CN1049548C - 装有多种视频输入端和自适应亮度信号滤波器的电视接收机 - Google Patents
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Abstract
用于多信号源电视接收机的亮度信号滤波器，包括：响应带宽控制输入信号(F)的可调谐滤波器(206-220)，用于决定加到所述滤波器上的亮度信号的带宽；以及反向响应(232)所述带宽控制输入信号的可变延迟电路(202，204)，用于向所述亮度信号滤波器提供大致均匀的总延迟。
Description
本发明广泛涉及电视接收机，具体地说，涉及装有供视频信号源用的多种视频输入端的电视接收机。
装有多种视频输入端的电视接收机是十分有名的。参看(例如)1991年6月16日公布的属于Sondelweck的美国专利第5032900号，题为“带有供分离Y-C格式的视频信号用的输入辅助接头的电视接收机”。Sendelweck接收机包括一般RF视频信号源(天线)用的输入端、辅助基带合成视频信号源用的两个输入端以及供分离Y-C格式的视频信号用的通常称为“SVHS”的第四输入端。
装有多输入端的接收机一般提供某种形式的色度信号边带均衡，以便计算出调谐器提供的色度信号和辅助装置或SVHS提供的色度信号SVHS之间的色度边带的差值。具体地，对RF信号源来说，由于IF滤波器响应，使色度上边带的衰减多过下边带，而对辅助信号源来说，色度信号边带一般是振幅相等(对称)。这可能是正确的，如1992年4月21日公布的属于Sendelweck等人题为“具有画中画处理和可变色度信号滤波的彩色电视设备”的美国专利第5107341号所描述的那样。在那里所描述的可变滤波使要加以显示的主要图像进行不对称色度滤波处理(这里信号源是电视信号调谐器)并使要加以显示的主要图像进行对称滤波处理(这里信号源是辅助视频输入信号)。
本发明部分立足于认可对用于滤出亮度信号的亮度滤波器的需要，该亮度信号被选为视频信号源的带宽的函数以供显示之用。另外还需要亮度滤波器，当对称和非对称色度校正滤波器相互切换的时候，该亮度滤波器提供不同色度信号延迟的校正。另外还需要亮度滤波器，该亮度滤波器显出在某一频带内大体上恒定的群时延，但它可能作为视频信号源带宽的函数而变化，以保证适当的亮度一色度配准和最小亮度信号失真。另外还需要对用于不同接收机有可选亮度信号带宽，不同的接收机可以有不同类型的亮度/色度信号分离器(例如，梳齿滤波器、低通/高通滤波器、低通宽带法滤波器、高通/宽带减法滤波器，等等)。
本发明可以满足各方面的需要。
按照本发明，用于多信号源电视接收机的亮度信号滤波器包括一个响应带宽控制输入信号的可调谐滤波器，用于确定加到所述滤波器的亮度信号的带宽；和一个反向响应所述带宽控制输入信号的可变延迟电路；用于向所述亮度信号滤波器提供大体上统一的总时延。
本发明的上述和另外的特征示于附图中，其中同名元件用同样的标志符表示，其中：
图1是体现本发明的电视接收机的方框图；
图2是体现于图1的接收机中的亮度滤波器的详细方框图；
图3是说明图2的一部分滤波器的群时延的曲线；
图4是说明用于图2的亮度滤波器中的可变时延迟偿滤波器的群时延的曲线；
图5A是说明图2的亮度滤波器的带缘陷波器的振幅响应的曲线；
图5B是说明图5A的陷波器的延迟响应的曲线；
图6A是说明用于图2的亮度滤波器中的横向峰化器的响应的幅度曲线；
图6B是说明图6A的横向峰化器的群时延响应的曲线；
图7A例示用于图2的亮度滤波器中的低通滤波器的振幅响应；
图7B用扩展比例说明图2的低通滤波器的幅度响应和群时延；
图8A例示在不同峰化值和0.36MHz选择带宽时图2的滤波器的总振幅响应；
图8B比较图2的滤波器的总延迟响应，用于辅助和RF输入信号源及036MHz带宽；
图9A例示图2的滤波器的总振幅响应，用于不同峰化值和4.2MHz带宽；
图9B例示图2的滤波器的总延迟响应，用于辅助和RF信号源及4.2MHz的选择带宽；
图10A例示图2的滤的总振幅度响应，用于不同峰化值和9MHz选择带宽；及
图10B例示图2的滤波器的总延迟响应，用于辅助和RF输入端及9MHz选择带宽，并用于辅助输出延迟滤波器被断开的情况。
图1的接收机10具有RF输入端12、辅助输入端14以及SVHS输入端16。RF输入加到调谐器18和IF放大器20、视频检波器22和声频陷波器24，以产生基带合成视频信号S1。被接收机控制单元30控制的开关26选择由调谐器提供的基带信号S1或根据观众选择的辅助视频输入信号S2。该控制单元也向该调谐器提供调谐电压，用于选择信道。被选的基带视频信号S3加到亮度/色度信号分离器32中，它把信号S3分成亮度分量Y1和色度分量C1。信号分离器32可以是一般的梳齿滤波器类型或用某种其它适当的类型(例如，低通/高通；从宽带输入中带减去的低通，从宽带输入中带减法的高通，等等)。接收机控制单元(例如，被接收机遥控所控制的微处理器)也控制第二开关34，用于选择基带信号Y1和C1或SVHS基带亮度和色度信号Y2和C2。被选色度信号Co加到可变对称色度滤波器上，它也被接收机控制单元30所控制。具体地说，当RF信号被接收时，滤波器36为色度信号提供不对称响应，以补偿由于IF滤波器和音频陷波器响应特性所造成的彩色上边带的振幅的减少。对所有其它输入信号源(辅助和SVHS)来说，控制单元接通彩色滤波器36，以便为色度信号提供对称响应。如将要加以描述的那样，开关34的亮度输出被亮度滤波器40所处理，而处理过的亮度Yp和色度Cp信号则被加到显示处理器37上，处理器提供一般功能，例如彩色解调、肤色校正、色调和色饱和度控制、亮度控制、对比度控制、矩阵变换、等等，并产生RGB形式的处理过的视频输出信号，以便用显示装置38(例如，显像管或其它适当的装置)显示。
在使用过程中，接收机控制单元控制信道选择和开关26及34，如上所述，用于信号源选择。另外，该控制单元为视频调谐器把色度可变滤波器置为非对称模式，而为其它信号源置色度可变滤波器为对称模式，而作边带振幅畸变的校正。亮度滤波器40接收被选亮度信号Yo并应用可变带宽、可变延迟以及可变峰化以产一处理过的输出信号。这些功能被接收机控制单元30所提供的对称控制信号、SVHS选择信号、峰化控制信号以及带宽控制信号所控制。为正确评价亮度滤波器40所提供的各种各样功能的特性，图2显示了其详细方框图。
图2的亮度滤波器主要由一些可调有源滤波器组成，包括恒定振幅全通型、可调低通型以及可调带阻(陷阱或陷波)型。在输入端201的被选亮度输入信号Yo经由级联耦合到两个全通滤波器202，204上，它们向可调谐陷波器(Fo陷波器)206根据所选择的信号源可调谐到所需亮度带宽(例如，3.6、4.2或9MHz)。还有两个全通(延迟)滤波器208和210的级联进一步延迟该信号，以便向横向带通滤波器提供输入，该横向带通滤波器把那些信号合并起来以提供峰化信号。可变增益放大器214根据接收机控制单元向输入端216提供的控制信号改变峰化信号的幅值。加法器218把可变峰化信号与延迟单元208的输出结合起来以提供被可调谐低通滤波器220低通滤波的和信号。处理过的亮度信号经由辅助固定延迟单元224供给输出端222，该延迟单元224是在用户选择SVHS操作方式的时候被加到输入端226的SVHS模式信号所选择。相反，为其它接收机带宽(例如，调谐器或所选择的辅助输入)旁路辅助延迟单元224。Fo调谐电压控制滤波器的可调部分，该Fo调谐电压由控制单元30提供给输入端230。它直接控制Fo陷波器206的调谐，该陷波器206设定滤波器带缘、低通滤波器220以及两个作为横向峰化滤波器的一部分的延迟滤波器208和210。借助于使Fo调谐信号反相的反相器232，使延迟204和202随调谐电压成反比地变化。如要加以解释的那样，这是校正滤波器的总延迟响应供不同带宽之用。另外的延迟校正是由加法器238提供，该加法器238在端点236接收色度滤波器模式控制信号，并把它加到反相的Fo调谐电压上。
在使用过程中，亮度滤波器40提供可选择的亮度带宽，以适应梳状滤波器和非梳状滤波器复合视频模式以及宽带分量输入(SVHS)模式。具有亮度—色度暂时匹配以及用于对称或非对称(色度峰化器)响应的两个可选择的色度带通滤波器模式，就可完成这三个模式。在只有频率轴按比例缩小的情况下，亮度响应的振幅形状对这三个模式的每一个来说都是一样的。所有滤波器都属于运算跨导放大器有源滤波器之类，其电路接法具有与调谐电压相比可变频率/恒定Q值。亮度响应极近似于“余弦负三次谐波”响应，并被级联元件206-220所确定。这些元件的延迟响应示于图3，它显示(对4.2MHz情况来说)一般随频率而增加的延迟。图4显示时延校正滤波器202和204的向应，它(如所看到的)具有一般随频率而减少的时延。合并的净时延大致是恒定的，而这是希望有的特性而被保留，以供不同带宽之用。对宽带情况(9MHz)来说，该延迟也是恒定的，但用单元224加上附加(恒定)延迟，以便适应色度信号延迟。
更详细地，Fo陷波器206被调谐到带缘频率Fo(例如，3.6MHz或4.2MHz或9MHz)并具有等于1.5的Q值。横向带通滤波器(它包括两个全通延迟元件208，210)被调谐到1.15倍F(借助于全通滤波器的延迟，该滤波器具有1.15倍F的谐振频率)。低通滤波器装有高边陷波器，其中低通滤波器的谐振频率是F而陷波器是3.17倍Fo。低通滤波器的Q值是0.6。
由于每一个频率决定元件与Fo有乘法关系而Fo是由加到每个滤波器上的调谐控制电压所确定，所以那些滤波器的以这样的方式跟踪，以便在只有频率轴按比例缩小的情况下，实现为所有模式所共有的所需滤波器形状。
如按比例缩小频率轴那样，同预料的一样，有亮度延迟方面的变化(给定级数的带宽较大的滤波比起同一级数的带宽较小的滤波器具有较小的延迟)。假定色度带宽没有随Fo变化，该滤波器包括临时匹配用的装置。临时匹配装置包括延迟单元202和204，它调节色度延迟方面的变化，色度延迟不但与改变亮度带宽的情况有关，而且与在对称和不对称模式之间转换色度带通滤波器有关。
假定图2的滤波器单元每一个都是二级响应，在DC至F范围内，群时延特性曲线是不平直的。用于F＝4.2MHz辅助输入模式的滤波器206-220的群时延示于图3。这就需要对幅度响应决定单元的群时延均衡。该时延也必须与上面讨论的频率轴按比例缩小相符。通过使用Fo陷波器作为初级幅度响应决定因素，其有效群时延上升到Fo，Q值稍低的两个全通级(202，204)可以用于亮度—色度暂时匹配和用于所需时延均衡。用Fo调谐电压反向地控制这些全通滤波器的调谐电压，在只有频率轴按比例缩小和延迟轴按比例缩小的情况下，群时延形状基本上会保持恒定(正如滤波器的振幅响应)。这样总的幅度和群时延响应以及亮度—色度暂时匹配基本将是恒定的并对各种模式来说是平直的，而只有所需的频率轴按比例缩小。引起色度带通滤波模式转换的亮度延迟的变化是通过对亮度全通延迟元件202和204的附加调谐控制补偿来完成(例如，加法器338把色度模式信号加到Fo(反相)调谐信号)。
图4显示在Fo＝4.2MHz辅助视频输入情况下延迟元件202和204的群时延响应，而图5-7显示在同样的Fo＝4.2MHz情况下Fo陷波器、横向峰化器以及低通滤波器的群时延特性曲线。RF输入的及辅助输入情况下Fo＝3.6MHz、4.2MHz和9MHz的总亮度响应示于图8-10。应该注意，对可调谐滤波元件来说，在Fo＝9MHz情况下，暂时的亮度色度匹配是不予保持的。这一点由辅助延迟单元224加以修正，该延迟单元224是在9MHz模式被接通，并在其它模式下被旁路。
可以对上文所描述的本发明的实施例作各种各样的变化和改进。例如，虽然本发明已经用模拟技术(有源滤波器)加以阐明，但还是可以用数字技术得到同样的结果。同样，虽然特定频率已用于(作为例证)NTSC电视系统标准，但其原理还是同样适用于其它电视系统标准，例如PAL和SECAM。此外，级联系的次序可加以颠倒或互换位置直到亮度信号的综合处理大体上相同时为止。其它这样的变化对一般本领域技术人员容易明白的。
已经显示和描述了供多信号源电视接收机用的亮度信号滤波器，它给可变亮度信号带宽提供大致均匀的延迟并根据所选择的信号源作色度信号带宽变化方面的修正。
Claims (5)
1.一种用于具有多个不同带宽的亮度信号源(AUX IN，RF IN)的电视接收机中的亮度信号滤波器，其特征在于包括：
耦合到所述亮度信号源的开关装置(34)，用于提供用作显示的选定的亮度信号；
控制单元(30)，(i)用于控制所述视频输入信号的选择和(ii)提供代表所述选定的亮度信号的额定带宽的带宽控制信号(BW)；
可调谐滤波器(206-220)，响应于所述带宽控制信号，用于确定加到所述显示器上的所述选定的亮度信号的带宽；
所述可调谐滤波器具有一个延迟，它随着滤波器通带内各分量频率的函数而改变，也随着所述选定的亮度信号的所述带宽中的改变而改变；以及
可变延迟电路(202，204)，与所述可调谐滤波器串联耦合并响应于所述带宽控制输入信号，用于为所述可调谐滤波器的所述通带内的所述信号频率提供延迟均衡，并同时为所述不同带宽的所述亮度信号提供基本恒定的整体延迟。
2.如权利要求1的滤波器，其特征在于进一步包括：
在所述控制单元(30)中的输出端，用于提供另一带宽控制信号(SVHS SELECT)，以表明所述选定的亮度信号是由宽带视频信号源所提供的；
辅助延迟电路(224)，与所述可调谐滤波器和所述可变延迟电路相串联，用于响应于所述另一带宽控制信号的出现，而将一个附加预定的延迟加到所述选定的亮度信号上。
3.如权利要求1的滤波器，其特征在于：
所述可调谐滤波器(206-220)包括一串联联接的可调谐低通滤波器(220)和可调谐陷波滤波器(206)，两者的调谐输入端耦合起来以接收所述带宽控制信号；以及
所述可变延迟电路(202，204)包括一可调谐全通滤波器，其调谐输入端耦合到所述可调谐低通滤波器和所述可调谐陷波滤波器的调谐输入上。
4.如权利要求1的滤波器，其特征在于还包括：
所述控制单元(30)中的输出端，用于提供一个彩色处理模式提示信号(SYMMETRY CONTROL)，该信号具有第一状态，用来表示由所述接收机处理的彩色信号被对称滤波，该信号还具有第二状态，表示所述彩色信号被非对称滤波；以及
用于将所述彩色处理模式表示信号与所述带宽控制信号相结合，并加到所述可变延迟电路调谐输入端的装置(238)。
5.如权利要求1的滤波器，其特征在于还包括：
与所述可调谐滤波器和所述可变延迟电路串联耦合的可变峰化电路(214)；
用于将峰化幅度控制信号加到所述峰化电路第一输入端，并控制加到所述选定的亮度信号上的峰化分量幅度的装置；和
用于将所述带宽控制信号加到所述峰化电路的第二输入端，并控制加到所述选定的亮度信号上的所述峰化分量频率的装置。
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