DE958122C

DE958122C - Television relay system in which television signals are transmitted to a number of receivers via a common cable

Info

Publication number: DE958122C
Application number: DE1954P0011896
Authority: DE
Inventors: Dennis Quintrell Fuller
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1953-05-05
Filing date: 1954-05-06
Publication date: 1957-02-14
Also published as: BE529548A; NL97179C; CH329954A; FR1102715A; GB759023A

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957ISSUED FEBRUARY 14, 1957

Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehrelais-Systeme, bei denen Fernsehsignale über ein gemeinsames Kabel auf eine Anzahl Empfänger übertragen werden.The invention relates to television relay systems in which television signals via a common Cable can be transmitted to a number of receivers.

Aufgabe der Erfindung ist, ein System zu schaffen, welches die frequenzabhängig unterschiedliche Dämpfung des Kabels, über das das Signal übertragen wird, ausgleicht, wodurch ein empfangenes Signal im wesentlichen gleiche Amplituden für alle Frequenzanteile innerhalb des Modulationsbandes besitzt. The object of the invention is to create a system which is different depending on the frequency Attenuation of the cable over which the signal is transmitted, compensates for a received Signal has essentially the same amplitudes for all frequency components within the modulation band.

Es ist bereits ein Fernsehsystem bekannt, bei dem die Signale zweier voneinander verschiedener Fernsehprogramme je in Form einer Einseitenbandsendung ausgestrahlt oder verteilt werden, und zwar derart, daß das eine Programm mit dem oberen Seitenband und das andere mit dem unteren Seitenband der jeweils zugehörigen Trägerfrequenz übertragen wird und sich diese beiden Seitenbänder gegenseitig überlappen. Die Zeilen- und Bildabtastfrequenzen der beiden Sendungen sind dabei synchronisiert, und die Differenz zwischen den Trägerfrequenzen wird etwas größer gemacht als die höchste zu übertragende Modulationsfrequenz und gleichgemacht einem hohen ungeraden Viel- «5 fachen der halben Zeilenabtastfrequenz oder einem solchen ungeraden Vielfachen plus oder minus der halben Bildabtastfrequenz.A television system is already known in which the signals from two television programs which are different from each other each broadcast or distributed in the form of a single sideband, namely so that one program with the upper sideband and the other with the lower sideband the respective associated carrier frequency is transmitted and these two sidebands overlap each other. The line and image scanning frequencies of the two programs are included synchronized, and the difference between the carrier frequencies is made slightly larger than the highest modulation frequency to be transmitted and made equal to a high odd multiple- «5 times half the line scanning frequency or such an odd multiple plus or minus the half the frame rate.

Die Erfindung besteht demgegenüber aus einem Fernsehrelais-System, bei dem die an die Empfänger über ein Kabel zu übertragenden Bildsignale eines einzigen Fernsehprogramms mit etwa gleichen Amplituden derart auf zwei getrennte Trägerfrequenzen moduliert werden, daß bei den modulierten Signalen zwischen den Horizontal- und Vertikalsynchronimpulsen Gleichlauf herrscht und die niedrigere Trägerfrequenz mit dem oberen ίο Seitenband und die höhere Trägerfrequenz mit dem niedrigen Seitenband übertragen wird; hierbei unterscheiden sich die beiden Trägerfrequenzen durch eine Differenzfrequenz, die höher als die höchste zu übertragende Modulationsfrequenz ist, aber nur so hoch, daß wesentliche Teile der beiden gesendeten Seitenbänder das gleiche Frequenzband einnehmen. Die beiden Trägerfrequenzen sind vorzugsweise so gewählt, daß sie sich durch eineDifferenzfrequenz unterscheiden, welche gleich einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz oder gleich einem ungeraden Vielfachen der letzteren plus oder minus der halben Bildabtastfrequenz ist. Mit einer solchen Anordnung, vorausgesetzt, daß die Zeilen- und Bildfrequenzen, die auf jedem'Träger gesendet werden, synchronisiert sind, üben die Frequenzen, welche durch Interferenz zwischen den beiden gesendeten Seitenbändern auftreten, einen vernachlässigbaren Effekt auf ein empfangenes Fernsehbild aus, sogar wenn die Amplituden des Interferenzsignals und des Bildsignals nahezu gleich sind.The invention consists of a television relay system, in which the to the recipient Image signals of a single television program with approximately the same to be transmitted via a cable Amplitudes are modulated on two separate carrier frequencies in such a way that the modulated Signals between the horizontal and vertical sync pulses synchronism prevails and the lower carrier frequency with the upper ίο sideband and the higher carrier frequency with the low sideband is transmitted; here the two carrier frequencies differ by a difference frequency that is higher than the highest modulation frequency to be transmitted, but only so high that substantial parts of the two sidebands transmitted have the same frequency band take in. The two carrier frequencies are preferably chosen so that they differ through a difference frequency distinguish which are equal to an odd multiple of half the line scanning frequency or equal to an odd multiple of the latter plus or minus half the frame rate is. With such an arrangement, provided that the line and frame rates applied to are sent to each carrier, are synchronized, practice the frequencies that occur due to interference between the two transmitted sidebands, has a negligible effect on a received television picture, even if the Amplitudes of the interference signal and the image signal are almost the same.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird eine Ausführungsform nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigtFor a better understanding of the invention, an embodiment will now be referred to described on the drawings. It shows

Fig. ι a und ib die frequenzmäßig unterschiedliche Dämpfung eines Einseitenbandfernsehsignals, welches auf einem typischen Relaiskabel übertragen wird,Fig. Ι a and ib the frequency-wise different Attenuation of a single sideband television signal carried on a typical relay cable will,

Fig. 2 graphisch dargestellt die Art des Signals, welches gemäß der Erfindung übertragen wird,Fig. 2 graphically shows the type of signal which is transmitted according to the invention,

Fig. 3 die unterschiedliche Dämpfung der übertragenen Signale,3 shows the different attenuation of the transmitted signals,

Fig. 4 die Charakteristik eines Filters im Empfänger, 4 shows the characteristics of a filter in the receiver,

Fig. 5 die graphische Darstellung der Ausgangsspannung des Bilddetektors,5 shows the graphic representation of the output voltage of the image detector,

Fig. 6 ein Blockdiagramm des Senders, Fig. 7 ein Blockdiagramm des Empfängers. Bei einem Fernsehdrahtrelais-System ist es vorteilhaft, eine Einseitenbandübertragung durchzuführen, jedoch hat dies den besonderen Nachteil, daß infolge der verhältnismäßig niedrigen benutzten Trägerfrequenzen eine sehr unterschiedliche Dämpfung der Seitenbandfrequenzen auftritt, die unerwünschte Effekte auf das empfangene Bild verursacht oder die es andererseits erforderlich macht, eine spezielle Vorrichtung zur Frequenzkompensation entlang des Verteilerkabels ,vorzusehen. Diese Wirkung ist aus Fig. 1 a und lh zu ersehen, welche ein oberes Seitenbandfernsehsignal eines Trägers C von 4 MHz darstellen und die unterschiedliche Dämpfung eines solchen Signals, wie sie durch 2000 m eines typischen Relaiskabels verursacht wird.Fig. 6 is a block diagram of the transmitter; Fig. 7 is a block diagram of the receiver. In a television wire relay system it is advantageous to carry out a single sideband transmission, but this has the particular disadvantage that, as a result of the relatively low carrier frequencies used, very different attenuation of the sideband frequencies occurs, which causes undesirable effects on the received image or which on the other hand makes it necessary to to provide a special device for frequency compensation along the distribution cable. This effect can be seen in FIGS. 1a and 1h, which illustrate an upper sideband television signal of a carrier C of 4 MHz and the different attenuation of such a signal as caused by 2000 m of a typical relay cable.

Um diese unterschiedliche Dämpfung zu eliminieren, werden gemäß der Erfindung zwei unterschiedliche Trägerfrequenzen benutzt, die sich durch eine Differenzfrequenz unterscheiden, welche etwas höher liegt als die höchste Modulationsfrequenz und welche gleich einem ungeraden Vielfachen der halben Zeilenabtastfrequenz oder einem ungeraden Vielfachen der letzteren plus oder minus der halben Bildabtastfrequenz ist, und die mit dem oberen bzw. unteren Seitenband übertragen werden. Solch eine Anordnung ist graphisch in Fig. 2 dargestellt, wo C₁ und C₂ die beiden Trägerfrequenzen mit Seitenbandüberlappung sind. In diesem Falle besitzen die beiden Trägerfrequenzen einen Frequenzab.'itand von 3,25 MHz, jedoch ist es verständlich, daß diese Darstellung nur als Beispiel gewählt ist. Beide Träger sind mit dem gleichen Fernsehbildsignal von etwa gleicher Amplitude moduliert, und zwar so, daß die Zeilen- und Bildsignale synchron laufen.In order to eliminate this different attenuation, two different carrier frequencies are used according to the invention, which differ by a difference frequency which is slightly higher than the highest modulation frequency and which is equal to an odd multiple of half the line scanning frequency or an odd multiple of the latter plus or minus half the image sampling frequency, and which are transmitted with the upper and lower sidebands. Such an arrangement is shown graphically in Figure 2, where C ₁ and C _{2 are} the two carrier frequencies with sideband overlap. In this case the two carrier frequencies have a frequency deviation of 3.25 MHz, but it is understandable that this representation is chosen only as an example. Both carriers are modulated with the same television picture signal of approximately the same amplitude in such a way that the line and picture signals run synchronously.

Eine Ausführungsform eines Senders gemäß der Erfindung, bei der zwei Trägerfrequenzen erzeugt werden, die einen Frequenzabstand von 3,25 MHz aufweisen, wie oben beschrieben ist, ist in Fig. 6 gezeigt. In dieser Figur wird das" Bildsignal einer Bildspaltstufe 1 zugeführt, deren Ausgangsspannung einem Modulator 2, einem Modulator 3 und einer Synchronimpulstrennstufe 4 zugeführt wird. Ein Oszillator 5, der eine Trägerfrequenz C₁ von 4 MHz erzeugt, speist den Modulator 2 und ebenso eine Mischstufe 6. Die Horizon alsynchronimpulse, die von der Trennstufe 4 ankommen, werden durch einen Frequenzvervielfacher 7 und ein Filter 8 geschickt, um eine Frequenz von 3,25 MHz entsprechend dem nächsten ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz zu erzeugen. Diese Frequenz wird der Mischvorrichtung 6 zugeführt, wo sie mit der Frequenz von 4 MHz aus dem Oszillator gemischt wird, um eine Trägerfrequenz C₂ von 7,25 MHz zu erzeugen, die schließlich dem Modulator 3 zugeführt wird. Die Ausgangssignale· aus den Modulatoren 2 und 3 werden einem kombinierenden Filter q zugeführt, dessen Ausgang über einen. Verstärker 10 mit dem Übertragungskabel des Relaissystems verbunden ist. -Wie vorher erwähnt, wird nur das obere Seitenband des auf 4 MHz arbeitenden Trägers C₁ und nur das untere Seitenband des auf 7,25 MHz arbeitenden Trägers C₂ gesendet, und diese beide erzeugen somit ein zusammengesetztes gesendetes Signal in der Form, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.An embodiment of a transmitter according to the invention, in which two carrier frequencies are generated which have a frequency separation of 3.25 MHz, as described above, is shown in FIG. In this figure, the "image signal" is fed to an image splitter stage 1, the output voltage of which is fed to a modulator 2, a modulator 3 and a synchronous pulse separator stage 4. An oscillator 5, which _{generates a carrier frequency C 1} of 4 MHz, feeds the modulator 2 and also a mixer stage 6. The Horizon synchronous pulses arriving from the separating stage 4 are sent through a frequency multiplier 7 and a filter 8 in order to generate a frequency of 3.25 MHz corresponding to the nearest odd multiple of half the line frequency where it is mixed at the frequency of 4 MHz from the oscillator to produce a carrier frequency C ₂ of 7.25 MHz which is ultimately fed to the modulator 3. The output signals from the modulators 2 and 3 are passed to a combining filter q , the output of which is connected to the transmission cable of the relay system via an amplifier 10. -As mentioned previously only the upper sideband of carrier C ₁ operating at 4 MHz and only the lower sideband of carrier C ₂ operating at 7.25 MHz are transmitted, and these two thus produce a composite transmitted signal of the form shown in FIG .

Wenn die Trägerwellen durch das Kabel laufen, verursacht die von der Frequenz abhängige Dämpfung, daß die Seitenbänder selektiv geschwächt werden, wie in Fig. 3" gezeigt ist, wobei der Nei- iao gungsgrad von der Länge des verwendeten Kabels abhängt. Es ist zu bemerken, daß bei dem Träger C₁ die hohen Seitenbandfrequenzen am stärksten gedämpft werden, während bei dem Träger C₂ das gleiche für die niedrigen Seitenbandfrequenzen zutrifft. As the carrier waves travel through the cable, the frequency dependent attenuation causes the sidebands to be selectively attenuated as shown in FIG. 3 ", the degree of inclination depending on the length of the cable used. Note that in the case of the carrier C ₁ the high sideband frequencies are attenuated the most, while in the case of the carrier C ₂ the same applies to the low sideband frequencies.

An einem beliebigen Punkt des Kabels kann die Sendung einer Empfähgereinheit zugeführt werden, die mit einer an beiden Seiten gleichmäßig abfallenden Durchlaßkennlinie arbeitet, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, und die damit geeignet ist, beide Sendungen ohne wesentliche Störung zu empfangen. Der Empfänger behandelt das Signal als eine einzige Sendung und verwendet nur einen Signalverstärkerkanal,
ίο Eine Form eines Empfängers gemäß der Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt, in der das Bildsignal, welches vom Relaiskabel ankommt, durch einen Verstärker 11 läuft und durch einen einzigen additiven Detektor 12 gleichgerichtet wird, der die beiden Bildfrequenzkomponenten addiert. Dieser Detektorkreis kann z, B. ein Spannungsverdopplerkreis oder eine Brückenanordnung sein. SeineAusgangsspannung wird einer Bildverstärkerstufe 13 zugeführt und dazu verwendet, den Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre 14 zu modulieren. Da die selektiveDämpfung einmal umgekehrt wird, sind die Bildspektren der beiden Trägerwellen derart, wie in Fig. 5 gezeigt, und es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Summe der Ausgangsspannungen eine flache Frequenzkurve ergibt, die gleiche Amplituden der Bildkomponenten innerhalb der Bildbandbreite hat. Diese Kurve ist mit gestrichelten Linien in Fig. 5 angedeutet. Wo immer die ausgewählte Dämpfung im wesentlichen linear verläuft, wie gezeigt ist, wird die Kompensation, die durch die beiden Trägerfrequenzen gegeben ist, wirksam, unabhängig von der Länge des betroffenen Kabels; und damit kann ein solches Kabel bei Benutzung in einem System gemäß der Erfindung als im wesentliehen frei von selektiver Dämpfung an allen Punkten betrachtet werden. Vorzugsweise erhält der Bildverstärker eine solche Durchlaßkurve, daß die Differenzfrequenz zwischen den Trägern aus deren Bereich herausfällt; dies ist ebenfalls Gegenstand der Verbesserung, welche durch das besondere, oben geschilderte Verhältnis zwischen den beiden Trägern und den Abtastfrequenzen herbeigeführt ist. Während eine besondere Ausführung beschrieben ist, ergibt sich von selbst, daß verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.At any point on the cable, the transmission can be fed to a receiver unit which operates with a transmission characteristic curve that drops evenly on both sides, as shown in FIG. 4, and which is therefore suitable for receiving both transmissions without significant interference. The receiver treats the signal as a single transmission and uses only one signal amplifier channel,
One form of receiver according to the invention is shown in Fig. 7 in which the image signal arriving from the relay cable passes through an amplifier 11 and is rectified by a single additive detector 12 which adds the two image frequency components. This detector circuit can be, for example, a voltage doubler circuit or a bridge arrangement. Its output voltage is fed to an image intensifier stage 13 and used to modulate the electron beam of a cathode ray tube 14. Since the selective attenuation is reversed once, the image spectra of the two carrier waves are as shown in Fig. 5, and it is readily apparent that the sum of the output voltages gives a flat frequency curve having the same amplitudes of the image components within the image bandwidth. This curve is indicated by dashed lines in FIG. 5. Wherever the selected attenuation is substantially linear, as shown, the compensation provided by the two carrier frequencies will be effective regardless of the length of the cable involved; and thus such a cable, when used in a system according to the invention, can be considered to be essentially free of selective attenuation at all points. The image intensifier preferably has a transmission curve such that the frequency difference between the carriers falls outside their range; this is also the subject of the improvement brought about by the special, above-described relationship between the two carriers and the sampling frequencies. While a particular embodiment has been described, it will be understood that various changes can be made without departing from the spirit of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Television relay system in which television signals are sent to a number of receivers via a common network Cable are transmitted, characterized in that the to the receivers too transmitted image signals of a single television program with approximately the same amplitudes be modulated on two separate carrier frequencies so that the modulated signals for the horizontal and vertical sync pulses there is synchronism and only the upper one Sideband of the low carrier frequency and the lower sideband of the upper carrier frequency is transmitted, the two carrier frequencies at a frequency spacing from one another that is greater than the highest modulation frequency to be transmitted, but only so large that practically the two transmitted sidebands occupy the same frequency band.

2. System according to claim 1, characterized in that the difference frequency between the two carrier frequencies is chosen so that signals caused by interference between the both transmitted sidebands are generated, a negligible one on the received television picture Have an effect.

3. System according to claim 2, characterized in that the two carrier frequencies are mutually exclusive differ by a difference frequency that is equal to an odd multiple of half Is the line scan frequency of a television system.

4. System according to claim 2, characterized in that the two carrier frequencies are mutually exclusive differ by a difference frequency that is equal to an odd multiple of half Line scan rate is plus or minus half the television system frame rate.

5. Transmitter for distributing television signals over a cable to a number of receivers, thereby characterized in that two carrier frequencies are generated which are divided by a difference frequency distinguish which one is greater than the highest modulation frequency that is transmitted is to be, the carrier frequencies are chosen so that the interference the same resulting signals have a negligible effect on a received television picture and further characterized in that image signals of a single television program with essentially the same amplitude on the first and second carrier frequency with mutually synchronous horizontal and vertical sync pulses are modulated, and finally characterized by that the upper sideband of the low carrier frequency and the lower sideband of the upper. Carrier frequency are fed to a combining filter, which is the transmission cable feeds, with practically the two transmitted sidebands the same frequency band take in.

6. Transmitter according to claim 5, characterized in that the second carrier frequency in a mixing circuit is generated to which the first carrier frequency and a frequency are supplied derived from the line frequency contained in the television signal.

7. Transmitter according to claim 6, characterized in that the contained in the television signal Line scanning frequency generated frequency to be derived in a frequency multiplier stage which is fed by the horizontal sync pulses, which from a sync pulse separator are derived, and characterized in that the output voltage of the multiplier to the mixer circuit a filter is supplied.

8. Receiver for television signals from a transmitter according to claim 5 via a cable were transmitted on two separate carrier frequencies, characterized by the use a single amplifier channel including an additive detector for rectification of the image signals which originate from each of the two carrier frequencies and which are in the Detector are added and by an image intensifier fed by the additive detector and a cathode ray tube controlled by the image intensifier.

9. Receiver according to claim 8, characterized in that that the additive detector is preceded by an amplifier which has a residual sideband pass characteristic curve which drops evenly on both sides with Nyquist flanks.

10. Receiver according to claim 8 or 9, characterized in that the image intensifier has a transmission characteristic that represents the difference frequency suppressed between the carriers.

Considered publications:
British Patent No. 675,887.

Please refer to the sheet of drawings