Система для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ Советский патент 1983 года по МПК H04N7/08 

тельно включенные четвертый блок задержки, третий полосовой фильтр, третий инвер гор, пятый сумматор, первый ключ и шестой сумматор, последовательно включенные между входом и вторым выходом формирователя модулирующих сигналов четвертый полосовой фильтр, четвертый инвертор, седьмой сумматор, второй ключ и восьмой сумматор, третий и четвертый режекторные фильтры, а также третий и четвертый ключи, первые входы которых соединены с вкодами соответственно треть его и четвертого режекторных фильтров и с первым и вторым отводами четвертого блока задержки, выходы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми входами соответственно восьмого и шестого сумматоров, выходы третьего и четвертого режекторьых фильтров подключены к вторым входам соответственно седьмого и пятого сумматоров, вторые входаа первого и третьегс ключей объединены и являются першам управляющим входом формирователя модулирующих сигналов, а вторые входы второго и четйертого ключей объединены и являются вторым управляю щим входом формирователя модулирующих сигналов.

1. СИСТЕМА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДВУХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРОГРАММ, содержащс1Я на передающей стороне синхрогенератор и последовательно соединенные модулятор, передатчик .и передающую антенну, а на приемной стороне - последовательносоединенные приемную антенну и приемник, а также синхрооелектор, о т л и ч а ю щ а. я с я л тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема, на передающей стороне вве-, дены первый и второй формирователи модулирующих сигналов, первый и второй сумматоры, блок управления и первый блок задержкиI выход которого подключен к входу второго формирователя модулирующих сигналов, причем первый и второй выходы первогоформирователя модулирующих сигналов подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены соответственно к пе)вому и второму входам ; модулятора, первый и второй выходы второго формирователя модулирующих сигналов подключены к вторым входам соответственно первого и второго суммато)ов, выход синхрогенератора подключен к входу блока управления/ первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управлйювщм входам первого формирователя модулирующих сигналов, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму управляющим входам i второго формирователя моду лиру-. |ющих сигналов, вход первого формирователя модулирующих сигналов соединенс входом синхрогенератора и является входом сигнала первой программы, а входом сигнала второй nporpaMNM является вход первого блока задержки, на приемной стороне :;:-; введены последовательно подключенные к выходу приемника блок разделения сигналов, второй блок, задержки, первый режекторный фильтр, третий сумматор и коммутатор, между входом второго блока задержки и вторым входом (Л коммутатора последовательно включены первый полосовой фильтр, первый инвертор и чeтвepiгJй сумматор, между вторым выходом блока разделения сигналов и вторым входом третьего сумматора последовательно подключены третий блок задержки, второй пблосовой фильтр и второй инвертор, между вто;рым выходом третьего блока задержки и вторым входом четвертого сд матора включен второй режекторнйй фильтр,-: и второР блок управления, ;вход которого.соединен с выходом :Синхроселектрра, а четыре выхода iвторого блока управления подключены 00 к соответствующим четгырем управляющим входам коммутатора, при этом .. 1ВХОД синхроселектора соединен с первым выходом блока разделения сигналов; . выход второго блока задержки подключен к третьему входу коммутатор аj четвертый вход которого соединен с вторым выходом третьего блока за:держки. , 2.С31стем по П.1, отличаю.щ а я с я тем, что формирователь модулирующих сигналов содержит между входом и первым выходом последова

:Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться в линиях связи с частотной модуляцией для передачи двух телевизионных программ по одному каналу. Известна система для одновременной передачи и приема двух телевизионных : программ в линиях связи с частотной модуляцией (ЧМ), сзодержащая на передающей стороне синхрогенератор и последовательно соединенные модулятор, передатчик и передающую анфенну, приемник, синхроселектор и интерполя тор 1. Однако в данной системе осуществл ется передача лишь нечетных полей каждой ТВ программы. При этом поля каждой ТВ программы передаются пооче редно с помощью ЧМ. На приеме осуществляется демодуляция ЧМ сигнала и временное разделение полей каждой ТВ программы. Пропущенные на передаче поля восстанавливаются по соседним с помощью интерполяции. Недостатками известного устройхзтва являются .сложность.(так как для осуществления интерполяции необходима память на несколько полей), а также невозможность обеспечения коммерческого качестна ТВ программ, так как достаточ но точное восстановление пропущенных полей при нередаче движущихся изображений оказывается невозможным.Кром ТОГО, при передаче программ ТВ методом ЗЕКАМ применение данной системы оказывается невозможным, так как при этом в последовательных полях пе редаются различные цветоразностные сигналы. Известна система для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ, содержащая на передающей стороне синхрогенератор и последовательно соединенные модулятор, пере датчик и передающую антенну, а на |приемной стороне - последовательно соединенные приемную антенну и приемник, а также синхроселектор 2. Недостатком известной системы является Низкая помехоустойчивость, так как значение девиации частоты каждого из передаваемых ЧМ сигналов не может быть выбрано достаточно большим, при котором спектры этих сигналов перекрываются. Это связаноос тем, что отсутствие перекрытия спектров ЧМ сигналов в данной системе являетч ся необходимым условием возможности их разделения в месте приема. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приема. Для достижения этой цели в систему для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ, со- . держащую на передающей стороне синхрогенератор и последовательно соединенные модулятор, передатчик и передающую антенну, а на приемной стороне - последовательно соединенные приемную антенну и приемник, а. также синхроселектор, на передающей стороне введены первый и второй формирователи модулиру1шщх сигналов, первый и второй сумматоры, блок управления и первый блок задержки, выход которого подключен к входу второго формирователя модулирующих сигналов, причем первый и второй выходы первого формирователя модулирующих сигналов подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам модулятора., первый и второй выходы второго форьофоваталя модулируклдах сигналов подключены к вторым входам соответственно первого .и второго сумматоров, выход синхрогенератора подключен к входу управления, первый и второй вЫходы koroрого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам первого формирователи модулирующих сигнапов,третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму управляю- 5 щим входам второго формирователя модулирующих сигналов, входпервого формирователя модулирующих сигналов

соединен с входом синхрогенератора и является входом сигнала первой О программы, а входом сигнала вторЪй , программы является вход первого : блока задержки, на приемной стороне введены последовательно подключенные к выходу приемника блок разде-15 ления сигналов, второй блок задержки, первый режекторный фильтр, третий сумматор и коммутатор, между входом второгб блока задержки и вторым входом коммутатора последовательно вклю- о чены первый полосовой фильтр, первый инвертор и четвертый сумматор, между вторым выходом блока, разделения сигналов и вторым входом третьего сумматора последовательно подключены тре- s тийблок задержки, второй полосовой

фильтр и второй инвертор,между вторым выходом третьего блока задержки и вторым входом четвертого сумматора

включен второй режекторный фильтр, и второй блок управления, вход кото- рого соед1инен с выходом синхроселек ; тора а четыре выхода второго блока управления подключены к соответствурзцрм четырем управляющим входам комлй|татора, при этом вход сйнхроселектораЗЗ соединен с первым выходом блока разделения сигналов, выход второго блока задержки подключен к тре-гьему входу : коммутатора, четверый вход которого . соединен с вторым выходов третьего - 40 блока задержки.

При этом формировательь модулируюих сигналов содержит между входом и первым выходом последовательно включенные четвертый блок задержки, тре- 45 Фий полосовой фильтр, третий инвер- ,: тор, пятый сумматор, первый ключ и естой сумматор, последовательно включенные-между входом и вторым выходом формирователя модулирующих,сиг-сп налов четвертый полосовой-фильтр, четвертый инвертор, седьмой сумматор, второй ключ и- восьмой сумматор, третий и четвертый режекторные фильтры, а также третий и четвертый ключи, ; „ первые входы которых соединены с вхоами соответственно третьего и четвертого режекторнт.-1Х фильтров и с первым и вторым: отводами четвертого блока задержки, выходы третьего и четвертого ключей соединены с вторы- 0 и входами.соответственно восьмого шестого :сумматоров, выхода третьего четвертого режекторных фильтров подключены к вторым входам соответственно седймого и пятого сумматоров, 65

вторые входы первого и третьего ключей объединены и являются первым упраляющим входом формирователя модулирующих сигналов, а вторые входы, второго и четвертого ключей объединены и являются вторым управляющим входом формирователя модулирующих сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема передающей стороны системы для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ; на фиг. 2 - структурная элект рическая схема приемной стороны системы для одновременной передачи и приема двух телевизионных программу на фиг. 3 - структурная электрическай схема формирователя модулирующих сигналов.

Система для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ содержит на передающей стороне модулятор 1, состоящий из двух частотномодулйрующих генераторов 2-1, 2-2 и блока сложения 3, первый и второй формирователи модулирующих сигналов 4-1 и 4-2, первый блок задержки 5, первый и второй сумматоры 6-1 и 6-2f синхрогенератор 7, блок, управлегния 8, выполненный на последовательно соединенных Элементах

задержки 9-1, 9-2 и 9-3, передатчик 10, передающую антенну 11, а на,приемной стороне - приемную антенну 12,

приемник. 13, блок разделения сигнаЛов.14, синхроселектор 15, третий сумматор 16, второй блок задержки 17,первый режекторный фильтр 18, первый полосовой фильтр 19, первый инвертор 2О,-второй полосовой фильтр 21, ВТО-; рой инвертор 22, четвертый сумматор 23, второй режекторный фильтр .24, третий блок задержки 25, выполненный

:на последовательно соединённых элементах задержки 26-1, 26-2 к 26-3, второй блок управления 27, состоящий из последовательно соединенных элементов задержки 28-1, 28-2 и 28-3, ; и коммутатор 29, состоящий из врсьми ключей 30-1 - 30-8 и двух блоков сложения 31-1 и 31-2.:

При этом каждый из формирователей модулирующих сигналов 4-1 и 4-2 содержит первый, второй, третий и четверты ключи 32-1, 32-2, 32-3 и 32-4, третий и четвертый режекторные фильтры 33-1 и 33-2, четвертый блок задержки 34, состоящий из трех последовательно соединенных элементов задержки 35-1, 35-2 и 35-3, третий и четвертый полосовые фильтры 36-1 и 36-2, третий и четвертый инверторы 37-1.и 37-2, пятый, шестой, седьмой и восьмой сумматоры 38-1, 38-2,.38-3 и 38-4

Система для одновременной передачи и приема двух телевизионных программ

.работает следующим образом.

На входы формирователей модулирую-

;щих сигналов (ФМС) 4-1 и 4-2 посту-. пают сигналы первой и второй ТВ про грамм. При этом на вход ФМС 4-1 ТВ сигнал поступает непосредственно с первого входа систеьаы, а на вход ФМС 4-2 ТВ сигнал поступает со втор го входа системы через первый блок 3 адержки 5. Назначением ФМС является преобра зование поступающих на его вход последовательно во времени сигналов двух соседних строк.одного поля, . содержащих одноименные D либо Dg цветоразностные сигналы, в одновременно действующие на двух его выход сильно коррелированные сигналы. Есл обозначить S (t) - полный ТВ сигнал содержащийся в i-ой строке, то можн записать S.,,.(i)( W qli+t ()( ui+ri () l(..2( И) i 3l-tJ S 1i. ( . . . Здесь S,. (t) - составляющая яркостного сигнала в i-ой строке, не содержащая частотных компонентов, лежащих в полосе частот, за-г нимаемой цветораз.ностными (ЦР) поднесущими в системе ЗЕКАМ; составляющие яркостного сигнала i-о строки, лежащие в полосе частот, занимаемой ЦР поднесущими ; 5„ (t) частотномодулированные ЦР поднесу1ци передаваемые в i-ой строке. (t) и 3ц. (t) представляют со бой ЦР поднесущие, модулированные разными цветоразностными сигналами. Сигналы Sj,-(t;) и (t), деиствующие в различных cTpOKcix, сильно .коррелированы вследствие значительной корреляции ТВ изображения по ве тикали. Сильно коррелированы также :сигналы, модулирующие ЦР поднесущие jB i-ой и (i+2)-oй, строках. Кроме то го, мощность сигналов jLif сущест венно меньше мощности сигналов 5ц( и -поэтому они оказывают незначитель кое влияние на корреляцию между нап ряжениями i-ой и (i+2)-oй строк.Как видно из выражений (1), ЦР поднесущие в i-ой и (i+2)-oй строка инвер тированы по фазе и поэтому напряжения этих строк оказываются декоррелированными. В ФМС 4-1 из сигналов (1) формируются на выходах сигналы V(t) S(t) S.Ct),.(t)+S(t), V,,(t)(t)g5,.(t)-Sj,.|t)..,,(t) ( и сигналы ,,.,(t)(siuiC). V,,,,W.S .(t).5 .(t).s (t) Сигналы S (t) и S(t) действуют на первом и втором выходах первого ФМС одновременно в течение интервала времени (i-1) iT, , где i 1,5,9,;..,4, К- 3, . .. ) t, к 1,,5,...j. Сигналы ) и (1) также действуют на выходах первого ФМС одновременно. Но в течение интервала времени )Tc t iT, где i 3,7,11,..«,, (5 1,2,3,...). В интервале времени (i-IJTj t. i при i 2,4,6,8,... могут быть переданы сигналы, сформированные на выходах второго ФМС 4-2. Сигналы (2) и (3), одновременно действующие на выходах первого ФМС, вследствие указанных причин оказываются сильно коррелированными. Поочередная подача сигналов первой и второй ТВ программ с выходов первого и второго ФМС 4-1 и 4-2 на входы модулятора 1 осуществляется под управлением сигналов, подаваемых на управляющие входы ФМС 4-1 и 4-2 с блока управления 8, где они формируются путем задержки сигнала с синхрогенератора 7. Поскольку модулирующие напряжения, на входах модулятора 1 сильно коррелированны, то значительная корреляция имеется и между мгновенными частотами двух ЧМ -сигналов, действующих на выходе модулятора 1. Сигналы различных ТВ программ, формируемых на одном телецентре, являются синхронными, т.е. сигналы одноименных строк обеих программ действуют одновременно. В последнем случае первый блок задержки 5 может быть подключен к любому входу системы и должен обеспечить запаздывание на TC . Если же ТВ программы несинфазны, то первый блок задержки 5 должен подключаться к тому входу, на который поступает опережающая ТВ программа, в рассматриваемом конкретном варианте он подключен ко второму входу. Вносимое этим блоком запаздывание должно быть таким, чтобы сигнал k-ой строки на его- выходе запаз- дывал относительно сигнала k-ой строки, действующего на входе ФМС 4-1, подключенного к первому входу системы на Tj.. Этим обеспечивается необходимая временная расстановка сигналов обеих ТВ программ на входах ФМС 4-1 и 4-2. Работой ФМС управляет блок уп завления 8, на вход которого с синхрогенератора 7 подается периодическая последовательность импульсов длительностью Тр и с периодами 4Tj.. Фаза этой последовательности поддерживается синхрогенератором 7 такой, чтобы один из импульсов последовательности по времени был совмацен с сигналом первой строки ТВ программы, действующей на входе. 1системы. Синхронизация синхрогене ратора 7 осуществляется строчными синхроимпульсами, поступающими на е вход с выхода lсистемы. Управлякяцие сигналы для ФМС 4-1 и 4-2 формируются из периодической последовательности импульсов, действующих на выходе синхрогенератора 7, путем их задержки в элементах задержки 9-1, 9-2 и 9-3 на время Т Сигнс лы с первой ТВ программы по даются на первые входы сумматоров 6-1 и 6-2 лишь во время действия управляющих импульсов, поступающих на ФМС 4-1. Соответствующие управля щие импульсы, поступающие- на управляющие входы второго ФМС 4-2 сдвину ты на время Т. Блок управления 8 обеспечивает поочередное подключени сигналов каждой, из ТВ программ ко входам модулятора 1. Модулятор 1 может содержать, например, два частотномсяулируемых генератора 2-1 и 2-2, работаюпщх на частотах ft, и f, и блок сложения 3 на выходе которого формируется сигналVW v,ct) + v,Ct) где Vi,(t)A sin 2li + ) V2(t)A sin r2Jf2t ) ( В выражении cji(i) ltt)di , «jjll)2J/4 irMai, где - девиация частоты, а и Vjf(t) - сигналы, действующие на выходах первого и второго ФМС и опр деленные в выражениях (2 и (3). Си ;нал (4) поступает-на вход передатчика 10 и излучается в эфир антенной 11. ПРИНЯТЫЙ антенной 12 сигнал усиливается приемником 13 и поступа ет на блок разделения сигналов (ВРС) 14. На первом и втором выходах ВРС 1 выделяются сигналы y(t) и Voft). Сигналы с первого выхода ВРС 14 задерживаются с помощью второго бло ка задержки 17 на время Т. Сигналы с второго йыхода ВРС 14 задерживаются с помощью третьего бл ка задержки 25, состояющего из трех последовательно соединенных элементов задержки 26-1-26-3. Синхроселектор 15 вьвделяет синхр ригнал входящий в состав напряжени -действующего на первом выходе БРС 14 и формирует периодическую послеовательность прямоугольных импульссЗв длительностью Т с периодом 4Т. Последовательность импульсов с,выхода синхроселектора 15 поступает на второй блок управления 27, в который входят элементы задержки 28-1, 28-2 и 28-3-, обеспечивающие задержку на TC. Сигнгшы с выхода этого блока :управляют работой коммутато--ра 29. В интервале времени Т„ импульс с блока управления 21 открывает ключ 30-1 коммутатора 29 и сЪгнал первой строки первой ТВ программы поступает на первый выход приемной стороны. В интервале времени Т открыт ключ 30-2. На его вход поступает восстановленный сигнал второй строки, который образуется путем суммирования в четвертом сумматоре 23 яркостного сигнала, выделенного с помощью второго режекторного фильтра 24 и инвертированного первым инвертором 20 сигнала ЦР поднесущей, выделенного с помощью первого полосового фильтра 19 из сигнала. Действующего на пер;ВОМ выходе ВРС 14. В интервале -времени С открыт :ключ 30-3. На его вход поступает восстановленный сигнал третьей строки, который образуется путем суммирования в сумматоре 16 яркостного сигнала, выделенного с полющью первого режекторного фильтра 18 и инвертированного вторым инвертором сигнала ЦР поднесущей, выделенного с помощью второго полосового фильтра 21. В интервале времени Tg открыт ключ 30-4, на выходе которого действует сигнал четвертой строки первой ТВ программы. в блоке сложения 31-1 все эти напряжения складываются, и на первом выходе приемной стороны формируется полный ТВ сигнал первой программы. Аналогичным образом осуществляется формирование полного ТВ сигнала второй программы на втором выходе приемной стороны, путем объединения в блоке сложения 31-2 сигналов, поступающих на ег. входы от четырех ключей 30-5 - 30-8. Формирователи модулирующих сигналов 4-1 и 4-2 работают следующим образом.На вход ФМС поступает ТВ сигнал одной из программ (предположим, первой ТВ. программы). Ко входу ФМС подсоединен блок задержки 34, элементы задержки 35-1 - 35-3 которого обеспечивают запаздывание сигнала на время Tg. На первой и второй управляющие входы ФМС поступают последовательности импульсов с блока управления :8, которые открывшот ключи 22-i и ,подключают к выходам напряжения,. сформированные в ФМС. Ключи 32-i от крыты лишь в четные интервалы вреПри этом в инмени т тервале времени С открыты ключи 32-1 и 32-3, и на первый выход ФМС поступает сигнал первой строки, а на второй выход этого блока поступает сигнал, представлякяций собой разность яркостного сигнала второй строки, выделенного с помощью треть го режекторного фильтра 33-1 из сиг нала, действующего на выходе элемент задержки 35-1 и ЦР поднесущей третьей строки, выделенной с помощью четвертого полосового фильтра 36-2 и четвертого инвертора 37-2 из сигнала, Действуквдего на входе элемент задержки 35-1 четвертого блока задержки 24, Разностный сигнал образуется на выходе пятого сумматора 38-1. В,следующий интервал времени Tg открыты ключи 32-2 и 32-4. При этом на первый выход ФМС поступает сигна представляющий собой разность яркос . ного сигнала третьей строки, выделенного с помощью четвертого эжекторного. фильтра 33-2 из сигнала, действующего на выходе элемента задержки 35-2 и ЦР поднесущей, второй строки, выделенной с поменяю третье го полосового, фильтра 36-1 и инввр тора 37-1 из сигнала, действующего на йыходе элемента задержки 35-3. Разностный сигн образуется на выходе шестого сумматора 38-2. Объединение выходных сигналов Осуществляется седьмым и восьмым суммато|рами 38-3 и 38-4. Более высокая помехоустбйч Гёость приема сигналов в предлагаемом устройстве достигается за счет возмож.ности увеличения &ffy девиации частоты сигналов V (t) и Vjf(t) в„ выражении (.4). В известном устройстве модулирую щие процессы Vj.(t) и Vj|(t) представляют собой сигналы Независимых ТВ программ. Разность между мгновенными частотами сигналов V.j.(t) и ) равна очевидно Cf2-f)t v.iCt) - У(1)д + X . (5) Известно, что распределение мгно венных значений ТВ сигнала можно считать гауссовским. При этом X Vj (t) - Vjj(t) является случайной величиной/ причем )) w X О; так как V Vj 1. Здесь черта сверху означает статистическое . усреднение. Девиация flfд выбирается такой,ч чтобы ..вероятность появл ния отрицательных значений Д,р была незначительной и равной прийер- но 10 f 10. Эта вероятность может быть записана следующим образом: () Если процессы Vj(t) и VnCt) являются коррелированными, как это имеет место в заявленной предлагаемой системе, то в Этом случае О; х„ VP Y2C1-R}, где R . Vj(t) V,i(t). Поэтому для этой системы (VM VTaf. YIHR Сравнение выражений (6) и (8) оказывает, что девиация частоты в предлагаемой системе ( ) может быть выбрана при заданной величине PQ в. CY1-R) раз большей, чем девиация частоты в известной системе ( Д ц,). Для ТВ сигнала корреляции между сигналами соседних строк -одно го поля R 0,95. Таким образом, в предлагаемой системе возможно выбрать в 20 4,5 (95 раз б СЭЛ ьшую. девиацию частоты при одинаковой для известной и предлагаемой систем вероятности изменения знака между мгновенной расстройкой двух передаваемых ЧМ сигналов. Эта вероятность определяет степень взаимных искажений между двумя телевизионными программами. Поскольку выигрыш в-.помехоустойчивости приема пропорционалениквадрату девиации, то согласно выражению (9) предлагаемая система позволяет :на 13 дБ увеличить отношение сигнал шум на выходе по сравнению с известной. Применение системы передач и приеп ма ТВ программ в-зрадиорелейных и : спутниковых линиях связи с ФМ позволяет в два раза увеличить их пропускную способность без потери помехоустойч1ивости приема, которая имеет место в известной системе, что имеет большое практическое значение и выгодно отличает данную систему от прототипа. / I

ь