Устройство скремблирования и дескремблирования телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к телевизионной технике. Аппаратура содержит на передающей стороне последовательно соединенные амплитудный модулятор 1, первый и второй управляемые аттенюаторы 2, 3, подавляющие бланки синхроимпульсов и синхроимпульсы в моменты передачи ССИ и часть КСИ с периодичностью, соответствующей частоте следования ССИ, и передатчик 4. К выходу передатчика подключены последовательно соединенные схема 6 восстановления, демодулятор 7 и схема 8 формирования выборок, в которой запоминаются уровни, соответствующие бланкам ССИ и КСИ, и СИ, и КИ. В схемах 9, 10 происходит сравнение этих уровней и в случае их расхождения на аттенюаторы 2, 3 подаются сигналы, изменяющие их коэффициенты передачи. На приемной стороне аппаратура содержит последовательно соединенные входной усилитель 12 и дескремблер 13 и последовательно соединенные узкополосный приемник 15, схему 16 отождествления формы синхроимпульсов и схему 17 подтверждения совпадений строчных синхроимпульсов с бланками. В схемах 16 и 17 фрагменты принимаемого сигнала сравниваются с уровнем бланка подавленного синхроимпульса, задаваемым схемой 20 управления порогом, длительностью синхроимпульса и его периодичностью. При совпадении всех параметров формирователь 14 вырабатывает сигнал разрешения дескремблирования на дескремблер 13. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к телевизионной технике.

Известно устройство для скремблирования и дескремблирования телевизионного сигнала по патенту США N 4511919 кл. H 04 N 7/16, НКИ, 358-120, содержащее на передающей стороне амплитудный модулятор видеосигнала, передающий тракт, формирователь скремблирующего сигнала и модулятор контрольного сигнала, а на приемной стороне усилитель входного сигнала, дескремблер, приемник-демодулятор и схему управления дескремблером. В этом устройстве скремблирование осуществляют путем подавления с помощью ключевого аттенюатора в каждом поле всех строчных синхроимпульсов. Однако, это устройство обладает рядом существенных недостатков.

В качестве первого отметим повышенную вероятность сбоя схемы восстановления строчных синхроимпульсов (ССИ) в дескремблере, особенно при пониженных отношениях сигнал/шум. Дело в том, что в информационном сигнале могут иметь место фрагменты изображения близкие по форме, длительности и амплитуде к строчным синхроимпульсам. Эти фрагменты изображения могут быть приняты как ложные синхроимпульсы. В результате схема обнаружения дескремблера будет срабатывать по ложным импульсам. Появятся сбои в синхронизаторе и картина будет восстанавливаться некачественно. Для исключения этого недостатка в известных устройствах передаются дополнительные синхроимпульсы, например, на специальной поднесущей (патент США N 4500921, МКИ H 04 N 5/52, НКИ 358-174), либо в канале звука ( патент США N 4621285, МКИ H 04 N 7/167, НКИ 358-120). Такое решение помимо существенного усложнения схемы требует расширения спектра, что по нормативным документам отечественного телевидения не допускается. Использование иногда генератора стробирующих импульсов, синхронизируемого специально передаваемыми импульсами (патент США N 4712237, МКИ H 04 N 7/167, НКИ 380-15) не исключает случайных сбоев из-за ложных импульсов.

Вторым недостатком является повышенное время синхронизации, в частности генератора гармонического сигнала. Особенно это проявляется при первоначальном обнаружении, так как не приняты меры по поиску подаваемых ССИ.

Наконец, отметим еще один существенный недостаток: обнаружение подавленных синхроимпульсов связано с существенными трудностями, так как они принимаются на фоне более мощного информационного сигнала и кадровых импульсов (КИ). Очевидным и естественным решением является установление некоторого порога, превышение которого является одним из признаков обнаружения подавленного ССИ. Однако, ввиду известного эффекта замирания сигнала, а также при изменении сюжета в передаваемом сигнале будут иметь место перепады уровней. В результате, постоянный порог не обеспечит надежного обнаружения подавленных ССИ.

К недостаткам известных устройств относится и изменение установленной степени подавления ССИ вследствие дестабилизирующих факторов в передатчике (прогрев, дрейф рабочей точки, главным образом, в оконечных усилителях и т. п.). В результате необходима подстройка дескремблера под изменяющийся уровень подавления.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение заключается в исключении сбоев, вызываемых фрагментами изображения, близкими к параметрам синхроимпульсов, исключении ошибок восстановления ССИ, вызванных нелинейностью выходных каскадов ТВ передатчика, быстром вхождении в синхронизм при смене источников информации, что повышает достоверность приема ТВ сигнала, а также в упрощении устройства за счет исключения специального канала для передачи информации о периоде и фазе СИ.

Сущность изобретения заключается в том, что в аппаратуру для скремблирования и дескремблирования телевизионного сигнала, содержащую на передающей стороне амплитудный модулятор, схему формирования управляющих сигналов и передатчик, а на приемной стороне входной усилитель принимаемого сигнала, выход которого связан с сигнальным входом дескремблера, к управляющему входу которого подключен формирователь управляющих импульсов, и узкополосный приемник, введены на передающей стороне первый и второй управляемые аттенюаторы, включенные последовательно между выходом амплитудного модулятора и входом передатчика, схема восстановления, детектор, схема формирования выборок, схема сравнения уровней синхроимпульсов, причем сигнальный вход схемы восстановления связан с выходом передатчика, а выход с входом детектора, выход которого через схему формирования выборок связан с входами схемы сравнения уровней синхроимпульсов, выходы которых связаны соответственно с входами управления коэффициентом передачи первого и второго аттенюаторов, входы разрешения работы которых и входы разрешения работы схемы формирования выборки и схемы восстановления связаны с соответствующими выходами схемы формирования управляющих сигналов; на приемной стороне схема отождествления формы строчного синхроимпульса, состоящая из последовательно соединенных порогового устройства и селектора длительности импульсов, схема подтверждения совпадения строчных синхроимпульсов и схема управления порогом, причем сигнальный вход порогового устройства связан с сигнальным выходом узкополосного приемника, управляющий вход через схему управления порогом связан с управляющим выходом узкополосного приемника, выход селектора длительности импульсов связан с входом схемы подтверждения совпадений строчных синхроимпульсов, выход которой связан с входом формирователя управляющих импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема аппаратуры для скремблирования телевизионного сигнала; на фиг. 2 блок-схема аппаратуры для дескремблирования телевизионного сигнала; на фиг. 3 эпюры, поясняющие работу устройства.

Аппаратура для скремблирования, находящаяся на передающей стороне, содержит последовательно соединенные модулятор 1, первый и второй управляемые аттенюаторы 2, 3 и передатчик 4. К выходу передатчика 4 через направленный ответвитель 5 подключен сигнальный вход схемы 6 восстановления, выход которой подключен ко входу детектора 7. Выход детектора 7 через схему 8 формирования выборок связан с входами схемы 9 сравнения уровней бланков синхроимпульсов (СИ) и схемы 10 сравнения уровней синхроимпульсов. Выход схемы 9 связан с входом управления коэффициентом передачи аттенюатора 2, а выход схемы 10 связан с входом управления коэффициентом передачи аттенюатора 3.

Входы разрешения работы аттенюаторов 2, 3, схемы 6 восстановления и схемы 8 формирования выборок связаны с соответствующими выходами схемы 11 формирования управляющих сигналов.

Аппаратура для дескремблирования, находящаяся на приемной стороне, содержит усилитель 12 принимаемого сигнала, выход которого связан с сигнальным входом дескремблера 13, например, управляемого усилителя, управляющий вход которого связан с выходом формирователя 14 управляющих импульсов, и последовательно соединенные узкополосный приемник 15, схему 16 отождествления формы синхроимпульсов и схему 17 подтверждения совпадений строчных синхроимпульсов с бланками. Схема 16 отождествления формы синхроимпульсов состоит из последовательно соединенных порогового устройства 18, сигнальный вход которого является входом схемы 16, и селектора 19 длительности импульсов, выход которого является выходом схемы 16. Управляющий вход порогового устройства 18 через схему 20 управления порогом связан с управляющим выходом приемника 15. Схема 17 подтверждения состоит из схемы 21 совпадений, первый вход которой является входом схемы 17, выход является выходом схемы 17, а второй вход связан с выходом формирователя 22 длительности строки. Выход схемы 17 связан с входом формирователя 14 управляющих импульсов в данном случае через блок 23 ФАП.

Блок 23 ФАП содержит схему 24 переключений режимов работы ФАП "поиск-слежение", схему 25 ФАП, делитель 26 частоты и генератор 27 тактовых импульсов.

На фиг. 3 эпюра "а" соответствует огибающей исходного телевизионного сигнала (полного телевизионного сигнала); эпюра "б" соответствует импульсам разрешения работы аттенюатора 2, формируемым схемой 11 (длительность 14 мксек, период следования 64 мксек); эпюра "в" соответствует импульсам разрешения работы аттенюатора 3, формируемым схемой 11 (длительность импульсов 4,7 мксек и 2,35 мксек); эпюра "г" соответствует огибающей скремблированного сигнала; эпюра "д" соответствует огибающей восстановленного сигнала; эпюра "е" соответствует импульсам разрешения работы схемы 6 восстановления, формируемым схемой 11 (длительность импульсов 12 мксек, период 64 мксек).

Устройство работает следующим образом. При передаче полный телевизионный сигнал (например ПТЦС) поступает на входы модулятора 1 и схемы 11 формирования управляющих импульсов. В модуляторе 1 несущая изображения модулируется по амплитуде (эпюры "а") и через управляемые аттенюаторы 2, 3, где происходит подавление до определенного уровня (например, с ослаблением 6 дБ) строчных синхроимпульсов и бланков синхроимпульсов соответственно с периодичностью, равной периоду следования строчных синхроимпульсов, в соответствии с импульсами разрешения работы, формируемыми схемой 11, подается на вход передатчика 4 (эпюра "г"). С выхода передатчика 4 скремблированный сигнал поступает в антенну либо в кабель (в случае кабельного телевидения). Одновременно на передающей стороне производят контроль и корректировку передаваемого ТВ сигнала. Для этого часть передаваемого ТВ сигнала через направленный ответствитель 5 подается на вход схемы 6, где скремблированный сигнал восстанавливается (восстанавливаются подавляющие синхроимпульсы). Затем восстановленный сигнал детектируется детектором 7 (эпюра "д") и поступает на схему 8 формирования выборок. В последней формируется и запоминается уровень, соответствующий восстановленному бланку ССИ (точка 1 эпюры "д"), т.е. дескремблированному сигналу, и уровень, соответствующий уровню невосстановленного бланка ССИ (точка 2), и передает их на схему 9. Схема 9 сравнивает уровни восстановленного и нескремблированного бланков СИ. При несовпадении этих уровней схема 9 вырабатывает управляющий сигнал, изменяющий коэффициент передачи аттенюатора 2. Аналогично в моменты 3 и 4 схема 8 формирует и заполняет уровни, соответствующие восстановленному кадровому СИ и нескремблированной части КСИ. Схема 10 производит сравнение уровней восстановленной и нескремблированной частей КСИ и при их несовпадении вырабатывает сигнал управлений, изменяющий коэффициент передачи аттенюатора3. Синхронизация по временной оси работы аттенюаторов 2, 3, схемы 6 восстановления и схемы 8 формирования выборок осуществляется импульсами разрешения работы с соответствующих выходов схемы 11 формирования управляющих сигналов (эпюры "б", "в", "е").

Корректировка передаваемого скремблированного сигнала путем изменения коэффициентов передачи аттенюаторов 2, 3 производится до тех пор, пока не будет достигнуто равенство между уровнями восстановленного (дескремблированного) и нескремблированного сигналов.

Принимаемый абонентом скремблированный ТВ сигнал поступает на входной усилитель 12 принимаемого сигнала и узкополосный приемник 15. С выхода приемника 15 сигнал поступает на схему 16 отождествления СИ. При этом в пороговом устройстве 18 (например, компараторе) производится сравнение уровней принимаемых подавленных СИ с порогом, соответствующим половине размаха кадрового синхроимпульса и устанавливаемым схемой 20 управления порогом. При превышении уровнем входного сигнала уровня порога сигнал поступает на схему 19 селекции длительности, где длительность сигнала данного уровня сравнивается с соответствующей длительностью СИ (например с эталонной). При совпадении длительностей уровней сигнал поступает на схему 17 подтверждения совпадений, где производится проверка выделенных в селекторе 19 импульсов на периодичность. Для этого в схеме 21 совпадений период следования поступающих импульсов сравнивается с периодом следования импульсов формирователя 22 длительности строки. Если и период следования импульсов совпадает, формирователь 14 управляющих импульсов вырабатывает сигнал разрешения дескремблирования принимаемого сигнала. В дескремблере 13 происходит восстановление подавленных при передаче синхроимпульсов. Однако, при пропадании в сигнале одного или нескольких синхроимпульсов, например, из-за шумов сигнал разрешения на дескремблер 13 будет отсутствовать и в телевизионном приемнике на данных строках не будет строчной синхронизации, что будет наблюдаться как помеха изображению. Для устранения этого недостатка сигнал со схемы 21 совпадения на формирователь 14 целесообразно подать через систему ФАП, обладающую определенной инерционностью (на фиг. 2 блок 23 ФАП). В этом случае формирователь 22 длительности строки может быть тактируемым генератором 27 тактовых импульсов.

Отождествление формы синхроимпульсов производится с периодичностью, равной периоду следования строчных синхроимпульсов.

Формула изобретения

Устройство скремблирования и дескремблирования телевизионного сигнала, содержащее на передающей стороне амплитудный модулятор, блок формирования управляющих импульсов и передатчик, а на приемной стороне узкополосный приемник, входной усилитель, выход которого подключен к сигнальному входу первого управляемого аттенюатора, к управляющему входу которого подключен выход формирователя управляющих импульсов, отличающееся тем, что введены на передающей стороне последовательно соединенные второй и третий управляемые аттенюаторы, к входу первого аттенюатора подключен выход амплитудного модулятора, выход второго управляемого аттенюатора подключен к входу передатчика, блок восстановления подавленных синхроимпульсов, детектор, блок формирования выборок, блок сравнения уровней гашения синхроимпульсов и блок сравнения уровней синхроимпульсов, причем сигнальный вход блока восстановления подавленных синхроимпульсов подключен к выходу передатчика, а выход к входу детектора, выход которого подключен к первому входу блока формирования выборок, первый и второй выходы которого соединены с входами блока сравнения уровней гашения синхроимпульсов и блока сравнения уровней синхроимпульсов, выходы которых соединены соответственно с входами управления коэффициентом передачи первого и второго аттенюаторов, входы разрешения работы которых и входы разрешения работы блока формирования выборок и блока восстановления подавленных синхроимпульсов соединены с соответствующими выходами блока формирования управляющих сигналов, на приемной стороне блок отождествления формы строчного синхроимпульса, включающий последовательно соединенные пороговый блок и селектор длительности импульсов, блок подтверждения совпадений строчных синхроимпульсов и блок управления порогом, причем сигнальный вход порогового блока соединен с сигнальным выходом узкополосного приемника, управляющий вход порогового блока через блок управления порогом соединен с управляющим выходом узкополосного приемника, выход селектора длительности импульсов соединен с входом блока подтверждения совпадений строчных синхроимпульсов, выход которого соединен с входом формирователя управляющих импульсов через блок фазовой автоподстройки частоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3