CN1056200A - 利用微电脑的同步有效性检测 - Google Patents

Abstract

调谐系统包括基于微电脑的、无需使用硬件计时 /计数器的同步信号检测器。微电脑(117)在若干 不同估算间隔内采样耦合到普通输入/输出端口 (143)的同步分离器(111)的输出信号判定是否出现 有效同步信号的各个特征。在一个估算间隔内，执行 测试以判定“高”电平存在的持续时间是否小于对应 水平同步脉冲最大持续时间的给定持续时间(如 10μs)。在另一估算间隔内，执行测试判定出现“低” 电平的持续时间是否大于对应于水平同步脉冲间最 小分隔的另一给定持续时间(例40μs)。该采样及估 算间隔由执行指令循环所需时间确定。

Description

本发明涉及利用微电脑判定视频信号中同步分量为正确的方法和装置。

能够调谐以非标准载波频率及标准（例如，“广播”）载波频率电视信号的调谐系统包括：用以改变本机振荡器信号频率以搜索频率范围的装备和用于检测已得到正确调谐的装置。后一装备通常包括用于检查表示IF（中频）信号与标称值之间频率关系的自动微调（AFT）信号的装置，也包括用于判定由视频检波器产生的解调信号是否包含图象同步（“sync”）信息的装置。同步信息测试是这样进行的，即检验在搜索期间已找到的RF载波为图象载波而不是声音载波，因为AFT信号可呈现响应图象或声音载波的正确调谐所对应的状态。在1989年9月19日公布的J.Tults等人的4，868，892号美国专利中描述了这种调谐系统。

在J.Tults的于1982年12月14日颁发的美国专利第4，364，094号中，公开了一种用于估算电视接收机同步（sync）信号分离器输出信号以判定是否存在有效的图角同步信息的，即、使用专门逻辑元件的所谓“同步存在”检测器的硬件设备。

在现代电视接收机中，包括调谐的大多数控制功能由微电脑（μC）实现。所以，使用微电脑作同步存在检测也是合乎要求的。

大多数μC包括用于执行各种计时器和（或）计数器功能的硬件计数器。如果有可将同步分离器的输出信号通过输入端口耦合到μC的计时器/计数器，利用μC对检测同步信息存在进行检测的一种简单方法就是使计时器/计数器在预定时间区间内对同步分离器输出信号跃迁进行计数。如果计数达到预定数，产生有效同步分量的指示。

上面所述技术需要μC带有可进行外部存取的“板上”（on-board）计时器/计数器。

即使μC包括可外部存取的计时器/计数器，通常最好使用该计时器/计数器来执行其它重要功能，例如，记时和遥控IR命令译码，这些功能不应被中断。

使用μC硬件计数器/计时器相关的中一问题是在错误情况下例如，当同步分离器的输出信号包括随机隔开的噪声脉冲时得到看上去正确的结果。

本发明部分涉及无需硬件计时/计数器的软件控制的“同步存在”检测器。因此，如果在μC中有计时器/计数器，则可将之用于其它目的。按照本发明的一个方面，将同步分离器的输出信号耦合到μC的普通的、通用输入端口并在若干估算间隔期间以采样间隔对之进行异步采样。采样间隔及估算间隔均由执行相应的一组指令所需的时间所确定，而不是由硬件计时器所确定。在每个估算间隔期间，确定同步分离器的输出信号是否具有有效同步信号的相应特征。按照本发明的另一方面，在产生有效同步信号指示之前必须在各个估算间隔期间产生预定个数的肯定结束的序列。

参考附图对本发明加以说明，附图中：

图1示出包括调谐系统的电视接收机的框图，该调谐系统使用按照本发明各个方面构造并运行的基于微电脑的“同步存在检测器”，以及

图2示出和“同步存在”检测相关的图1所示调谐系统微电脑控制程序部分流程图。

附录程序和图2所示流程图相对应。

图1所示电视接收机包括以常规方式布局的调谐器101、中频（IF）部分103、视频检波器105、视频处理部分107、AFT检测器109，同步分离器111和同步处理部分113。当准确调谐到某一频道，同步分离器111产生包含水平和垂直同步脉冲的复合同步信号。

调谐器101包括锁相环（PLL）115的一部分并由锁相环115控制的本机振荡器（未示出）。锁相环115响应通过将由可控分频因子N对本机振荡器（LO）信号的频率进行分频所导出的信号的频率（和相位）与基准频率信号相比较而产生的误差信号，产生调谐电压（TV）。分频因子N由微电脑（μC）117控制，该微电脑也控制电视接收机各种其它功能。在说明性实施例中，将控制分频因子N的数据从μC  117的输入/输出端口（端）119以串行方式耦合到PLL  115。将来自μC  117的输入/输出端121的用于对该串行数据译码的时钟信号耦合到PLL  155。

用户可使用遥控系统控制电视接收机包括频道选择的各种功能。图1只示出了该遥控系统中的遥控接收器123。遥控接收器123耦合到μC117的所谓“中断”输入端125。

微电脑117按照用户所作的频道选择控制PLL  115的分频因子N。为调谐带有非标准频率载波以及标准频率载波的RF电视信号，μC117也按由AFT检测器109产生的自动微调（AFT）信号的状态和同步分离器111输出信号状态对分频因子N加以控制。

具体而言，为确定和调谐带有非标准频率载波的RF信号，μC117控制分频因子N使得在包围所选频道标称本机振荡器频率的搜索范围内以较小步长改变本机振荡器频率。如图1所示，AFT信号具有通常为S形的幅度频率特征曲线，并在标称频率值相对两侧具有正的和负的幅度区或“峰值”（humps）。AFT比较器部分127内的阈值比较器确定AFT信号幅度何时落在两个幅度内。AFT比较器部分127的阈值比较器的输出信号耦合到μC117的输入/输出端口129a和129b。当AFT信号的幅度一个步长内处于正的幅度区内、而在下一步长内处于负的幅度区内时指出存在有载波（假设本机振荡器频率已增大）。

但是，AFT检测器109以同样方式响应图象和声音载波，并且如果在AFT信号中有唯一关联性可能出现调谐误差。因此，检查同步分离器111的输出信号以判定它是否包含有效水平同步分量。有效同步信号指出图象载波而不是声音载波已定位。

至今所述的设计系统类似于以上所述的J.Tults的美国专利4，868，892号中所公开的。然而，与该专利公开的调谐系统不同的本调谐系统在于：使用软件控制算法而不是专用逻辑直接对同步分离器111的输出进行估算。

在参考图2所示流程图说明软件算法之前，简单说明μC  117的基本部件以更好理解该算法以及其优点。

微电脑117包括与只读存储器（ROM）133和随机存取存储器（RAM）135通信的中央处理器（CPU）131。中央处理器131按照ROM133中存储的一组指令（即“程序”）处理RAM135中存储的数据。数据通过输入/输出（I/O）部件137耦合在CPU  131和各种输入/输出端口（端）之间。晶体控制时钟发生器139为μC  117的各部分提供各种时钟和计时信号。

如前所述，μC  117有一“中断”输入端125。当在中断输入端125接收到例如正向脉冲的中断信号，CPU  131立即中断主控程序的执行，并启动“中断”程序的操作。该操作将参考从遥控接收器123耦合到“中断”程序的操作。该操作将参考从遥控接收器123耦合到“中断”输入125的遥控信号的译码通过实例在后面说明。

微电脑117也包括耦合到CPU131的所谓硬件“计时/计数器”141。在举例的实施例中，计时/计数器141连续接收并计数由时钟发生器139产生的时钟信号的时钟脉冲。计时/计数器141对各种计时器/计数器功能是有用的。

借助实例，计时/计数器141可用于测量部分脉冲信号的区间长度，即在脉冲信号出现第一次跃迁时装入初始计数值，在脉冲信号出现第二次跃迁时判定最终计数值并减去两计数值。在本实施例中，使用计时器/计数器141和中断输入125测量遥控信号的脉冲之间的时间区段以便对遥控信号译码。具体地说，当在“中断”输出125接收第一遥控脉冲时，启动中断程序并将初始值装入计时/计数器141。当接收到第二遥控脉冲时，由CPU  131判定计数器/计时器141达到的最终计数值。将两计数器从初始值中减去以确定遥控脉冲间的时间区段。借助于实例。长区间对应于逻辑“1”，而短区间可对应于逻辑“0”。

在本实施例中，计时/计数器141也用于记录当前时刻。每当达到计时器/计数器141的最大计数值，便递增RAM135寄存器中存储的表示当前时刻的计数。

计时器/计数器141也可用于例如通过对如前所述的正向或负向跃迁之间的时间区间的测量对同步分离器111的输出信号进行估算。然而，在本实施例中，计时器/计数器141和中断输入125已用于对遥控信号译码。此外，将计时器/计数器141对同步分离器111的输出信号进行估算的使用限制于会有误差的相当简单的时间区段测量。

在本发明最佳实施例中，用软件算法而不是硬件计时器/计数器141对同步分离器111的输出进行估算。除了空出计时器/计数器141用于其它功能外，该算法允许将同步分离器111的输出信号耦合到μC  117的普通的通用输入/输出端口（端）143。在图2所示的流程图中，将输入/输出端口143称为端口A。

在图2中示出微电脑117的控制程序中和判定是否存在有效同步信息部分相关的详细流程图。在附录中包括了相应程序“清单”（Listing）和某些性能标识。在该清单中给出的代码是所谓“TELEKAT”电视控制IC中的代码，该IC包括6805微电脑并可从Motorola半导体制造公司购得。“TELEKAT”IC也包括调谐器控制锁相环及用于各种电视控制功能例如亮度、对比度、饱和度、色彩和容量的数模转换器。它也包括用于产生适于“屏上”显示诸如目前调谐频道的频道号的字符信号的字符发生器。

基本上如前所指出，同步存在算法在给定个数的测试周期内判定是否出现预定个数的具有近似正确的时间区间（约5μC）和近似正确的周期（约64μC）的水平同步脉冲。在每个测试间隔内，μC117的软件程序以4μS为间隔“查看”端口A的正的同步脉冲。以该速率进行采样是合乎要求的，因为正常水平同步脉冲具有4μS的最小区段。在同步信号检测之后，该程序继承对输入的采样，以确保下一脉冲按要求大约60μS之后出现。

μC  117的RAM135中存储的若干变量用于图2指出的同步存在检测算法：

“A”是对已出现有效水平同步脉冲测试周期的计数。执行128个测试周期。选择数128是因为它近似对就于电视场的一半，并足够长考虑到在垂直消隐间隔期间出现的倍频脉冲而出现的误差。

“SYNCPCNT”是已发现有效水平同步脉冲存在的次数的计数。大于104的SYNCPCNT计数指出存在正确的同步信息。选择数104是由于考虑到128个测试周期中有些不正确结果。确定的预期的不正确结果是由于倍频狭窄均衡脉冲以及包含于垂直消隐间隔内的宽的垂直同步脉冲而引起的。

在同步检测程序中所用的采样间隔，估算间隔和延迟由执行指令（例如清单所指的DECX）而不是使用计时器/计数器141所需的时间确定。更具体地说，参考程序清单，从执行时间看流程图示出的小循环是相同的。BRSET指令检查同步分离器111输出信号的逻辑电平并执行2.5μS。在BRSET之间交替使用DECX和BNE指令，这两条指令执行1.5μS。结果，一个循环的执行时间为8μS，而在每个循环中同步分离器111的输出信号以4μS间隔被检查两次。指令DECX使RAM135中寄存器（X）内容减1。指令BNE检查X寄存器内容是否已达到0，以判定分配的时间间隔是否已经过去。然而，为以相对简单方式指出功能操作，将诸如TIME和DELAY的变量在流程图表示如同它们由常规计时器/计数器建立。

在流程图中，指令“PORT￥A”使同步分离器111的输出信号耦合到端口A加以采样。端口A和指令PORT￥A不应与变量“A”混淆。

在同步检测算法的以下描述中，在适当处指出图2所示流程图各框的标号。

在前面描述的搜索操作期间，当通过检查AFT信号已检测出载波存在之后，启动（进入）同步检测算法。

进入程序的同步存在部分后，将SYNCPCNT置为计数0，将A置为计数128（201）。此后，将TIME置为0（202）并每4μS采样端口A直至同步分离器111的输出信号为“高”（逻辑“1”）或直至72μS周期过去（203，204，205）。72μS的时间间隔提供了缺席或“脱离”（escape）条件以防在端口A不存在有效同步信号时的“锁住”（lockup）。如端口A已出现逻辑“1”，则10μS延迟后再对端口A采样以判定是否存在逻辑“0”（206，208）。步骤203，204，205，206和208用于判定同步分离器111的输出端是否产生持续时间不长于10CμS的“高”的脉冲。在步骤208有肯定（是）结果指示可能存在水平同步脉冲。

如果在步骤208结果为肯定（是），端口A继续以每4μS采样一次直至40μS周期过去或在同步分离器111的输出端出现逻辑“1”（208、209、210）。在步骤207为估算对计时器初始化。步骤208、209和210用来判定同步分离器111的输出信号在略短于水平同步脉冲间时间间隔的周期内为“低”。

如已发现存在40μS“低”周期（208、209、210）、再次以4μS间隔采样端口A直至检测到“高”或24μS过去（211、212、213、214）。步骤211、212和214用于判定40μS“低”周期后是否出现另一水平同步脉冲。24μS时间间隔提供缺席条件。

如果出现被至少40μS低周期分开的对应于水平同步脉冲的两个连续“高”周期（步骤212处为“是”），则SYNCPCNT计数递增1（215），而A计数递减1（216）。此时，如果A未达到0，（217处为“否”），则程序返回到步骤206检查下一个脉冲间的间隔。

如在估算周期检测到指出不正确同步分量的任何条件（202-214），则A也递减1（218），但SYNCPCNT不增1。当出现以下情形之一则指出一故障：（1）72μS中未出现“高”（203、204、205）;（2）“高”长于10μS（206，208）;（3）未出现40μS“低”（208，209，210）或（4）在24μS内未出现第二个“高”。此时，如果A未达到0，（在219处为“否”），则启动另一估算周期（202）查看水平同步脉冲。

如在步骤217或219，A达到计数0，指出已执行128次完整的估算，SYNCPCNT被估算（220）。如果SYNCPCNT大于104，指出存在有效同步分量的旗标寄存器被设置为逻辑“1”（221）。此后，“退出”同步存在算法，并通过以很小步长改变本机振荡器频率来继续调谐算法直至AFT信号处在其两峰值之间以“微调”本机振荡器。另外，如SYNCPCNT不大于104，将旗标寄存器设置为逻辑“0”以指出有效同步分量不存在（222）。此后，调谐算法继续图象载波搜索。

本领域技术人员会理解到，尽管术语“微电脑”已用来描述本发明的实施例，但术语“微处理器”至少和本发明的关系来看，与微电脑是同样含义的。

程序同步检测部分的总执行时间约为8ms。用于如检查用户产生的命令和控制各种电视功能的程序中断的合理数量并不显著影响同步检测程序性能。每个中断可简单地将检测到的同步脉冲个数减小一很小的数。这可通过减小期望的同步脉冲计数（SYNPCNT）的阈值加以考虑。

本发明通过实例，以和美国所用的NTSC电视信号标准相符的同步分量为例作了说明。然而，本领域技术人员将会理解，由举例实施例所述的，本发明可用于和诸如PAL和SECAM的其它电视信号标准相符的同步分量。

尽管所述的本同步存在检测器参照了其中同步的存在用于在AFT信号最初指出载波的存在之后确认图象载波而不是声音载波已被调谐的调谐系统，但可以理解用同步存在检测器无需AFT检测器例如来指出电视信号的存在。这些及其它改进落在以下权利要求书所确定的本发明的范围之内。

Claims (5)

1、用于估算电视信号的同步分量的装置，它包含：

包括中央处理器(131)、多个端口、和用于将所述端口耦合到所述处理器的装置(137)的微电脑(117)，

与所述微电脑(117)中所述中央处理器(131)耦合以存储控制所述微电脑的指令程序的存储装置(133，135)，

用于在输入端接收所述电视信号、在输出端产生所述同步分量(复合同步)的装置(111)，所述输出端耦合到所述微电脑(117)的所述端口之一(143)，

该装置特征在于：

所述控制程序包括在多个估算间隔内使所述微电脑(117)对所述输出端产生的输出信号进行采样的部分，所述输出信号的采样特征由所述微电脑估算以确定所述采样特征是否对应于正确同步分量的相应特征。

2、如权利要求1所述装置，其特征在于：

采样间隔和所述估算间隔由执行各自指令所需的时间确定。

3、如权利要求2所述装置，其特征在于：

在一个所述估算间隔之内采样所述输出信号以判定所述输出信号是否具有第一电平的持续时间不大于和水平同步脉冲最大持续时间关联的给定持续时间，

在另一所述估算间隔内采样所述输出信号以判定所述输出信号是否具有不同于所述第一电平的第二电平的持续时间大于和水平同步脉冲间最小持续时间关联的另一给定持续时间。

4、如权利要求3所述装置，其特征在于：

对预定的个数的循环，以给定序列重复所述估算间隔，

如在循环每个估算间隔作出肯定判定则递增计数变量，

如所述计数变量在所述预定个数循环已出现之后大于预定数，则产生所述输出信号对应于所述同步分量的指示。

5、如权利要求1所述装置，其特征在于：

所述微电脑的所述端口为通用端口。

Images