专利名称：遮断节目拒收系统中干扰载波的最佳幅度和频率的制作方法
技术领域：
本发明涉及电缆电视系统，更准确地说，涉及用于施加远距离控制的和远距离施加遮断或干扰信号以防止接收未授权电视频道的方法和装置。
本申请是1988年3月10日提交的、题为“室外电缆电视频道遮断方法和装置”，申请号为166，302的美国专利的继续申请部分。本发明也参考了以下属于共同未决的申请代理卷号为1263.029000的“CATV反向路径多路系统”，代理卷号为1263.029011的“CATV用户断连开关”，以及代理卷号为1263.028996的“用于电缆电视遮断或干扰装置的图象载波自动增益控制电路”。
在电缆电视系统的起始端，通常提供扰频器对收费电视频道进行编码。所加的扰频阻止与系统相连房屋中未许可的变换器/译码器接收这些收费频道。将表示节目频道和分级(tier)的数据可寻址地发送到特定的变换器/译码器并存储在授权存储器中。作为选址发送的结果，随后发送的节目被许可，就是有选择地允许变换器/译码器中的译码部分对被扰频的收费频道或节目进行译码。
目前已采用用若干种扰频技术。各厂家有自己的可能与其他厂家不兼容的方案。尽管如此，目前最普遍的扰频系统仍然基于同步隐蔽，其中，通常，通过把同步信息移到由图象信息占据的电平(通常，将同步脉冲顶部移到40 IRE单位的等效图象电平)，而对电视接收机的同步分离器隐蔽该同步信息。某些系统用正弦波相位来调制图象载波以压缩水平消隐间隔。目前，大多数系统在消隐间隔起始时转换到被隐蔽的电平，而在消隐间隔结束时断开。大多数系统(虽然不是全部)隐蔽垂直消隐间隔。某些系统或者逐行地、或者逐场地对视频信号动态地倒相。这种倒相必须谨慎地进行，以避免由相对于不同电平的倒相和再倒相以及由系统的微分增益和相位而引起的后生现象。或者通过提供伴音载波上的同步调幅脉冲、通过把数字信息置于垂直间隔中、或者通过图象载波上的调相来恢复同步。
在所述起始端为每个收费频道配备一个扰频器以及在有电视接收机的房屋内的每个变换器/译码器中包含去扰频器，这是昂贵的。此外，在房室中设置变换器/译码器已证明对那些相异想天开地寻找接收收费频道的方法侵权者，是一种巨大诱惑。因此，电缆电视设备厂家已卷入与这些侵权者的战争中，产生复杂的业务授权协议，在某些情况下，涉及用频带内和频带外两种数据传输的多层编码，进一步提高了所述变换器/译码器的成本。
此外，所有扰频系统都在水平消隐间隔中留下脉冲前沿和后沿的台阶式后生现象。通常情况下，这些现象并不成为问题，但是，如果电视接收机的过扫描不适当，那么，这些台阶就会以光条形式出现在图象的一侧或两侧。另外，如果电视接收机利用消隐后肩取样作为自动增益控制和(或)黑电平恢复，并且，该取样周期延长到去扰频步骤的时间内，那么，电视将显出错误的黑电平，并且可能出现图象闪烁。在把脉冲串加到伴音载波上的系统中，在某些电视机中能够注意到由59.94Hz信号谐波带来的峰音。
因此，电缆电视行业已求助于寻找新的技术，并且，求助于对电缆电视发展早期所产生的技术进行再认识。例如，正向和负向带阻滤波器的应用，以及较新的技术，例如，遮断法。
许多厂家把负向陷波技术看做代替同步隐蔽扰频法的可行方法。负向带阻陷波基本上是一种窄带带阻滤波器。将带阻滤波器设置在通向用户住所的入口，并衰减收费电视频道的相当大部分信号，使用户不能使用该频道。
在传统的实施例中，负向带阻滤波器是利用L-C滤波技术来实现的。得到的是具有有限品质因子Q和有限波形因子的凹口。在单频道负向带阻滤波器的情况下，所述凹口的中心通常位于被取消频道的图象载波频率处。这种技术(有时称为静态负向带阻滤波)需要对图象载波进行至少60dB的衰减方能奏效。
负向带阻滤波器系统具有使之对电缆电视应用场合有吸引力的若干优点。一个主要的优点是能够把宽频带电缆电视频谱输送到用户变换器/译码器。传统的同步隐蔽系统采用去扰频的定顶(set-top)变换器/译码器，后者固有地输送窄带信号。负向带阻滤波器通常安装在用户住所的外面(一般在分接头上)，从而，把置于用户住所内暴露硬件降到最低程度。最后，某些电缆电视经营者认为，与同步隐蔽相比，负向带阻滤波器对用户控制来说是更安全的装置，因为，据认为此时图象的重构相当困难。
但是，负向带阻滤波器系统要求硬件的位置不产生电缆电视系统的收益。此外，负向带阻滤波器有若干严重的实际局限性。L-C带阻滤波器具有Q值和波形因子限制。L-C滤波器和品质因子Q一般被限制在小于30。这意味着对于设置在8频道(图象载波频率为181.25MHz)的负向带阻滤波器的3dB带宽典型的是6MHz(即，基带电视频道的带宽)。这种带阻滤波器可能导致相邻的较低频道显著恶化。因此，调谐到相邻的低频道的电视接收机，不必满足15dB的图象-伴音比，而是必须满足伴音载波大约6dB的附加衰减。作为时间和温度函数的频率稳定性也十分重要。基于如下假定，即，在时间和温度循环变化一定周期后，频率漂移将使负向带阻滤波器变成无法使用，所以，许多电缆电视系统经营者已制定了定期换掉负向带阻滤波器的计划。
级联能力是另一重要方面。有限的反射损耗和非零的插入损耗限制了能够级联的单频道负向带阻滤波器的数目。随着要加以保密的业务量的增加，对负向带阻滤波器的兴趣降低了。此外，频道排列的改变需要大量的硬件投资和这方面的人力。
最近，已经推出新型的负向带阻滤波器。动态负向带阻滤波器由预定进行频率调制的陷波滤波器构成。所述凹口以图象载波为中心，但左右略有偏离。通过在图象载波上引入无用的幅度和相位调制而使该电视频道不能使用。这种技术要求凹口深度显著小于静态负向带阻滤波器的凹口深度(典型的是40dB)。此外，人为引入的频率调制略微降低了对频率稳定度的要求。
然而，该动态负向带阻滤波器有若干缺点。实现频率调制需要电源。更重要的是这种技术在相邻电视频道上产生的抛物线波形调制。
正向带阻滤波器系统也采用窄带带阻陷波滤波器。但是，与用于衰减或阻挡收费频道的发射的负向带阻滤波器不同，该陷波滤波器用于恢复收费电视频道。在该情况下，在电缆电视的起始端，将干扰信号置于收费电视频道内。然后，在用户住所，使用陷波滤波器消除该干扰信号。在理想情况下，该陷波滤波器仅仅消除干扰信号，而不会消除有效的电视信息量。
电缆电视系统的经营者认为，正向带阻滤波器具有若干优点。优点之一是干扰出现在电缆电视分配板上的加密频道中(而不象负向带阻滤波器系统那样在分配板上需要加密频道是明文的(“in the clear”))。从经济观点考虑，以下优点是非常吸引人的，即，仅仅在用户希望接受保密服务的地方才需要用户硬件。因此，任何资金投入都与产生收益相联系。
正向带阻滤波器系统的传统实施例采用L-C陷波滤波器来清除干扰信号。这些L-C陷波滤波器具有与上述L-C负向带阻滤波器同样局限性。因此，将基于L-C的正向带阻滤波器限制在电缆电视频谱的低端。品质因子Q和波形因子也限制了该电视频道中可设置干扰信号位置的数目。
在正向带阻滤波器的传统实施例中，干扰信号的位置在图象载波和伴音载波间隔的中部。在频谱的这个区域中，能量密度(因此，信息密度)比较低。选择该位置的原因之一是可将和干扰信号一起被陷波滤波器清除的任何电视信息的影响减至最小，从而，提高了所恢复的电视信号的质量。可以预期除了偶尔在该图象载波之上2.25MHz处有不良衰减之外，干扰载波通常对相邻频道电视图象只有微小影响。干扰确实增加了高频头必须满足的另一种载波，在邻界过载的情况下，这可能引起某种性能下降。
尽管在该位置，由于传统的L-C正向带阻滤波器的品质因子Q和波形因子的限制，仍然有大量有用的电视信息被除掉。其结果是由于高频信息衰减的结果，电视图象明显“软化”。在起始端的预畸变能够改善该性能，但远不能完全校正它。供干扰信息用的该位置也为电视侵权者的行为提供方便。该侵权者容易随这种低质量信号，因此，能够利用容易得到的技术将它恢复成可用图象(例如微调具有铝箔滑动触头的典型的四分之一波长平行双馈线短载线)。与负向带阻滤波器系统相比，正向带阻滤波器系统的每个收费频道需要较高的成本。
收费频道控制的较新技术是遮断系统，由于在用户位置引入干扰信号，所以称为遮断系统。大多数实施例由预定为四户或更多用户服务的架空盒构成。该盒包含至少一个微处理器控制的振荡器和开关控制电子线路，用于保障若干电视频道的保密性。通过把干扰或人为干扰信号从该架空盒引入未许可的频道来实现控制。
由于效率的缘故，众所周知，用一个振荡器来干扰若干收费电视频道。该技术不仅减少了所需硬件的数量，而且，使系统的灵活性达到最大。该振荡器输出的干扰信号频率从一个频道到另一个频道顺序地变化。因此，该振荡器是频率可变的，并可从干扰一个收费频道的频率跳到干扰下一个收费频道的频率。
美国专利4，450，481公开了一种上述系统，其中，单个频率可变的振荡器提供输出到四个高频电子开关的跳变的增益控制的干扰信号。在该已知系统中，每个开关与一个用户入口相关。在微处理器控制下，并根据许可用户接收所发送的收费频道节目，微处理器通过开关有选择地将单个振荡器输出的干扰信号加入到通向每个用户的输入宽带电视信号的通路中。因此，当未被许可用户调谐到收费频道时，会接收到已经加了具有大约相同频率的干扰信号的收费频道。
已经指出，在已知系统中，可以用单个电压控制的频率可变的振荡器来干扰16个频道。就一个收费频道而言，这导致了如下情况，即，干扰信号仅出现在1/16时间里(或大约6%的干扰时间间隔)。此外，也已指出跳动频率为干扰信号以每秒100或100Hz的频率跳动，如单个振荡器能提供可接受的干扰信号量，则单个振荡器是可行的。
当然，电缆电视频道和收费业务可以扩展到宽的频率范围内，例如，100到350MHz。在已知的实施例中，所提供的单个振荡器必须在宽频带范围内是频率可变的。例如，单个振荡器输出的干扰信号必须在视频载波频率上或下100到500KHz范围内，这已先前公开于美国专利4，450，481中。因此，必须提供具有内部基准的合成器以确保振荡器的干扰信号输出对视频载波上或下可容许的100至500KHz频带具有较好精度。但是，该范围已被证明不能对所有电视机产生所要求的干扰作用。
按照本发明，已经发现，如果干扰信号频率高于视频载波200KHz以上，那么，对有些电视机该干扰便显不够，这显然不是所期望的。当干扰载波的频率低于视频载波100KHz以上，会出现干扰不足和对较低相邻频道的干扰。而这也是不合乎要求的。
在美国专利4，450。481中先前已经公开干扰信号幅度应超过视频载波幅度5到20dB。
但是，已确认该幅度范围并不合乎要求。如干扰信号电平超过视频载波大约6dB或更多，则当调谐到被干扰频道相邻近较低频道时在有些电视机中可见邻近频道干扰现象。此外，当干扰载波幅度太大，例如高于视频载波6dB以上时，则发现有些电视机的噪声抑制电路会消除干扰信号从而使干扰作用抵消。
为克服这些不希望的效应，最好控制干扰频率以便将干扰置于尽可能接近视频载波处。限制干扰信号峰值幅度使之不显著超过视频峰值包络功率以保证邻近频道上无残余后生现象，这也是优选的。然而，在已知系统中，由于人为地将干扰信号置于视频载波之下许多从而使之接近相邻频道，因此也会产生相邻频道后生现象。另外，在已知实施例中，由于采用传统频率控制技术，在跳变过程中限制了频率跳变的速率。
业已证实已知的遮断系统对来自上述幅度和频率选择的不充分的干扰和(或)相邻频道的后生现象特别敏感，这会使用户不满。
用本发明的原理已解决上述大多数问题和先有技术中的相关问题，室外电视频道遮断方法和装置能够以降低的功率远距离控制干扰深度及频率。通过对已有技术的充分调查及实验后，已可确定干扰信号的最佳位置处在大约低于视频载波100KHz到高于视频载波约200KHz的范围之内，这是由于比视频载波低100KHz更低的干扰信号和比视频载波高200KHz过多的干扰会引起在某些电视机中出现干扰不足。
另外，从起始端就可用50KHz频率分辨率作为该范围内数字化阶字化阶跃可选频率精确形成干扰载波。可用数/模转换器将一10位电压控制字加到电压控制的振荡器以将干扰信号频率控制在该频率范围内。
而且，为确保干扰信号频率的精度和限制干扰信号频率谐波干扰，可提供多个振荡器，每个振荡器工作在电缆电视频谱的一个特定窄频段内。所有这些窄频段之和等价于需要干扰的整个频谱，而且，待干扰电缆电视频谱本身可以是不连续或可要求频带中有些重叠。在最佳实施例中提供四个独立的振荡器，对这些振荡器的输出分别进行滤波以消去干扰信号输出谐滤的出现，这些谐波可以影响其它频谱较高频道的接收。可人为限制各振荡器对其频段内最多干扰4个频道，结果对先有技术的干扰间隔大约提高4倍。并且为每个用户或每个接入口装置一组振荡器。
另外，按照下文的本发明原理，将干扰信号功率限制在视频载波功率电平标称值的-2.5dB和+6.5dB或+2dB的范围。因此，比在已知的先有技术系统中，相邻频道受干扰的机会要小。
此外还已经确定，干扰深度、在多个不同电视接收机上观看扰频电视频道的主观感觉可这样改善，即，将频率跳变速率提高到大约4KHz、比已知系统的速率增加20倍，干扰信号的所有其它参数(诸如幅度和频率)相等。如本文中将要说明的，由于本发明实施例不受传统锁频技术限制所以能够达到该大小的频率跳变速率。
本发明装置的微处理器也可控制提供电源给一个或多个振荡器。如果授权该用户可接收由给定振荡器保密的频段内所有收费频道，那么可使该振荡器该期间内断电。此外，没有残留干扰信号输出功率在加电条件期间通过一个有意断开的开关，而这可能出现于先有技术的遮断系统中。
公共电路为多个用户所共享，例如多到4个或更多用户所共享并装在悬空安装、绞线安装或支架外壳内。该公共电路包含用于调节视频载波电平的自动增益控制电路。该公共电路也包含数据接收器，数据译码器和可单独寻址的微处理器。该公共电路可分别对各个被选址的、在使用的用户模块内从起始端传送来的任何命令和数据进行译码。公共电路的微处理器和用户模块的微处理器通信为该用户模块所用的具体用户相关的任何译码数据。例如，被译码数据可以是指出从起始端接收到的单独选址频道或节目授权数据或全局传送频道频率和干扰深度数据以存储在微处理器存储器中。
在正常操作方式期间，用户模块的微处理器起动或加电给各要求的振荡器并对所有要求的振荡器发送频率数据，以便以特定收费频道所选择地干扰因子干扰任何和所有未许可频道。具体地说，可保留64位置存储顺用以存储10位电压控制字。用户模块微处理器的算法根据用户所选服务级别将电压控制字装入存储器。在许可用户接收一个频道以外的所有收费频道的极端情形下，振荡器中有三个断电而余下一个振荡器能连续不断地干扰一个未授权频道而产生100%干扰周期。
如在给定某一时刻上某一用户未购买提供的16个频道中的任一频道，并且，如果使用一组振荡器，那么顺序触发振荡器并以伪随机序列将64个电压控制字提供给四个振荡器。使用这种伪随机序列来阻止侵权行为。
本文将干扰因子定义为可选择的、由起始端全局发送的、与加到不同收费频道的相对干扰程度相等的一个参数。例如，以较高干扰因子干扰非常保密的节目可能是合适的。按照本发明，可将全部16个控制字类似于由起始端分配的干扰时间段以改进干扰深度。例如，由起始端在特定时刻分配给一振荡器的频段内的频道上提供三种收费节目，则可分别以8、4和4(共16)分配这16个时间段或其相应干扰因子以使最低的干扰频道有效并允许5%重叠和最小20%干扰间隔。如已指出，如用户购买了所有的3个频道，则微处理器算法将使振荡器全部掉电或去动作，或增加干扰间隔使之和订购收费业务级别相适合并增加已指定的干扰因子。
本装置在加电时及周期性地，例如以大约30分钟间隔进入校定操作方式。从前端将收费频道频率数据全局发送以存储在公共电路微处理器的存储器中。接着公共电路微处理器对用户模块的可编程预计数器计算分频因子及频率计数的期望间隔时间并将这些计算值送到用户模块的微处理器中。
可编程预计数器或分频器置于从多个振荡器到用户模块微处理器的反馈路径上。在校定方式期间，任一时刻仅一个振荡器加电。将发送并存储的频率数据转换为推测最佳(best guess)的电压控制字。结果，将唯一加电的振荡器的干扰信号频率通过频计数器予以反馈，该频计数器对该高频输出加以分解以便由微处理器进行计数。微处理器按照已知的所接收到预计数器输出间的间隔计算计数值。然后将该计数与期望计数及电压控制字进行比较，在电压控制字存储器中精确形成特定控制字。逐个地、精确形成用于每个装置振荡器的所有16个控制字或全部64个字，整个过程只需零点几秒时间。因此，如某用户碰巧想看未许可的收费频道，在校定期间不能得到有意义的信息。这样，校定方式与所提供的多个窄带振荡器相结合确保了干扰信号频率控制。
作为校定操作方式和本装置结构的结果，最优地将干扰载波置于自视频载波以下100KHz到视频载波以上200KHz的范围之内的任何位置。在温度变化的30分钟时间区间内，对给定的干扰信号频率有机会出现频率漂移。然而，如出现漂移，从该漂移会阻碍任何潜在侵权者企图用陷波滤波器来滤去干扰信号的行为的意义上来说该漂移正合要求。如前所述，也可通过改变用于干扰给定收费频道的电压控制字将干扰信号频率人为地在以上范围内变化。而且，可以伪随机序列施加这些干扰信号频率。因此，潜在侵权者为了窃用收费电视信号就不得不按照相同的伪随机序列并顺序启动陷波滤波器(这些陷波器以相关电压控制字所表达的相同频率)，以及预测前面提到的自然的频率漂移。
同样重要的是，使用校定操作方式，不同于正常操作方式，可允许本装置达到比已知系统正常操作方式期间高得多的频率跳变速率。由于不要求在正常操作方式时使用慢的常规锁频技术，因此合乎要求的4KHz跳变速率是可达到的。
用于提供远距离的、可选址控制的遮断的本方法及装置的这些和其它优点，参考附图及下面对一实施例详细描述而加以说明。
图1是总的系统方块图，它说明本发明的遮断装置与包括收费频道扰频器、可寻址数据发射器以及用户变换器/译码器的现有电缆电视系统的固有兼容性。
图2是本发明的用于多个所提供的用户模块的可寻址公用控制电路的示意方块图，该电路包括宽频带信号支路、微处理器、数据接收器和译码器以及自动增益控制电路。
图3是包括微处理器的一个用户模块的示意的方块图，该微处理器对由四个电压控制的振荡器中的每一个提供的输出频率有选择地激励和控制、使得在正常工作方式期间可以用最小20%的干扰时间间隔来干扰16个收费频道、并且、在校准方式期间，提供经由可编程预计数器到微处理器的反馈通路以精确确定干扰信号频率。
图4表示用于在4个独立的频带中分配宽频带电缆电视频谱的频率划分，这些频带中的每一个包括4个或4个以上的多个频道，只可对四个频道以20%干扰间隔进行干扰。
图5是本发明的用于实现校准工作方式的反馈环路结构的一个实施例的详细方块说明图。
图6是与在正常工作方式期间按顺序提供振荡器干扰频率信号输出有关的电压控制字存储器的方块图。
图7是图3的实施例在正常工作方式期间的时序图，其中，具体地描绘了每个遮断控制信号。
图8是关于频率载波的干扰载波最佳幅度频率窗口的图形说明。
现在更具体参考图1，图中示出利用本发明原理的电缆电视系统的总的方块图。所谓电缆电视系统是指所有涉及电视信号通过电缆到远方位置的传输的系统。例如，电缆电视系统(或者工业的、或者教育的、或者其他形式的)可以包括公用天线电视分配系统、专用电缆分配网络。电视接收的每个远距离单元可以包括属于费电视业务的特定用户单元、多用户单元、拥有多个电视接收机或者专用电缆分配网络中的专用单元的单用户单元。因此，用于本申请和权利要求书中的术语“用户”系指电缆电视系统的专用用户或商业用户。在本申请和权利要求书中使用的起始端100定义为连接到服务电缆110的连接点，该电缆110用于把电视频道分配到用户单元。为参考起见，使用电子工业协会(E.I.A)标准电缆电视频率分配方案，供本文中参考;但是，借助本发明的如下公开的内容，也可以把本发明的原理用于其他已知标准的或非标准的频率分配。此外，在以下说明中，一般考虑国家电视分会(N.T.S.C)将标准复合电视信号幅度调制在射频载波;但是，本发明的原理同样适用于其他标准的或非标准的基带电视信号格式。
起始端100包括电视节目源101。电视节目源101可以是卫星电视接收机输出信号，由电视演播室提供的节目，经由微波或广播电视链路接收到的节目内容，电缆电视链路输出信号，或者符合本发明的其他任何电视节目源。该节目源内容不必限于普通电视，而可包括经由服务电缆110传送给远距离单元的电视文字广播、视频图文、节目伴音、实用数据，或其他通信形式。
电源101提供的节目内容可以是收费的、或者是保密的，或者是最好确保不被未认可的接收机单元所接收的。为此，通常用设置在起始端100的扰频器102对要保密的各频道或节目进行扰频。在本申请和权利要求书中所使用术语“收费频道”或“收费节目”是指由于其收费或保密状态而希望不被非法接收的频道或节目。
在已知的电缆电视系统中，通常对所有收费节目进行扰频。但是，根据本发明，收费节目是明文发送的，而在室外遮断装置130中采用遮断来干扰对收费节目的非法接收。
因此，只要向用户提供对已扰频的节目传输进行解密的变换器/译码器150，就可在起始端100明文提供被扰预的电视节目及收费节目的过渡时间间隔内，提供扰频器102。在某些情况下，可以用本发明遮断装置130完全替代变换器/译码器150。
此外，在起始端通常有可寻址的数据发射机103，用于向所有用户发送全局命令和数据，或者，发送被唯一用户接收的寻址通信。这种数据发送可以经由独立于电缆电视频谱的数据载波(例如，具有108.2MHz频率)来进行。这也可以经由电视频谱中尚未使用的缺省(default)频道来发送。全局命令一般采取操作码及数据的形式，而寻址通信还包括特定用户的唯一地址。
在另一个实施例中，该通信也可以采取频带内信号的形式，该频带内信号例如在视频信号的帧扫描时间内由叠加在伴音载波上的电视频道发送。这种数据通信使得在本发明的遮断装置130的数据接收更复杂，因此，最好将它取消。但是，频带内信号发送常常是本领域中公知的某些变换器/译码器150运行所必须的。
因此，典型的已知的电缆电视系统包括起始端100、电缆电视分配电缆100以及典型的用户房屋181的变换器/译码器150及电视接收机170。频道节目或认可的数据通过可寻址数据发射机103在电缆110上发送。服务信号在杆120处，或者从地下电缆单元的支架140处经由入口线115进入到用户单元。入口线115连接到传统的变换器/译码器150，后者提供若干功能。响应来自起始端发射机103的寻址通信，如果与该编址通信相联系的地址和用户译码器150的唯一地址匹配的话，那么，在授权存储器中更新频道或节目认可数据。例如，用户地址可以包括超过系统用户实际数目的多个二进位，附加的位确保该地址的保密性。然后，把收费频道或节目存入变换器/译码器150的授权存储器中。通常，利用变换器/译码器150的变换器部分，把电视节目变换到在其他情况下未使用的频道，例如，电视频谱的3或4频道。对存在授权存储器中的数据检验其收费状态。如果该节目被认可，那么，变换器/译码器的译码部分被允许对已认可的被扰频的收费节目进行译码。
所提供的电视接收机可以是传统的电视接收机170或者是所谓电缆电视接收机171。由于出现电缆电视接收机171的缘故，在用户房屋181处就不再需要变换器/译码器150的变换器部分，这是因为，这种电视机中已设置了所述变换器。
按照备有本发明的遮断装置130的电缆电视系统，将一外壳装在绞线支撑电缆110上或通过支架装在杆120上。该外壳内部是用于分支进入宽频带电视和数据传输频谱中的公共控制电路系统。参考图1，从左起的第一个杆120，该处示出用软钢绳固定的装置，该装置为用户提供两根入口线115。通过遮断装置130，总共可为四个或更多用户服务和提供最多四条或更多入口线115(4是一实际数字，但本发明同样可应用于提供多得多的用户数的设备上，例如，可在多住处单元配置中使用)。除了公共控制电路系统外，该壳内还装有四个插入式用户模块。如果需要的话，还可以借助该外壳中的其他插入部件提供附加业务，例如，按收看收费的节目、包括双向数据通信的用户挂号通信、仪表读数、能量控制或其他业务。
最好可以把所有设备161从用户房屋182中移出。但是，为了提供附加业务，不可避免某些屋顶上设备。为了便于描述，假定房屋182包含至少一台非电缆电视的普通电视接收机170。因此，用户设备161至少包括可调谐变换器，用于把接收到的电缆电视频道转换到未使用的频道(例如，3或4频道)，以便用普通电视接收机170接收。
可以经由来自起始端100的电缆为遮断装置130提供电力，或者，经由用户入口线115提供，或者，借助这些装置的组合来提供。可以频见，甚至可以通过可反复充电的装置(例如，太阳能电池)或者其他外部的、或可更换的内部电源(例如，电池组)来供电。因此，用户设备161还可以包括遮断装置130的电源。
遮断装置130可以安装在抗干扰的壳体中，或者，例如安装在住宅的带锁的仪器柜中。如果安装在暴露于自然环境的地方，那么，该壳体应当是防水的。此外，应当把该壳体设计成可防止射频泄漏。
在房屋183中，假定用户有电缆电视接收机171。因此，用户部件162可以全部取消，或者，仅仅包括向遮断装置130馈电的电源。
房屋184以图示方式表示为通过支架140的地下电缆110来提供服务的用户单元。根据本发明，支架140可以包括遮断设备130的室外壳体。其它支架140通常用在掩埋电缆设施(如电缆分配放大器和其它设备的外壳)中。用户设备163可以包括变换器、附加业务装置和电源装置(例如，根据用户设备162所描述的)。
与变换器/译码器150相同，遮断装置130能唯一地由起始端100寻址。如果多位的唯一用户地址中的两位与唯一标识4个用户模块之一的一个插入槽相关，那么，公共控制电路系统可以用尚未使用的剩余地址数据唯一地寻址以确保数据通信的保密性。正如收费节目明文发送那样，并且因为不必要求与用户房屋进行任何数据通信，所以，根据本发明的原理，不必以加密形式传输用户地址。尽管如此，只要在房屋中设置变换器/译码器150或其他唯一地址必要设备，地址保密性仍然是所希望的。
遮断装置130包括可寻址公共控制电路系统和多达4个或更多的插入式用户模块。一理接收用户特定收费节目或频道许可数据，该数据就被存储在遮断装置130中。遮断装置130还可以包括公共控制电路的自动增益控制电路。与各个用户模块相联系的频道遮断电路系统经由进入特定用户的特定入口电缆115干扰未认可的收费节目。因此，遮断装置130可以与本领域已知的可寻址的全局发送的数据合理地兼容。不需要(或不希望)对收费频道进行任何扰频(因而，不产生任何后生现象)。此外，不必有任何其它形式的保密业务，例如，频道加密、频带内频道或分级(tier)检验、或其他保密措施。潜在的侵权者必须设法清除以变化的频率设置的特定的伪随机定时的干扰信号，或者，设法打开室外装置130从屏蔽的各连接好的电缆110(这些电缆同样应当保证设有射频泄漏)导出信号。
下面将借助图2的方块图说明遮断装置130的公共控制电路系统，该电路系统用于按照图3的方块图为4个用户模块服务。具体参考图2，图中示出在馈线入口(FEEDER IN)处进入遮断装置130、而在馈线出口(FEEDER OUT)处离开该装置的馈线电缆110。可以借助用户入口电缆、经由该馈送电缆，或者，就地用内部或外部装置，提供电源PWR。输入电源取决于电源PWR可以是交流的或直流的。
定向耦合器210(它可以是插入式模块的形式)分支进入宽频带业务电缆110。于是，宽频带射频信号输出到高通常滤波器220。高通滤波器220让至少包括数据载波频率(双向应用情况下是两种频率)以及电缆电视频道频谱的频带通过。简单地参考图4(b)，该电缆电视频谱可以包括从最小120MHz至350MHz的频带。
自动增益控制电路包括可变衰减器230，射频(RF)放大器233，定向耦合器232，以及自动增益控制(AGC)电路231。该自动增益控制电路适当地调整宽频带RF信号功率，使其落在规定的极限内。
用于接收来自位于起始端100的可寻址数据发射机103的数据的数据接收机240也连接到定向耦合器232。数据接收机240接收例如，经由108.24MHz的数据载波而发送的数据，并把未处理的数据输送到数据译码器250。根据确定的协议，这种数据可以是操作码、用户唯一地址和相关数据的形式。数据译码器250处理该数据，并把分别传输到的数据送到微处理器260，以便按照内部算法进一步分析。最有效的选择微处理器260，以减轻各用户模块的任何微处理顺的许可责任，因此，该微处理器最合适的是具有8千字节内部码的8位微处理器，诸如Motorola 68HC5C8。
可把接收到的数据存入微处理器260不可中断存储器270中。数据可暂存于存储器270中，或者，较永久地加以存储当需要的时候，通过连接微处理器260与所配置后用户模块相关的各个微处理器的串行外部接口总线装入用户模块并在需要时下载。
因此，微处理器260既解释处理访问公共控制电路系统的全局通信，又解释处理访问唯一的用户模块的通信。如果合适的话，微处理器260与其他遮断装置130或与变换器/译码器150进行的全局或寻址的通讯(图1)。限于遮断装置130的全局通信的实例是每个收费频道或者用于在特定时刻由起始端100通过它提供收费节目的频道的收费频道频率数据和干扰因子数据。寻址通信的实例有包含收费频道或节目的认可信息的通信，或者，命令公共控制电路系统拒绝或接受向特定用户提供业务的通信。
如果期望用业务电缆进行双向业务，那么，必须在图2的公共控制电路中设置数据发射机(未示出)，或者，可以提供从用户单元到起始端的独立电话线路。串行外部接口总线290可以是双向通信线路，通过该线路，与用户模块相联系的微处理器300(图3)至少在被询问时可以向微处理器260提供状态报告。
射频分离设备280分别向所装各用户模块提供至少包括图4电缆电视业务频谱的宽频带射频信号。
如果特殊的附加服务需要反向通路的话，那么，可以装置插入式特殊服务模块的信号组合器(未示出)，用于以同分离设备280相反的方式接收来自4个用户模块中的每个模块的通信。可以将某些数据经由结合附加特殊服务的特殊业务的插入式模块(也未示出)反向传输给起始端。
更具体地参考图3，图中示出本发明的用户模块的总的方块原理图。微处理器300与特定用户模块相联系，并且，经由串行外围接口总线与图2的微处理器260通信。微处理器300包括仅仅备有两千字节微代码的八位微处理器，微处理器300减轻了该微处理器的总控制责任。因此，微处理器300可以合适地包括Motorola 68HCO5C3微处理器或类似器件。
可以经由低通滤波器392提供从用户房屋中的相应的特殊服务模块到图2中所说明的公共控制电路的特殊服务模块(图2中未示出)的反向通路。该反向通路经由接线端OS通向用户。电源也可用加到图3的模块的用户入口电缆传输，并在接线端OS处取出。
来自图2中宽频带射频电视频谱信号被提供到端IS。参考把端IS连接到端OS的通路，该通路中串联连接着拒绝服务开关389、放大器387、干扰信号组合器384和高通滤波器391。拒绝服务开关389受微处理器300的控制。例如，如果来自起始端100的寻址通信指出因未付款而拒绝向该用户提供服务，那么，可以断开拒绝服务开关389。此外，每当拒绝提供服务，就可在微处理器300的控制下关闭向高频放大器387提供的电源。在其他情况下，如果用户具有超过标称数量的多个电视接收机的话，那么，可以在微处理器的控制下，将放大器387设定在几个分立的增益电平上，以便为宽频带电视信号提供补充增益。
在微处理器的控制下，在方向组合器385处引入干扰信号。由于放大器387的方向特性，干扰信号不会偶然到达业务电缆110的图2的公共控制电路系统。按照本发明的一个新的方面，引入的干扰信号电平约处在被干扰的未认可收费频道频率的视频载波功率电平限定的-2.5dB到+6.5dB或+2dB标称值的范围内。对大约处在限定在被干扰频道视频载波以下100KHz到视频载波以上200KHz的频率范围内的视频载波最易引入这些干扰信号。按照本遮断装置，该频率可由起始端100选择。该幅度和频率范围规定了一个幅度频率窗口，要提供最佳干扰，应将干扰信号限定在该窗口内。
图8以图形示出该幅度-频率窗口。通过用许多不同厂家的电视机进行实验，已经发现，如果干扰信号位于该窗口内则干扰最佳。如干扰信号高于视频载波+6.5dB以上，则可能有相邻频道干扰。如干扰载波频率低于视频载波100KHz以上，较低相邻频道常有后生现象。如果干扰载波频率高于视频载波200KHz以上，在一些电视机中干扰常常不充分。无论是一个或多个振荡器，该幅度频率窗口都适用。
按照本发明另一方面，可人为地改变干扰信号在窗口的位置以阻止侵权，下文将详细讨论。
高通滤波器391阻止任何反向通路信号到达组合器385，并且，让包含任何干扰信号的宽频带频谱通向端OS。例如，在该实施例中，反向通路信号(如果存在的话)可以是低于100MHz的射频信号。假定所述宽频带电视频谱在与图4一致的100至350MHz范围内。但是，可将对收费频道收视的遮断，定位在被干扰的较宽的或不连续的电缆电视频谱范围内所要求的任何位置上。因此，根据这一点或者类似选择的设计依据，设计了滤波器391和392，以便按照需要来阻断宽频带电视信号或反向通路信号，或者，让它们通过。
微处理器300控制4个(或其它数量)电压控制的振荡器341-344，其中每一个在指定的连续频范围内干扰收费频道频率。因为可以在电缆电视频谱中的任何位置发送收费节目，所以，所有这些指定的频谱部分之和包括整个被干扰的电视频谱。根据本发明，被干扰的电视频谱可以包括不连续的频率部分或者人为重叠的部分。
下面将简单地参考图4，从原理上来讨论一个实施例中4个电压控制振荡器的频谱分配。首先，希望消除干扰信号谐波对所指定频带内的认可频道的干扰。例如，较低频率信号(例如，100MHz)的谐波会干扰该电缆电视频谱的较高部分中具有谐波频率的频道。换言之，应当把分配给振荡器的频带限制在1/3倍频程范围内，结果，可用与各振荡器相关的滤波器351、352、353和354阻止所有频率谐波。例如，标记为OSC1的振荡器341工作在从126MHz到158MHz的频带内，而滤波器351将阻止频率高于所包含的中频频道15至20的那些谐波。
在电缆起始端服务提供者倾向于在覆盖15至22频道的中频范围内选择收费频道的分配。因此，例如，可以选择振荡器342的频带，使其与分配给振荡器341的频带重叠。
为了达到20%的干扰时间间隔，可以限制每个振荡器仅仅干扰四个收费频道。如将结合图5、6和7的讨论来描述的那样，根据用户的服务等级可以自动地增加对具体用户的干扰的深度。此外，通过指定例如象第一和第二振荡器341、342之间那样的频带重叠，可以用本发明的遮断装置干扰中频所有8个频道而留下仍然可以借助振荡器342来干扰的高频的两个频道。因此，按照图4，振荡器OSC1可以干扰中频的6个分配的频道频率中的4个，而振荡器OSC2可以干扰重叠频，该重叠频带包括中频的19至22频道以及高频的7至10频道。将振荡器OSC2的干扰信号频率范围选择在150至194MHz范围内，这与消除谐波干扰的要求是一致的。
与这些设计原理一致，对振荡器OSC3或OSC4，未示出任何频带重叠。尽管如此，这些振荡器的198-254MHz和258-326MHz的各自的频率范围仍然消除了任何谐波干扰的危险。低通滤波器353和354切掉了这些相应的频率范围的上限以上的谐波频率。振荡器OSC3提供用于干扰从高频的11-13频道以及超高频的23-29频带中选出的4个收费频道的干扰信号。可以用降低的干扰因子干扰这10个频道中的8个收费频道。振荡器OSC4的干扰范围从超高频的30频道到甚高频(hyperband)的41频道。可以按20%干扰时间间隔干扰这12个频道中的4个，但是也可用降低的干扰因子干扰其中的8个频道。
微处理器300通过总线系统连接到包括RAM311、312、缓冲器310的存储器和缓冲器电路。微处理器300工作在由时钟336提供的例如4MHz的时钟频率。图中以单独元件的形式示出计数器335;但是，计数器335基本用于在频率校准工作方式期间对干扰振荡器341-344的输出频率计数，因此，它可以是微处理器300的元件。
微处理器300还连接到数模转换器320。在正常工作方式期间，该数/模转换器320将10位的电压控制字转换成模拟电压输出，后者又被输送到模拟量多路转换器330。模拟量多路转换器330的模拟电压输出被存储并保持在取样-保持电路337-340，供振荡器341-344使用。借助2位的并行选择总线，模拟量多路转换器330顺序选通经由引线FREQ1-4到达振荡器341-344的模拟电压信号输出。根据本发明的原理，可以以伪随机序列的方式产生这些信号，以使侵权企图受挫，如将根据图6进行说明的那样。
微处理器300分别通过各振荡器电源线OPWR1-4连接到各个振荡器341-344，用以启动这些振荡器。在正常工作方式期间，如果在某一时刻，用户被认可接收所分配频带内的所有频道的话，那么，可以关闭各个振荡器的供电。此外，在校准工作方式期间，可以给一个振荡器加电以便进行校准，而关闭其他所有振荡器的供电。
微处理器300还连接到4个高频PIN(正-本-负)二极管开关361-364。在正常工作方式期间，这些开关有选择地在例如16(ms)的短时间间隔内断开，而相关的振荡器从一种干扰信号频率输出变化到、或跳跃到另一种。尽管如此，假如用特定的振荡器以干扰因子4来干扰4个频道，那么，仍然容易借助这些PIN二极管开关来实现4KHz频率的跳变速率。
微处理器300还连接到各个振荡器的输出端，这些振荡器与用来切断干扰信号频率输出的所有谐波的低通滤波器相联系。虽然图3中示出了这些低通滤波器串联连接在其相关的振荡器和高频开关之间，但是，这些低通滤波器可以连接到开关361-364的输入端，或输出端。
所有4个振荡器的干扰信号输出在信号组合器365中进行组合。来自信号组合器365的组合输出信号由耦合器370定向耦合到可编程预计数器375和信号衰减器380。
在校准方式期间，仅当需要时，才通过引线PREPWR对可编程预计数器加电。根据可编程的分频因子，将分频变低的输出频率输送到微处理器300进行计数。当关闭所提供的电力时，不产生任何输出信号。
正常工作方式期间，衰减器380的组合的干扰信号输出在定向耦合器385中与来自图2的公共控制电路的认可的输入宽带电视信号组合。当假定用户已付款时，就对开关389和放大器387供电。由于干扰信号与宽带频谱(该频谱在此之前一直是明文传输的)组合的结果，用户将只接收那些已许可用户接收的明文的收费或保密节目。
更具体参考图5，图中示出反馈环路的一个实施例的方块原理图，该图有助于说明校准工作方式。占用零点几秒时间的校准方式确保正常工作方式期间的频率比较稳定的操作。此外，由于校准方式的缘故，就不需要采用慢的传统的锁频技术，从而在正常工作方式期间能够获得4KHz的高的工作频率跳变速率。该实施例说明一个特定振荡器OSC的校准。所描述绘的环路指出了连接到用户模块微处理器300的专用集成电路ASIC。该电路ASIC可以给予双倍于微处理器速率的时钟频率，并包括上述电压控制字存储器RAM以及可编程的预计数器375。图中示出字调整和选择总线501，可分别访问和调整电压控制字存储器RAM中的所有电压控制字。访问时，该电压控制字存储器经由总线511连接到数模变换器320。数模变换器320经由取样保持电路SH连接到振荡器OSC，在微处理器控制下经由引线OPWR把电源加到OSC上。振荡器OSC的干扰信号输出经由定向耦合器370反馈到微处理器300。在固定的预计数器376中，用固定的分频因子对高频输出进行分频。然后，将分频降低的干扰频率输出输送到可编程预计数器375。可编程预计数器375受控于微处理器300。图2的微处理器260响应从起始端分传输到该微处理器的收费频道频率数据而在计数数据之间产生分频因子和时间，经由串行外围接口总线(图2和3)输送到微处理器300。微处理器300经由引线502对可编程的预计数器375的分频因子进行编程，并经由引线503接收可编程的预计数器375的可计数的频率输出。然后，微处理器300对所包括的计数器335的输出进行计数。
采用专用集成电路ASIC有助于图3的用户模块的小型化，并减轻了微处理器300的外部存储器的要求。另一方面，在电路ASIC中提供有限的电压控制字存储器可限制当一振荡器电力关闭时微处理器300将可选址槽重新分配给其它振荡器的可能性，如将根据图6更详细描述的那样。如果待干扰的电视频谱的频率范围延伸到超高频(hyperband)，那么，与图3中所述的单个可编程预计数器相比，提供第二个或固定的预计数器是合乎要求的。
现在参考图6，图中示出有其地址为1-64的64个存储单元的电压控制字存储器的实施例。在每隔三个存储单元处，即，存储单元1、5、9等等处设置与第一振荡器相联系的电压控制字。为了便于建立讨论的约定，假定f10……f1E指的是第一个振荡器OSC1的16个频率控制字，并以0至E的十六进制符号来标号。如上关于电路ASIC的存储器要求所表明的，16个存储器槽可以永久地与振荡器OSC1相联系;但是，这种设计选择限制了将电压控制字重新分配给其他振荡器的自由度。
将电压控制字逐一写入每个振荡器的电压控制字存储器，只要该振荡器将被用于干扰用途。首先假定将使用所有4个振荡器，每个振荡器用于干扰4个收费频道。可以看出，这是一种简化的假定，即假定用户未被授权接收任何收费频道，此外，还将假定以相同的干扰因子4干扰所有收费频道。
在本实施例中，将把16个电压控制字写入每个振荡器的存储器，这些控制字中的4个可以是相同的，每4个相同的控制字与一个待干扰的收费频率频率相关。这样，4个相同的控制字的4组被写入振荡器OSC1的16个存储单元1，5，9，13，…61中。用f10至f1E表示这些控制字。以相同的方式将16个电压控制字写入振荡器OSC2的存储单2，6，10，14，…62。用f20…f2E表示这些控制字。然后，把16个电压控制字写入振荡器OSC3的存储器单元3，7，11，15，…63，用f30…f3E表示这些控制字。最后，把16个电压控制字写入振荡器OSC4的存储单元4，8，12，16，…64，用f40…f4E表示这些控制字。
下面将将比较详细地说明用于把第一个10位的电压控制字f10写入第一振荡器OSC1的第一存储单元1的校准算法。从微处理器260下载的频率数据，经由引线502传输第一个可编程分频因子，以设定可编程预计数器375。经由引线OPWR2-4关闭供给其他所有振荡器OSC2-4的电源，而经由引线OPWR1加电给振荡器OSC1(图5中分别用振荡器OSC和引线OPWR表示)。
从收费频道频率数据，微处理器300经由总线501把表示干扰频率第一个最佳评估值的第一个10位的电压控制字f10存入存储单元1。将该控制字传输到数模变换器320，将该控制字变换成模拟电压。模拟量多路转换器(图5中未示出)选用从该多路转换器到振荡器OSC1的引线FREQ1。因此，该数模变换器的模拟电压的输出被提供给取样保持电路SH或337以便加到振荡器OSC1上。因为关闭了所有其他振荡器OSC2-4的电源，所以，信号组合器365(为简单起见，图5中未示出)仅仅把来自振荡器OSC1的干扰信号输出传到定向耦合器370。将该干扰信号输出经由定向耦合器370提供给固定的预计数器376。固定的预计数器376把振荡器OSC1的输出频率分频为第一频率。按照已写入可编程预计数器375中的分频因子，将固定预计数器376的第一频率输出进一步分频到可以被微处理器300的计数器335计数的频率。注意到该振荡器输出频率可以是几百MHz，由引线503给出的频率应进行足够的分频，以便能够以合理的精度对它计数。因为计数间的固定时间已从微处理器260下载而为微处理器300已知，所以，计数器335对引线503上的频率输入进行计数。把得到的计数值与预期的计数值比较，然后，该微处理器相应地调整控制字。结果，微处理器300反复地进入该算法，直到存入存储器的电压控制字尽可能精确地反映待干扰的收费频道的频率为止。然后，对于将由振荡器OSC干扰的4个收费频道频率，重复该过程四次。
在把特定振荡器的4个收费频道频率装入电压控制字存储器的过程中，有两种用于人为地改变单个收费频道的4个电压控制字的辅助方案。在第一个辅助方案中，相对于一个收费频道，可以经由起始端100人为地选择4个不同频率。假定由10位的电压控制字的最低位提供50KHz的分辨率，则起始端100可在视频载波下100KHz到视频载波上200KHz范围内任何位置选择四种不同频率用以最有效地进行干扰。在另一实施例中，可以对微处理器300进行编程，以便以或近似于期望的下载频率人为地改变写入的电压控制字例如以高于或低于期望频率50KHz的频率进行改变。因此，如果起始端仅仅选择第一收费频道的一个频率，例如，在视频载波之上100KHz处，那么，将把等效于视频载波加上50KHz、100KHz和150KHz的电压控制字写入存储器中。两个实施例都阻止侵权者滤除这些人为改变的干扰信号频率的企图。
干扰因子是关于把16个电压控制字写入特定振荡器的电压控制字存储器的术语。为每个收费频道选择一个干扰因子，并且，从起始端全局发送干扰因子。如果要用4个振荡器OSC1-4中的每一个来干扰4个收费频道，并且，要以相同的干扰时间间隔干扰所有频道，那么，每个频道的干扰因子为4。如果用户订购与振荡器OSC1相关的所有4个收费频道，那么，可以关闭供给振荡器OSC1的电源，并且，在校准该振荡器期间，没有电压控制字写入存储器。如果用户订购4个频道中的两个，那么，微处理器把该第一振荡器的16个控制字分配给两个未认可的待干扰的收费频道。因此，微处理器可以指定8个控制字的每一个来干扰所述两个未认可的收费频道，从而，自动地增加干扰时间间隔或干扰的深度，该间隔和深度是基于干扰因子和给定的收费节目授权对比等级的。可以人为选择干扰因子，例如，在高电平情况下，对于一个特别敏感的节目，可以选择干扰因子为8，就其他两个用该同一振荡器干扰的频道而论，可以分别指定干扰因子4，所有这些干扰因子的总数等于电压控制字的最大数量，在本实施例中是与振荡器相关的16。
可以从存储器读出电压控制字，或者，将它们写入存储器，从而可按特殊的伪随机序列读出，以使侵权者必须知道该伪随机序列才能在适当时间进行任何形式的陷波滤波。例如，假定f11-f14是被振荡器OSC1干扰的4个收费频道频率。地址1，5，9，13可以分别存储f11，f12，f13和f14的电压控制字。但是，接着的4个地址17，21，25，29可以按不同次序，例如，按顺序f14，f13，f12，f11来分别存储所述电压控制字。可以进一步改变其余8个地址中的这种次序，因此，当在正常工作方式期间把电压控制字加到振荡器OSC1时，干扰信号的输出频率将按照数据项的伪随机序列而变化。
在起始接通电源时进入校准方式，以产生64个想要干扰的信号频率相对应的、用于存入电压控制字存储器中的电压控制字。用户模块周期地重入校准方式，以便因为漂移而刷新控制字，这种漂移可能是由振荡器或者数模变换器引起的。如果这种漂移保持在例如所选择50KHz的频率范围内，那么，该漂移实际上已是所希望的，这是因为，它进一步使潜在的侵权者的努力复杂化。此外，如已经表明的那样，与使用传给的频率控制方法(例如锁相环)相比。周期进行校准的方式允许在正常工作时有较高的频率跳动速率，例如，4KHz。校准只需要零点几秒时间，因此，调谐到未认可的收费频道的电视接收机不可能得到任何有意义的电视信息。
对照图3的原理方块图现在更具体地参考图6和7，说明正常工作方式。首先参考图3，一旦进入正常工作方式，微处理器300使存储在图6的电压控制字存储器的存储地址1的第一电压控制字传输到振荡器OSC1。数模转换器320把10位的字0010110101变换成模拟电压电平。模拟量多路转换器330在2位的选择总线的控制下选择引线FREQ1，以便传输该模拟电压信号，存储并保持在取样保持电路337中。在本实施例中，假定在微处理器300控制下、经由引线OPWR1-4对所有4个振荡器供电。因此，加电的振荡器OSC1提供与经由模拟量多路转换器330提供的模拟电压信号输入一致的干扰信号频率输出FREQ2。
参考图7，图中以时序图的形式示出所讨论的实施例的正常工作方式。在t0时刻，在数模转换器的输出端出现表示振荡器OSC1的频率FREQ1的模拟电压电平。此外，在t0-t1时间间隔内，示出模拟量多路转换器330把数模转换器320接通到振荡器OSC1。虽然，该模拟量多路变换器仅在时间间隔t0-t1内连接到振荡器OSC1，但是，在时间间隔t0-t4内存储和保持所加的模拟电压。因此，图中示出，从时刻t0到t4连续地都有振荡器OSC1的输出信号。
在微处理器300经由引线OSSW1的控制下，将开关361短暂地断开的同时，在振荡器OSC1的输出端上产生频率FREQ1。然后，立即闭合该开关。开关361保持闭合状态一段时间间隔，直至振荡器OSC1的输出信号从频率FREQ1跳变到FREQ2。按照信号OSSW1，正好在t4时刻之前，开关361再次断开。因此，在开关361的输出端，振荡器341的干扰信号输出短暂地被中断。
在t4时刻，数模转换器320发出信号，使振荡器OSC1的输出频率改变到频率FREQ2。如前所述，模拟量多路转换器330对模拟电压电平进行选通，这一次是将频率FREQ2保持在取样和保持电路337。结果，此时振荡器OSC2提供与频率FREQ2一致的干扰信号频率输出，直至t8时刻为止。
其间，在时刻t4之间不久，断开的开关361按照开关控制信号OSSW1、在t4时刻之后不久再次闭合。在正常工作方式期间的任何时刻，当高频开关361-364之一断开时，都将造成施加干扰信号的总的干扰时间间隔的一部分损耗。尽管如此，若没有开关361-364就会产生如下危险在从一种频率跳变到下一种频率时，可能产生其频率和电平使许可的收费节目畸变的不希望的跃迁信号。如果要用特定的振荡器来干扰4个收费节目频道频率，那么，通常闭合的高频开关361-364中每个开关的断开时间总共不超过总时间间隔t0-t64(未示出)的5%。
以同样的方式产生振荡器OSC2的第一频率FREQ1。再次参考图6，由图可见，在存储器地址2有电压控制字1010010110，该控制字被送到振荡器OSC2。按照图7，在t1时刻，从数模转换器320输出代表该控制字的模拟电压电平。按照信号OSSW2，在恰好t之前的时刻，开关362断开。一旦在振荡器OSC2的输出端产生频率FREQ1，或者，在恰正t之后的时刻，按照由微处理器300提供的信号OSSW2，开关362再次闭合。
随着正常工作方式的延续，顺序访问图6中所示的全部64个存储单元，并且供工作振荡器OSC1-4之用。按照图7，表明仅仅前面7个控制字已经被用于选择振荡器OSC1的前面3个频率和振荡器OSC2-4的每一个的两个频率;但是，用于控制各振荡器的全部16个频率的过程可以按所示的顺序进行，或者，按人为地改变的顺序进行。
参考图7中关于振荡器OSC1的部分，可以看到，为了阻止侵权者，频率以伪随机序列的输出方式。图中示出在t0-t4，t4-t8，t8-t12时间间隔以及按推论、在t12-t16时间间隔，分别输出频率FREQ1、FREQ2、FREQ3和FREQ4。在接着的一些时间间隔中，可以代之以按顺序FREQ4、FREQ3、FREQ2和FREQ1来提供频率。然后，在接着的顺序的时间间隔内，可以接着的顺序的时间间隔内，可以按第三种不同的顺序，例如，FREQ2、FREQ3、FREQ4和FREQ1来提供频率。在从t48到t64的最后的4个顺序的时间间隔期间，所施加的频率的次序可以再次改变，例如，FREQ3、FREQ4、FREQ1、FREQ2。该伪随机序列可以由所述起始端确定和装入，或者，由图2的微处理器260或图3的微处理器300在内部产生。
以上所述最佳实施例的许多变化对本领域一般人员是非常显然的。本发明不限于最佳实施例而只受限于所附权利要求书。
权利要求
1.一种用于有选择地干扰发送给用户的某一收费节目的电缆电视收费频道遮断装置，其中收费频道的特是视频载波具有视频载波频率和视频载波功率电平，所述装置包括用于产生具有干扰信号载波的干扰信号的一个或多个受控振荡器装置，用于遮断所述干扰信号进入所述收费频道的装置，其中将所述干扰信号载波限制在比所述视频载波频率低100KHz到比所述视频载波频率高200KHz的频率范围内，其中将所述干扰信号载波限定在视频载波功率电平的-2.5dB到+6.5dB的幅度范围内。
2.如权利要求1所述电缆电视遮断装置，其特征在于受控振荡器数目为4。
3.用于有选择地干扰发送给用户的未许可收费节目的电缆电视收费频道遮断装置，包含有用于有选择地启动和控制由一组m个受控振荡器提供的一组n个干扰频率的微处理器起动和控制装置，m小于或等于n，在某一时刻最多用m个干扰频率来干扰发送给具体用户的未许可收费节目，该微处理器起动和控制装置有校定工作方式和正常工作方式，而在正常工作方式期间可提供4KHz左右的频率跳变速率，其中将所述干扰频率限定在从被干扰收费频道视频载波频率之下100KHz到被干扰收费频道视频载波频率之上200KHz的频率范围内，其中干扰信号幅度在被干扰收费频道视频载波功率电平的-2.5dB到6.5dB的范围内。
4.一种用于有选择地干扰发送给用户的未许可收费节目的电缆电视收费频道遮断方法，包含以下步骤对每个收费频道接收全局发送的频率和干扰因子数据，接收选址发送的频道或收费节目许可数据，响应频率、干扰因子和许可数据而产生并存储控制字数据，以及响应所存储控制字数据，顺序将干扰信号加到未许可收费节目，其中，可使用处在待干扰特定收费频道视频载波之下100KHz到之上200KHz范围内任何位置的干扰信号。
全文摘要
遮断装置含起动和控制频率可变压控振荡器的微处理器起动和控制装置。压控振荡器只对从起始端以明文形式发送到特定用户的未许可收费节目进行干扰。给各振荡器分配一与消去干扰较高频道的干扰信号频率谐波一致的连续频率段。微处理器起动和控制装置有校定和正常工作方式。遮断方法包括产生并存储操作所述振荡器的与起始端选择的、某待干扰特定频道的干扰因子以及寻址传送并存贮的收费节目许可数据相一致的电压控制字的步骤。公开了干扰信号的最佳频率幅度窗口。
文档编号H04N7/16GK1053342SQ90109929
公开日1991年7月24日 申请日期1990年12月6日 优先权日1989年12月6日
发明者小拉马尔·E·韦斯特, 菲利普·A·布卢西韦茨, 詹姆斯·O·法默 申请人:亚特兰大科研公司