CN1054345A - 具有共用表面声波滤波器的准平行中频 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低音频蜂音电视信号处理系 统。视频中频信号及伴音中频信号由一共用表面声 波(SAW)滤波器予以滤波而无须供中频伴音处理用 的另外的表面声波(SAW)装置。视频信号所需的尼 奎斯特斜线由一轮廓滤波器提供以应用尼奎斯特斜 线特性。

Description

在例如用于美国的NTSC系统中伴随电视（TV）图像传输的伴音传输为一在射频（RF）图像载波以上4.5MHz传送的调频（FM）信号。在典型的TV接收机中，图像及伴音信号经由射频（RF）级及混频器（有时称为第一检波器）处理。通常现代TV接收机使用本机振荡器频率在接收频率以上的超外差接收机。结果，在中频部分中伴音及图像载波信号出现频率变换，即伴音载波频率出现在图像载波频率以下的4.5MHz。在美国使用的中频频率已予以有效标准化，中频图像及中频伴音载波信号分别为45.75MHz及41.25MHz。

在本文及权利要求书中，所指的电视接收机包括不论是否提供显示设备的所有适当装置，例如电视机及VCR。

若干方案已用于进一步处理由混频器所提供的中频信号。在常用于单声道电视接收机中的普通载波差拍系统中，图像及伴音载波是在共用中频通路中的调谐器之后予以处理。图像信息是在图像载波上调幅及由一包络检波器或同步检波器予以检波，随后在视频通路中予以处理。为了取出调频音频信息，将两中频载波混合以形成一具有相当于两载波中频频率差的载波差拍伴音信号。例如就NTSC系统而言将45.75MHz图像载波与41.25MHz伴音载波混合以产生-4.5MHz载波差拍伴音信号。调频载波差拍伴音信号随后由调频检波器解调，以产生音频信息。

载波差拍系统受到4.5MHz伴音载波信号中干扰及噪声引入，而会使重放的伴音发生畸变或其它缺陷。此种干扰的若干形式是在图像载波信号与伴音载波信号相混合时，图像载波信号的调制而产生。例如将TV接收机的图象中频部分的总频率特性设计得适合发射机中图像载波的残留边带调制。如众所周知的，典型接收机的特点显示出呈大致线性衰减斜线（有时称为“尼奎斯特斜线”），图像载波频率位于相对于较低频率边带部分降低6db的斜线上。结果较低及较高边带信号因尼奎斯特斜线特性而以不对称方式衰减。此种边带不对称的已知效果是会产生一种已知的、在图像载波信号中的入射载波相位调制（ICPM）这种不希望有的现象，它可导致重放伴音信号受到令人讨厌的“蜂音”的影响。

其他ICPM畸变可来自若干根源，所有这些根源将不希望有的视频相位调制加到图像载波上，此相位调制随后在接收机中转换到4.5MHz载波差拍伴音信号中，并导致因相位调制频率产生的重放伴音信号的“蜂音”畸变。

立体声及双语广播的多通道音频包括使用一个或更多音频副载波，用以形成复合音频信号。与单声道音频节目15KHz带宽相比增加至90KHz或更高为合适。结果，在立体声接收机中，伴音信号处理通道中的音频蜂音则倾向于较单声道接收机中更严重。此外，伴音检波器在较高音频下更易受到干扰。

已使用例如“分离载波伴音”及“准平行伴音”系统等伴音分离系统以克服“尼奎斯特”蜂音问题。在分离载波伴音系统中，于混频器以后，分别处理图像载波信号和伴音载波信号，以取出视频及音频信息。载波差拍方法用于伴音检测。锁相回路（PLL）提供与图像载波同一频率及相位的频谱纯正的正弦波，用以与中频伴音载波相混合。然而，实施PLL则较昂贵，及电路需要另外的放大器、调谐电路与更昂贵的集成电路芯片。在此系统中，伴音通道完全不与调制图像载波相混，因而由于尼奎斯特ICPM及其他原因造成的音频蜂音则大为减少。

在所谓“准平行”系统中，伴音及视频信号系在不同通道中予以分别放大及解调。在伴音通道中，中频图像载波被另外单独处理而无尼奎斯特斜线特性，及与伴音中频载波信号相混合以形成-4.5MHz载波差拍伴音信号。随后解调载波差拍伴音信号，以产生在处理后最终送往伴音重放扬声器的音频信号。

更具体的，在准平行系统中伴音通道包括一在解调前接收伴音及图像载波的滤波部分。伴音通道滤波器提供一输入至伴音解调系统，此系统具有相应于伴音及图像载波频率大致上对称的带通特性，及因此并不使图像载波受到相位畸变尼奎斯特斜线处理（在视频通道中对残留边带视频信息作适当解调需要此种处理）。附加电路，例如放大器及调谐电路等也是需要的。

在两种不同的系统中，（即锁相回路及准平行系统），常使用表面声波（SAW）滤波器。SAW滤波器的优点是尺寸小及有不需校正可重放的性能。然而SAW滤波器是价格较高的组件及常需要前置放大器以补偿SAW滤波器的介入损失。需使用两个SAW滤波器，在视频及伴音中频通道中各自使用一个是不理想的。SAW滤波器可用作为双通道装置，在利用准平行中频原理的接收机中是特别有用的。然而，此双通道SAW滤波器几乎是单通道SAW滤波器的两倍价格及不可能消除视频及伴音输出各自所需的另外元件。

因此，值得提供一种高品质宽频带无蜂音音频信号处理部分，其生产成本低、只需要最少数量的SAW滤波器。

简言之，为达到此目的，根据本发明的特点，视频中频信号及伴音中频信号是由一共用SAW滤波器予以滤波而无需另外的供中频伴音处理的SAW装置。此SAW滤波器的通带频率特性不具有会产生ICPM的尼奎斯特斜线特性。伴音处理部分的输入耦合于SAW滤波器的输出。用以处理视频信号所需的尼奎斯特斜线由轮廓滤波器提供。在例示的实施例中，视频信号由一准同步检波器检波。

为了更好理解本发明起见，可参照附图，其中：

图1-4显示现有技术构形的方块图，用以取出电视接收机中的载波差拍伴音信号。

图5显示包括本发明特点的方块图。

图6显示图5的47.25MHz轮廓滤波器电路的概略图。

图1显示一包括伴音载波差拍信号处理部分的现有技术单声道系统。因这种单声道系统所需的有限频率响应，故蜂音是可容忍的，而由“尼奎斯特斜线”和其它原因所产生的ICPM则易于控制。中频信号自一调谐器10提供及送至视频SAW12或具有如所示的典型通带特性13的另一适当中频带通放大器，其后馈至视频检波器14，在其中视频载波与伴音载波相混合，以提供视频复合信号及伴音载波差拍信号。

图2显示一所谓“准平行”伴音系统的一实例，在其中来自位于18的调谐器的中频信号送至具有标准视频通带特性（如图1中13所示）的视频SAW20，然后送至视频信号检波用的视频检波器22。为了避免ICPM，由一具有相应于伴音载波及视频载波频率的每一个呈对称通带形状的伴音SAW24处理伴音信号。以此方式，平行伴音通道分别地带通滤出伴音载波及图像载波信号以防止尼奎斯特斜线及其他问题。然后两对称载波在伴音检波器26中混合，用以导出4.5MHz载波差拍伴音信号。

另一提供蜂音可接受伴音的方法设有锁相回路（PLL），此回路在稳定的及完全与视频载波调制无关的视频载波频率上提供一信号。更具体地，锁相回路使在与任何调制或由于尼奎斯特斜线或视频载波的其他视频调制的相位效果完全无关的视频载波频率上实现清洁及频率稳定信号的混合。在此方面，现参考图3，按照处理视频通道所需要的常用尼奎斯特斜线通带30，视频SAW28滤出自调谐器29取出的中频信号及以与图1中所示的系统类似的方式将此信号馈送至锁相回路同步视频检波器31，不同的是复合视频信号及伴音载波差拍信号被合理导出而与ICPM及视频调制无关，因为在用于混合的视频载波频率处的信号是由PLL的电压控制振荡器导出。

使用PLL的现有技术的另一实例示于图4中，在其中，自调谐器32导出的中频信号以常用方式由视频SAW34予以处理及用同步检波器38检波（它使用了馈送至图像中频检波器38的PLL电压控制振荡器（VCO）36的输出），用以导出所检波的复合视频信号。VCO36的输出馈送至伴音中频检波器42，当与来自伴音SAW40的调制伴音载波相混时产生在伴音检波器44处检波的4.5MHz载波差拍信号。

为了提供合理的无蜂音的宽带伴音信号起见，图2至4显示现有技术认为必需的各种不同装置。在此种系统中不是用PLL来导出混合信号，就是用SAW滤波器来分开处理伴音信号。

现参考图5，在其中表示出电视接收机的调谐器、中频及检波器电路，用天线50所接收的电视广播信号加至电视调谐器51，调谐器51包括与本机振荡器54相组合的射频放大及混频器52。调谐器51以可选择方式分别变换所选择的TV频道的射频图像及伴音载波信号为例如用于美国NTSC系统的45.75MHz及41.25MHz的中频载波信号。

电视信号处理电路包括一中频滤波及放大部分（总标号为58）、及视频检波器60。响应于64处所产生的复合视频信号的视频信号处理器62则在66提供给显像管或阴极射线管（CRT）70一亮度信号。亦将适当矩阵彩色信号（未示出）与适当的偏转信号（未示出）提供给CRT70。

在由视频SAW滤波器所提供的常用载波差拍中频通带响应中，图像载波信号在较高频率斜线上被定位向下6db及中频伴音载波信号在较低的频率斜线上被定位向下约20db，使得能检出残留边带视频信息而无来自中频伴音载波的明显干扰。这是适当处理视频信息的尼奎斯特响应。由于如上述中频图像载波边带的不对称衰减，用于本文中的SAW滤波器74则如响应72中所示，得出视频载波的平坦响应曲线，以便不会将“尼奎斯特入射载波相位调制”引入在接头75处提供的中频图像载波。如以下所述，在伴音于接头75处滤出后，滤波器78提供尼奎斯特斜线，以供视频通道处理。

接头75上可用的中频信号由一伴音中频放大器82放大及由伴音检波器84检波，以将自SAW滤波器74接收的图像及伴音载波信号混合，在86处产生4.5MHz载波差拍伴音信号。该载波差拍伴音信号被检波，而所得伴音或音频信息耦合到伴音信号处理器88，用以将立体声成分解码及将它们馈送至扬声器90。

更具体的，在56处提供的分别由视频及音频信息调制的图像载波及伴音载波的中频信号由通常提供20至26db放大的SAW前置放大器96放大，以补偿SAW滤波器的通常约20db的大介入损失。然后，所放大的中频信号在76处通过具有实际上平坦的6MHz通带特性的SAW滤波器74。

视频信号的正确检波需要一示于80的响应特性。由于平坦响应未引入尼奎斯特斜线，SAW滤波器74的输出信号极适合伴音解调，但因此不很适合于视频。视频所需要的尼奎斯特斜线由具有如下文更详细讨论的一种陷波型特性的滤波器78予以提供，此滤波器将信号划轮廓以产生适合检波的视频信号。SAW滤波器74在47.25MHz亦提供一大致理想的衰减以减少邻接通道干扰，及在39.75MHz（未示出）处提供一衰减。

来自陷波滤波器78的输出信号耦合于视频中频放大器94，放大器94是一种具有AGC增益控制（未示出）接头的普通的增益可控放大器。

如上所述，所传送的信号需要供适当检波的特别视频形状，具体地说，需要会将“蜂音”引入重放伴音的特别尼奎斯特斜线。滤波器78提供所需的斜线而不会影响在滤波器78之前就除去伴音中频。因此滤波器78将视频中频的特性划轮廓及为视频通道提供尼奎斯特斜线，但不需要独立的伴音SAW滤波器以避免尼奎斯特斜线伴音蜂音问题。滤波器78的带通特性表明在79，其中，在45.75MHz处，视频载波降低6db，此外，滤波器78提供47.25MHz的另一级抑制，用以再减少邻接通道干扰。滤波器78的具体实例是通常所谓“陷波”、频率消除、或带阻滤波器，全视频率抑制曲线在所选的抑制频率处如何尖锐而定。滤波器78亦可作为在45.75MHz及47.25MHz处提供适当尼奎斯特斜线及衰减的低通滤波器，这也是在本发明的安排以内。示于图6中的滤波器78的实施将在以下予以讨论。

示于典型具体实例的检波型式通常称为准同步或假同步检波，在其中，对图像载波予以振幅限制（未示出）以去除出现在载波的任何包络调制，及用作为同步检波器的参考输入信号。视频中频放大器94的输出信号耦合于同步视频检波器60，在其中，该信号与去除了调制的导出图像载波相混合，用以在64处提供一复合视频信号。

总之，已经表明，通过创造性地设计和配置滤波器78，使其只对图象通道提供尼奎斯特斜线，就可以只用一个SAW滤波器完成对图象中频和伴音中频两者的中频信号处理。

现参照图6，示有滤波器78的概略图。电阻器92（50欧姆）与输入接头91及输出接头98间的电容器95（56微微法）及可变电感97（标称为0.2微亨）的并联电路成串联联接。电容器100（4.7微微法）及电阻器102（1000欧姆）在输出接头98分流至地。电路作成可调整的以补偿SAW滤波器及滤波器78本身之误差。陷波滤波器78及SAW滤波器74的频率响应可互补，即陷波滤波器78可予调整以补偿SAW滤波器的频率响应中的缺点，例如频率向上转移。滤波器78在45.75MHz时被调到6db衰减及在约44MHz时则调到尖峰以改善尼奎斯特斜线的逼真度。陷波滤波器调谐至47.25MHz。

因而，如本文中所示有可能使用较现有技术中所使用的电路更经济的电路来产生可接受的低电平蜂音立体声信号。所公开的装置允许仅用-SAW滤波器（与有关的电路）而不需要更昂贵的集成电路芯片及外部电路。然而应予注意，如果需要时可使用PLL。双SAW滤波器的费用可予以节省。与普通滤波器单独比较，除提供普通尼奎斯特斜线外，还有较好的47.25MHz抑制特性。

Claims (5)

1、一种具有中频信号源(51)的电视接收机，此信号包括分别由视频及音频信息调制的图像载波及伴音载波，图像载波及伴音载波间具有预定频率间隔，用以处理该信号的装置包括：

第一中频带通滤波器装置(74)，用以对所述中频信号滤波以产生所述调制图像载波及调制伴音载波的第一滤波形式，其特征在于还包括：

第二中频滤波器装置(78)用以提供第一滤波形式调制图像载波的第二滤波形式，

视频处理装置(94、60、62)，它包括其输入端与第二中频滤波器装置(78)的输出端耦合的视频检波器装置(60)，用以自中频信号的第二滤波形式提供检波视频信号，及

伴音处理装置(82、84、88)，它包括其输入端与第一中频带通滤波器装置(74)的输出端耦合的伴音检波器装置(84)，用以自中频信号的第一滤波形式提供检波的伴音载波差拍信号。

2、根据权利要求1的电视接收机，其特征在于，上述第一中频带通滤波器装置（74）具有这样的特性，即在上述图象载波频率的以上及以下邻接频率处的振幅基本上相等，而

上述第二中频滤波器装置（78）具有这样的特性，即在上述图象载波频率的以上及以下邻接频率处的振幅基本上不相等。

3、根据权利要求2的电视接收机，其特征在于，第二中频滤波器装置（78）沿第一中频带通滤波器装置的通带的斜线提供所选择频率的陷波衰减。

4、根据权利要求2的电视接收机，其特征在于，第一中频带通滤波器装置（74）包括SAW滤波器而第二中频滤波器装置（78）包括一陷波器。

5、根据权利要求2的电视接收机，其特征在于，第二中频滤波器装置（78）将视频中频信号划出轮廓，以提供上述第一中频滤波器装置未提供的尼奎斯特斜线。

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