BRPI0509180B1 - codificador e decodificador de sinal de áudio de televisão e codificador e decodificador de sinal btsc digital - Google Patents

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Abstract

filtro configurável para processar sinais de áudio de televisão um codificador de sinal de áudio de televisão inclui uma matriz que soma um sinal de áudio de canal esquerdo e um sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma. a matriz também subtrai um dos sinais de áudio da esquerda e da direita do outro para produzir um sinal de diferença. o codificador também inclui um filtro digital de resposta a impulso infinito que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença. cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma aplicação de filtragem única para preparar o sinal de diferença para transmissão.

Description

CODIFICADOR E DECODIFICADOR DE SINAL DE ÁUDIO DE TELEVISÃO E CODIFICADOR E DECODIFICADOR DE SINAL BTSC DIGITAL”
Pedido Relacionado e Campo da Invenção
Essa aplicação está relacionada ao seguinte pedido Norte-Americano, de cessionário comum, a partir do qual prioridade é reivindicada, e os conteúdos do qual estão aqui incorporados em sua integridade como referência: Seção de Filtro de Resposta a Impulso Infinito (IIR) Multiplexado para Transmitir Aplicação de Áudio de Televisão”, Pedido de Patente Provisória Norte-Americana No. Serial 60/555.853, depositado em 24 de Março de 2004.
Essa descrição está relacionada a processar sinais de áudio de televisão e, mais particularmente, a um filtro configurável para uso com codificação de decodificação de sinais de áudio de televisão.
Fundamento da Invenção
Em 1984, os Estados Unidos, sob os auspícios da Comissão Federal de Comunicações, adotou um padrão para a transmissão e recepção de áudio estéreo para televisão. Esse padrão é codificado no Boletim da FCC OET-60, e é frequentemente chamado de sistema BTSC depois que o Comitê de Sistemas de Televisão de Transmissão o propôs, ou o sistema MTS (Som de Televisão de Múltiplos Canais).
Antes do sistema BTSC, o áudio de televisão de transmissão era monofônico consistindo de um único canal” ou sinal de conteúdo de áudio. Áudio estéreo tipicamente exige a transmissão de dois canais de áudio independentes, e
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2/44 receptores capazes de detectar e recuperar ambos os canais. De modo a alcançar essa exigência do FCC de que o novo padrão de transmissão seja compatível com aparelhos de televisão monofônicos existentes (isto é, que receptores mono sejam capazes de reproduzir um sinal de áudio apropriado a partir do novo tipo de transmissão estéreo), o Comitê de Sistemas de Televisão de Transmissão adotou uma aproximação similar a sistemas de rádio FM: sinais de áudio Esquerdo e Direito estéreo são combinados para formar dois novos sinais, um sinal de Soma e um Sinal de Diferença.
Receptores de televisão monofônicos detectam e demodulam somente o sinal de Soma, consistindo da adição do sinal estéreo Esquerdo e Direito. Receptores capazes de estéreo recebem ambos os sinais de Soma e de Diferença, recombinando os sinais para extrair os sinais Esquerdo e Direito estéreo originais.
Para transmissão, o sinal de Soma diretamente modula a portadora FM audível exatamente como faria um sinal de áudio monofônico. O canal de Diferença, entretanto, é primeiramente modulado em uma sub-portadora AM, localizada em 31,768 kHz acima da frequência central da portadora audível. A natureza da modulação FM é tal que aquele ruído de fundo aumenta em 3 decibéis (dB) por oitava, e como resultado, porque a nova sub-portadora está localizada adicionalmente a partir da frequência central da portadora audível do que o sinal de Soma ou mono, ruído adicional é introduzido no canal de Diferença, e portanto no sinal estéreo recuperado. Em muitas circunstâncias, de fato, essa característica
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3/44 de ruído aumentando faz o sinal estéreo tão ruidoso a alcançar as exigências impostas pelo FCC, e então o sistema BTSC comanda um sistema de redução de ruído no caminho do sinal de canal de Diferença.
Esse sistema, algumas vezes relacionado como redução de ruído dbx (depois da companhia que desenvolveu a técnica) é do tipo compressão-expansão, compreendendo um decodificador e decodificador. O codificador de forma adaptativa filtra o sinal de Diferença antes da transmissão tal que conteúdo de amplitude e frequência, mediante decodificação, esconde (mascara) ruído levantado durante o processo de transmissão. O decodificador completa o processo através de restaurar o sinal de Diferença à forma original e desse modo assegurar esse ruído é audível mascarado pelo conteúdo do sinal.
O sistema de redução de ruído dbx é também usado para codificar e decodificar sinais de Programação de Áudio Secundário (SAP), que são definidos no padrão BTSC como um canal de informação adicional e são frequentemente usados para, por exemplo, carregar programação em uma linguagem alternativa, lendo serviços para os cegos, ou outros serviços.
O custo é, é claro, de primeiro interesse aos fabricantes de televisão. Como resultado de competição intensa e expectativas de consumidores, margens de lucro em produtos eletrônicos de consumidor, especialmente produtos de televisão, podem ser pequenos. Porque o decodificador dbx está localizado no receptor de televisão, fabricantes são sensíveis ao custo do decodificador, e reduzindo o custo do decodifi
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4/44 cador é um objetivo necessário e que vale à pena. Enquanto o codificador não está localizado em um receptor de televisão e não é tão sensível a partir de um ponto de vista de lucro, qualquer desenvolvimento que diminuirá custos de fabricação do codificador também fornece um benefício.
Sumário da Invenção
De acordo com um aspecto da descrição, um codificador de sinal de áudio de televisão inclui uma matriz que soma um sinal de áudio de canal esquerdo e um sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma. A matriz também subtrai um dos sinais de áudio esquerdo e direito do outro para produzir um sinal de diferença. O codificador também inclui um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para transmissão.
Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta
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5/44 a impulso infinito de segunda ordem. Além disso, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser configurado como um filtro passa-baixa, um filtro passaalta, um filtro de banda, um filtro de ênfase, etc. A seleção dos coeficientes de filtro pode ser baseada em uma taxa em que o sinal de áudio de televisão é amostrado. Os conjuntos de coeficientes de filtro podem ser armazenados em uma memória ou em uma tabela de consulta que é armazenada na memória. O sinal de áudio de televisão pode obedecer ao padrão do Comitê de Sistema de Televisão de Transmissão (BTSC), ao padrão de Áudio Multiplex de Compressão-Expansão Quase Instantânea (NICAM), ao padrão A2/Zweiton, ao padrão EIA-J, ou outro padrão de áudio similar. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser implementado em um circuito integrado.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um decodificador de sinal de áudio de televisão inclui um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar um sinal de diferença. O sinal de diferença é produzido através de subtrair um de um sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito do outro sinal de áudio. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma aplicação de filtragem única para preparar o sinal de diferença para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito. O decodificador também inclui uma matriz que separa os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito do sinal de diferença e de um si
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6/44 nal de soma. O sinal de soma inclui a soma do sinal de áudio de canal esquerdo e o sinal de áudio de canal direito.
Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem. Além disso, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser configurado como um filtro passa-baixa, um filtro passaalta, filtro de banda, um filtro de ênfase, etc. A seleção dos coeficientes de filtro pode ser baseada em uma taxa em que o sinal de áudio de televisão é amostrado. Os conjuntos de coeficientes de filtro podem ser armazenados em uma memória ou em uma tabela de consulta que é armazenada em memória. O sinal de áudio de televisão pode obedecer ao padrão do Comitê de Sistema de Transmissão em Televisão (BTSC), o padrão de Áudio Multiplex de Compressão-Expansão Quase Instantânea (NICAM), o padrão A2/Zweiton, o padrão EIA-J, ou outro padrão de áudio similar. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser implementado em um circuito integrado.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um
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7/44 codificador de sinal BTSC digital para codificar sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito tal que os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito codificados podem ser subsequentemente decodificados tal como para reproduzir os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito com pouca ou nenhuma distorção do conteúdo de sinal dos sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito inclui, uma matriz que soma o sinal de áudio de canal esquerdo e o sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma. A matriz também subtrai um dos sinais de áudio esquerdo e direito do outro para produzir um sinal de diferença. O codificador BTSC também inclui um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para transmissão e para obedecer ao padrão BTSC.
Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta
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8/44 a impulso infinito de segunda ordem. Além disso, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser configurado como um filtro passa-baixa, um filtro passaalta, um filtro de banda, um filtro de ênfase, etc. A seleção dos coeficientes de filtro pode ser baseada em uma taxa em que o sinal de áudio de televisão é amostrado. Os conjuntos de coeficientes de filtro podem ser armazenados em uma memória ou em uma tabela de consulta que é armazenada na memória.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um decodificador de sinal BTSC digital para decodificar sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito com pouca ou nenhuma distorção do conteúdo de sinal dos sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito, inclui, um o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar um sinal de diferença que obedece ao padrão BTSC. O sinal de diferença é produzido através de subtrair um de um sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito do outro sinal de áudio. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma aplicação de filtragem única para preparar o sinal de diferença para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito. O decodificador de sinal BTSC também inclui uma matriz que separa os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito do sinal de diferença e de um sinal de soma. O sinal de soma inclui a soma do sinal de áudio de canal esquerdo e do sinal de áudio de canal direito.
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Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem. Além disso, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser configurado como um filtro passa-baixa, um filtro passaalta, um filtro de banda, um filtro de ênfase, etc. A seleção dos coeficientes de filtro pode ser baseada em uma taxa em que o sinal de áudio de televisão é amostrado. Os conjuntos de coeficientes de filtro podem ser armazenados em uma memória ou em uma tabela de consulta que é armazenada na memória.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um produto de programa de computador residindo em um meio legível por computador tem armazenado instruções que quando executadas por um processador, levam o processador a somar o sinal de áudio de canal esquerdo e um sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma. Instruções executadas também levam o processador a subtrair um dos sinais de áudio esquerdo e direito do outro sinal para produzir um sinal de diferença. Além disso, instruções executadas levam
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10/44 o processador a selecionar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença com um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma aplicação de filtragem única para preparar o sinal de diferença para transmissão.
Em uma modalidade, o produto de programa de computador adicionalmente inclui instruções que, quando executadas, podem selecionar um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um produto de programa de computador residindo em um meio legível por computador armazena instruções que, quando executadas por um processador, levam esse processador a selecionar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar um sinal de diferença com um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O sinal de diferença é produzido através de subtrair um de um sinal de áudio de canal esquerdo e um sinal de áudio de canal direito do outro sinal de áudio. O conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma aplicação de filtragem única para preparar o sinal de diferença para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito. Instruções executadas também levam o processador a separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito do sinal de diferença e de um sinal de soma. O sinal de soma inclui a soma do sinal de áudio de canal esquerdo e do sinal de áudio de canal direito.
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Em uma modalidade, o produto de programa de computador adicionalmente inclui instruções que, quando executadas, podem selecionar um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um codificador de sinal de áudio de televisão inclui um estágio de entrada que recebe um sinal de programação de áudio secundário. O codificador de sinal de áudio de televisão também inclui um filtro digital de resposta a impulso infinito 10 configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de programação de áudio secundário. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de programação de áudio secun15 dário para transmissão.
Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito con20 figurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a 25 impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
De acordo com um outro aspecto da descrição, um decodificador de sinal de áudio de televisão inclui um fil
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12/44 tro digital de resposta a impulso infinito configurável que seletivamente usa um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar um sinal de programação de áudio secundário. Cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de programação de áudio secundário para um sistema receptor de televisão.
Em uma modalidade, o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode incluir um seletor que seleciona um sinal de entrada a partir de um grupo de sinais de entrada. Um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada pode incluir um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável. O filtro digital de resposta a impulso infinito configurável pode ser um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
Vantagens e aspectos adicionais da presente descrição se tornarão prontamente aparentes àqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada, onde modalidades da presente invenção são mostradas e descritas, simplesmente a título de ilustração do melhor modo contemplado a praticar a presente invenção. Como será descrita, a presente descrição é capaz de outras e diferentes modalidades, e seus vários detalhes são suscetíveis de modificação em vários óbvios aspectos, todos sem abrir mão do espírito da presente descrição. Consequentemente, os desenhos e descrição são conside
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13/44 rados como ilustrativos por natureza, e não como limitativos.
Breve Descrição dos Desenhos
A FIG. 1 é um diagrama de bloco representando um sistema de transmissão de sinal de televisão que é configurado para obedecer ao padrão de sinal de áudio de televisão BTSC.
A FIG. 2 é um diagrama de bloco representando uma parte de um codificador BTSC incluído no sistema de transmissão de sinal de televisão mostrado na FIG. 1.
A FIG. 3 é um diagrama de bloco representando um sistema receptor de televisão que é configurado para receber e decodificar sinais de áudio de televisão BTSC enviados pelo sistema de transmissão de sinal de televisão mostrado na FIG. 1.
A FIG. 4 é um diagrama de bloco representando uma parte de um decodificador BTSC incluído no sistema receptor de televisão, mostrado na FIG. 3.
A FIG. 5 é uma vista diagramática de um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem configurável com entradas selecionáveis.
A FIG. 6 é uma representação gráfica de uma função de transferência do filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem configurável mostrado na FIG. 5.
A FIG. 7 é um diagrama de bloco de uma parte de um codificador BTSC que destaca operações que podem ser executadas pelo filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem configurável mostrado na FIG. 5.
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A FIG. 8 é um diagrama de bloco de uma parte de um decodificador BTSC que destaca operações que podem ser executadas pelo filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem configurável mostrado na FIG. 5.
Descrição Detalhada das Modalidades
Com relação à FIG. 1, um diagrama de bloco funcional de um transmissor de sinal de televisão compatível com BTSC 10 inclui cinco linhas (por exemplo, fios condutivos, cabos, etc.) que fornece sinais para transmissão. Em particular, canais de áudio esquerdo e direito são fornecidos nas respectivas linhas 12 e 14. Um sinal SAP é fornecido pela linha 16 na qual o sinal tem conteúdo a fornecer informação de canal adicional (por exemplo, linguagens alternativas, etc). Uma quarta linha 18 fornece um canal profissional que é tipicamente usada por companhias de transmissão de televisão e de televisão a cabo. Sinais de vídeo são fornecidos por uma linha 20 a um transmissor 22. O canaL esquerdo, direito, e SAP são fornecidos a um codificador BTSC 24 que prepara os sinais de áudio para transmissão. Especificamente, os canais de áudio esquerdo e direito são fornecidos a uma matriz 26 que calcula um sinal de soma (por exemplo, L + R) e um sinal de diferença (por exemplo, L - R) a partir dos sinais de áudio. Tipicamente operações da matriz 26 são executadas através de utilizar um processador de sinal digital (DSP) ou técnicas similares baseadas em hardware e software conhecidas a um versado na técnica de processamento de sinal de áudio e vídeo de televisão. Uma vez produzidos, os sinais de soma e diferença (por exemplo, L + R e L - R) são codifi
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15/44 cador para transmissão. Em particular, o sinal de soma (por exemplo, L + R) é fornecido a uma unidade pré-ênfase 28 que altera a magnitude de componentes de frequência de seleção do sinal de soma com relação a outros componentes de fre5 quência. A alteração pode ser em um sentido negativo no qual a magnitude dos componentes de frequência de seleção é suprimida, ou a alteração pode ser em um sentido positivo no qual a magnitude dos componentes de frequência de seleção é aperfeiçoada.
O sinal de diferença (por exemplo, L - R) é fornecido para um compressor BTSC 30 que filtra de forma adaptativa o sinal antes da transmissão tal que quando decodificado, a amplitude do sinal e conteúdo de frequência suprimem ruído imposto durante a transmissão. Similar ao sinal de di15 ferença, o sinal SAP é fornecido a um compressor BTSC 32. Um estágio modulador de áudio 34 recebe o sinal de soma processado, sinal de diferença, e sinal SAP. Consequentemente, sinais a partir do canal profissional são fornecidos ao estágio modulador de áudio 34. Os quatro sinais são modulados pelo estágio modulador de áudio 34 e fornecidos ao transmissor 22. Junto com sinais de vídeo fornecidos pelo canal de vídeo, os quatro sinais de áudio são condicionados para transmissão e fornecidos a uma antena 36 (ou um sistema de antena). Várias técnicas de transmissão de sinal conhecidas a um versado na técnica de sistemas de televisão e telecomunicações podem ser implementadas pelo transmissor 22 e antena 36. Por exemplo, o transmissor 22 pode ser incorporado em um sistema de televisão a cabo, um sistema de televisão de
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16/44 transmissão, ou outro sistema de televisão similar.
Com relação à FIG. 2, um diagrama de bloco representando operações executadas por uma parte do compressor BTSC 30 é mostrado. Em geral, o processamento do canal de diferença (por exemplo, L - R) executado pelo compressor BTSC 30 é consideravelmente mais complexo do que o processamento do canal de soma (por exemplo, L + R) através da unidade de pré-ênfase 28. O processamento adicional fornecido pelo compressor BTSC de processamento de canal de diferença 30, em combinação com processamento complementar fornecido por um decodificador (não mostrado) recebendo um sinal BTSC, mantém a relação sinal-ruído do canal de diferença em níveis aceitáveis mesmo na presença de teto de ruído mais alto associado à transmissão e recepção do canal de diferença. O compressor BTSC 30 essencialmente gera o sinal de diferença codificado, através de dinamicamente comprimir, ou reduzir a taxa dinâmica do sinal de diferença tal que o sinal codificado pode ser transmitido através de um caminho de transmissão de taxa dinâmica limitada, e tal que um decodificador recebendo o sinal codificado pode recuperar substancialmente toda a taxa dinâmica no sinal de diferença original através de expandir o sinal de diferença comprimido em um modelo complementar. Em alguns arranjos, o compressor BTSC 30 é uma forma particular do sistema de pesagem de sinal adaptativo descrito na Patente Norte-Americana No. 4.539.526, incorporada como referência aqui, e que é conhecida como sendo vantajosa para transmitir um sinal tendo uma taxa dinâmica relativamente grande através de um caminho de transmissão ten
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17/44 do uma taxa dinâmica, dependente em frequência, relativamente estreita.
O padrão BTSC rigorosamente define a operação desejada do codificador BTSC 24 e compressores BTSC 30 e 32. Especificamente, o padrão BTSC fornece funções de transferência e/ou diretrizes para a operação de cada componente incluído por exemplo, no compressor BTSC 30 e as funções de transferências são descritas em termos de representações matemáticas de filtros analógicos idealizados. Mediante o recebimento do sinal de diferença (por exemplo, L - R) da matriz 26, o sinal é fornecido para um estágio de pré-ênfase fixo e de interpolação 38. Em alguns codificadores BTSC, a interpolação é ajustada para duas vezes na taxa de amostra e a interpolação pode ser executada por interpolação linear, interpolação parabólica, ou um filtro (por exemplo, um filtro de resposta a impulso finito (FIR), um filtro de resposta a impulso infinito (IIR), etc) de ordem na. O estágio de pré-ênfase fixa e de interpolação 38 também fornece préênfase. Depois da interpolação e pré-ênfase, o sinal de diferença é fornecido para um divisor 40 que divide o sinal de diferença por uma quantidade determinada do sinal de diferença e é descrito em detalhes abaixo.
A saída do divisor 40 é fornecida para uma unidade de compressão espectral 42 que executa filtragem de ênfase do sinal de diferença. Em geral, a unidade de compressão espectral 42 comprime, ou reduz a taxa dinâmica, do sinal de diferença através de amplificar sinais tendo amplitudes relativamente baixas e sinais de atenuação tendo amplitudes
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18/44 relativamente grandes. Em alguns arranjos, a unidade de compressão espectral 42 produz um sinal de controle interno a partir do sinal de diferença que controla a pré-ênfase/deênfase que é aplicada. Tipicamente, a unidade de compressão espectral 42 dinamicamente comprime partes de alta frequência do sinal de diferença por uma quantidade determinada através do nível de energia nas partes de alta frequência do sinal de diferença codificado. A unidade de compressão espectral 42 assim fornece compressão de sinal adicional em direção às partes de frequência mais alta do sinal de diferença. Isso é feito porque o sinal de diferença tende a se mais ruidoso na parte de frequência mais alta do espectro. Quando o sinal de diferença codificado é decodificado com um expansor espectral em um decodificador, respectivamente de uma maneira complementar à unidade de compressão espectral do codificador, a relação sinal-ruído do sinal L-R é substancialmente preservada.
Uma vez processada pela unidade de compressão espectral 42, o sinal de diferença é fornecido para uma unidade de proteção sobre-modulação 44 e unidade de limitação de banda 46. Similar aos outros componentes, o padrão BTSC fornece diretrizes sugeridas para a operação da unidade de proteção de sobre-modulação 44 e da unidade de limitação de banda 46. Geralmente, a unidade de limitação de banda 46 e uma parte da unidade de proteção de sobre-modulação 44 podem ser descritas como filtros passa-baixa. A unidade de proteção de sobre-modulação 44 também funciona como um dispositivo de limite que limita a amplitude do sinal de diferença
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19/44 codificado para completa modulação, onde a modulação completa é o nível de desvio permissível máximo para modular uma sub-portadora de áudio em um sinal de televisão.
Os caminhos de retorno 48 e 50 são incluídos no compressor BTSC 30. O caminho de retorno 50 inclui um filtro de banda de controle espectral 52 que tipicamente tem uma banda de passagem relativamente estreita que é pesada em direção às frequências de áudio mais altas para fornecer um sinal de controle para a unidade de compressão espectral 42. Para condicionar o sinal de controle produzido pelo filtro de banda de controle espectral 52, o caminho de retorno 50 também inclui um multiplicador 54 (configurado para elevar ao quadrado o sinal fornecido pelo filtro de banda de controle espectral 52), um integrador 56, e um dispositivo de raiz quadrada que fornece o sinal de controle para a unidade de compressão espectral 42. O caminho de retorno 48 também inclui um filtro de banda (isto é, filtro de banda de controle de ganho 60) que filtra o sinal de saída da unidade de limitação de banda 46 para ajustar o ganho aplicado ao sinal de saída do estágio de pré-ênfase fixo e de interpolação 38 via o divisor 40. Similar ao caminho de retorno 50, o caminho de retorno 48 também inclui um multiplicador 62, um integrador 64, e um dispositivo de raiz quadrada 66 para condicionar o sinal que é fornecido ao divisor 40.
Com relação à FIG. 3, um diagrama de bloco é mostrado, o qual representa um sistema receptor de televisão 68 que inclui uma antena 70 (ou um sistema de antenas) para receber sinais de transmissão compatíveis com BTSC a partir do
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20/44 sistema de transmissão de televisão 10 (mostrado na FIG. 1). Os sinais recebidos pela antena 70 são fornecidos a um receptor 72 que é capaz de detectar e isolar os sinais de transmissão de televisão. Entretanto, em alguns arranjos o receptor 72 pode receber os sinais compatíveis com BTSC a partir de uma outra técnica de transmissão de sinal de televisão conhecida a um versado na técnica de transmissão de sinal de televisão. Por exemplo, os sinais de televisão podem ser fornecidos ao receptor 72 por um sistema de televisão a cabo ou uma rede de televisão por satélite.
Mediante o recebimento de sinais de televisão, o receptor 72 condiciona (por exemplo, amplifica, filtra, escala por frequência, etc.) os sinais e separa os sinais de vídeo e os sinais de áudio fora dos sinais de transmissão. O conteúdo de vídeo é fornecido a um sistema de processamento de vídeo 74 que prepara o conteúdo de vídeo contido nos sinais de vídeo para apresentação em uma tela (por exemplo, um tubo de raios de catodo, etc) associado ao sistema receptor de televisão 68. Sinais contendo o conteúdo de áudio separado são fornecidos a um estágio demodulador 76 que, por exemplo, remove a modulação aplicada aos sinais de áudio no sistema de transmissão de televisão 10. Os sinais de áudio demodulados (por exemplo, canal SAP, o canal profissional, o sinal de soma, o sinal de diferença) são fornecidos a um decodificador BTSC 78 que apropriadamente decodifica cada sinal. O canal SAP é fornecido a um decodificador de canal SAP 80 e o canal profissional é fornecido a um decodificador de canal profissional 82. Depois de separar o canal SAP e o ca
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21/44 nal profissional, um sinal de soma demodulado (isto é, sinal L + R) é fornecido a uma unidade de de-ênfase 84 que processa o sinal de soma de uma maneira substancialmente complementar em comparação à unidade de pré-ênfase 28 (mostrada na FIG. 1). Mediante a de-ênfase do conteúdo espectral do sinal de soma, o sinal é fornecido a uma matriz 88 para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito.
O sinal de diferença (isto é, L - R) é também demodulado pelo estágio de demodulação 7 6 e é fornecido a um expansor BTSC 86, incluído no decodificador BTSC 78. O expansor BTSC 86 obedece ao padrão BTSC, e como descrito em detalhes abaixo, condiciona o sinal de diferença. A Matriz 88 recebe o sinal de diferença a partir do expansor BTSC 86 e com o sinal de soma, separa os canais de áudio esquerdo e direito em sinais independentes (identificados na FIG. 3 como L e R). Através de separar os sinais, os sinais de áudio de canal direito e esquerdo individuais podem ser condicionados e fornecidos a autofalantes separados. Nesse exemplo, ambos os canais de áudio esquerdo e direito são fornecidos para um estágio amplificador 90 que aplica os mesmos (ou diferentes) ganhos a cada canal antes de fornecer os sinais respectivos a um autofalante 92 para transmitir o conteúdo de áudio de canal esquerdo e um outro autofalante 94 para transmitir o conteúdo de áudio de canal direito.
Com relação à FIG. 4, um diagrama de bloco identifica algumas das operações executadas pelo expansor BTSC 86 para condicionar o sinal de diferença. Em geral, o expansor BTSC 86 executa operações que são complementares às operaPetição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 29/66
22/44 ções executadas pelo compressor BTSC 32 (mostrado na FIG.
2). Em particular, o sinal de diferença comprimido é fornecido a um caminho de sinal 96 para descomprimir o sinal, e para dois caminhos 98 e 100 que produzem um respectivo sinal de controle e ganho para auxiliar o processamento do sinal de diferença. Para iniciar o processamento, o sinal de diferença comprimido é fornecido a uma unidade de limitação de banda 102 que filtra o sinal de diferença comprimido. A unidade de limitação de banda 102 fornece um sinal ao caminho 98 para produzir um sinal de controle e ao caminho 100 para produzir um sinal de ganho. O caminho 100 inclui um filtro de banda de controle de ganho 104, um multiplicador 106 (que eleva ao quadrado a saída do filtro de banda de controle de ganho), um integrador 108, e um dispositivo de raiz quadrada 110. O caminho de sinal 98 também recebe o sinal da unidade de limitação de banda 102 e processa o sinal com o filtro de banda de controle espectral 112, um dispositivo de elevar ao quadrado 114, um integrador 116, e um dispositivo de raiz quadrada 118. O caminho 98 então fornece um sinal de controle a uma unidade de expansão espectral 120 que executa uma operação que é complementar à operação executada pela unidade de compressão espectral 42 mostrada na FIG. 2. O sinal de ganho produzido pelo caminho 100 é fornecido a um multiplicador 122 que recebe um sinal de saída a partir da unidade de expansão espectral 120. O multiplicador 122 fornece o sinal de diferença de forma espectral expandido a uma unidade de de-ênfase fixa 124 que filtra o sinal de uma maneira complementar em comparação à filtragem executada pelo compres
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23/44 sor BTSC 30. Em geral, o termo de-ênfase significa a alteração dos componentes de frequência de seleção do sinal decodificado ou em um sentido negativo ou em um sentido positivo de uma maneira complementar na qual o sinal original é codificado.
Ambos o codificador BTSC 24 e o decodificador BTSC 78 incluem múltiplos filtros que ajustam a amplitude de sinais de áudio como uma função da frequência. Em alguns sistemas de transmissão e sistemas de recepção de televisão da técnica anterior, cada um dos filtros é implementado com componentes analógicos discretos. Entretanto, com avanços em processamento de sinal digital, alguns codificadores BTSC e decodificadores BTSC podem ser implementados no domínio digital com um ou mais circuitos integrados (ICs). Além disso, múltiplos codificadores e/ou decodificadores BTSC digitais podem ser implementados em um único IC. Por exemplo, codificadores e decodificadores podem ser incorporados em um único IC como uma parte de um sistema de integração de grande escala (VLSI).
Uma parte significante do custo de um IC é diretamente proporcional ao tamanho físico do chip, particularmente o tamanho de sua parte 'morta', ou a parte de não embalagem ativa do chip. Em alguns arranjos, as operações de filtragem executadas em codificadores e decodificadores BTSC podem ser executadas usando processadores de sinal digital de propósito geral que são projetados para executar uma faixa de funções e operações DSP. Os mecanismos DSP tendem a ter áreas mortas relativamente grandes, e são desse modo
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24/44 mais custosos para uso em implementação de codificadores e decodificadores BTSC. Adicionalmente o DSP pode ser dedicado para executar outras funções e operações. Através de compartilhar esse recurso, o processamento executado pelo DSP pode 5 sobrecarregar e interferir no processamento das funções e operações do codificador e decodificador BTSC.
Em alguns arranjos, os codificadores e decodificadores BTSC podem incorporar grupos de componentes básicos para reduzir custo. Por exemplo, grupos de multiplicadores, 10 adicionadores, e multiplexadores podem ser incorporados para produzir as funções de codificador e decodificador BTSC. Entretanto, enquanto os grupos de componentes quase idênticos podem ser facilmente fabricados, os componentes representam significantes áreas mortas e adicionam ao custo total do IC.
Assim, uma necessidade existe para reduzir o número de componentes de circuitos dedicados usados para implementar um codificador e/ou decodificador BTSC digital.
Com relação à FIG. 5, um diagrama de bloco de um filtro de resposta a impulso infinito configurável (IIR) 126 20 é mostrado, o qual é capaz de executar múltiplas operações de filtragem para um codificador ou decodificador BTSC digital. Através de fornecer coeficientes de filtragem selecionáveis, o filtro IIR configurável 126 pode ser configurado para várias operações de filtragem. Por exemplo, coeficien25 tes de filtragem podem ser selecionados tal que o filtro IIR configurável 126 opera como um filtro passa-baixa, um filtro passa-alta, um filtro de banda, ou outro tipo de filtro conhecido a um versado na técnica de projeto de filtro. Assim,
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25/44 um ou um número relativamente pequeno de filtros IIR configuráveis pode ser usado para fornecer a maioria ou todas as necessidades de filtragem de um codificador BTSC ou um decodificador BTSC. Através de reduzir o número de filtros de codificador e decodificador, a área de implementação de um chip IC é reduzida junto com o custo de produção dos codificadores e decodificadores BTSC.
Para permitir ao filtro IIR configurável 126 executar múltiplos tipos de operações de filtragem, o filtro inclui um seletor de entrada 128 que controla qual entrada (por exemplo, Entrada 1, Entrada 2, ..., Entrada N) fornece um sinal de entrada ao filtro. Fazendo relação brevemente à FIG. 2, algumas das entradas do seletor 128 podem ser conectadas para fornecer sinais de entrada para cada uma das operações de filtragem executadas no compressor BTSC 30. Por exemplo, a entrada para o filtro de banda de controle de ganho 60 pode ser conectada à entrada 2 do seletor 128. Similarmente, a entrada para o filtro de banda de controle espectral 52 pode ser conectada a uma outra entrada (por exemplo, entrada N) do seletor 128. Então, o seletor 128 pode controlar qual operação de filtragem particular é executada pelo filtro IIR configurável 126. Por exemplo, durante um período de tempo, uma entrada (por exemplo, entrada 2) pode ser selecionada e o filtro IIR configurável 126 é configurada para fornecer a função de filtragem do filtro de banda de controle de ganho 60. Então, em um outro período de tempo, o seletor 128 é usado para selecionar uma outra entrada (por exemplo, entrada N) para executar uma operação de filtragem
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26/44 diferente. Junto com a seleção da outra entrada (por exemplo, entrada N), o filtro IIR configurável 126 é também configurado para fornecer o tipo diferente de função de filtragem, tal como a filtragem fornecida pelo filtro de banda de controle espectral 52.
De modo a executar múltiplas operações de filtragem, por exemplo, para um compressor BTSC ou um expansor BTSC, o filtro IIR configurável 126 opera em uma velocidade de relógio substancialmente mais rápida do que as outras partes do compressor ou expansor digital. Através de operar em uma velocidade de relógio mais rápida, o filtro IIR configurável 10 pode executar um tipo de filtragem sem levar outras operações do compressor ou expansor digital a serem retardadas. Por exemplo, através de operar o filtro IIR configurável 126 em uma velocidade de relógio substancialmente rápida, o filtro pode primeiramente ser configurada para executar filtragem para o filtro de banda de controle de ganho 60 sem substancialmente retardar a execução da próxima configuração de filtro (por exemplo, operações de filtro para o filtro de banda de controle espectral 52).
Nesse arranjo particular, o filtro IIR configurável 126 é implementado como um filtro IIR de segunda ordem. Com relação à FIG. 6, um diagrama de fluxo de sinal no domínio z 130 é apresentado para um típico filtro IIR de segunda ordem. Um nó de entrada 132 recebe um sinal de entrada identificado como X(z). O sinal de entrada é fornecido para um estágio de ganho 134 que aplica um coeficiente de filtro a0 ao sinal de entrada. Em algumas aplicações, o coeficiente de
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27/44 filtro ao tem um valor unitário. Similarmente, um coeficiente de filtro b0 é aplicado ao sinal de entrada no estágio de ganho 136. Em um estágio de retardo 138, um retardo de tempo (isto é, representado no domínio de z como z-1) é aplicado à medida que o sinal de entrada entra na parte de primeira ordem do filtro e os coeficientes de filtro a1 e b1 são aplicados nos respectivos estágios de ganho 140 e 142. Um segundo retardo (isto é, z-1) é aplicado no estágio de retardo 144 para produzir a parte de segunda ordem do filtro 130 e os coeficientes de filtro a2 e b2 são aplicados nos respectivos estágios de ganho 146 e 148. O sinal filtrado é fornecido para um nó de saída 150 tal que o sinal de saída Y(z) pode ser determinado a partir da função de transferência
H(z) do filtro de segunda ordem 130, como descrito na se-
guinte Equação (1):
H(z) = b0 + V1 + b2z2 a0 + az-1 + a2z’2
A cada um dos coeficientes (isto é, b0, a0, b1, a1,
b2 e a2) incluídos na função de transferência pode ser de-
terminados valores particulares para produzir um tipo desejado de filtro. Por exemplo, valores particulares podem ser determinados aos coeficientes para produzir um filtro passabaixa, um filtro passa-alta, ou um filtro de banda, etc. Assim, através de fornecer os valores apropriados para cada coeficiente, o tipo e características (por exemplo, passa banda, cosseno levantado (roll-off), etc) do filtro de segunda ordem podem ser configurados e re-configurados em um outro tipo de filtro (dependente da aplicação) com um conjunto diferente de coeficientes. Enquanto esse exemplo des
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28/44 creve um filtro de segunda ordem, em outros arranjos, um filtro de na ordem pode ser implementado. Por exemplo, filtros de ordem mais alta (por exemplo, terceira ordem, quarta ordem, etc) ou de ordem mais baixa (por exemplo, filtros de primeira ordem) podem ser implementados. Além disso, para algumas aplicações, filtros de ordens iguais ou de ordens diferentes podem ser cascateados para produzir um filtro de na ordem.
Com relação novamente à FIG. 5, junto com o uso do seletor 128 para selecionar uma entrada particular para o filtro IIR configurável 126, os coeficientes usados pelo filtro são selecionados para implementar diferentes tipos de filtros e para fornecer características de filtro particulares. Por exemplo, coeficientes podem ser selecionados para implementar um filtro passa-baixa, um filtro passa-alta, um filtro de banda, ou outro tipo similar de filtro usado para codificar ou decodificar sinais de áudio BTSC. Nesse exemplo, seletores respectivos 152, 154, 156, 160 e 162 são usados para selecionar cada coeficiente para o filtro configurável de segunda ordem 126. Por exemplo, o seletor 152 fornece o coeficiente a0 do filtro de segunda ordem a partir de um grupo de n coeficientes (isto é, ao(o), ao(i), ao(2), ..., a0(n)) dependentes do tipo de filtro e características de filtro. Similarmente, os seletores 154-162 também selecionam a partir dos respectivos grupos de valores de coeficientes para implementar os filtros. Através de fornecer esses valores de coeficientes selecionáveis, o filtro IIR configuráveis 126 pode ser configurado para fornecer filtros para am
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29/44 bas as operações de codificação e de decodificação. Retornando ao exemplo anterior, se o seletor 128 está localizado em uma posição para selecionar a entrada 2 (isto é, a entrada para o filtro de banda de controle de ganho 60), os seletores 152-162 selecionam os respectivos coeficientes (por exemplo, a0(0), b0(0), a1(0), b1(0), a2(0), b2(0)) tal que o filtro IIR 126 é configurado no tipo de filtro apropriado com características para executar como o filtro de banda de controle de ganho. Mediante completar a filtragem, o seletor 128 pode então ser localizado em uma posição para fornecer sinais presentes na entrada N para o filtro IIR configurável 126. Ainda usando o exemplo anterior, a entrada N do seletor 128 pode fornecer o sinal de entrada destinado para o filtro de banda de controle espectral 52. Através de selecionar essa entrada, novos coeficientes de filtro podem ser selecionados para fornecer o tipo de filtro particular e características de filtro necessárias para executar a filtragem do filtro de banda de controle espectral 52. Para fornecer esse filtro e características de filtro, os seletores 152-162 podem ser respectivamente coeficientes de filtro de seleção (por exemplo, a0(1), b0(1), a1(1), b1(1), a2(1) e b2(1)) associados ao tipo de filtro e características do filtro de banda de controle espectral 52.
Nesse exemplo, o filtro IIR configurável 126 é um filtro de segunda ordem, entretanto, algumas aplicações de filtragem de codificação e/ou decodificação podem chamar por um filtro de ordem maior. Para fornecer filtros de ordem mais alta, nesse exemplo, uma entrada do seletor 128 está
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30/44 conectada a uma saída 164 do filtro IIR 126 para formar um caminho de retorno. Através de fornecer a saída do filtro IIR de volta à entrada, sinais de saída filtrados podem passar através do filtro IIR múltiplas vezes usando os mesmos (ou diferentes) coeficientes de filtro. Assim, sinais podem ser passados através do filtro IIR de segunda ordem 126 mais do que uma vez para produzir uma ordem mais alta. Nesse exemplo particular, um condutor 126 fornece um caminho de retorno a partir da saída 164 do filtro IIR configurável 126 10 para a entrada 1 do seletor 128.
Várias técnicas e componentes conhecidos a um versado na técnica de projeto de filtro e eletrônicos podem ser usadas para implementar o seletor 128 e seletores 152-162. Por exemplo, o seletor 128 pode ser implementado por um ou 15 mais multiplexadores para selecionar entre as linhas de entrada (isto é, Entrada 1, Entrada 2, ..., Entrada N). Multiplexadores de outros tipos de dispositivos de seleção digitais podem ser implementados à medida que um ou mais seletores 152-162 selecionam coeficientes de filtro apropriados.
Vários valores de coeficiente podem ser usados para configurar o filtro IIR 126. Por exemplo, os coeficientes descritos na Patente Norte-Americana 5.796.842 para Hanna, que é aqui incorporada como referência, podem ser usados pelo filtro IIR configurável 126. Em alguns arranjos, os coeficientes de 25 filtro são armazenados em uma memória (não mostrada) associada ao codificador ou decodificador BTSC e são restaurados pelos seletores 152-162 em tempos apropriados. Por exemplo, os coeficientes podem ser armazenados em um chip de memória
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31/44 (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM), memória somente de leitura (ROM), etc) ou um outro tipo de dispositivo de armazenamento (por exemplo, um disco rígido, CD-ROM, etc) associado ao codificador ou decodificador BTSC. Os coeficientes podem também ser armazenados em várias estruturas de software tais como uma tabela de consulta, ou outra estrutura similar.
O filtro IIR de segunda ordem configurável 126 também inclui os respectivos dispositivos de adicionamento 168, 170, 172, 174 e 176, que são incluídos no filtro IIR configurável 126 junto com os multiplicadores 178, 180, 182, 184, 186 e 188 que aplicam os coeficientes de filtro aos valores de sinal. Várias técnicas e/ou componentes conhecidos a um versado na técnica de projeto de circuitos eletrônicos e projeto de filtro podem ser usados para implementar dispositivos de adicionamento 168-176 e multiplicadores 178-188 incluídos no filtro IIR configurável 126. Por exemplo, portas lógicas tais como uma ou mais portas AND podem ser implementadas como cada um dos multiplicadores. Para introduzir retardos de tempo que correspondem a estágios de retardo 138 e 144 (mostrados na FIG. 6), os registros 190 e 192 fornecem retardos através de armazenar e manter os valores do sinal de entrada digitalizados para um número apropriado de ciclos de relógio durante o processo de filtragem. Adicionalmente, um outro registro 194 está incluído no filtro IIR configurável 126 para inicialmente armazenar valores de sinal de entrada.
Nesse exemplo, o filtro IIR configurável 126 é imPetição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 39/66
32/44 plementado com componentes de hardware, entretanto, em alguns arranjos uma ou mais partes operacionais do filtro podem ser implementadas em software. Uma listagem de códigos exemplar que executa as operações do filtro IIR configurável 5 126 é apresentada no Apêndice A, como segue.
APÊNDICE A ************************************************* (Esses comentários são generalizados para qualquer dos módulos de filtro).
Esse módulo é a implementação em cascata de forma direta II de um ou mais filtros discretos no tempo. É realmente uma única seção de segunda ordem que pode ser reciclada mais de oito vezes. Pode implementar um único filtro de ordem 16a, oito filtros de segunda ordem ou qualquer com15 binação contanto que o número de seções de segunda ordem não exceda 8. O código verilog é automaticamente gerado por um programa que permite aos filtros e seus coeficientes serem inseridos. Referir aos Diagramas de Bloco BTSC.ppt para o diagrama de bloco da forma geral desse módulo.
Esse módulo é iniciado pelo sinal de habilitação 'khz192'. Esse zera o barramento 'seção' para sec1 que inicia o ciclo na primeira seção. O barramento 'seção' é usado por todo o módulo para controlar multiplexadores que permitem aos dados da seção específica serem usados nos cálculos.
'Seção' primeiramente seleciona a entrada apropriada a ser usada para 'dados de entrada', que é a entrada para essa seção. 'Dados de entrada' podem vir ou a partir de uma entrada de fora (quando um novo filtro inicia) ou a par
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33/44 tir da saída da seção anterior (acc2), quando um filtro de 4a ordem ou maior está computando uma outra seção além de sua primeira seção.
'Seção' também selecionará os coeficientes apropriados al, a2, b0, b1, e b2 a serem usados para as multiplicações dos registros d0, dl e d2. Os registros d são registros de longo deslocamento contendo os dados para cada uma das seções em ordem sequencial. Por exemplo, na hora em que um novo ciclo é iniciado, os dados em d# terão os dados da seção 1 em seus bits menos significantes, seguidos pela seção 2 em seus bits mais significantes, etc. Para cada seção os bits são arranjados em ordem tal que o lsb dos dados está localizado em um bit menos significante do que msb.
Assim, à medida que os registros de deslocamento se deslocam para baixo, os bits mais significantes são multiplicados pelos coeficientes a e b. Cada um desses produtos é somado e acumulado nos registros accl e acc2. Cada vez que a soma dos produtos é adicionada a cada acumulador, o valor anterior do acumulador é dividido por 2 para dar a pesagem apropriada a cada multiplicação.
O propósito primário do sinal 'lastent' é manipular a multiplicação por um número negativo. ‘Lastent' é alto quando o bit de sinalização está sendo multiplicado. ‘Lastent' inverterá os bits de ‘asum1' e ‘bsum2' para dar um resultado complementar de 1 no acumulador. Para o acumulador associado a acc2 um 1 é adicionado simultaneamente com essa inversão de bit para dar um resultado complementar de 2. Uma aproximação é usada na lateral associada a acc1 onde 1s são
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34/44 adicionados em cada adição exceto para o que ‘lastent' é alto. O resultado é que 0,11111...(binário) é adicionado ao invés de 1. A aproximação é muito próxima e essa aproximação economiza alguns recursos através de usar a mesma entrada 5 para o adicionador adicionar o valor 'dados de entrada' e os
1s.
Há um registro dout# para cada um dos filtros distintos que esse módulo implementa. Os dados em acc2 são es10 critos no registro dout correspondente quando esse ciclo de filtro está completo. ‘Seção' também manipula essa função
Segue programação) ************/
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35/44
-1.5131160e+000
5.353D545e+DOO
1.7519173e+000
3.5775901313243
3.1210477558605
7.7B6D720543173
50.025¾ hfeadroom
4.70131616-001
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1.70019516+000
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2.4Ο96Θ18625693
7.8035103748296
0.050¾ hfc&drootn
31.9840159540160
31.9840159840160
31.9040159840160
31.9B401S9540160
31.98401S9840163
1.79D7148e-001
3.0401514e· 001
4.1771147459415
4.4055401597618
31.9840199840160
31.9840159840161
31.9840159840151
31.9840159540151
31.9840159840157
I.OODOOOOr+OOO
1.OOOOODOc+OOD
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1.OOOOOOOe+OOO
2.47291fi9e+00D
I.5434407e+D00
1.61875696+000
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1.6621327e+00D ~1.7107429e+000 &.88517176-001
8.3D07841e-001
9.19802806-001
5.34009216-001
7.09370336-001
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l.OOOOOOOe+ODO
l.OOOOOOOe+ODO
1.0000000G4-000
l.DODOODOe+DDO
1. DOODOOOe+ODD
1.66B15B6e+0D0
1.7369B12e+000
1. BD7653Bô+000
-1.05114C3e+OO0
1.79071486-002
3.0401514e-001
3.57357006-001 -5.07940416-001
5.3530545e+000
9.37027366+000
-4.39507086-001
-7.53273506+000 ·4.6230336ε+000
Magnxtudes are relatxve to the system xnput, not
Dutrnax ystem xnput, not nacessarxly tha □utmax
Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 43/66
36/44 // H // // // // // // // // H H II // // // // // // // // // // // // // // // // // U // // II 1! // module
S,7674700e+000 -1.0BS0498e+001 5 .7674702e+0l>0 l.OOOOOOOe+OOO -l.BB6276Be+000 9,9419075e-D01
Magnituâes Sectiou aze xelative to the system input, not necessarily the filtex input Outtnax
Dei. max
60.0034268505309
63.9SB0319680321
63.96B03196B0321
63.9580319680321
63.9680319680320
63.9680319680336
3.3542136731451
3.5670279294006
2.B85740B434409
1.9005959012310
0.7766753946363
7.7499B20925B03
-----.....- - - - (176.4 kHz SAP)
Max Delay Registex Value = 63.968 -------> 0.050% headxoom bO bl b2 aO al a2
4.42043205-002
1.7358197e-001
3.01966B3e-001
3.57750585-001 2.6147855e-001 4.9110551e+OOO
-1.156868Be-002 -2.80376725-001 -5.412647Be-001 -6.58234095-001 -4.8537764e-001 -9.1432135e+OO0
4.4204320e-002
1.7358197e-001
3.01966835-001
3.5775056e-001
2.6147899e-001
4.9110546e+000
l.OOOOOOOe+OOO l.OOOOOOOe+OOO l.OOOOOOOe+OOO l.OOOOOOOe+OOO l.OOOOOOOe+OOO l.OOOOOOOe+OOO
-1.6403229e+000 -1.7110303e+000 -1.78406995+000 -1.8293921e+000
-l,B5ZBB40e+000
-l.B661663e+000
6,7956503e-001 7.7879254e-001
B.81220225-001
9.4453343e-001
9.76B17465-001
9.93779495-001
Section
Dei. raaK necessarily the filtex input.
51.2422098900253
63.9680319680320
63.96B03196B0319
63.9680319680317
63.S6803196B0315
63.96803196B031B
3.9369918486068
4.1915004156462
3.3954719109638
2.2445117940875
0.9126165355909
7.7522411990662 deefiltl íilClk, ilnSeset, ilDRegClear, ilStart, iZCoefSelect, ilBDatalnl, oxlSDataOutl, 127DatalTi2, cx29DataOu.t2)
input input input input input íl-0) ilClk; ilnReset; ilDRegClear; ilStaxt; 12CoefSelect;
input [17:0] 118DataInl;
output [18:0] orlBDataOutl;
input [26:0] i27DataIn2;
output [28:0] oz29DataOu.t2;
reg [31:0] X32D0MSBS;
reg [191:0] X192D0;
reg [223:0] X224D1;
reg [223:0] X224D2;
reg [28:0] x2BDatalnReg;
wire [33.0] W34IBUX1;
reg [33:0] X34GA1;
reg [33:0] X34GA2;
wire [33:0] W34ASUTO1;
wire [33:0] w34ASumln;
reg [33:0] X34ACC1;
reg [36:0] X37GB0;
reg [36:0] Z37GB1;
reg [36:0] X37GB2;
wire [36:0] w3 7BSunil ;
wire [36:0] w37BSum2;
wire [36:0] •w37BSum2n;
reg [36:0] x3 7Acc2;
reg [18:0] oxl9DataOutl;
reg [28:0] ox29DataOut2;
Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 44/66
37/44 reg reg reg reg reg reg
IS:O) rGSOSCnt; xllastCnt? rlFirstCnt; rlFiltEn; rlFiltEnDly;
Í2i0) r3Section;
paratneter
SEC1 »
SEC2 .
SEC3 i
SEC4 .
SEC5 .
SEC6 .
# 3‘bGOQr « 3‘bDOl, 8 3’b010, * 3‘bOll, « 3’bl00r « 3’bl01r
// 1.932709e+000 in 031 // l.S13116e+000 in 031 // 1.5BS4B0e+00ô in 031 // 1.7107436+000 in 031 // 1.736627e+000 in 031 // 1.751917e+000 in 031 end // 5.38305Se+000 in Q31
37’h02B10B41Fb;
// 1.926968e+000 in 031 // 1.70B195e+000 in 031 end // 4.623034e+000 in 031 r37GB0 «= 37‘h00043B13BC;
'I1DC1ADC8D3:
E37GB0 « 37*h0006BF54D2;
r34GAl = 34»h0CAF0FF18j
37’hD016EBD073
E34GA1 k 34’h0D4C0C369;
r37GB0 « 37*h0026E9F7DF;
34*hODAF99F49;
E37GB0 « 37'hOD2DBDDFC9;
*hODE49CDAD;
37'110021745304:
34'h0E03ED37S;
34»h0DAAG232E;
E37GB0 » 37'hO24FB99O3E;
X37GB0 a 0:
r34GAl « 34'hOFbAGEOFA
E37GB0 s 37*h0004975CAC; end // 3.SB5920e-002 in Q31 r34GAl · 34’hOBC055431;
37»h000B987494; end // 5.715257e-002 in Q31 // 1.5434416+000 in Q31
34»hDCSBF76D4 r37GB0 « 37’h0017403424end // l.B1646Be-002 in Q31 // 1.5G6B32e+000 in 031
37»h002DEBC3AC; end // 3.587575.6-001 in 031 // l,592642e+000 in 031
xSSOSCnt 32;
x3Seccion CE SEC1;
xlLastCnt <w 0;
xlFixstCnt: Ce 1 ;
xlFiltEn <C e 0;
rÊEOSCnt 32;
x3Sectxon Cor SEC1;
rlLSEtCnt CE 0;
xlFixstCnt <st 1;
xlFiltEn CC 1;
else begin
xlLastCnt <« (rGSOSCnt b « 1>;
xlFirstCnt <e rH^aatCnt;
r3Section Ce rlLastCnt ? x3Section + 1 i x3Section,·
rlFiltEn CK (rlLastCnt && íx3SBCtion = SEC7)) ? 0
xlFiltEnDly rlFiltEn;
xGEOSCnt (rSSOSCnt «= t= 0) ? 32 : resoscnt - 1;
case (x3Section)
SEC1 : begin
SEC2 i begin
SEC3 i begin
SEC4 i begin
SEC5 : begin
SEC6 begin
SEC7 : begin
X34GA1 « S^hODBABBlOS;
// 1.472819e+000 in 031 // 1.518757e+000 in 031
Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 45/66
38/44
2: //192 kHz SAF case (x3Section)
SEC1 : begin X34GA1 = 34<hOF762FFD7(- // 1.932709e+000 in Q31 r37GB0 » 37*h00043B13BC; end // 3.305289e-002 in Q31
SEC2 : begin r34GAl = 34<h0D5863BB3; // 1.66B159e+000 in Q31
X37GB0 » 37<h0004BE4AF2; end // 3.559243e-002 in Q31
SEC3 : begin X34GA1 « 34<hODE5S6600; // 1.7369Ble+000 in Q31
X37GB0 = 37 >h001621FBAF; end // 1,729121e-OOJ. in Q31
SEC4 t begin X34GA1 e 34>hOB7618705; // l.B07664e+D00 in Q31 r37GB0 a 37>h00269DBDDD; end // 3-01G794e-001 in Q31
SEC5 > begin X34GA1 « 34 'h0ECF22A52; // l.B51140e+000 in Q31 r37GB0 b 37 >h002DBE66AD,· end // 3 .S73731e-O01 in (231
SEC6 I begin X34GA1 » 34 <hOEFlÃ7t>M>; // 1.873855e+000 in Q31 X37GB0 » 37 <h002190ElA2; end // 2,622339e-001 in Q31
SEC7 : begin X34GA1 o 34>h0F171B472; // 1.B86277e+000 in Q31
X37GB0 » 37 >hO2E23C74EB; end II S.767470e+000 in Q31 default: begin X34GA1 u 0,- X37GB0 & 0; end endcase
3: //176.4 kHz SAP case (x3Sectien)
5BC1 .· begin X34GA1 « 34'h0F6A6E0EA,- // l,92696Be+000 in Q31
X37GB0 b 37<hOD0497SCAC,· end // 3.SB6920e-002 in Q31
5EC2 : begin X34GA1 - 34 >hODlF619CE; // 1.6403238+000 in Q31 r37GB0 b 37'h000SAB7CB7; end // 4.420432e-002 in Q31
SEC3 ·. begin X34GA1 = 34‘hODB030A3B; // 1.711D30e+000 in Q31
X37GB0 - 37>h001637EF23; end // 1.735820e-001 in Q31
SEC4 : begin r34GAl » 34>h0B45C66F0,· // 1.784070e+000 in Q31
X37GB0 w 37‘h0026A6D961; end // 3.01966Se-001 in Q31
SEC5 ; begin X34GA1 « 34<hOEA29BS31,· // l.B29392e+000 in Q31
X37GB0 b 37'1100200\055Ε; end // 3.577S06e-001 in <231
SEC6 : begin T34GA1 » 34<hOED2B4D3B,· // 1-B52BB4e+000 xn Q31
X37GB0 - 37*h0021702461; end // 2.6147B9e-001 in Q31
SEC7 begin X34GA1 « 34>hOEEDEB9D7; // l.B66166e+000 in Q31 X37GB0 « 37'h02749D73CCf end // 4.9110S5e+000 in Q31 defaults begin r3«3Al « 0; X37GB0 « 0; end endcase endcase end end always S(x224Dl(0J cr x3Section) begin if (X224D1I01 »a l'bo) begin X34GA2 = 0;
X37GB1 = 0; end else begin case (íacoefselect)
0: //192 kHz Stereo case (r3Section) .
SEC1 ! begin r34GA2 = 34'113S39A7DDB,· // -9.327B53e-Ool xn Q31
T37GB1 » 37'hOOOOOOOOOO; end // 0 in Q31
SEC2 ·. begin X34GA2 b 34 >h3B53F2FA4; 7/ -5.840092e-001 in Q31
X37GB1 = 37’h0002A600FB; end // 2-069103e-002 in Q31
SBC3 : begin r34GA2 s 34'h3A5335A60; // -7·093703e-001 in Q31
X37GB1 » 37'M.EEW31721; end // -2.3574.55e-001 in <231
SEC4 : begin X34GA2 <= 34'1139439C031,· 7/ -B .419B7Se-001 in Q31
X37GB1 b 37'hlFC1162CBB; end // -4.91510Be-001 in Q31
SEC5 : begin X34GA2 b 34>h3B9B67756; // -9.255839e-001 in Q31
X37GB1 b 37'hlFB22F0237; end // -6.079404S-001 in Q31
SEC6 ·. begin X34GA2 ·= 34'h3B3FCAC66; // -9.68BSlSe-001 in Q31
X37GB1 b 37>hlFC6195ADF; ena // -4.523512e-001 in Q31
SEC7 .- begin X34GA2 b 34<h3B11420A7; // -9.915733e-001 in Q31
X37GB1 b 37<M.B509AE053; end // -9.3702748+000 in Q31 default.- begin r34GA2 a 0,- r37GBl = 0; end endcase '
Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 46/66
39/44
1: //175.4 kHB Stexeo
case (x3Section)
SEC1 SEC2 t begin X34GA2 X27GB1 ; begin r34GA2 X37GB1
SEC3 s begin X34G&2 X37GB3
SEC4 : begin r34GA2 X37GB1
SBC5 ϊ begin X34GA2 X37G31
SEC6 t begin r34GA2 Z37GB1
SEC7 begin r34GA2 X37GB1
default: begin X34GA2 endcase
34'h389562B59; // -9.2705B2e-001 in Q31
37'hOOOOOOOOOO; end // 0 ia Q31 34·113ΒβΕ3014Ε; // -5-555724e-001 in <231
37'110004CF190A; end // 3.7S7012e-002 in Q31 34'h3A7DEABS7; // -6.885172e-001 in Q31
37'hlEE3BCBC30; end // -2.1982623-001 in Q31 34'h395BFFDA5; // -B.3007B4e-001 in Q31
37’hlFC3D2BA3B; end // -4.7013166-003 in Q31 34>h38A43E6DC; // -9.19B02Be-001 in<231
37'hlFB44DCàBF; end // -5.9137GOe-001 in <231 34'113844P2CDF; // -9.66394Se-001 inQ31
37'hlFC7BE3B53; end // -4.395071e-001 in Q31 34'h3812A24FB; // -9 ,JI>J(ll4e-OOX in<231
37'hlClSÊ3F0BSí and // -7.832735^+000 in <331' » 0; X37GB1 » 0; end
2: //192 kHz SM? case <x3Section)
SECX i i begin r34GA2 r37GBl
SEC2 ! i begin r34GA2 r37GBl
SEC3 . ! begin x34GR2 X37GB1
SEC4 : • begin r34GA.2 X37GB1
SECS : r begin X34GA.2 r37GBl
SECS : begin x34GA2 r37GBl
SEC7 i begin X34GA2 X3 7 GB1
defaultt begin x34GM endcase
3: //176.4 kUs SAÍ>
case (rSSecEioa)
SEC1 : SEC2 ! SEC3 ; - begin X34GA2 X37GB1 : begin r34Gft2 X37GB1 • begin X34GA2 r37GBl
SEC4 ; : begin T34GA2
34'h3BB9A70DB,· // -9.3278S3e-001 inQ31
37‘hOOOOOOOOOO; end // 0 in Q31 34'h3A62FB2BC; // -7.016694e-001 inQ31
37'hlFFE0B5A7B; end // -1.527852e-002 in C31 34Ί139Α482696; // -7.946731e-001 inQ31
37'hlFDB028052; end // -2,B89B62e-D01 in Q31 34'h38E10C220; // -B.901136e-001 in Q31
37'hlFB9916FSB,- end // -S.502491e-001 ín <231 34'h38691E96Ar- // -9.486721e-001 in Q31
37'hlFAASMEllend // -6.663115e-001 in Q31 34'h3B2B7ECB7; // -8-787621C-001 in Q31
37'hlFC0F32bl6,- end // -4.925789e-001 in Q31 34Ί1380ΒΒ5Β90; // -9.941907e-001 in Q31
37'hlA91DB353C,· end // -1.085050e+001 in Q31 « 0; r37GBl · 0; end
34'23389562859,· // -9.270582e-001 in <231
37’hOOOOOOOOOO; end // O in Q31 34'h3A904035B; // -S-795G50e-001 in Q31
37'hlFFEB4EAD0; end // -1.156B69e-002 in Q31 34'J139C5O86AF; // -7.7B7925e-001 in Q31
37'hlFDClC9D93; end // -2.803767e-001 in 031 34'h38F342D0D; // -8 .B12202e-001 in <231
X37GB1 « 37'hlFBAB7D5Fl; end // -5.4125486-001 in Q31 SEC5 : begin X34GA2 *> 34'11387198752; // -9,445334e-001 in Q31
X37GB1 - 37'hlFABBBFC44; end // -6.5823415-001 in Q31 SECS . begin X34GA2 » 34'h3B2F7A534; // -9.768175e-001 in Q31
K37GB1 « 37'hlFClDF2549; end // -4.853776e-001 in Q31 SEC7 : begin X34GA2 «= 34’h380CBDS72; // -9.9377955-001 in Q31
X37GB1 » 37'hlB6DAB2E50; end // -9.143213e+000 in Q31 default: begin X34GA2 = 0; x37GBl « 0; end endcase endcase end end always ®(x224D2I0] or r3Sectisn) begin if (X224D2I0J — 1'bO) r37GB2 = B;
else begin case (i2CoefSelect)
0: //192 kHz SteXeo case tr3Section)
SEC1 : X37GB2 . 37'hlFFBC4EC44; // -3,305289e-002 in 031
SEC2 : X37GB2 = 37'h0006BF64D2; // 5.2715BBe-002 in031
SEC3 s X37GB2 = 37’h0016EBD073; // 1.7907155-001 in031
SEC4 : X37GB2 o 37'h0026E9F7DF; // 3-040151e-001 inQ31
SECS : X37GB2 «= 37'h002DBDDFCB; // 3 .573570e-001 inQ31
SEC6 : X37G02 - 37'110021745300; // 2.513624e-001 inQ31
SEC7 : X37GB2 e 37'h02B3084239; // 5.3B3065e+000 inQ31 default: X37GB2 » 0;
endcase
Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 47/66
40/44
SEC1 SEC2 SEC3 SEC4 SECS SECS SEC7
1: //17S.4 kHz Stexeo case (xSSection) .· Z37GB2 - 37'hlFFB6BA3S4; // -3.586920e-002 ia Q31 : X37GB2 = 37'h800B987494; // 6.7152S7e-002 inQ31 : X37GB2 » 371h0017403424; // 1.8164686-001 inQ31 : S37GB2 = 37*h0026CDC4Elf // 3.031546e-001 inQ31 : X37GB2 = 37'h002DEBC3AC; // 3-587S75B-001 inQ3X , X37GB2 = 37>h0021SEB65B; // 2.611912e-0Ül inQ31 : X37GB2 = 37'h024FBF903B; // 4.623034e+000 inQ31 default: X37GB2 = 0;
endcase
2s //192 ÜBZ SAP case (r3Section)
X37GB2 = 37’hlFFBC4EC44; // -3.3O5209e-OO2 in Q31 X37GB2 = 37’h0004BE4AF2,· // 3-SS9243e-002 in Q31 X37GB2 e 371 h001621FBAF; // 1.7291216-001 in Q31 X37GB2 « 37'h00269D6Dt>B; // 3.01S794e-001 in Q31 r37GB2 = 37 'ht)02DBE56BD,· // 3.573731e-001 in Q31 X37GB2 > 37’hD02190BlB3r // 2.622339e-001 in Q31 X37GB2 = 37'h02E23C76A5; // S.767470e+000 in Q31 default: X37GB2 - 0,endcase
3: //176.4 kHz SAP case (x3Section) .
SEC2 : SEC3 : SEC4 -. SECS : SECS :
SEC7 :
SEC1 t r37GB2 37íhlFFB68A354; // -3.SB6920e-002 in Q31
SEC2 : T37GB2 = 371h0005AB7CB7; // 4.420432e-002 3.U 031
SEC3 « C37GE2 XE 37'h001637EF23; // 1.735B20e-001 in Q31
SEC4 : r37GB2 ts 371h0026A6D964; // 3.0196686-001 in 031
SECS : X37GB2 8 37*h002DCAC536; // 3 .S77506e-001 in Q31
SECS í I37GB2 8 37*h00217B24B6; // 2.6147906-001 in Q31
SEC7 ·. r37GB2 S 37'hO2749D6FBF; // 4.9HOS5e-tOOO in 031
default: X37GB2 ts 0 7
endcase endcase end end assign w34ASuitil * X34GA1 + X34GA2;
assign w34ASutnln « xlLastCnt ? ~w34ASuml t w34ASuml;
assign w34XMuxl = rlLastCnt ? { {5{x29DataInHeg[2B]}), r29DataIn»eg ) : 1,assign w37BSuwl o X37GB2 + X37GB1;
assign w37BSum2 = w37BSuml ·. r37GB0;
assign w37BSum2n xllastCnt ? ~w37BSum2 ; w37BSum2;
always a(posedge ilClk or negedge ilnReset) i£ (-ilnReset) begin r34Accl 0,x37Acc2 o. 0;
X32D0HSBS c- 0; x29DatalnReg « 0; oxlSDataOutl <« 0; or29Data0ut2 0;
end else begin i£ (rlFiltEn) begin i£ (xlFirstCnt) x32D0HSBs r34Accl r37Acc2 case (x3Section>
SEC1 t r29DataInReg <- { {ll{il8Dataínl[17]}}, ilBDataXnl };
SEC2 : r29DataInHeg c« { {2{i27DaEaIn2 [26]}), i27Data!n2 ) ; default : x29Data!nReg r37Acc2[23:0] ;
endcase else begin x32Xs0MSBs {1'bO, X32D0HSBS[31:1] }?
X34ACC1 c w34ASumln + { r34Accl [33] , r34Accl[33sl] } + w34IMuxl;
X37ACC2 <= w37BSum2n í { z37Acc2[36], x37Acc2 [36 tl] ) + xlLastCnt,· begin x34Accl;
0;
« 0:
end end end if (xlFilEEnDly 66 XlFirstCnt) case (x3Section) .
SEC2 : orlSBataOutl <» x37Acc2 [10 :0J ; SECB : or29Data0ut2 c» r37Acc2 [28:01; endcase end
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41/44 //The following logic was separated írctn the above procedure because //the Synplicity tool could not recognice Ubese as SM>16s. It is true //that SRI«16s cannot have a reset in Virtex and VirtexB parts. Synplify //vS.1.3 was mistakenly not allowing these registais to use SRilSs because //unrelated registeis in the same procedure had resets. Creating a separate //procedure works around the problem.
always efposedge ilClkJ begin i£ (ilDRegClear) begin rl92D0 <= (1'bO, rlSZDO 11.91:11 },X224D1 <= (S192D0I0], I224D1 [223 :1] )
Γ224Β2 <= (r224blf0j, r224B2 [223:1]},end else i£ IrlFiltEn 6& -rlFirstCnt) bagin
Í1S2D0 {r32DOMSBs[Oj , I192D0 [191:1] ) ;
I224D1 <= {rl92t>0 [0] , r224Pl[223:1J } ; r224D2 c= {12240110): I224D2[223:1]);
end end enflmodule
O código exemplar é fornecido em Verilog, o qual, em geral, é uma linguagem de descrição de hardware que é usada por projetistas eletrônicos para descrever e projetar chips e sistemas antes da fabricação. Esse código pode ser armazenado e restaurado a partir de um dispositivo de armazenamento (por exemplo, RAM, ROM, disco rígido, CD-ROM, etc.) e executado em um ou mais processadores de propósito geral e/ou processadores especializados tais como um DSP dedicado.
Com relação à FIG. 7, um diagrama de bloco do compressor BTSC 30 é fornecido, no qual partes do diagrama são destacadas para ilustrar funções que podem ser executadas por um único (ou múltiplos) filtro IIR configurável tais como o filtro IIR configurável 126. Em particular, a filtragem executada pelo estágio de pré-ênfase fixa e de interpolação 38 pode ser executada pelo filtro IIR configurável 126. Por exemplo, a entrada 1 do seletor 128 pode ser conectada à entrada de filtro apropriada no estágio de pré-ênfase fixa e de interpolação 38. Correspondentemente, quando a entrada 1 do seletor 128 é selecionada, coeficientes de filtro podem ser restaurados a partir da memória e usados para produzir
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42/44 para um tipo de filtro apropriado e características de filtro. Similarmente, o filtro de banda de controle de ganho 60 pode ser determinado para a entrada 2 do seletor 128 no filtro IIR configurável 126 e o filtro de banda de controle espectral 52 pode ser determinado para uma terceira entrada do seletor 128. A unidade de limitação de banda 46 pode ser determinada para uma quarta entrada do seletor 128. Para cada uma dessas entradas selecionáveis, coeficientes de filtro correspondentes são armazenados (por exemplo, na memória) e podem ser restaurados pelos seletores 152-162 do filtro IIR configurável 126. Nesse exemplo, a filtragem associada com quatro partes do compressor BTSC 30 é seletivamente executada pelo filtro IIR configurável 126, entretanto, em outros arranjos, mais ou menos operações de filtragem do compressor podem ser executadas pelo filtro IIR configurável.
Com relação à FIG. 8, partes do expansor BTSC 86 são destacadas para identificar operações de filtragem que podem ser executadas por um ou mais filtros IIR configuráveis tais como o filtro IIR configurável 126. Por exemplo, a filtragem associada à unidade de limitação de banda 102 pode ser executada pelo filtro IIR configurável 126. Em particular, a entrada 1 do seletor 128 pode ser determinada à unidade de limitação de banda 102 tal que quando a entrada 1 é selecionada, coeficientes de filtragem apropriados são restaurados e usados pelo filtro IIR configurável 126. Similarmente, a filtragem associada ao filtro de banda de controle de ganho 104 (determinado para uma segunda entrada do seletor 128), ao filtro de banda de controle espectral 112 (de
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43/44 terminado para uma terceira entrada do seletor 128), e à unidade de de-ênfase fixa 124 (determinada para uma quarta entrada do seletor 128) é consolidada no filtro IIR configurável 126.
Enquanto o exemplo anterior descrito usando o filtro IIR configurável 126 com codificadores BTSC e decodificadores BTSC, codificadores e decodificadores que obedecem a padrões de áudio de televisão podem implementar o filtro IIR configurável. Por exemplo, codificadores e/ou decodificadores associados ao Áudio Multiplex de Compressão-Expansão Quase Instantânea (NICAM), que é usada na Europa, podem incorporar um ou mais filtros IIR configuráveis tais como o filtro IIR 126. Similarmente, codificadores e decodificadores implementando o padrão de áudio de televisão A2/Zweiton (atualmente usado em partes da Europa e Ásia) ou o padrão da Associação da Indústria de Eletrônicos do Japão (EIA-J) podem incorporar um ou mais filtros IIR configuráveis.
Enquanto o exemplo anterior descrito usando filtro IIR configurável 126 para codificar e decodificar um sinal de diferença produzido a partir do canal de áudio esquerdo e direito, o filtro IIR configurável pode ser usado para codificar e decodificar outros sinais de áudio. Por exemplo, o filtro IIR configurável 126 pode ser usado para codificar e/ou decodificar um canal SAP, um canal profissional, um canal de soma, um ou mais outros tipos individuais ou combinados de canais de áudio de televisão.
Um número de implementações foi descrito. No entanto, será entendido que várias modificações podem ser fei
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44/44 tas. Consequentemente, outras implementações estão no escopo das seguintes reivindicações.

Claims (56)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Codificador de sinal de áudio de televisão (24), compreendendo:
    uma matriz (26) configurada para somar um sinal de áudio de canal esquerdo e um sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma, e para subtrair um dos sinais de áudio esquerdo e direito a partir do outro dos sinais esquerdo e direito para produzir um sinal de diferença; e um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença, em que cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado com uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para transmissão;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (128) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada; e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
  2. 2. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável
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    2/13 incluir um seletor configurado para selecionar um dentre um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  3. 3. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
  4. 4. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-baixa.
  5. 5. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-alta.
  6. 6. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de banda.
  7. 7. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de ênfase.
  8. 8. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de a seleção de um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro ser baseada em uma taxa na qual o sinal de áudio de televisão for amostrado.
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 54/66
    3/13
  9. 9. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma memória.
  10. 10. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma tabela de consulta.
  11. 11. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão do Comitê de Sistema de Televisão de Transmissão (BTSC).
  12. 12. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão de Áudio Multiplex de Compressão-Expansão Quase Instantânea (NICAM).
  13. 13. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão A2/Zweiton.
  14. 14. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão EIA-J.
  15. 15. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser implementado em um circuito integrado.
  16. 16. Decodificador de sinal de áudio de televisão (78), compreendendo:
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 55/66
    4/13 um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença, em que o sinal de diferença é produzido através de subtrair um de um sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito a partir do outro do sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito, cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro estar associado com uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito; e uma matriz (88) configurada para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito do sinal de diferença e um sinal de soma, em que o sinal de soma inclui a soma do sinal de áudio de canal esquerdo e o sinal de áudio de canal direito;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (128) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada, e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
  17. 17. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 56/66
    5/13 incluir um seletor configurado para selecionar um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  18. 18. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
  19. 19. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-baixa.
  20. 20. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-alta.
  21. 21. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de banda.
  22. 22. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de ênfase.
  23. 23. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de a seleção de um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro ser baseada em uma taxa na qual o sinal de áudio de televisão for amostrado.
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 57/66
    6/13
  24. 24. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma memória.
  25. 25. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma tabela de consulta.
  26. 26. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão do Comitê de Sistema de Televisão de Transmissão (BTSC).
  27. 27. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão de Áudio Multiplex de Compressão-Expansão Quase Instantânea (NICAM).
  28. 28. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão A2/Zweiton.
  29. 29. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o sinal de áudio de televisão obedecer ao padrão EIA-J.
  30. 30. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser implementado em um circuito integrado.
  31. 31. Codificador de sinal BTSC digital (24) para codificar sinais de áudio de canal esquerdo e de canal di
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    7/13 reito, de modo que os sinais de áudio de canal esquerdo e direito possam ser decodificados, tal como para reproduzir os sinais de áudio de canal esquerdo e direito digitais com pouca ou nenhuma distorção do conteúdo do sinal dos sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito, o codificador compreendendo:
    uma matriz (26) configurada para somar o sinal de áudio de canal esquerdo e o sinal de áudio de canal direito para produzir um sinal de soma, e para subtrair um dos sinais de áudio esquerdo e direito a partir do outro dos sinais esquerdo e direito para produzir um sinal de diferença; e um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de diferença, em que cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado com uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para transmissão, e obedecer ao padrão BTSC;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (128) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada; e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
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    8/13
  32. 32. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um seletor configurado para selecionar um dentre um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  33. 33. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
  34. 34. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-baixa.
  35. 35. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-alta.
  36. 36. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de banda.
  37. 37. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de ênfase.
  38. 38. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de a seleção de um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro ser basea
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 60/66
    9/13 da em uma taxa na qual o sinal de áudio de televisão for amostrado.
  39. 39. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma memória.
  40. 40. Codificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma tabela de consulta.
  41. 41. Decodificador de sinal BTSC digital (78) para decodificar sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito digitais com pouca ou nenhuma distorção do conteúdo de sinal dos sinais de áudio de canal esquerdo e direito digitais, o decodificador compreendendo:
    um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar um sinal de diferença que obedece ao padrão BTSC, em que o sinal de diferença é produzido através de subtrair um de um sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito a partir do outro do sinal de áudio de canal esquerdo e de canal direito, cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro estar associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de diferença para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito; e uma matriz (88) configurada para separar os sinais de áudio de canal esquerdo e de canal direito do sinal de
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 61/66
    10/13 diferença e um sinal de soma, em que o sinal de soma inclui a soma do sinal de áudio de canal esquerdo e o sinal de áudio de canal direito;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (128) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada; e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
  42. 42. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um seletor configurado para selecionar um dentre um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  43. 43. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
  44. 44. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro passa-baixa.
  45. 45. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser con
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    11/13 figurado como um filtro passa-alta.
  46. 46. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de banda.
  47. 47. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável ser configurado como um filtro de ênfase.
  48. 48. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de a seleção de um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro ser baseada em uma taxa na qual o sinal de áudio de televisão for amostrado.
  49. 49. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma memória.
  50. 50. Decodificador de sinal BTSC digital, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de os conjuntos de coeficientes de filtro serem armazenados em uma tabela de consulta.
  51. 51. Codificador de sinal de áudio de televisão (24), compreendendo:
    um estágio de entrada configurado para receber um sinal de programação de áudio secundário; e um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou
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    12/13 mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de áudio de programação secundário, em que cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro está associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de áudio de programação secundário para transmissão;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (126) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada; e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
  52. 52. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 51, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um seletor configurado para selecionar um dentre um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  53. 53. Codificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 51, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
  54. 54. Decodificador de sinal de áudio de televisão (78), compreendendo:
    um filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) configurado para seletivamente usar um ou
    Petição 870190057687, de 21/06/2019, pág. 64/66
    13/13 mais conjuntos de coeficientes de filtro para filtrar o sinal de áudio de programação secundário, cada conjunto selecionável de coeficientes de filtro estar associado a uma única aplicação de filtragem para preparar o sinal de áudio de programação secundário para um sistema receptor de televisão;
    CARACTERIZADO pelo fato de:
    o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) incluir um seletor (126) configurado para selecionar um sinal de entrada para o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126) a partir de um grupo de sinais de entrada; e em que um sinal de entrada a partir do grupo de sinais de entrada inclui um sinal de saída do filtro digital de resposta a impulso infinito configurável (126).
  55. 55. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um seletor configurado para selecionar um dos um ou mais conjuntos de coeficientes de filtro.
  56. 56. Decodificador de sinal de áudio de televisão, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de o filtro digital de resposta a impulso infinito configurável incluir um filtro de resposta a impulso infinito de segunda ordem.
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