CN1147082C - 接收装置和接收方法以及数字锁相环电路 - Google Patents

接收装置和接收方法以及数字锁相环电路 Download PDF

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Abstract

通过一个PCR提取电路从一个比特流中检测PCR。当时间基准值被检测时，一个STC计数器对由一VCO振荡的时钟计数并比较STC计数器的值和PCR值。相位差通过一个数字滤波器反馈到VCO。在控制开始阶段，数字滤波器的增益被设定为一个大值。这样，相位差被迅速地集中到允许的差值范围之内。在闭合阶段，增益被设定为一个小值。这样稳定地执行控制操作。在接近开启阶段，增益被设定为一个中间值。这样，相位差被迅速恢复到允许的差值范围之内。

Description

接收装置和接收方法以及 数字锁相环电路
                           技术领域
本发明涉及一种适合于直接地接收数字直接卫星广播的接收装置，一种接收方法，以及个一个数字PLL电路。
                           背景技术
已经实现了一种直接数字卫星广播。在直接数字卫星广播里，一个视频信号被用对应MPEG(移动图像专家组)系统的高效编码技术压缩并且一个数字视频信号和一个数字音频信号通过一个卫星来进行广播已经实现了。图15所示为这样一个直接数字卫星广播的一个接收系统的例子。
在图15里，标号101是一个执行数字卫星广播的卫星。标号102是接收来自卫星101的广播信号的一个抛物面天线。标号103是从接收到的广播信号里检波出一个视频信号的IRD(集成接收机/译码器)。标号104是一个显示接收图像的监视器。
一个对应MPEG(移动图像专家组)的数字视频信号流和一个数字音频信号被放在一个12MHz带宽载波上通过卫星101发射。由卫星101发送的信号被抛物面天线102接收。抛物面天线102配备有一个LNB(低噪声块下变频器)105。抛物面天线102接收的信号被LNB 105下变频为一个预定频率的一个信号。
LNB 105的一个输出信号被提供给IRD 103。IRD 103包括一个选择预定信道的调谐器电路，一个检波比特流的检波电路，一个将比特流分离为视频数据和音频数据的信号分离器，一个解码一个MPEG视频信号的MPEG视频信号译码器，一个用译码后的视频信号生成一个NTSC复合视频信号的模拟视频编码电路，以及一个译码MPEG音频信号的MPEG音频信号译码器。卫星101送来的信号被IRD 103检波。IRD 103的输出信号被提供给监视器104。
如上所述，在直接数字卫星广播里，使用了MPEG系统。运用高效编码技术压缩一个视频信号。被压缩的视频信号与一个数字音频信号一起发送。在MPEG系统里，数字视频信号与数字音频信号作为一个数据包流发送。一个时间标志被放置在每一个视频信号和音频信号的译码/再现单元里。译码/再现单元称为存取单元。时间标志由一个PTS(显示时间标志)和一个DTS(译码时间标志)组成。PTS是再现输出数据的时间管理信息。DTS是译码数据的时间管理信息。时间标志和一个基准时间STC(系统时钟)相比较。当时间标志与基准时间一致时，相应的存取单元被再现。
为了指定一个时间基准，发送了一个SCR(系统时钟基准)和一个PCR(节目时钟基准)。为了将STC的值校正为时间基准，使用了SCR和PCR的值。系统时钟同与STC相联系的一个PLL(锁相环)一起振荡。
换言之，PLL包括以一个27MHz的频率振动一个系统时钟的VCO，一个给VCO的输出信号计数的STC计数器，一个将SCR或PCR的值与STC计数器的值相比较的相位比较电路，以及一个被提供相位比较电路的输出数据的环路滤波器。STC计数器用接收的SCR和PCR设置。用通过环路滤波器的相位比较电路的输出数据，控制VCO。
在比较SCR或PCR的值与STC的值的PLL里，在控制开始阶段，环路将快速的打开和关闭，以致于STC的值与SCR或PCR的值一致。在信号接收阶段，信号将被稳定的控制。如果STC的值和SCR或PCR的值之间的相位差超过一个预定范围从而环路在任何区域被开启，STC的值和SCR或PCR的值间的相位差将在一个预定的范围迅速被打开(PULLED)。
然而，满足所有这些条件是很困难的。换言之，在PLL的增益很高的情况下，由于环路能迅速的被打开(PULLED)，在控制开始时期是有利的，然而，当环路的增益很高时，在正常的接收状态，PLL不会稳定地工作。
                           发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种数字锁相环电路，一个接收设备，以及一种在控制开始阶段允许在一个预定相位差范围内迅速打开一个环路的接收方法，该环路在正常接收阶段能稳定的控制，且当一个系统时钟以一个接收到的比特流的时间基准值振荡时，该环路在接近开启阶段被迅速恢复到预定的相位差范围。
按照本发明的一个方面，提供了一种接收设备，具有一个数字锁相环电路，用于产生一个对应与数据一起发送过来的时间基准信息的一个系统时钟，以及一个数据处理装置用于根据系统时钟处理数据，锁相环电路包括：一个时间基准信息检测装置，用于检测数据的时间基准信息并输出时间基准信息，一个可变频率发生装置，用于产生一个预定频率的时钟，一个时钟计数输出装置，用于计算时钟并输出计数结果，一个相位比较装置，用于比较时间基准信息与在检测时间基准信息的时刻的计数结果，以及一个反馈环路，用于通过一个滤波装置将相位差作为一个控制信号反馈到可变频率发生装置，其中，所述滤波装置连接到所述相位比较装置，并且包括：计算装置，用于对所接收的脉冲执行预定的计算；以及算术运算装置，用于根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
锁相环电路有一个用于一个控制开始状态的第一环路增益以及一个用于控制开始状态之外的状态的第二环路增益，第一环路的增益比第二环路的增益要大些。
滤波器装置有一个检测装置用于检测相位差是否在一个预定相位差范围内。相位差在预定相位差内情形下的第一环路增益比相位差不在预定相位差内情形下的第二环路增益要小些。
所述算术运算装置包括一个乘法器，该乘法器将所述计算装置的输出与所述可变因子相乘。
所述滤波器装置具有检测装置，用于检测相位差是否在一个预定的相位差之内，以及，其中，在相位差在预定相位差范围之内的情况下的第一回路增益小于相位差不在预定相位差范围之内的情况下的第二回路增益，其中，检测装置还判定在第一时刻检测到的一个第一相位差和在刚好在第一时刻之前的第二时刻检测到的一个第二相位差之间的差值是否在一个预定差值之内，当差值在预定差值之内以及当相位差在预定相位差之内时，滤波器装置的环路增益被设定为第一环路增益。
所述锁相环电路用一个对应于第一时刻和第二时刻之间的时间间隔的值，去除两倍于在第一时刻检测到的第一相位差与在刚好在第一时刻之前的第二时刻检测到的第二相位差之间的差值，将除法后的结果乘以一个预定系数K，将乘法后的结果和一个在第二时刻检测的控制值相加，并将相加后的结果作为第一时刻的控制值。
锁相环电路改变系数K从而改变设定状态。
按照本发明的再一个方面，提供了一种接收装置所用的接收方法，该接收装置具有一个数字锁相环电路，用于生成一个对应于与数据一起发送的时间基准信息的系统时钟，以及具有数据处理装置，用于处理对应于系统时钟的数据，该方法所包括的步骤有：从数据中检测时间基准信息以及输出时间基准信息；生成一个具有预定频率的时钟；计数时钟并输出计数后的结果；比较时间基准信息和在时间基准信息被检测的一个时间的计数结果；通过一个滤波装置将相位差作为一个控制时钟的控制信号进行反馈；以及改变滤波装置的一个可变因子，其中，由所述滤波装置中的一个计算装置来对所接收的脉冲执行预定的计算，并且由所述滤波装置中的一个算术运算装置来根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
计算装置的输出与所述可变因子相乘。
按照本发明的再一个方面，提供了一种数字锁相环电路，用于生成一个对应于与数据一起发送的时间基准信息的一个系统时钟，包括：时间基准信息检测装置，用于从数据中检测时间基准信息并输出时间基准信息；可变频率生成装置，用于生成一个具有预定频率的时钟；时钟计数输出装置，用于计数时钟并输出计数后的结果；相位比较装置，用于比较时间基准信息和在时间基准信息被检测的一个时间的计数结果；以及一个反馈回路，用于通过一个滤波装置将相位差作为一个控制信号反馈到所述可变频率生成装置，其中，所述滤波装置连接到所述相位比较装置，并且包括：计算装置，用于对所接收的脉冲执行预定的计算；以及算术运算装置，用于根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
所述算术运算装置包括一个乘法装置，用于将所述计算装置的输出乘以所述可变因子。
                           附图说明
本发明的这些以及其它的目的和优点将通过下列最佳实施例的详细描述而更加显而易见，如附图说明所示。
图1所示是按照本发明的一个AV系统结构的一个实例的透视图；
图2是图1所示的AV系统的电连接的简图；
图3是图1中所示的一个IRD面板的结构实例的正视图；
图4所示为按照本发明的一个卫星广播接收装置实例的框图；
图5是图1中所示一个遥控器面板的结构实例平面图。
图6是图5中所示遥控器的内部结构实例的一个简图；
图7A到7F是用于解释一个频道数据段和节目数据段的简图；
图8所示为发射方的一个编码器的处理过程和接收其输出的IRD的一个处理过程的简图；
图9所示为用于解释图4中的一个DRAM的记录区域的内容的简图；
图10所示为用于解释图4中所示的一个EPG区域中所存储的EPG数据内容的简图；
图11所示为用于解释一个信号分离器的操作的简图；
图12所示为按照本发明的卫星广播接收装置的一个数字PLL的结构的功能框图；
图13所示为按照本发明的卫星广播接收装置的数字PLL的一个数字滤波器的结构的功能框图；
图14所示为用于解释按照本发明的卫星广播接收装置的数字PLL的数字滤波器的一个流程图；
图15是一个用于解释一个广播接收系统的简图。
                        具体实施方式
图1所示为一个按照本发明的一个AV(音频视频)系统的结构实例简图。在此实施例中，AV系统包括一个IRD(集成接收器/编码器)2和一个监视单元4。IRD 2检波一个通过抛物面天线3从卫星(一个广播卫星或一个通讯卫星)接收的一个信号。监视单元4和IRD 2通过AV线11和控制线12相互连接。
AV系统的用户可以用遥控器5向IRD 2输入一个作为IR(红外线的)信号的命令。换言之，当用户操纵遥控器5上的一个按钮开关100的预定按钮时(见图5)，一个IR发射部分51发射一个相关的红外线信号，红外线信号由IRD 2的一个IR接收部分24接收(见图4)。
图2所示为图1中的AV系统1的电接线图。抛物面天线具有一个LNB(低噪声块下变频器)3a，以此将从卫星接收到的信号转换成为一个具有预定频率的信号并向IRD 2提供所得信号。IRD 2通过AV线11向监视单元4提供输出信号。AV线11由例如一个复合视频信号线，一个音频L信号线，以及一个音频R信号线三条线组成。
IRD 2还包括一个AV单元控制信号发送/接收部分2A。监视单元4还包括一个AV单元控制信号发送/接收部分4A。AV单元控制信号发送/接收部分2A和4A通过由一个有线SIRCS(有SONY商标的SONY红外线遥控系统)组成的控制线12相互连接。
图3所示为IRD 2的面板的结构实例。在IRD 2的左边，配置了一个电源按钮111，电源按钮开关111用于接通和关断电源。当电源接通时，一个LED 112变亮。在LED 112的右边，配置了LED 113和114。当选择了一个DSS(直接选台)模式时，LED 113变亮。在DSS模式，从卫星接收的一个信号被输出。当选择一个电视(TV)模式时，LED 113熄灭。当一个预定消息从卫星发射到IRD 2时，LED 114变亮。当用户认可监视单元4上的消息时，LED 114熄灭。
当一个TV/DSS按钮开关115被接通时，DSS模式被设置。当TV/DSS按钮开关115关断时，TV模式被设置。当一个菜单被显示在监视单元4上时，菜单按钮开关121被操作。
在一个选择按钮开关116的上部，下部，左部，右部，分别配置了一个上部按钮开关117，一个下部按钮开关118，一个左部按钮开关119，以及一个右部按钮开关120。上部按钮开关117，下部按钮开关118，左部按钮开关119，以及右部按钮开关120用于分别向上，向下，向左，向右移动光标。选择按钮开关116用于确认所选的菜单项。
图4所示为按照本发明的一个卫星广播IRD 2的结构实例。在图4中，一个数字卫星广播通过抛物面天线3被接收。抛物面天线3的接收信号被提供给设置在抛物面天线3上的一个LNB 3a。LNB 3a将接收到的信号下变频为一个预定频率的信号。
LNB 3a的输出信号被提供给一个调谐电路6。调谐电路6从对应于从一个控制器7接收到的频道选择信号的接收信号选择一个预定频道信号。
调谐电路6的一个输出信号被提供给一个QPSK(四相移相键控)检波电路8。QPSK检波电路8检波对应于QPSK方法的接收信号。这样，接收信号的比特流被检波。QPSK检波电路8的一个输出信号被提供给一个纠错电路9。纠错电路9检测并校正比特流的错误。
纠错电路9的输出信号被提供给一个信号分离器10，信号分离器10从纠错电路9接收一个比特流信号，暂时将比特流信号存储在一个数据缓冲存储器(SRAM)11中，将接收到的信号以一个数据包序列成帧，确定每一数据包是否是想要的数据，并且将所得到的数据分离为视频数据和音频数据。视频数据被提供给一个MPEG视频编码器12。音频数据被提供给一个MPEG音频编码器13。
当接收到的数据已被加密，数据就被送到一个解密器14。解密加密数据所必需的一个解密键和一个解密程序被存储在一个IC卡15中。当IC卡15被提供给接收装置时，解密器14用存储在IC卡15中的解密键将加密数据解密。信号分离器10将解密后的数据分离为视频数据和音频数据。视频数据被提供给MPEG视频译码器12。音频数据被提供给音频译码器13。
MPEG视频译码器12，暂时将接收到的数字视频信号存储在一个DRAM 21中，译码对应于MPEG系统已经压缩的一个视频信号。MPEG系统是一个高效编码系统，其图像数据的压缩运用了复合DCT(离散余弦变换)和运动补偿技术。MPEG视频译码器12译码一个分量视频信号。MPEG视频译码器12的一个输出信号被提供给一个模拟视频编码器17。模拟视频编码器17产生一个亮度信号(Y)，一个色度信号(C)，以及一个对应于例如NTSC系统的复合视频信号(V)。输出端18A到18C输出视频信号。
对于MPEG视频译码器12，一个MPEG 2译码LSI(STi 3500)(SGS-Thomson微电子公司)可被运用。Martin Bolton在Nikkei电子工程，NikkeiPB公司，No.603，1994年3月14日，101-110页中描述了STi 3500的详细资料。
另外，关于MPEG 2传输流，参见“最新MPEG文本”，ASCII Corp.，1994年8月1日，231-253页。
MPEG音频译码器13译码一个对应于MPEG系统的音频信号。MPEG音频译码器13暂时将接收到的数字音频信号存储在一个DRAM中并译码一个数字音频信号。MPEG音频译码器13的输出信号被提供给一个D/A转换器25。D/A转换器25将一个数字音频信号转换为一个模拟音频信号。一个输出端26提供D/A转换器25的输出信号。
在此实施例中，视频信号和音频信号通过AV线11被提供给监视单元4。
控制器7执行对应于存储在一个ROM 19中的一个程序的各种处理。例如，控制器7控制调谐器6，QPSK检波电路8，以及纠错电路9。另外，控制器7控制AV单元控制信号发送/接收部分2A以致于通过控制线12输出一个预定的控制信号到另一个AV单元(在此实施例中，是监视单元4)并从另一个AV单元接收一个控制信号。
用户能够利用面板40上的操作按钮开关(见图3)直接输入一个所需命令给控制器7。当用户操纵遥控器5时，IR发射部分51发射一个红外线信号。红外线信号由IR接收部分24接收。最后的信号被提供给控制器7。这样，利用遥控器5，用户能够直接向控制器7输出一个所需命令。
另外，控制器7控制MPEG视频译码器12生成预定的OSD(屏幕显示)数据。在控制器7的控制之下，MPEG视频译码器12生成预定的OSD数据，将OSD数据写入DRAM 21的一个OSD区21a(见图11)。这样，预定文本字符，一个数字(例如一个菜单和一种EPG(电子节目指南)普通节目指南)，等等能够被输出并显示在监视单元4上。
图5所示为遥控器5的按钮开关100的结构实例。箭头按钮开关201到204被用于分别向上、下、左、右四个方向移动光标。一个按钮开关200被竖直压向遥控器5的上表面并且用于确认一个所选的菜单项。操作菜单按钮开关134在监视单元4上显示一个菜单屏幕。一个退出按钮135用于显示一个正常屏幕。
一个频道增/减按钮133用于增加或减小广播频道号。一个音量按钮开关132用于调高或调低音量。
一个数字按钮(10键)开关138包括“0”到“9”键用于输入一个数字。一个输入按钮开关137用于确认已用数字按钮开关138输入的一个数字。当一个频道改变后，由一个新频道号，一个呼号，一个标识，以及一个邮标组成的一个标题被显示3秒钟。除了这样一个简单的标题之外，还提供了一个详细的标题。详细的标题包括如，一个节目名，一个广播开始时间，以及一个当前时间。一个显示按钮136被用于选择标题类型。
一个TV/视频选择按钮开关139选择用作监视单元4的一个输入，TV接收机的一个调谐器的输入或一个视频输入端(如，一个VCR(盒式录像机))的一个输入。一个TV/DSS选择按钮140用于选择一个TV模式或一个DSS模式。当用户使用数字按钮开关138转换一个频道时，以前的频道被存储。一个跳转按钮141用于恢复以前的频道。
一个指南按钮开关143用于直接在监视单元4上显示一个总指南(EPG)，而不通过菜单。
一个有线按钮开关145，一个TV按钮开关146，以及一个DSS按钮开关147用于选择一个功能(即，选择一个从遥控器5发射出的红外线信号的代码的一个单元类别)。有线按钮开关145用于在监视单元4上显示一个由电缆分线盒(未示出)通过一个电缆接收到的信号。这样，分配到电缆分线盒的一个单元类别代码被作为一个红外信号发射。同样，TV按钮开关146被用于显示一个由显示装置4的调谐器接收到的一个信号。DSS按钮开关147用于在显示装置4上显示一个通过卫星由IRD 2接收到的一个信号。
当这些控制开关145，146，和147被接通时，设置在那里的各LED变亮。这样通过变亮的相关LED，用户知道已向哪一个类别单元发射代码。
当一个有线电源按钮开关151，一个TV电源按钮开关152，和一个DSS电源按钮开关153被接通，则有电缆分线盒，显示装置4，和IRD 2被分别接通或关断。
图6所示为遥控器5内部结构的形式。一个组成微计算机71的CPU 72总是在扫描一个按钮开关矩阵82并且检测遥控器5的按钮开关100是否已经被操作。CPU 72执行对应于存储在一个ROM 73中的程序的各种处理并且将所需数据存储在一个RAM 74中。
当CPU 72输出一个红外信号时，CPU 72通过一个LED驱动器75驱动一个LED 76。
关于直接广播卫星系统的详细资料，参见“支持US信息高速公路的技术”，由L.W.Butterworth，J.P.Godwin，以及D.Radbel所著，Nikkei电子工程，Nikkei BP公司，1994年10月24日，第180-189页。
图7A到7F所示为一个处理过程，用于生成由直接广播卫星系统的一个编码器编码的传输数据。EPG数据由指南数据，频道数据以及节目数据组成。指南数据是整个节目指南数据。频道数据是有关频道的数据。节目数据是有关节目的数据。EPG数据参见以后的图10中描述。
EPG数据的频道数据和节目数据被分段用于每一频道。在图7A到7F所示的实施例中，频道1和2的节目数据和频道数据作为段1的数据，频道3和4的频道数据和节目数据作为段2的数据，频道5和6的频道数据和节目数据作为段3的数据。
如图7E所示，频道数据和包数据被划分为具有预定长度的数据包。一个首标被加到每个数据包且结果数据作为一个数据包发送。
在发送方的一个编码器中，除频道数据和节目数据之外，指南数据，视频数据，和音频数据作为包数据被发送到一个12.2-12.7Ghz BSS频带的高输出卫星转发器。在这种情况下，一个多元频道(可达到9个)数据包被合成为分配到每一转发器的一个预定频率的信号。每个转发器用一个载波传送一组多元频道信号。这样，当有23个转发器时，最多207(＝9×23)个频道数据能够被发送。
在IRD 2中，调谐器6，QPSK检波电路8，以及纠错电路9以对应于一个预定转发器的一个频率接收一个载波和解调该载波。这样，可以获得多达9个频道的数据包。信号分离器10将从检波后的输出信号获得的每一数据包暂时存储在一个数据缓冲存储器22中然后读出它。信号分离器10还将EPG数据首标(指南数据，频道数据，以及节目数据)以外的数据存储到EPG区22a。视频数据包被提供给DRAM 21并存储在那里。MPEG视频数据译码视频数据包。音频数据包被提供给DRAM 16然后存储在那里。MPEG音频译码器13译码音频数据包。
关于编码器的处理的详细描述如图8所示，参见“支持US信息高速公路的技术”，Nikkei电子工程，pp180-189。每一个转发器为数据包安排时间表以致于每一个转发器的传输速率是恒定的。分配给每一转发器的一个载波的传输速率是40M位/秒。
例如，在一种移动图像诸如一个场景快速变化的体育节目中，MPEG视频数据使用许多数据包。这样，当这样的节目数变大时，能够用一个转发器发送的节目数减少。
另一方面，具有少量帧的MPEG视频数据诸如一个播音员图像能够用少量的数据包发送。这样，当这样的节目数变大时，能够用一个转发器发送的节目数增加。
图9所示为DRAM 21的内容。现在，假设监视单元4的一个屏幕是由720×480像素组成。另外，假设每一像素的亮度用8位表示。再假设每第二像素的色差用8比特表示。在这种情况下，构成一屏的所需位数为4147200(＝720×480×1.5×8)位。假设一个字由64位组成，单词总数变为64800个字，等于用十六进制计数法的0xFD20个字。
然而，DRAM 21的这一值如此之大以致于MPEG视频译码器不能够管理它。这样，当十六进制值向LSB(最低有效位)侧移动5位时，其值变为0x7EQ。另外，由于寄存器中设置的值应为4的倍数，当一个值大于0x7EQ并且是4的倍数时，该值变为0x7E。
这样，在此实施例中，提供缓冲存储器0到2存储I图像(内图像)数据，P图像(预测图像)数据，和B图像(双向预测图像)数据。缓冲存储器0到2的每一个的存储容量是64896个字。另外，对于OSD数据，提供了一个18176个字的区域。对于一个用于暂时存储输入数据的一个比特缓冲存储器区域，提供了一个49280个单词的区域。
图10所示为存储在数据缓冲存储器22的EPG区22a中的EPG数据(节目指南数据)内容。参见图7和8中所描述的，控制器7在如图10所示的EPG区22a中存储由发射方编码器编码后的并以数据包发送的EPG数据。
如图10所示，节目指南数据(EPG数据)按照指南数据，频道数据，以及节目数据的顺序被成功地存储。
指南数据包含的“日期”代表当前日期，“时间”代表当前时间，“段数”代表段的总数，“转发器列表”代表一个段数和相应的转发器数列表，以及“频道列表”代表段数和频道数列表。
在指南数据之后的频道数据的设置是按照段1，段2，段3等等的顺序。每一段包含一个预定频道数的数据。在此实施例中，段1包含频道1和2的数据。段2包含频道3和4的数据。
每一频道的数据包含“频道号”，代表频道号，“频道名称”代表广播站的呼号，“标识ID”表示广播站的标识，“数据ID”表示MPEG视频数据和MPEG音频数据，“节目数”代表频道(如频道1)的节目数，以及“第一节目的偏移”代表从特殊频道的第一个节目的存储位置(地址)的偏移(例如，在频道2的情况下，从节目段的起始处(如图10所示，节目1-1的开始位置)到第一节目数据节目2-1所存储的地址的偏移值)。
节目数据包含，“节目标题”代表节目名，“开始时间”代表节目的广播开始时间，“时间长度”代表节目的广播时间周期，“类别”代表节目的类型，“子类别”代表类型(类别)的子类型，“额定值(Rating)”代表节目的期限，以及“节目描述”保存节目的详细内容(包括一个编码付费节目的数据译码情况)。为每个段设置这样的节目数据。在此实施例中，段1的节目数据是由频道1的8个数据段即节目1-1至节目1-8组成以及频道2的7个数据段即节目2-1到节目2-7组成。
图11是一个表示用于在监视单元4上显示一个总指南屏幕的数据处理的框图。
一个控制器7在信号分离器10的一个寄存器10a中指定了一个从纠错电路9接收到的数据目标。从纠错电路9接收到的数据被暂时保存在一个数据缓冲存储器22中，然后由信号分离器10读出。结果数据被发送到已在寄存器10a中指定的目的地。
例如，带有与存储在信号分离器10的寄存器10a中的“‘MPEG视频’的数据ID”相符的首标的数据包被发送到一个MPEG视频译码器12。带有与“‘MPEG音频’的数据ID”相符的首标的数据包被发送到一个MPEG音频译码器13。
同样，带有与存储在寄存器10a中的“‘指南’的数据ID”相符的首标的数据包被发送到一个通过存储在寄存器10中的“‘指南’的地址”设定的一个数据缓冲存储器22的一个EPG区22a，然后写入EPG区22a。以这样的方式，EPG数据被存储在如图10所示的EPG区22a中。
在EPG数据已经被发送后，由于数据包的首标不需要了，因此它们被去掉。
当EPG数据被存储在具有例如存储容量为120k字节的EPG区22a中且因此EPG区22a变满时，信号分离器10向控制器7输出一个饱和状态信号。当控制器7从信号分离器10接收该控制信号时，控制器7停止接收EPG数据。当EPG数据被显示时，控制器7执行一个解释处理诸如解压缩，排序，以及译码EPG数据。
以这样一种方式，例如200频道的EPG数据在EPG区22a当前时间之后存储4.5小时。EPG数据(指南数据，频道数据，以及节目数据)能够从任何转发器接收。换言之，从任何转发器发送的是相同的EPG数据。
控制器7建立一个排序表230用于从存储在EPG区22a中的EPG数据检索一个特定频道的数据并将排序表230保存在一个SRAM 11中。排序表230对应于一个总EPG表230，用于在当前时间之后用4.5小时的时间检索所有频道(如，200个频道)的节目。控制器7以一个特定的显示范围250和一个特定的时间范围从EPG总表中读出数据，并且以位图数据的形式将数据写入DRAM 21的OSD区21a。MPEG视频译码器12从OSD区21a读出位映像数据并将位映像数据输出到一个监视单元4中。这样，一个指南EPG诸如一个总指南能够被显示在监视单元4上。
当字符或类似数据以OSD数据显示时，由于存储在EPG区22a中的字符数据已经被压缩，因此用一个字典解压缩。这样，一个ROM 19保存压缩后的代码转换字典。压缩后的代码转换字典是单音节字典和三词字典。
一个单词由2个字节的数据代表。第一字节用0，1，和2代表三词字典的类型。第二字节用0到255代表单词。发送方的一个编码器用这样一个双字节代码发送一个单词。ROM 19与编码器具有同样的字典。利用字典，双字节代码被恢复为原始单词。
当除预先准备好的单词之外的一个字符被发送时，252音字节类型的特定音节被组合在一起。一个音节用一个单字节代码表示。
另外，ROM 19存储了一个代表字符代码和字形位映像数据存储位置之间关系的关系表(一个地址转换表)。参见转换表，对应于一个特定字符代码的位映像数据被读出并写入OSD区21a。当然，ROM 19在特定的地址保存它自己的位映像数据。
还有，ROM 19保存标识数据用于显示一个记录，一个标识ID，以及一个用于调用对应于标识ID的标识数据(位映像数据)的地址转换表。利用标识ID，控制器7从对应于ROM 19的ID的地址读出标识数据并将标识数据写入OSD区21a。这样，每一个广播台的标识就能够在监视单元4上显示。
SRAM 11中的排序表按照频道号的顺序存储数据。当一个特定的频道或一个特定的节目被提取或其顺序改变时，排序表将被重新改写。然而，排序表是一个存储频道数据和节目数据的位置信息(指针)表。节目数据的指针和频道数据的指针是成对的。因此节目数据和频道数据被双双重新改写。
回到图4，如上所述，从一个卫星接收到的一些信号可能已被加密。为解密这些信号，需要存储解密键和解密节目的IC卡15。通过IC卡接口23向/从IC卡输入/输出数据。
在MPEG系统中，由数字视频数据和数字音频数据组成的一个比特流被发送。比特流通过信号分离器10被划分成数字视频数据和数字音频数据。比特流包括由允许数字视频数据和数字音频数据同步的一个PTS和一个DTS组成的一个时间标志。利用PTS和DTS，管理再现/输出时间和译码时间。
在MPEG系统中，比特流包括一个用作时间基准值的PCR。利用PCR，STC的值被设置为一个基准时间并校准。设置了一个与STC有关的PLL电路。译码器方包括一个STC，其频率与编码器方的系统时钟的频率完全相同。在PLL电路中一个以27MHz振荡的时钟致使信号分离器10、MPEG视频译码器12，MPEG音频译码器13、和模拟视频编码器17开始运转。
图12所示为这样一个数字PLL电路的结构实例。在图12中，一个PCR提取电路51，一个STC计数器52，以及一个D/A转换器55被设置在将接收到的比特流分离成数字视频数据和数字音频数据的信号分离器10中。一个相位比较部分53和一个数字过滤器54是由软件组成的，该软件由一个CPU所控制。
在图12中，接收后的比特流被提供给一个输入端50。比特流包括作为时间基准值的PCR以此来译码视频数据和音频数据。PCR提取电路51从输入端50接收到的比特流中提取PCR用作一个时间基准。
PCR的值被提供给相位比较部分53和STC计数器52。PCR提取电路51产生与PCR检测同步的信号。这一信号作为一个控制信号被提供致使STC的计数值被装载到STC计数器52。
STC计数器52以从一个VCO(电压控制振荡器)57中接收到的27MHz的频率对时钟计数。STC计数器52的输出信号被提供给对应于一个从PCR提取电路51接收的控制信号和一个从控制器7接收的指令的相位比较部分53。
相位比较部分53将通过PCR提取电路51检测到的PCR值与STC计数电路52的输出数据相比较，并将结果数据作为相位差输出信号提供给数字滤波器54。
数字滤波器54的输出信号被提供给D/A转换器55。D/A转换器55对于通过具有16位的数字滤波器54从相位比较部分53接收的相位差进行数字化。D/A转换器55的输出数据通过模拟低通滤波器56被提供给VCO 57。
VCO 57以27MHz频率振荡时钟。由VCO 57振荡的时钟由相应于模拟低通滤波器56的一个输出信号控制。由VCO 57振荡的时钟被提供给STC计数器52。另外，此时钟从一个输出端58输出。由输出端58输出的时钟被提供给MPEG视频译码器12，MPEG音频译码器13，以及模拟视频译码器17。
由输入端50提供的比特流被提供给PCR提取电路51。PCR提取电路51检测PCR。PCR的值初始为pcr(0)。在时间n，PCR的值是pcr(n)。在控制开始阶段，值pcr(0)被检测。pcr(0)被装入STC计数器52。这样在控制开始阶段，从PCR提取电路51接收到的值pcr(0)与STC计数器52的值stc(0)的值一致。
STC计数器52相应于由VCO 57振荡的时钟增进。在时间n，当pcr(n)的值被检测时，STC计数器52的输出数据以一个计数值stc(n)被提供给相位比较部分53。
相位比较部分53将从比特流检测到的PCR值与STC计数器52的STC值相比较并获得相位差Δ(Δ＝PCR-STC)。
在控制开始阶段，由于从PCR提取电路51接收到的pcr(0)的值与STC计数器52的值stc(0)一致，所以从相位比较部分53接收到的相位比较差Δ(0)变为Δ(0)＝pcr(0)-stc(0)。
通常，随着时间的消逝，在从比特流检测到的PCR的值和STC计数器52的值之间产生一个相位差。在时间n，从PCR提取电路51接收到的pcr(n)值与STC计数器52的值stc(n)不一致。这样，相位比较部分53输出从PCR提取电路51接收的pcr(n)值和STC计数器52的值stc(n)之间的相位差Δ(n)(即，Δ(n)＝pcr(n)-stc(n))。
相位差Δ(n)通过数字滤波器54，D/A转换器55，以及模拟低通滤波器56被反馈到VCO 57。换言之，相位比较部分53所获得的相位差被提供给数字滤波器54。相位比较部分53输出数字数据。另外，VCO 57的振荡频率相应于一个控制电压来控制。这样，利用数字滤波器54的输出信号，不能够控制VCO 57。
数字滤波器54的一个输出信号被提供给D/A转换器55。D/A转换器55将从数字滤波器54接收到的信号转换为一个模拟信号。模拟信号被提供给一个模拟低通滤波器56。模拟低通滤波器56去掉不必要的AC分量并向VCO 57提供结果信号。利用这样一个反馈回路，从PCR提取电路51接收的PCR值与STC计数器52的STC值之间的相位差为0。
在控制阶段，当相位差Δ(n)的值变得过大时，PCR提取电路51在下一时间以pcr(0)值将PCR的值装入STC计数器52，以致于重新设定目标值和控制PLL电路。
下一步，将描述数字滤波器54的结构。首先，将描述使PCR值和STC值之间的相位差变为0的反馈操作。换言之，在时间为0时，相位差为0。此后，相位差变大。与在时间0设定的目标值的相位差由反馈操作补偿。
如上所述，在时间n，PCR的值pcr(n)与STC的值stc(n)之间的相位差Δ(n)获得如下：
Δ(n)＝pcr(n)-stc(n)
当Δ(n)＞0时，pcr(n)-stc(n)＞0
这样，pcr(n)＞stc(n)
因此，数字滤波器54的输出值dac(n)增加且VCO 57的频率增加。
相反，当Δ(n)＜0，pcr(n)-stc(n)＜0
这样，pcr(n)＜stc(n)
因此，数字滤波器54的输出值dac(n)减小且VCO 57的频率降低。
为此，数字滤波器54的输出值dac(n)受到控制从而下列分量：
K1*Δ(n)/elp(n)                     …(1)
被加到数字滤波器在前一时间的输出值dac(n-1)上，该分量与当前时间的相位差成正比。elp(n)是PCR在当前时间和前一时间之间的间隔。
这样，elp(n)＝stc(n)-stc(n-1)
另外，K1＞0。
当前时间相位差和前一时间相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))被补偿为0(即，基于在前一时间(n-1)的PCR，当前时间n的相位差被补偿为0)的反馈操作将被描述。
当前时间相位差Δ(n)和前一时间相位差Δ(n-1)之间的差值如下表示：
Δ(n)-Δ(n-1)
由于Δ(n)＝pcr(n)-stc(n)且
Δ(n-1)＝pcr(n-1)-stc(n-1)
Δ(n)-Δ(n-1)＝(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))
这样，当当前时间相位差Δ(n)和前一时间相位差Δ(n-1)之间的差值大于0时，
Δ(n)-Δ(n-1)＞0
(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))＞0，
这样，pcr(n)-pcr(n-1)＞stc(n)-stc(n-1)
因此，数字滤波器54的输出值dac(n)增大且VCO 57的频率升高。
当当前时间相位差Δ(n)和前一时间相位差Δ(n-1)之间的差值小于0时，
Δ(n)-Δ(n-1)＜0
(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))＜0，
这样，pcr(n)-pcr(n-1)＜stc(n)-stc(n-1)
因此，数字滤波器54的输出值dac(n)减小且VCO 57的频率降低。
为此，与当前时间相位差Δ(n)和前一时间相位差Δ(n-1)之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))成正比的分量被加到数字滤波器54在前一时间的输出值dac(n-1)上。换句话说，
K2*(Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)                    …(2)
(其中K2＞0)
被加到前一时间的相位差Δ(n)。
当公式(1)和(2)表示的两个反馈操作被同等考虑时，得出下列公式。
从公式(1)，
dac(n)＝dac(n-1)+K1*Δ(n)/elp(n)
从公式(2)，
dac(n)＝dac(n-1)+K2*(Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)
这样，dac(n)＝dac(n-1)+K*(Δ(n)+(Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)
            ＝dac(n-1)+K*(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)           …(3)
系数K对VCO 57的输出频率的瞬时偏差产生大的影响。当系数K的值大时，VCO 57的控制电压敏感地变动。这样，输出频率也瞬时而剧烈地发生变化。因此，在相位差大的控制开始阶段，执行反馈操作以致于相位差变为0。这样，相位差能够快速地集中于允许的差值范围之内。然而，当系数K大时，在相位差已经被转换到所允许的差值范围时，频率值瞬时而剧烈地变化。另一方面，如果PCR一个极大值由于某种特殊原因被检测后，频率发生极大变化且因此时钟可能会不稳定地输出。
相反，当系数K值令人满意地小时，VCO的输出频率的瞬时变动也小。这样，在控制开始阶段，在相位差已经被集中在所允许的差值范围内之后，虽然至允许差值范围的会聚时间变得很长，时钟也能够稳定地输出而不受VCO输出频率的大变动的影响。
图13所示为完成公式(3)中所表示的控制操作的一个数字滤波器54结构的功能方块图。在图13中，一个输入端70提供了一个当前时间的相位差Δ(n)。相位差Δ(n)被提供给计算部分72。另外，相位差Δ(n)被提供给一个延迟电路71。延迟电路71输出一个前一时间的相位差Δ(n-1)。前一时间相位差Δ(n-1)被提供给计算部分72。
计算部分72计算对应于公式(3)的(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。计算部分72的输出数据被提供给一个乘法电路73。计算部分72生成一个控制K值的控制信号S1。控制信号S1被提供给乘法电路73。
乘法电路73用系数K值倍乘计算部分72的输出数据并输出K*(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。
乘法电路73的输出数据被提供给一个加法电路74。加法电路74的输出数据从一个输出端75输出。另外，加法电路74的输出数据被提供给延迟电路76。延迟电路76的输出数据被提供给加法电路74。
延迟电路76输出一个前一时间的控制值dac(n-1)。加法电路74将乘法电路73的输出数据和前一时间的控制值dac(n-1)相加。加法电路74的输出数据从输出端75以一个当前时间的控制值dac(n)输出。这样，从输出端75，如公式(3)所示，可以获得控制值dac(n)＝dac(n-1)+K*(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。
如上所述，在系数K值增大的情况下相位差变大，相位差能够很快集中于允许的差值范围之内。然而，在这种情况下，控制操作不能够稳定地执行。相反，在系数K值减小的情况下，虽然控制操作能够稳定执行，但相位差变大，相位差不能快速地集中到允许的差值范围之内。这样，在控制开始阶段，系数K的值最好增大从而相位差很快地转换到允许的差值范围之内。当相位差在允许的差值范围之内时，系数K的值减小以致于控制操作能稳定地执行。当相位差不在所允许的范围内时，系数K的值增大以致于相位差很快地回到所允许的差值范围之内。
为此，按照本发明，系数K的值按照图14所示流程图控制。
在此实例中，系数K被设定为三个恒量K_LARGE，K_MID，K_SAMLL.。此三个恒量有如下关系：
K_LARGE＞K_MID＞K_SAMLL.
另外，还运用了作为相位差范围的三个值DELTA_HUGE，DELTA_MID，DELTA_SMALL1。相位差范围的绝对值有如下关系：
DELTA_HUGE＞DELTA_MID＞DELTA_SMALL1
运用DELTA_SMALL2作为当前时间相位差和前一时间相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))的所允许的差值范围。
在控制开始阶段，将大值K_LARGE设定为系数K(在步骤ST1)。一个初始相位差Δ(0)被输入(在步骤ST2)。对应公式(3)的计算被执行且因此一个控制值(n)被修改(在步骤ST3)。下一个相位差Δ(n)被输入(在步骤ST4)。
判定当前时间的相位差是否在最大差值范围DELTA_HUGE之内(在步骤ST5)。当相位差值Δ(n)的绝对值超过最大差值范围DELTA_HUGE时，流程转到步骤ST1。
在步骤ST5，当相位差Δ(n)的绝对值在最大差值范围DELTA_HUGE之内时，判定系数K是否为K_LARGE或K_MID(在步骤ST6)。在控制开始阶段，由于系数K在步骤ST1中已经被设定为K_LARGE，作为在步骤ST6的判定结果，在步骤ST6系数K已经被设定为K_LARGE或K_MID。
当作为判定结果系数K已经被设定为K_LARGE或K_MID时，判定相位差Δ(n)是否在预定的差值范围DELTA_SMALL1之内，以及当前时间的相位差和前一时间的相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))是否在预定的允许差值范围DELTA_SMALL2之内(在步骤ST7)。在控制开始阶段，总是分别判定当前时间的相位差和前一时间的相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))是否超出差值范围DELTA_SMALL1以及允许差值范围DELTA_SMALL2。当当前时间的相位差和前一时间的相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))超出差值范围DELTA_SMALL1以及允许差值范围DELTA_SMALL2时，同时系数K为K_LARGE，则流程前进到步骤ST3。在步骤ST3，控制值dac(n)被更新。这样，在控制开始阶段，系数K的值被设定为K_LARGE。
在步骤ST7，当作为判定结果当前时间的相位差和前一时间的相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))分别在差值范围DELTA_SMALL1以及允许差值范围DELTA_SMALL2中时，系数K被设为小值K_SMALL(在步骤ST8)。
采用最新的设定系数K，dac(n)的值被更新(在步骤ST3)。此后，下一个Δ(n)被输入(在步骤ST4)。判定Δn是否小于DELTA_HUGE(在步骤ST5)。当在步骤ST5判定的结果为“是”，流程执行下一步骤ST6。在步骤ST6，判定系数K是否已被设定为K_LARGE或K_MID。
当作为步骤ST6判定结果系数K还没有被设定为K_LARGE或K_MID时，判定相位差值Δ(n)是否在允许差值范围DELTA_MID之内(在步骤ST9)。当循环被锁定后，由于相位差Δ(n)在允许差值范围DELTA_MID之内，流程向前进到步骤ST3。这样，当系数K为最小值时，同样的控制操作被执行。
在接近开启阶段，相位差Δ(n)不在允许差值范围DELTA_MID之内。当作为步骤ST9的判定结果相位差DELTA_MID不在允许差值范围DELTA_MID之内时，系数K被设定为K_MID(步骤ST10)。这样，在接近开启阶段，系数K被设定为中间值K_MID且控制操作继续。
由于控制操作已进行，当作为步骤ST7判定结果当前时间的相位差和前一时间的相位差之间的差值(Δ(n)-Δ(n-1))分别在差值范围DELTA_SMALL1以及允许差值范围DELTA_SMALL2内时，流程向前执行到ST8。在步骤ST8，系数K被设定为小值K_SMALL。
按照本发明，在控制开始阶段，系数K被设定为一大值。这样，相位差很快集中到允许差值范围之内。在锁定阶段，系数K被设定为一个小值。这样，控制操作稳定地执行。在接近开启阶段，系数K被设定为一个中间值。这样，相位差能够迅速进入允许差值范围之内。
虽然本发明已经描述了一个最佳实施例，但是本领域中的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，上文内容以及各种其它变化，形式和细节的删减及补充均可以进行。

Claims (11)

1.一种接收装置，具有一个数字锁相环电路，用于产生一个对应于与数据一起发送的时间基准的一个系统时钟，以及数据处理装置，用于处理对应于系统时钟的数据，
该锁相环电路包括：
时间基准信息检测装置，用于从数据中检测时间基准信息并输出时间基准信息；
可变频率生成装置，用于生成一个具有预定频率的时钟；
时钟计数输出装置，用于计数时钟并输出计数结果；
相位比较装置，用于将时间基准信息和在检测时间基准信息的时刻的计数结果进行比较；以及
反馈回路，用于通过一个滤波装置将相位差作为一个控制信号反馈到所述可变频率生成装置，
其中，所述滤波装置连接到所述相位比较装置，并且包括：计算装置，用于对所接收的脉冲执行预定的计算；以及算术运算装置，用于根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
2.如权利要求1所述的接收装置，其中锁相环电路具有一个用于控制开始状态的第一回路增益，以及一个用于控制开始状态以外的其他状态的第二回路增益，第一回路增益大于第二回路增益。
3.如权利要求1中所述的接收装置，
其中滤波器装置具有检测装置，用于检测相位差是否在一个预定的相位差之内，以及
其中在相位差在预定相位差范围之内的情况下的第一回路增益小于相位差不在预定相位差范围之内的情况下的第二回路增益。
4.如权利要求1所述的接收装置，
其中，所述算术运算装置包括一个乘法器，该乘法器将所述计算装置的输出与所述可变因子相乘。
5.如权利要求1所述的接收装置，
其中，滤波器装置具有检测装置，用于检测相位差是否在一个预定的相位差之内，以及
其中，在相位差在预定相位差范围之内的情况下的第一回路增益小于相位差不在预定相位差范围之内的情况下的第二回路增益，
其中，检测装置还判定在第一时刻检测到的第一相位差和在刚好在第一时刻之前的一个第二时刻内检测到的第二相位差之间的差值是否在预定差值内，以及
其中，当差值在预定差值范围之内以及当相位差在预定相位差范围之内时，滤波器装置的一个回路增益被设定为第一回路增益。
6.如权利要求1所述的接收装置，
其中，锁相环电路用对应于第一时刻和第二时刻之间的间隔的值，去除在第一时刻检测到的第一相位差和在刚好在第一时刻之前的第二时刻检测到的第二相位差之间的差值，并用一个预定系数K乘以被除后的结果，将被乘后的结果和在第二时刻检测到的一个控制值相加，并将相加结果作为第一时刻的控制值。
7.如权利要求6所述的接收装置，
其中，锁相环电路通过改变系数K而改变设定状态。
8.一种接收装置所用的接收方法，该接收装置具有一个数字锁相环电路，用于生成一个对应于与数据一起发送的时间基准信息的系统时钟，以及具有数据处理装置，用于处理对应于系统时钟的数据，该方法所包括的步骤有：
从数据中检测时间基准信息以及输出时间基准信息；
生成一个具有预定频率的时钟；
计数时钟并输出计数后的结果；
比较时间基准信息和在时间基准信息被检测的一个时间的计数结果；
通过一个滤波装置将相位差作为一个控制时钟的控制信号进行反馈；以及
改变滤波装置的一个可变因子，
其中，由所述滤波装置中的一个计算装置来对所接收的脉冲执行预定的计算，并且由所述滤波装置中的一个算术运算装置来根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
9.如权利要求8所述的接收方法，还包括步骤：
将所述计算装置的输出与所述可变因子相乘。
10.一种数字锁相环电路，用于生成一个对应于与数据一起发送的时间基准信息的一个系统时钟，包括：
时间基准信息检测装置，用于从数据中检测时间基准信息并输出时间基准信息；
可变频率生成装置，用于生成一个具有预定频率的时钟；
时钟计数输出装置，用于计数时钟并输出计数后的结果；
相位比较装置，用于比较时间基准信息和在时间基准信息被检测的一个时间的计数结果；以及
一个反馈回路，用于通过一个滤波装置将相位差作为一个控制信号反馈到所述可变频率生成装置，
其中，所述滤波装置连接到所述相位比较装置，并且包括：计算装置，用于对所接收的脉冲执行预定的计算；以及算术运算装置，用于根据一个可变因子对计算装置的输出执行算术运算，其中该可变因子按照所述计算装置的已接收的输入而变化。
11.如权利要求10所述的数字锁相环电路，其中，所述算术运算装置包括一个乘法装置，用于将所述计算装置的输出乘以所述可变因子。
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