FR2666471A1

FR2666471A1 - Precision system for offset control for television networks

Info

Publication number: FR2666471A1
Application number: FR9010927A
Authority: FR
Inventors: Remy Joel; Veyres Camille; Foucault Marc
Original assignee: ERFATEC; Etat Francais
Current assignee: ERFATEC; Etat Francais
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-03-06
Anticipated expiration: 2010-08-31
Also published as: FR2666471B1

Abstract

The invention relates to a system for controlling the carrier frequencies of a number of television channels, radio based or on a cabled network, including modulators (3) with programmable synthesised local oscillator (4), controlled by a central control member (10) which measures the frequencies of the various carriers and performs the offsets necessary for suppressing fringing due to interference between channels or by external interfering frequencies. The invention applies especially to meshed radio networks and to cabled networks.

Description

SYSTEME DE CONTROLE DE DECALAGE DE PRECISION POUR RESEAUX
DE TELEVISION.PRECISION OFFSET CONTROL SYSTEM FOR NETWORKS
OF TV.

L'invention concerne un système de contrôle de décalage de précision pour réseaux de télévision.The invention relates to a precision offset control system for television networks.

D'une façon générale, on sait que la coexistence d'un grand nombre de canaux de télévision, que ce soit en propagation hertzienne ou sur un câble, n'est pas sans provoquer un certain nombre d'inconvénients dus aux brouillages entre les différentes porteuses.In general, we know that the coexistence of a large number of television channels, whether in radio propagation or on a cable, is not without causing a certain number of drawbacks due to interference between the different carriers.

Le cas le plus courant et aussi le plus gênant est celui du brouillage entre deux canaux adjacents de rang N et N1.The most common and also the most annoying case is that of interference between two adjacent channels of rank N and N1.

Soit donc un canal brouillé de rang N et un canal brouilleur de rang N-l, distant dans le domaine fréquence de 8 MHz.Let therefore be an interfered channel of rank N and an interfering channel of rank N-1, distant in the frequency domain of 8 MHz.

La porteuse son du canal brouilleur, qui se trouve à 6,5 MHz au-dessus de sa porteuse image, est donc à
8 - 6,5 = 1,5 MHz de la porteuse image du canal brouillé.The sound carrier of the interfering channel, which is 6.5 MHz above its image carrier, is therefore
8 - 6.5 = 1.5 MHz from the image carrier of the scrambled channel.

L'effet de ce signal parasite, qui est incomplètement éliminé par la sélectivité d'un récepteur, se traduit sur ce récepteur par un phénomène dit de moirage, ctest-à- dire par l'apparition de bandes verticales superposées à l'image et faisant songer à l'aspect d'une moire dont les reflets en forme de bandes sont dus au tissage.The effect of this parasitic signal, which is incompletely eliminated by the selectivity of a receiver, is reflected on this receiver by a phenomenon called moiré, that is to say by the appearance of vertical bands superimposed on the image and reminiscent of the appearance of a moire whose striped reflections are due to weaving.

Cet effet est bien connu et est décrit par Louis GOUSSOT dans son ouvrage "LA TELEVISION MONOCHROME ET EN COULEUR" aux éditions EYROLLES, chapitre 8.6.This effect is well known and is described by Louis GOUSSOT in his work "LA TELEVISION MONOCHROME ET EN COULEUR" in EYROLLES editions, chapter 8.6.

Indépendamment de l'amélioration de la sélectivité des téléviseurs qui touche un énorme parc installé, il existe une solution au niveau du plan de fréquence du réseau. I1 s'agit de la technique des décalages de précision ou offsets de précision qui affectent les porteuses des canaux brouilleurs et brouillés et permettent une atténuation significative de l'effet subjectif du brouillage.Regardless of the improvement in the selectivity of televisions which affects a huge installed base, there is a solution at the level of the network frequency plan. It is the technique of precision offsets or precision offsets which affect the carriers of the interfering and scrambled channels and allow a significant attenuation of the subjective effect of the scrambling.

Les techniques de décalage de précision sont bien connues et largement décrites dans l'ouvrage cité plus haut.Precision shifting techniques are well known and widely described in the work cited above.

La conséquence pratique de la mise en oeuvre de cette technique est la nécessité de caler l'ensemble des fréquences avec une extrême précision et de maintenir cette précision dans le temps.The practical consequence of the implementation of this technique is the need to calibrate all of the frequencies with extreme precision and to maintain this precision over time.

En effet, les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la précision des décalages est de l'ordre de + 1 Hz, ce qui représente sur une porteuse de 1.000 MHz une précision de 10-9. Indeed, the best results are obtained when the precision of the shifts is of the order of + 1 Hz, which represents on a carrier of 1,000 MHz a precision of 10-9.

La solution généralement retenue consiste à utiliser pour générer les différentes porteuses, des synthétiseurs de fréquence asservis sur un signal de référence très stable.The generally accepted solution consists in using, to generate the different carriers, frequency synthesizers slaved to a very stable reference signal.

Ces synthétiseurs doivent en plus présenter une très haute pureté spectrale pour ne pas détériorer le rapport signal sur bruit et sont, de ce fait, difficiles à réaliser et onéreux.These synthesizers must in addition have a very high spectral purity so as not to deteriorate the signal to noise ratio and are, therefore, difficult to produce and expensive.

Le but de la présente invention est précisément d'éviter le recours à ces synthétiseurs contraignants grâce à l'utilisation d'un système de contrôle central qui gère l'ensemble des canaux et simplifie grandement la réalisation d'un réseau.The purpose of the present invention is precisely to avoid the use of these binding synthesizers through the use of a central control system which manages all the channels and greatly simplifies the creation of a network.

Le principe de fonctionnement suivant l'invention, dans sa généralité, consiste à mettre en oeuvre un organe de contrôle central dont la fonction est de mesurer sur chaque canal brouillé la fréquence du signal brouilleur et d'en tirer par un traitement informatique approprié le décalage nécessaire à l'élimination du moirage gênant.The operating principle according to the invention, in general, consists in implementing a central control member whose function is to measure the frequency of the interfering signal on each scrambled channel and to derive therefrom by appropriate computer processing necessary for the removal of annoying moiré.

Ce décalage est réalisé par la programmation d'un synthétiseur de fréquence simple, apte à se décaler de la valeur nécessaire, et fournissant la fréquence de transposition dans le canal soit du brouilleur, soit du brouillé.This offset is achieved by programming a simple frequency synthesizer, capable of shifting the required value, and providing the transposition frequency in the channel either of the scrambler or of the scrambled.

L'intérêt de ce système réside dans le fait que l'organe de contrôle est unique et peut contrôler l'ensemble des canaux en imposant les décalages nécessaires, ce qui ne demande qu'un synthétiseur par canal brouillé.The advantage of this system lies in the fact that the control member is unique and can control all of the channels by imposing the necessary offsets, which requires only one synthesizer per scrambled channel.

Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une représentation schématique
d'un système de contrôle et de décalage selon
l'invention adapté à une distribution sur
réseau câblé
La figure 2 est le schéma d'un mode de réalisa
tion du système selon 1 invention, adapté au
cas du brouillage entre deux canaux adjacents
La figure 3 est une représentation schématique
d'un système selon l'invention permettant de
résoudre les problèmes de brouillage entre deux
canaux respectivement transmis par un câble et
par une liaison hertzienne ; et
La figure 4 est un chronogramme illustrant une
trame de message utilisable pour transmettre
sur une ligne unique, aux synthétiseurs de
l'équipement de distribution, un signal de
référence et une information servant à la
programmation de ces synthétiseurs.Embodiments of the invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a schematic representation
a control and shift system according to
the invention suitable for distribution over
wired network
Figure 2 is a diagram of an embodiment
tion of the system according to 1 invention, adapted to
interference between two adjacent channels
Figure 3 is a schematic representation
of a system according to the invention making it possible to
resolve interference problems between two
channels respectively transmitted by a cable and
by a radio link; and
Figure 4 is a timing diagram illustrating a
message frame usable for transmitting
on a single line, to the synthesizers of
distribution equipment, a signal of
reference and information used to
programming of these synthesizers.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'organe de contrôle 10 comprend un syntoniseur, lui-même constitué d'un mélangeur d'entrée 11 qui reçoit le signal multiplexé prélevé sur le câble, d'un oscillateur local synthétisé 12, de moyens de filtrage et d'extraction des porteuses (son et image) 13, d'un fréquencemètre commutable 14 mesurant ces porteuses ou des différences entre porteuses (en prenant pour référence une fréquence de référence unique ou une fréquence de balayage ligne extraite d'une porteuse image), d'un calculateur 15 qui traite les informations et d'une base de temps 16 fournissant la référence de fréquence à l'ensemble.In the example shown in FIG. 1, the control member 10 comprises a tuner, itself consisting of an input mixer 11 which receives the multiplexed signal taken from the cable, of a local synthesized oscillator 12, means for filtering and extracting the carriers (sound and image) 13, a switchable frequency meter 14 measuring these carriers or differences between carriers (taking as reference a single reference frequency or a line sweep frequency extracted from an image carrier), a computer 15 which processes the information and a time base 16 providing the frequency reference to the assembly.

L'équipement de distribution 1 comporte les modulateurs 3 qui peuvent être pilotés par des synthétiseurs programmables 4 et qui reçoivent également les porteuses son et image modulés, non figurés pour simplifier la figure, et le multiplexeur 2 qui attaque le câble avec le signal multiplex de tous les canaux. The distribution equipment 1 comprises the modulators 3 which can be controlled by programmable synthesizers 4 and which also receive the modulated sound and image carriers, not shown to simplify the figure, and the multiplexer 2 which attacks the cable with the multiplex signal of all channels.

Le fonctionnement de l'ensemble est du type séquentiel et est contrôlé par le calculateur qui programme successivement le synthétiseur 12 sur chacun des canaux à traiter.The operation of the assembly is of the sequential type and is controlled by the computer which successively programs the synthesizer 12 on each of the channels to be processed.

Le mélangeur 11 et les circuits de filtrage et d'extraction 13 permettent d'isoler les porteuses à mesurer au moyen du fréquencemètre 14 qui est piloté par la base de temps 16 et transmet ses résultats de mesure au calculateur 15.The mixer 11 and the filtering and extraction circuits 13 make it possible to isolate the carriers to be measured by means of the frequency meter 14 which is controlled by the time base 16 and transmits its measurement results to the computer 15.

Suivant le programme résidant en mémoire, le calculateur est à même d'agir par programmation sur la fréquence porteuse du canal ou des canaux subissant des brouillages par le truchement des synthétiseurs 4, et ce en vue de réaliser un plan de fréquence avec décalage, préétabli en mémoire.According to the program residing in memory, the computer is able to act by programming on the carrier frequency of the channel or channels undergoing interference through the synthesizers 4, and this in order to achieve a frequency plan with offset, preset in memory.

Une fois la scrutation de l'ensemble des canaux effectuée, le processus recommence et le calculateur est à même d'introduire les corrections dues aux dérives des différents éléments.Once the scanning of all the channels has been carried out, the process starts again and the computer is able to introduce the corrections due to the drifts of the different elements.

De manière à mieux comprendre l'invention dans le cadre d'une application pratique, la figure 2 représente un système conforme à cette invention et adapté au cas du brouillage entre deux canaux adjacents.In order to better understand the invention in the context of a practical application, FIG. 2 represents a system in accordance with this invention and adapted to the case of interference between two adjacent channels.

L'organisation générale est la même que dans le cas de la figure 1 mais l'oscillateur synthétisé est, à titre d'exemple, détaillé en un oscillateur 17, un diviseur programmable 18 et un comparateur de phase 19.The general organization is the same as in the case of FIG. 1 but the synthesized oscillator is, by way of example, detailed in an oscillator 17, a programmable divider 18 and a phase comparator 19.

De plus, les organes de filtrage qui suivent le mélangeur d'entrée il sont explicités.In addition, the filtering devices which follow the input mixer there are explained.

Le brouillage dans ce cas particulier résulte de l'effet de la porteuse son du canal N-l sur l'image du canal N, la fréquence de brouillage étant dans ce cas de, comme vu plus haut, 1,5 MHz.The interference in this particular case results from the effect of the sound carrier of the channel N-1 on the image of the channel N, the interference frequency in this case being, as seen above, 1.5 MHz.

Une première ligne de filtrage et d'extraction est centrée sur la fréquence 40,4 MHz par exemple et la deuxième ligne d'extraction est sur 38,9 MHz, soit la différence de 1,5 MHz.A first filtering and extraction line is centered on the frequency 40.4 MHz for example and the second extraction line is on 38.9 MHz, the difference of 1.5 MHz.

Les filtres à bande étroite 20 et 21 attaquent ensuite, toujours dans le cadre de l'exemple non limitatif, des démodulateurs synchrones 22 et 23 qui restaurent les porteuses fortement modulées et permettent de disposer pour le démodulateur 23 du signal de fréquence ligne à 15 625 KHz.The narrow band filters 20 and 21 then attack, still within the framework of the nonlimiting example, synchronous demodulators 22 and 23 which restore the highly modulated carriers and make it possible to have for the demodulator 23 the line frequency signal at 15,625 KHz.

Dans cet exemple, les démodulateurs synchrones 22, 23 comportent un filtre à bande étroite 221, 231 et un oscillateur asservi en phase 222, 232 régénérant la porteuse.In this example, the synchronous demodulators 22, 23 comprise a narrow band filter 221, 231 and an oscillator controlled in phase 222, 232 regenerating the carrier.

Le mélangeur 24 effectue le battement entre les deux fréquences et fournit du 1,5 MHz qui attaque le fréquencemètre 14 qui reçoit, d'autre part, la fréquence ligne du canal brouillé issu de 23.The mixer 24 performs the beat between the two frequencies and supplies 1.5 MHz which attacks the frequency counter 14 which receives, on the other hand, the line frequency of the scrambled channel originating from 23.

Dans ce cas précis, le calculateur 15 possède dans son programme l'instruction de décaler la fréquence de transposition du canal brouilleur N-l de un tiers de la fréquence ligne, valeur explicitée dans l'ouvrage déjà cité de Mr. GOUSSOT.In this specific case, the computer 15 has in its program the instruction to shift the transposition frequency of the interfering channel N-1 by one third of the line frequency, a value explained in the already cited work by Mr. GOUSSOT.

Ceci est possible en agissant sur le synthétiseur 4 qui pilote le canal N-l de notre exemple et à chaque balayage de l'organe de contrôle, la précision du décalage sera finement réajustée pour tenir la précision nécessaire à la suppression du moirage. This is possible by acting on the synthesizer 4 which controls the channel N-1 of our example and with each scanning of the control member, the precision of the offset will be finely readjusted to keep the precision necessary for the elimination of moiré.

I1 est à noter que, dans le cas pris en exemple, seul le canal N-l doit obligatoirement comporter un synthétiseur, et que l'équipement des autres canaux dépend du plan de fréquence dans sa globalité. It should be noted that, in the case taken as an example, only the channel N-1 must necessarily include a synthesizer, and that the equipment of the other channels depends on the frequency plan as a whole.

Les synthétiseurs programmables pilotant les modulateurs peuvent comprendre, dans un mode de réalisation préféré de l'invention des oscillateurs à quartz taillés pour la fréquence du canal et ajustés précisément sur la fréquence, tenant compte du décalage requis, par une boucle d'asservissement de phase référé au pilote unique du système 16 et présentant la résolution de l'ordre du hertz nécessaire.The programmable synthesizers controlling the modulators can comprise, in a preferred embodiment of the invention, quartz oscillators cut for the frequency of the channel and precisely adjusted to the frequency, taking into account the required offset, by a phase servo loop referred to the single pilot of system 16 and presenting the resolution of the order of hertz necessary.

Ainsi, cet oscillateur à quartz pourra être par exemple commandé en fréquence par une tension fournie par un comparateur de phase qui reçoit, d'une part, la fréquence de l'oscillateur à quartz après passage dans un diviseur programmable commandé par l'organe de contrôle central 10 et, d'autre part, une fréquence de référence unique distribuée à chacun des synthétiseurs programmables 4 (le principe de ces synthétiseurs étant voisin de celui du circuit 16, 17, 18, 19 représenté figure 2).Thus, this quartz oscillator could for example be controlled in frequency by a voltage supplied by a phase comparator which receives, on the one hand, the frequency of the quartz oscillator after passage through a programmable divider controlled by the central control 10 and, on the other hand, a single reference frequency distributed to each of the programmable synthesizers 4 (the principle of these synthesizers being close to that of circuit 16, 17, 18, 19 shown in FIG. 2).

L'avantage de ce mode de réalisation est de disposer de la bonne pureté spectrale de l'oscillateur à quartz pour ne pas détériorer le rapport signal/bruit tout en conservant une réalisation simple.The advantage of this embodiment is to have the good spectral purity of the quartz oscillator so as not to deteriorate the signal / noise ratio while retaining a simple embodiment.

Toujours dans le cadre de l'invention, il est possible de traiter d'autres cas de brouillage tel que celui provoqué par un émetteur travaillant sur le même canal mais en hertzien ou celui provoqué par une émission radio quelconque.Still within the framework of the invention, it is possible to deal with other cases of interference such as that caused by a transmitter working on the same channel but in the air or that caused by any radio transmission.

Dans ce cas, il devient nécessaire de disposer de deux syntoniseurs comme on peut le voir figure 3. Le premier est constitué du mélangeur 11 couplé à la sortie de l'équipement de distribution 1, de l'oscillateur local synthétisé 12, des moyens de filtrage et d'extraction des porteuses 13. I1 est accordé sur le canal brouillé. Le deuxième est constitué du mélangeur 31 couplé à un aérien adéquat, de l'oscillateur local synthétisé 32, des moyens de filtrage et d'extraction des porteuses 33. I1 est accordé sur la fréquence perturbatrice.In this case, it becomes necessary to have two tuners as can be seen in FIG. 3. The first consists of the mixer 11 coupled to the output of the distribution equipment 1, of the local synthesized oscillator 12, of the means of filtering and extraction of the carriers 13. I1 is tuned on the scrambled channel. The second consists of the mixer 31 coupled to an adequate aerial, the synthesized local oscillator 32, the filtering and extraction means of the carriers 33. I1 is tuned to the disturbing frequency.

Le traitement des fréquences extraites obéit aux mêmes principes que précédemment et le calculateur décale cette fois la porteuse du canal brouillé, seule accessible.The processing of the extracted frequencies obeys the same principles as previously and the computer this time shifts the carrier of the scrambled channel, the only one accessible.

Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le signal de référence issu de l'oscillateur 16 vers les synthétiseurs 4 pilotant les modulateurs 3 et l'information numérique issue du calculateur 15 destinée à programmer ces mêmes synthétiseurs sont transmis sur une connexion unique. Cette information est codée sous la forme d'un message en série conformément aux normes en usage en informatique ou sous tout autre format (liaison asynchrones ou synchrones).In a preferred embodiment of the invention, the reference signal coming from the oscillator 16 to the synthesizers 4 driving the modulators 3 and the digital information coming from the computer 15 intended for programming these same synthesizers are transmitted over a single connection . This information is coded in the form of a serial message in accordance with the standards in use in data processing or in any other format (asynchronous or synchronous link).

La figure 4 montre un chronogramme possible pour un tel signal, l'exemple choisi étant celui d'une fréquence de référence de 100 Hz combinée avec une transmission à 1200
Bauds. Le premier flanc tombant du signal synchronise la transmission et est la référence de phase du système.Figure 4 shows a possible timing diagram for such a signal, the example chosen being that of a reference frequency of 100 Hz combined with a transmission at 1200
Bauds. The first falling edge of the signal synchronizes the transmission and is the system phase reference.

L'information numérique est codée sur 8 bits, transmis après un premier état O et suivis d'un état 1, et occupe donc une durée égale à 10 périodes d'horloge, soit
Tu = 10/1200 = 8.333 mS.The digital information is coded on 8 bits, transmitted after a first state O and followed by a state 1, and therefore occupies a duration equal to 10 clock periods, ie
Tu = 10/1200 = 8.333 mS.

Dans une liaison asynchrone classique, les différents octets sont séparés par un temps de latence Tr qui est tout à fait quelconque, mais il est ici fixé de façon à retrouver la période totale T = Tr + Tu égale à celle de la fréquence de référence soit 10 mS. Ainsi l'information numérique peut être décodée par n'importe quel circuit intégré de réception asynchrone du commerce, alors que la fréquence de référence peut être restituée par une simple bascule monostable, à condition que l'on transmette en permanence au moins des octets nuls (vides d'information).In a conventional asynchronous link, the different bytes are separated by a latency time Tr which is entirely arbitrary, but it is here fixed so as to find the total period T = Tr + Tu equal to that of the reference frequency either 10 mS. Thus digital information can be decoded by any commercial asynchronous integrated circuit, while the reference frequency can be restored by a simple monostable flip-flop, provided that at least zero bytes are continuously transmitted (information gaps).

Sans sortir du cadre de l'invention, l'homme de l'art pourra imaginer de nombreuses dispositions adaptées au type de réseau et au plan de fréquence local. Without departing from the scope of the invention, those skilled in the art will be able to imagine numerous arrangements adapted to the type of network and to the local frequency plan.

Claims

1. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels comprising modulators (3) with generation of the transposition frequency by programmable synthesizers (4), characterized in that said programmable synthesizers (4) are controlled by a central control (10), having a single reference frequency, which carries out frequency measurements on all the channels and adjusts by programming each of the transposition frequencies according to a predetermined program making it possible to carry out frequency shifts.

2. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels comprising modulators (3) with generation of the transposition frequency by programmable synthesizers (4) according to claim 1, characterized in that said programmable synthesizers (4 ) comprise a quartz oscillator controlled in frequency by a voltage supplied by a phase comparator which receives, on the one hand, the frequency of the quartz oscillator after passage through a programmable divider controlled by the central control member (10 ) and, on the other hand, a single reference frequency distributed to each of the programmable synthesizers (4).

3. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels according to one of the preceding claims, characterized in that the central control member (10) comprises at least one synthesizer with local oscillator (12), synthesized from the single reference frequency and able to scan the frequency range of all the channels, means (13) for extracting the sound and / or image carrier frequencies, means (14) for measuring these frequencies in taking as reference the single reference frequency or a line scanning frequency extracted from an image carrier, and computer means (15) for processing the frequency information and programming the programmable synthesizers (4) to produce a frequency plan with offset , preset in memory.

4. Carrier frequency control system for a set of television channels according to one of claims 1 and 3, characterized in that the carrier frequency extraction means comprise a narrow band filter (221, 231) and a phase-controlled oscillator (222, 232) regenerating this carrier.

5. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels according to one of claims 1 and 3, characterized in that the tuner (16 to 19) simultaneously attacks two extraction means (22, 23) wedged on the image carrier frequency of a channel for the first and on the sound frequency of the adjacent lower channel for the second, the two frequencies thus extracted being sent to a mixer (24) whose lower beat passes through a filter (241) and is measured using the frequency measurement means (14) thus making it possible, via the computer means, to introduce a shift in the transposition frequency of one of the two channels considered.

6. Carrier frequency control system of a set of television channels according to one of claims 1 and 3, characterized by the use of at least two independent tuners (11, 12) and (31, 32) attacking as many extraction means (13, 33) and allowing, by switching frequency measurement means (14), to supply the computer means (15) with the information necessary for obtaining frequency offsets to be introduced on the frequencies of transposition of the channels considered.

7. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels according to one of the preceding claims, characterized by the use of a serial message conveying both the reference frequency and the digital information intended for the control of programmable synthesizers (4).

8. System for controlling the carrier frequencies of a set of television channels, according to claim 7, characterized in that said message is formed by a succession of words separated by latency times determined so as to obtain a transmission period. words corresponding to that of the reference frequency.