen Kanalwähler (104) zum Empfangen des digitalen Signals, das zu einem Rundfunkkanal gehört, der aus einer Vielzahl von Kanalpositionen in einem Frequenzband ausgewählt wird; eine mit dem Kanalwähler gekoppelte Frequenzwandlungsstufe (106), um das digitale Signal in der Frequenz zu einem Zwischenfrequenzsignal (IF) umzuwandeln, das ausgegeben werden soll; und ein mit der Frequenzwandlungsstufe gekoppeltes Filter (128) zum Dämpfen von benachbarten Signalen, wobei das Filter eine Mittenfrequenz aufweist, welche einer Nennfrequenz entspricht; dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (110, 130) zum Ermitteln der Abwesenheit oder Anwesenheit der Störung bereitgestellt sind, und dass die Mittenfrequenz des IF-Signals zu der Nennfrequenz oder zu einer zweiten Frequenz geschaltet werden kann, die von der Nennfrequenz verschoben ist, wobei die zweite Frequenz näher an der oberen Bandgrenze des Filters (128) liegt, und wobei die zweite Frequenz dergestalt gewählt ist, dass das analoge Signal des unteren benachbarten Kanals stärker durch die Kennlinie des Filters gedämpft wird, wenn die Anwesenheit der Störung festgestellt wird, und die Mittenfrequenz des IF-Signals dementsprechend zu der zweiten Frequenz verschoben wird.
Fernsehempfänger nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Speichereinheit (112) zum Speichern von Software und Informationen, die zu jedem von der Vielzahl von Rundfunkkanälen gehören; und einen Mikroprozessor (110), der mit der Speichereinheit und der Frequenzwandlungsstufe gekoppelt ist, zum Ausführen von Software, die in der Speichereinheit gespeichert ist, zum Durchsuchen der Speichereinheit nach einem unteren analogen Signal neben dem digitalen Signal, und zum Verursachen, dass die Mittenfrequenz des IF-Signals entweder zu der Nennfrequenz oder zu der zweiten Frequenz geschaltet wird; wobei der Mikroprozessor als Antwort auf die Abwesenheit eines unteren analogen Signals neben dem digitalen Signal verursacht, dass die Mittenfrequenz des IF-Signals zu der Nennfrequenz geschaltet wird; wobei der Mikroprozessor, als Reaktion auf die Anwesenheit eines unteren analogen Signals neben dem digitalen Signal, verursacht, dass die Mittenfrequenz des IF-Signals zu der zweiten Frequenz geschaltet wird.
Fernsehempfänger nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine automatische Verstärkungsregelschaltung (AGC) (130), welche die Leistung des abgestimmten digitalen Fernsehsignals anzeigt, wobei die Mittel zum Ermitteln die Abwesenheit oder Anwesenheit der Störung aufgrund eines Vergleichs der Leistung mit der Leistung des unteren benachbarten analogen Signals ermitteln.
Fernsehempfänger nach Anspruch 1, wobei die Frequenzwandlungsstufe umfasst: einen lokalen Oszillator (116) zum Erzeugen eines lokalen Schwingungssignals; eine phasenverriegelte Schleife (118), die mit dem lokalen Oszillator gekoppelt ist, zum Steuern der Frequenz des lokalen Schwingungssignals; einen Mischer (114), der mit dem lokalen Oszillator gekoppelt ist, zum Überlagern des digitalen Signals mit dem lokalen Schwingungssignal, um das IF-Signal zu erzeugen; und ein IF-Filter (120), das mit dem Mischer gekoppelt ist, zum Durchlassen des unteren Bandes des IF-Signals.
Fernsehempfänger nach Anspruch 1, wobei die zweite Frequenz aus der um 62,5 kHz aufwärts verschobenen Nennfrequenz besteht.
Verfahren zum Empfangen eines digitalen Fernsehsignals, das für eine Störung anfällig ist, die durch ein analoges Fernsehsignal eines unteren benachbarten Kanals verursacht wird, die folgenden Schritte umfassend: Abstimmen eines Funkfrequenzkanals (RF), der ein digitales Signal trägt und ein unteres benachbartes analoges Signal aufweist; Ermitteln der Abwesenheit oder Anwesenheit der Störung; Überlagern des RF-Signals mit dem LO-Signal, um ein modifiziertes Zwischenfrequenzsignal (IF) zu erzeugen, das eine zweite Frequenz aufweist, die von dem Nennwert verschoben ist, der näher an der oberen Bandgrenze eines Filters (128) liegt, an welches das modifizierte IF-Signal angelegt wird; Filtern des modifizierten IF-Signals durch das Filter, wobei das untere benachbarte analoge Signal stärker durch die Kennlinie des Filters gedämpft wird, wenn die Mittenfrequenz des IF-Signals zu der zweiten Frequenz nach Ermitteln der Anwesenheit der Störung verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die zweite Frequenz von dem Nennwert um 62,5 kHz aufwärts verschoben wird.