DE19500160C2 - Digitaler Signalempfänger - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Signalempfänger nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, insbesondere auf das Wiedergewinnen von in analogen Fernsehsigna
len eingebetteten digitalen Signalen.
Relativ kleine Signale (z. B. 3 bis 5 IRE), die digitale
Information kodieren, können zusammengesetzten Videosignalen
beigemischt werden, ohne in unakzeptabler Weise in aus sol
chen zusammengesetzten Videosignalen erzeugten Fernsehbil
dern offensichtlich zu sein, wenn geeignete Beschränkungen
des digitalen Formats berücksichtigt werden. Jian Yang be
schreibt ein System, um dieses zu erreichen, in der US-Pa
tentanmeldung mit der Seriennummer 08/141 070, eingereicht
am 26. Oktober 1993 mit dem Titel "APPARATUS FOR PROCESSING
NTSC TV SIGNALS HAVING DIGITAL SIGNALS ON QUADRATURE-PHASE
VIDEO CARRIER", veröffentlicht in Form der US-PS
5 534 933.
Die US-Pa
tentanmeldung mit der Seriennummer 08/141 070 beschreibt
eine binäre Phasenumtastungs-(BPSK-)Modulation eines un
terdrückten Trägers, der dieselbe Frequenz wie ein Videoträ
ger besitzt und in einer 90°-Phasenbeziehung zu diesem
steht. Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/141
070 verlangt, daß die BPSK-Signale auf eine Bandbreite von 2
MHz beschränkt sind, um ein Übersprechen in die Chrominanz
in Fernsehempfängern zu verhindern, in denen die Trennung
der Chrominanz von der Luminanz ohne Rückgriff auf Kammfil
terung durchgeführt wird. Die US-Patentanmeldung mit der Se
riennummer 08/141 070 bevorzugt das Durchlassen der zu über
tragenden Daten durch ein partielles Responsefilter zum Ver
arbeiten der Daten, so daß sie nach einer Zeilen-Kammfilte
rung in dem digitalen Signalempfänger von einem Mehrebenen-
Symbolentscheidungsschaltkreis wiedergewonnen werden können,
um den PSK-Unterträger von dem Luminanzanteil des zusammen
gesetzten Videosignals zu trennen. Die US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 08/141 070 verlangt das Wiederholen von
Bildern der BPSK-Modulation in Gegenphase in aufeinander
folgenden Paaren von aufeinander folgenden Bildern des NTSC-
Signals. Eine solche Wiederholung von Daten in Paaren vor.
Bildern macht die BPSK-Modulation, die das zusammengesetzte
Videosignal, das aus dem NTSC-Signal detektiert wird, in den
Bildern, die zum Betrachten auf einem Bildschirm aus dem zu
sammengesetzten Videosignal erzeugt werden, begleitet, weni
ger offensichtlich. Eine solche Wiederholung von Daten in
Paaren von Bildern stellt außerdem eine Basis zur Verwendung
von Bild-Kammfilterung in dem digitalen Signalempfänger zum
Trennen der BPSK-Modulation von dem Luminanzanteil des zu
sammengesetzten Videosignals, das statische Anteile von auf
einander folgenden Fernsehbildern beschreibt, dar.
Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/141 070
beschreibt die Probleme, die in dem digitalen Empfänger auf
treten, wenn die BPSK-Modulation nach ihrer Detektion digi
talisiert wird, wobei angenommen wird, daß ein Flashwandler,
wie er normalerweise zum Digitalisieren von zusammengesetz
ten Videosignalen verwendet wird, verwendet wird. Man kann
erwarten, daß die Reste des zusammengesetzten Videosignals
über 750 kHz, die die BPSK-Modulation begleiten, wenn die
BPSK-Modulation synchron detektiert wird, zeitweise im Ver
gleich mit der BPSK-Modulation relativ groß sind. Diese
großen zusammengesetzten Videosignalreste beanspruchen viel
vom dynamischen Bereich, den der Flashwandler dem analogen
Eingangssignal zur Verfügung stellt, wenn die Digitalisie
rung genau nach der synchronen Detektion der BPSK-Modulation
durchgeführt wird, und das relativ kleine BPSK-Signal neigt
dazu, aufgrund des Quantisierungsrauschens des Flashwand
lers, der eine Auflösung von nur acht Bit oder so besitzt,
in unzureichender Weise aufgelöst zu werden. Auch wenn
Flashwandler mit bis zu zwölf Bits gebaut werden können,
sind sie zu teuer, um in elektronischen Produkten für den
Massenmarkt verwendet zu werden. Die US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 08/141 070 vertritt die Verwendung einer
analogen Zeilen-Kammfilterung der BPSK-Signale vor ihrer Di
gitalisierung, um die relative Größe der Reste des zusammen
gesetzten Videosignals oberhalb 750 kHz, die das BPSK-Signal
begleiten, zu verringern. Das BSPK-Signal kann dann in einem
größeren Ausgangsbereich des Flashwandlers aufgelöst werden,
um den Symbolfehler zu verringern.
Thomas Vincent Bolger in seiner US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 08/141 071, eingereicht am 26. Oktober 1993
mit dem Titel "RECEIVER WITH OVERSAMPLING ANALOG-TO-DIGITAL
CONVERSION FOR DIGITAL SIGNALS WITHIN TV SIGNALS", stellt
fest, daß, während Flashwandler im Preis sehr schnell mit
zunehmender Bitauflösung steigen, die Preiszunahme für eine
Vergrößerung der Bandbreite über 2 MHz hinaus relativ be
scheiden ist. Die 2-MHz-Einschränkung für die BPSK-Band
breite in dem in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer
08/141 070 offengelegten System verlangt eine Abtastrate von
4 MHz, damit die Symbolrate adäquat abgetastet wird, und 8-
Bit Flashwandler, die beim Sechszehnfachen, Zweiunddreißig
fachen oder sogar Vierundsechszigfachen dieser Abtastrate
arbeiten, sind in ihrem Preis relativ günstig. Folglich
stellt Bolger fest, daß Überabtastungs-Umwandlungsverfahren
verwendet werden können, um eine erhöhte effektive Bitauflö
sung durch solche 8-Bit Flashwandler sicherzustellen. Eine
Überabtastung mit dem Sechszehnfachen der 4-MHz-Abtastrate
kann eine effektive Auflösung bis zu 12 Bit für die Digita
lisierung des BPSK sicherstellen, ohne daß es im Quantisie
rungsrauschen verloren geht, auch wenn das detektierte BPSK
im Vergleich mit dem zusammengesetzten Videosignal, das den
größten Teil des dynamischen Bereichs des Flashwandlers be
ansprucht, relativ klein ist.
Ein Typ von Überabtastungswandlern, als "Sigma-Delta"-
Analog/Digitalwandler bekannt, ist den Schaltkreisdesignern
zur Erhalten einer Mehrbitauflösung aus einem Basis-Ana
log/Digitalwandler mit Ein-Bit-Auflösung geläufig. Sigma-
Delta-Analog/Digitalwandler zum Erhöhen der Bitauflösung ei
nes Basis-Analog/Digitalwandlers mit Mehrbitauflösung sind,
auch wenn nicht sehr geläufig, bekannt. Im Betrieb führen
Sigma-Delta-Analog/Digitalwandler das digitale Ausgangssi
gnal zu einem Digital/Analogwandler und dann zu einem analo
gen Subtrahierer zurück, um ein von dem Basis-Ana
log/Digitalwandler (Basis-ADC) in den nachfolgenden Schrit
ten der Überabtastungsprozedur zu digitalisierendes Fehler
signal zu erzeugen. Während das während der Ana
log/Digitalwandlung entstehende Quantisierungsrauschen durch
die degenerative Rückkopplung unterdrückt wird, indem es in
der Frequenz nach oben verschoben wird, so daß es durch eine
digitale Tiefpaßfilterung unterdrückt werden kann, ist dies
beim durch die Digital/Analogumwandlung (DAC) entstehenden
Quantisierungsrauschen nicht der Fall. Aus diesem Grunde
wurden Ein-Bit-Kodierer, die das Problem des DAC-Fehlers
vermeiden, in Sigma-Delta-Analog/Digitalwandlern bevorzugt.
ADCs, die Ein-Bit-Kodierer verwenden, sind für digitale Si
gnalempfänger, die BPSK-Signale mit einer Rate von über 1
Megabit/s empfangen, nicht geeignet, da die Überabtastung,
die durchgeführt werden muß, um die Anforderungen an die Bi
tauflösung zu erfüllen, Abtastraten erfordert, die zu hoch
sind, als daß sie praktikabel wären. Die Probleme, die auf
treten, wenn man versucht, allgemein bekannte Sigma-Delta-
ADCs mit Mehr-Bit-Kodierern zu verwenden, veranlaßte Bolger,
andere Überabtastungsverfahren als die, die die Sigma-Delta-
Modulation verwenden, zu verfolgen, wie in seiner US-Pa
tentanmeldung mit der Seriennummer 08/141 071 beschrieben.
T. C. Leslie und B. Singh von Plessey Research Caswell
Ltd. beschreiben in ihrem Artikel "An Improved Sigma-Delta
Modulator Architectur", 1990 IEEE SYMPOSIUM ON CIRCUITS &
SYSTEMS, 90 CH 2868-8900000-0372, Seiten 372-375,
eine Zunahme der Bi
tauflösung eines Basis-ADC mit Mehr-Bit-Auflösung unter Ver
wendung einer Sigma-Delta-Prozedur, bei der nur ein einziges
Bit des Ausgangssignals des Basis-ADC mit Mehr-Bit-Auflösung
während jedes Überabtastungsschritts zu Rückkopplungszwecken
in ein analoges Signal zurückverwandelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten digitalen Signalempfänger zu schaffen,
der in der Lage ist, digitale Signale wiederzugewinnen, die mit einem zusammengesetz
ten Videosignal übertragen werden.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird in digitalen Signalempfängern zur De
tektion einer BPSK-Modulation eines unterdrückten Trägers in
90°-Phasenverschiebung mit einem Videoträger, der durch ein
zusammengesetztes Videosignal amplitudenmoduliert ist, in
denen das detektierte BPSK-Signal vor der Kammfilterung des
BPSK-Signals von den Resten des Videosignals unter Verwen
dung eines Überabtastungs-Analog/Digitalwandlers des Sigma-
Delta-Typs digitalisiert wird, ausgeführt.
Jede der Fig. 1 bis 4 ist ein schematisches Diagramm
eines entsprechenden digitalen Signalempfängers zum Empfan
gen eines Fernsehsignals mit einem darin eingebetteten digi
talen Signal und zum Extrahieren des digitalen Signals, wo
bei jeder der digitalen Signalempfänger die vorliegende Er
findung ausführt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen im Detail alternative Formen
von in den digitalen Signalempfängern der Fig. 1 bis 4
verwendeten Hochpaß-Zeilenkammfiltern.
Die Fig. 7 und 8 zeigen im Detail alternative Kaska
denverbindungen von Hochpaß-Zeilenkammfiltern in den digita
len Signalempfängern der Fig. 3 und 4.
Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm eines Ratenpuf
fers, der als Verschachteler (interleaver) in dem in Fig. 16
gezeigten Bereich des Fernsehsenders der Fig. 13 verwendet
werden kann, wie in der US-Patentanmeldung mit der Serien
nummer 08/141 070 beschrieben.
Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Raten
puffer, der als Entschachteler (de-interleaver) verwendet
wird, zeigt, der in jedem der digitalen Signalempfänger der
Fig. 1-4 verwendet werden kann.
Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm eines Sigma-
Delta-Wandlers mit einfacher Schleife, der erfindungsgemäß
in jedem der digitalen Signalempfänger der Fig. 1-4 ver
wendet werden kann.
Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm eines Sigma-
Delta-Wandlers mit doppelter Schleife, der erfindungsgemäß
in jedem der digitalen Signalempfänger der Fig. 1-4 ver
wendet werden kann.
Fig. 13 ist ein schematisches Gesamtdiagramm eines Fern
sehsenders zum Senden eines Fernsehsignals mit einem darin
eingebetteten digitalen Signal, wie in der US-Patentanmel
dung mit der Seriennummer 08/141 070 beschrieben.
Die Fig. 14 und 15 sind schematische Diagramme von
partiellen Repsonsefiltern, die jeweils in dem Fernsehsender
der Fig. 13 verwendet werden können, wie in der US-Patentan
meldung mit der Seriennummer 08/141 070 beschrieben.
Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das im Detail
einen Bereich des Fernsehsenders der Fig. 13 zeigt, der zum
digitalen Filtern der digitalen Daten, aus denen das Pha
senumtastungssignal zu erzeugen ist, verwendet wird, wobei
das Phasenumtastungssignal den unterdrückten, um 90° phasen
verschobenen Videoträger moduliert.
Im allgemeinen wurden ausgleichende Verzögerungsglieder
in den Zeichnungen weggelassen, um sie zu vereinfachen und
ihr Verständnis zu erleichtern. Einem Fachmann in der Tech
nik des Videosignalprozessordesigns ist die Notwendigkeit
solcher Verzögerungsglieder zur richtigen zeitlichen Aus
richtung von Bildpunkten und Daten, die in verschiedenen Be
arbeitungspfaden aufgrund der in solchen Pfaden durchgeführ
ten, unterschiedlichen Bearbeitungen unterschiedliche Verzö
gerungen erfahren, wohlbekannt. Ein Fachmann wird wissen, wo
solche Verzögerungsglieder notwendig sind und wie lange die
Verzögerungsglieder sein müssen, so daß solche Verzögerungs
glieder hiernach weder beschrieben noch diskutiert werden.
Ein Fachmann wird wissen, wie in logischen Schaltkreisen die
Ausgleichsverzögerungsglieder vorzusehen sind, um einen un
erwünschten "logischen Wettlauf" zu verhindern oder latente
Verzögerungen bei der Durchführung logischer Operationen zu
kompensieren. Daher werden Details des Designs logischer
Schaltkreise hinsichtlich der Ausgleichsverzögerungsglieder
hiernach nicht diskutiert. Weiterhin wird ein Fachmann dort,
wo ein Analog/Digitalwandler (ADC) in der vorliegenden Of
fenlegung gezeigt oder beschrieben ist, den Vorteil kennen,
einem solchen Wandler ein Anti-Aliasing-Tiefpaßfilter voran
zustellen, und wissen, wie dies ausgeführt wird. Daher wird
dies hiernach nicht weiter im Detail beschrieben. Und wenn
in der vorliegenden Offenlegung ein Digital/Analogwandler
(DAC) gezeigt oder beschrieben ist, ist für den Fachmann der
Vorteil klar, einem solchen Wandler ein Tiefpaßfilter zum
Zurückhalten des Abtasttaktes hintanzustellen, und er wird
wissen, wie dies ausgeführt wird. Daher wird dies hiernach
nicht weiter im Detail beschrieben.
Fig. 13 zeigt einen Fernsehsender 1 zum Senden eines
Fernsehsignals mit einem darin eingebetteten digitalen Si
gnal. Eine Quelle 2 legt ein oder mehrere Audiosignale an
einen Audioverarbeitungsschaltkreis 3 an, der ein Modulati
onssignal an einen Audioträgersender 4 anlegt, um die Fre
quenz der Audioträgerwelle zu modulieren. Der Audioverarbei
tungsschaltkreis 3 umfaßt Verzögerungsglieder, wie sie zur
Synchronisation von Ton und Bild benötigt werden. Der Audio
verarbeitungsschaltkreis 3 umfaßt im Einklang mit üblicher
Praxis Vor-Anhebungsnetzwerke für die analogen Audiosignale
und kann eine Vorrichtung zum Erzeugen von stereophonen oder
sekundären Audioprogramm-(SAP-)Unterträgern zum Einfügen
in das an den Audioträgersender 4 übertragene Modulationssi
gnal umfassen. Der frequenzmodulierte (FM) Audioträger wird
typischerweise von dem Sender 4 an einen Multiplexer (MUX) 5
angelegt, damit er in Phase mit einem VSB-AM-Bildträger
(Restseitenband-amplitudenmodulierter-Bildträger) und um 90°
phasenverschoben mit einem VSB-BPSK-Datenträger in der Fre
quenz gemultiplext wird. In einem Fernsehsender 1 zum Senden
durch die Luft nimmt dieser Multiplexer 5 typischerweise die
Form eines Antennenkopplungsnetzwerks an, und das resultie
rende, in der Frequenz gemultiplexte Signal wird von einer
Sendeantenne 6 gesendet. Ein Fernsehsender für das Kopfende
eines Kabelsendesystems wird keine Sendeantenne 6 besitzen,
die zum Senden durch die Luft verwendet wird. Der Multiple
xer 5 nimmt dann eine andere Form an, wobei das in der Fre
quenz gemultiplexte Signal des betrachteten Kanals außerdem
mit den in der Frequenz gemultiplexten Signalen von anderen
Kanälen gemultiplext wird, wobei das resultierende Signal
dann von linearen Verstärkern an die Hauptkabel des Kabel
sendesystems angelegt wird.
In Fig. 13 erzeugt eine Quelle 7 ein analoges, zusammen
gesetztes Videosignal, das die Basis für das Modulationssi
gnal ist, das an einen Sender 8 angelegt wird, welches sei
nerseits den VSB-AM-Bildträger an den Multiplexer 5 anlegt,
wo es mit dem frequenzmodulierten (FM) Tonträger in der Fre
quenz gemultiplext wird. Die vertikalen Synchronisationsim
pulse, die horizontalen Synchronisationsimpulse und die
Farbsignal-Synchronisationsimpulse des analogen, zusammenge
setzten Videosignals von der Quelle 7 werden mit den ent
sprechenden, von einem Stations-Synchronisationssignal-
(Sync-)Generator 9 angelegten Signalen synchronisiert. Eine
Steuerungsverbindung 10 zwischen der Quelle 7 des zusammen
gesetzten Videosignals und dem Stations-Sync-Generators 9
symbolisiert die für diese Synchronisation verwendete Vor
richtung. Wenn die Quelle 7 ein entfernt angeordneter Gene
rator des zusammengesetzten Videosignals ist, wie etwa ein
Innenstadtstudio oder eine mit der lokalen Fernsehstation
vernetztes Fernsehstation, kann die Steuerungsverbindung 10
eine Genlock-Verbindung mit dem Stations-Sync-Generator 9
sein. Wenn die Quelle 7 eine lokale Kamera ist, kann die lo
kale Kamera die Synchronisationsinformation von dem Stati
ons-Sync-Generator 9 über die Steuerungsverbindung 10 emp
fangen. Diese und andere Synchronisationschemata einschließ
lich derer für Videorekorder und Fernsehfilmprojektoren sind
dem Fachmann geläufig. Typischerweise wird ein Zeituntertei
lungs-Multiplexer 11 verwendet, um Sync-Blockinformation
einschließlich der vertikalen Synchronisationsimpulse, der
horizontalen Synchronisationsimpulse, der Ausgleichsimpulse,
der Farbsignal-Synchronisationsimpulse und der Schwarzwerte
(allgemein "Schwarzschultern (porches)" genannt) in das zu
sammengesetzte Videosignal einzufügen, das anstelle der ori
ginalen Sync-Blockinformation als Modulationssignal an den
Bildträgersender 8 angelegt wird.
Der Fernsehsender 1 der Fig. 13 unterscheidet sind von
den gegenwärtig verwendeten dadurch, daß ein VSB-AM-Sender
12 einen unterdrückten, binären Phasenumtastungs-Restseiten
band-(VSB BPSK) Träger mit 90°-Phasenverschiebung zum VSB-
AM-Videoträger für das zusammengesetzte NTSC-Videosignal er
zeugt. Dieser weitere VSB-AM-Sender 12 kann einen ausgegli
chenen Modulator, der sowohl hinsichtlich des Träger- als
auch des BPSK-Modulationssignals ausgeglichen ist, und au
ßerdem ein 90°-Phasenverschiebungs-Netzwerk umfassen, das
einen Videoträger von dem VSB-AM-Sender 8 in Phase erhält
und einen um 90° in der Phase verschobenen Videoträger an
den ausgeglichenen Modulator anlegt. Das VSB-BPSK-Signal von
dem Sender 12, wie etwa der von einem zusammengesetzten NTSC
Videosignal von dem Sender 8 in der Amplitude modulierte
VSB-AM-Videoträger, wird an den Multiplexer 5 angelegt, wo
er mit dem in der Frequenz modulierten (FM) Tonträger in der
Frequenz gemultiplext wird. Eine Quelle 13 legt ein digita
les Signal in serieller Bitform an einen Fehlerkorrektur
schaltkreis 14 an, um zusätzliche Bits eines Fehlerkorrek
turkodes in den an einen Bildwiederholer 15 angelegten Bit
strom einzufügen. Der Bildwiederholer 15 stellt jedes als
Eingangssignal erhaltene Datenbild zweimal als sein Aus
gangssignal zur Verfügung. Das Ausgangssignal von dem Bild
wiederholer 15 wird an ein partielles Responsefilter 16 an
gelegt, das die Daten in eine Form umwandelt, die eine Zei
lenkammfilterung, die in einem digitalen Signalempfänger zum
Unterdrücken des zusammengesetzten Videosignals durchgeführt
wird, überleben wird. Der digitale Response von dem partiel
len Responsefilter 16 wird an einen Digital/Analogwandler
(DAC) 17 zum Umwandeln in ein analoges Umtastungssignal an
gelegt. Der DAC 17 versorgt ein Hochfrequenz-Anhebungs-
Übergangsform-Filter 18 mit dem Umtastsignal, das ein vorge
schriebenes Responsesignal mit positivem Wert für eine digi
tale NULL und ein vorgeschriebenes Responsesignal mit nega
tivem Wert für eine digitale EINS ist. Der vorgeschriebene
negative Wert eines analogen Modulationssignals hat densel
ben absoluten Wert wie der vorgeschriebene positive Wert des
analogen Modulationssignals. Das Filter 18 kompensiert den
Verlust in der Detektionseffizienz, wenn synchron das VSB-
BPSK-Signal detektiert wird, wobei der Verlust der Tatsache
zuzuschreiben ist, daß die Sendung nur von der Einseiten
bandsorte ist. Der Response des Filters 18 ist ein Umtastsi
gnal, das an einen ausgeglichenen Modulator des Senders 12
angelegt wird, wobei der ausgeglichene Modulator auch einen
zu modulierenden, um 90° in der Phase verschobenen Videoträ
ger empfängt. Der Sender 8, der den von dem zusammengesetz
ten NTSC Videosignal in der Amplitude modulierte VSB-AM-Vi
deoträger an den Multiplexer 5 anlegt, wird sorgfältig aus
geführt und betrieben, um eine zufällige Phasenmodulation zu
vermeiden, die den unterdrückten, um 90° in der Phase ver
schobenen VSB-BPSK-Träger von dem Sender stören könnte. Da
der um 90° in der Phase verschobene Träger für die Pha
senumtastung unterdrückt wird, ist die Phasenlage des Si
gnals, in dem die VSB-PSK- und VSB-AM-Träger verbunden sind,
nicht sehr verschieden von der des in Phase befindlichen
VSB-AM-Videoträgers. Während Fig. 13 die Sender 8 und 12
voneinander getrennt zeigt, können in der Praxis dieselben
oberen Seitenbandfilter und Endverstärkerstufen von den Sen
dern 8 und 12 verwendet werden.
Fig. 14 zeigt eine Form 160, die das partielle Response
filter 16 annehmen kann. Das digitale Eingangssignal in se
rieller Bitform wird über einen Eingangsanschluß 161 an
einen ersten Eingang eines Zweipunkt-exklusiven-ODER-Gatters
(XOR) 162 angelegt, dessen Ausgang mit einem Ausgangsan
schluß 163 verbunden ist, an dem der Response des partiellen
Responsefilters 160 anliegt. Ein zweiter Eingang des XOR-
Gatters 162 erhält von der Lese-Ausgangsverbindung einer di
gitalen Verzögerungsleitung 164 einen verzögerten Response
auf das Ausgangssignal von einem Multiplexer 165, das an
eine Schreib-Eingangsverbindung der digitalen Verzögerungs
leitung 164 angelegt ist. Die digitale Verzögerungsleitung
164, die als zyklisch adressierter Zeilenspeicher in einem
Lese-dann-Überschreibe-Modus betrieben werden kann, erzeugt
eine "1H"-Verzögerung gleich der Periode einer horizontalen
Fernsehabtastzeile. Außer wenn ein als Steuerungssignal an
den Multiplexer 165 angelegtes LETZTES-ZEILEN-DEKODIERERGEB
NIS gleich EINS ist, was anzeigt, daß die letzte Datenzeile
eines Datenbildes an das partielle Responsefilter 160 ange
legt wird, wählt der Multiplexer 165 den Response des parti
ellen Responsefilters 160 am Ausgangsanschluß 163 zum Anle
gen an die Schreib-Eingabeverbindung der digitalen Verzöge
rungsleitung 164 aus.
Wenn das LETZTE-ZEILEN-DEKODIERERGEBNIS, das als Steue
rungssignal an den Multiplexer 165 angelegt wird, EINS ist,
was anzeigt, daß die letzte Datenzeile an dem partiellen Re
sponsefilter 160 anliegt, legt der Multiplexer einen MODULO-
2-DATENBILD-ZÄHLWERT an die Schreib-Eingangsverbindung der
digitalen Verzögerungsleitung 164 an. Wenn der so angelegte
MODULO-2-DATENBILD-ZÄHLWERT während der letzten Zeile des
letzten Bildes eines Bildpaares NULL ist, wird eine Zeile
von NULLEN in die digitale Verzögerungsleitung 164 geschrie
ben, so daß während der ersten Datenzeile des nächsten Paa
res von Bildern die Daten ohne Änderung durch das partielle
Responsefilter gehen. Wenn jedoch der MODULO-2-DATENBILD
ZÄHLWERT, der von dem Multiplexer 165 zum Anlegen an die
Schreib-Eingangsverbindung der digitalen Verzögerungsleitung
164 während der letzten Zeile des Anfangsbildes eines Bild
paares EINS ist, wird eine Zeile von EINSEN in die digitale
Verzögerungsleitung 164 geschrieben, so daß während der er
sten Datenzeile des letzten Bildes in dem Paar von Datenbil
dern das Einserkomplement der Daten beim Durchgang durch das
partielle Responsefilter 160 durchgeführt wird. Dies be
wirkt, daß die folgenden Datenzeilen des letzten Bildes in
dem Paar von Datenbildern Einserkomplemente der entsprechen
den Datenzeilen der vorhergehenden Anfangsbildes in dem Paar
von Datenbildern sind.
Die von dem partiellen Responsefilter 160 durchgeführte
digitale Filterung unterdrückt Gleichstromterme in einem
Analogsignal, das durch die Umwandlung von NULLEN und EINSEN
des digitalen Responses am Ausgangsanschluß 163 in +1- und -
1-Amplituden eines Umtastsignals zum Steuern der Erzeugen
von BPSK-Signalen erzeugt wird. Diese digitale Filterung er
zeugt Spitzen in Abhängigkeit von ungeraden Vielfachen von
der Hälfte der horizontalen Zeilenabtastfrequenz fH und er
zeugt Nullen in Abhängigkeit von Vielfachen der horizontalen
Zeilenabtastfrequenz fH. Diese digitale Filterung bewirkt,
daß ein auf die Daten reagierendes PSK-Signal ein kammähnli
ches Frequenzspektrum für das Luminanzsignal aufweist, das
Nullen in Abhängigkeit von ungeraden Vielfachen von der
Hälfte der horizontalen Zeilenabtastfrequenz fH und Spitzen
in Abhängigkeit von Vielfachen der horizontalen Zeilenab
tastfrequenz fH aufweist. Das partielle Responsefilter 160
formt das Spektrum des PSK-Signals in der Weise, daß es
durch einen Hochpaß-Zeilenkammfilter mit zwei Abgriffen mit
einer einzigen 1H-Verzögerungsleitung und einem Subtrahierer
geht. Ein solches Hochpaß-Zeilenkammfilter kann sich in dem
digitalen Signalempfänger zum Unterdrücken des Luminanzsi
gnals mit einer guten Korrelation zwischen vertikal ausge
richteten Bildpunkten und zu dessen Verringerung als Bloc
kiersignal für das PSK-Signal befinden.
Fig. 15 zeigt eine andere Form 166, die das partielle
Responsefilter 16 annehmen kann, das einen Filterabschnitt
mit denselben Elementen 162-165 wie das partielle Response
filter 160 umfaßt. Das partielle Responsefilter 166 umfaßt
außerdem einen Anfangsfilterabschnitt, der ähnlichen seinem
Endfilterabschnitt ist. Dieser Anfangsfilterabschnitt umfaßt
ein exklusives ODER-Gatter 167 mit zwei Eingängen, wobei ein
erster Eingang mit dem Eingangsanschluß 161 verbunden ist
und ein Ausgang mit dem ersten Eingang des XOR-Gatters 162
verbunden ist statt mit dem Eingangsanschluß 161, wie in dem
partiellen Responsefilter der Fig. 14. Der zweite Eingang
des XOR-Gatters 167 erhält von der Lese-Ausgangsverbindung
einer digitalen Verzögerungsleitung 168 einen verzögerten
Response auf das Ausgangssignal von einem Multiplexer 169,
das an die Schreib-Eingangsverbindung der digitalen Verzöge
rungsleitung angelegt ist. Die digitale Verzögerungsleitung
168 erzeugt wie die digitale Verzögerungsleitung 164 eine
"1H"-Verzögerung, die gleich der Periode einer horizontalen
Fernsehabtastzeile ist. Außer wenn das LETZTE-ZEILEN-DEKO
DIERERGEBNIS, das als Steuerungssignal an den Multiplexer
169 angelegt wird, EINS ist, was angibt, daß die letzte Da
tenzeile eines Datenbildes an das partielle Responsefilter
166 angelegt wird, wählt der Multiplexer 169 den Response
des XOR-Gatters 167 zum Anlegen an die Schreib-Eingangsver
bindung der digitalen Verzögerungsleitung 168 aus.
Wenn das LETZTE-ZEILEN-DEKODIERERGEBNIS, das als Steue
rungssignal an den Multiplexer 169 angelegt wird, EINS ist,
was anzeigt, daß die letzte Datenzeile an das partielle Re
sponsefilter 166 angelegt wird, legt der Multiplexer 169
eine verdrahtete NULL an die Schreib-Eingangsverbindung der
Verzögerungsleitung 164 an. Dies schreibt während der letz
ten Zeile jedes Datenbildes eine Zeile von NULLEN in die di
gitale Verzögerungsleitung 164. Diese Zeile von NULLEN wird
während der Anfangszeile des nächsten Datenbildes an das
XOR-Gatter 167 angelegt, so daß die Anfangszeile von Daten
durch das XOR-Gatter 167 an das XOR-Gatter 162 übertragen
wird, um selektive Einserkomplemente zu bilden, wie im Hin
blick auf das partielle Responsefilter 160 der Fig. 14 be
schrieben.
Das partielle Responsefilter 166 besitzt eine scharf
zähnigeren Kammresponse als das partielle Responsefilter
160, weist aber auch Nullen in Abhängigkeit von ungeraden
Vielfachen der halben horizontalen Zeilenabtastfrequenz fH
und Spitzen in Abhängigkeit von Vielfachen der halben hori
zontalen Zeilenabtastfrequenz fH auf. In dem digitalen Si
gnalempfänger kann ein Hochpaß-Zeilenkammfilter mit drei Ab
griffen zum Wiederherstellen des PSK-Signals mit einem fla
chen Frequenzspektrum und zum Verringern des Luminanzsignals
als Blockiersignal für das PSK-Signal verwendet werden.
Fig. 16 zeigt in größerem Detail den Aufbau des Bereichs
des Fernsehsenders 1 der Fig. 13, der zur digitalen Filte
rung der digitalen Daten, aus denen das Phasenumtastungssi
gnal zu erzeugen ist, verwendet wird. Der Fehlerfunktionsko
dierer 14 legt ein digitales Signal in serieller Bitform an
einen Ratenpuffer 20 an. Vorzugsweise ist der Kodierer 14
von dem Typ, der modifizierte Reed-Solomon-Codes erzeugt;
und der Ratenpuffer 20 führt eine zweifache Aufgabe als Ver
schachteler durch. Die Verschachtelungsdurchführung des Ra
tenpuffers 20 ordnet die ursprüngliche Reihenfolge der Da
tenabtastung in Spalten quer zu den Datenzeilen an, die
letztendlich von dem VSB-BPSK-Datensender 12 gleichzeitig
mit den jeweiligen horizontalen Abtastzeilen des zusammenge
setzten Videosignals, das von dem VSB-AM-Videosender 8 ge
sendet wird, gesendet wird. Dies wird gemacht, damit Impuls
rauschen und Mittelbandfrequenzen des zusammengesetzten Vi
deosignals, die dazu neigen, eine Kohärenz in der horizonta
len Richtung zu besitzen, weniger Bits der modifizierten
Reed-Solomon-Codes blockieren als es mit modifizierten Reed-
Solomon-Codes der Fall wäre, die mit Daten arbeiten, die in
Zeilen entlang horizontaler Abtastzeilen abgebildet sind,
statt mit Daten zu arbeiten, die in Spalten quer zu den ho
rizontalen Abtastzeilen abgebildet sind. Auf jeden Fall ist
der Ratenpuffer 20 ein Speicher, der die Bits auf einer re
gelmäßig getakteten Basis an einen Bildspeicher 21 zum
Schreiben während und nur während alternierender Datenbilder
anlegt. Datenbilder sind als Blöcke aus 525 Zeilen von Sym
bolen definiert, die mit einer Symbolrate auftreten, die ein
Vielfaches der Datenzeilenabtastrate ist, wobei die Daten
zeilenabtastrate dieselbe ist wie die horizontale Zeilenab
tastrate für das analoge, zusammengesetzte Videosignal.
BPSK-Symbole sind Bits, aber die Symbole, auf die die modi
fizierten Reed-Solomon-Codes angewandt werden sind üblicher
weise 2N-Bitdaten, wobei N eine kleine positive, ganze Zahl
ist, wie etwa drei, vier oder fünf. Die Bitlänge, über den
sich jeder der modifizierten Reed-Solomon-Codes erstreckt
wird kleiner als 525 (z. B. 256 oder 512) ausgewählt, so daß
es weniger wahrscheinlich ist, daß Impulsrauschen irgendei
nen der modifizierten Reed-Solomon-Codes mehr als einmal
entlang seiner Länge unterbricht.
Die relative Phasenlage der Datenzeilen und der horizon
talen Abtastzeilen des zusammengesetzten Videosignals ist
solcherart, daß jede Datenzeile in der Zeit mit einer ent
sprechenden horizontalen Abtastzeile des zusammengesetzten
Videosignals zusammenfällt. Datenbilder treten mit derselben
Rate auf wie die Bilder des analogen, zusammengesetzten Vi
deosignals, das von der Quelle 7 angelet wird, aber es ist
praktisch, wenn die Datenbilder aus weiter unten in dieser
Beschreibung offengelegten Gründen um neun horizontale Ab
tastzeilen des zusammengesetzten Videosignals hinter den Vi
deosignalbildern herhinken. Aus dem Bildspeicher 21 wird
das erste Datenbild nach seinem Schreiben ausgelesen, und
das zweite Datenbild wird wiederausgelesen, nachdem es nach
seinem Schreiben wiedergeschrieben wird, um ein Ausgangssi
gnal zu erzeugen, das während der jeweiligen Bilder von auf
einanderfolgenden Paaren von Datenbildern als Eingangssignal
an das partielle Responsefilter 16 angelegt wird. Das
Schreiben und Auslesen des Ratenpuffers 20 und des Bildspei
chers 21 wird von einem Bildspeicher-Packungssteuerungs
schaltkreis 22 gesteuert.
Ein Bildzähler im Sender 1, der zum Zählen von acht
Bildzyklen zum Steuern des Einsetzen eines Störbildlösch-Re
ferenzsignals während ausgewählter vertikaler Austastinter
valle (VBI) in die zusammengesetzten Videosignale verwendet
wird, umfaßt als eine seiner Stufen einen Modulo-2-Daten
bildzähler 23, der zum Takten der Lese- und Lies-dann-Über
schreib-Vorgänge jedes aufeinander folgenden Paares von Da
tenbildern verwendet wird. Der Packungs-Steuerungsschalt
kreis 22 empfängt ein DATENZEILENZÄHL-Signal von einem Da
tenzeilenzähler 24 und ein SYMBOLZÄHL-Signal von einem Sym
bolzähler 25, die der Packungs-Steuerungsschaltkreis 22 als
Zeilenadresse und als Leseadresse innerhalb einer Zeile an
den Bildspeicher 21 anlegt. Das DATENZEILENZÄHL-Signal und
das SYMBOLZÄHL-Signal bilden zusammen die vollständige
Adressierung AD, die der Packungssteuerungsschaltkreis 22 an
den Bildspeicher der Fig. 16 anlegt. Der Schaltkreis 22 er
zeugt auch ein Schreibfreigabesignal WE für den Bildspeicher
21, eine Leseadressierung RAD, die synchron mit der komplet
ten Adressierung AD, die an den Bildspeicher 21 angelegt
wird, während dessen Beschreiben an den Ratenpuffer 20 ange
legt wird, und eine Leseadressierung WAD für den Ratenpuffer
20. Wenn das digitale Signal selektiv gesendet wird, erzeugt
der Schaltkreis 22 auch ein Lesefreigabesignal RE für den
Bildspeicher 21.
Genauer kann die Arbeitsweise wie folgt sein. Das DATEN
BILDZÄHL-Bit wird von dem Bildzähler 23 an den Packungs
steuerungsschaltkreis 22 angelegt, um dort nur dann zum
Schreiben des SCHREIBFREIGABE-Signals für den Bildspeicher
21 verwendet zu werden, wenn das modulo-2 DATENBILDZÄHLWERT-
Bit gleich NULL ist. Der Packungssteuerungsschaltkreis 22
stellt LESEFREIGABE- und SCHREIBFREIGABE-Signale zur Verfü
gung, die den Bildspeicher 21 zum Arbeiten in einem Lies-
dann-Überschreibe-Modus versetzen, wenn der modulo-2 DATEN
BILDZÄHLWERT gleich NULL ist. Wenn der modulo-2 DATENBILD
ZÄHLWERT gleich EINS ist, legt der Packungssteuerungsschalt
kreis 22 nur LESEFREIGABESIGNALE an.
Ein Letzter-Zeilen-dekodierer 27 wird mit dem DATENZEI
LENZÄHL-Signal von einem Datenzeilenzähler 24 versorgt und
erzeugt ein Steuerungssignal für den Multiplexer 165 in dem
partiellen Responsefilter 16 und für den Multiplexer 169,
wenn er in dem Filter 16 verwendet wird. Der Letzte-Zeilen
dekodierer 27 stellt in Abhängigkeit von allen Werten des
DATENZEILENZÄHL-Signals außer demjenigen, das die letzte
Zeile in dem Datenbild anzeigt, ein Ausgangssignal NULL als
LETZTES-ZEILEN-DEKODIERERGEBNIS zur Verfügung, wobei dieses
Ausgangssignal NULL den Multiplexer 165 (und den Multiplexer
169, wenn er verwendet wird) in dem Filter 16 in einen Zu
stand bringt, daß er eine normale partielle Responsefilte
rung durch das Filter 16 durchführt. In Abhängigkeit von ei
nem DATENZEILENZÄHL-Signal, das die letzte Zeile in dem Da
tenbild anzeigt, legt der Letzte-Zeilen-dekodierer 27 einen
EINS-Response an den Multiplexer 165 (und den Multiplexer
169, wenn er verwendet wird) in dem Filter 16 an, um das
Auffüllen der 1-H-Verzögerungsleitung 164 (und der 1-H-Ver
zögerungsleitung 168, wenn sie verwendet wird) mit Anfangs
bedingungen in dem Filter 16 für das nächste Datenbild zu
bewirken. Der modulo-2-Datenbildzähler 23 legt den MODULO-2-
DATENBILDZÄHLWERT als alternativen Eingang an den Multiple
xer 165 an, der für die Schreib-Eingangsverbindung der 1-H-
Verzögerungsleitung 164 auszuwählen ist, wenn der Letzte-
Zeilen-dekodierer 127 eine EINS als Steuerungssignal an den
Multiplexer 165 anlegt.
Fig. 16 zeigt einen Symboltaktschaltkreis 30, der zu
sätzlich zum Symbolzähler 25 einen spannungsgesteuerten Os
zillator (VCO) 31, einen Nulldurchgangsdetektor 32, einen
255-Zähldekoder 33 und einen automatischen Frequenz- und
Phasensteuerungs-(AFPC) Detektor 34 umfaßt. Der Symbolzäh
ler 25 umfaßt acht binäre Zählstufen. Der Nulldurchgangsde
tektor 32, der genauer ein Mittelwertachsen-Durchgangsdetek
tor genannt werden könnte, erzeugt immer dann einen Impuls,
wenn die sinusförmigen Oszillationen des Oszillators 30 ihre
Mittelwertachse in einer vorgegebenen Richtung kreuzen. Der
Nulldurchgangsdetektor 32 umfaßt überlicherweise einen
Grenzverstärker, der in Abhängigkeit von den sinusförmigen
Oszillationen des VCO 31 Rechteckwellen erzeugt, einen Dif
ferenzierer zum Erzeugen von Impulsen in Abhängigkeit von
Übergängen dieser Rechteckwellen und einen Begrenzer zum
Trennen von Impulsen einer Polarität, die an den Bildspei
cher-Packungssteuerungsschaltkreis 22 zum Zwecke der Taktung
anzulegen sind. Diese Impulse werden auch an den Symbolzäh
ler 25 angelegt, um in jeder aufeinander folgenden Zeile ge
zählt zu werden, wodurch ein SYMBOLZÄHL-Signal erzeugt wird,
das an den Packungssteuerungsschaltkreis 22 angelegt wird.
Der 255-Zähldekoder 33 dekodiert das Erreichen von 255 des
SYMBOLZÄHLWERTS, um einen Impuls zu erzeugen. Statt den SYM
BOLZÄHLWERT einfach auf eine arithmetische Null überlaufen
zu lassen, da der volle Zählwert eine Potenz von zwei ist,
kann jeder Impuls des 255-Zähldekoders 33 verwendet werden,
um den Zähler 25 beim den nächsten Impuls, der von dem Null
durchgangsdetektor 32 an den Zähler 25 angelegt wird, zu
rückzusetzen, wodurch der SYMBOLZÄHLWERT auf die arithmeti
sche Null zurückgesetzt wird. Der 255-Zähldekoder 33 legt
Impulse an den AFPC-Detektor 34 an, die mit den horizontalen
Sync-Impulsen H zur vergleichen sind, um eine AFPC-Spannung
zu erzeugen, die an den VCO 31 angelegt wird. Dies bildet
eine negative Rückkopplungsschleife, die die Frequenz der
Oszillationen des VCO 31 auf das 255-fache der horizontalen
Zeilenabtastfrequenz oder auf 4 027 972 Hz einstellt.
Ein Weg zum Synchronisieren des Zählens durch den mo
dulo-2-Datenbildzähler 23 und den Datenzeilenzähler 24 mit
den Bildern des analogen, zusammengesetzten Videosignals
wird nun betrachtet. In einem digitalen Signalempfänger für
ein in dieser Beschreibung beschriebenes System ist es vor
zuziehen, den Zähler, der den DATENBILDZÄHLWERT erzeugt, mit
dem Beginn der Zeile 9 jedes Bildes des analogen, zusammen
gesetzten Videosignals genau nach der abfallenden Flanke des
vertikalen Sync-Impulses in dem Anfangsfeld eines solchen
Bildes zu synchronisieren. In einem solchen Fall wird der
Zähler, der den DATENZEILENZÄHLWERT in dem digitalen Signal
empfänger erzeugt, am Beginn der Zeile 9 jedes Bildes des
analogen, zusammengesetzten Videosignals auf einen vorgege
benen Zählwert zurückgesetzt. Das Synchronisieren und Zählen
durch den modulo-2-Datenbildzähler 23 und den Datenzeilen
zähler 24 in dem in Fig. 16 gezeigten Bereich des Senders 1
entspricht der wünschenswerten Empfängerpraxis.
Das Ausgangssignal des 255-Zähldekoders 33 wird als er
stes Eingangssignal an ein UND-Gatter 36 mit zwei Eingängen
angelegt. Der Stations-Sync-Generator 9 legt vertikale Im
pulse V an einen Abfallflankendetektor 36 an, der Impulse am
Ende der Zeilen 9 des zusammengesetzten Videosignals und an
den Mittelpunkten 271 des zusammengesetzten Videosignal-Aus
gangssignals als zweites Eingangssignal an das UND-Gatter 35
anlegt. Der Response des UND-Gatters 35 besteht aus DATEN
BILDEND-Impulsen an den Enden der Zeilen 9 des zusammenge
setzten Videosignals. Jeder dieser DATENBILDEND-Impulse wird
als Auslöseimpuls an den modulo-2-Datenbildzähler 23 ange
legt, um somit das DATENBILDZÄHL-Signal zu erhöhen, und wird
an den Datenzeilenzähler 24 angelegt, um dessen DATENZEILEN
ZÄHLWERT auf einen vorgegebenen Anfangswert zurückzusetzen.
In der Praxis kann man auf den 255-Zähldekoder 33 verzich
ten, und die Übertragimpulse von der letzten binären Zähl
stufe des Symbolzählers 25 können anstelle des Ausgangssi
gnals des Dekoders 33 an den AFPC-Detektor 34 und an das
UND-Gatter 35 angelegt werden.
Die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 13-16 be
schriebene Sendevorrichtung ist dieselbe wie die in der US-
Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/141 070 beschrie
bene. Die hiernach unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4
beschriebenen digitalen Signalempfänger führen die vorlie
gende Erfindung aus.
Fig. 1 zeigt einen digitalen Signalempfänger 37 zum Emp
fangen eines Fernsehsignals mit einem darin eingebetteten
digitalen Signal durch eine Vorrichtung wie etwa eine An
tenne 42 und zum Extrahieren des eingebetteten digitalen Si
gnals. Ein Tuner 43 wählt den von dem ersten darin vorhan
denen Detektor zu detektierenden Fernsehkanal aus, wobei der
erste Detektor ein einstellbarer Abwärtswandler, herkömmli
cherweise vom Heterodyntyp, zum Umwandeln des ausgewählten
Fernsehsignals in einen Satz von Zwischenfrequenzen und
einen Bildsatz von Frequenzen ist. Ein Video-Zwischenfre
quenz-(IF-)Filter 44 wählt die Videozwischenfrequenzen zur
Verwendung als Eingangssignal an einen Zwischenfrequenz-
(IF-)Verstärker 45 aus, blockt den Bildsatz von Frequenzen
ab. Entsprechend dem üblichen Verfahren kann ein akustisches
Oberflächenfilter (SAW-Filter) als Video-IF-Filter 44 und
zum Herstellen eines Video-IF-Verstärkers 45 innerhalb eines
monolithisch integrierten Schaltkreises (IC) als mehrstufi
ger Verstärker ohne Zwischenstufentuning verwendet werden.
Der Video-IF-Verstärker 45 legt das verstärkte Video-IF-Si
gnal an einen phasengleichen, synchronen Videodetektor 46
und an einem um 90° phasenverschobenen, synchronen Videode
tektor 47 an. Ein Oszillator 48, der mit einer nominalen
Frequenz von 45,75 Hz oszilliert, legt seine Oszillationen
ohne Phasenverschiebung an den phasengleichen, synchronen
Videodetektor 46 und mit einer hinterherhinkenden Phasenver
schiebung von 90°, die durch ein Verschiebungsnetzwerk 49
erzeugt wird, an den um 90° phasenverschobenen, synchronen
Videodetektor 47 an. Der Oszillator 48 besitzt eine automa
tische Frequenz- und Phasensteuerung (AFPC), die auf das
Ausgangssignal des um 90° phasenverschobenen, synchronen Vi
deodetektors 47 reagiert. Die synchronen Videodetektoren 46
und 47 sind üblicherweise zusammen mit dem Video-IF-Verstär
ker 45 und Teilen des Oszillators 48 in einem IC umfaßt. Je
der der Videodetektoren 46 und 47 kann entweder vom überhöh
ten Trägertyp oder vom echten synchronen Typ sein. Von dem
phasengleichen, synchronen Videodetektor 46 erhaltene, pha
sengleiche, modifizierte, zusammengesetzte Videosignale wer
den an einen horizontalen Sync-Separator 50 und an einen
vertikalen Sync-Separator 51 angelegt, die horizontale be
ziehungsweise vertikale Synchronisationsimpulse aus dem pha
sengleichen, modifizierten, zusammengesetzten Videosignal
erhalten.
Die soweit betrachteten Gesichtspunkte des digitalen Si
gnalempfängers 37 sind Fachleuten für die Entwicklung von
Fersehempfängern geläufig, auch wenn das Video-IF-Filter 44
vorzugsweise nur etwa 3,5 MHz breit ist und um 45,25 MHz
herum liegt. Dieses Video-IF-Filter 44 sorgt für eine Chro
minanzabblockung und eine Intra-Kanal-Tonabblockung, ohne
daß eine Chrominanzabblockung und eine Intra-Kanal-Tonab
blockung nach dem um 90° phasenverschobenen Videodetektor 47
notwendig wäre. (Wenn der digitale Signalempfänger 37 zusam
men mit einem Fernsehempfänger aufgebaut ist, kann das Vi
deo-IF-Filter 44 erweitert werden, wobei die Chrominanzab
blockung und Intra-Kanal-Tonabblockung nach dem um 90° pha
senverschobenen Videodetektor 47 stattfindet.) Die Band
breite des um 90° phasenverschobenen Videodetektors 47
sollte etwas größer als die Symbolrate sein, so daß die obe
ren Frequenzen des "Schwanzes" des BPSK-Responses nicht ge
dämpft werden. Der um 90° phasenverschobene Videodetektor 47
detektiert das Umtastsignal, das nur von den Teilen des zu
sammengesetzten NTSC-Videosignals mit Frequenzen über 750
kHz begleitet wird.
In der Praxis wird der digitale Empfänger 37 üblicher
weise einen Störbild-Unterdrückungsschaltkreis umfassen, der
in Fig. 1 nicht getrennt und explizit gezeigt ist, aber von
dem in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/108
311, eingereicht am 20. August 1993, beschriebenen Typ sein
kann. Jeder der phasengleichen und um 90° phasenverschobenen
Videodetektoren 46 und 47 umfaßt nach seinem eigentlichen
Synchrondetektor entsprechende Störbildlösch- und aus
gleichsfilter ähnlich denen, die nach dem eigentlichen Syn
chrondetektor in anderen Videodetektoren verwendet werden.
Die einstellbaren Parameter der beiden Störbildlöschfilter
werden parallel in Abhängigkeit von in einem Computer durch
geführten Rechnungen eingestellt, und die einstellbaren Pa
rameter der beiden Ausgleichsfilter werden ebenfalls paral
lel in Abhängigkeit von weiteren Berechnungen in dem Compu
ter eingestellt. Störbildlösch-Referenz-(GCR-)Signale, die
sich beim Senden in der Frequenz bis 4,1 MHz erstrecken,
aber in einem digitalen Empfänger wegen seiner eingeschränk
ten IF-Bandbreite nur bis etwa 2,5 MHz erstrecken, werden
von den ausgewählten vertikalen Austastintervall-(VBI-)Ab
tastzeilen des Videosignals, die von dem phasengleichen,
synchronen Videodetektor 46 detektiert werden, extrahiert.
Die GCR-Signale werden digitalisiert und als Eingangssignale
an den Computer zum Berechnen der einstellbaren Parameter
für die Störbildlösch- und ausgleichsfilter eingegeben. Al
ternativ oder zusätzlich können Gleichstrom- oder niederfre
quente Komponenten in dem Response des um 90° phasenverscho
benen Videodetektors 47 festgestellt und als Basis zur Be
rechnung der einstellbaren Parameter der Störbildlöschfilter
verwendet werden.
In dem digitalen Signalempfänger 37 der Fig. 1 wird ein
von einem Abtast/Symbol-Zähler 103, der von einem Nulldurch
gangsdetektor 104 in Abhängigkeit von von einem spannungsge
steuerten Oszillator 105 erhaltenen, sinusförmigen Oszilla
tionen erzeugte Impulse zählt, ein ABTAST/SYMBOL-ZÄHL-Signal
erzeugt. Ein SYMBOLZÄHL-Signal wird von einem Symbolzähler
52 erzeugt, der den Überlauf des Abtast/Symbol-Zählers 103
zählt. Ein Dekoder 55 dekodiert das Erreichen von 255 des
SYMBOLZÄHL-Signals, um einen Impuls zu erzeugen, der die
Zähler 103 und 52 beim nächsten, an den Zähler angelegten
Impuls des Nulldurchgangsdetektors 104 zurücksetzt, wodurch
sowohl der ABTAST/SYMBOL-ZÄHLWERT als auch der SYMBOLZÄHL
WERT auf eine arithmetische Null gesetzt werden. Die von dem
Dekoder 55 erzeugten Impulse werden an einen AFPC-Detektor
56 angelegt, um mit den horizontalen Sync-Impulsen H vergli
chen zu werden, die von dem horizontalen Sync-Separator 50
getrennt werden und durch eine gesteuerte Verzögerungslei
tung 57 einstellbar um Bruchteile eines Symbolintervalls
verzögert werden. Die Ergebnisse des Vergleichs werden in
dem AFPC-Detektor 56 durch einen Tiefpaß gefiltert, um ein
automatisches Frequenz- und Phasensteuerungs-(AFPC-)Span
nungssignal zum Anlegen an den VCO 105 zu erzeugen. Diese
Anordnungen steuern die Frequenz der von dem zeilenverrie
gelten VCO 105 erzeugten Oszillationen auf 16 × 256 = 4096
mal die horizontale Zeilenabtastfrequenz fH, oder auf 64447
545 Hz. Der Ausdruck "zeilenverriegelt", der in Bezug auf
einen gesteuerten Oszillator verwendet wird, bedeutet, daß
die Frequenz seiner Oszillationen in einem konstanten Ver
hältnis zur Zeilenabtastfrequenz von 15 734 264 gehalten
wird, was üblicherweise von dem AFPC-Schaltkreis durch Ver
gleich seiner Oszillationen nach Teilung durch einen ge
eigneten Faktor mit den horizontalen Synchronisationsimpul
sen durchgeführt wird.
Das Umtastsignal und begleitende Bereiches des zusammen
gesetzten NTSC-Videosignals mit Frequenzen über 750 kHz, die
von dem um 90° phasenverschobenen Videodetektor 47 detek
tiert werden, werden an ein Anpassungsfilter 58 angelegt,
das auf das Umtastsignal aber nur auf ausgewählte Bereiche
der begleitenden, über 750 kHz liegenden Frequenzkomponenten
des zusammengesetzten Videosignals reagiert. Das Anpassungs
filter 58 erzeugt einen Spitzenresponse, der an die Dämpfung
des Übergangs-Formbereichs des Filters 18 in dem Sender an
gepaßt ist, um die PSK-Bandbreite in ausreichender Weise zu
erweitern, um die Inter-Symbol-Interferenz zu reduzieren.
Das Anpassungsfilter 58 kann auch einen weiteren Spitzenre
sponse erzeugen, um die Dämpfung der Detektionseffizienz des
um 90° phasenverschobenen Videodetektors 47 auszugleichen,
die der Tatsache zuzuschreiben ist, daß das VSB-BPSK-Signal
über den Frequenzbereich, der sich zwischen 0,75 und 1,25
MHz erstreckt, zunehmend einseitenbandig wird und über den
Frequenzbereich von 1,25 MHz an aufwärts im wesentlichen
einseitenbandig ist. Da jedoch die Restseitenbandfilter von
verschiedenen Fernsehsendern untereinander Schwankungen auf
weisen, wird der Spitzenresponse zur Kompensation der Dämp
fung der Detektionseffizienz des um 90° phasenverschobenen
Videodetektors 47 wahrscheinlich besser in jedem Fernsehsen
der 1 durch Modifikation des Übergangsformfilters 18 zum Er
zeugen des geeigneten Spitzenresponses zusätzlich zu den
Formübergängen durchgeführt. Dieses zusätzliche Spitzwert
bildung oder Voranhebung des binären Umtastsignals, das in
dem BPSK-Signal über 0,75 MHz enthalten ist, wird zusammen
mit dem Luminanzsignal übertragen.
Der Response des Anpassungsfilters 58 wird als Eingangs
signal an einen Analog/Digitalwandler (ADC) 106 angelegt.
Der um 90° phasenverschobene Videodetektor 47 stellt im we
sentlichen keine zusammengesetzten Videosignalfrequenzen un
ter 750 kHz wieder her, und die BPSK-Kodierung ist solcher
art, daß sie keinen Null-Frequenz-Inhalt umfaßt. Während der
Übertragung von Fernsehbildern ohne viel Energie in den Fre
quenzen über 750 kHz, wird der BPSK-Anteil des um 90° pha
senverschobenen, synchronen Videodetektor-Responses von ei
ner Polarität zur anderen wechseln. Somit ist der ADC 106
von einem Typ, der in der Lage ist, analoge Signale sowohl
von positiver als auch von negativer Polarität zu digitali
sieren; und folglich ist der ADC 106 entsprechend der vor
liegenden Erfindung ein Sigma-Delta-Wandler.
Insbesondere ist der ADC 106 vorzugsweise ein Mehr-Bit-
Sigma-Delta-Wandler mit einer Ein-Bit-Rückkopplung, wie er
von T. C. Leslie und B. Singh in ihrem Artikel "An Improved
Sigma-Delta Modular Achitecture", 1990 IEEE SYMPOSIUM ON
CIRCUITS & SYSTEMS, 90 CH 2868-8900000-0372, Seiten 372-375,
beschrieben wird. Ein Flashwandler mit einer 8-Bit-Auflösung
(der preisgünstig ist) tastet das Fehlersignal in einer
Sigma-Delta-Rückkopplungsschleife zweiter Ordnung ab, und
die Ein-Bit-Rückkopplung wird verwendet, um die Digi
tal/Analog-Umwandlungsfehler zu minimieren. Die Sigma-Delta-
Rückkopplungsschleife zweiter Ordnung ist unbedingt stabil.
Das Fehlersignal wird für ein Überabtastungsverhältnis von
16 : 1 mit dem Sechszehnfachen der Symbolrate von 256 mal der
horizontalen Zeilenabtastrate fH abgetastet, wobei bei jeder
Abtastung ein Impuls über eine Leitung 107 von dem Null
durchgangsdetektor 104 erhalten wird, der auf das Detektie
ren von Durchgängen der Oszillationen des Oszillators 105 in
einer vorgegebenen Richtung durch die Nullachse reagiert.
Die digitale Ausgabe des Flashwandlers wird an ein FIR-Tief
paßfilter innerhalb des Wandlers 106 angelegt, und der digi
tale Response dieses Filters wird von einem Sub-Abtaster,
der jedes Mal abtastet, wenn ein Impuls über eine Leitung
108 von dem Überlauf des Abtast/Symbol-Zählers 103 erhalten
wird, in einem Verhältnis von 16 : 1 sub-abgetastet. Diese De
zimierung reduziert die Menge von Speicher, die in den Ver
zögerungsabschnitten des folgenden digitalen Kammfilters
benötigt wird. Sub-abtasten mit der Symbolrate mit optimaler
Phasenlage ist ein Form von synchroner Symboldetektion, die
den Response auf solche Komponenten des zusammengesetzten
Videosignals unterdrückt, die Änderungen mit der Symbolrate
aufweisen aber mit der Abtastung mit der Symbolrate um 90°
phasenverschoben sind.
Ein Ein-Bit-ADC 109, der mit dem Sechszehnfachen der
Symbolrate von 256 mal der horizontalen Zeilenabtastrate fH
abtastet und auf Impulse reagiert, die von dem Nulldurch
gangsdetektor 104 an die Leitung 108 angelegt werden, rea
giert auf den Anpassungsfilterresponse, um ein Vorzeichen
bit, das die Polarität des Anpassungsfilterresponses be
schreibt, zu erzeugen. Dieses Vorzeichenbit und das in einem
Bitlatchschaltkreis 110 um eine Abtastung verzögerte Vorzei
chenbit werden jeweils als Eingänge an ein exklusives ODER-
Gatter 111 angelegt. Das XOR-Gatter 111 detektiert den An
passungsfilterresponse und legt dieses Detektionsergebnis an
einen Impulsphasendiskriminator 67 an. Der Impulsphasendis
kriminator 67 stellt selektiv Abweichungen der Nulldurch
gänge im Anpassungsfilterresponse, wie sie von dem XOR-Gat
ter 111 detektiert werden, von der richtigen Phasenlage hin
sichtlich der Nulldurchgänge der Oszillationen des gesteuer
ten Oszillators 105, wie sie von dem Nulldurchgangsdetektor
104 festgestellt werden, fest. Der Impulsphasendiskriminator
67 führt eine Tiefpaßfilterung dieser selektiv detektierten
Abweichungen, so wie sie abgetastet und festgehalten werden,
durch, um dadurch ein Steuerungssignal zum Einstellen der
Verzögerung, die die gesteuerte Verzögerungsleitung 57 den
horizontalen Sync-Impulsen H, die an den AFPC-Detektor 56 an
gelegt werden, zur Verfügung stellt, zu erzeugen. Diese se
lektive Detektion durch den Impulsphasendiskriminator 67
kann während solchen Abschnitten des vertikalen Austastungs
intervalls durchgeführt werden, wenn erwartet wird, daß der
Response des um 90° phasenverschobenen Videodetektors 47 auf
die zusammengesetzten Videosignale Null ist. Die Phasenlage
der Überabtastung durch den Flashwandler in dem ADC 106 wäh
rend seiner Digitalisierung des Sigma-Delta-Fehlersignals
zweiter Ordnung wird folglich auf eine minimale Intersymbol-
Interferenz eingestellt.
Die Anordnungen zum Einstellen der Phasenlage des zei
lenverriegelten Oszillators sind von dem Typ, wie er von
Jung-Wan Ko, einem Mitarbeiter der Erfinder, entwickelt
wurde. Die AFPC-Schleife, die die Frequenz und die Phase der
Oszillationen des gesteuerten Oszillators 105 hinsichtlich
der einstellbar verzögerten horizontalen Sync-Impulse H, die
von der gesteuerten Verzögerungsleitung 57 zur Verfügung ge
stellt werden, steuert, stellt eine Filterfunktion zur Ver
fügung, die vermeidet, daß die Taktung des ADC 106 einen
"Glitch" oder eine ausgeprägte Verkürzung der Periodizität
während der Phaseneinstellung aufweist. Solche "Glitches"
treten zu Zeitpunkten auf, wenn eine Feinphasenabstimmung in
der Taktung des ADC 106 versucht wird.
Der vertikale Sync-Separator 51 legt den mit Verlust be
hafteten, integrierten Response auf getrennte vertikale
Sync-Impulse V an einen Schwellwertdetektor 68 an, dessen
Schwellspannung derart ausgewählt ist, daß sie nur dann
überschritten wird, wenn die vertikalen Sync-Impulse über
mehr als fünf und eine halbe Abtastzeilen und weniger als
sechs und eine halbe Abtastzeilen integriert werden. Das
Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 68, das nur dann
EINS ist, wenn sein Eingangssignal seine Schwellspannung
übersteigt, und sonst NULL ist, wird als ein erstes Ein
gangssignal an ein UND-Gatter 69 mit zwei Eingängen ange
legt. Der Dekodierer 55, der eine EINS für den Endwert des
SYMBOLZÄHLWERTS in jeder Datenzeile (an den Enden der hori
zontalen Abtastzeilen) und sonst eine NULL erzeugt, legt
sein Ausgangssignal als zweites Eingangssignal an das UND-
Gatter 69 an. Das UND-Gatter 69 reagiert auf die abfallenden
Flanken der vertikalen Impulse, die zum Beginn der Anfangs
felder von zusammengesetzten Videosignalbildern auftreten,
um einen entsprechenden DATENBILDEND-Impuls in Antwort auf
jede dieser Flanken zu erzeugen, reagiert aber nicht auf die
abfallenden Flanken der vertikalen Impulse, die zwischen den
jeweiligen Anfangs- und Endfeldern der Bilder auftreten.
Die DATENBILDEND-Impulse in der UND-Gatter-Antwort wer
den an einen Modulo-2-Datenbildzähler 70 als Zähleingabe-
(CI-)Signal angelegt, um somit ein regeneriertes DATENBILD
ZÄHL-Signal zu erhöhen, das um eine Abtastzeile bezüglich
dem DATENBILDZÄHL-Signal im Sender verschoben ist. Wie in
der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/108 311 fest
gestellt, ist die beste Art zum Durchführen der Synchronisa
tion der DATENBILDZÄHLUNG in dem Fernsehsender 1 und in dem
digitalen Datenempfänger 37 die Bezugnahme auf die Störbild
lösch-Referenz-(GCR-)Signale, die in vorgegebenen Permuta
tionen von Synchronisationsphasen und Bessel-"Zwitscher"-
Phasen in den 19. Abtastzeilen eines Vierbildzyklus auftre
ten. Der binäre Einstufenzähler 70, der den Modulo-2-DATEN
BILDZÄHLWERT erzeugt, wird oft eine Stufe in einem binären
Mehrstufenzähler sein, der einen Modulo-2N-DATENBILDZÄHLWERT
erzeugt, wobei N eine positive, ganze Zahl wenigsten gleich
Zwei ist, wobei der binäre Mehrstufenzähler zum Takten der
Akkumulation der Störbildlösch-Referenz-(GCR-)Signale ver
wendet wird.
Die DATENBILDEND-Impulse in dem UND-Gatter-Response wer
den auch als Rücksetz-(R-)Signal an einen Datenzeilenzäh
ler 71 angelegt, um den DATENZEILENZÄHLWERT, der als dessen
Ausgangssignal, das dann 524 betragen sollte, regeneriert
wird, auf eine arithmetische Null zurückzusetzen. Der Daten
zeilenzähler 71 ist zum Zählen der horizontalen Sync-Impulse
H, die von dem horizontalen Sync-Separator 50 erzeugt wer
den, angeschlossen. Der DATENZEILENZÄHLWERT wird zum Steuern
der Auswahl der VBI-Abtastzeilen, die GCR-Signale in dem
Schaltkreis enthalten (in Fig. 1 nicht explizit gezeigt) zum
Aufnahme von Daten für den Computer (ebenfalls nicht expli
zit in Fig. 1 gezeigt), der die einstellbaren Filterparame
ter für die Ausgleichs- und Störbildlöschfilter in den Vi
deodetektoren 46 und 47 berechnet, verwendet.
Ein Hochpaß-Bildkammfilter 72 erhält den digitalen Re
sponse des ADC 106 als Eingangssignal. Das Hochpaß-Bildkamm
filter 72 umfaßt einen digitalen Subtrahierer 73 und einen
digitalen Bildspeicher 74, der auf Signalwerte reagiert, die
an seinen Eingangsanschluß angelegt werden, um diese Signal
werte während der Dauer einer Bildabtastung zu einem späte
ren Zeitpunkt an seinem Ausgangsanschluß zur Verfügung zu
stellen. Der digitale Bildspeicher 74 ist üblicherweise als
ein RAM aufgebaut, das in einem Lese-dann-Überschreibe-Modus
betrieben wird. Dieses RAM erhält den DATENZEILENZÄHLWERT
von dem Zähler 71 als Zeilenadressierung (LAD) und den SYM
BOLZÄHLWERT von dem Zähler 52 als Symboladressierung (SAD).
Der Subtrahierer 73 erhält als Minuenden-Eingangssignal von
dem ADC 106 Werte des digitalisierten Umtastsignals für das
augenblickliche Bild und erhält als Subtrahenden-Eingangssi
gnal die entsprechenden Werte des digitalisierten Umtastsi
gnals für das vorhergehende Bild von dem Bildspeicher 74.
Das Differenzsignal von dem Subtrahierer 73 ist der Response
des Hochpaß-Bildkammfilters 72, aus dem verbleibende Lumi
nanzkomponenten, die eine Bild-zu-Bild-Korrelation aufwei
sen, entfernt werden.
Ein Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 erhält diesen Response
als Eingangssignal. Das Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 ist ein
Anpassungsfilter für das partielles Responsefilter 160 der
Fig. 14, das als partielles Responsefilter 16 für den Sender
1 der Fig. 13 verwendet wird. Das Hochpaß-Zeilenkammfilter
120 unterdrückt die Komponenten des zusammengesetzten Video
signals, die das detektierte Umtastsignal begleiten, aber
keine Zeilen-zu-Zeilen-Änderung aufweisen. Der spezielle
Aufbau des Filters 120 wird später in dieser Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben.
Das Analogsignal, das als Eingangssignal an den ADC 106
angelegt wird, gibt teilweise eine Beschreibung der binären
Kodierung des Umtastsignals wieder; daher tut dies auch das
als Eingangssignal an das Hochpaß-Bildkammfilter 72 ange
legte, digitale Signal. Der an das Hochpaß-Zeilenkammfilter
120 angelegte, digitale Response des Hochpaß-Bildkammfilters
72 beschreibt immer noch die binäre Kodierung des Umtastsi
gnals in alternierenden Datenbildern, die gültige Datenbil
der sind, wobei der Subtrahierer 73 von diesen Datenbildern
zwei Datenbilder, in denen entsprechende digitale Datenwerte
von ähnlicher Amplitude und umgekehrter Polarität sind, zur
Differenzbildung verbindet. In den dazwischenliegenden, al
ternierenden Datenbildern, die ungültige Datenbilder sind,
ist der digitale Response von dem Hochpaß-Bildkammfilter 72,
der als Eingangssignal an das Hochpaß-Zeilenkammfilter 120
angelegt wird, ternär, da von diesen Datenbildern der Sub
trahierer 73 zwei Datenbilder zur Differenzbildung verbin
det, in denen die entsprechenden digitalen Werte einmal von
ähnlicher Amplitude und umgekehrter Polarität aber ein an
deres Mal von ähnlicher Amplitude und gleicher Polarität
sind, wobei diese gleiche Polarität entweder positiv oder
negativ sein kann. Während dieser ungültigen, alternierenden
Datenbilder ist der digitale Response von dem Hochpaß-Zei
lenkammfilter 120 5-fach, aber Symbolentscheidungen, die auf
diesen nicht gültigen Datenbildern basieren, sind ohne Be
lang. Während der alternierenden, gültigen Datenbilder be
schreibt das digitalisierte Signal, das als Eingangssignal
an das Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 angelegt wird, einen
Binärcode des Umtastsignals, und folglich beschreibt der di
gitale Response von dem Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 eine
ternäre Kodierung des Umtastsignals.
Ein Symbolentscheidungsschaltkreis, der den digitalen
Response des Hochpaß-Zeilenkammfilters 120 als Eingangssi
gnal erhält, besitzt dementsprechend drei Komparatorberei
che, die jeweils um -1, 0 und +1 zentriert sind. Der Symbo
lentscheidungsschaltkreis 75 umfaßt einen Absolutwertschalt
kreis 751, der einen gleichgerichteten, digitalen Response
auf das Ausgangssignal von dem Hochpaß-Zeilenkammfilter 120
erzeugt. Der gleichgerichtete, digitale Response des Abso
lutwertschaltkreises 751 beschreibt die binäre Kodierung des
Umtastsignals und wird an einen Schwellwertdetektor 752 an
gelegt.
Der Schwellwertdetektor 752 ist eine Art von Symbolent
scheidungsschaltkreis, wie er im Gebiet der digitalen Kommu
nikation zur Durchführen von Symbolentscheidungen im Hin
blick auf die binäre Kodierung von Umtastsignalen wohlbe
kannt ist. Der Schwellwertdetektor 752 erhält den Symbol
strom von dem Absolutwertschaltkreis 751 und führt dahinge
hend eine Entscheidung durch, ob das Symbol am wahrschein
lichsten eine NULL oder am wahrscheinlichsten eine EINS ist.
Der Schwellwertdetektor 752 umfaßt typischerweise einen di
gitalen Komparator, der so angeordnet ist, daß er als
Schwellwertdetektor arbeitet, wobei die Schwellwertdetekti
ons-Ergebnisse dazu verwendet werden, die Entscheidung, ob
das Symbol am wahrscheinlichsten eine EINS oder am wahr
scheinlichsten eine NULL ist, in Abhängigkeit davon, ob ein
digitaler Schwellwert überschritten wird oder nicht, zu
steuern. Der Schwellwertdetektor 752 ist vorzugsweise von
einem Typ, bei dem der digitale Schwellwert für die Schwell
wertdetektion automatisch in Abhängigkeit von der Symbol
stärke eingestellt wird. In einem solchen Fall ist mit dem
Schwellwertdetektor 752 ein Schaltkreis zum Detektieren des
mittleren Spitzenwertes des Symbolstroms, der von dem Abso
lutwertschaltkreis 751 angelegt wird, oder seines Mittelwer
tes oder von beidem verbunden. Es gibt außerdem einen
Schaltkreis zum Berechnen des an den Komparator angelegten,
digitalen Werts aus jedem festgestellten Wert, um einen
Schwellwert für die Schwellwertdetektion zu bestimmen. Die
Detektionsprozeduren zum Feststellen der Symbolentschei
dungsschwellwerte werden vorzugsweise selektiv während des
vertikalen Austastintervalls durchgeführt, wenn das zusam
mengesetzte Videosignal fast keine Energie zum von dem um
90° phasenverschobenen Videodetektor 47 detektierten Signal
beisteuert.
Der Symbolstrom von dem Symbolentscheidungsschaltkreis
75 wird als Eingangssignal an einen Ratenpuffer 77 angelegt,
der von dem DATENBILDZÄHLWERT so eingestellt wird, daß er
Eingangswerte nur von denjenigen alternierenden Bildern an
nimmt, in denen das Umtastsignal nicht gelöscht ist, aber in
denen Luminanzsignalkomponenten, die keine Bild-zu-Bild-Än
derung zeigen, gelöscht sind. Digitale Werte werden mit der
Symbolrate an den Ratenpuffer 77 angelegt und werden von dem
Ratenpuffer 77 mit der Hälfte der Symbolrate zum Anlegen an
einen Fehlerkorrekturdekoder 78 erzeugt. Der Dekoder 78 er
hält die Ergebnisse der Entscheidungen von dem Symbolent
scheidungsschaltkreis 75 als digitale, serielle Bit-Ein
gangsdaten, die die Ausgangsdaten des digitalen Signalemp
fängers 37 sind und den digitalen, seriellen Bitdaten ent
sprechen sollten, die, wie Fig. 13 zeigt, die Quelle 13 an
den Fernsehsender 1 anlegt.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen des digitalen Si
gnalempfängers 37, die ausgeführt sind, um mit einem Sender
1 verwendet zu werden, der modifizierte Reed-Solomon-Codes
verwendet, die auf Spalten von Daten quer zu horizontalen
Abtastzeilen statt auf Zeilen von Daten entlang horizontaler
Abtastzeilen arbeiten, wird der Ratenpuffer 77 als Ent
schachteler für den Fehlerkorrekturdekoder 78 verwendet. Der
Schreibadreßgenerator für den Ratenpuffer 77 ist in Fig. 2
nicht gezeigt. Der Leseadreßgenerator umfaßt den Datenzei
lenzähler 71, der den DATENZEILENZÄHLWERT, und den Symbol
zähler 52, der den SYMBOLZÄHLWERT jeweils als Zeilen- bezie
hungsweise als Spaltenadresse für den (die) RAM(s) in dem
Ratenpuffer 77 erzeugt.
Fig. 2 zeigt einen digitalen Signalempfänger 38, der
eine Modifikation des digitalen Signalempfängers 37 der Fig.
1 ist, und auch zur Verwendung mit einem Sender 1 entworfen
ist, der das in Fig. 14 gezeigte, partielle Responsefilter
160 verwendet. Im Unterschied zum digitalen Signalempfänger
37 gibt es eine Umkehrung in der Reihenfolge des Hochpaß-
Bildkammfilters 72 und des Hochpaß-Zeilenkammfilters 120 in
ihrer Anordnung in dem digitalen Signalempfänger.
Fig. 3 zeigt einen digitalen Signalempfänger 39, der
eine Modifikation des digitalen Signalempfängers 37 der Fig.
1 ist, und auch zur Verwendung mit einem Sender 1 entworfen
ist, der das in Fig. 15 gezeigte, partielle Responsefilter
166 verwendet. In diesem digitalen Signalempfänger 39 wird
das Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 von einem weiteren Hochpaß-
Zeilenkammfilter 130 gefolgt. Diese Kaskadenverbindung von
Hochpaß-Zeilenkammfilters 120 und 130 ist äquivalent der
Verwendung einer bei Null, 1-H- und 2-H-Verzögerungsinter
vallen abgegriffenen, digitalen Verzögerungsleitung, um Ein
gangssignale an ein gewichtetes Additionsnetzwerk anzulegen,
worin sie in einem Verhältnis von (-0,25) : 0,5 : (-0,25)
gewichtet werden, um einen Filterresponse zu erzeugen.
Wenn das partielle Responsefilter in dem Sender von der
bei 165 in Fig. 15 gezeigten oder einer äquivalenten Art ist
und wenn der digitale Signalempfänger ein Drei-Abtastzeilen-
Hochpaß-Zeilenkammfilter der in Fig. 3 gezeigten oder einer
äquivalenten Art umfaßt, ist der digitale Response des Hoch
paß-Bildkammfilters 72 während gültiger Datenbilder im we
sentlichen fünfwertig statt dreiwertig im Hinblick auf eine
Beschreibung des PSK-Signals. Folglich wird in Fig. 3 der
Symbolentscheidungsschaltkreis 75 der Fig. 1 oder 2, der
drei Komparatorbereiche besitzt, die um -1, 0 beziehungs
weise +1 zentriert sind, durch einen Symbolentscheidungs
schaltkreis 76 ersetzt, der fünf Komparatorbereiche umfaßt,
die um -2, -1, 0, +1 und +2 zentriert sind. Der Symbolent
scheidungsschaltkreis 76 umfaßt einen Absolutwertschaltkreis
761, der einen gleichgerichteten, digitalen Response auf das
Ausgangssignal von dem Hochpaß-Bildkammfilter 72 erzeugt.
Der gleichgerichtete, digitale Response des Absolutwert
schaltkreises 761 beschreibt die ternäre Kodierung des einem
Gleichspannungssockel überlagerten Umtastsignals statt einer
binären Kodierung des Umtastsignals, so daß dieser gleichge
richtete, digitale Response an einen doppelten Schwellwert
detektor 762 angelegt wird. Der doppelte Schwellwertdetektor
762 erhält den Symbolstrom von dem Absolutwertschaltkreis
761 und führt eine Entscheidung darüber durch, ob ein Symbol
am wahrscheinlichsten eine NULL, am wahrscheinlichsten eine
EINS oder am wahrscheinlichsten eine ZWEI ist, wobei die
ZWEIEN den NULLEN gleichgesetzt werden. Der doppelte
Schwellwertdetektor 762 umfaßt typischerweise zwei digitale
Komparatoren, die jeweils so angeordnet sind, daß sie als
einfache Schwellwertdetektoren arbeiten, wobei einer einen
digitalen Schwellwert besitzt, der doppelt so hoch wie der
des anderen ist, und einfache Schaltkreise zum Feststellen
der Identität des Symbols in Abhängigkeit von den Schwell
wertdetektionsergebnissen. Wenn keiner der digitalen
Schwellwerte überschritten wird, zeigen die logischen
Schaltkreise an, daß das Symbol am wahrscheinlichsten eine
NULL ist. Wenn nur der untere digitale Schwellwert über
schritten wird, zeigen die logischen Schaltkreise an, daß
das Symbol am wahrscheinlichsten eine EINS ist. Wenn sowohl
der untere als auch der obere digitale Schwellwert über
schritten wird, zeigen die logischen Schaltkreise an, daß
das Symbol am wahrscheinlichsten eine ZWEI ist, und es wird
dann gleich NULL gesetzt. Der doppelte Schwellwertdetektor
762 ist vorzugsweise von einem Typ, bei dem die digitalen
Schwellwerte für die Schwellwertdetektion automatisch in Ab
hängigkeit von der Symbolstärke eingestellt werden. In einem
solchen Fall ist mit dem Schwellwertdetektor 762 ein Schalt
kreis zum Detektieren des mittleren Spitzenwertes des Sym
bolstroms, der von dem Absolutwertschaltkreis 761 angelegt
wird, oder seines Mittelwertes oder von beidem verbunden. Es
gibt außerdem einen Schaltkreis zum Berechnen der an die
Komparatoren angelegten, digitalen Werte aus jedem festge
stellten Wert, um ihre jeweiligen Schwellwerte für die
Schwellwertdetektion zu bestimmen. Die Detektionsprozeduren
zum Feststellen der Symbolentscheidungsschwellwerte werden
vorzugsweise selektiv während des vertikalen Austastinter
valls durchgeführt, wenn das zusammengesetzte Videosignal
fast keine Energie zum von dem um 90° phasenverschobenen Vi
deodetektor 47 detektierten Signal beisteuert.
Fig. 4 zeigt einen digitalen Signalempfänger 40, der
eine Modifikation des digitalen Signalempfängers 39 der Fig.
3 ist, und auch zur Verwendung mit einem Sender 1 entworfen
ist, der das in Fig. 15 gezeigte, partielle Responsefilter
166 verwendet. Im digitalen Signalempfänger 40 ist das Hoch
paß-Bildkammfilter 72 nach der Kaskadenanordnung der Hoch
paß-Zeilenkammfilter 120 und 130 angeordnet statt vor dieser
wie in dem digitalen Signalempfänger 39. Eine Anordnung, in
der das Hochpaß-Bildkammfilter 72 dem Hochpaß-Zeilenkammfil
ter 120 folgt aber dem Hochpaß-Zeilenkammfilter 130 voran
geht ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Der Symbolentscheidungsschaltkreis 75 in den digitalen
Signalempfängern 37 und 38 der Fig. 1 und 2 und der Sym
bolentscheidungsschaltkreis 76 in den digitalen Signalemp
fängern 39 und 40 der Fig. 3 und 4 führen jeweils "harte"
Entscheidungen durch, um dem Dekoder 78 ein binäres Ein
gangssignal zur Verfügung zu stellen, um eine hardwaremäßig
festgelegte Vorwärtsfehlerkorrektur durchzuführen, wie sie
Datenkommunikationsingenieure nennen. Die Symbolentschei
dungsschaltkreise 75 und 76 können durch Schaltkreise er
setzt werden, die Eingangssignale mit mehrfachen Pegel an
einen geeigneten Dekoder anlegen, um eine softwaremäßig
festgelegte Vorwärtsfehlerkorrektur durchzuführen, wie sie
Datenkommunikationsingenieure nennen.
Fig. 5 zeigt im Detail eine Form 121, die das Hochpaß-
Zeilenkammfilter 120 annehmen kann. Ein Eingangsanschluß 122
für das Filter 121 ist mit dem nicht invertierenden Ein
gangsanschluß eines Differenzverstärkers 123 verbunden, des
sen Ausgangsanschluß mit einem Ausgangsanschluß 124 des Fil
ters 121 verbunden ist. Der invertierende Eingangsanschluß
des Differenzverstärkers 123 erhält von dem Ausgangsanschluß
einer analogen Verzögerungsleitung 125 einen verzögerten Re
sponse von einem Multiplexer 126, wobei das Ausgangssignal
des Multiplexers 126 an den Eingangsanschluß der Verzöge
rungsleitung angelegt wird. Die analoge Verzögerungsleitung
erzeugt eine Verzögerung gleich der Dauer einer horizontalen
Abtastzeile. Eine solche "1-H-" Verzögerungsleitung wird üb
licherweise als ein ladungsgekoppeltes (CCD) Schieberegister
ausgeführt, wenn sie analog sein soll, und der Differenzver
stärker 123 ist üblicherweise in der Ladungsmeß-Ausgangs
stufe des CCD-Schieberegisters umfaßt und zusammen mit dem
CCD-Schieberegister und seinem Ladungsinjektionsschaltkreis
in einem monolithischen integrierten Schaltkreis (IC) aufge
baut. Der Multiplexer 126 ist üblicherweise auf demselben IC
unter Verwendung von Feldeffekttransistoren, die als Trans
missionsgates arbeiten, aufgebaut.
Der Multiplexer 126 erhält ein Steuerungssignal von ei
nem Dekoder 61, der auf eine EINS von dem DATENZEILENZÄHL
WERT von dem Datenzeilenzähler 71 reagiert, der den mit der
letzten Datenzeile in einem Datenbild verbunden Wert er
reicht, und mit einer NULL auf alle anderen Werte des DATEN
ZEILENZÄHLWERTS reagiert. Wenn der Ausgang des Dekoders 61
eine EINS ist, wählt der Multiplexer 126 eine analoge Null
für seinen Ausgangsresponse aus. Wenn das Ausgangssignal des
Dekoders 61 eine NULL ist, wählt der Multiplexer 126 das de
tektierte BPSK-Signal, das zum Anlegen an den Eingangsan
schluß der 1-H-Verzögerungsleitung 125 an dem Eingangsan
schluß 122 anliegt, aus.
Fig. 6 zeigt im Detail eine weitere Form 127, die das
Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 annehmen kann, die eine Alter
native zu der in Fig. 5 gezeigten Form ist und nicht die
Elemente 125 und 126 umfaßt. Der Ausgangsanschluß eines Mul
tiplexers 128 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß
des Differenzverstärkers 123 in Fig. 6 verbunden. Der Multi
plexer 128 erhält ein Steuerungssignal von einem Dekoder 62,
der mit einer EINS auf die DATENZEILENZÄHLWERTE von dem Da
tenzeilenzähler 71 reagiert, der auf den mit der Anfangsda
tenzeile in einem Datenbild entsprechenden Wert zurückge
setzt ist, und mit einer NULL auf alle anderen Werte des DA
TENZEILENZÄHLWERTS reagiert. Wenn der Ausgang des Dekoders
62 eine EINS ist, wählt der Multiplexer 128 eine analoge
Null für seinen Ausgangsresponse aus. Wenn das Ausgangssi
gnal des Dekoders 62 eine NULL ist, wählt der Multiplexer
128 das Ausgangssignal von einer analogen 1-H-Verzögerungs
leitung 129 zum Anlegen an den nicht invertierenden Ein
gangsanschluß des Differenzverstärkers 123 aus. Das Aus
gangssignal von der analogen 1-H-Verzögerungsleitung 129 ist
ein verzögerter Response auf das an den Eingangsanschluß 122
des Filters 120 angelegte Signal, wobei die Verzögerung
gleich der Dauer einer horizontalen Abtastzeile ist.
Fig. 7 zeigt im Detail eine Form, die die Kaskadenver
bindung der Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 und 130 annehmen
kann. Das Hochpaß-Zeilenkammfilter 121 ist dasselbe wie in
Fig. 5; und ein Hochpaß-Zeilenkammfilter 131 in Fig. 7 um
faßt die Elemente 132-136, die den Elementen 122-126 des
Hochpaß-Zeilenkammfilters 121 entsprechen und auf ähnliche
Weise im Rahmen jedes Filters verbunden sind.
Fig. 8 zeigt im Detail eine Form, die die Kaskadenver
bindung der Hochpaß-Zeilenkammfilter 120 und 130 annehmen
kann. Das Hochpaß-Zeilenkammfilter 127 ist dasselbe wie in
Fig. 6; 22384 00070 552 001000280000000200012000285912227300040 0002019500160 00004 22265 und ein Hochpaß-Zeilenkammfilter 137 in Fig. 8 um
faßt die Elemente 138 und 139, die den Elementen 128 und 129
des Hochpaß-Zeilenkammfilters 127 entsprechen und auf ähnli
che Weise im Rahmen jedes Filters verbunden sind.
Fig. 9 zeigt eine Form, die der in Fig. 13 gezeigte Ra
tenpuffer 20 annehmen kann, wenn er als ein Verschachteler
für die modifizierte Reed-Solomon-Kodierung, die von dem
Fehlerkorrektur-Kodierer 14 erzeugt wird, verwendet wird.
Ein Datenbildpaarzähler 80 erhält als Zähleingangs-(CI-)
Signal ein Ausführ-(CO-)Signal, das von dem Datenbildzäh
ler 23 angelegt wird. Der Datenbildpaarzähler 80 steuert das
alternierende Lesen und Schreiben der beiden Datenbildspei
cher 81 und 82 mit wahlfreiem Zugriff, die als ein Ver
schachteler für die Fehlerkorrektur-Kodierung verwendet wer
den. Die RAMs 81 und 82 werden von dem Fehlerkorrektur-Ko
dierer 14 während alternierender Bildpaarintervalle mit der
halben PSK-Rate beschrieben, wobei die Adreßabtastung spal
tenweise und in den Spalten symbolweise ist. Jedes der RAMs
81 und 82 wird von dem Bildspeicher 21 in jedem Bildpaarin
tervall, das einem Bildpaarintervall folgt, in dem es be
schrieben wird, mit der PSK-Rate ausgelesen, wobei die
Adreßabtastung zeilenweise und in den Zeilen symbolweise
ist. Die "Symbole" pro Zeile, auf die hier Bezug genommen
wird, sind PSK-Symbole oder Bits und nicht die 2N-Bit-Sym
bole mit den modifizierten Reed-Solomon-Codes, die von einem
Kodierstandpunkt aus betrachtet werden.
Ein Adreß-Multiplexer 83 erhält den DATENZEILENZÄHLWERT
von dem Datenzeilenzähler 24 und den SYMBOL/ZEILE-ZÄHLWERT
von dem Symbol-(also dem Symbol-pro-Zeile-)Zähler 25 als
Leseadresse. Der Adreß-Multiplexer 83 erhält den DATENSPAL
TENZÄHLWERT von einem Datenspaltenzähler 84 und den SYM
BOL/SPALTE-ZÄHLWERT von einem Symbol-pro-Spalte-Zähler 85
als Schreibadresse. Der Nulldurchgangsdetektor 32 erzeugt
Auslöseimpulse mit der PSK-Rate für ein getriggertes Flip-
Flop 86, das als ein Frequenzteiler zum Erzeugen von alter
nierenden Übergängen mit der halben PSK-Rate als Ausgangssi
gnal für den Symbol-pro-Spalte-Zähler 85 als Zähleingabe
(CI) dient. Ein Dekoder 87 dekodiert das Erreichen des
vollen Zählwerts (525 unter der Annahme, daß die Symbol-pro-
Spalte-Zählung bei Null beginnt) des SYMBOL/SPALTE-ZÄHL
WERTS, um eine EINS als Zähleingangs-(CI-)Signal für den
Datenspaltenzähler 84 zu liefern. Das Ausgangssignal des De
koders 87 wird als ein erstes Eingangssignal an ein ODER-
Gatter 88 mit zwei Eingängen angelegt, wobei das ODER-Gatter
88 auf eine EINS von dem Dekoder 87 reagiert, um eine EINS
als Rücksetz-(R-)Signal für den Symbol-pro-Spalte-Zähler
85 zum Zurücksetzen des SYMBOL/SPALTE-ZÄHLWERTS auf seinen
Anfangswert zu erzeugen.
Das zweite Eingangssignal für das ODER-Gatter 88 und das
Rücksetz-(R-)Signal für den Datenspaltenzähler 84 wird von
dem Ausgaberesponse von einem UND-Gatter 89 mit drei Eingän
gen erzeugt, wobei dieser Response, wenn er EINS ist, sowohl
den SYMBOL/SPALTE-ZÄHLWERT als auch den DATENSPALTENZÄHLWERT
auf ihre jeweiligen Anfangswerte zurücksetzt. Ein Dekodierer
260 legt eine logische EINS an einen ersten Eingang des UND-
Gatters 89 an, wenn und nur wenn der DATENZEILENZÄHLWERT an
gibt, daß die letzte Zeile des Datenbildes erreicht ist; an
dernfalls legt der Dekoder 260 eine logische NULL als Aus
gangssignal an das UND-Gatter 89 an. (Der Dekoder 260 kann
der Dekoder der Fig. 13 sein, wenn das partielle Response
filter 160 in dem Sender 1 verwendet wird, so daß der Deko
der 27 so ausgeführt ist, daß er eine logische EINS erzeugt,
wenn und nur wenn der DATENZEILENZÄHLWERT angibt, daß die
letzte Zeile eines Datenbildes erreicht ist.) Das Ausgangs
signal von dem Letzten-Symbol-der-Datenzeile-Dekoder 33 und
der MODULO-2-DATENBILDZÄHLWERT von dem Datenbildzähler 23
werden an das UND-Gatter 88 als die beiden anderen der drei
Eingangssignale angelegt. Der Ausgangsresponse des UND-Gat
ters 88 ist eine EINS, wenn und nur wenn das letzte Symbol
der letzten Datenzeile in dem ungeraden Bild erreicht ist,
genau bevor das gerade Bild erreicht ist, wenn ein ausge
wähltes der RAMs 81 und 82 Datenzeile pro Datenzeile in den
Bildspeicher 21 einzulesen ist.
Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Daten
bildpaarzähler 80 eine EINS ist, wird der Adreß-Multiplexer
83 in den Zustand gebracht, daß er die Leseadresse für das
RAM 81 auswählt und die Schreibadresse für das RAM 82 aus
wählt. Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Da
tenbildpaarzähler 80 eine EINS ist, wird das RAM 81 in einen
Zustand gebracht, daß es Datenzeile pro Datenzeile in den
Bildspeicher 21 gelesen wird, und das Einserkomplement die
ses Zählwertes, die NULL, ermöglicht, daß das RAM 82 Daten
spalte pro Datenspalte von dem Fehlerkorrektur-Kodierer 14
beschrieben wird.
Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Daten
bildpaarzähler 80 eine NULL ist, wird der Adreß-Multiplexer
83 in den Zustand gebracht, daß er die Leseadresse für das
RAM 82 auswählt und die Schreibadresse für das RAM 81 aus
wählt. Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Da
tenbildpaarzähler 80 eine NULL ist, wird das RAM 82 in einen
Zustand gebracht, daß es Datenzeile pro Datenzeile in den
Bildspeicher 21 gelesen wird, und das Einserkomplement die
ses Zählwertes, die NULL, ermöglicht, daß das RAM 81 Daten
spalte pro Datenspalte von dem Fehlerkorrektur-Kodierer 14
beschrieben wird.
Fig. 10 zeigt eine Form, die der Ratenpuffer 77 in jeder
der Fig. 1-4 annehmen kann, wenn er als Entschachteler
für die modifizierte Reed-Solomon-Kodierung verwendet wird,
die von dem Symbolentscheidungsschaltkreis 75 oder 76 er
zeugt wird. Ein Datenbildpaarzähler 90 erhält als Zählein
gangs-(CI-)Signal ein Ausführ-(CO-)Signal, das von dem
Datenbildzähler 70 angelegt wird. Der Datenbildpaarzähler 90
steuert das alternierende Lesen und Schreiben der beiden Da
tenbildspeicher 91 und 92 mit wahlfreiem Zugriff, die als
ein Entschachteler für die Fehlerkorrektur-Kodierung verwen
det werden. Die RAMs 91 und 92 werden nur während alternie
render gerader Bilder beschrieben, wobei die Daten zum Be
schreiben der RAMs 91 und 92 von dem Symbolentscheidungs
schaltkreis 75 oder 76 mit der PSK-Rate angelegt werden, wo
bei die Adreßabtastung zeilenweise und in den Zeilen symbol
weise ist. Die "Symbole" pro Zeile, auf die hier Bezug ge
nommen wird, sind PSK-Symbole oder Bits und nicht die 2N-
Bit-Symbole mit den modifizierten Reed-Solomon-Codes, die
von einem Kodierstandpunkt aus betrachtet werden. Jedes der
RAMs 91 und 92 wird während alternierender Bildpaarinter
valle mit der halben PSK-Rate in den Bildspeicher 21 ausge
lesen, wobei die Adreßabtastung spaltenweise und in den
Spalten symbolweise ist.
Ein Adreß-Multiplexer 93 erhält den DATENZEILENZÄHLWERT
von dem Datenzeilenzähler 71 und den SYMBOL/ZEILE-ZÄHLWERT
von dem Symbol-(also dem Symbol-pro-Zeile-)Zähler 52 als
Schreibadresse. Der Adreß-Multiplexer 93 erhält den DATEN
SPALTENZÄHLWERT von einem Datenspaltenzähler 94 und den SYM
BOL/SPALTE-ZÄHLWERT von einem Symbol-pro-Spalte-Zähler 95
als Leseadresse. Der Nulldurchgangsdetektor 104 erzeugt Aus
löseimpulse mit der PSK-Rate für ein getriggertes Flip-Flop
96, das als ein Frequenzteiler zum Erzeugen von alternieren
den Übergängen mit der halben PSK-Rate als Ausgangssignal
für den Symbol-pro-Spalte-Zähler 95 als Zähleingabe (CI)
dient. Ein Dekoder 97 dekodiert das Erreichen des vollen
Zählwerts (525 unter der Annahme, daß die Symbol-pro-Spalte-
Zählung bei Null beginnt) des SYMBOL/SPALTE-ZÄHLWERTS, um
eine EINS als Zähleingangs-(CI-)Signal für den Datenspal
tenzähler 94 zu liefern. Das Ausgangssignal des Dekoders 97
wird als ein erstes Eingangssignal an ein ODER-Gatter 98 mit
zwei Eingängen angelegt, wobei das ODER-Gatter 98 auf eine
EINS von dem Dekoder 97 reagiert, um eine EINS als Rücksetz-
(R-)Signal für den Symbol-pro-Spalte-Zähler 95 zum Zurück
setzen des SYMBOL/SPALTE-ZÄHLWERTS auf seinen Anfangswert zu
erzeugen.
Das zweite Eingangssignal für das ODER-Gatter 98 und das
Rücksetz-(R-)Signal für den Datenspaltenzähler 94 wird von
dem Ausgaberesponse von einem UND-Gatter 99 mit drei Eingän
gen erzeugt, wobei dieser Response, wenn er EINS ist, sowohl
den SYMBOL/SPALTE-ZÄHLWERT als auch den DATENSPALTENZÄHLWERT
auf ihre jeweiligen Anfangswerte zurücksetzt. Der Dekodierer
61 legt eine logische EINS an einen ersten Eingang des UND-
Gatters 99 an, wenn und nur wenn der DATENZEILENZÄHLWERT an
gibt, daß die letzte Zeile des Datenbildes erreicht ist; an
dernfalls legt der Dekoder 61 eine logische NULL als Aus
gangssignal an das UND-Gatter 99 an. Das Ausgangssignal von
dem Letzten-Symbol der-Datenzeile-Dekoder 55 und der MODULO-
2-DATENBILDZÄHLWERT von dem Datenbildzähler 70 werden an das
UND-Gatter 98 als die beiden anderen der drei Eingangssi
gnale angelegt. Der Ausgangsresponse des UND-Gatters 98 ist
eine EINS, wenn und nur wenn das letzte Symbol der letzten
Datenzeile in dem ungeraden Bild erreicht ist, genau bevor
das gerade Bild erreicht ist, wenn in ein ausgewähltes der
RAMs 91 und 92 Datenzeile pro Datenzeile von dem Symbolent
scheidungsschaltkreis 75 oder 76 geschrieben wird.
Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Daten
bildpaarzähler 90 eine EINS ist, wird der Adreß-Multiplexer
93 in den Zustand gebracht, daß er die Leseadresse für das
RAM 91 auswählt und die Schreibadresse für das RAM 92 aus
wählt. Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Da
tenbildpaarzähler 90 eine EINS ist, wird das RAM 91 in einen
Zustand gebracht, daß es Datenspalte pro Datenspalte in den
Fehlerkorrekturschaltkreis 78 gelesen wird. Ein UND-Gatter
101 mit zwei Eingängen legt selektiv eine EINS als Schreib
freigabe-(WE-)Signal an das RAM 92 an, und zwar in Abhän
gigkeit davon, daß das Einserkomplement des DATENBILDZÄHL
WERTS und des DATENBILD-PAARZÄHLWERTS von den Zählern 70 und
90 beide NULL sind. Dieses WE-Signal ermöglicht, daß in den
RAM 92 Datenzeile pro Datenzeile von dem Symbolentschei
dungsschaltkreis 75 oder 76 geschrieben wird.
Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Daten
bildpaarzähler 90 eine NULL ist, wird der Adreß-Multiplexer
93 in den Zustand gebracht, daß er die Leseadresse für das
RAM 92 auswählt und die Schreibadresse für das RAM 91 aus
wählt. Wenn der Modulo-2-DATENBILD-PAARZÄHLWERT von dem Da
tenbildpaarzähler 90 eine NULL ist, wird das RAM 92 in einen
Zustand gebracht, daß es Datenspalte pro Datenspalte in den
Fehlerkorrekturschaltkreis 78 gelesen wird. Ein UND-Gatter
102 mit zwei Eingängen legt selektiv eine EINS als Schreib
freigabe-(WE-)Signal an das RAM 91 an, und zwar in Abhän
gigkeit davon, daß das Einserkomplement des DATENBILDZÄHL
WERTS und des DATENBILD-PAARZÄHLWERTS von den Zählern 70 und
90 beide EINS sind. Dieses WE-Signal ermöglicht, daß in den
RAM 91 Datenzeile pro Datenzeile von dem Symbolentschei
dungsschaltkreis 75 oder 76 geschrieben wird.
Die Ratenpufferung, die in den digitalen Signalempfän
gern 37-40 durchgeführt wird, um die Lücke zu füllen, wenn
alternierende Bilder von nicht gültigen Signalen, die aus
der Bildkammfilterung von paarweisen Bildern entstehen, ver
worfen werden, kann nach der Bildkammfilterung aber vor dem
Symbolentscheidungsschaltkreis stattfinden. Die Ratenpuffe
rung wird jedoch vorzugsweise nach der Symbolentscheidung
durchgeführt, da dann der Bildspeicher nur ein Bit tief sein
muß statt mehrere Bits tief. Das Durchführen der Ratenpuffe
rung zusammen mit der Entschachtelung vor der Fehlerkorrek
tur-Dekodierung ist vorzuziehen, da es die Notwendigkeit ei
nes separaten Bildspeichers für die Ratenpufferung vermei
det. Wenn die Ratenpufferung getrennt von der Entschachte
lung durchgeführt wird, kann die Ratenpufferung mit gerade
einem Bildspeicher durchgeführt werden, wenn es ein RAM mit
zwei Eingängen ist, das einen Nurlese-Eingang besitzt, an
dem ein Verschieberegister anliegt, dessen seriellen Stufen
von dem RAM-Bereich, auf den über einen Lese/Schreib-An
schluß zugegriffen wird, parallel mit einer Zeile pro Zeit
punkt geladen werden kann.
Fig. 11 zeigt einen Sigma-Delta-Wandler 200 mit einer
Schleife des allgemeinen Typs, der von Leslie und Singh be
schrieben wird und der in jedem der digitalen Signalempfän
ger der Fig. 1 bis 4 verwendet werden kann. Der Sigma-
Delta-Wandler 200 ist unter Verwendung eines Flashwandlers
201 mit einer Auflösung von 8 Bit als Basiswandler aufge
baut. Es gibt eine verdrahteten Abgriff des höchstwertigsten
Bits (MSB) (also des Vorzeichenbits) des digitalen Ausgangs
signals des Flashwandlers 201 zum Anlegen an einen Bitlatch
schaltkreis 203 als digitales Rückkopplungssignal. Die In
halte des Bitlatchschaltkreises 203 werden durch einen Digi
tal/Analogwandler 204 in negative oder positive Analogspan
nungswerte umgewandelt, wodurch ein analoges Rückkopplungs
signal erzeugt wird. Ein analoger Subtrahierer 205 subtra
hiert diese analoge Rückkopplungssignal von dem an den Ein
gangsanschluß 206 des Sigma-Delta-Wandlers 200 anliegenden
und über einen Abtastschalter (oder Abtaster) 207 an dem
Subtrahierer 205 anliegenden Eingangssignal. Das Differenz
ausgangssignal von dem Subtrahierer 205 ist ebenfalls ein
analoges Signal. Ein analoger Addierer 208 addiert sein ei
genes Summenausgangssignal nach einer Verzögerung um eine
Abtastzeit zum Beispiel durch einen Abtast-Halteschaltkreis
209 zu dem analogen Fehlersignal, um dadurch das Summenaus
gangssignal von dem analogen Addierer 208 zu erzeugen. Das
Summenausgangssignal von dem analogen Addierer 208 ist eine
einfache zeitliche Integration des analogen Fehlersignals,
wobei der integrierte Response von dem Flashwandler 201 di
gitalisiert wird. Der Digital/Analogwandler 204, der analoge
Subtrahierer 205, der Abtaster 207, der analoge Addierer 208
und der Abtast-Halteschaltkreis 209 werden vorteilhafter
weise als geschalteter Kondensatorschaltkreis aufgebaut.
Die durch die Verwendung einer Ein-Bit-Rückkopplung er
zeugten Fehler werden auf eine von Leslie und Singh vorge
schlagene Weise kompensiert. Der verdrahtet Abgriff 202 des
höchstwertigsten Bits (also des Vorzeichenbits) des digita
len Ausgangssignals des Flashwandlers 201 wird von einer
verdrahteten NULL-Auffüllung 213 durch die niederwertigeren
Bitplätze begleitet, um einen 8-Bit Subtrahenden für einen
digitalen Subtrahierer 214 zu erzeugen, der als Minuend und
Eingangssignal das komplette, digitale 8-Bit Ausgangssignal
des Flashwandlers 201 erhält. Das Differenzausgangssignal
des Subtrahierers 214 wird nach einer Verzögerung um eine
Abtastzeit in einer parallelen Anordnung 215 von acht Bit
latchschaltkreisen in einem digitalen Addierer 218 addiert,
um ein 9-Bit Summensignal zu erzeugen, das an ein Tiefpaß-
Akkumulationsfilter 219 angelegt wird. Der Response des Ak
kumulationsfilters 219 wird mit der Symbolrate von einem
Sub-Abtaster 220 an einem Ausgangsanschluß des Sigma-Delta-
Wandlers 200 sub-abgetastet.
Fig. 16 zeigt einen Sigma-Delta-Wandler 300 mit zwei
Schleifen des von Leslie und Singh beschriebenen Typs, wobei
der Wandler in jedem der digitalen Signalwandler der Fig.
1 bis 4 verwendet werden kann und einen Flashwandler 301 mit
einer Auflösung von 8 Bit als Basiswandler umfaßt. Es gibt
einen verdrahteten Abgriff 302 des höchstwertigsten Bits
(MSB) (also des Vorzeichenbits) des digitalen Ausgangssi
gnals des Flashwandlers 301 zum Anlegen an einen Bitlatch
schaltkreis 303 als digitales Rückkopplungssignal. Die In
halte des Bitlatchschaltkreises 303 werden durch einen Digi
tal/Analogwandler 304 in negative oder positive Analogspan
nungswerte umgewandelt, wodurch ein analoges Rückkopplungs
signal erzeugt wird. Ein analoger Subtrahierer 305 subtra
hiert dieses analoge Rückkopplungssignal von dem an den Ein
gangsanschluß 306 des Sigma-Delta-Wandlers 300 anliegenden
und über einen Abtastschalter (oder Abtaster) 307 an dem
Subtrahierer 305 anliegenden Eingangssignal. Das Differenz
ausgangssignal von dem Subtrahierer 305 ist ebenfalls ein
analoges Signal. Ein analoger Addierer 308 addiert sein ei
genes Summenausgangssignal nach einer Verzögerung um eine
Abtastzeit zum Beispiel durch einen Abtast-Halteschaltkreis
309 zu dem analogen Fehlersignal, um dadurch das Summenaus
gangssignal von dem analogen Addierer 308 zu erzeugen. Das
Summenausgangssignal von dem analogen Addierer 308 ist eine
einfache zeitliche Integration des analogen Fehlersignals,
wobei der einfach integrierte Response als Minuend an einen
analogen Subtrahierer 310 angelegt wird, der das analoge
Rückkopplungssignal als Subtrahenden erhält. Ein analoger
Addierer 311 addiert sein eigenes Summenausgangssignal, das
von einem Abtast-Halteschaltkreis 312 um eine Abtastzeit
verzögert ist, zu dem integrierten, analogen Fehlersignal,
wodurch das Summenausgangssignal von dem analogen Addierer
311 erzeugt wird. Das Summenausgangssignal von dem analogen
Addierer 311 ist eine doppelte zeitliche Integration des
analogen Fehlersignals, wobei der doppelt integrierte Re
sponse von dem Flashwandler 301 digitalisiert wird. Der Di
gital/Analogwandler 304, die analogen Subtrahierer 305 und
310, der Abtaster 307, die analogen Addierer 308 und 311 und
die Abtast-Halteschaltkreise 309 und 312 werden vorteilhaf
terweise als geschalteter Kondensatorschaltkreis aufgebaut.
Die durch die Verwendung einer Ein-Bit-Rückkopplung er
zeugten Fehler werden auf eine von Leslie und Singh vorge
schlagene Weise kompensiert. Der verdrahtet Abgriff 302 des
höchstwertigsten Bits (also des Vorzeichenbits) des digita
len Ausgangssignals des Flashwandlers 301 wird von einer
verdrahteten NULL-Auffüllung 313 durch die niederwertigeren
Bitplätze begleitet, um einen 8-Bit Subtrahenden für einen
digitalen Subtrahierer 314 zu erzeugen, der als Minuend und
Eingangssignal das komplette, digitale 8-Bit Ausgangssignal
des Flashwandlers 301 erhält. Das Differenzausgangssignal
des Subtrahierers 314 wird in einer parallelen Anordnung 315
von acht Bitlatchschaltkreisen um eine Abtastzeit verzögert
und in einer parallelen Anordnung 316 von acht Bitlatch
schaltkreisen um eine weitere Abtastzeit verzögert. Das di
gitale Ausgangssignal des Flashwandlers 301, die Inhalte der
parallelen Anordnung 315 von acht Bitlatchschaltkreisen, die
von einer verdrahteten Ein-Bit-Platz-Verschiebung 317 ver
doppelt werden, und die Inhalte der parallelen Anordnung 316
von acht Bitlachtschaltkreisen werden alle von einem digita
len Addierer 318 addiert, um ein 10-Bit Summensignal zu er
zeugen, das an ein Tiefpaß-Akkumulationsfilter 319 angelegt
wird. Der Response des Akkumulationsfilters 319 wird mit der
Symbolrate von einem Sub-Abtaster 320 an einem Ausgangsan
schluß des Sigma-Delta-Wandlers 300 sub-abgetastet.
Es wurden die derzeit von den Erfindern bevorzugten Aus
führungsbeispiele beschrieben. Doch wird der Fachmann in dem
Gebiet der Kommunikationssysteme und des Sender- und Empfän
gerdesigns mit Hilfe der vorstehenden Beschreibung in der
Lage sein, eine Anzahl alternativer Ausführungsformen der
Erfindung zu entwerfen. Dies sollte im Hinblick auf den
Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche berücksich
tigt werden.
Claims (17)
1. Digitaler Signalempfänger für ein System, das in einer
kombinierten Übertragung zusammen mit einem Videoträger, dessen
Amplitude in Abhängigkeit von einem zusammengesetzten Videosignal
moduliert ist, seriell digitale Symbole durch Modulation der
Seitenbänder eines unterdrückten Trägers überträgt, der in
Quadraturphase mit dem Videoträger ist, wobei der digitale
Signalempfänger enthält:
eine Detektionsvorrichtung (47), welche in Abhängigkeit von der kombinierten Übertragung ein analoges Detektorsignal erzeugt, in welcher die binären Phasenzustände des unterdrücktem Trägers erfaßt werden, um das gewünschte Detektorsignal zu erzeugen, das zusätzlich einen unerwünschten Detektorsignalanteil enthält, der aus Anteilen des zusammengesetzten Videosignals besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation der Seitenbänder der unterdrückten Trägerschwingung binären Phasenzuständen (PSK) entspricht;
der digitale Signalempfänger außerdem einen Sigma-Delta A/D- Wandler (106) zur Digitalisierung des analogen Detektorsignals enthält, um ein digitales Detektorsignal zu erzeugen; und
ein digitales Kammfilter (72, 120; 120, 72; 72, 120, 130; 120, 130, 72) enthält, dem das digitale Detektorsignal zugeleitet wird, um ein Signal zu erzeugen, das in erster Linie das gewünschte Detektorsignal enthält und nicht den unerwünschten Detektorsignalanteil.
eine Detektionsvorrichtung (47), welche in Abhängigkeit von der kombinierten Übertragung ein analoges Detektorsignal erzeugt, in welcher die binären Phasenzustände des unterdrücktem Trägers erfaßt werden, um das gewünschte Detektorsignal zu erzeugen, das zusätzlich einen unerwünschten Detektorsignalanteil enthält, der aus Anteilen des zusammengesetzten Videosignals besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation der Seitenbänder der unterdrückten Trägerschwingung binären Phasenzuständen (PSK) entspricht;
der digitale Signalempfänger außerdem einen Sigma-Delta A/D- Wandler (106) zur Digitalisierung des analogen Detektorsignals enthält, um ein digitales Detektorsignal zu erzeugen; und
ein digitales Kammfilter (72, 120; 120, 72; 72, 120, 130; 120, 130, 72) enthält, dem das digitale Detektorsignal zugeleitet wird, um ein Signal zu erzeugen, das in erster Linie das gewünschte Detektorsignal enthält und nicht den unerwünschten Detektorsignalanteil.
2. Digitaler Signalempfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sigma-Delta A/D-Wandler (106, 200; 106,
300) außerdem umfaßt:
einen analogen Subtrahierer (205; 305), der einen Minuenden- Eingang aufweist, um das analoge Detektorsignal zu empfangen, einen Subtrahenden-Eingang, um ein analoges Rückführungssignal zu empfangen, und einen Ausgangsanschluß, um ein analoges Fehlersignal bereitzustellen, das zu der Differenz zwischen dem Detektorsignal und dem analogen Rückführungssignal proportional ist;
eine Integrationsvorrichtung (208, 209; 308, 309, 311) zum zeitlichen integrieren des analogen Fehlersignals;
einen Flash-Converter (201; 301) zur Umwandlung des analogen Fehlersignals nach zeitlicher Integration in digitale Abtastwerte mit einer Mehrbitauflösung;
einen D/A-Wandler (204; 304), der das höchstwertige Bit jedes digitalen Abtastwertes als digitales Rückführungssignal empfängt und in das analoge Rückführungssignal umwandelt;
eine Vorrichtung (214, 215, 218; 314 bis 318) zur Korrektur der digitalen Abtastwerte, um das digitale Rückführungssignal, das nur ein Bit umfaßt, zu kompensieren und dadurch korrigierte digitale Abtastwerte zu erzeugen; und
eine Vorrichtung (219, 220; 319, 320) zur Durchführung gewichteter Akkumulationen der korrigierten digitalen Abtastwerte über vorgegebene Unterabtastzeiträume, um Abtastwerte eines digitalen Detektorsignals zu erzeugen.
einen analogen Subtrahierer (205; 305), der einen Minuenden- Eingang aufweist, um das analoge Detektorsignal zu empfangen, einen Subtrahenden-Eingang, um ein analoges Rückführungssignal zu empfangen, und einen Ausgangsanschluß, um ein analoges Fehlersignal bereitzustellen, das zu der Differenz zwischen dem Detektorsignal und dem analogen Rückführungssignal proportional ist;
eine Integrationsvorrichtung (208, 209; 308, 309, 311) zum zeitlichen integrieren des analogen Fehlersignals;
einen Flash-Converter (201; 301) zur Umwandlung des analogen Fehlersignals nach zeitlicher Integration in digitale Abtastwerte mit einer Mehrbitauflösung;
einen D/A-Wandler (204; 304), der das höchstwertige Bit jedes digitalen Abtastwertes als digitales Rückführungssignal empfängt und in das analoge Rückführungssignal umwandelt;
eine Vorrichtung (214, 215, 218; 314 bis 318) zur Korrektur der digitalen Abtastwerte, um das digitale Rückführungssignal, das nur ein Bit umfaßt, zu kompensieren und dadurch korrigierte digitale Abtastwerte zu erzeugen; und
eine Vorrichtung (219, 220; 319, 320) zur Durchführung gewichteter Akkumulationen der korrigierten digitalen Abtastwerte über vorgegebene Unterabtastzeiträume, um Abtastwerte eines digitalen Detektorsignals zu erzeugen.
3. Ein digitaler Signalempfänger nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, daß
der digitale Signalempfänger außerdem einen
Symbolentscheidungsschaltkreis (75; 76) zum Empfangen eines
Signals von dem digitalen Kammfilter und zum Feststellen des Bit-
Zustandes jedes digitalen Symbols enthält, um ein bitserielles
digitales Signals zu erzeugen.
4. Digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Kammfilter ein digitales
Hochpaß-Zeilenkammfilter (120; 120, 130) ist.
5. Digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Kammfilter ein digitales
Hochpaß-Bildkammfilter (72) umfaßt.
6. Digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Kammfilter ein digitales
Hochpaß-Zeilenkammfilter (120; 120, 130) in Reihe geschaltet mit
einem nachfolgenden digitalen Hochpaß-Bildkammfilter (72) umfaßt.
7. Digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Kammfilter ein digitales
Hochpaß-Bildkammfilter (72) in Reihe geschaltet mit einem
nachfolgenden digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilter (120; 120, 130)
umfaßt.
8. Digitaler Signalempfänger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das digitale Hochpaß-Bildkammfilter (72)
umfaßt:
einen Eingabeanschluß zum Empfang des digitalisierten Detektorsignals oder eines Signals des digitalen Hochpaß- Zeilenkammfilters (120; 120, 130);
ein Ausgangsanschluß, um das Signal des digitalen Hochpaß- Bildkammfilters oder das Signal des kombinierten Kammfilters bereitzustellen;
eine digitale Vollbild-Verzögerungsleitung (74), um das digitalisierte Detektorsignal zu verzögern oder um das Signal des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zu verzögern, die vom Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters (72) in einem Zeitintervall zur Verfügung gestellt wird, das der Dauer einer Bildabtastung des zusammengesetzten Videosignals entspricht; und
einen ersten digitalen Subtrahierer (73), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signals von der digitalen Vollbild-Verzögerungsleitung aufweist, einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters verbunden ist, und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines Differenzsignales zwischen dem Signal am ersten und zweiten Eingangsanschluß des ersten digitalen Subtrahierers an dem Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters aufweist.
einen Eingabeanschluß zum Empfang des digitalisierten Detektorsignals oder eines Signals des digitalen Hochpaß- Zeilenkammfilters (120; 120, 130);
ein Ausgangsanschluß, um das Signal des digitalen Hochpaß- Bildkammfilters oder das Signal des kombinierten Kammfilters bereitzustellen;
eine digitale Vollbild-Verzögerungsleitung (74), um das digitalisierte Detektorsignal zu verzögern oder um das Signal des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zu verzögern, die vom Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters (72) in einem Zeitintervall zur Verfügung gestellt wird, das der Dauer einer Bildabtastung des zusammengesetzten Videosignals entspricht; und
einen ersten digitalen Subtrahierer (73), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signals von der digitalen Vollbild-Verzögerungsleitung aufweist, einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters verbunden ist, und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines Differenzsignales zwischen dem Signal am ersten und zweiten Eingangsanschluß des ersten digitalen Subtrahierers an dem Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters aufweist.
9. Digitaler Signalempfänger nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das digitale Hochpaß-Zeilenkammfilter (120)
enthält:
einen Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zum Empfang des digitalisierten Detektorsignals oder des Signals des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters;
einen Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammerfilters um ein digitalisiertes Hochpaß-Zeilenkammfiltersignal oder das kombinierte Kammfiltersignal bereitzustellen;
eine 1-H digitale Verzögerungsleitung (125; 129) zur Verzögerung des gewünschten Detektorsignals und des begleitenden unerwünschten Detektorsignals oder des digitalen Hochpaß-Bildkammfiltersignales, die am Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters während einer Zeit empfangen werden, die der Dauer der horizontalen Abtastung einer Zeile des zusammengesetzten Videosignals entspricht; und
einen zweiten digitalen Subtrahierer (123), der einen ersten Eingangsanschluß für den Empfang des verzögerten Signales von der 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, der einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters verbunden ist und der einen Ausgangsanschluß aufweist zur Bereitstellung des Differenzsignales des ersten und zweiten Eingangsanschlusses des zweiten digitalen Subtrahierers an den Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters.
einen Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zum Empfang des digitalisierten Detektorsignals oder des Signals des digitalen Hochpaß-Bildkammfilters;
einen Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammerfilters um ein digitalisiertes Hochpaß-Zeilenkammfiltersignal oder das kombinierte Kammfiltersignal bereitzustellen;
eine 1-H digitale Verzögerungsleitung (125; 129) zur Verzögerung des gewünschten Detektorsignals und des begleitenden unerwünschten Detektorsignals oder des digitalen Hochpaß-Bildkammfiltersignales, die am Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters während einer Zeit empfangen werden, die der Dauer der horizontalen Abtastung einer Zeile des zusammengesetzten Videosignals entspricht; und
einen zweiten digitalen Subtrahierer (123), der einen ersten Eingangsanschluß für den Empfang des verzögerten Signales von der 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, der einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters verbunden ist und der einen Ausgangsanschluß aufweist zur Bereitstellung des Differenzsignales des ersten und zweiten Eingangsanschlusses des zweiten digitalen Subtrahierers an den Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters.
10. Digitaler Signalempfänger nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der digitale Symbolentscheidungsschaltkreis
(75) einen Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten
Kammfiltersignals aufweist, wobei der
Symbolentscheidungsschaltkreis umfaßt:
einen Absolutwertschaltkreis (751), der einen Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten Kammfiltersignals aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines gleichgerichteten Signals aufweist; und
einen Schwellenwertdetektor (752), da ein Eingangsanschluß zum Empfang des gleichgerichteten Signales vom Ausgangsanschluß des Absolutwertschaltkreises aufweist und der einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung von Bits eines digitalen Signales aufweist, wobei jedes Bit in einem ersten Zustand ist, wenn die gleichgerichtete Antwort einen Schwellenwertpegel überschreitet, und in einem zweiten Zustand ist, wenn das gleichgerichtete Signal den Schwellenwertpegel nicht überschreitet.
einen Absolutwertschaltkreis (751), der einen Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten Kammfiltersignals aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines gleichgerichteten Signals aufweist; und
einen Schwellenwertdetektor (752), da ein Eingangsanschluß zum Empfang des gleichgerichteten Signales vom Ausgangsanschluß des Absolutwertschaltkreises aufweist und der einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung von Bits eines digitalen Signales aufweist, wobei jedes Bit in einem ersten Zustand ist, wenn die gleichgerichtete Antwort einen Schwellenwertpegel überschreitet, und in einem zweiten Zustand ist, wenn das gleichgerichtete Signal den Schwellenwertpegel nicht überschreitet.
11. Ein digitaler Signalempfänger nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das digitale Hochpaß-Zeilenkammfilter (120,
130) umfaßt:
einen Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zum Empfang des digitalisierten Detektorsignales oder des Signales vom digitalen Hochpaß-Bildkammfilter;
einen Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zur Bereitstellung eines digitalen Hochpaß-Zeilenkammfiltersignales oder zur Bereitstellung des kombinierten Kammfiltersignales;
eine erste 1-H digitale Verzögerungsleitung (125, 129) zur Verzögerung des gewünschten Detektorsignales, das von einem unerwünschten Detektorsignal begleitet ist, oder des digitalen Hochpaß-Bildkammfiltersignales, wie sie vom Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters empfangen werden zu Zeitintervallen, die der Dauer 1-H der horizontalen Abtastung einer Zeile des zusammengesetzten Videosignals entsprechen;
einen zweiten digitalen Subtrahierer (123), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signales von der ersten 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, einen zweiten Eingangsanschluß, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters verbunden ist, aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines Differenzsignales von den Signalen am ersten und zweiten Eingangsanschluß des zweiten digitalen Subtrahierers;
eine zweite 1-H digitale Verzögerungsleitung (135; 139) zur Verzögerung des Differenzsignales des zweiten digitalen Subtrahierers durch ein Zeitintervall, daß der Dauer 1-H entspricht; und
einen dritten digitalen Subtrahierer (133), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signals von der zweiten 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, der einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Ausgangsanschluß des zweiten digitalen Subtrahierers verbunden ist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist zur Bereitstellung eines Differenzsignales von den Signalen am ersten und zweiten Eingangsanschluß des dritten digitalen Subtrahierers an den Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters.
einen Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zum Empfang des digitalisierten Detektorsignales oder des Signales vom digitalen Hochpaß-Bildkammfilter;
einen Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters zur Bereitstellung eines digitalen Hochpaß-Zeilenkammfiltersignales oder zur Bereitstellung des kombinierten Kammfiltersignales;
eine erste 1-H digitale Verzögerungsleitung (125, 129) zur Verzögerung des gewünschten Detektorsignales, das von einem unerwünschten Detektorsignal begleitet ist, oder des digitalen Hochpaß-Bildkammfiltersignales, wie sie vom Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters empfangen werden zu Zeitintervallen, die der Dauer 1-H der horizontalen Abtastung einer Zeile des zusammengesetzten Videosignals entsprechen;
einen zweiten digitalen Subtrahierer (123), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signales von der ersten 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, einen zweiten Eingangsanschluß, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Eingangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters verbunden ist, aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines Differenzsignales von den Signalen am ersten und zweiten Eingangsanschluß des zweiten digitalen Subtrahierers;
eine zweite 1-H digitale Verzögerungsleitung (135; 139) zur Verzögerung des Differenzsignales des zweiten digitalen Subtrahierers durch ein Zeitintervall, daß der Dauer 1-H entspricht; und
einen dritten digitalen Subtrahierer (133), der einen ersten Eingangsanschluß zum Empfang des verzögerten Signals von der zweiten 1-H digitalen Verzögerungsleitung aufweist, der einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, der ohne wesentliche Verzögerung mit dem Ausgangsanschluß des zweiten digitalen Subtrahierers verbunden ist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist zur Bereitstellung eines Differenzsignales von den Signalen am ersten und zweiten Eingangsanschluß des dritten digitalen Subtrahierers an den Ausgangsanschluß des digitalen Hochpaß-Zeilenkammfilters.
12. Ein digitaler Signalempfänger nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Symbolentscheidungsschaltkreis (76) einen
ersten Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten Kammfilter-
Signales aufweist, wobei der Symbolentscheidungsschaltkreis
enthält:
eine Absolutwertschaltung (761), die einen Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten Kammfilter-Signales aufweist und die einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines gleichgerichteten Signals aufweist; und
einen Zweischwellendetektor (762), der einen Eingangsanschluß zum Empfang des gleichgerichteten Signales vom Ausgangsanschluß des Absolutwertschaltkreises aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung von Bits eines digitalen Signals aufweist, wobei jedes Bit in einem ersten Zustand ist, wenn das gleichgerichtete Signal einen ersten Schwellenpegel, aber nicht einen zweiten Schwellenpegel, der höher liegt als der erste Schwellenpegel, überschreitet, und jedes Bit ist in einem zweiten Zustand, wenn das gleichgerichtete Signal nicht den ersten Schwellenpegel oder nicht den ersten und den zweiten Schwellenpegel überschreitet.
eine Absolutwertschaltung (761), die einen Eingangsanschluß zum Empfang des kombinierten Kammfilter-Signales aufweist und die einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung eines gleichgerichteten Signals aufweist; und
einen Zweischwellendetektor (762), der einen Eingangsanschluß zum Empfang des gleichgerichteten Signales vom Ausgangsanschluß des Absolutwertschaltkreises aufweist und einen Ausgangsanschluß zur Bereitstellung von Bits eines digitalen Signals aufweist, wobei jedes Bit in einem ersten Zustand ist, wenn das gleichgerichtete Signal einen ersten Schwellenpegel, aber nicht einen zweiten Schwellenpegel, der höher liegt als der erste Schwellenpegel, überschreitet, und jedes Bit ist in einem zweiten Zustand, wenn das gleichgerichtete Signal nicht den ersten Schwellenpegel oder nicht den ersten und den zweiten Schwellenpegel überschreitet.
13. Ein digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 5 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbild-Verzögerungsleitung
ein Random Access Memory ist, der in einer Lese-Dann-Schreib-
Betriebsart betrieben wird.
14. Ein digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 3 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal Bits von dem
Ausgangsanschluß des Symbolentscheidungsschaltkreises (75, 76)
bereitstellt, die mit einer Symbolrate bereitgestellt werden, und
dadurch, daß der digitale Signalempfänger außerdem enthält:
einen vertikalen Synchronsignalseparator (51) zum Trennen von vertikalen Synchronisationsimpulsen von dem zusammengesetzten Videosignal, das von dem phasengleichen Videodetektor erfaßt wird;
einen Datenbildzähler (70) zum Zählen der abgetrennten vertikalen Synchronisationsimpulse, die auftreten, wenn der Symbol-pro-Zeile- Zählwert nicht im Bereich der mittleren Zeilen liegt, um dadurch einen Datenbildzählwert zu erzeugen; und
einen Ratenpuffer (77), der einen Eingangsanschluß aufweist, der zum Empfang von Bits mit dem Ausgangsanschluß des Symbolentscheidungsschaltkreis verbunden ist, und nur dann Bits empfängt, wenn der Datenbildzählwert Modulo-2 einen vorbestimmten von zwei Werten aufweist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist, um die Ausgangssignalbits des Symbolentscheidungsschaltkreises mit der 1,5-fachen Symbolrate in einer vorbestimmten Reihenfolge bereitzustellen.
einen vertikalen Synchronsignalseparator (51) zum Trennen von vertikalen Synchronisationsimpulsen von dem zusammengesetzten Videosignal, das von dem phasengleichen Videodetektor erfaßt wird;
einen Datenbildzähler (70) zum Zählen der abgetrennten vertikalen Synchronisationsimpulse, die auftreten, wenn der Symbol-pro-Zeile- Zählwert nicht im Bereich der mittleren Zeilen liegt, um dadurch einen Datenbildzählwert zu erzeugen; und
einen Ratenpuffer (77), der einen Eingangsanschluß aufweist, der zum Empfang von Bits mit dem Ausgangsanschluß des Symbolentscheidungsschaltkreis verbunden ist, und nur dann Bits empfängt, wenn der Datenbildzählwert Modulo-2 einen vorbestimmten von zwei Werten aufweist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist, um die Ausgangssignalbits des Symbolentscheidungsschaltkreises mit der 1,5-fachen Symbolrate in einer vorbestimmten Reihenfolge bereitzustellen.
15. Digitaler Signalempfänger nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ratenpuffer (77) als De-Interleaver
arbeitet, um die Ausgangssignalbits des
Symbolentscheidungsschaltkreises mit der 1,5-fachen Symbolrate in
einer Daten-Spalte pro Daten-Spalte an einen
Fehlerkorrekturdekoder (78) auszugeben.
16. Digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 14 und 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Signalempfänger außerdem
umfaßt
einen Symbol-pro-Zeile-Zähler (52) zum Zählen der Symboltaktoszillationen, um dabei einen Symbol-pro-Zeile- Zählwert zu erzeugen, wobei der Symbol-pro-Zeile-Zähler auf jeden der abgetrennten horizontalen Synchronisationsimpulse reagiert, um den Symbolzähler auf einen vorgegebenen Basiszählwert für den Symbolzählwert zurückzusetzen;
einen Datenzeilenzähler (71) zum Zählen der Anzahl der Rücksetzvorgänge des Symbol-pro-Zeile-Zählers, um dabei einen Datenzeilenzählwert zu erzeugen, wobei der Daten-Zeilen-Zähler auf die abgetrennten vertikalen Synchronisationsimpulse reagiert, um den Datenzeilenzähler auf einen vorgegebenen Basiszählwert für den Datenzeilenzählwert zurückzusetzen; und
wenigstens ein Random-Access-Memory (91, 92), das in dem Ratenpuffer enthalten ist und das zu einzelnen Zeiten mit Bits vom Ausgangsanschluß des Symbolentscheidungsschaltkreises nur dann beschrieben wird, wenn der Datenbildzählwert Modulo-2 den vorgebenenen einen von zwei Werten aufweist, und der den Datenzeilenzählwert und den Symbol-pro-Zeile-Zählwert zusammen als Schreibadresse zu den einzelnen Zeiten erhält.
einen Symbol-pro-Zeile-Zähler (52) zum Zählen der Symboltaktoszillationen, um dabei einen Symbol-pro-Zeile- Zählwert zu erzeugen, wobei der Symbol-pro-Zeile-Zähler auf jeden der abgetrennten horizontalen Synchronisationsimpulse reagiert, um den Symbolzähler auf einen vorgegebenen Basiszählwert für den Symbolzählwert zurückzusetzen;
einen Datenzeilenzähler (71) zum Zählen der Anzahl der Rücksetzvorgänge des Symbol-pro-Zeile-Zählers, um dabei einen Datenzeilenzählwert zu erzeugen, wobei der Daten-Zeilen-Zähler auf die abgetrennten vertikalen Synchronisationsimpulse reagiert, um den Datenzeilenzähler auf einen vorgegebenen Basiszählwert für den Datenzeilenzählwert zurückzusetzen; und
wenigstens ein Random-Access-Memory (91, 92), das in dem Ratenpuffer enthalten ist und das zu einzelnen Zeiten mit Bits vom Ausgangsanschluß des Symbolentscheidungsschaltkreises nur dann beschrieben wird, wenn der Datenbildzählwert Modulo-2 den vorgebenenen einen von zwei Werten aufweist, und der den Datenzeilenzählwert und den Symbol-pro-Zeile-Zählwert zusammen als Schreibadresse zu den einzelnen Zeiten erhält.
17. Ein digitaler Signalempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis
15, wobei der Signalempfänger umfaßt:
einen Tuner (43) zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals in Abhängigkeit von einem ausgewählten Funkfrequenzsignal, das eine amplitudenmodulierte Videoträgerschwingung und eine unterdrückte Trägerschwingung mit binären Phasenzuständen (PSK) enthält;
einen Zwischenfrequenzverstärker (44) für das Zwischenfrequenzsignal, wobei der Zwischenfrequenzverstärker Filter und Verstärkerelemente enthält und ein verstärktes Zwischenfrequenzverstärkersignal bereitstellt;
einen ersten gesteuerten Oszillatorschaltkreis (48, 49) zur Erzeugung gleichphasiger und quadraturphasiger Zwischenfrequenzvideoträgerschwingungen mit einer Zwischenfrequenz und einer mittleren Phase, die von einem Frequenz- und Phasenfehlersignal gesteuert werden;
einen Gleichphasenvideodetektor (46), der das verstärkte Zwischenfrequenzverstärkersignal erhält, um synchron daraus ein zusammengesetztes Videosignal zu erfassen entsprechend der bereitgestellten gleichphasigen Zwischenfrequenzvideoträgerschwingung;
ein Quadraturphasendetektor (47), der das verstärkte Zwischenfrequenzverstärkersignal erhält, um dieses synchron entsprechend der bereitgestellten quadraturphasigen Zwischenfrequenzvideoträgerschwingung zu verarbeiten, um damit ein Quadraturphasenvideodetektorsignal zu erzeugen, das aus einem Analogsignal besteht, das der digitalen Information entspricht, die begleitet wird von Anteilen des zusammengesetzten Videosignals einschließlich des Frequenz- und Phasenfehlersignals; und
einen Synchronsignalseparator (50) zum Trennen der horizontalen Synchronisationsimpulse von dem zusammengesetzten Videosignal, das von dem gleichphasigen Videodetektor erfaßt wird, wobei der digitale Signalempfänger so gestaltet ist, daß er die amplitudenmodulierten Seitenbänder der unterdrückten Trägerschwingung empfängt, welche die Form von binären Phasenzuständen haben, und der digitale Signalempfänger außerdem enthält:
einen zweiten gesteuerten Oszillatorschaltkreis (57, 56, 105, 104, 103, 52, 55) zum Erzeugen eines Takts mit einer Frequenz und Phase, die von den abgetrennten horizontalen Synchronisationsimpulsen gesteuert werden, wobei die Frequenz ein Vielfaches der Symbolrate des binären Phasenzustandsignals (PSK) ist.
einen Tuner (43) zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals in Abhängigkeit von einem ausgewählten Funkfrequenzsignal, das eine amplitudenmodulierte Videoträgerschwingung und eine unterdrückte Trägerschwingung mit binären Phasenzuständen (PSK) enthält;
einen Zwischenfrequenzverstärker (44) für das Zwischenfrequenzsignal, wobei der Zwischenfrequenzverstärker Filter und Verstärkerelemente enthält und ein verstärktes Zwischenfrequenzverstärkersignal bereitstellt;
einen ersten gesteuerten Oszillatorschaltkreis (48, 49) zur Erzeugung gleichphasiger und quadraturphasiger Zwischenfrequenzvideoträgerschwingungen mit einer Zwischenfrequenz und einer mittleren Phase, die von einem Frequenz- und Phasenfehlersignal gesteuert werden;
einen Gleichphasenvideodetektor (46), der das verstärkte Zwischenfrequenzverstärkersignal erhält, um synchron daraus ein zusammengesetztes Videosignal zu erfassen entsprechend der bereitgestellten gleichphasigen Zwischenfrequenzvideoträgerschwingung;
ein Quadraturphasendetektor (47), der das verstärkte Zwischenfrequenzverstärkersignal erhält, um dieses synchron entsprechend der bereitgestellten quadraturphasigen Zwischenfrequenzvideoträgerschwingung zu verarbeiten, um damit ein Quadraturphasenvideodetektorsignal zu erzeugen, das aus einem Analogsignal besteht, das der digitalen Information entspricht, die begleitet wird von Anteilen des zusammengesetzten Videosignals einschließlich des Frequenz- und Phasenfehlersignals; und
einen Synchronsignalseparator (50) zum Trennen der horizontalen Synchronisationsimpulse von dem zusammengesetzten Videosignal, das von dem gleichphasigen Videodetektor erfaßt wird, wobei der digitale Signalempfänger so gestaltet ist, daß er die amplitudenmodulierten Seitenbänder der unterdrückten Trägerschwingung empfängt, welche die Form von binären Phasenzuständen haben, und der digitale Signalempfänger außerdem enthält:
einen zweiten gesteuerten Oszillatorschaltkreis (57, 56, 105, 104, 103, 52, 55) zum Erzeugen eines Takts mit einer Frequenz und Phase, die von den abgetrennten horizontalen Synchronisationsimpulsen gesteuert werden, wobei die Frequenz ein Vielfaches der Symbolrate des binären Phasenzustandsignals (PSK) ist.
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JOHNS, D.A., LEWIS, D.M.: IIR filtering on sigma-delta modulated signals. In: Electronics Letters, 1991, Nr. 4, S. 307-308 * |
LAGOYANNIS, D.: A microprocessor realization of non-recursive digital filters using delta-sigma sequences. In: The Radio and Electronic Engineer, 1983, Nr. 1, S. 39-43 * |
LESLIE, T.C., SINGH, B.: An improved sigma-delta modulator architecture, in: IEEE Symposium on Circuits and Systems, 1990, S. 372-375 * |
NODA, Tsutomu, NAKAGAWA, Isao et al: A digital audio transmission system using quadrature modulation of the NTSC television carrier. In: SMPTE Journal, 1990, Oktober, S. 829-836 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1117686A (zh) | 1996-02-28 |
CN1087550C (zh) | 2002-07-10 |
GB9500125D0 (en) | 1995-03-01 |
JP2837105B2 (ja) | 1998-12-14 |
GB2285561B (en) | 1998-04-29 |
JPH07274143A (ja) | 1995-10-20 |
GB2285561A (en) | 1995-07-12 |
KR0157534B1 (ko) | 1998-11-16 |
DE19500160A1 (de) | 1995-07-20 |
KR950024602A (ko) | 1995-08-21 |
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