DE2510348A1

DE2510348A1 - Einrichtung zum dekodieren eines fernsehsignals

Info

Publication number: DE2510348A1
Application number: DE19752510348
Authority: DE
Inventors: Stanley E Guif; Ralph P Harney
Original assignee: Oak Industries Inc
Current assignee: OCI Communcations Inc
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1975-03-10
Publication date: 1975-09-18
Also published as: GB1500743A; FI750683A; FR2264448B1; DE2510348C2; BE826727A; CH575694A5; FR2264448A1; DE2711756C2; FI67284C; DE2711756A1; NL7502883A; FI67284B

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

H. KINKELDEY

DR. IMG.

2510348 W. STOCKMAlR

DR-INa-AeE ICALTECH)

K. SCHUMANN

DR REH NAT · DiPL-F=HYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

G. BEZOLD

DR RER Γ*»ΐ · DIPL-CHEM

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR RER OEC ING

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

März 1975 P 9038

Oak Industries Inc.
Crystal Lake, Illinois, USA

Einrichtung zum Dekodieren eines !Fernsehsignals

Die Erfindung bezieht sich auf Fernseh-Dekodiereinrichtungen und insbesondere auf einen einfach aufgebauten, zuverlässig arbeitenden Kabelfernsehkonverter mit einer Anordnung zum Dekodieren eines sinusförmigen, verschlüsselten Fernsehsignals.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kabelfernsehkonverters der erwähnten Art, bei dem die Dekodierungsanordnung einen in einer Regelschleife angeordneten Automat ik-Verstärkungssteuerdetektor enthält und in dem Konverter eine Verstärkereinrichtung vorhanden ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Dekodiereinrichtung der erwähnten Art, die nach der De-

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TELEFON (O8S) 22 28 62 ^- TELEX Ο5-Ο9 3SO TELEGRAMME MONAPAT

!codierung das übrigbleibende Verschlüsselungssignal zum Erzeugen eines Dekodierungssignals verwendet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Sinussignal-Verschlüsselungssystems, bei dem das dem Fernsehsignal hinzugefügte, sinusförmige Verschlüsselungssignal während zumindest eines Teils des Vertikalen Fernsehsignalintervalls unterdrückt wird.

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Dekodieren eines Fernsehsignals, das mit einem im wesentlichen frequenzkonstanten Sinussignal verschlüsselt ist und kennzeichnet sich durch folgende Bestandteile:

a) Eine HF-Verstärkerschaltung mit einem ersten Eingang für das verschlüsselte Fernsehsignal, einem zweiten Eingang für ein im wesentlichen frequenzkonstantes, unverschlüsseltes Sinussignal und einem Ausgang für das mit einem Rest des Sinussignals variierte, unverschlüsselte Fernsehsignal;

b) einen mit dem Ausgang der Verstärkerschaltung verbundenen Detektor zum Abtasten des restlichen Sinussignals und

c) einen mit dem Detektor verbundenen Verstärker zum Anheben des Pegels des abgetasteten restlichen Sinussignals, wobei der Ausgang dieses Verstärkers mit der HF-Verstärkerschaltung verbunden ist, um das unverschlüsselte Sinussignal zu erzeugen 1"

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-8 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird mit ihren v/eiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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?ig. 1 ein Blockschaltbild eines Kabelfernsehkonverters mit einer Einrichtung zum Entschlüsseln eines kodierten Signals;

Pig. 2 ein Blockschaltbild einer modifizierten Dekodiereinrichtung;

Fig. 3 eine Diagrammdarstellung bestimmter Signalformen, die in dem dargestellten und beschriebenen Kodierungs- und Dekodierungssystem verwendet werden und

Fig. 4 ein Signaldiagramm, das die Unterdrückung des Verschlüsselungssignals während eines Teils des vertikalen (Fernsehsignal-)Intervalls veranschaulicht.

Die auf eine Fernsehdekodier- oder -entschlüsseiungseinrichtung gerichtete Erfindung kann z.B. beim Gebühren- oder Abonnementfernsehen verwendet v/erden. Insbesondere wird das Fernsehsignal am Kopfende oder an der Übertragungsstation durch Hinzufügen eines Sinussignals als zusätzliche Modulation zu dem zusammengesetzten Fernsehsignal verschlüsselt. Beispielsweise y/ird ein sinusförmiges Verschlüsselungssignal mit einer Frequenz von etwa 15,75 kHz unmittelbar dem Fernsehsignal zugefügt. Das Sinussignal besitzt, wie in Figuren 3 A und 3B gezeigt ist, eine phasenstarre Beziehung zu den horizontalen Synchronisierimpulsen. Die Sinussignalmodulation bewirkt eine Unterdrückung der horizontalen Synchronisierimpulse und verstärkt das Videosignal zwischen den horizontalen Synchronisierimpulsen, da das gesamte Fernsehsignal mit der Sinussignalmodulation beaufschlagt wird, wobei das sinusförmige Verschlüsselungssignal als Amplitudenmodulation auf dem Fernseh-Tonträgers.ignal vorhanden ist. Das sinusförmige Verschlüsselungssignal kann den Pegel des Fernsehsignals um etwa 6 dB variieren. In der US-PS 3.081.376 ist eine Einrichtung zum

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Hinzufügen eines derartigen sinusförmigen Verschlüsselungssignals zu einem zusammengesetzten Fernsehsignal beschrieben. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Einrichtung zum Dekodieren oder Entschlüsseln des zusammengesetzten Fernsehsignals.

In Fig. 1 enthält ein Kabelfernsehkonverter des in der US-PS 3.333.198 dargestellten allgemeinen Typs einen Kabeleingangsanschluß 10, der mit einem ersten Mischer 12 verbunden ist. Ein variabler Oszillator 14 ist mit dem Mischer 12 verbunden, wobei das Ausgangssignal des Mischers über ein Filter 16 und einen Verstärker 18 zu einem zweiten Filter 20 gelangt. Das Filter 20 ist mit einem zweiten Mischer 22 verbunden, der einen Oscillator 24 aufweist, wobei der Ausgang des zweiten Mischers 22 an ein Filter 26 angeschlossen ist. Die insoweit beschriebenen Schaltungsbestandteile sind herkömmlich und im wesentlichen in der US-PS 3.333.198 dargestellt. Der Eingangsanschluß 10 empfängt ein breites Spektrum der Kabelkanäle, die in einer Anzahl zwischen 13 und 26 üblicherweise in Kabelfernsehsystemen verwendet werden. Der variable Oszillator I4 dient zur Steuerung des speziellen, selektierten Kanals, wobei der Oszillator 24 den selektierten Kanal in einen bestimmten.VHF-Kanal umsetzt, der normalerweise örtlich nicht als Sende.kanal verwendet wird, aber mit einem üblichen Fernsehempfänger empfangen werden kann. Sämtliche Kanäle des Kabels können daher auf einem speziellen Fernsehempfänger auf einem üblicherweise unbenutzten Kanal, z.B. Kanal "3" gezeigt werden.

Das Ausgangssignal des Filters 26 wird einem HF-Verstärker 28 zugeführt. Zwischen dem Verstärker 28 und dem Filter 26 ist eine Signalfalle 30 angeordnet, die normalerweise zum Aussieben des Bildsignals des nächst-höheren Kanals, z.B. Kanal "4" dient. Ein Dämpfungsglied 36 ist an den Verstärker

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28· angeschlossen, wobei der Ausgang des Dämpfungsgliedes 36 unmittelbar mit dem Fernsehempfänger verbunden ist. Wenn der durch den Oszillator 14 gewählte spezielle Kanal ein Nicht-Gebührenkanal' ist, also ein Kanal mit keinem überlagerten Verschlüsselungssignal, wird das Fernsehsignal sofort am Fernsehempfänger auf Kanal "3" sichtbar.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 28 durchläuft ein Filter 32 für Kanal "3", wobei das Ausgangssignal des Filters 32 zu einem zweiten HF-Verstärker 34 führt. Eine automatische Frequenzsteuerung (AFC = Automatic Frequency Control) ist mit Hilfe eines AFC-Diskriminators 38 vorgesehen, der an den Ausgang des Verstärkers 34 angeschlossen ist und über die Leitung 40 zurück zu dem variablen Oszillator 14 führt.

Der Dekodierteil der Schaltung enthält ein Tonträgerfilter 42 für Kanal "3", das an den Ausgang des Verstärkers 34 angeschlossen ist, v/obei der Ausgang des. Filters 42 mit einem HF-Verstärker 44 verbunden ist. Ein zweites Tonträgerfilter 46 für Kanal "3" ist an den Verstärker 44 angeschlossen, während der Ausgang des Filters 46 mit einem Detektor 48 für die Automatik-Verstärkungssteuerung (AGC = Automatic Gain Control) verbunden ist. Ein 15,75 kHz-Filter 50 ist (im betrachteten Beispielsfalle) zwischen dem AGC-Detektor 48 und einem AGC-Verstärker 52 angeordnet.

Unter der Annahme, daß der Oszillator 14 auf den Gebührenkanal eingestellt ist, ist im Betrieb das von dem angelegten Sinussignal amplitudenvariierte (-modulierte) Fernsehsignal am Eingang des Verstärkers 28 vorhanden. Die Filter 42 und 46 gewährleisten, daß nur die Tonträgerfrequenz und die zugehörigen Seitenbänder am Eingang des AGC-Detektors 48 vorhanden sind. Da das Verschlüsselungssignal als Amplitudenmodulation auf dem Tonträger vorhanden ist, ist

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das Verschlüsselungssignal am Ausgang des Detektors 48 vorhanden. Ebenso vorhanden ist ein Gleichspannungspegel, der von dem Signal-Eingangspegel abhängig ist. Das Ausgangssignal des Detektors 48 wird über das Filter 50 und den Verstärker 52 als Verstärkungssteuersignal dem Verstärker 28 zugeführt. Dieses Verstärkungssteuersignal ist in G-egenphase zu Änderungen des Tonträger-Ausgangssignalpegels des Verstärkers 28. Änderungen im. Tonträger-Ausgangs signalpe gel des Verstärkers 28 werden daher um einen Faktor verringert, der gleich der Schleifenverstärkung zwischen dem Ausgang des Verstärkers 28 und dem Verstärkungssteuereingang des Verstärkers 28 ist. Das Tonträgerausgangssignal des Verstärkers 28 enthält deshalb nur ein kleines restliches Verschlüsselungssignal. Das Videoausgangssignal des Verstärkers 28 wird gleichzeitig durch den Verstärkungssteuersignaleingang entschlüsselt und enthält in gleicher 7/eise nur einen kleinen restlichen Verschlüsselungssignalbestandteil. Obwohl sogar ein Rest des Verschlüsselungssignals im endgültigen Fernsehsignal verbleibt, weil der Pegel niedrig und konstant ist, gibt es praktisch keine bemerkbare Verzerrung.

In Fig. 2 ist das gleiche Dekodierprinzip ohne einen herkömmlichen Kabelfernsehkonverter dargestellt. In diesem Beispielsfalle verbinden einpolige Schalter 54 und 56 den Kabeleingang entweder unmittelbar über die leitung 57 mit dem Empfänger oder mit der beschriebenen Dekodiereinrichtung. Die Dekodiereinrichtung kann ein Bandpassfilter aufweisen, das für den als Gebührenkanal gewählten speziellen Kanal durchlässig ist. Der Ausgang des Filters 58 ist mit einem Verstärker 60 und dann mit einem zweiten Filter 62 verbunden. Ein Mischer 64 ist mit einem ersten Eingang an das Filter 62 und mit einem zweiten Eingang an den Oszillator 66 angeschlossen. Wenn z.B. der Gebührenkanal ein Buchstabenkanal ist, z.B. Kanal "C", wird der Oscillator

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66 derart eingestellt, daß der Ausgang des Mischers 64 ein normalerweise unbenutzter Kanal des Fernsehgerätes ist, z.B. Kanal "3", wie vorstehend erläutert ist. Wie in diesem Zusammenhang ohne weiteres ersichtlich ist, ist die Erfindung nicht auf Kanal "3" beschränkt, doch ist dieser ein üblicherweise benutzter Kabelfernseh-Ausgangskanal. Der Ausgang des Mischers 64 führt zu einem Filter 68. Das Filter 68 ist mit einem HF-Verstärker 28 verbunden, wobei die restlichen Teile der Dekodierschaltung· mit den entsprechenden Teilen von Fig. 1 identisch sind.

Im Betrieb ist die Schaltung nach Fig. 2 in ihrer Funktion hinsichtlich der Dekodierung des sinusförmigen,verschlüsselten Fernsehsignals identisch mit der Schaltung nach Fig. Der Hauptunterschied besteht darin, daß dort keine Umsetzung sämtlicher Kabelkanäle in einen speziellen, selektierten und normalerweise unbenutzten Kanal des Empfängers erfolgt. Es wird daher nur der G-ebührenkanal in den bezeichneten Kanal umgesetzt, wobei die restlichen Kanäle des Kabels unmittelbar zu dem Empfänger führen.

In Fig. 3 sind das sinusförmige Verschlüsselungssignal im oberen Teil der Figur und die horizontalen Synchronisierimpulse des Fernsehsignals unmittelbar darunter kenntlich gemacht. Das sinusförmige Verschlüsselungssignal besitzt die gleiche Frequenz wie die horizontalen Synchronisierimpulse des Fernsehsignals und weist die spezielle, in Fig. 3 dargestellte Phasenbeziehung auf. Die beschriebene Verschlüsselung führt zu einer Unterdrückung der horizontalen Synchronisierimpulse und zu einer Verstärkung des Videosignals, was eine gewisse Neigung zum Verlust der genauen horizontalen Synchronisierimpulse im Fernsehgerät verursacht.

Wie vorstehend erwähnt, ist in dem von der Dekodierein-

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richtung erzeugten Ausgangsfernsehsignal., ein restliches Verschlüsselungssignal enthalten. Versuche haben gezeigt, daß etwa 5 i° restliches Verschlüsselungssignal den Betrieb der horizontalen Synchronisierschaltung eines Fernsehempfängers nicht stören. Ein derartiges restliches Verschlüsselungssignal verursacht jedoch eine geringe Verdunkelung des Videosignals in der Mitte zwischen den horizontalen Synchronisierimpulsen.

Das restliche Verschlüsselungssignal kann jedoch den Betrieb der Vertikalsynchronisierung des Fernsehgerätes und die Automatik-Verstärkungssteuerschaltungen stören. Während eines Teils des vertikalen Intervalls treten Synchronisierimpulse mit der doppelten Frequenz der normalen HorizontaV synchronisierfrequenz auf. Dies findet während des Ausgleichsimpulsintervalls und während des Sägezahn-(Vertikalsynchronisier-) impulsintervalls statt. Die Wirkung des restlichen Verschlüsselungssignals auf das vertikale Intervall besteht in der Erzeugung eines höheren Spitzenpegels als zu irgendeinem Zeitpunkt während eines Fernsehbildrahmens. Da sowohl die Synchronisier- als auch die Automatik-Verstärkungssteuerschaltungen eines Fernsehgerätes von den Spitzensignalpegeln betrieben werden, kann diese Änderung des Spitzenpegels während eines kleinen Teils des Bildrahmens die Synchronisier- und Automatik-Verstärkungssteuerschaltungen durcheinander bringen. Die Wirkung des restlichen Verschlüsselungssignals kann an dem kopfseitigen Verschlüssler dadurch beseitigt werden, daß das Verschlüsselungssignal während zumindest des in Fig. 3C dargestellten Neunerzeilenintervalls unterdrückt wird.

Fig. 4 zeigt die Einhüllende des Verschlüsselungssignals, das während eines Teils des vertikalen Intervalls in geeigneter Weise unterdrückt wurde. Zu beachten ist, daß

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die Unterdrückung stufenweise angelegt und stufenv/eise entfernt wird und nur für einen Teil des vertikalen Intervalls vorgesehen ist, obwohl bei einigen Anwendungsformen eine Unterdrückung während der gesamten Periode vorgesehen werden kann. In bevorzugter Weise erfolgt die Unterdrückung nur für denjenigen Teil des vertikalen Intervalls, in dem die Ausgleichsimpulse· und vertikalen Synchronisierimpulse übertragen werden.

Die Erfindung ist weder auf eine spezielle Frequenz noch auf eine Einrichtung zum Anlegen eines Sinussignals beschränkt. In bevorzugter Weise wird das Verschlüsselungssignal dem zusammengesetzten Fernsehsignal in der zentralen Fernsehstation hinzugefügt, wenn das Signal auf das Kabel übertragen wird.

Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt und erläutert ist, versteht es sich, daß der Erfindungsgedanke durch zahlreiche Ausführungsformen in abgewandelter oder geänderter Weise konkretisiert v/erden kann.

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zum Dekodieren eines Fernsehsignals, das mit einem im wesentlichen frequenzkonstanten Sinussignal verschlüsselt ist, gekennz eichnet durch folgende Bestandteile:

a) Eine HP-Verstärkerschaltung (28,32,34) mit einem ersten Eingang für das verschlüsselte Fernsehsignal, einem zweiten Eingang für ein im wesentlichen frequenzkonstantes, unverschlüsseltes Sinussignal und einem Ausgang für das mit einem Rest des Sinussignals variierte, unverschlüsselte Fernsehsignal;

b) einen mit dem Ausgang der Verstärkerschaltung (28, 32,34) verbundenen Detektor (48) zum Jlbtasten des restlichen Sinussignals und

c) einen mit dem Detektor (48) verbundenen Verstärker (52) zum Anheben des Pegels des abgetasteten restlichen Sinussignals, wobei der Ausgang dieses Verstärkers (52) mit der HF-Verstärkerschaltung (28, 32,34) verbunden ist, um das unverschlüsselte Sinussignal zu erzeugen.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die HF-Verstärkerschaltung (28, 32,34) zwei getrennte HF-Verstärker (28,34) enthält, die durch ein zum Aussieben sämtlicher Fernsehkanäle bis auf einen Fernsehkanal ausgebildetes Bandpaßfilter (32) getrennt sind.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine einkanalige Tonträgerfilteranordnung (42,44,46), die zwischen dem Detektor (48) und dem Ausgang der HF-Verstärkerschaltung (28,32,34) angeordnet ist.

4. .Einrichtung nach Anspruch 3». dadurch gekennzeichnet , daß die Tonträgerfilteranordnung (42,44,46) zwei verschiedene, durch einen "Verstärker (44) getrennte Tonträgerfilter (42,46) enthält.

5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Konverterausgangssignal durch das Ausgangssignal der HF-Verstärker schaltung (28,32,34) gebildet ist.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung der Einrichtung in einem Kabelfernsehkonverter mit einem vielkanaligen Eingang und einem einkanaligen Ausgang.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (42,48) ein Einkanaltonträgerfilter (42) aufweist, das an den Ausgang der HF-Verstärker schaltung (44) angeschlossen ist.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Verstärkerschaltung (28,32,34) zwei HF-Verstärker (28,34) enthält, die durch ein Einkanalfilter (32) getrennt sind.

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Verschlüsselungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß das Fernsehsignal dadurch verschlüsselt wird, daß es mit einem Sinussignal amplitudenmoduliert wird und daß das sinusförmige Verschlüsselungssignal während wenigstens eines Teils des vertikalen Intervalls des Fernsehsignals unterdrückt wird.

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Al

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