用于地面数字电视信号的 间隙滤波器的滤波器 【技术领域】
本发明涉及了一种用于转播一种至少包含一种至少与地面数字电视节目相关的数字信号和一种至少与地面模拟电视节目相关的模拟信号的信号的设备，上述的模拟信号具有一个包含多个频率的频谱。
本发明也涉及了一种用于处理打算在这样的转播设备中使用地信号的设备。
本发明发现了在用于地面数字电视中家庭使用的中继器(也被称作“填空发射机”)的应用。
背景技术
ETSI在1997年三月公布的ETS 300744标准描述了一种特别是在欧洲使用的DVB-T地面数字电视系统。与模拟电视系统相比，这个系统具有优势：当数字信号接收器接收的时候，表示相同图片但异相的相同频率的两个信号产生纯粹的图象，然而在模拟电视中，这种异相信号生成导致在模拟信号接收器中相对低劣的图象质量的幻影图象。在数字电视里，通过填空发射机，这个优点允许由接收天线接收到的数字信号的本地同频转播，从而达到位于从这个接收天线起的相对较长距离处的数字信号接收器。举个例子，在某一住所，由位于这个住所的屋顶上的接收天线接收到的数字信号可以被放大并转播以便于在它下面几层的接收器可以通过公用天线接收到信号。然而，这样一个接收天线可以接收相对较大数量的信号，特别是和电视节目相关的数字信号和模拟信号，数字和模拟信号是在一个被划分成频道的相同的UHF频带中。术语“由接收天线接收到的信号”将在下文中指示由接收天线接收的信号的集合，特别是与电视节目相关的数字信号和模拟信号。当由接收天线接收到的信号被放大并转播的时候，由接收天线接收的信号中的模拟信号将被放大并转播。现在，不能在相同的频率处转播模拟信号而没有幻影图象的危险，因为这样被转播的模拟信号在和谈到的由接收天线接收的模拟信号在模拟信号接收器出现时是异相的。因此，为了使本地同频转播不干扰模拟信号接收器的用户，有必要在转播信号之前消除由天线接收的模拟信号。一个可以设想的方案是在UHF频带中，通过带通滤波器过滤由接收天线接收到的信号从而只保留数字信号。这样一个方案具有一个缺点即用于数字电视的UHF频道一般邻近现存的模拟频道，这意味着所用的带通滤波器必须相对有选择性并且因此复杂。为了解决这个问题，已经考虑到将接收天线接收到的信号进行频率改变，导致了滤波器更小的需求选择性。这个方案尤其适用于由Tekotelecom(网址：http：//tekotelecom.it/products/dvbt/dvbrp.htm)销售的填空发射机中。然而，这样的频率变化要求相对稳定从而复杂的振荡器，也就导致了相对高的成本。
【发明内容】
本发明的一个目的是提供一种以简单方式执行的因而有相对较低成本的转播设备。
如在开始段落中定义的按照本发明的转播设备的特征是它包括：
适用于保持对应于上述数字信号和上述模拟信号的频带的选择装置；
适用于从上述多个频率中消除至少一种频率，保留上述多个频率的至少一种频率，并且提供被过滤的信号的过滤装置；
适用于放大上述被过滤的信号并且提供被放大的信号的放大装置；
适用于广播上述放大信号的转播装置。
本发明受益于模拟信号谱包含某些频率可以被转播而不干扰模拟信号接收器接收质量的事实。这是一个当被转播的时候不产生可察觉的干扰的伴音载波频率的显著的例子。首先通过选择装置来过滤由接收天线接收的信号以便于保持UHF频带。过滤装置随后消除当被转播的时候在模拟信号接收器中产生干扰的频率。随后放大并且转播所获得的被过滤的信号以便于到达安装在相对距离接收天线较远处的数字信号接收器。
上面所描述的转播设备更适宜的特征是上述多个频率包括至少一种视频载波频率，并且上述过滤装置包括适用于消除视频载波频率或上述频谱中的频率的消除装置。
事实上，相对较大的干扰是由当为了通过模拟信号接收器接收而转播视频载波频率的时候导致的，而其它的模拟信号频率较少有麻烦。
在一种修改中，上述消除装置包括与在上述频谱中视频载波频率数量相等的支路滤波器的数量，这些支路滤波器串连布置并且每一个都具有一个等于一个视频载波频率的不同的拒绝频率。
依据这个修改，一连串受限的支路滤波器被用于过滤由接收天线接收的信号，这使得转播设备相对简单并且花费较少。
而且，上述过滤装置也更适宜包括用来控制要被消除的一个或者多个频率的装置。要被消除的频率可能因此被控制成一个在其中安装转播设备的地理区域的函数。因此这样一个转播设备就可以用在除了模拟信号外还存在DVB-T类型的数字信号的全部地理区域中。
在一种修改中，上述控制装置包括用来自动设置要消除的一个或者多个频率的装置。因此已经被过滤装置有效消除的频率对应着希望消除的频率。这样的设置设备的优点之一是，即使在控制装置的某些电子元件的衍生物面前，被排除的频率仍然保留那些将要被消除的频率。
【附图说明】
通过非限定性的例子，结合下文中所描述的实施例，本发明的这些和其他方面将更明显并将被说明。
在附图中：
图1a是图解说明依据本发明的转播设备的特征的方框图，图1b是图解说明用于图1a的转播设备的优选滤波装置的方框图；
图2图解说明由图1a的转播设备接收的信号的一部分频谱。
图3a到3c图解说明图1b的过滤装置的操作原理；
图4图解说明图1b的过滤装置的优选特性；和
图5图解说明在电视设备中图1a的转播设备的一个应用。
【具体实施方式】
图1a图解说明依据本发明的转播设备。这个转播设备包括选择装置11，过滤装置12，放大装置13和转播装置14。由接收天线接收的主要信号10被选择装置11过滤从而保存在UHF频带中的一部分主要信号10。实际上，除了UHF段的频率，主要信号10可以包括对应于例如FM广播或者GSM通讯的补充频率。由于这些补充频率的放大和转播是不希望的，所以更可取的是通过可以作为用于在479和860MHz之间的UHF频带的带通滤波器的选择装置11来消除这些信号。如此过滤的主要信号10随后由过滤装置12过滤从而消除其转播导致了在由模拟信号接收器显示的图片中的干扰的频率。获得的信号随后由放大装置13放大并且然后由转播装置14转播。
图1b图解说明依据本发明的优选实施例的过滤装置12。这个过滤装置12包括标号为120到125的六个支路滤波器，每一个具有一个拒绝频率。这里考虑的例子是适用于例如在法国的地理区域，在法国六个模拟频道被用来广播模拟电视节目并且这些频道的每一个具有一个视频载波频率。具有在其中模拟频道的数量不是六个的地理区域。在这样的情况中，在过滤装置12所用的支路滤波器的数量等于所用的模拟频道的数量。控制每个支路滤波器来消除一个给定的视频载波频率，也就是支路滤波器120的拒绝频率等于第一频道所用的视频载波频率，支路滤波器121的截止频率等于第二频道所用的视频载波频率等等。因此六个支路滤波器序列120到125允许消除由接收天线接收的模拟信号的全部视频载波频率。
图2图解说明包括模拟信号和数字信号的主要信号10的一部分频谱。这部分表示了对应于3个相邻频道的频带。第一个数字部分23在第一频道20上广播。模拟部分24在第二频道21上广播。第二个数字部分25在第三频道22上广播。应该注意到“模拟信号”被理解为在主要信号10的UHF频带中的模拟部分的集合，“数字信号”被理解为在主要信号10的UHF频带中数字部分的集合，在频带中模拟部分对应于一个电视节目而数字部分可能对应于多个电视节目。模拟部分24具有视频载波频率26，色度载波频率27和声频载波频率28。频道对应8MHz的谱宽。谱宽，也就是在声频载波频率28和第二数字部分25之间的频率差，是大约0.25MHz的值，如果希望过滤主要信号10以便于只保留数字信号则需要较高选择性的滤波器。在视频载波频率26和第一数字部分23之间的谱宽是大约1.25MHz的值。因此，只消除视频载波频率26的事实需要低选择性和低成本的滤波器。
图3a概略的图解说明了主要信号10的一部分频谱。这部分频谱包括标记为301到312的十二个频道。频道301、303、304、307、309、310和312是数字频道。频道302、305和311是模拟频道。频道306和308没有使用。在每个模拟频道上广播主要信号10中的模拟信号的模拟部分。每个模拟部分具有通过垂直线概略显示频率的视频载波频率，色度载波频率和声音载波频率。
图3b概略的图解说明允许消除主要信号10的三个模拟部分的视频载波频率的三个支路滤波器序列的转移函数。第一个支路滤波器的拒绝频率的等于在频道302中广播的模拟部分的视频载波频率，第二支路滤波器的拒绝频率等于在频道305中广播的模拟部分的视频载波频率，和第三支路滤波器的拒绝频率等于在频道311中广播的模拟部分的视频载波频率。使用有可调拒绝频率的滤波器是可能的。这些滤波器包括例如可以通过电位计来改变以便于调整拒绝频率的可变电容器。还可能使用其拒绝频率是通过图形接口可调的滤波器。因此依据本发明的转播设备以例如屏幕和键盘的形式被连接到图形接口。在这样一个转播设备的安装中，例如在一个住所，操作员借助于键盘使得在住所的地理区域中广播的模拟信号的视频载波频率进入图形接口以便于将每个拒绝频率调整到一个视频载波频率。
图3c概略的图解说明了在通过三个支路滤波器序列过滤之后获得的信号的频谱。三个视频载波频率已经消失。应该注意到，如果需要，有可能以同样的方法消除模拟部分的其它频率，例如，色度频率。在这种情况下，添加具有等于要被删除的其它频率的拒绝频率的其它支路滤波器是可取的。
图4图解说明还包括用于自动设置待消除的频率的装置的过滤装置12的操作原理。这种过滤装置包括标记为120到125的六个支路滤波器，标记为420到425的六个D/A转换器，一个分流器400，一个具有由微控制器408控制的谐调频率的本地振荡器402，一个混频器403，一个具有调整在中间频率的窄通带的带通滤波器404，一个放大器405，一个检波器406和一个A/D转换器407。这里考虑的例子应用在使用六个模拟频道的地理区域。每一个支路滤波器120到125包括通过在提供这些可变电容器的DC电压上动作来允许其拒绝频率的改变的可变电容器。例如对于支路滤波器120，这个DC电压通过D/A转换器420借助于来自微控制器408的指令而获得。信号410由支路滤波器序列120到125过滤从而提供了过滤后的信号411。如果假定安装者想要控制支路滤波器120以便于消除信号410的第一模拟频道的视频载波频率，则安装者通过例如图形接口将这个视频载波频率的值提供给微控制器408。微控制器408然后指示D/A转换器420提供想要的DC电压来将支路滤波器120的拒绝频率调整到视频载波频率。尽管如此，由于像可变电容的漂移这样的大量参数，该支路滤波器有效拒绝的频率不是正好等于要消除的视频载波频率。下面的原理减弱了这个缺点。分流器400从过滤后的信号411分出一部分例如百分之一的能量。微控制器408指示本地振荡器402将其谐振频率调整到在由安装者指定的视频载波频率和带通滤波器404的中间频率之间的差值。由分流器400取出的部分被过滤信号411继续通过混频器403，带通滤波器404，放大器405和检波器406。在检波器406的输出端，获得由被消除的视频载波频率的电压表示的残余电平。如果支路滤波器120的拒绝频率接近视频载波频率，这个残余电平将相对较低。然而，如果这个拒绝频率和视频载波频率相差很大，则残余电平将相对较高。因此，当拒绝频率和待消除的视频载波频率最接近时这个残余电平最小。因此微控制器408传送指令给D/A转换器420来改变由此提供的DC电压直到在A/D转换器407上输出的残余电平最小。然后在微控制器的内存(没有显示)中保存当残余电平最小的时候所获得的直流电压。应该注意到这样的调整可以比如每月一次进行多次以便于考虑到可能的可变电容的漂移。尽管如此，只有第一次实行的调整需要安装者的干预。以相同的方式通过在每次调整时指示要被消除的视频频率来实现其它支路滤波器121到125的调整。
图5图解说明在电视系统中转播设备的一个应用。这样一个电视系统包括发射天线501，一个接收天线502，标记为503到506为四个依据本发明的转播设备，标记为507到510的四个数字信号接收器和两个模拟信号接收器511和512。接收天线502接收由发射天线501和可能的其它邻近发射器发射的信号。由接收天线接收的信号尤其包括有关电视节目的数字信号和模拟信号。在考虑到的例子中，转播设备已经被安装在住所513的每层上。可以考虑其它结构，比如，用于整个住所513或者依据本发明的单个处理设备的与一些转播天线相连接的单个转播设备的安装。可以设想的结构依赖于许多参数，比如，住所513的大小或者建筑材料。四个转播设备503到506通过在图中用粗实线显示的光缆接收来自接收天线502的信号，光缆可以是习惯上用于传送由接收天线502接收到的模拟信号的光缆。两个模拟信号接收器511和512通过相同的光缆连接到接收天线上。利用依据本发明的在转播设备503到506中的滤波装置的优点，通过两个模拟信号接收器511和512显示的图象没有被由接收天线502接收的信号的同频转播所干扰。
结合图的上述描述图解说明了但没有限制本发明。在这方面，下面进行一些注释。
图的描述运用了例如在ETS 300744标准中描述的DVB-T标准。本发明可以运用可能是更先进的其它数字电视标准，因为数字和模拟信号同时存在并且因为数字信号的同频转播可能不会干扰对应着这些数字信号的图片。
结合图5描述一个电视系统。在不脱离这项发明的范围的情况下有可能会偏离这个模型。比如，一个转播设备可以被安装在可能包括多个数字信号接收器的房子里。比如，因为像山脉这样的阻碍，一个转播设备也可以用作中继器来传输发射天线501使用不畅地区的数字信号，。在这种情况下，转播设备可以安装在辅助天线上。
依据本发明的转播设备可以用在一个包括至少一个能够发射表示至少一幅图象的信号的发射器，一个发射网络和一个能够接收上述信号的接收器的通讯网络中。
动词“包括”的使用和其结合不排除在权利要求书中提到那些以外的元件的存在。在一个元件之前冠词“a”或“an”的使用不排除多个这样的元件的存在。