CN1289214A - 数字彩色信号再现电路 - Google Patents

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Abstract

本发明包括A/D变换电路(101)、同步分离电路(102)、YC分离电路(103)、增益控制电路(105)、乘法电路(106、107)、低通滤波器(108)、低通滤波器(109)、彩色同步脉冲期间累积电路(110、111)、正弦波余弦波生成电路(112)、时钟发生电路(113)、锯齿波电路(114),可用简单构成,不根据制式提高钟频,实现多种广播制式通用的彩色信号再现电路,并以高精度实现从模拟全电视信号进行YC分离及彩色信号解调。

Description

数字彩色信号再现电路
本发明涉及可接收多种广播制式电视广播的电视接收机的数字彩色信号再现电路。尤其涉及不提高时钟频率，用简单构成实现多种广播制式可共用的彩色信号再现电路，并高精度实现YC分离及彩色信号解调的技术。
近来，随着电视接收机在全世界普及率的提高，要求不同电视制式接收电路具有通用性和高性能。作为一个环节，要求NTSC、PAL制式数字彩色信号再现电路具有通用性和高性能。
下文参照图3，说明以往数字彩色信号再现电路的一个例子。
图3是特开平11-8857号公报中提出的数字彩色再现电路的方框构成图。
图3中，时钟脉冲发生器1101产生时钟脉冲1102，其频率是色差信号抽样频率6.75MHz的整数倍(例如为其4倍的频率：27MHz)。A/D变换器1104，把从输入端1103输入的模拟彩色副载波信号以时钟脉冲1102抽样并变换成8位数字信号。
在每个时钟脉冲1102，第1解调器1105把正弦波发生电路1112的输出与A/D变换器1104的输出相乘，然后，去除高频成分并进行拉长间隔的(变稀)处理。从输出端1107输出6.75MHz的色差信号(B-Y信号)。
在每个时钟脉冲1102，第2解调器1106把余弦波发生电路1113的输出与A/D变换器1104的输出相乘，然后，去除高频成分并进行拉长间隔的处理。从输出端1108输出6.75MHz的色差信号(R-Y信号)。
NTSC所用的相位补偿电路1202，对解调器1105、1106输出信号的彩色同步脉冲(下文简称为同步脉冲)持续期间进行平均值处理。检测并输出基准副载波信号与同步信号的相位误差。PAL用相位补偿电路1203，对解调器1105、1106输出信号的同步脉冲持续期间进行平均值处理。然后检测并输出基准副载波信号与同步信号的相位误差。
切换电路1204，由NTCS、PAL运作切换信号选择相位补偿电路1202的输出或相位补偿电路1203的输出。
相位发生电路1110构成每个时钟脉冲的相位超前量变化的压控振荡器。压控振荡器由相位补偿电路1202或1203输出的相位误差进行控制，输出每个时钟脉冲的相位超前量。
化整电路1111进行舍去相位发生电路1110输出的最低位、减少位数的处理(化整处理)，输出10位相位信息。
正弦波发生电路1112、余弦波发生电路1113，各自由存储正弦波、余弦波1个波长期间的数据的ROM构成。化整电路1111的10位数据输入ROM的地址线。ROM在每个时钟脉冲，向第1、第2解调器1105、1106输出8位基准副载波信号的正弦分量和余弦分量。
在NTSC运作时，解调器1105、1106与相位补偿电路1202和切换电路1204、相位发生电路1110、化整电路1111及正弦波发生电路1112、余弦波发生电路1113构成环路。该环路作为NTSC所用的自动相位调整电路(下文简称为APC)工作，总是产生与规范解调轴一致的基准副载波。
在PAL运作时，解调电路1105、1106与相位补偿电路1203和切换电路1204及相位发生电路1110、化整电路1111和正弦波发生电路、余弦波发生电路1113构成环路。该环路作为PAL所用的APC工作，总是产生与规范解调轴一致的基准副载波。
结果，在第1、第2解调器1105、1106中，模拟彩色副载波信号以规范解调轴解调，向输出端1107、1108输出R-Y信号与B-Y信号。
上述构成是对模拟彩色副载波信号进行数字变换并解调色差信号的彩色信号再现电路。但是，近年来由于数字技术的进步，可以实现下述解调方式的彩色信号再现电路，该解调方式采用3维YC分离电路，从对模拟全电视信号进行数字变换所得的全电视信号分离彩色副载波信号。导入该方式，进而要求交叉彩色干扰和点干扰小。
但是采用以往的这种彩色信号再现电路，由作为YC分离电路输出的数字彩色副载波信号解调色差信号，存在下述缺陷。
因时钟脉冲不锁定于全电视信号的同步脉冲及水平同步信号，因而不能正确进行3维YC分离，会留有干扰。
为了在NTSC制式进行高性能的3维YC分离，要利用彩色信号具有的行强相关性及帧强相关性。由此，如果没有与同步脉冲同步且频率为同步脉冲整数倍的时钟脉冲，则不能对帧间、行间的信号进行正确加减运算。
在PAL制式中，若采用与同步脉冲同步的时钟脉冲，则可使用行存储器简单地进行YC分离。
在已有技术例子中，若为使时钟脉冲与彩色同步脉冲信号同步而选择时钟频率为彩色副载波频率的整数倍，则例如，PAL制式中，时钟频率变为4.43MHz×4=17.72MHz，NTSC制式中，时钟频率为3.58MHz×4=14.32MHz，时钟频率因制式而有很大差异。
图6是循环型数字滤波器框图。该滤波器用于彩色信号再现电路中的低通滤波器、YC分离电路、同步分离电路等。图6中，循环型数字滤波器由加法电路601、以n时钟脉冲为单位延滞输入信号的延迟电路602、调整输入信号幅度并加以输出的增益控制电路603构成。
在每种制式改变时钟频率时，根据钟频变化改变循环型数字滤波器的特性，因而需对每种制式改变增益控制电路603的增益系数。由此存在电路构成变得复杂的缺陷。为解决该问题，希望电路构成使得钟频可设定成彩色副载波频率的任意倍。
为解决上述课题，本发明的数字彩色再现电路包括：用采样时钟对模拟全电视信号进行采样并变换成数字全电视信号的A/D变换电路；从所述数字全电视信号，分离辉度信号与彩色副载波信号分别加以输出的YC分离电路；对输入的所述彩色副载波信号的振幅进行调整并加以输出的增益控制电路；把基准副载波信号的正弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即R-Y信号及其高次谐波分量的第1乘法电路；把基准副载波信号的余弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即B-Y信号及其高次谐振分量的第2乘法电路：从所述第1乘法电路的输出信号提取并累积所述彩色同步脉冲选通脉冲期间的信号，然后输出所得相位误差信号的彩色同步脉冲期间累积电路；根据所述相位误差信号，控制时钟频率，输出锁定于彩色同步脉冲信号的时钟脉冲的时钟脉冲发生电路；输入所述时钟脉冲和控制信号，由所述控制信号控制输出信号频率，输出基准副载波信号的所述正弦与余弦分量的基准副载波发生电路；根据广播制式，由所述控制信号控制所述基准副载波的频率；以所述时钟脉冲作为所述A/D变换器采样时钟。
本发明的数字彩色信号再现电路的特点是具有下述效果：在可接收多种广播制式电视广播的电视接收机中，不使钟频变高即可以简单构成实现多种广播制式的彩色信号再现电路的共用，并可以高精度实现YC分离及彩色信号解调，其作用是通过可根据控制信号控制基准副载波信号频率的基准副载波发生电路，把钟频设定为彩色副载波频率的任意倍。
图1是本发明实施形态1的数字彩色再现电路的构成框图。
图2是本发明实施形态3的锯齿波电路的构成框图。
图3是以往数字彩色信号再现电路的构成框图。
图4A-图4B是本发明锯齿波电路的动作说明图。
图5A-图5B是用于说明本发明的正弦波余弦波生成电路动作的输入输出特性图。
图6是本发明实施例、已有技术例子中使用的循环数字滤波器的框图。
下面，参照附图，说明本发明的实施形态1。实施形态1
图1是本发明实施形态1的数字彩色信号再现电路的构成框图。示于图1的数字彩色再现电路能适应NTSC、PAL制式的电视广播。
图1中，A/D变换电路101以时钟脉冲104采样模拟全电视信号并变换成数字全电视信号加以输出。同步分离电路102，从A/D变换电路101的输出信号分离同步信号，同时，输出用于提取彩色同步脉冲的彩色同步脉冲选通脉冲。YC分离电路103，从A/D变换器101的输出信号分离辉度信号(下文简称为Y信号)与彩色副载波信号(下文简称为C信号)并分别加以输出。增益控制电路105调整输入的C信号的幅度然后加以输出。
第1乘法电路106，在每个时钟脉冲104，把基准副载波发生信号120的正弦输出信号与增益控制电路105的输出信号相乘。然后，输出色差信号(R-Y信号)及其高次谐波。第2乘法电路107，在每个时钟脉冲，把基准副载波发生电路120的余弦输出信号与增益控制电路105的输出信号相乘。然后，输出色差信号(B-Y信号)及其高次谐波分量。第1低通滤波器(下文简称为LBF)108从乘法电路106的输出信号滤除高次谐波分量。第2LPF109，从乘法电路107的输出信号滤除高次谐波分量。第1同步脉冲持续期间累积电路110，从LPF109的输出信号累积同步脉冲选通脉冲期间的信号，输出所得到的随时间变化的同步脉冲信号振幅。该输出与设定成预定值的基准信号119的差，即振幅误差信号，控制增益控制电路105的增益。
第2同步脉冲持续期间累积电路111，从LPF109的输出信号，选取、累积同步脉冲期间中的信号，输出得到的随时间变化的相位误差信号(同步脉冲信号与基准副载波发生电路120的正弦波的相位差)。时钟脉冲发生电路113是压控振荡器(Voltage Control Oscillator；下文简称为VCO)，可根据同步脉冲期间累积电路111的输出信号电平，控制时钟频率。
基准副载波发生电路120，输入时钟脉冲104与控制信号116，根据时钟脉冲104产生基准副载波信号，向乘法电路106、107提供基准副载波信号的正弦波分量、余弦波分量。基准副载波频率由控制信号116进行控制。控制信号有NTSC制式接收用的信号与PAL制式接收用的信号两种。在接收NTSC制式时，由NTSC制式接收用的控制信号把基准副载波频率与时钟频率分别设定成3.579545MHz和28.636MH(例如为彩色副载波频率的8倍)。在接收PAL制式时，由PAL制式接收用的控制信号，把基准副载波频率设定为4.43MHz，时钟频率设定为28.625MHz(最接近于NTSC接收时钟频的值)。即基准副载波频率即使因广播制式有差异，钟频也不怎么变。
接着说明其工作。
图1中，输入端子115的全电视信号，由A/D变换电路101变换成数字信号。经变换的信号输入同步分离电路102、YC分离电路103。从YC分离电路103输出的C信号输入增益控制电路105。
由增益控制电路105、乘法电路107、LPF电路109与同步脉冲期间累积电路110构成的环路是自动色度控制(Automatic Chroma Control；下文简称为ACC)电路。ACC电路进行工作，使设定成预定值的基准信号119与同步脉冲期间累积电路110的输出信号电平相同。
结果，从增益控制电路105输出的C信号电平保持恒定。
乘法电路106、LPF电路108、同步脉冲期间累积电路111、时钟发生电路113与基准副载波发生电路120构成的环路是自动相位控制(Auto PhaseControl；下文简称为APC)电路。APC电路进行工作，使从基准副载波发生电路120输出的正弦波、余弦波频率与彩色副载波频率一致。
对APC电路的工作进行稍微详细的说明。
乘法电路106，把增益控制电路105输出的C信号与基准副载波发生电路120输出的正弦波相乘，输出B-Y信号与同步脉冲信号的相位误差信号及其高次谐波分量。乘法电路106的输出信号输入LPF108。LPF108滤除该高次谐波分量后进行输出。同步脉冲期间累积电路111向时钟发生电路113输出由同步脉冲选通脉冲从LPF108输出信号中提取的同步脉冲期间的信号，即输出相位误差信号。
时钟发生电路113根据相位误差控制时钟脉冲104的频率。时钟脉冲信号104输入基准副载波发生电路120。基准副载波发生电路120，根据时钟脉冲104产生控制信号116所设定广播制式的基准副载波的正弦波并向乘法电路106提供。通过上述环路构成的APC电路，把时钟脉冲104锁定于彩色同步脉冲。提供时钟脉冲104给A/D变换电路101与基准副载波发生电路120。该时钟脉冲104还提供给其它电路(图1中未图示)。
根据上述的本实施例，通过由控制信号116改变输入乘法电路106、107的正弦波、余弦波的频率这种构成，可构成不使时钟频率变高的ACC电路和APC电路。由此，可取得NTSC、PAL制式的彩色信号再现电路共用及高精度进行YC分离与彩色副载波信号解调的效果。
在3维YC分离电路用于NTSC制式的彩色信号重现电路时，在利用彩色信号的行相关性等方面，该电路需要与彩色同步脉冲同步且频率为彩色副载波频率整数倍的时钟信号。因而，NTSC用的钟频可选为NTSC制式的彩色副载波频率的整数倍，PAL用的钟频可为PAL制式的彩色副载波频率的任意倍。实施形态2
接着，对本发明实施形态2进行说明。本实施形态的数字彩色信号再现电路的框图与实施形态1的图1相同。
图1中，基准副载波发生电路120可由锯齿波发生电路114与正弦波余弦波生成电路112构成。锯齿波发生电路114输入时钟脉冲104与控制信号116，产生与时钟脉冲104同步且与基准副载波频率相同的锯齿波加以输出。锯齿波频率由控制信号改变。为此，所设定的锯齿波频率适应各种制式，即使因制式不同而基准副载波频率不同，时钟频率也不太变化。
正弦波余弦波生成电路112内设ROM，分别保持一个波长期间的数据作为正弦、余弦数据。以锯齿波作为地址读出内设ROM数据并输出正弦、余弦波。
接着采用图4说明锯齿波电路114的动作。
图4是用于说明锯齿波电路114动作的说明图。
如果控制信号116设定为预定值A，则锯齿波电路114连续进行下述动作：以A为基准值，在每个时钟脉冲重复加A，一旦达到MAX值则返回基准值A。
在图4A上段波形中，所谓MAX值是锯齿波可取的最大值。锯齿波电路114由控制信号116改变锯齿波频率。图4A上段波形，是设控制信号116的值为与A相当的数据时的波形。
结果，得到图4A上段所示波形。如果用预定大小的值除该波形，则如图4A中段所示，可得到大致归一化为某个确定振幅的锯齿波形。该波形作为地址数据提供给正弦波余弦波生成电路。
控制信号116设定成比A大的值B时的锯齿波电路114的波形示于图4B。
控制信号116大时，B与MAX值的差变小，从而达到MAX值的时间变短，结果，如图4B上段所示，锯齿波周期变短。若用所定大小的值除该波形，则如图4B中段所示，输出大致归一化为某个确定振幅的锯齿波形，提供给正弦波余弦波生成电路112，从而得到图4B下段所示的波形。该波形提供给乘法电路106、107。
接着采用图5，说明正弦波余弦波电路112的动作。
图5是用于说明正弦波余弦波生成电路112动作的输入输出特性图。
正弦波余弦波电路112内设具有图5A-5B所示输入输出关系的ROM数据。
例如，在图4A中段所示锯齿波数据输入图5A、5B的输入输出关系的ROM时，输出正弦波与余弦波。该正弦波提供给乘法电路106，余弦波提供给乘法电路107。
采用内设具有1/4波长期间的正弦数据的ROM与简单运算电路的正弦、余弦波生成电路，可生成正弦波、余弦波。
上述的本实施形态，通过构成为由控制信号116改变输入乘法电路106、107的正弦波和余弦波的频率，可不提高钟频构成ACC电路和APC电路。由此，可取得NTSC、PAL制式彩色信号再现电路通用且可高精度进行YC分离和彩色副载波信号解调的效果。实施形态3
接着，对本发明实施形态3进行说明。省略与实施形态1和2共有的部分。
图2是本发明锯齿波电路的框图。
图2中，加法电路201把控制信号203与锁存电路202的输出信号相加，向除法电路205与锁存电路202输出。锁存电路202利用时钟脉冲锁存加法电路201的输出信号。锁存电路202、加法电路201的环路构成计数电路。除法电路205除加法电路201的输出信号，输出锁存波形204。
用图2说明下述动作。
在控制信号203设定为预定值A时，计数电路以A为基准，在每个时钟脉冲206的上升沿重复加A值。加法电路201不作进位处理，因而当加法电路201输出的数据为最大值时(若加法电路201位数为10位，则最大值为1023)，在下一时钟脉冲，该输出数据与控制信号203相同，输出数据A。
即，加法电路201的输出信号成为图4A上段所图示的波形。在该波形输入除法电路205，以预定大小的值除时(具体而言，仅输出加法电路201输出数据中的高位数据)，如图4A中段图所示，该锯齿波输出信号204成为锯齿波形振幅归一化的波形。
如果输出信号204通过正弦波余弦波生成电路112，则输出信号如图4A下段所图示，用这种处理可由控制信号203改变正弦波频率。
上述本发明，即使在接收不同制式广播时，也可始终使时钟脉冲锁定于彩色同步脉冲信号，而且可不因制式而提高时钟频率。即，可用简单的系统，实现多种广播制式通用的彩色信号再现电路，且可高精度实现YC分离及彩色解调。

Claims (4)

1．一种数字彩色信号再现电路，其特征在于它包括：
用采样时钟对模拟全电视信号进行采样并变换成数字全电视信号的A/D变换电路；
从所述数字全电视信号，分离辉度信号与彩色副载波信号的YC分离电路；
对所述彩色副载波信号的振幅进行调整并加以输出的增益控制电路；
把基准副载波信号的正弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即R-Y信号及其高次谐波分量的第1乘法电；
把基准副载波信号的余弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即B-Y信号及其高次谐振分量的第2乘法电路；
从所述第1乘法电路的输出信号提取并累积所述彩色同步脉冲选通脉冲期间的信号，然后加以输出的彩色同步脉冲期间累积电路；
根据所述彩色同步脉冲期间累积电路的输出，控制时钟频率，输出锁定于彩色同步脉冲信号的时钟脉冲的时钟脉冲发生电路；
输入所述时钟脉冲和控制信号，由所述控制信号控制输出信号频率，输出基准副载波信号的所述正弦与余弦分量的基准副载波发生电路；
根据广播制式，由所述控制信号控制所述基准副载波的频率；
以所述时钟脉冲作为所述采样时钟。
2．一种数字彩色信号再现电路，其特征在于它包括：
用采样时钟对模拟全电视信号进行采样并变换成数字全电视信号的A/D变换电路；
从所述数字全电视信号分离同步信号，输出用于选通彩色同步脉冲信号的彩色同步脉冲选通脉冲的同步分离电路；
从所述数字全电视信号，分离辉度信号与彩色副载波信号的YC分离电路；
对所述彩色副载波信号的振幅进行调整并加以输出的增益控制电路；
把基准副载波信号的正弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即R-Y信号及其高次谐波分量的第1乘法电路；
把基准副载波信号的余弦分量与所述增益控制电路的输出信号相乘，输出色差信号即B-Y信号及其高次谐振分量的第2乘法电路；
从所述第1乘法电路的输出信号滤除其高次谐波分量的第1低通滤波器；
从所述第2乘法电路的输出信号滤除其高次谐波分量的第2低通滤波器；
从所述第1低通滤波器的输出信号提取并累积所述彩色同步脉冲选通脉冲期间的信号，然后加以输出的第1彩色同步脉冲期间累积电路；
从所述第2低通滤波器的输出信号提取并累积所述彩色同步脉冲选通脉冲期间的信号，然后加以输出的第2彩色同步脉冲期间累积电路；
根据所述第2彩色同步脉冲期间累积电路的输出，控制时钟频率，输出锁定于彩色同步脉冲的时钟脉冲的时钟脉冲发生电路；
输入所述时钟脉冲和控制信号，产生与所述时钟同步的锯齿波，同时，可由所述控制信号改变频率的锯齿波发生电路；
输入来自所述锯齿波电路的锯齿波作为地址数据，读出内设ROM数据，输出所述正弦波和余弦波的正弦波余弦波生成电路；
所述增益控制电路，根据所述第1彩色同步脉冲期间累积电路的输出，调整所述彩色副载波信号的振幅；
根据广播制式，由所述控制信号控制所述锯齿波的频率，以所述时钟脉冲作为所述采样时钟。
3．如权利要求2所述的数字彩色再现电路，其特征在于，在广播制式为NTSC时，所述时钟频率，由所述控制信号，控制为NTSC制式彩色副载波频率的整数倍；在广播制式是PAL制式时，所述时钟频率实用上控制成与所述NTSC制式时的钟频大致相同。
4．如权利要求2或3所述的数字彩色再现电路，其特征在于，
所述锯齿波发生电路，由加法电路、销存电路、除法电路构成；
所述加法电路把所述控制信号与所述锁存电路的输出信号相加；
所述锁存电路，在每个时钟脉冲锁存并输出所述加法电路的输出信号；
所述除法电路，除所述加法电路输出，输出归一化输出电平的锯齿波信号。
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