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Title:
DEVICE FOR CHANNEL CONDITIONING OF TELEVISION SIGNALS RECEIVED IN PARTICULAR VIA SATELLITE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/024204
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for channel conditioning of television signals received in particular via satellite. The device comprises a number of controllable UHF modulators (1-4) or converters, followed by a collection field (1) with which the television signals are distributed to a number of subscribers, and with an electronic control device (9, 10) for the UHF modulators (1-4) or converters. A mixer (30) is incorporated downstream of the collection field (11) and converts the UHF signals from the UHF modulators (1-4) in blocks down to the VHF range.

Inventors:
FLICK CARSTEN (DE)
LAUR WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/000463
Publication Date:
August 08, 1996
Filing Date:
February 05, 1996
Export Citation:
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Assignee:
SIHN JR KG WILHELM (DE)
FLICK CARSTEN (DE)
LAUR WOLFGANG (DE)
International Classes:
H04N5/44; H04N7/20; (IPC1-7): H04H1/04; H04N7/10
Foreign References:
US5153763A1992-10-06
DE4327117A11994-03-10
US4191966A1980-03-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 635 (E - 1638) 5 December 1994 (1994-12-05)
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Claims:
Ansprüche:
1. Gerät zur Kanalaufbereitung von insbesondere über Satellit empfangenen Fernsehsignalen mit mehreren steuerbaren UHFModulatoren (1) bis (4) oder Umsetzern, gefolgt von einem Sammelfeld (11) , mit dessen Hilfe die Fernsehsignale an eine Anzahl von Teilnehmern verteilt werden, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung (9, 10) für die UHFModulatoren (1) bis (4) oder Umsetzer, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sammelfeld (11) ein Mi¬ scher (30) nachgeschaltet ist, welcher die von den UHF Modulatoren (1) bis (4) stammenden UHFSignale als Block in den VHFBereich umsetzt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (30) einen Oszillator (31) hat, dessen Frequenz zwischen dem UHF und dem VHFBereich liegt.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorfrequenz zwischen 430 und 440 MHz liegt.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (31) einen keramischen Resonator enthält.
5. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (31) einen PLLSynthesizer enthält.
6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die UHFSignale ein Tiefpa߬ filter (35) oder Bereichsfilter durchlaufen, dessen Aus¬ gang mit dem Eingang eines Verteilers (34) verbunden ist, dem auf einem zusätzlichen Eingang auf anderem Wege über¬ tragene UHF und/oder VHFSignale eingespeist werden.
7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem UHFModulator (14) oder Umsetzer ein mitlaufendes Bandfilter (58) nachgeordnet ist, welches auf den durch die Steuereinrichtung (9, 10) ausgewählten Kanal abstimmbar ist.
8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulatoren (14) als Zwei seitenbandmodulatoren ausgebildet sind.
9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulatoren (14) bzw. Um setzer untereinander gleich sind.
10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulatoren (14) mit einem phasenstarren Schaltkreis (PLL) ausgerüstet sind.
11. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9, 10) einen Mikrocontroller (10) enthält.
12. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) sowohl die Modulatoren (14) bzw. Umsetzer als auch die Bandpaßfilter (58) steuert.
13. Gerät nach Anspruch 10, 11 und 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Mikrocontroller (10) über eine BusLeitung, insbesondere über einen I2CBus, die phasen¬ starren Schaltkreise (PLL) der Modulatoren (14) steuert sowie über einen Digital/Analogwandler (9) die mitlaufen¬ den Bandfilter (5, 8) abstimmt.
14. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelfeld (11) gedruckte Richtkoppler enthält.
Description:
Gerät zur Kanalaufbereitung von insbesondere über Satellit empfangenen Fernsehsignalen

Die Erfindung befaßt sich mit einem Gerät zur Kanalauf- r bereitung von insbesondere über Satellit empfangenen Fernsehsignalen mit mehreren steuerbaren UHF-Modulatoren oder Umsetzern und einer Steuereinrichtung dafür, ge- folgt von einem Sammelfeld, mit dessen Hilfe die Fern¬ sehsignale an die angeschlossenen Teilnehmer verteilt werden.

Die UHF-Modulatoren erzeugen von dem eingestellten Kanal abhängige Störträger, die eine störende Beeinflussung

anderer UHF-Kanäle bewirken. Das hat zur Folge, dass von den zur Verfügung stehenden Kanälen 21 bis 69 die größte Zahl aus verbotenen Kanälen besteht, die im Interesse eines störungsfreien Empfanges für die Programmverteilung nicht zur Verfügung stehen; praktisch stehen nicht mehr als 15 Kanäle zur Verfügung.

Solche Geräte können dafür verwendet werden, z.B. in Hotels oder ohr.anlagen verschiedene über Satellit empfangene Fernsehprogramme auf die angeschlossenen Empfänger zu verteilen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Restseitenbandmodulatoren zu verwenden; diese sind jedoch so teuer, dass mit ihnen erst bei größeren Anlagen mit mehr als ungefähr 30 Teilnehmern ein Kosten- vorteil gegenüber der Verteilung von Fernsehprogrammen in der Satelliten-ZF erzielt werden kann. Aber auch die Verteilung von Programmen in der Satelliten-ZF hat Nachteile: Wenn in der Vergangenheit ein be¬ stehendes Verteilsystem für das terrestrische Fern- sehen (47 bis 860 MHz) auch für die Verteilung von

Satellitenfrequenzen genutzt werden sollte (Astra: 950 - 2050 MHz) , war man auf die sogenannte Einkabellösung angewiesen. Dabei werden vier Programmblöcke von Astra 1A, 1B, IC mit je acht Programmen aus beiden Polari- sationsebenen in die erste Satelliten-ZF umgesetzt.

Prinzipbedingt können dabei aus Mangel an Satelliten-ZF- Bandbreiten die Programme von Astra lB-vertikal, Astra IC-vertikal und Astra-ID vertrikal nicht berücksichtigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Möglichkeiten zu schaffen,um mit geringem Auf¬ wand Fernsehprogramme sowohl an eine kleinere als auch an eine größere Anzahl von Teilnehmern zu verteilen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gerät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter¬ bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäss werden die insbesondere über Satellit empfangenen Fernsehsignale mit Hilfe der steuerbaren UHF-Modulatoren zunächst in den UHF-Frequenzbereich (470 bis 862 MHz) umgesetzt. Die auf diese Weise in ausgewählte UHF-Kanäle fallenden Fernsehsignale können in den UHF-Kanälen an die angeschlossenen Teilnehmer ver¬ teilt werden. Erfindungsgemäss werden jedoch für die Signalverteilung darüberhinaus die VHF-Kanäle er¬ schlossen (47 bis 300 MHz) , indem eine Blockumsetzung von UHF-Signalen in den VHF-Bereich erfolgt. Mit dem üblichen Abstiirüribereich der Modulatoren von einer Oktave läßt sich auf diese Weise nicht nur der ungefähr eine Oktave umfassende UHF-Bereich nutzen, sondern wahlweise auch der ungefähr drei Oktaven umfassende VHF-Bereich.

Der Schaltungsaufwand, mit welchem das erreichbar ist, ist vergleichsweise gering. Man benötigt einen frequenz¬ stabilen Mischoszillator, vorzugsweise unter Verwendung eines keramischen Resonators oder einer phasenstarren

Erzeugerschaltung (PLL-Synthesizer) . Vorzugsweise ver¬ wendet man einen Oszillator mit einer Frequenz, die zwischen dem VHF-Bereich und dem UHF-Bereich liegt, ins¬ besondere im Mobilfunkbereich, wo das Oszillatorsignal selbst bei nennenswerter Leistung die Fernsehsignalüber¬ tragung nicht stört. Besonders bevorzugt ist eine Oszilla¬ torfrequenz zwischen 430 und 440 MHz. In diesem Bereich gibt es Oszillatoren mit hoher Frequenzstabilität, welche im Mobilfunk und für Fernsteuerungen eingesetzt werden und sehr preiswert erhältlich sind. Es hat sich gezeigt, dass die Modulatoren auch für Zwecke der vorliegenden Er¬ findung hervorragend geeignet sind.

Die in den VHF-Bereich umgesetzten Signale werden zweck- mässigerweise mit Hilfe eines Tiefpaßfilters von uner¬ wünschten Störsignalen befreit und mittels eines VHF-Ver- stärkers auf einen gewünschten Ausgangspegel verstärkt. Um eine Zusammenfassung mit UHF-Kanälen und/oder VHF-Kanälen z ermöglichen, die auf anderem Wege, z.B. terrestrisch, über- tragene Fernsehsignale liefern, wird zur Unterdrückung von Rauschaddition der VHF-Verstärker vor der Zusammenführung mit den auf anderem Wege übertragenen UHF- und/oder VHF- Signalen mit einem Tiefpaßfilter oder mit einem Bereichs¬ filter versehen.

Um die von den UHF-Modulatoren bzw. Umsetzern herrührenden Störträger zu unterdrücken, ist den Modulatoren bzw. Um¬ setzern vorzugsweise ein mitlaufendes Bandfilter nachge¬ ordnet, welches auf die ausgewählte Kanalfrequenz abge- stimmt wird, auf welches auch der jeweilige Modulator ab-

gestimmt ist. Das hat Vorteile: Durch die Unterdrückung der Störträger durch die mitlaufenden Bandfilter ist eine enge Belegung der vorhandenen Kanäle möglich. Es hat sich gezeigt, dass zwischen den auswählbaren Kanälen allenfalls noch ein einziger verbotener Kanal liegen muss; das be¬ deutet, dass jeder zweite Kanal für die Programmvertei- lung genutzt werden kann. Dennoch erreicht man einen hohen Nutz-Störträgerabstand, der in einem praktisch ausge¬ führten Gerät mehr als 60 dB beträgt. Ein wesentlicher weitererVorteil liegt darin, dass dieses mit Hilfe von

Zweiseitenbandmodulatoren möglich ist, die nur einen Bruch¬ teil der Kosten der im Stand der Technik verwendeten Rest- seitenbandmodulatoren erfordern.

Vorzugsweise werden untereinander gleiche Zweiseitenband¬ modulatoren eingesetzt, welche mit einem phasenstarren Schaltkreis (PLL) ausgerüstet sind. Für deren Steuerung verwendet man zweckmässigerweise einen MikroController, der mit den Modulatoren über eine BUS-Leitung, insbesondere über einen I 2 C-Bus verbudnen ist; dabei steuert der Mikro- controller vorzugsweise nicht nur digital die PLLs, sondern über einen Digital/Analogwandler auch die mitlaufenden Bandfilter. Zu diesem zweck kann die Abhängigkeit der Mittenfrequenz der Bandfilter von der Abstimmspannung der Bandfilter im EPROM des Mikrocontrollers als Liste oder Gleichung abgelegt sein, so dass der Mikrocontroller entsprechend der Kanalwahl den Digital/Analogwandler ver- anlaßt, die für den ausgewählten Kanal passende Abstimm¬ spannung für das mitlaufende Filter zu erzeugen. Die Signale, die die Bandpaßfilter durchlaufen, werden zur Zusammenschal-

tung in an sich bekannter Weise einem Sammelfeld mit einem Widerstandsnetzwerk oder mit Richtkopplern zuge¬ führt, bei denen es sich im vorliegenden Fall vorzugs¬ weise um preiswerte gedruckte Richtkoppler handelt. Das in den VHF-Bereich umgesetzte Ausgangssignal wird dann nach Verstärkung und Tiefpaßfilterung auf die Anschlu߬ dosen der angeschlossenen Teilnehmer verteilt.

Die Erfindung eignet sich besonders für Kanalaufbereitungen von bis zu 20 Fernsehprogrammen in Wohnanlagen, Hotels und Pensionen; zur Ergänzung der Programmverteilung in der Satelliten-ZF mittels der Einkabellösung, indem die bei der Einkabellösung systembedingt fehlenden Programme er¬ findungsgemäss separat aufbereitet und verteilt werden; und als Ergänzung zum Verteilen von Programmen, welche bei¬ spielsweise von anderen Satelliten übertragen werden, in einer vorhandenen Verteilanlage.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beige- fügten Zeichnungen.

Figur 1 zeigt als Blockschaltbild die Zusammen¬ schaltung mehrerer UHF-Modulatoren in einem erfindungsgemässen Gerät, und

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts der Kanalaufbereitung in einem erfindungs¬ gemässen Gerät.

Gemäss Figur 1 sind mehrere untereinander gleiche, mit einem PLL ausgerüstete UHF-Modulatoren 1 bis 4 parallel zusammen¬ geschaltet. Jeder Modulator ist von einem mitlaufenden Band¬ paßfilter 5, 6, 7 bzw. 8 gefolgt, dessen Mittenfrequenz F von einer Abstimmspannung (U) abhängt, welche von einem Digital/Analogwandler 9 erzeugt ist, welcher eine mit der Anzahl der Bandpaßfilter übereinstimmende Anzahl analoger Ausgänge hat, mit welchen die Bandpaßfilter 5 bis 8 einzeln verbunden sind. Der Digital/Analogwandler 9 wird durch einen Mikrocontroller 10 gesteuert, in dessen Speicher die Funktion F = f (U) , nach welcher die Mittenfrequenz F der Bandpa߬ filter von der Abstimmspannung U abhängt, als Liste oder Gleichung abgelegt ist. Der Mikrocontroller 10 steuert über den Analog/Digitalwandler 9 nicht nur die Mittenfrequenzen der Bandpaßfilter 5 bis 8, sondern über einen I 2 C-Bus im Multiplexverfahren auch die UHF-Modulatoren 1 bis 4. Die von den Bandpaßfiltern 5 bis 8 durchgelassenen UHF-Signale werden einem Sammelfeld 11 mit gedruckten Richtkopplern zugeführt.

Das das Sammelfeld 11 verlassende Signal wird einem Mischer 30 zugeführt, in welchem es mit Hilfe eines frequenzstabilen Oszillators 31 in den VHF-Bereich umgesetzt wird. Als Oszilla¬ tor 31 eignet sich besonders ein für Fernsteuerungen (z.B. Garagentorantriebe) bekannter Oszillator mit keramischem Resonator mit einer Frequenz von 433 MHz. Das vom Mischer 30 in den VHF-Bereich umgesetzte Fernsehsignal wird an¬ schließend mit Hilfe eines VHF-Tiefpaßfilters 32 von uner¬ wünschten Störsignalen befreit, in einem VHF-Verstärker 33 auf den gewünschten Ausgangspegel verstärkt, in einem Ver-

teiler 34 mit VHF/UHF-Signalen zusammengeführt, die auf anderem Wege, insbesondere terrestrisch / übertragen wurden. Um dabei eine Rauschaddition der Ausgangsverstärker zu vermeiden, ist zwischen dem VHF-Verstärker 33 und dem Ver- teiler 34 noch ein VHF-Tiefpaßfilter 35 vorgesehen. Die Ausgangssignale des Verteilers 34 werden dann auf die An¬ schlußdosen der angeschlossenen Teilnehmer verteilt.

Figur 2 zeigt detaillierter einen Ausschnitt aus dem Block- Schaltbild mit nur einem Modulator 1 als Bestandteil eines Satellitenempfängers, der mittels des Mikroprozessors 10 über einen gemultiplexten I 2 C-Bus in allen Parametern steuerbar ist. Ein Schaltnetzteil 14 mit hohem Wirkungs¬ grad versorgt die gesamte Aufbereitungsschaltung und einen Low-Noise-Converter (LNC 15) mit Betriebsspannung. Die vom LNC 15 abgegebenen, vertikal und horizontal polarisierten Fernsehsignale der verschiedenen Programmgruppen werden über satellitentaugliche Verteiler oder mit einem speziellen Eingangsverteilfeld auf die Antenneneingänge des Gerätes ge- geben. Ein zwischen 950 und 2050 MHz abstim barer Satelliten¬ tuner gibt das ungefilterte Basisband BB ab. Ein nachfolgender hochintegrierter Videoprozessor 17 erzeugt daraus ein norm¬ gerecht aufbereitetes und vom Verwischungssignal befreites FBAS-Signal. Ein laufzeitentzerrter Videotiefpaß 18 sorgt für konturenscharfe, rauscharme Bilder.

Parallel zur Bildsignalaufbereitung erfolgt die Verarbeitung der Tonunterträger. Dazu wird das Tonunterträgerspektrum z.B. in 10-KHz-Schritten quarzgenau in eine Ton-Zwischen- frequenz gemischt (Mischer 19) . Ein breitbandiges Keramik-

filter selektiert einen 6,5-MHz-Tonunterträger, der mit statischer Deem-Phase demoduliert wird (Demodulator 20) . Zwei schmalbandige Filter bei z.B. 10,7 und 10,52 MHz wählen die hub- und pegelreduzierten Stereo-Tonunter- trägerpaare (z.B. 7,02 und 7,20 MHz) nach dem Wegener-

Panda-I-Verfahren aus und führen sie einer Dekompressions- schaltung mit variabler Zeitkonstante zu.

Die beiden Stereo-Audio-Kanäle LINKS (L) und RECHTS (R) werden zu einem L + R -Summensignal zusammengefaßt und mit dem FBAS-Signal auf einer Decoderbuchse 21 aufgelegt.

Automatisch wird erkannt, ob ein Decoder angeschlossen und aktiv ist, und das Originalsignal oder das decodierte

Signal über eine Schaltmatrix 22 auf den Modulator 11 gegeben, welcher digital auf die UHF-Kanäle 21 bis 69 abstimmbar ist. Der PLL-Modulator 1 arbeitet nach dem

Zweiseitenbandverfahren. Deshalb ist ein, aber bei der er- findungsge ässen Ausbildung des Gerätes auch nur ein Schutz- je kanal als Abstand zwischen/zwei Nutzkanälen erforderlich, weil jedem Modulator ein mitlaufendes Filter 5 bis 8 nach¬ geschaltet ist, welches automatisch auf den gewählten Kanal abgestimmt wird. So ist ein sauberes, neben- wellenarmes Ausgangsspektrum gewährleistet. Störträger durch Mischprodukte und Nebenaussendungen werden zuver- lässig unterdrückt. Der Störabstand zum Nutzsignal ist größer als 60 dB. Durch diese erfindungsge ässe Filterung gibt es keine "verbotenen" Kanalkombinationen, wenn nur ein Schutzkanal zwischen benachbarten Nutzkanälen liegt.

Die Ausgangskanäle der Bandpaßfilter 5 bis 8 werden von

- lo ¬

dern aktiven Ausgangssammelfeld 11 zusammengefaßt und stehen mit gleichmässig hohem Pegel, im praktisch aus¬ geführten Beispiel von 100 dBuV, am Ausgang des Gerätes zur Einspeisung in eine Verteilanlage bereit.