Телевизионное передающее устройство

Телевизионное передающее устройство

Реферат

Предлагаемое устройство относится к телевизионным передатчикам и может быть использовано в мобильных и стационарных передающих телецентрах.

Телевизионное вещание является одним из наиболее эффективных средств передачи экстренных сообщений о чрезвычайных ситуациях, например о природных и техногенных катастрофах, пожарах и т.п.

При возникновении чрезвычайных ситуаций локального масштаба - на территориях небольших городов или вблизи них, а также в сельской местности, т.е. там, где отсутствует местное вещание и возможен прием программ лишь удаленных центральных телекомпаний, население может быть оперативно проинформировано о ходе развития этих событий с помощью мобильных телевизионных передающих центров. При этом необходимая информация может передаваться либо путем замещения телевизионной программы (или последовательно нескольких программ), прием которой ведется в данной местности в данное время, либо транслироваться на свободном, т.е. не занятом вещанием в данной местности, канале.

Обоим этим вариантам присущи определенные недостатки. В первом случае требуется телевизионный передатчик весьма большой мощности и необходима большая высота подвеса передающей антенны, что технически трудноосуществимо для мобильного телецентра. А во втором - требуются дополнительные технические средства и/или организационные меры, позволяющие незамедлительно известить население о том, что на свободном канале будет передаваться информация о чрезвычайной ситуации, и о том, что надо сделать, чтобы принять эту информацию.

Важнейшей составной частью мобильного телецентра является телевизионное передающее устройство. В современных устройствах с мощностью канала изображения 100-200 Вт (именно их целесообразно использовать в составе мобильного телецентра) формирование и усиление радиосигналов осуществляется следующим образом. Сначала выполняется модуляция соответствующих промежуточных несущих сигналамиизображения и звука. Затем промодулированные промежуточные несущие преобразуются в радиосигналы заданного телевизионного канала и, наконец, эти радиосигналы совместно усиливаются в общем, едином усилителе мощности. При этом соотношение мощностей каналов изображения и звука устанавливается равным 10:1.

Известно телевизионное передающее устройство с совместным усилителем радиосигналов изображения и звука (патент США №4168511, НКИ 358-184, опубл. 23.05.78). В данном устройстве подлежащий передаче радиосигнал вещательного телевидения формируется и усиливается следующим образом. На вход канала изображения подается сигнал изображения (полный цветовой телевизионный сигнал), а на вход канала звука - сигнал звука (сигнал звукового сопровождения). В каналах изображения и звука осуществляется модуляция промежуточных несущих изображения и звука соответственно, а затем преобразование полученных сигналов промежуточных частот в радиосигналы изображения и звука заданного телевизионного канала. Радиосигналы изображения и звука подаются на разделительный фильтр (диплексер), с помощью которого формируется радиосигнал вещательного телевидения, представляющий собой совокупность радиосигналов изображения и звука. Затем этот радиосигнал усиливается совместным усилителем мощности.

Это устройство имеет ряд функциональных ограничений. В частности, оно не позволяет оперативно осуществлять смену каналов и стандартов телевизионного вещания (что необходимо для мобильного телецентра), поскольку при этом требуется замена частотнозависимого разделительного фильтра.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является телевизионное передающее устройство (Информационный материал фирмы Technosystem, Италия, "50 to 500 VHF Band III Solid State TV Transmitters", 2002 г.). Данное устройство содержит модулятор промежуточных несущих изображения и звука, преобразователь сигналов, усилитель мощности, выходной фильтр, измеритель мощности радиосигнала и антенну.

В тех случаях, когда необходимо заместить изображение основной (обычной) программы изображением, сформированным мобильным телецентром, уровень радиосигнала изображения мобильного телецентра на антенных входах телевизоров должен быть, как минимум, на 20 дБ (т.е. в 10 раз по напряжению) выше, чем уровень радиосигнала изображения основной программы. Именно поэтому в данном случае требуется применение телевизионного передатчика большой мощности и необходима большая высота подвеса передающей антенны.

В то же время для того, чтобы заместить не изображение, а лишь звуковое сопровождение основной программы, необходимо, чтобы уровень радиосигнала звука мобильного телецентра на антенных входах телевизоров был всего на 3-5 дБ (т.е. в 1,4-1,8 раза по напряжению) выше уровня радиосигнала звука основной программы (это подтверждено экспериментами, проведенными в ЗАО "МНИТИ"). Причиной этого является использование для передачи звука частотной модуляции, а не амплитудной, применяемой для передачи изображения. Частотная модуляция отличается от амплитудной, в том числе, наличием четкого порога отношения сигнала к помехе, выше которого качество приема безукоризненно, а ниже порога прием полностью прекращается. Если помеха (в данном случае экстренное звуковое сообщение) превышает уровень принимаемого радиосигнала звука на 3-5 дБ, то этот сигнал и помеха меняются местами, так что звуковое сопровождение основной программы полностью подавляется, и принимается только "помеха", т.е. экстренное звуковое сообщение.

Кроме того, в соответствии с существующим стандартом на систему вещательного телевидения соотношение мощностей канала изображения и канала звукового сопровождения телевизионного передатчика должно составлять 10:1. Поэтому для замещения звукового сопровождения основной программы экстренным звуковым сообщением потребуется при прочих равных условиях радиосигнал гораздо меньшей мощности (в сотни раз), чем в случае замещения изображения.

Однако попытка использовать для этой цели обычное телевизионное передающее устройство с мощностью канала изображения 100-200 Вт и, соответственно, с мощностью канала звукового сопровождения всего 10-20 Вт в большинстве практических случаев не даст желаемого результата, поскольку такой мощности радиосигнала звука недостаточно для надежного замещения звукового сопровождения основной программы.

Поэтому телевизионное передающее устройство, предназначенное для замещения звукового сопровождения основной программы экстренным звуковым сообщением, должно обеспечивать передачу радиосигнала звука с повышенной мощностью. В противном случае для решения этой задачи будет необходимо в составе мобильного телецентра иметь дополнительный, имеющий большую мощность специальный передатчик радиосигнала звука.

С учетом приведенных соображений можно предложить следующий вариант передачи информации о чрезвычайной ситуации, свободный от недостатков, присущих упомянутым выше вариантам.

Во-первых, путем замещения только звукового сопровождения основной программы (или последовательно нескольких программ), прием которой ведется в данной местности в данное время (например, на восьмом канале), необходимо передать с многократным повторением краткое звуковое сообщение о факте возникновения чрезвычайной ситуации и о том, что на некотором свободном телевизионном канале (например, на десятом), на который надо будет настроить телевизор, в указанное время будет передаваться подробная информация о характере и масштабе чрезвычайной ситуации, порядке действий населения и т.п. И, во-вторых, после этого следует передать упомянутую подробную телевизионную информацию на указанном канале (в нашем примере на десятом).

Наилучшим техническим решением для реализации предложенного варианта передачи экстренных сообщений представляется создание двухрежимного телевизионного передающего устройства с изменяемым уровнем мощности радиосигнала звука. В первом режиме это устройство обеспечивает замещение звукового сопровождения основной программы и должно работать с повышенным уровнем мощности радиосигнала звука без передачи в это время радиосигнала изображения. Во втором режиме устройство используется для передачи на выбранном свободном канале телевизионной программы о чрезвычайной ситуации и должно работать с номинальным отношением мощностей радиосигналов изображения и звука.

Возможность введения режима передачи радиосигнала звука с повышенной мощностью основывается на том, что в составе телевизионного передающего устройства, как было указано выше, имеется совместный усилитель мощности радиосигналов изображения и звука. И, если этот усилитель использовать только для усиления радиосигнала звука, подав на его вход радиосигнал звука с повышенным уровнем (при отсутствии в это время радиосигнала изображения), то на выходе такого телевизионного передающего устройства можно будет получить требуемый радиосигнал звука с повышенной мощностью.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание телевизионного передающего устройства, позволяющего передавать как радиосигналы изображения и звука со стандартным для вещательного телевидения соотношением мощностей 10:1, так и только радиосигнал звука повышенной мощности.

Поставленная задача решается за счет того, что в известное телевизионное передающее устройство, содержащее модулятор промежуточных несущих изображения и звука, вход сигнала изображения которого является первым входом устройства, а вход сигнала звука является вторым входом устройства, а также последовательно соединенные преобразователь сигналов и усилитель мощности, выход которого является выходом устройства, введены последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель промежуточной частоты звука, а также первый коммутатор, вход которого соединен с выходом модулятора промежуточных несущих изображения и звука, и второй коммутатор, первый вход которого соединен с выходом введенного усилителя промежуточной частоты звука, а выход соединен со входом преобразователя сигналов, при этом второй вход второго коммутатора соединен со вторым выходом первого коммутатора, первый выход которого соединен со входом полосового фильтра, причем вход управления первого коммутатора объединен со входом управления второго коммутатора и является третьим входом устройства.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого телевизионного передающего устройства. Устройство включает в себя модулятор промежуточных несущих изображения и звука 1, преобразователь сигналов 2, усилитель мощности 3, полосовой фильтр 4, усилитель промежуточной частоты звука 5, первый коммутатор 6 и второй коммутатор 7.

Телевизионное передающее устройство работает следующим образом. Предусмотрены два режима работы данного устройства:

первый - режим передачи экстренного звукового сообщения;

второй - режим передачи телевизионной программы.

Входы сигналов изображения и звука модулятора 1 и объединенные входы управления коммутаторов 6 и 7 являются соответственно первым, вторым и третьим входами устройства.

Для установки режима передачи экстренного звукового сообщения на третий вход устройства, т.е. на объединенные входы управления первого коммутатора 6 и второго коммутатора 7, подается первый сигнал управления (например, сигнал с уровнем логической единицы). Под действием этого сигнала вход первого коммутатора 6 соединяется с его первым выходом, а первый вход второго коммутатора 7 - с выходом этого коммутатора. На второй вход устройства, т.е. на вход сигнала звука модулятора промежуточных несущих изображения и звука 1, подается сигнал передаваемого экстренного звукового сообщения, а на первый вход устройства, т.е. на вход сигнала изображения упомянутого модулятора 1, никакого сигнала не подается. Модулятор 1 осуществляет частотную модуляцию промежуточной несущей звука согласно заданному телевизионному стандарту. С выхода модулятора 1 промодулированная промежуточная несущая звука (т.е. сигнал промежуточной частоты звука) и немодулированная промежуточная несущая изображения через первый коммутатор 6 поступают на вход полосового фильтра 4. Параметры этого фильтра выбираются такими, что он с незначительным ослаблением пропускает сигнал промежуточной частоты звука и почти полностью подавляет (ослабляет не менее чем на 40 дБ) немодулированную промежуточную несущую изображения. С выхода полосового фильтра 4 сигнал промежуточной частоты звука поступает на вход усилителя промежуточной частоты звука 5, а с его выхода через второй коммутатор 7 подается на вход преобразователя сигналов 2. С помощью упомянутого усилителя 5 уровень сигнала промежуточной частоты звука на входе преобразователя сигналов 2 устанавливается таким, что он в 5-6 раз превышает значение, используемое при работе устройства в режиме передачи телевизионной программы. Это превышение не нарушает работу преобразователя сигналов 2, поскольку в рассматриваемом режиме передачи экстренного звукового сообщения сигнал промежуточной частоты изображения не поступает на его вход. Преобразователь сигналов 2 осуществляет преобразование поступающего сигнала промежуточной частоты звука в радиосигнал звука заданного телевизионного канала. Полученный радиосигнал звука, имеющий повышенный уровень, с выхода преобразователя сигналов 2 поступает на вход усилителя мощности 3, в котором происходит его усиление. При этом уровень мощности радиосигнала звука на выходе усилителя мощности 3, т.е. на выходе устройства, в 5-6 раз превышает значение, используемое при работе устройства в режиме передачи телевизионной программы, благодаря чему обеспечиваются условия для замещения звукового сопровождения основной телевизионной программы.

Для установки режима передачи телевизионной программы на третий вход устройства, т.е. на объединенные входы управления первого коммутатора 6 и второго коммутатора 7, подается второй сигнал управления (например, сигнал с уровнем логического нуля). Под действием этого сигнала вход первого коммутатора 6 соединяется с его вторым выходом, а второй вход второго коммутатора 7 - с выходом этого коммутатора. На первый вход устройства, т.е. на вход сигнала изображения модулятора промежуточных несущих изображения и звука 1, подается полный цветовой телевизионный сигнал, а на второй вход устройства, т.е. на вход сигнала звука упомянутого модулятора 1, подается сигнал звукового сопровождения передаваемой телевизионной программы. Упомянутый модулятор 1 осуществляет модуляцию промежуточных несущих изображения и звука соответственно по амплитуде с частичным подавлением одной боковой полосы частот и по частоте согласно заданному телевизионному стандарту. С выхода модулятора 1 промодулированные промежуточные несущие изображения и звука через первый коммутатор 6 и второй коммутатор 7 поступают на вход преобразователя сигналов 2, который осуществляет преобразование поступающих сигналов промежуточных частот в радиосигналы изображения и звука заданного телевизионного канала. Полученные радиосигналы изображения и звука с выхода преобразователя сигналов 2 поступают на вход усилителя мощности 3, в котором происходит их совместное усиление, при этом соотношение мощностей радиосигналов изображения и звука на выходе усилителя мощности 3, т.е. на выходе устройства, составляет 10:1, что соответствует нормам, принятым в вещательном телевидении.

В частном случае реализации устройства преобразователь сигналов может быть выполнен так, что при работе устройства в режиме передачи экстренного звукового сообщения он сможет преобразовывать поступающий на его вход сигнал звука промежуточной частоты не только в радиосигнал звука заданного телевизионного канала, но и в радиосигнал звука в диапазонах УКВ-ЧМ радиовещания. Это позволит в случае необходимости использовать данное устройство для передачи экстренных звуковых сообщений и другой звуковой информации как путем замещения основной радиопрограммы, так и на незанятых частотах в диапазонах УКВ-ЧМ радиовещания, т.е. использовать его в качестве радиопередатчика.

В режиме передачи телевизионной программы уровень радиосигнала звука на выходе предлагаемого устройства имеет номинальное значение, и соотношение мощностей радиосигналов изображения и звука составляет 10:1. В режиме передачи экстренного звукового сообщения радиосигнал изображения не передается, а уровень мощности радиосигнала звука повышается в 5-6 раз. Это позволяет использовать данное устройство как для передачи экстренных звуковых сообщений путем замещения звукового сопровождения основной телевизионной программы, так и для передачи дополнительных информационных телевизионных программ.

Телевизионное передающее устройство, содержащее модулятор промежуточных несущих изображения и звука, вход сигнала изображения которого является первым входом устройства, а вход сигнала звука является вторым входом устройства, а также последовательно соединенные преобразователь сигналов и усилитель мощности, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель промежуточной частоты звука, а также первый коммутатор, вход которого соединен с выходом модулятора промежуточных несущих изображения и звука, и второй коммутатор, первый вход которого соединен с выходом введенного усилителя промежуточной частоты звука, а выход соединен со входом преобразователя сигналов, при этом второй вход второго коммутатора соединен со вторым выходом первого коммутатора, первый выход которого соединен со входом полосового фильтра, причем вход управления первого коммутатора объединен со входом управления второго коммутатора и является третьим входом устройства.