Дескремблер кодированого телеканала

В течение нескольких лет в нашем городе ведется кодированное вещание на 29-м канале. Для реализации достаточно надежной защиты от несанкционированного просмотра программ используется многовариантная адресная система кодирования,разработанная в России и используемая многими коммерческими студиями телевидения. Визуально у кодированной программы отсутствуют строчная и кадровая синхронизации. При просмотре полного телевизионного сигнала при помощи осциллографа удалось обнаружить, что в кодированном сигнале отсутствуют кадровые синхроимпульсы, а вместо строчных импульсов передаются импульсы синхронизации, показанные на рис.1. Количество строк, в течение которых передаются сигналы, показанные на рис.1 а и 16, периодически изменяется, и это является одним из вариантов кодирования. Меняется также и длительность импульсов высокого уровня (75% уровня белого), изображенных на рис.1. Адрес абонента и информация о способе кодирования передается в течение 1 мкс в конце каждой строки.

Однако можно сделать дескремблер, способный преобразовывать кодированную программу в стандартный полный цветной телевизионный сигнал (ПЦТС) при использовании на передающей стороне любого из заложенных в системе способа кодирования.

Изготовить такой дескремблер можно используя то обстоятельство, что положение места перехода с импульсов низкого уровня (уровень ниже черного) на импульсы высокого уровня (рис.1) является постоянным во времени и совпадает с началом строчных синхроимпульсов. Кадровые синхроимпульсы можно получить, ведя счет количества переданных строк.

Принципиальная электрическая схема дескремблера, реализующего описанный принцип и обеспечивающего автоматическое распознавание кодированной программы, изображена на рис.2.

На транзисторе VT3 собран селектор импульсов низкого уровня, которые после выделения и инвертирования заряжают конденсатор С6 и поступают на вход триггера Шмитта DD1.2. Постоянная времени цепи R12, С6 выбрана такой, чтобы увеличить длительность этих импульсов на 1...2 мкс. После инвертирования элементом DD1.3 эти импульсы приходят на один из входов элемента DD2.2. Импульсы высокого уровня выделяются транзистором VT2 и, после инвертирования элементом DD1.1, подаются на второй вход элемента DD2.2. Таким образом, при наличии кодированного сигнала, показанного на рис.1, на выходе элемента DD2.2 формируются импульсы строчной синхронизации. С помощью элементов VD4, R17, С9 их длительность доводится до стандартной (4,7 мкс), и после инвертирования элементом DD1.4 они приходят на базу транзистора VT8, который, открываясь, "врезает" их в ПЦТС. Резистор R23 служит для регулировки уровня этих импульсов.

Для обеспечения подавления ложных синхроимпульсов (рис.1 а) служат элементы VT4,VT5, DD2.1, DD1.5, VD5, R16. После селекции транзистором VT3 все импульсы низкого уровня поступают на эмиттерный повторитель VT4, а затем - на один из входов элемента DD2.1. На другой вход DD2.1 поступает сигнал, сформированный элементом DD1.4 (вставляемые строчные синхроимпульсы). Цепочка VT5, R13, С7 служит для увеличения длительности этих импульсов до 70... 110 мкс. Следовательно, на выходе элемента DD2.1 в случае приема сигнала, изображенного на рис.1 а, после прохождения первой кодированной строки появляются импульсы. Это импульсы, точно соответствующие по длительности и по месту расположения фронтов ложным синхроимпульсам, присутствующим в кодированном сигнале. Элемент DD1.5 инвертирует их, и через диод VD5 с последовательно включенным резистором R16, который служит для регулировки степени подавления ложных синхроимпульсов, сигнал поступает на базу эмиттерного повторителя VT7.

Кадровая синхронизация осуществляется с помощью подсчета числа строк. Для этого удобно использовать напряжение накала кинескопа (ЭЛТ). Практически во всех современных телевизорах напряжение накала на кинескоп подается с трансформатора строчной развертки и содержит высшие гармонические составляющие, которые необходимы для работы дескремблера. На транзисторе VT1 и колебательном контуре L1, С2 происходит выделение второй гармоники строчной частоты. После инвертирования на элементе DD3.1 удвоенная частота строчной развертки приходит на счетный вход микросхемы DD5.

Элементы DD3.2, DD3.3, DD3.4, DD4 служат для формирования импульсов кадровой синхронизации, которые появляются на выходе элемента DD4.2, и сброса счетчика DD5. Кнопка S1 предназначена для подстройки фазы импульсов кадровой синхронизации.

Таким образом, на один из входов элемента DD2.3 приходят импульсы кадровой частоты длительностью 288 мкс (4,5 строки). Другой вход элемента DD2.3 подключен к конденсатору С10, который в случае приема кодированного сигнала заряжается импульсами строчной синхронизации. При приеме обычных телепрограмм напряжение на входе 9 элемента DD2.3 соответствует логическому нулю, и работа дескремблера автоматически прекращается. При приеме кодированных программ, после инвертирования транзистором VT6, импульсы кадровой синхронизации попадают на вход элемента DD2.4, который совместно с элементами VD8, R25, С11 и DD1.6 выполняет функцию их "нарезки" (рис.3). "Нарезка" кадровых синхроимпульсов необходима для обеспечения строчной синхронизации во время прохождения кадровых синхроимпульсов. После этого кадровые синхроимпульсы тем же способом, что и строчные, "врезаются" в ПЦТС.

Внешний вид декодированного сигнала показан на рис.4. На транзисторе VT9 собран стабилизатор напряжения питания.

Конструкция и детали.

Все резисторы, использованные в дескремблере, рассчитаны на мощность 0,125 Вт. Исключением является R26, который дол-жен обеспечивать рассеивание мощности порядка 0,5 Вт. Допустимые отклонения номиналов элементов: С2, С6, СП, R12, R25 - ±5%, остальные - ±20%. Индуктивность L1 намотана на тороидальном магнитопроводе из феррита марки М200НН с габаритными размерами 20х12х4 мм и содержит 110 витков провода ПЭВ 0,1. К добротности катушки L1 не предъявляется жестких требований, поэтому возможна ее намотка на любом другом магнитопроводе. Все транзисторы и диоды могут иметь любые буквенные индексы. Вместо DD1 можно использовать К533ТЛ2: вместо DD2 - К133ЛАЗ, К155ЛАЗ, К533ЛАЗ, К1533ЛАЗ; вместо DD3 - К564ЛА7, К176ЛА7; вместо DD4 - К564ЛЕ10, К176ЛЕ10. Конденсаторы С12, С13 необходимо расположить в непосредственной близости от микросхем DD1, DD2.

Подключение к телевизору.

Описываемый дескремблер можно подключить практически к любому телевизору (кроме лампового), для этого необходимо включить его в разрыв цепи низкочастотного видеосигнала с размахом 2...4,5 В. В телевизорах ЗУСЦТ, 4УСЦТ, 5УСЦТ дескремблер включается на выходе модуля радиоканала. В телевизорах западного производства, а также в 6УСЦТ дескремблер включается после эмиттерного повторителя, который находится между видеопроцессором и - керамическими полосовыми и режек-торными фильтрами. Пример схемы подключения к телевизору с видеопроцессором TDA8362A показан на рис.5. Пунктиром на рисунке показана цепь, которую необходимо разорвать.

Регулировка.

Установить движок резистора R4 в крайнее левое по схеме положение. Включить телевизор на кодированную программу. Установить с помощью резистора R17 длительность импульсов на выходе элемента DD2.4 равной 4...4,7 мкс. Подключить осциллограф к выходу дескремблера и, вращая движок резистора R23, добиться равенства амплитуд передаваемых и временых импульсов строчной синхронизации. Затем с помощью резистора R16 установить необходимую величину подавления ложных синхроимпульсов, при этом сигнал, присутствующий на выходе дескремблера, должен соответствовать рис.4. В последнюю очередь вращением движка резистора R4 добиться наилучшего качества приема декодированной программы.

Описанный дескремблер был успешно установлен в телевизоры Philips, Samsung и "Электрон 51ТЦ4303". Все доработанные таким образом телевизоры принимали кодированный канал практически с таким же качеством, как и некодированные. После оснащения таким дескремблером телевизора появляется возможность вести запись кодированных программ на видеомагнитофон. Для этого достаточно соединить НЧ-выход телевизора с ИЧ-входом видеомагнитофона и включить последний на запись.

Литература

1. Бродский М.А. Цветное телевидение. - Мн.: Высш.шк., 1884. - 142 с.

2. Хохлов Б. Видеопроцессор TDA836A в современных телевизорах. - Радио, 1997, N6,7.

3. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/П.П.Мальцев, Н.С.До-лидзе, М.И.Критенко и др. - М.: Радио и связь, 1994.-240с.

В.МЕЩЕРЯКОВ, г.Тамбов.

(РЛ 2-99)