Устройство приема телевизионных сигналов

 

Использование: в технике приема телевизионных сигналов при приеме программ спутникового и наземного телевидения индивидуального и коллективного пользования, а также в системах телефонной связи при многостанционном доступе с использованием разных спутников. Сущность изобретения: с целью расширения функциональных возможностей приемного устройства путем автоматизации процессов установки и подстройки параметров канала спутникового телевидения устройство содержит параболическую антенну 1, поворотное устройство 2 антенн, пульт дистационного управления 3, блок 4 поляризаторов, усилитель 5 сверхвысоких частот, приемник 6 дистанционного управления, первый, второй преобразователи 7, 12 частоты, первый, второй гетеродины 8, 13, решающее устройство 9, усилитель 10 первой промежуточной частоты, блок сопряжения 11, блок управления поворотным устройством антенны, усилитель 15 второй промежуточной частоты, блок выделения 16 сигнала звукового сопровождения, генератор 17 блока выделения звукового сопровождения. 2 ил.

Изобретение относится к технике приема телевизионных сигналов и может быть использовано при приеме программ спутникового телевидения для индивидуального и коллективного пользования, а также в системах спутниковой телефонной связи при многостанци- онном доступе с использованием разных спутников.

Известен телевизор, связанный с внешним органом, снабженным датчиком - приемником сигналов, полученных с помощью системы, ориентированной на геостационарный спутник, имеющей встроенные двигатели изменения положения антенны с помощью команды, передаваемой блоком дистанционного управления.

В данном устройстве применяется дистанционное управление для настройки положения антенны, но отсутствует подстройка положения антенны, необходимость которой вызвана тем, что положение спутника может изменяться со временем. Кроме того, со временем могут изменяться и другие параметры, например частота принимаемого сигнала, вид видеосигнла, тип поляризации. АПЧ первого и второго гетеродинов следят за изменением соответствующих частот. Но диапазон работы АПЧ не способен охватить весь спектр частот принимаемого сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является приемная станция спутникового телевизионного вещания. Она содержит параболическую антенну, блок поляризаторов, усилитель сверхвысоких частот, первый преобразователь частоты, первый гетеродин, усилитель первой промежуточной частоты, второй преобразователь частоты, второй гетеродин, усилитель второй промежуточной частоты, блок выделения звукового сопровождения, вычислитель (экстремальный автомат или решающее устройство), поворотный блок антенны, блок управления поворотом антенны, причем выход параболической антенны связан через блок поляризаторов и усилитель сверхвысоких частот с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, а выход первого преобразователя частоты соединен через усилитель первой промежуточной частоты с первым входом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, выход второго преобразователя частоты соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты, выход которого одновременно является первым выходом устройства и соединен с первым входом блока выделения звукового сопровождения, второй вход которого соединен с выходом генератора звука, второй выход усилителя второй промежуточной частоты соединен с входом вычислителя, выход которого соединен с входом блока управления поворотом антенны, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами поворотного блока антенны, механический выход которого соединен с параболической антенной, выход блока выделения звукового сопровождения является вторым выходом устройства.

Данное устройство имеет возможность периодического контроля положения антенны и при необходимости - подстройки положения антенны.

Телевизионное вещание со спутников практически ведется во всем диапазоне частот от 10,7 до 12,75 ГГц. Для упрощения организации выбора одного нужного канала на земных станциях используются, кроме частотного разделения, поляризационное и пространственное разделения. При излучении со спутников могут быть применены круговая (левая или правая) поляризация, а также вертикальная или горизонтальная плоская поляризация, т. е. четыре разновидности поляризации излучаемого сигнала.

Пространственная избирательность реализуется при передаче сигналов одной частоты и одинаковой поляризации с двух различных геостационарных спутников с достаточным разнесением по долготе.

Поднесущие частоты звукового сопровождения телевизионных программ варьируют в пределах 5,5. . . 8,2 МГц. Применяются различные схемы предыскажающих контуров в каналах изображения.

Поэтому переход с одного канала на другой (т. е. переход с приема одной телевизионной программы на другую) вызывает необходимость одного или нескольких переключений: перемена направления оси диаграммы направленности антенны приемного устройства (переключение положения антенны); перемена поляризации принимаемого сигнала; изменение частоты настройки гетеродина приемника, осуществляющего выбор нужного канала (обычно - это перестройка второго гетеродина); изменение частоты гетеродина устройства выделения сигнала звукового сопровождения (звукового генератора); перемена подключаемого на выходе демодулятора сигнала изображения восстанавливающего контура.

Для перехода с приема одного канала на другой пользователь должен вводить в устройство выбора каналов не только номер нужного канала, но и сделать необходимые переключения.

В прототипе используется автоматическая настройка положения антенны. Остальные переключения выполняются вручную.

Целью изобретения является повышение качества принимаемого сигнала путем автоматизации процессов установки и подстройки параметров канала спутникового телевидения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство приема телевизионных сигналов, содержащее параболическую антенну, подключенную к блоку поляризаторов, выход которого подключен к входу усилителя сверхвысоких частот, последовательно соединенному с первым преобразователем частоты, усилителем первой промежуточной частоты, вторым преобразователем частоты, вторым преобразователем частоты и усилителем второй промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу вычислителя, вторые входы первого и второго преобразователей частоты соединены с выходами первого и второго гетеродинов соответственно, второй выход усилителя второй промежуточной частоты соединен с входом блока выделения звукового сопровождения и является первым выходом устройства, первый выход блока выделения звукового сопровождения является вторым выходом устройства, а второй выход - с входом вычислителя, вход блока выделения звукового сопровождения соединен с выходом генератора звука, выход блока управления поворотом антенны соединен с поворотным блоком антенны, выход которого механически связан с параболической антенной, выход вычислителя подключен к входу блока управления поворотом антенны, дополнительно введены пульт дистанционного управления, выход которого подключен к приемнику дистанционного управления, выход которого подключен к четвертому входу вычислителя, второй выход которого подключен к входу блока сопряжения, первый и второй выходы которого подключены к входам первого и второго гетеродинов, третий выход подключен к входу генератора звука, а четвертый выход - к второму входу блока поляризаторов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства приема телевизионных сигналов; на фиг. 2 показан один из вариантов принципиальной схемы вычислителя.

Устройство содержит параболическую антенну 1, поворотный блок антенны 2, пульт дистанционного управления 3, блок поляризаторов 4, усилитель сверхвысоких частот 5, приемник дистанционного управления 6, первый преобразователь частоты 7, первый гетеродин 8, вычислитель 9, усилитель первой промежуточной частоты 10, блок сопряжения 11, второй преобразователь частоты 12, второй гетеродин 13, блок управления поворотом антенны 14, усилитель второй промежуточной частоты 15, блок выделения звукового сопровождения 16, генератор звука 17.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал со спутника принимается параболической антенной 1, которая с помощью поворотного блока антенны 2 направлена в заданном направлении. Это направление задается вычислителем 9, в запоминающем устройстве которого хранятся данные о всех каналах спутникового телевидения. Управление поворотным блоком антенны осуществляется с помощью блока управления поворотом антенны 14. В запоминающем устройстве вычислителя 9 хранятся также данные о типе поляризации, о частоте второго гетеродина, о частоте генератора звук, о номере поддиапазона первого гетеродина, о номере контура предыскажений сигнала изображения, о виде сигнала: позитив-негатив. Поэтому при получении сигнала с пульта дистанционного управления 3 о номере выбранного пользователем канала вычислитель 9 выдает все данные, по которым устройство подготавливается к работе. При этом приводится в движение поворотный блок антенны 2 до занятия антенной 1 заданного положения, выбирается вид поляризатора, определяется и при необходимости переключается номер поддиапазона первого гетеродина, частота второго гетеродина устанавливается на заданное значение, устанавливается значение частоты генератора звука, все переключатели устанавливаются в заданное положение. Все операции выполняются автоматически.

Далее принятый параболической антенной 1 сигнал поступает через блок поляризаторов 4 на вход первого преобразователя частоты 7, на второй вход которого поступает сигнал с первого гетеродина 8. Результирующий сигнал первой промежуточной частоты усиливается усилителем первой промежуточной частоты 10 и поступает на второй преобразователь частоты 12, на второй вход которого поступает сигнал с частотой второго гетеродина. На выходе второго преобразователя частоты 12 образуется результирующий сигнал со второй промежуточной частотой, который после усиления подается на выход устройства и на вход блока выделения звукового сопровождения 16, на второй вход которого поступает сигнал с генератора звука 17. Результирующий сигнал промежуточной частоты звука после усиления поступает на второй выход устройства.

После прохождения сигнала через тракты промежуточной частоты сигналы изображения и звука контролируются вычислителем 9, который определяет усредненный продетектированный уровень сигналов, поступающих с выхода усилителя первой промежуточной частоты 10, с выхода усилителя второй промежуточной частоты 12 и с выхода блока выделения звукового сопровождения 16. Если уровень этих сигналов соответствует норме, то подстройка параметров не производится.

Проверка этих сигналов ведется в определенной последовательности как после установки параметров в заданное положение, так и периодически, например, через каждые 30 мин.

Если один из выходных параметров оказывается не в норме, то вычислитель формирует сигнал подстройки данного параметра. На выходе блока сопряжения или блока управления поворотом антенны образуются сигналы рассогласования, которые поступают на регулируемый элемент проверяемого тракта. При контроле сигнала с выхода усилителя первой промежуточной частоты 10 проверяется качество настройки поворотного блока антенны 2. При подстройке положения антенны вначале формируются сигналы рассогласования на блок поворота антенны 2 для включения двигателя перемещения антенны по азимуту, затем переключается двигатель перемещения антенны по углу места. При каждом изменении положения антенны на один шаг проверяется качество сигнала. Этот процесс длится до поступления сигнала "Норма" или по окончании всего цикла подстройки данного параметра. Затем проверяется качество сигнала по уровню сигнала второй промежуточной частоты. При необходимости производится подстройка частоты второго гетеродина. При этом на выходе вычислителя 9 формируются сигналы рассогласования, которые подстраивают второй гетеродин 13. Аналогичный процесс происходит и при подстройке генератора звука 17.

Программа работы вычислителя 9 составлена так, что вначале контролируется качество настройки параболической антенны 1 по азимуту, а затем по углу места. Если при подстройке угла по азимуту сигнал остается недостаточным для нормального приема, то вычислитель формирует сигнал для подстройки антенны по углу места. Таким образом, варьируя переключения подстроек по азимуту, по углу места и по уровню сигнала с выхода усилителя второй промежуточной частоты, можно добиться требуемого качества телевизионного сигнала.

Поскольку программу подстроек можно менять (это зависит от команд, записанных в памяти вычислителя 9), то при необходимости можно использовать программу подстройки качества сигнала по уровню конечного сигнала (сигнала с выхода усилителя второй промежуточной частоты 12). В этом случае вычислитель следит только за уровнем одного сигнала и при необходимости последовательно формирует сигналы подстроек всех указанных элементов. Качество сигнала звукового сопровождения контролируется на выходе блока выделения звукового сопровождения 16. При необходимости вычислитель 9 формирует сигнал на подстройку генератора звука 17.

Все блоки устройства можно выполнить на базе широко используемых отечественных микросхем. Многие блоки можно выполнить по известных схемам.

Такие блоки как параболическая антенна, поворотный блок антенны, блок управления поворотом антенны, первый и второй преобразователи, первый и второй гетеродины, усилители первой и второй промежуточных частот, блок выделения звукового сопровождения и генератор звука можно выполнить по прототипу.

Блок сопряжения представляет собой схемы цифроаналоговых устройств, выполненных по известной схеме. Дешифраторы и переключатели, использованные в этом блоке, выполнены на микросхемах типа К155ИД1 и К176КТ1 соответственно, но можно выполнить и на других аналогичных по функциям схемах.

Основным элементом вычислителя (решающего устройства) является микропроцессор К1816. Связь микропроцессора с внешними устройствами осуществляется через регистры, выполненные на МС К5804Р82 (фиг. 2). В качестве коммутатора используется микросхема К176КТ1, в качестве блока компараторов МС К1401СА1. Блок ПЗУ выполнен на базе постоянных запоминающих устройств типа К573РФ2. Кроме основных элементов, вычислитель имеет и вспомогательные элементы. К ним относятся схема пошагового режима. Этот режим используется при настройке и проверке программы, записанной в ПЗУ на МС К573РФ2. Триггер (К155ТМ2) и МС К155ЛАЗ представляют схему устранения дребезга контактов тумблера S11.

При переключении тумблера S12 cхема переводится в режим непрерывного извлечения команд из ПЗУ (ДД16). Микропроцессор (ДД25) управляет внешними устройствами через регистры. Блок набора номера канала включает в себя набор ключей S1. . . S10, шифратор (ДД1), схему совпадения ДД5, инвертор ДД7 и триггер ДД6.

Блок преобразования аналогового сигнала в код включает в себя блок коммутаторов (ДД2), блок компараторов (ДАI), схему совпадения (ДД7), регистры ДД3 и ДД4. Регистр ДД3 работает как выходное устройство микропроцессора, а ДД4 - как входное устройство. Регистры ДД11, ДД15, ДД17, ДД18 являются буферными элементами при запоминании информации о подстройке. Выходы этих регистров подключены к соответствующим входам блока ППЗУ (младшие разряды) ДД17, ДД19, ДД20, ДД22, ДД23. Преобразователь двоично-десятичного кода в двоичный выполнен на МС ДД21, ДД24.

Технические преимущества предлагаемого в сравнении с прототипом заключаются в том, что при приеме различных программ телевидения установка и подстройка параметров, соответствующих данному каналу, производится автоматически без участия пользователя, что позволяет существенно улучшить качество подстройки и упростить эксплуатацию устройства. Не требуется специальным органов управления для пользователя. Пользователь выбирает нужную программу (канал) с пульта дистанционного управления.

Появляется возможность упростить приемное устройство, уменьшить его габариты. Это позволяет разместить спутниковое приемное устройство непосредственно в телевизоре, что исключает излишнюю модуляцию-демодуляцию и улучшает качество принимаемого сигнала. В серийных образцах можно существенно снизить стоимость всего приемного устройства по сравнению с раздельной суммарной стоимостью телевизора и приемника спутникового телевидения за счет объединения его в одном корпусе с телевизором. Такое устройство позволит принимать как программы наземного телевидения, так и программы спутникового телевидения, что делает его универсальным.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее параболическую антенну, подключенную к блокам поляризаторов, выход которого подключен к входу усилителя сверхвысоких частот, последовательно соединенному с первым преобразователем частоты, усилителем первой промежуточной частоты, вторым преобразователем частоты и усилителем второй промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу вычислителя вторые входы первого и второго преобразователей частоты соединены с выходами первого и второго гетеродинов соответственно, второй выход усилителя второй промежуточной частоты соединен с входом блока выделения звукового сопровождения и является первым выходом устройства, первый выход блока выделения звукового сопровождения является вторым выходом устройства, а второй выход - с входом вычислителя, вход блока выделения звукового сопровождения соединен с выходом генератора звука, выход блока управления поворотом антенны соединен с поворотным блоком антенны, выход которого механически связан с параболической антенной, выход вычислителя подключен к входу блока управления поворотом антенны, отличающееся тем, что, с целью повышения качества принимаемого сигнала путем автоматизации процессов установки и подстройки параметров канала, введены пульт дистанционного управления, выход которого подключен к приемнику дистанционного управления, выход которого подключен к четвертому входу вычислителя, второй выход которого подключен к входу блока сопряжения, первый и второй выходы которого подключены к входам первого и второго гетеродинов, третий выход подключен к входу генератора звука, а четвертый выход - к второму входу блока поляризаторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2