CN101374217B - 具有错误校正装置的数据限幅器 - Google Patents

Abstract

一种数据限幅器，包含一错误位预测器、一直流电平补偿器、一共频检测器及一输出装置。该数据限幅器根据四个限幅电平分别产生四个字节，四限幅电平分别为一直流电平、该直流电平加上一预定偏移量、该直流电平减去该预定偏移量及该直流电平补偿器产生的一补偿电平。该共频检测器可判断该补偿电平是否存在共频干扰。该输出装置根据该共频检测器及该错误位预测器产生的指示信号，及该四个字节的奇偶检查来产生一输出字节。

Description

具有错误校正装置的数据限幅器

技术领域

本发明涉及一种数据限幅器，特别涉及一种具有错误校正装置的数据限幅器。

背景技术

在一般显示器中，显示画面可分为垂直及水平部分信号，水平部分信号用来传输每条水平线的像素数据，而垂直部分信号主要用来分离画面(frame)，相关信号的规范可参考图像电子工程标准协会(VideoElectronics Standards Association，VESA)的广义定时公式(GeneralizedTiming Formula，GTF)。

为了使显示器能正确区别每个画面的像素数据，垂直部分信号插入一消隐信号于相邻两个画面之间，其是由一前廊信号(Front porch)、一垂直同步信号(VSYNC)及一后廊信号(Back porch)组成。前廊信号及后廊信号所包含的每条水平线信号又可称为垂直消隐区间(Vertical BlankingInterval)信号，主要用来传送画面的控制信号或数据信号。例如，在NTSC系统中，垂直消隐区间信号包含21条水平线信号，其中，第1至第9条水平线预留来传送电视定时信号，而第10至第21条可用来传送数据信号，如电子文字广播(Teletext)信号或字幕(Caption)信号。此外，在PAL系统中亦有类似的机制，来传输电子文字广播信号或字幕信号。

因此，一般数字式显示器内部皆有一垂直消隐区间限幅器(VerticalBlanking Interval Slicer，VBI slicer)，其功用为撷取垂直消隐区间信号中的电子文字、宽屏幕信令(widescreen signaling)信号或其它垂直消隐区间规范的信号。在现有技术中，垂直消隐区间限幅器通常包含一数字式锁相环(Phase Lock Loop)及具有一限幅电平估侧(Slicing Level Estimation)的功能。数字式锁相环电路可锁定相位以同步信号，而限幅电平估侧的运作方式是简单地估测接收信号是否大于信号高电平或低于低信号电平，判定接收数据为“1’或“0’。然而，在传输过程中，信号往往会受到噪声及信道效应的影响，例如热噪声(Thermo Noise)或符号间干扰(Inter-SymbolInterference，ISI)都会使信号的振幅及相位失真，如此一来，不仅使数字式锁相环电路难以锁定信号相位，在限幅电平估侧方面，可能导致信号判定的结果产生高位错误率(Bit Error Rate，BER)。

发明内容

因此，本发明的主要目的之一在于提供一种具有错误校正装置的数据限幅器，以解决前述的问题。

本发明提供一种具有错误校正装置的数据限幅器，包含一第一减法器，用来将一第一数据信号减去一第一电平信号以产生一第二数据信号；一第一串/并转换器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号的符号位产生一第一字节；一电平补偿器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号调整该第一电平信号的偏移量，以产生一第二电平信号；一第一比较器，耦接于该电平补偿器，用来比较该第二电平信号及该第一数据信号，以产生一第一比较信号；一第二串/并转换器，耦接于该第一比较器，用来将该第一比较信号转换为一第二字节；一共频检测器，耦接于该电平补偿器，用来根据该第二电平信号的最大值与最小值的差值判断该第二电平信号是否有共频干扰，以产生一第一指示信号；一错误位预测器，耦接于该第一减法器，用来指出该第一字节的错误位，以产生一第二指示信号；及一输出装置，用来根据该第一指示信号、该第一字节的奇偶检查及该第二字节的奇偶检查输出该第一字节或该第二字节，或根据该第二指示信号输出一校正后的第一字节。

本发明另提供一种具有错误校正装置的数据限幅器，包含一第一减法器，用来将一第一数据信号减去一第一电平信号以产生一第二数据信号；一第一串/并转换器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号的符号位产生一第一字节；一第一加法器，用来将该第一电平信号加上一预定偏移量；一第一比较器，耦接于该第一加法器，用来比较该第一加法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第一比较信号；一第二串/并转换器，耦接于该第一比较器，用来将该第一比较信号转换为一第二字节；一第二减法器，用来将该第一电平信号减去该预定偏移量；一第二比较器，耦接于该第二减法器，用来比较该第二减法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第二比较信号；及一第三串/并转换器，耦接于该第二比较器，用来将该第二比较信号转换为一第三字节。一错误位预测器，耦接于该第一减法器，用来指出该第一字节的错误位，以产生一第一指示信号；及一输出装置，用来根据该第一字节的奇偶检查、该第二字节的奇偶检查及该第三字节的奇偶检查输出该第一字节、该第二字节或该第三字节，或根据该第一指示信号输出一校正后的第一字节。

附图说明

图1为本发明具有错误校正装置的数据限幅器的第一实施例的示意图。

图2为图像数据的直流电平的示意图。

图3为本发明具有错误校正装置的数据限幅器的第二实施例的示意图。

图4为图3的电平补偿器的示意图。

图5为图3的共频检测器的示意图。

图6为本发明具有错误校正装置的数据限幅器的第三实施例的示意图。

图7为图6的输出装置的判断流程图。

附图符号说明

10数据限幅器        12锁相环

14重新取样器        16直流电平估计器

18第一减法器        22错误位预测器

24第一串/并转换器   26输出装置

28第一加法器        30第一比较器

32第二串/并转换器   34第二减法器

36第二比较器        38第三串/并转换器

40直流电平补偿器    42共频检测器

44第三比较器        20数据限幅器

401位1滤波器        402位0滤波器

405均值器           407第二加法器

421最大值滤波器     423最小值滤波器

424第三减法器       425第四比较器

427计数器           429第五比较器

50数据限幅器。

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明具有错误校正装置的数据限幅器(slicer)的第一实施例的示意图。数据限幅器10包含一锁相环(PLL)12、一重新取样器14、一直流电平估计器16、一第一减法器18、一错误位预测器22、一第一串/并转换器(S2P)24、一输出装置26、一第一加法器28、一第一比较器(CMP)30、一第二串/并转换器32、一第二减法器34、一第二比较器36及一第三串/并转换器38。重新取样器14根据锁相环12产生的取样时钟将一图像信号重新取样以产生一第一数据信号VBI1，第一数据信号VBI1是垂直消隐区间(vertical blanking interval，VBI)数据。第一数据信号VBI1在取样时钟的区间经过直流电平估计器16而得到第一数据信号VBI1的直流电平SL，此即理论上的垂直消隐区间的限幅电平(slicing level)，然实际上由于信号会受到干扰或因为噪声造成直流电平SL估算不准，所以根据该直流电平SL所判断出的位的错误率将会大增。再者，若不良信号的眼高(eyeheight)过小，则限幅电平的准确性将会变的非常关键。

请参考图2，图2为图像数据的直流电平的示意图。为了降低位错误率(Bit Error Rate，BER)以补偿限幅电平可能的误差，在第一实施例中，根据直流电平估计器16产生的直流电平SL加减一偏移量d，分别产生二个直流电平SL+及SL-，其中，偏移量d可由使用者设定为直流电平SL的信号振幅的1/4、1/8或其它任意比例。第一减法器18将第一数据信号VBI1减去直流电平SL产生第二数据信号VBI2，而第二数据信号VBI2的符号位(sign bit)会经由第一串/并转换器24产生第一字节B1。在此请注意，第二数据信号VBI2的符号位实质上与第一数据信号VBI1与直流电平SL经由一比较器所得到的结果相同，因此在本发明实施例中，比较器也可藉由减法器的运算结果取符号位来实施。

第一比较器30比较直流电平SL+与第一数据信号VBI1产生一第一比较信号，第一比较信号经由第二串/并转换器32产生一第二字节B2。第二比较器36比较直流电平SL-与第一数据信号VBI1产生一第二比较信号，第二比较信号经由第三串/并转换器38产生一第三字节B3。输出装置26先判断第一字节B1的奇偶检查(parity check)是否正确，若第一字节B1的奇偶检查正确，则输出第一字节B1，若第一字节B1的奇偶检查是错的，则分别判断第二字节B2及第三字节B3的奇偶检查。若第二字节B2的奇偶检查正确，则第三字节B3的奇偶检查必然是错的，反之亦然；这是由于第二字节B2及第三字节B3是第一数据信号VBI1分别与向上及向下偏移的直流电平SL比较的结果，其两者数据具有互斥性。而输出装置26则输出奇偶检查正确的字节。当第一字节B1、第二字节B2及第三字节B3的奇偶检查皆是错的时，输出装置26则根据错误位预测器22所产生的指示信号，将第一字节B1的错误位反相，并由输出装置26输出校正后的字节。在此请注意，错误位预测器22只能对一个位的错误做猜测与校正，若错误大于一个位，则超出奇偶检查的能力而没有作用。

请参考图3，图3为本发明具有错误校正装置的数据限幅器的第二实施例的示意图。第二实施例与第一实施例的不同处在于数据限幅器20包含一直流电平补偿器40、一共频检测器42、一第三比较器44及一第四串/并转换器46。当信号受到共频干扰(co-channel interference)或其它干扰时，可能会造成直流电平的快速变化，造成在取样时钟的区间估算到的限幅电平不正确。在第二实施例中，直流电平补偿器40用来动态地更新限幅电平以产生一补偿电平CSL，第三比较器44比较补偿电平CSL与第一数据信号VBI1产生一第三比较信号，第三比较信号经过第四串/并转换器46产生一第四字节B4。共频检测器42根据一条图像信号线中的补偿电平的最大值和最小值的差值来判断是否有共频干扰的存在。当共频干扰存在时，共频检测器42输出的指示信号CCI＝1，以使输出装置26首先判断第四字节B4的奇偶检查是否正确，若第四字节B4的奇偶检查正确，则输出第四字节B4，若第四字节B1的奇偶检查是错的，此时才去判断第一字节B1的奇偶检查是否正确。若第一字节B1的奇偶检查正确，则输出第一字节B1，若第一字节B1的奇偶检查是错的则输出装置26则根据错误位预测器22产生的指示信号，将第一字节B1的错误位反相，最后输出装置26输出校正的字节。

请参考图4，图4为图3的电平补偿器的示意图。电平补偿器40用来根据第二数据信号VBI2调整电平SL的偏移量(offset)，以产生补偿电平CSL。电平补偿器40包含一位1滤波器401、一位0滤波器403、一均值器405及一第二加法器407。位1滤波器401可滤出第二数据信号VBI2大于直流电平SL的部分，位0滤波器403可滤出第二数据信号VBI2小于直流电平SL的部分。位1滤波器401及位0滤波器403为可调整的低通滤波器，藉由调整滤波器的带宽可控制偏移量的反应时间。当滤波器的带宽大时，则调整的时间快，但易受噪声的影响，反之，则调整时间慢，但较不易受噪声的影响。当直流电平SL过大时，则判定为位1的第二数据信号VBI2的绝对值会比判定为位0的第二数据信号VBI 2的绝对值小，反之亦然，所以位1滤波器401及位0滤波器403的输出经过均值器405平均后将会得到一估计偏移量，最后使用第二加法器407将直流电平SL加上估计偏移量则得到补偿电平CSL。

请参考图5，图5为图3的共频检测器的示意图。共频检测器42用来根据补偿电平CSL的最大值与最小值的差值判断补偿电平CSL是否有共频干扰，以产生指示信号CCI。共频检测器42包含一最大值滤波器421、一最小值滤波器423、一第三减法器424、一第四比较器425、一计数器(CNT)427及一第五比较器429。共频检测器42接收电平补偿器40所输出的补偿电平CSL，经由最大值滤波器421及最小值滤波器423分别输出补偿电平CSL的最大值与最小值。若补偿电平CSL有共频干扰的现象时，则补偿电平CSL的最大值与最小值的差值会比较大，当该差值大于一第一阈值t1时，则计数器427的计数就加1，表示此条数据线可能有严重的直流噪声，反之，则计数器427的计数就减1。当计数器427的计数大于一第二阈值t2时，则指示信号CCI就输出为1，表示很多条数据线都有严重的直流噪声。因此，当共频检测器42的指示信号CCI＝1时，在取样时钟的区间算出的直流电平SL可能不可靠，此时使用补偿电平CSL来计算数据应该会有较高的正确率。

请参考图6及图7，图6为本发明具有错误校正装置的数据限幅器的第三实施例的示意图，图7为图6的输出装置的判断流程图。第三实施例结合了第一实施例及第二实施例，所以数据限幅器50的输出装置26将会分别接收第一字节B1、第二字节B2、第三字节B3及第4字节B4。数据限幅器50的输出装置26判断输出字节的步骤如图7所示。

步骤700：开始；

步骤710：判断共频检测器42所输出的指示信号CCI是否为1，若CCI＝1，则进行步骤720，若CCI＝0，则进行步骤730；

步骤720：判断第四字节B4的奇偶检查是否正确，若是，则进行步骤721，若否，则进行步骤730；

步骤721：输出第四字节B4；

步骤730：判断第一字节B1的奇偶检查是否正确，若是，则进行步骤731，若否，则进行步骤740；

步骤731：输出第一字节B1；

步骤740：判断第二字节B2及第三字节B3的奇偶检查，若第二字节B2的奇偶检查是正确的，且第三字节B3的奇偶检查是错误的，则进行步骤741，若否，则进行步骤750；

步骤741：输出第二字节B2；

步骤750：判断第二字节B2及第三字节B3的奇偶检查，若第三字节B3的奇偶检查是正确的，且第二字节B2的奇偶检查是错误的，则进行步骤751，若否，则进行步骤760；

步骤751：输出第三字节B3；

步骤760：判断第四字节B4的奇偶检查是否正确，若是，则进行步骤761，若否，则进行步骤770；

步骤761：输出第四字节B4；

步骤770：根据错误位预测器22所输出的指示信号将第一字节B1的错误位反相；

步骤780：输出校正后的第一字节B1。

综上所述，本发明的数据限幅器包含一错误位预测器、一直流电平补偿器、一共频检测器及一输出装置。该数据限幅器根据四个限幅电平分别产生四个字节，四限幅电平分别为一直流电平SL、该直流电平SL加上一偏移量d、该直流电平SL减去该偏移量d及该直流电平补偿器产生的一补偿电平CSL。该直流电平补偿器利用可调整带宽的滤波器对减去该直流电平的数据信号做滤波再做平均得到一偏移量来补偿该直流电平SL，以产生前述的补偿电平CSL。该共频检测器可判断该补偿电平是否存在共频干扰。该输出装置根据该共频检测器产生的指示信号CCI，及该四个字节的奇偶检查来产生一输出字节。若四个字节的奇偶检查都错误，则输出装置可根据该错误位预测器的指示信号，校正由该直流电平产生的字节，以得到该输出字节。因此，本发明的数据限幅器可改善由各种干扰及噪声造成的直流电平变动而产生的信号失真的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有错误校正装置的数据限幅器，包含：

一第一减法器，用来将一第一数据信号减去一第一电平信号以产生一第二数据信号；

一第一串/并转换器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号的符号位产生一第一字节；

一电平补偿器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号调整该第一电平信号的偏移量，以产生一第二电平信号；

一第一比较器，耦接于该电平补偿器，用来比较该第二电平信号及该第一数据信号，以产生一第一比较信号；

一第二串/并转换器，耦接于该第一比较器，用来将该第一比较信号转换为一第二字节；

一共频检测器，耦接于该电平补偿器，用来根据该第二电平信号的最大值与最小值的差值判断该第二电平信号是否有共频干扰，以产生一第一指示信号；

一错误位预测器，耦接于该第一减法器，用来指出该第一字节的错误位，以产生一第二指示信号；

一第一加法器，用来将该第一电平信号加上一预定偏移量；

一第二比较器，耦接于该第一加法器，用来比较该第一加法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第二比较信号；

一第三串/并转换器，耦接于该第二比较器，用来将该第二比较信号转换为一第三字节；

一第二减法器，用来将该第一电平信号减去该预定偏移量；

一第三比较器，耦接于该第二减法器，用来比较该第二减法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第三比较信号；

一第四串/并转换器，耦接于该第三比较器，用来将该第三比较信号转换为一第四字节；及

一输出装置，用于根据该第一指示信号、该第一字节的奇偶检查、该第二字节的奇偶检查、该第三字节的奇偶检查及该第四字节的奇偶检查输出该第一字节、该第二字节、该第三字节或该第四字节，或根据该第二指示信号输出该校正后的第一字节。

2.如权利要求1所述的数据限幅器，其中，该电平补偿器包含：

一第一滤波器，用来滤出该第二数据信号大于第一电平信号的部分；

一第二滤波器，用来滤出该第二数据信号小于第一电平信号的部分；

一均值器，耦接于该第一滤波器及该第二滤波器，用来计算该第一滤波器及该第二滤波器的输出信号的平均值；及

一第二加法器，耦接于该均值器，用来将该第一电平信号加上该均值器的输出信号，以产生该第二电平信号。

3.如权利要求1所述的数据限幅器，其中，该共频检测器包含：

一第三滤波器，用来滤出该第二电平信号的区域最大值；

一第四滤波器，用来滤出该第二电平信号的区域最小值；

一第三减法器，耦接于该第三滤波器及该第四滤波器，用来将该第二电平信号的区域最大值减去该第二电平信号的区域最小值；

一第四比较器，耦接于该第三减法器，用来比较该第三减法器的输出信号及一第一阈值；

一计数器，耦接于该第四比较器，用来当该第三减法器的输出信号大于该第一阈值时，计数加一；及

一第五比较器，耦接于该计数器，用来比较该计数器的计数及一第二阈值，以输出该第一指示信号。

4.如权利要求1所述的数据限幅器，另包含：

一锁相环，用来产生一取样时钟；

一重新取样器，耦接于该锁相环及该第一减法器，用来根据该取样时钟将一图像信号重新取样以产生该第一数据信号；及

一电平估计器，耦接于该第一减法器，用来根据该图像信号产生该第一电平信号。

5.如权利要求1所述的数据限幅器，其中，该第一数据信号是垂直消隐区间数据。

6.如权利要求1所述的数据限幅器，其中，该第一电平信号是直流电平信号。

7.一种具有错误校正装置的数据限幅器，包含：

一第一减法器，用来将一第一数据信号减去一第一电平信号以产生一第二数据信号；

一第一串/并转换器，耦接于该第一减法器，用来根据该第二数据信号的符号位产生一第一字节；

一第一加法器，用来将该第一电平信号加上一预定偏移量；

一第一比较器，耦接于该第一加法器，用来比较该第一加法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第一比较信号；

一第二串/并转换器，耦接于该第一比较器，用来将该第一比较信号转换为一第二字节；

一第二减法器，用来将该第一电平信号减去该预定偏移量；

一第二比较器，耦接于该第二减法器，用来比较该第二减法器的输出信号及该第一数据信号，以产生一第二比较信号；及

一第三串/并转换器，耦接于该第二比较器，用来将该第二比较信号转换为一第三字节。

一错误位预测器，耦接于该第一减法器，用来指出该第一字节的错误位，以产生一第一指示信号；及

一输出装置，用来根据该第一字节的奇偶检查、该第二字节的奇偶检查及该第三字节的奇偶检查输出该第一字节、该第二字节或该第三字节，或根据该第一指示信号输出一校正的第一字节。

8.如权利要求7所述的数据限幅器，另包含：

一锁相环，用来产生一取样时钟；

一重新取样器，耦接于该锁相环及该第一减法器，用来根据该取样时钟将一图像信号重新取样以产生该第一数据信号；及

一电平估计器，耦接于该第一减法器，用来根据该图像信号产生该第一电平信号。

9.如权利要求7所述的数据限幅器，其中，该第一数据信号是垂直消隐区间数据。

10.如权利要求7所述的数据限幅器，其中，该第一电平信号是直流电平信号。

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