CN1372760A - 视频信号选择器中的串音衰减 - Google Patents

Abstract

视频信号输入选择器容易遭受可选视频信号之间的交叉耦合。输入选择器包括视频放大器,连接来放大从上述可选择的视频信号中选定的视频信号。可控开关具有第一和第二元件,第一元件接收选定的视频,并连接到信号地。第二元件接收选定的视频,并连接到放大器。在第一种情况中,第一元件被控制为开路,第二元件被控制为短路,将选定的视频信号连接到视频放大器。在第二种情况中,第一元件被控制为短路,将选定的视频信号连接到信号地,而第二元件被控制为开路,基本禁止选定视频信号连接到视频放大器。

Description

视频信号选择器中的串音衰减

本发明涉及信号源选择领域，尤其涉及耦合在--起用于源选择的信号之间的串音衰减。

发明背景

在典型的模拟视频信号源选择器，例如开关矩阵或图象切换器中，物理电路的布局被给予与开关或交叉点元件的电路设计同样多的重视。例如，在印刷导线板中，接地平面可以散布于携带信号的导线之间。同样地，接地导电层可以用于分离信号，该信号可能包含对邻近信号导线交叉耦合具有更大灵敏度的频率。同轴电缆导线经常被采用或印刷用于仿真传输线特性的导线，以便禁止不想要的信号能量耦合进入邻近电路中。在视频显示装置中，这样的预防性串音防止措施可能由于物理空间、显示布局和产品成本而被去除。因此，能够从例如数字或模拟录像机，卫星电视接收机，DVD播放器或计算机的源中以标准和高清晰度两种电视信号格式接收多基带模拟信号输入的视频显示装置可能遭受信号交叉耦合引起的不希望的和不想要的画质损伤。

分量信号格式通常包括亮度信号和红、蓝色差信号，经常表示为Y Pr Pb，对于数字方式得到的标准清晰度信号可以包含频谱延伸到大约5MHz的亮度信号。同样，来自高清晰度源的亮度信号，其频谱延伸到20MHz以外。色差信号被抑制而一般具有小得多的带宽，典型地是亮度分量带宽的一半或四分之一，因此这些信号造成的串音迹象不太严重。

并且，多输入信号可以以标准和高清晰度两种电视信号格式出现，它们互相是异步的，换句话说，大多数输入信号具有不同的时基频率。因此，串音敏感信号将因选定信号的同步信号和不想要的交叉耦合分量的时基之间的相对移动而被更明显地显示。

在前面提到的代表性的开关矩阵和图象切换器中，输入信号经常被同步或进行标准转换，以获得共同的时基频率。而且，这样同步或标准转换的信号通常连接进矩阵或切换器，以便在多个终点同时进行信号选择。因此，可以认识到，以前所述的各种集中在防止不想要的信号耦合的物理连接方法是必要的先决条件。因此，任何残留的交叉耦合仅因穿过信号源选择器或开关在信号处理终点产生不想要的信号的串音而存在。由于开路或非选择开关触点或元件间存在的寄生电容，这样的交叉耦合经常出现在信号源选择器中。这样，信号源选择器经常是开关元件的串联并联组合的形式。在这种装置中，串联的开关元件将想要的信号连接或禁止连接到终点。串联开关元件开路时，并联的开关元件导通，这样有效地将串联开关的输出接地，并除去任何经开路串联开关的寄生电容耦合的不想要的信号。串联并联开关的组合以相反的方式被控制，以便当一个开关元件开启时，另一个关闭，以这种方式很大程度地防止了任何不想要的串音信号对想要的信号源选择的损害。

然而，如前所述，在视频矩阵中使用的预防性串音技术虽然是令人满意的，但出于成本和空间的考虑，通常在视频显示装置中排除使用。因此，能够在标准和高清晰度两种格式而一些是异步的多个视频源之间进行选择的视频显示装置会导致严重的信号串音和想要的图象的劣化。并且，尽管前面所述的串并联开关装置提供对穿过串联元件的信号耦合或泄漏的校正，但在串并联开关元件之前出现的任何交叉耦合很大程度上没有被校正，因此选定的图象仍然有损伤。

发明概述

视频选择器中想要和不想要信号之间的交叉耦合通过发明的开关装置被消除。视频放大器被连接用于放大选定的视频信号。可控开关具有第一和第二元件，第一元件接收选定的视频信号，并连接到信号地。第二元件接收选定的视频，并连接到视频放大器。在第一种情况中，第一元件被控制为开路，第二元件被控制为短路，将选定的视频信号可控地连接到视频放大器。在第二种情况中，第一元件被控制为短路，将选定的视频信号连接到信号地，而第二元件被控制为开路，基本禁止连接到视频放大器。

附图简述

图1是用于显示装置的包括发明装置的视频信号选择器的简化框图。

详细说明

用于多媒体显示装置的视频输入选择器在图1中以简化的方式示出。图1包括选择器5，它构成了集成电路6的一部分，通过I²C控制总线，在复合编码视频信号Vc，例如NTSC或PAL编码信号，和从提供分离亮度和色度信号分量的例如经连接器J2连接的S视频的信号源输入的亮度信号分量Yc之间允许用户选择。开关4将复合编码视频信号(NTSC或PAL)连接到IC6中的梳状滤波器上，它除去色度副载波信号，并提供从复合信号Vc的亮度和色度(chroma)分量的分离。开关3选择从连接器J2的S-视频信号输入中输入的亮度视频分量Yc。由于亮度分量Yc表示分离的或获得的亮度信号，所以它并不需要梳状滤波来去除任何色度副载波信号，因此它在IC6中被连接到梳状滤波器处理的后面的点。集成电路6，例如F2PIP/梳状滤波器，响应由I²C控制总线控制的选择，产生色度信号(chroma)和亮度信号(Yo)。信号Yo通过导线连接，提供一个输入信号，经印刷导线线路24A连接到串联连接的电阻器R3，并经印刷导线线路24B连接到例如CMOS74HC4053型的IC2的选择器开关1上。色度信号chroma从块6直接连接到视频处理器集成电路IC1，例如东芝TA1276型，用于解调产生色差信号分量。解调的色差信号，例如I/Q或R-Y/B-Y从视频处理器IC1输出，并连接到IC3的选择器开关S2，它用于在解调色差信号和来自外部信号源的分量输入色差信号Pr/Pb之间进行选择。

外部分量信号，例如表示为Y Pr Pb，并来自VCR，DVD播放器，卫星或地面数字电视DTV接收机，可以应用于输入连接器J1。如上所述，外部亮度信号Yext取决于信号源，对于DVD播放器信号，它可以包含5MHz数量级的信号频率分量，而对于从高清晰度电视信号源获得的DTV信号则超过20MHz。出现在连接器J1的信号Y，Pr，Pb分别被电阻器R6，R7和R8终接，并直接连接到电路块10。外部色差分量信号Pr和Pb通过保护电路连接到例如CMOS74HC4053型的集成电路IC3的开关S2A上，用于前面所述的选择，该保护电路未示出，但与亮度信号Yext所示的相同。外部亮度分量信号Yext经印刷导线线路22A连接，其中它被分开并应用给由串联连接的电阻器R1(R2)和电容器C3(C4)形成的一对保护网络，并且由与地连接的齐纳二极管D1(D2)终接。齐纳二极管D1和D2提供不对称的电压幅度保护，并具有与希望的工作信号幅度相对应的不同的击穿电压。

亮度信号Yext通过电容器C3AC连接，和作为信号Yext1提供给集成电路IC3的选择器开关S2B，用来作为信号Y2in连接到视频处理器IC1。同样，信号Yext通过电容器C4AC连接，和作为信号Yext2提供给集成电路IC2的选择器开关S1，用来作为同步信号连接到集成电路T4(未示出)。

杂散或寄生电容分别存在于印刷导线线路22B，22BB和24B之间。这些杂散电容以虚线表示为电容器Cs1和Cs2。可以认识到，当亮度信号Yext出现在连接器J1时，出现在信号Yext1和Yext2中的高频能量将通过杂散电容Cs1和Cs2耦合到导线24B和亮度信号Yo。同样，亮度信号Yo将被耦合到导线线路22B和22BB上。然而，由于观看外部分量信号时信号Yo被禁止，这种相互的交叉耦合就被避免，这一点将要在下面解释。

当选择外部分量信号观看时，通过I²C总线，电路块10的开关S1和S2A/B从图1所示的位置改变为允许将亮度信号Yext连接到视频处理器IC1，并提供用于同步集成电路T4(未示出)的延迟信号。并且，选择外部分量信号也导致FPIP/梳状滤波器IC6中的开关3，4和5呈现从块6的输出中去除色度信号(chroma)和亮度信号(Yo)的状态。因此，没有内部处理的亮度或色度信号被耦合到选择器10和印刷导线线路24A和24B。从而，防止了内部亮度信号Yo和外部亮度信号Yext1/Yext2之间不想要的交叉耦合。

当观看一个内部获得的信号时，外部亮度信号Yext1/Yext2和内部亮度信号Yo之间不想要的交叉耦合可以通过下面将要描述的块16中所示的发明装置而有利地防止。

外部分量信号和各种内部获得信号之间的选择经I²C控制总线由寻址各个开关元件来控制。视频处理器IC1接收I²C控制总线，并产生开关控制信号1，它连接到开关S1和S2A/B，它们提供串联开关功能，用于在内部与外部亮度信号和色差信号之间进行选择。另外，控制信号1连接到块16中所示的发明并联开关，并经电阻器R5应用给NPN晶体管Q1的基极。晶体管Q1的基极还通过电阻器R4接地，从而为控制信号1提供分压。晶体管Q1的集电极与NPN晶体管Q2的基极相连，并经电阻器R3连接到例如+9V的电源。晶体管Q1和Q2的发射极接地。晶体管Q2的集电极连接到一对电容器C1和C2。电容器C2连接到导线22B处的电容器C3、齐纳二极管D1和开关S2输入端的接点。同样，电容器C1连接到导线22BB处的电容器C4、齐纳二极管D2和开关S1B输入端的接点。

现在将说明发明并联开关16的操作。当选定外部分量信号时，控制1在20呈现接近5伏或更高的正电压值，相反，当选定内部获得信号时，控制1呈现低的或基本为0的电压值。这样，选定外部分量信号时，控制1的正电压使晶体管Q1导通，并呈现饱和状态。由于晶体管Q1饱和，晶体管Q2没有基极电流而截止，同时集电极呈现高阻抗。这样，电容器C1和C2有效地串联连接在分别出现在导线22B和22BB上的额定相同的AC耦合信号Yext1和Yext2之间。如前所述，经杂散电容Cs1和Cs2进入到外部亮度信号中的内部信号Yo的不想要的交叉耦合在块5中被防止。

当选择内部获得的分量显示时，开关控制1具有额定零电压值，它使晶体管Q1截止，导致集电极变为高阻抗。由于晶体管Q1截止，电阻器R3从正电源向晶体管Q2的基极提供电流，它足以导致饱和。当晶体管Q2饱和时，在晶体管集电极和发射极之间形成很低的阻抗，它有效地将电容器C1和C2的接点连接到晶体管Q2发射极处的地。这样，电容器C1和C2被控制或切换以形成AC信号衰减器，它降低出现在导线22B和22BB上的外部亮度信号Yext1和Yext2的幅度。电容器C2形成信号Yext1的并联通路，穿过电阻器R1和电容器C3产生衰减，它将衰减信号Yext1的幅度，频率为5MHz时约30dB，频率为20MHz时约41dB。同样，电容器C1形成信号Yext2的并联通路，穿过电阻器R2和电容器C4对信号Yext2产生同样的衰减。晶体管Q2的集电极处的接地电容器C1和C2造成的AC信号衰减也可以被认为形成了具有拐点频率大约为165KHz的可选或开关低通滤波器。并且，如果电容器C4，齐纳二极管D2和开关S1输入的接点对地的阻抗被定义为并联或穿过开关电容器C1的高阻值的电阻器，例如10K欧姆，可选低通滤波器可以被看作可选或可开关的带通滤波器。将示意性的10K欧姆电阻器并联于电容器C1，可以产生约150Hz的低频3dB点和约160KHz的高频-3dB点，它可以有利地提供滤波，以去除出现在导线22BB上的电源线和高频噪音分量。

当选择内部获得分量观看时，输入给显示的任何外部亮度分量信号将在选择器开关1和2处被有利地衰减和严格地低通滤波。然而，当选择外部分量信号观看时，这个随频率而变的衰减被可控制地消除。从而，外部亮度信号中的高幅度、高频率信号在模块内被有利地衰减至导线之间和/或交叉开路开关元件之间的交叉耦合被充分消除而不会再现的级别。

Claims (11)

1.一种易于遭受可选视频信号之间交叉耦合的视频信号输入选择器，包括：

视频放大器，连接来放大从上述可选择的视频信号中选定的视频信号；

具有第一和第二元件的可控开关，所述第一元件接收上述选定的视频，并连接到信号地，所述第二元件接收上述选定的视频，并连接到上述放大器，

其中，在第一种情况中，第一元件被控制为开路，第二元件被控制为短路，将选定的视频信号连接到视频放大器，在第二种情况中，第一元件被控制为短路，将选定的视频信号连接到信号地，第二元件被控制为开路，基本禁止选定视频信号连接到视频放大器。

2.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第一元件包括开关频率敏感网络。

3.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第一元件包括开关低通滤波器。

4.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第一元件包括在上述第二种情况中可控制激发的低通滤波器。

5.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第二种情况中上述选定的视频信号被取消选定，并被可控地衰减。

6.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第二种情况中上述选定的视频信号被取消选定，并被低通滤波。

7.如权利要求1所述的视频信号输入选择器，其中上述第二种情况中接收上述选定视频的上述第一元件中存在的直流状态基本不变。

8.一种具有视频信号选择的视频显示装置包括：

视频信号源；

连接来放大选定视频信号的视频放大器；

具有第一和第二元件的可控开关，所述第一元件连接到上述源和信号地，而所述第二元件连接到上述源和上述放大器，

其中在第一种情况中，第一元件被控制为开路，第二元件被控制为短路，选定所述视频信号连接到视频放大器，在第二种情况中，第一元件被控制为短路，而第二元件被控制为开路，取消选择所述视频信号，基本禁止选定的视频信号连接到上述视频放大器。

9.如权利要求8所述的视频显示装置，其中在第二种情况中连接到上述第一开关元件的上述视频信号被低通滤波。

10.如权利要求8所述的视频显示装置，其中在第二种情况中连接到上述第一开关元件的上述视频信号在幅度上被衰减。

11.如权利要求8所述的视频显示装置，其中在第二种情况中接收上述选定视频的上述第一元件中存在的直流状态基本不变。