CN101212610A - 电视机接收信号调谐指示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电视机接收信号调谐指示方法，其包括以下步骤：设置一个鉴频电路，或采用电视机自动频率微调电路中的鉴频电路，通过该鉴频电路或电视机自动频率微调电路中的鉴频电路测得电视机对应于接收高频信号频率的电压；将电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性(电压幅度/频率特性)输出电压幅值显示在屏幕上，并依此判断电视机接收信号频率是否准确调谐。本发明把鉴频电路输出对应于电视机接收高频信号频率的电压幅值在电视机屏幕上显示，人们就可以很直观地通过电视机屏幕显示，知道电视机接收信号频率的高低，准确判断出是否处在最佳工作状态，从而实现电视机在调台时准确地调谐在中心频率上，使电视机图像达到最清晰。

Description

电视机接收信号调谐指示方法

【技术领域】

本发明涉及一种电视机接收信号调谐指示方法，尤其是一种利用电视机屏幕显示接收电视高频信号调谐的电视机接收信号调谐指示方法。

【背景技术】

目前，我国广泛使用的电视机大部分还是模拟信号接收电视机。我国模拟电视的彩色制式为PAL/D制，图像信号(视频)带宽一般为6兆Hz，伴音信号带宽一般为500kHz，伴音信号第一载波频率为6.5兆Hz(调频)，图1是模拟电视图像信号与伴音调制载波信号的频谱图。图1中，fp为电视图像信号(视频信号)的频谱，fs为电视伴音信号的频谱。

一般模拟电视的高频图像信号都是调幅信号，视频载波频率(调幅中频)一般为38兆Hz，6.5兆Hz的伴音载波信号(中心频率)同时也调制在38兆Hz的图像信号载波上，经过残留边带滤波之后得到的电视信号(中频信号)幅频曲线如图2所示。图2中，fp为电视图像信号的载波频率，fs为电视伴音信号的2次载波频率。

从图2可以看出，高频电视图像信号基本上已经被定格在fs与fp的范围之内，因此，当电视机进行调台时，即：对高频电视图像信号进行调谐时，必须同时要兼顾fs与fp的接收效果，才有可能使电视图像和伴音效果为最佳。这样，用眼睛看图像和听声音的方法，就很容易判断出电视接收机，是否已经调谐在最佳接收频率上。

对于数字电视，由于图像信号在进行传输之前需要压缩编码，使之变成二进制数字信号；数字信号对载波进行调制的方法与模拟信号的调制方法也不相同，数字图像信号一般采用正交调幅(QAM调制)或多载波正交调幅(OFDM调制)。视频带宽的概念在数字图像信号传输系统中已经无法与图像信号的频谱相对应，而是与数字图像信号传输的码率相对应。因此，人们无法再像观察模拟电视图像画面好坏那样，通过观察数字电视图像的画面好坏，来判断电视机是否已经调谐在最佳接收频率上。

当数字电视机在接收数字电视信号的时候，由于接收的数字电视信号还需要对数字图像信号进行解码，把数字图像压缩编码信号解码成模拟图像信号；只要解码电路能够正常工作，不管电视机接收到的数字电视信号是否好坏，电视机的图像画面同样清晰；只有当电视机接收到的数字电视信号很差，解码电路不能正常工作的时候，电视机才没有图像信号输出，因此，很难通过观察电视图像画面好坏来判断电视机是否已经调谐在最佳接收频率上。

一般电视机上都设置有一个自动频率微调电路，当电视机接收频率失谐的时候，自动频率微调电路会对本地振荡电路的工作频率进行自动矫正，使电视机自动跟踪接收高频电视图像信号。但当电视机接收高频电视图像信号频率失谐很严重的时候，自动频率微调电路很难保证还能对本地振荡电路的工作频率进行完全矫正。因为，自动频率微调电路矫正频率范围有限，并且对于频率覆盖范围的高、低端，矫正频率的范围也都不一样。当接收频率或本地振荡电路工作频率的偏移超出自动频率微调电路所能矫正的频率范围，接收信号就会出现“跑台”现象；或者，虽然还能接收图像信号，但效果很差，位于临界带宽边界部分的图像信号可能由于补偿不过来而被丢失；此时，对于模拟电视机图像质量会变差，对于数字电视可能无法进行数字图像信号解码。

【发明内容】

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种能使得电视机处于最佳工作状态的电视机接收信号调谐指示方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电视机接收信号调谐指示方法，其包括以下步骤：设置一个鉴频电路，或采用电视机自动频率微调电路的鉴频电路，通过该鉴频电路或电视机自动频率微调电路中的鉴频电路，测得电视机接收高频信号频率对应的电压；将电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性(电压幅度/频率特性)输出电压幅值显示在电视机屏幕上，并依此判断电视机接收信号频率是否准确调谐。

本发明解决进一步技术问题的方案是：该高频信号接收电路包括高频电视信号输入电路，高频放大电路，混频电路，本地振荡信号发生电路，中频放大电路，鉴频电路，A/D模数转换电路，CPU控制电路及调谐电压发生电路。

本发明解决进一步技术问题的方案是：用于调谐指示的电压来自中频放大电路中的鉴频电路幅/频特性输出电压。

本发明解决进一步技术问题的方案是：该电视机接收的高频信号频率调谐指示，是通过鉴频电路对中频信号进行频率检波，然后把频率检波输出电压，即鉴频输出电压，通过A/D模数转换电路把模拟电压信号转换成数字信号，再经微处理器进行处理，然后把处理结果显示在电视屏幕上。

本发明解决进一步技术问题的方案是：该A/D模数转换电路功能是把鉴频器输出的幅/频特性误差信号电压转化成数字编码信号，以便送给微处理器进行数据处理。

本发明解决进一步技术问题的方案是：电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性输出误差信号电压，经A/D模数转换电路把模拟电压信号转换成数字信号后，再经微处理器进行数字技术处理，然后把鉴频电路幅/频特性输出误差信号转换成字符视频信号，最后输出到电视机屏幕上进行显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：把电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性(电压幅度/频率特性)输出电压幅值在电视机屏幕上进行显示，便可以对应显示电视机高频信号频率的高低，人们就可以很直观地通过电视机屏幕上的显示，知道电视机接收信号频率的高低，可以准确判断出是否是在最佳工作状态，可以实现电视机在调台时准确地调谐在中心频率上，使电视机图像达到最清晰。

【附图说明】

图1是现有技术中模拟电视图像信号与伴音调制载波信号的频谱图。

图2是经过残留边带滤波之后得到的电视信号(中频信号)幅频曲线图。

图3是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的自动频率微调电路的工作原理图。

图4是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的自动频率微调电路中鉴频器输出误差信号的幅频特性曲线图。

图5是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的鉴频器输出误差信号的幅度在电视机屏幕上进行显示的原理图。

图6是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的在电视屏幕上显示电视机接收信号调谐指示的工作原理图。

图7是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的在电视屏幕上显示电视机接收信号调谐指示的工作状态图。

图8是本发明的电视机接收信号调谐指示方法的对电视机接收信号电平显示用的微处理器，进行软件编程时的流程说明图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明的电视机接收信号调谐指示方法作进一步说明。

电视机为了接收高频信号，一般都有一个用来接收高频电视信号的高频头，高频头也叫高频电子调谐器，主要作用是对高频电视信号进行选频(调台)和进行频率变换(变换成中频信号)及放大。为了使高频头能够稳定工作，高频头中一般都设置有一个自动频率微调电路。自动频率微调的工作原理就是用一个控制电压加到变容二极管上，使变容二极管的参数时刻跟随控制电压改变，使变频电路中的本地振荡频率不断跟随控制电压改变，从而达到接收信号不断被控制电压跟踪，并保持工作稳定的目的。

本发明的电视机接收信号调谐指示方法包括以下步骤：

(1)设置一个鉴频电路，或采用电视机自动频率微调电路的鉴频电路，通过该鉴频电路或电视机自动频率微调电路中的鉴频电路，测得电视机接收高频信号频率对应的电压；

请一并参考图3，其中，101为高频电视信号输入电路，一般为天线接收信号输入或有线电视信号输入；102为高频放大电路，用于对高频电视信号进行放大；103为混频电路(或变频电路)；104为本地振荡信号发生电路，本地振荡信号与高频放大电路输出的高频信号通过混频后产生一个新的中频信号，中频信号还是属于高频信号，只是中频载波的频率相对于输入高频信号的载波频率低很多；105为中频放大电路，用于对中频电视信号进行放大；106为鉴频电路，鉴频电路也叫频率检波，用于对频率进行检波；107为A/D模数转换电路，用于把模拟误差信号转换成数字误差信号；108为CPU控制电路，其主要作用是对误差信号进行处理，并提供选台调谐电压输出(PWM脉冲调宽)，用于对本地振荡信号工作频率进行控制；109为调谐电压发生电路，或调谐电压转换电路，一般CPU控制电路输出的控制电压是幅度为3～5V(或其它电压)的PWM脉冲，而本地振荡的调谐控制电压一般需要0～30V的电压，因此需要用调谐电压发生电路对电压幅度进行变换，同时调谐电压发生电路的另一个作用是对调谐电压进行平滑滤波。

从图3还可以看出，自动频率微调电路的工作原理与锁相环系统的工作原理很相似。不同的地方是自动频率微调电路中的误差取样电路和反馈控制电路不一样，锁相环系统一般都是直接对本地振荡信号进行鉴相来提取误差控制信号，自动频率微调电路的鉴频电路不是直接对本地振荡信号进行鉴相，而是对中频信号进行鉴相，由于本地振荡信号的频率与中频信号的频率已经相差非常大，因此，对中频信号进行鉴相一不都成为鉴频；另外，自动频率微调电路的误差控制要经过CPU和调谐电压发生电路进行处理，因此，这种控制回路的误差信号反馈延时时间，比普通锁相环系统的误差信号反馈延时时间长很多。

当误差信号反馈延时时间很长的时候，对于快速变化的误差信号，自动频率微调电路是无法进行自动跟踪控制的，此时，自动控制系统会出现抖动或振荡，并且误差信号幅度越大，产生抖动或振荡也越严重，其结果，轻者会使电视接收信号输出产生寄生调幅或寄生调频，重者会使接收信号输出产生断续。因此，要求电视接收机一开始工作的时候，调谐频率一定要调准。

顺便指出，也有很多电视机的自动频率微调电路，鉴频器输出误差信号是不用经过CPU进行数据处理，就简单地送到本地振荡电路进行频率微调自动控制。这种电路工作原理非常简单，优点是误差信号反馈延时时间比较短，自动控制系统不容易出现抖动或振荡；缺点是频率自动跟踪范围很小，当接收频率误差超过一定范围后，就会产生失控，无法再对接收频率进行自动跟踪及矫正。

图4是自动频率微调电路中鉴频器输出误差信号的幅频特性曲线图。由于电视机图像信号传送一般都是采用残留边带传送，以降低信号通道带宽，因此，图4中的fp与图3中的fp是互相对应的。图4中，fa为鉴频器最低工作频率，低于此工作频率鉴频器就不能工作；fb为鉴频器最高工作频率，高于此工作频率鉴频器也不能工作。图3中，图像载频fp高端负30db的选择性一般只有1.5MHz，而图像载频fp低端负30db的选择性一般有6.5MHz。因此，fp到fb的带宽应该大于1.5MHz，这样，工作才能稳定，要么，当接收信号的低端(经变频后，对应的中频为高端)偏离图像信号载波频率超过1.5MHz后，电视机就无法再接收到电视高频图像信号。

电视机在第一次使用的时候，一般都要进行一次自动搜索选台，然后进行台位存储。不管自动搜索选台选择的频率是否准确，只要频率偏离不是很多，通过自动频率微调电路的作用基本上都能把偏离频率进行矫正。但电视机经过工作一段时间以后，本振频率总会产生偏移，当本振频率偏移太多的时候，自动频率微调电路很难把偏离频率完全矫正过来，而本振频率产生偏移，一般人是无法判别出来的。如果在电视机上设置一个接收电视高频图像信号频率最佳指示，很容易就可以时刻知道电视机是否调谐在最佳接收频率上，并且可以用手动微调把接收频率进行调准。

由于电视机接收信号的频率相对于本振频率的差是固定的(等于一个中频)，如果中频频率偏低或者偏高都意味着电视机接收信号的频率或本振频率升高或降低。当中频频率完全准确时，图4中鉴频器输出误差信号的幅度，应该对应于up点位置，如果中频频率偏低或者偏高，误差信号输出的幅度就会升高或降低，如图4中的ua或ub。因此，我们可以根据鉴频器输出误差信号的幅度来判断电视机接收信号频率是否偏低或者偏高。顺便说明，图4中鉴频器输出误差信号的相位是可以相反的，只要本振频率控制电压的相位正确即可。

根据这个原理，我们可以把鉴频器输出误差信号的幅度在电视机屏幕上进行显示，便可以对应显示电视机接收信号的频率是否偏低或者偏高，然后随时可以对电视机接收的高频图像信号频率进行准确调谐。

(2)将电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性(电压幅度/频率特性)输出电压幅值显示在屏幕上，并依此判断电视机接收信号频率是否准确调谐；

图5是把鉴频器输出误差信号的幅度在电视机屏幕上进行显示的原理图、图5中，501表示鉴频器输出误差信号电压输入；502是A/D模数转换电路，其功能是把鉴频器输出误差信号电压转化成数字编码信号；503是MPU或CPU微处理器，其功能是对鉴频器输出误差信号电压转化成数字编码信号进行数字技术处理，然后输出鉴频误差视频信号；504是电视机视频显示单元，其功能是对鉴频误差视频信号进行放大，并进行屏幕显示。有些MPU或CPU微处理器是带有模数转换功能接口的，因此，A/D模数转换电路502可以并入MPU或CPU微处理器503单元之中。

图6是在电视屏幕上显示电视机接收信号调谐指示的工作原理图。图6中，600为电视机屏幕，601、602均为接收信号调谐指示(符号显示)，接收信号调谐屏幕显示有多种不同位置和符号显示方式，601、602只是其中两种不同的位置显示方式。图6-a表示接收信号调谐指示位于电视机屏幕的上方；图6-b表示接收信号调谐指示位于电视机屏幕的下方。对于接收信号调谐屏幕显示也有多种方法，下面我们以图7举例进行详细说明。

图7中，700为电视机屏幕，701、702、703分别表示接收信号频率偏低、准确、偏高等三种不同情况时的调谐指示(符号显示)，“V”字形水平横条表示鉴频器输出误差信号幅度的变化范围，小圆球的位置表示鉴频器输出误差信号的大小，小圆球的位置越靠近“V”字形水平横条的底部，表示电视机接收信号的工作状态越稳定。图7-a表示接收信号的频率偏低，与图4中的频率fa对应；图7-b表示接收信号的频率正确，与图4中的频率fp对应；图7-c表示接收信号的频率偏高，与图4中的频率fb对应。图7不但对接收信号频率的偏差大小进行显示，同时还能形象地知道偏差的符号(正负)，当然，这种符号指示也是多种多样的，这里只形象地举一个例子来说明。

电视机用的MPU或CPU微处理器一般都是8bit微处理器，但可使用16bit或32bit微处理器，因此A/D模数转换编码输出的数据也应该为8bit，相当于可以把鉴频器输出误差信号电压的大小转化成256种编码，即：可以把鉴频器输出误差信号电压量化成256层。在对MPU或CPU微处理器503进行软件编程的时候，首先给MPU或CPU微处理器编制一个字符显示数据库，并存储于存储器之中，以用于进行视频信号编码，作为鉴频器输出误差信号电压的显示视频信号输出。

一般电视机用的MPU都具有字符显示和字符数据编辑功能，只需要在原来字符显示库中添加一部分新的字符数据即可。当MPU或CPU微处理器503对鉴频器输出误差信号电压进行数据处理时，只需对256种编码数据进行译码，然后根据译码结果(即数值大小)去调用字符显示库中对应的数据，并把数据通过编码转换成对应的视频信号输出。有些时候为了节省字符数据库的空间，在对鉴频器输出误差信号电压进行数据处理时，鉴频器输出误差信号电压不一定要量化成256个阶梯，也可以小于256个阶梯。

图8是对电视机接收信号电平显示用的MPU或CPU微处理器，进行软件编程时的流程说明图。图8中，流程800表示字符显示数据库，以及字符显示数据库的创建，在编程开始时，首先要根据A/D模数转换编码的属性，即：鉴频器输出误差信号电压的每一量化变量(量化层)都要定义一个显示字符，如图7中的“V”字水平横条和小球，有多少个量化层就对应多少个字符，并且每个字符对应一个数据(与数值对应)，序号分别为0、1、2、3、…N等，如果A/D模数转换器编码为8bit，则最多为256个量化层，即N的最大值为255。当然这些字符也可以用一种函数关系来表示，当需要输出字符视频信号时，再根据函数关系进行数值运算。

流程801为复位，当需要对接收信号进行调谐状态显示时，可按下电视机或遥控器上某个按键，MPU或CPU微处理器就会对此功能的电路开始清零；流程802是从字符显示数据库(数据存储器)中取第一个数据P，此数据P的属性正好对应鉴频器输出误差信号的中间值，即：第一次取数据时是从图4中鉴频器输出误差信号up电压所对应的数据开始，up对应的频率就是fp；流程803是从鉴频器输出误差信号电压的A/D模数转换编码器中取数据，相当于准备对鉴频器输出误差信号的电压进行测量；流程804是拿准备测量的鉴频器输出误差信号电压数据与字符显示数据进行对比，如果准备测量的鉴频器输出误差信号电压的数据对应的数值大于字符显示数据对应的数值，则需要进一步提高字符显示数据对应的数值(流程805)，以供下一次从鉴频器输出误差信号电压的A/D模数转换编码器中取数据时再进行比较，执行流程805相当于在电视屏幕上字符显示又向前走一步；如果准备测量的鉴频器输出误差信号电压的数据对应的数值小于字符显示数据对应的数值，则需要降低字符显示数据对应的数值(流程806)，以供下一次从鉴频器输出误差信号电压的A/D模数转换编码器中取数据时再进行比较，执行流程806相当于在电视屏幕上字符显示要向后退一步，相当于对鉴频器输出误差信号电压反复测量(循环程序)；每次从字符显示数据库(数据存储器)中取数据的同时，也向屏幕显示804输出一组字符显示视频信号(流程809)，即：在电视机屏幕上进行字符显示。

当要测量的鉴频器输出误差信号电压数据对应的数值与正在进行字符显示对应的数值基本相等时，流程805和流程806就会轮流执行，相当于对鉴频器输出误差信号电压反复测量，但测量结果基本相同，即：鉴频器输出误差信号已经被屏幕显示基本锁定，此时，字符指示的位置(对应电视机接收信号的频率)基本保持不变。

流程807、808、810、810、811、812是定时控制或遥控器关断电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示程序，当程序执行时间超过设定时间时，程序就退出，或程序执行时间虽然还没有超过设定时间，但需要停止执行电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示程序，此时可用人工进行手动控制，按下电视机或遥控器上某个按键，电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示程序即可结束。流程807是关断电视屏幕显示判断程序，如果807接收到定时器810或遥控器813通过流程812发出的关断显示指令，程序就会执行流程808，电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示运行程序就会立即结束；如果807没有接收到定时器或遥控器发出的关断显示输出指令，电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示程序就会继续执行流程803、404804、805、806、809。

流程811是定时器时间调整程序，改变流程811中的数据，就可以改变电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示程序的运行时间。定时器810每次输出的时间数据，流程811都要拿来与事先存储的时间数据进行比较，如果相同，表示显示时间已到，流程811就会输出一个指令给流程812，由812向流程807发出关断电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示指令。如果定时器810输出的时间数据，经流程811进行数据比较后，结果不符，经流程811就没有信号或指令输出给流程812。如果在电视机接收信号调谐状态电视屏幕显示期间，同时还要与其它电路进行协同工作(流程814)，可通过流程811输出指令给流程814来进行协同处理。

本发明的方法电视机接收信号调谐指示方法根据电视机接收信号的电平越高，AGC自动增益控制输出电压就越高，所以根据AGC自动增益控制输出电压的幅度，来判断电视机接收信号电平的高低，并且根据这个原理，把AGC自动增益控制的电压幅度在电视机屏幕上进行显示，便可以对应显示电视机接收信号电平的高低，人们就可以很直观地通过电视机屏幕上的显示，知道电视机接收信号强度的强弱。当我们需要调整电视接收天线方向时，通过观察电视机屏幕接收信号电平指示，就很容易调整好天线的最佳方向。

Claims (6)

1.一种电视机接收信号调谐指示方法，其包括以下步骤：设置一个鉴频电路，或采用电视机自动频率微调电路中的鉴频电路，通过该鉴频电路或电视机自动频率微调电路中的鉴频电路测得电视机接收高频信号频率对应的电压；将电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性(电压幅度/频率特性)输出电压幅值显示在电视机屏幕上，并依此判断电视机接收信号频率是否准确调谐。

2.根据权利要求1所述的电视机接收信号调谐指示方法，其特征在于：该高频信号接收电路包括高频电视信号输入电路，高频放大电路，混频电路，本地振荡信号发生电路，中频放大电路，鉴频电路，A/D模数转换电路，CPU控制电路及调谐电压发生电路。

3.根据权利要求2所述的电视机接收信号调谐指示方法，其特征在于：用于调谐指示的电压来自中频放大电路中的鉴频电路幅/频特性输出电压。

4.根据权利要求1所述的电视机接收信号调谐指示方法，其特征在于：该电视机接收的高频信号频率调谐指示，是通过鉴频电路对中频信号进行频率检波，然后把频率检波输出电压，即鉴频输出电压，通过A/D模数转换电路把模拟电压信号转换成数字信号，再经微处理器进行处理，然后把处理结果显示在电视屏幕上。

5.根据权利要求4所述的电视机接收信号调谐指示方法，其特征在于：该A/D模数转换电路功能是把鉴频器输出的幅/频特性误差信号电压转化成数字编码信号，以便送给微处理器进行数据处理。

6.根据权利要求5所述的电视机接收信号调谐指示方法，其特征在于：电视机接收的高频信号频率对应的鉴频电路幅/频特性输出误差信号电压，经A/D模数转换电路把模拟电压信号转换成数字信号后，再经微处理器进行数字技术处理，然后把鉴频电路幅/频特性输出误差信号转换成字符视频信号，最后输出到电视机屏幕上进行显示。

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