CN1047005A - 具有分离的亮-色格式视频信号辅助输入连接器的电视接收机 - Google Patents

Abstract

一个辅助视频输入端(S-端)(60)把亮度和色度输入信号连接到接收机的显示处理器(40)中的峰化电路(52，58)的各自输入端。该色度输入信号经预失真(去峰化)(80)以校正接收机中的色度峰化滤波器的过带幅度失真，从而防止所显示的图象中的彩色失真。在大于亮度峰化滤波器的特性峰值频率的一个频率上，亮度信号经附加峰化(70)，从而增强由接收机显示的宽带亮度输入信号的清晰度。

Description

本发明涉及电视接收机，特别涉及使用具有提供分离的亮度和色度输出信号和展宽亮度信号带宽型的辅助信号源的接收机。

盒式磁带录象机（VcRs）和组合摄象录象机（Camcorders）要求提供一个相对地宽带亮度信号响应（例如5MHz）和包括一个能提供分离的亮度和色度输出信号的输出连接器（通常称为“S端”），这种新的视频互连格式的一个优点是，可以把分离的亮度和色度信号直接加到电视接收机的显示处理电路，而不必通过接收机内部的梳状滤波器。因此，如果把亮度和色度信号结合在一起，作为一个复合视频信号应用到接收机，这个信号格式能消除例如色-交叉和亮度-交叉的干扰效应，否则就会产生干扰。参见论文“日立S-VHS数字Hi-Fi磁带录象机VT-270”，在TV    GIJUTSU中公开，1987年8月，24-37页，也可参见另一篇文章“索尼介绍8mmHi频带产品”，在TV    DIGEST公开，VOl.29，NO    0.7，1989年2月13日。

为了便于所提议的宽带Y-C格式的视频输入信号的显示，最好对于普通接收机增加一个辅助的视频输入。本发明所论述的问题是：使普通接收机增加Y-C输入能力，而不需要对现有的接收机信号处理电路作较多的改动。本发明特别论述了增强所显示图象的清晰度和彩色逼真度。

采用本发明的电视设备包括一个显示处理部件，它包含一个色度峰化滤波器，一个处理单元，该处理单元具有从上述滤波器耦合到接收亮度和色度输出信号的输入端，以及一个向显示装置提供一个经处理的信号的输出端。辅助输入连接器是为提供分离格式的色度输入信号和亮度输入信号而设置的。第一和第二电路通路提供亮度和色度输入信号，将它们耦合到峰化滤波器的各自输入端。在该通路的各个输入端中的滤波器装置改进了用于增强上述显示装置所显示的图象清晰度和彩色逼真度的耦合信号所选择的参数，这些图象响应于由上述辅助输入连接器提供的上述亮度和色度输入信号。

以下结合附图对本发明作进一步说明，其中相同的单元以相同的标号表示。

图1是采用本发明的电视接收机的方框图;

图2是表明在图1的接收机中处理亮度信号的某些方面的频谱图;

图3表明在图1的接收机中处理色度信号的某些方面的图;

图4是在图1接收机中使用的一种辅助亮度峰化电路的详细方框图;

图5是图4电路的详细电路图;

图6是在图1接收机中使用的色度信号去峰化或者予失真电路的详细方框图;

图7是图6色度信号予失真电路的详细电路图;

图1的接收机包括一个RF（射频）和复合视频输入处理器10，它具有一个用于接收标准RF调制视频输入信号S₁的天线输入端口12，输入信号S₁来自例如天线或者电缆电视源的源，或者来自电视辅助设备，例如计算机或电视游戏机。信号S₁送到一个选择被接收的特定频道的调谐器14。该调谐器输出信号S₂被送到一个放大信号S₂的中频放大器（IF）单元16，并把放大后的信号S₃加到音频陷波器18，该音频陷波器18去除信号S₂中的音频载波，并给视频检测器20提供合成视频信号S₄，检测器20产生一个复合视频形式的基带视频输出信号S₅，也就是说，它包括一个基带亮度分量（Y）和一个正交调制的色度分量（C）。一个视频开关22将复合电频信号S₆或一个辅助基带复合视频信号S₆选择地加到一个亮度色度（Y-C）分离滤波器24（例如梳状滤波器）。辅助复合视频信号S₆可以由来自如VcR、计算机或其它适当的装置信号源的一个辅助输入端口26提供。滤波器24把所选择的视频输入信号（S₅或S₆）分离成其亮度（Y₁）和色度（C₁）分量，并将它们送到输入处理器10的各自输出端口28和30。

除了视频开关22之外，处理器10的单元都可以采用传统设计。开关22不是传统设计的，而是在其内优选地包括“零”或者截止状态，使复合视频信号S₅和S₆都不能加到Y-C分离滤波器24。当选择宽带信号作显示时，这个特点便可防止由宽带辅助视频输入信号Y₂和C₂的干扰，正如将要解释的那样。

对于视频开关22可以选择各种方案，以阻塞或截止来自处理器10的输出信号Y₁和C₁。如第一例中，可以在开关22的输出和滤波器24的输入之间插入一个开关，用以阻塞或截止开关22输出信号S₇。又如另一个例子，开关可插在滤波器24的输出和处理器10的输出端口28和30之间。还有一个方案，将开关插在截有复合视频信号S₅和S₆的导线中。总之，当需要显示一个分离的Y-C格式宽带视频输入信号S₈时，本发明极为重要的是：设置合适的装置去截止由输入处理器10所产生的亮度Y₁和色度C₁信号。

在输出端28和30所选择的输入处理器10的亮度（Y₁）和色度（C₁）输出信号通过各自的导线36和38耦合到显示处理器40的各自输入端32和34。传统设计的处理器40包括一个亮度-色度（Y-C）处理单元42，该单元的输出端44接到显示器46（例如显象管）以提供一个经处理的视频信号S₉。亮度输入端32经一个亮度信号延迟平衡电路50以及一个亮度信号峰化电路52接到处理器42的一个亮度输入端（48）。清晰度控制54接到用于控制亮度信号峰值幅度的亮度峰化电路52。处理器40的色度信号输入端34经一个色度信号峰化电路58接到Y-C处理器42的色度信号输入端56。传统设计的处理单元42包括一个亮度信号解调器（解调由峰化电路58提供的解调色度信号）、色调和饱合度控制，以及一个适当的矩阵电路。该矩阵电路用于组合亮度输入信号和解调的色差分量（例如R-Y，B-Y），以提供一个适于显示器46显示的形式（例如RGB）的输出彩色信号S₉。

图1的其余单元便于最近提出的Y-C格式的辅助视频输入信号S₈的显示，其中亮度Y₂和色度C₂分量以分离的形式提供给接收机，并且亮度分量Y₂展示一个比标准广播视频信号更宽的带宽（例如5MHz左右），正如以前所解释的，这个新的宽带Y-C视频信号格式提供了改进的清晰度（约400个水平线）。由于分离形式（而不是复合形式）的分量Y₂和C₂，使不希望的效应例如色交叉和亮度交叉效应被消除了。可以认为，最好能显示Y-C格式视频信号S₈而不要对接收机有较大的改变，以避免现有接收机电路不需要的重复。

详细地说，宽带Y-C格式视频输入信号S₈被送到一个Y-C格式视频输入连接器60，信号S₈的亮度分量Y₂加到连接器的第差，以使在显示器46上得到适当的亮度/色度定位。已经发现，标准带宽亮度信号Y₁的延迟补偿足以获得用于宽带信号的亮度和色度的良好定位。为了便于电路50的复用，电路元件的不必要重复是通过接到节点76来避免的。

根据本发明的一个目的，Y-C格式信号S₈的色度分量C₂通过输入端64接到色度信号预失真或“去峰化”电路80的输入端82进行处理，电路80的一个输出端84接到导线38上的一个电路节点86。电路80的重要作用是使色度信号C₂的上、下边带的相对幅度不平衡。尤其是，通过适当滤波使上边带相对于下边带而下降。所选择的下降量与在显示处理器40中色度峰化电路58中产生的下边带相对于上边带的下降量互补，以便在电路58中峰化和电路80中去峰化之后，在Y-C处理器42的输入合成C₂色度信号基本上显示出等幅度的边带。重要的是，色度边带并不变为不平衡，如以前所解释的那样，因为处理器42使它们解调为基带（R-Y，B-Y），以便与亮度信号一起进行矩阵变换，而这些边带幅度误差将在矩阵变换（RGB）输出信号中产生色调及饱和误差。

如上述图3中所表示，其中曲线302表示色度去峰化器80的特性响应，曲线304表示色度峰化器58的特性响应，而曲线306表示组合的合成特性响应。如图所示，曲线302的峰值在低于副载频（3.58MHz）约700KHz处，曲线304的峰值在高于副载频约700KHz处，合成响应306的峰值在色副载频上是对称的，从而保证正交调制彩色副载波信号的上、下边带的相对幅度不失真。

值得注意的是：一般理解为由于输入处理器10的有限IF带宽或者接到输入端26的源的有限带宽产生的色度信号C₁的边带失真，这种失真可在处理器40中的色度峰化电路58中进行校正。由于在新Y-C信号格式中色度信号C₂应有相等的边带，所以当显示信号C₂时，可认为恰好跳过峰化电路58。这是可以做到的，例如通过把色度输入端64直接接到处理器40的色度输入端56，就消除了对电路80的需要。这种方法解决了边带的幅度问题，但也产生了另一个问题，即Y-C失配。回想延迟电路50用于校正由于不同的带宽所包含的Y-C延迟差。对于本发明所示的实施例，对于Y₁和C₁的相对Y-C延迟与Y₂和C₂的延迟大致相同。因此相同的补偿延迟对于两种信号都适合。如果取消去峰化器80，而C₂直接加到处理器42的输入端56，则C₂延迟将不同。这可以通过开关亮度信号延迟，或对信号C₂增加延迟来校正。通过使经过峰化电路58的色度信号都通过和通过如上所述的电路80中的去峰化电路来校正色度信号C₂边带幅度，就可以完全避免这种复杂的情况。

显示信号的选择是由用户启动控制单元90提供的，控制单元90的一个输出端92接到视频开关22的控制输入端23，而另一个输出端94接到色度和亮度电路80和70的各自控制输入端88和78。为了显示广播或电缆天线输入信号S₁，用户启动控制器90送出一个阻塞信号至电路80和70的控制输入端，使这些单元产生开启各自的串接输出开关，从而将它们从导线36和38断开。同时，单元92送出一个启动信号至开关22用于选择信号S₅。当选择辅助复合视频信号来显示时，除开关22只选择信号S₆而不是S₅外，这个动作是相同的。当显示器显示宽带Y-C格式信号S₈时，控制单元90送出一个阻塞信号至开关22，以使S₅和S₆都不能被选择。同时，在单元90的输出端94产生一个启动信号，使电路70和80中的内串联开关启动，把已处理的Y₂和C₂信号合到导线36和38，用显示器46显示。

图4是一个辅助亮度峰化、电路70的优选实施例的方框图，表明了亮度信号处理的进一步特点。输入端72经过一个按指定的顺序：终端网络71、交流合网络73、峰值滤波器75和开关放大器77的级联接到输出端74，电源输入端79和控制输入端78也接到开关放大器77。图5是实现图4的典型的特殊电路，并包括典型的电路值。

图4的终端网络71用于将信号Y₂的亮度输入电缆按其特性阻抗终接，以防止电缆的反射，否则在显示Y₂时，将出现双影或“重影”。在图5中的这个功能是由接在输入端72和地之间的电阻RT提供的。

要注意的是，交流耦合网络73设置在级联（71-73-75-77）中的峰化滤波器75之前，这就防止了低阻抗终端电阻（75Ω）和任意的直流分量。如果信号Y₂来自扰乱放大器77的直流偏压，正如所解释的那样，由于峰化滤波器75构成放大器77的偏压网络元件，因此以实现减少了放大器所需的元件数。例如图5，网络73是通过一个串联耦合电容器（33μf）来实现的。

正如图2所示和所述的，峰化滤波器75在视频带（4MHz左右）的高端附近提供了一个约3dB的小提升。任何适易的滤波器都可用作此目的，但是，图5的优选实施例是通过电阻器R₂提供到地的一个直流通路，这有助于在放大器77上建立偏压。具体说，在图5的滤波器75包括一个输入串联电阻器R₁，它由并联谐振一端62，而信号S₈的色度分量加到第二端64。在端62的亮度分量Y₂用包括一个辅助亮度峰化电路70的电路通路加到处理器40中的亮度峰化电路52的输入端。尤其是，该辅助峰化电路70的输入端72接到连接器60的端口62，而其输出端74的电路节点76接到导线36。通过这种方法，宽带亮度信号Y₂必受到峰化电路52和70的组合峰化。普通峰化电路将信号Y₂带宽的低段峰化，而峰化电路70对信号Y₂带宽的高段进行峰化。因此，宽带亮度信号Y₂基本上在它的整个带宽上接受峰化，而在接收机中不需要一个分离的整个带宽的峰化电路。

因此，本发明的这个特点避免了高成本以及在接收机中重复使用复杂的电路，因为峰化电路70只需要由普通接收机峰化电路52提供补充的峰化。图2表明了该特点的效果。特性响应曲线202（实线）表示当显示标准带宽视频信号Y₁时接收机的幅度特性响应。这种情况下，最大的峰值出现在约2.5MHz的频率上，而带宽的上限约在4.0MHz。曲线204表示由峰化电路70提供的补充的峰化，如图所示，约在4MHz频率点上峰值增加3dB左右。宽带亮度信号y₂的双倍峰化效应由合成的曲线206（虚线）表示。如图示，Y₂信号特性响应被扩展到约5MHz频率。所以，需要在普通峰化电路峰化范围的高端附加一个相对小的峰化量，以获得宽带亮度信号Y₂的整个带宽峰化。由于标准峰化电路用于标准带宽信号Y₁和宽带信号Y₂从而在峰化电路中实现了所希望的节省。

辅助峰化电路70的输出被加到节点76，而不直接加到峰化电路52，其优点是，双倍峰化亮度信号Y₂也被延迟平衡电路50延迟，这个延迟（例如几百毫微秒）用于补偿由于不同带宽在亮度和色度延迟中的（L-C）电路和一个分流电阻R₂耦合到地。输入串联电阻R₁和分流电阻R₂的值是决定信号变化的主要因素。在远低于或高于谐振频率点上，滤波衰减近似为R₂/（R₁+R₂）或者约3dB，在谐振点上约为零dB，如图2所示。

因此，放大器77的偏压是通过流过滤波电感和电阻R₂的电流在滤波器75中建立的。该电流由接到电源端79的电阻R₂提供。如此建立的偏压经过电阻器R₄和放大器晶体管Q₁连接，晶体管Q₁的集电极和发射极电阻（R₅和R₆）分别接到电源端79和地。放大器的增益主要是由电阻R₆和R₅之比决定的，所表示的值大约是3倍或者10dB。于是峰化电路70的总增益变化就在亮度频率范围上从最小+7dB变到最大+10dB。

放大器77的输出信号由射极跟随器晶体管Q₂来提供，晶体管Q₂的基极接在晶体管Q₁的集电极，而发射极和集电极接到端点74和79。输出信号的转换是通过二极管D₁提供的，D₁的阳极和阴极分别接到晶体管Q₂的基极和控制端78。

在端点78的一个高电平电压使二极管D₂反向偏置，从而使放大器启动，并把Y₂（已峰化的）耦合到导线36的节点76，供显示器46显示。相反地，在端点78的一个低电压电平使二极管D₁正向偏置，从而射极跟随器晶体管Q₂截止，使亮度峰化滤波器70从导线36断开。正如前面所解释的，在这种形式中，视频开关22选择信号S₅或S₆之一作为处理器40中的显示器46的显示。

图6是辅助色度预失真或“去峰化”电路80的一个优选实施例的详细方框图，表明图1接收机的色度信号处理的另一个特征。输入端点82是通过一个按指定顺序：终端网络81、滤波器83、交流耦合网络85和开关放大器87的级联接到输出端84，而一个电源端89和控制输入端88也接到开关放大器87。图7是实现图6的典型的特定电路，并包括典型的电路值。

终端网络81将用于信号C₂的色度信号输入电缆按它的特性阻抗终接，以防止电缆反射，否则当C₂被显示时将出现彩色失真。在图7中该功能由接在端点82和地之间的电阻R₆来提供。

正如图3所讨论的，滤波器83通过上边带的衰减大于下边带的衰减的方法，使色度信号边带的幅度相对失真。如图3所示的衰减度是用于补偿峰化滤波器58的特性响应的，以使合成边带对称，如曲线306所示。为此，用一个低通或带通滤波器就可实现滤波器83。为了对色度滤波器58提供一个良好匹配（即互补），已经发现在滤波器83中包含用于控制在色度频带中（即离副载波频率约+700KHz）其响应形状（斜率）的电阻器的优点。因此，滤波器83包含一个由电感器L₁和整形电阻R₇组成的串联支路和一个由电容C₁和整形电阻R₈组成的并联支路。单考虑电感和电容所提供的一个低通特性，其单独显示的最大斜率为-12dB/倍频程。这种改进是通过选择滤波器83中的电阻R₇和R₈，使匹配于在约为2.8MHz到4.2MHz频率范围内的滤波器58的斜率来达到的。

在色度滤波器80中的交流合与亮度滤波器70中的不同，在滤波器80中，它采用级联81-83-85-87）的滤波器83（而不是先前的）。然而，在此情况下，由于无直流通路，它是由并联通路R₈-C₁到地的，所以交流耦合器（例如电容器C₂）可放置在滤波器之前。如果滤波器采用具有一个并联通路到地的滤波器83，正如用放大器77那样，可希望使用这个通路来偏置放大器87，在这种情况下，交流耦合应放在滤波器83之前。

放大器87是一种开关放大器，它将预失真色度信号C₂耦合或去耦合到导线38上。正象采用放大器77的情况，可用放大器输出端的一个串连开关提供选择耦合。使用开关放大器是优选的，以避免由于使用一个串接输出开关而增加的输出电阻。用这种方法，电路输出信号电平将受导线36和38及与他们相连的组合单元的阻抗的影响很小。一个放大器87（图7）的特例包括有一对电阻R₉、R₁₀，分别接在耦合电容的输出和电源端89及地之间，由此而产生的直流偏压和色度信号是经过电阻R₁₁耦合到射极跟随器晶体管Q₈的基极的，而晶体管Q₈的集电极和发射极接到电源和输出端89和84的相应端。放大器87的开关是由二极管D₂提供的，而D₂的阳极和阴极分别与晶体管Q₈的基极和控制端88相连。工作中，在端点88的一个低电平电压使二极管D₂正向偏置，用此晶体管Q₂便截止，使放大器87与导线38隔离。相反地，在端点88的一个高电平电压使二极管D₂反向偏置，晶体管Q₂将预失真色度信号C₂送到导线38。

在此所示及所述的亮度峰化和色度去峰化的原理在专用电视接收机应用中既可单独使用又可组合使用。上述已详细解释，例如在指定接收机应用中，色度预失真电路80可取消，这是通过使用一个使色度峰化电路58旁路的开关，把输入端64的C₂送到显示处理器40中的色度输入端56实现的。正如所解释的，在信号C₂和Y₂的相对延迟中的变化可通过采用亮度信号Y₂的可开关延迟电路或通过在C₂信号通道中增加延迟来校准。在某些应用中，希望显示未峰化的信号Y₂或提供一个具有完全分离的整个带宽峰化电路的y₂，就可取消对电路70的需要。例如，亮度峰化电路70用一个用于选择Y₂的开关代替，当显示信号Y₂时，峰化电路52可被截止。这使提供了“平坦”（无峰值）的亮度特性响应，但是，正如前面所述的，由于它便于适当的Y₂-C₂定位，所以仍然能获得色度去峰化的好处。另一种方案，电路70用一个整个带宽峰化器和开关代替，当显示Y₂时峰化器52截止，从而给出Y₁和Y₂单独的峰化控制。此外，Y₂-C₂定位的优点在不使用电路70的例子中仍能得到。采用亮度补偿峰化（70）和色度预失真（80）的组合的优点在前面已讨论了。

Claims (7)

1、电视设备包括：

一个显示处理部分(40)包含一个色度峰化滤波器(58)，一个亮度峰化滤波器(52)和一个处理单元(42)，该处理单元有两个与上述滤波器相连接的输入端，以接收亮度和色度输出信号，还有一个与作显示用的显示装置(46)相连接的输出端，以提供一个经处理的信号；

一个视频信号源(10)具有第一(28)和第二(30)输出端，经过第一和第二电路通路为上述峰化滤波器的各自输入端提供第一亮度和第一色度输入信号；

其特征在于：

一个辅助输入连接器(60)具有第一和第二端(62，64)，用于分别提供一个第二亮度输入信号和一个第二色度输入信号；

第三和第四电路通路用于把上述第二亮度输入信号和上述第二色度输入信号接到峰化滤波器的各自输入端；

一个第一视频信号调幅器(70)，接到上述亮度峰化滤波器(52)，用于调整经第三通路加到显示处理部分(40)的一个第二亮度输入信号的参数；

一个第二视频信号调幅器(80)，接到色度峰化滤波器(58)，用于调整经第四通路加到显示处理部分的一个第二色度输入信号的参数。

2、如权利要求1所述的设备，其进一步的特征为：

上述第一视频信号调幅器包括用于选择地增强第二亮度信号参数的第一电路装置（70）;和

上述第二视频信号调幅器包括用于选择地衰减第二色度信号参数的第二电路装置（80）。

3、如权利要求2所述的设备，其特征在于：

上述第一电路装置包括一个亮度信号峰化滤波器;和

上述第二电路装置包括一个色度信号去峰化滤波器。

4、如权利要求3所述的设备，其特征在于：

上述另一个亮度信号峰化滤波器（70），在由称为第一亮度信号峰化滤波器（52）所提供的峰化范围之上的一个区域显示峰化值，和

上述色度信号去峰化滤波器（80）提供第二色度输入信号边带的不相等的衰减。

5、如权利要求4所述的设备，其特征在于：

上述另一个亮度信号峰化滤波器（70）是串接在第三电路通路中的;和

上述色度信号去峰化滤波器（80）是串接在第四电路通路中的。

6、如权利要求5所述的设备，其特征在于：

上述第三电路通路包括一个按照指定顺序：一个交流耦合器（73），另一个亮度信号峰化滤波器的级联;和

上述第四电路通路包括一个按照指定顺序：色度信号去峰化滤波器（80）和另一个交流耦合器（85）的级联。

7、如权利要求4所述的设备，其特征在于：

上述第三和第四通路，每一个都包括一个各自串联的开关（77，78）;和

电路装置（90）用于在显示装置显示第二亮度和色度输入信号时，同时启动上述开关，以及用于在显示装置上显示第一亮度和色度信号时，中断上述开关;以及

上述开关放置在另一个亮度信号峰化滤波器和色度信号去峰化滤波器的各自输出端以及显示处理单元（40）中的亮度和色度峰化滤波器（52，58）的各自输入端（32，34）之间。

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