CN102647568B - 降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法和电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟电视信号接收电路及方法与相关的之均衡电路系数设定装置及方法，可藉由在模拟电视信号接收电路中增设一均衡电路，以修正模拟电视信号在接收过程的失真问题。该模拟电视信号接收电路包含调谐电路、模拟至数字转换电路及解调制电路。调谐电路可接收模拟射频电视信号，产生模拟降频信号。模拟至数字转换电路可依据模拟降频信号产生数字降频信号。解调制电路包含前端电路与均衡电路，前者依据数字降频信号产生数字解调信号，后者依据数字解调信号产生数字接收信号，其中，均衡电路包含多个修正系数，其依据一预设规则以产生。

Description

降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法和电路

技术领域

本发明有关于模拟电视信号接收电路，尤指一种用于改善信号失真的模拟电视信号接收电路及方法与相关的均衡电路系数设定装置及方法。

背景技术

在模拟电视技术中，接收器为相当关键的部份。由于数字技术的发达，以数字方式来实作模拟电视接受器的成本已日益降低，也愈见普及。然而，基于实作上的限制，例如在All-in-One晶片的设计中，有些功能性电路会因面积较大，而无法以数字方式整合于单晶片中。因此，在模拟电视接收器中，仍有部分电路需使用模拟元件，例如模拟调谐器(analog tuner)。由于此种模拟元件并非完全理想，会使得模拟电视接收器在接收模拟电视信号时产生信号失真，例如振铃效应(ringingeffect)、鬼影效应(ghost effect)等。

由于此种信号失真多是信号的高频部份被弱化或截掉，所以先前技术使用了模拟滤波器，直接将被弱化或截掉的高频部份补偿回来。然而，此种做法在进行补偿前，并未对信号失真的程度先执行系统性的评估，而只是概略地直接进行高频部份的补偿，因此对信号失真的修正效果并不理想，而且还可能损及画面影像的细节。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种模拟电视信号接收电路及方法与相关的均衡电路系数设定装置及方法，可藉由在模拟电视信号接收电路中增设一均衡电路，以修正前述模拟电视信号在接收过程的失真问题。

本发明揭示一种模拟电视信号接收方法，包含下列步骤：接收一模拟射频电视信号；依据该模拟射频电视信号产生一数字解调信号；以及利用一均衡电路以修正该数字解调信号，进而产生一数字接收信号，其中该均衡电路包含多个修正系数，该多个修正系数依据一预设规则而产生。

本发明另揭示一种模拟电视信号接收电路，包含：一调谐电路，用以接收一模拟射频电视信号，产生一模拟降频信号；一模拟至数字转换电路，用以对该模拟降频信号进行模拟至数字转换以产生一数字降频信号；以及一解调制电路，包含：一前端电路，用以依据该数字降频信号产生一数字解调信号；以及一均衡电路，用以修正该数字解调信号而产生一数字接收信号，其中该均衡电路相关于多个修正系数，该多个修正系数系依据一预设规则而产生。

本发明另揭示一种设定一均衡电路的系数的方法，该均衡电路用于一模拟电视信号接收电路。该方法包含下列步骤：提供一模拟电视信号；依据该模拟电视信号产生一数字参考信号；依据该模拟电视信号产生一模拟射频电视信号；利用该模拟电视信号接收电路以依据该模拟射频电视信号产生一数字解调信号；利用该均衡电路以依据该数字解调信号产生一数字接收信号，其中该均衡电路包含多个修正系数；以及依据一预设规则、该数字参考信号与该数字接收信号，来设定该均衡电路的该多个修正系数。

附图说明

图1是本发明的模拟电视信号接收电路的一实施例的方块图。

图2是图1的均衡电路的一实施例的示意图。

图3是本发明的均衡电路系数设定装置的一实施例的方块图。

图4是本发明的模拟电视信号接收方法的一实施例的流程图。

图5是本发明的设定均衡电路的系数的方法的一实施例流程图。

图6是图5的步骤54的细部流程图。

附图主要图号说明：

10：模拟电视信号接收电路    11：调谐电路

12：模拟至数字转换电路      13：数字解调制电路

131：前端电路               132：均衡电路

1321：乘法器                1322：延迟元件

1323：加法器                30：均衡电路系数设定装置

31：模拟电视信号产生电路    32：参考信号产生电路

33：调制电路             34：修正系数设定电路

41-45：模拟电视信号接收方法的一个实施例的流程

51-55：设定均衡电路的系数的方法的一个实施例流程

541-544：步骤54的细部流程

具体实施方式

图1是本发明的模拟电视信号接收电路的一实施例的方块图，其中模拟电视信号接收电路10包含一调谐电路11、一模拟至数字转换电路12及一数字解调制(digital demodulation)电路13。调谐电路11可对模拟电视信号接收电路10所接收的一模拟射频(RF)电视信号执行频率转换，以产生一模拟降频信号，其主要为中频(IF)信号。此处该模拟射频电视信号并不限于何种模拟电视规格，如NTSC、PAL、SECAM等。模拟至数字转换电路12可执行模拟至数字转换，以将该模拟降频信号转换为一数字降频信号。数字解调制电路13包含一前端电路131及一均衡电路(equalizer circuit)132。前端电路131可依据该数字降频信号产生一数字解调信号，均衡电路132则依据该数字解调信号产生一数字接收信号，便于后续进行解码等其他信号处理。均衡电路132包含多个修正系数，其依据一预设规则而产生，例如最小均方(Least Mean Square；LMS)演算法，下文会进一步详述。在本实施例中，均衡电路132的主要功能在于，修正模拟电视信号接收电路10对所接收的电视信号的处理过程中所造成的信号失真，例如，在调谐电路11、模拟至数字转换电路12及前端电路131的信号处理过程中，即可能产生振铃效应或鬼影效应等现象。

图2是图1的均衡电路132的一实施例的示意图。在此实施例中，均衡电路132是一有限脉冲响应(Finite Impulse Response；FIR)滤波器，其包含n+1个分接点P(tap)，n是一正整数，且每一分接点P对应一权重系数，其即为前述依据预设规则所产生的修正系数。在图2中，每一分接点P具有一乘法器1321，而对应的权重系数为h(k)，k＝0-n；此外，两相邻分接点P之间耦接一延迟元件1322，而所有分接点P的输出则经由一加法器1323加总后输出。藉由图2的FIR滤波器，可对前端电路131所输出的数字解调信号执行均衡动作，以修正其信号失真。

在一实施例中，模拟电视信号接收电路10进一步包含一均衡电路系数设定装置30，用以设定均衡电路132的修正系数，如图3所示。在均衡电路系数设定装置30内，同样的模拟模拟电视信号分别通过两路径，其中一路径输出一数字参考信号，另一路径则模拟出模拟电视信号的传送与接收过程(但不包含通道传输(channel transmission)的部份)，以输出一模拟数字接收信号。将此模拟数字接收信号与前述数字参考信号对照比较，即可精确且具体地评估模拟电视信号在模拟电视信号接收电路10的接收过程中，造成了何种程度的信号失真。详言之，均衡电路系数设定装置30包含一模拟电视信号产生电路31、一参考信号产生电路32、一调制电路33以及一修正系数设定电路34。模拟电视信号产生电路31可提供一模拟模拟电视信号，其不限于何种模拟电视规格。此模拟模拟电视信号可具有特定影像样式(image pattern)，特别是容易造成影像失真的样式，此些样式为本技术领域具有通常知识者所熟知，此处不予赘述。参考信号产生电路32即为前述两路径之一，可依据模拟电视信号产生电路31所提供的模拟模拟电视信号，产生前述的数字参考信号，例如，参考信号产生电路32可为一模拟至数字转换器，直接将该模拟模拟电视信号转换成一模拟数字电视信号，以作为该数字参考信号。

至于另一路径，则是由调制电路33及模拟电视信号接收电路10所形成。调制电路33可将模拟电视信号产生电路31所提供的模拟模拟电视信号调制为一模拟模拟射频电视信号，其用意在于模拟模拟电视信号的传送端；模拟电视信号接收电路10则耦接至调制电路33，用以接收该模拟模拟射频电视信号，并经过其内部电路(依序包含调谐电路11、模拟至数字转换电路12、前端电路131及均衡电路132，其中，前端电路131所输出至均衡电路132的信号为一模拟数字解调信号)的处理，以产生前述的模拟数字接收信号，此用意在于模拟模拟电视信号的接收端。因此，该模拟数字接收信号是原本的模拟模拟电视信号经过调制与解调制过程后所还原的数字化版本，与前述数字参考信号(其是原本的模拟模拟电视信号直接数字化的版本)相较，即可评估信号失真的程度。此外，观察此另一路径可发现，其并未包含通道传输的部份，因此图3的均衡电路系数设定装置30主要是评估接收端所造成的信号失真，而不考虑通道传输的效应。

修正系数设定电路34，其分别耦接至参考信号产生电路32与均衡电路132，可依据数字参考信号、模拟数字接收信号及前面所提到的预设规则，来对均衡电路132的修正系数进行设定。较佳地，该预设规则为LMS演算法。以下对于修正系数设定电路34如何依据LMS演算法设定均衡电路132的修正系数，做进一步的说明。首先，修正系数设定电路34对数字参考信号与模拟数字接收信号两者进行同步化，以便于后续估计两信号间的误差。由于模拟电视信号产生电路31所提供的模拟模拟电视信号中，即已包含同步信号(如垂直同步信号(vertical synchronizationsignal；V-Sync)与水平同步信号(horizontal synchronization signal；H-Sync)，可分别代表每一电视画面与每一扫描线的启始时点)，所以数字参考信号与模拟数字接收信号中亦包含此同步信号。修正系数设定电路34可利用此同步信号，来进行数字参考信号与模拟数字接收信号的同步化作业。

接着，修正系数设定电路34依据下列式子来计算均衡电路132的修正系数：

式(1)：e_i＝d_i-x_i，其中

式(2)：

各式中，下标i为正整数。式(1)中，x_i为均衡电路132第i次的输出信号(即模拟数字接收信号)，d_i为参考信号产生电路32第i次的输出信号(即数字参考信号)，因此e_i为模拟数字接收信号与数字参考信号两者的差值(亦可称为误差信号)。请注意，式(1)中的即代表图2的均衡电路132的运算过程：包含各分接点P第i次的权重系数(即修正系数)，可表示为向量(h(0)_i,h(1)_i,...h(n)_i)，其代表权重系数的目前值，而包含各延迟元件1322所暂存的目前值(即先前所输入均衡电路132的模拟数字解调信号)与目前输入均衡电路132的模拟数字解调信号，可表示为模拟数字解调信号的连续n+1个取样值所组成的向量。因此，均衡电路132的输出x_i即等于与两向量的回旋积(convolution)。

藉由式(1)得到误差信号e_i后，即可依据式(2)计算均衡电路132的各分接点P第i+1次的权重系数可表示为向量(h(0)_i+1,h(1)_i+1,...h(n)_i+1)，其代表权重系数的下一值(相较于目前值而言)。式(2)中，μ是指一系数调整量，其大小可在整个系数设定过程中动态调整。μ值过大可能导致均衡电路132的系数设定来回振荡而无法收敛，过小则可能导致系数设定花费过久时间，然本技术领域具有通常知识者能够依其实施需求决定一适当的μ值。接着，修正系数设定电路34便将式(2)所得的新的权重系数设定至均衡电路132的各分接点P，均衡电路系数设定装置30再依照此新的权重系数重复执行前述动作，直至能取得收敛的权重系数为止，例如，若修正系数设定电路34于运作过程中检测到其中k为某正整数，T为一预设正值，则将前述系数调整量μ设为0，中止LMS演算法的运作。

图4是本发明的模拟电视信号接收方法的一实施例的流程图，其可适用于图1的模拟电视信号接收电路10。步骤41中，接收一模拟射频电视信号。步骤42中，依据该模拟射频电视信号产生一模拟降频信号。步骤43中，依据该模拟降频信号产生一数字降频信号。步骤44中，依据该数字降频信号产生一数字解调信号。步骤45中，利用一均衡电路(如图1的均衡电路132)，依据该数字解调信号产生一数字接收信号，其中该均衡电路包含多个修正系数，该多个修正系数依据一预设规则(如LMS演算法)而产生。步骤45用以修正步骤42至步骤44的过程所产生的信号失真，如振铃效应、鬼影效应等。

图5是本发明的设定均衡电路的系数的方法之一实施例流程图，其可适用于图3的均衡电路系数设定装置30。步骤51中，提供一模拟电视信号。步骤52中，依据该模拟电视信号产生一数字参考信号。步骤53中，依据该模拟电视信号产生一模拟射频电视信号。步骤54中，利用一模拟电视信号接收电路(如图1的模拟电视信号接收电路10)，依据该模拟射频电视信号产生一数字接收信号。如图6所示，步骤54还包含下列步骤：步骤541中，依据该模拟射频电视信号产生一模拟降频信号；步骤542中，依据该模拟降频信号产生一数字降频信号；步骤543中，依据该数字降频信号产生一数字解调信号；以及步骤544中，利用该模拟电视信号接收电路内的一均衡电路(如模拟电视信号接收电路10内的均衡电路132)，依据该数字解调信号产生该数字接收信号。步骤55中，依据一预设规则、该数字参考信号与该数字接收信号，来设定该均衡电路的多个修正系数。当该预设规则为LMS演算法时，步骤55包含：同步该数字参考信号与该数字接收信号；计算该数字参考信号与该数字接收信号间的一误差值；以及依据该多个修正系数的目前值、一系数调整量、该误差值以及该数字解调信号来设定该多个系数的下一值。

总结上述，本发明藉由在模拟电视信号接收电路中增设一均衡电路，以修正模拟电视信号在接收过程所产生的信号失真；而该均衡电路的修正系数的设定，则可藉由本发明的一特殊设定装置及方法来达成。需注意的是，虽然本发明以诸多实施例揭示如前，然其并非用以限定本发明，本技术领域具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可依本发明的揭示作均等变化实施，因此本发明的保护范围当由权利要求书为准。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭示的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的专利范围。

Claims (15)

1.一种降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，包含下列步骤：

通过一调谐电路接收一模拟射频电视信号；

依据该模拟射频电视信号产生一模拟降频信号；

依据该模拟降频信号产生一数字降频信号；

依据该数字降频信号产生一数字解调信号；

利用一均衡电路以修正该数字解调信号，进而产生一数字接收信号，其中该均衡电路包含多个修正系数，该多个修正系数系依据一预设规则而产生；

利用一模拟电视信号产生电路提供一模拟模拟电视信号；

依据该模拟模拟电视信号产生一数字参考信号；

依据该模拟模拟电视信号产生一模拟模拟射频电视信号，并将该模拟模拟射频电视信号发送给该调谐电路，其中该模拟模拟射频电视信号被处理以产生一模拟数字接收信号；以及

依据该预设规则、该数字参考信号与该模拟数字接收信号，来设定该均衡电路的该多个修正系数。

2.如权利要求1所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，该预设规则包含最小均方演算法。

3.如权利要求1所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，产生该数字解调信号的步骤用以修正依该模拟射频电视信号产生该数字解调信号时所产生的一信号失真。

4.如权利要求3所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，该信号失真包含因振铃效应与鬼影效应至少其一所产生的信号失真。

5.如权利要求1所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，该均衡电路包含多个分接点，该多个分接点分别对应该多个修正系数。

6.如权利要求1所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，设定该均衡电路的该多个修正系数包含：

计算该数字参考信号与该模拟数字接收信号间之一误差值；以及

依据该多个修正系数的目前值、一系数调整量、该误差值以及该数字解调信号来设定该多个修正系数的下一值。

7.如权利要求6所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，设定该均衡电路的该多个系数的步骤进一步包含：

于产生该误差值前，同步该数字参考信号与该模拟数字接收信号。

8.如权利要求6所述的降低模拟电视信号接收中的信号失真的方法，其特征在于，该模拟模拟射频电视信号被处理以产生一模拟数字接收信号的步骤包含：

依据该模拟模拟射频电视信号产生一模拟降频信号；

依据该模拟降频信号产生一数字降频信号；以及

依据该数字降频信号产生一数字解调信号。

9.一种能够降低接收时的信号失真的模拟电视信号接收电路，包含：

一调谐电路，用以接收一模拟射频电视信号，产生一模拟降频信号；

一模拟至数字转换电路，用以对该模拟降频信号进行模拟至数字转换以产生一数字降频信号；以及

一解调制电路，包含：

一前端电路，用以依据该数字降频信号产生一数字解调信号；以及

一均衡电路，用以修正该数字解调信号而产生一数字接收信号，其中该均衡电路相关于多个修正系数，该多个修正系数依据一预设规则而产生；

一均衡电路系数设定装置，包含：

一模拟电视信号产生电路，用以提供一模拟模拟电视信号；

一参考信号产生电路，用以依据该模拟模拟电视信号产生一数字参考信号；

一调制电路，耦接于该调谐电路，用以依据该模拟模拟电视信号产生一模拟模拟射频电视信号并传送至该调谐电路，其中该模拟模拟射频电视信号经由该调谐电路、该模拟至数字转换电路以及该解调制电路的处理而产生一模拟数字接收信号；以及

一修正系数设定电路，用以依据该预设规则、该数字参考信号与该模拟数字接收信号，以产生该多个修正系数。

10.如权利要求9所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该预设规则包含最小均方演算法。

11.如权利要求9所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该均衡电路用以修正该调谐电路、该模拟至数字转换电路以及该前端电路在信号处理过程中所产生的信号失真。

12.如权利要求11所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该信号失真包含因振铃效应与鬼影效应至少其一所产生的信号失真。

13.如权利要求9所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该均衡电路包含多个分接点，该多个分接点分别对应该多个修正系数。

14.如权利要求9所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该模拟模拟射频电视信号经由该调谐电路、该模拟至数字转换电路以及该前端电路的处理而产生一模拟数字解调信号；该修正系数设定电路计算该数字参考信号与该模拟数字接收信号间的一误差值，并依据该多个修正系数的目前值、一系数调整量、该误差值以及该模拟数字解调信号来设定该多个修正系数的下一值。

15.如权利要求14所述的模拟电视信号接收电路，其特征在于，该修正系数设定电路于产生该误差值前，同步该数字参考信号与该模拟数字接收信号。