CN1475073A - 后沿箝位电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方法及其装置，用于箝位视频信号的后沿间隔，包括：将所述视频信号的同步脉冲顶部电平箝位到可变的参考电压(33)；把经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的后沿电压电平与预定的参考电压(22)进行比较；产生表示在后沿电压电平与预定的参考电压(22)之间的差的误差信号(24)；以及响应于所述的误差信号(24)来调整可变的参考电压(33)，以便最小化所述误差信号(24)。

Description

后沿箝位电路

技术领域

本发明涉及视频信号处理。

背景技术

在视频信号处理系统中，不管是纯模拟的还是数字化的视频，经常期望实现一种后沿箝位电路来将信号的DC工作点设置到预定的参考电压。为理解传统的技术，将说明图1中所示的Broadcom7020IC 10的建议的操作。视频信号V1被视频运算放大器6缓冲，并且通过耦合电容器8被提供IC 10的视频输入端，其中，所述视频信号被模数(A/D)转换器12数字化，并且被并行施加到视频解码器(VDEC)14和键控比较器18的输入端16。另一个比较器输入20接收预定的参考电压22。比较器输出24是误差信号，它输出在比较器输入16的后沿电压电平与预定的参考电压22之间的差。在VDEC 14中产生一个后沿箝位电路(BPC)脉冲26，并将其用于在后沿间隔期间使能比较器18。误差信号24和BPC脉冲26被施加到脉宽调制器(PWM)28，在BPC脉冲间隔期间输出经过频宽比调制的信号30，并且其输出在所有其它时间被三态设置到必要的开路状态。PWM输出30是以水平速率的脉冲串操作，其高电平和低电平分别为大约0伏和3.3伏，并且，当比较器输入16等于预定的参考电压22、并且在比较器输入16从与预定的参考电压22相比最高向与预定的参考电压22相比最低变化时从大约0％到大约100％变化时，其脉冲宽度约为50％。以此方式，PWM输出30是有极性的，以提供适合于校正视频输入的直流恢复的负反馈。PWM输出30被电阻器32和电容器34低通滤波，这个被滤波的值通过电阻器36被施加到视频输入上。施加到视频输入的被校正的直流偏压值被存储在耦合电容器8上，保持这个值直到下一个水平后沿间隔，在该点上施加一个新的校正的偏压。然而，当视频被首先施加到A/D转换器12输入时，VDEC 14输入的偏压将有可能在VDEC 14的动态范围之外，并且将因此使得VDEC 14难于确定水平同步的位置，而且因此不能获得正确定时的BPC脉冲。为此，VDEC 14以空转方式工作直到反馈回路缓慢地响应，并且VDEC 14找到水平同步，测量跟随的后沿的A/D值距离(1024个A/D值中的)理想值240有多远，并且进行校正，以便将比较器输入16的后沿电平调整为正确的值。其后，VDEC 14以锁定的方式工作以便正确地识别同步和后沿间隔。当实现如上所述的后沿箝位电路时会遇到几个问题。首先，需要一个视频运算放大器来提供很低的输出阻抗驱动器，以便最小化由于PWM信号对视频输入的影响而导致的回路中的偏差。第二，回路增益由电阻器32和36的和的倒数确定，因此较低。第三，在使用与输入电容器8和滤波电容器34相关的两个主电极(dominant pole)时，难于获得回路响应稳定性，并且，当A/D转换器12和VDEC 14开始超出其最佳动态范围之外时，由于难于识别后沿间隔，回路的初始稳定过长。本发明正是打算以非常经济有效的方式解决这些问题。

发明内容

本发明提供了一种用于箝位视频信号的后沿间隔的方法，包括：将所述视频信号的同步脉冲顶部电平箝位到可变的参考电压，把经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的后沿电压电平与预定的参考电压进行比较，产生表示在后沿电压电平与预定的参考电压之间的差的一个误差信号，并且响应误差信号来调整可变的参考电压，以使误差信号最小化。

附图说明

在附图中：

图1是后沿箝位电路的传统实现的方框图；

图2说明了表示PWM输出信号的特征的各种波形；

图3说明了典型的同步脉冲顶部箝位电路；

图4说明了利用可变电压参考的同步脉冲顶部箝位电路；以及

图5是说明本发明的一个实施例的方框图。

在附图中，在多个附图中使用相同的参考标号表示在其它附图中的相同或类似的特征。

具体实施方式

从下面通过示例的说明中，本发明的特点和优点将变得更清楚。

参见图3，示出了典型的同步脉冲顶部箝位电路40，与到诸如Broadcom7020 IC之类的视频处理单元的视频输入结合使用。晶体管42，基于晶体管的电路，即电阻器44、电阻器46和电容器34，以及发射级电阻器48提供了固定的DC电压。箝位动作由二极管50、漏泄电阻52、以及耦合电容器8来执行。同步脉冲顶部将被箝位到的电压由电阻器44和46的分配比来确定。

现在参见图4，当PWM信号30通过电阻器32被施加到同步脉冲顶部箝位电路参考输入33时，PWM输出30将被电容器34低通滤波，并且将向同步脉冲顶部箝位电路提供可变的参考。以此方式，可以响应PWM输出30的频宽比，而由可变的参考来调整同步脉冲顶部电平、以及当前在二极管50的阴极的视频的后沿电平。

现在参见图5，应当注意，在本发明的优选实施例中，来自Broadcom 7020IC 10的PWM输出30通过电阻器32施加到同步脉冲顶部箝位电路输入33。基于视频信号的初始施加，控制器31将PWM 28保持在三态模式中，从而开通反馈回路。通过适当选择同步脉冲顶部箝位电路的电阻器44和46的分配比(图3和图4中所示)，视频输入将几乎同时被偏置到大约校正电平。在本实施例中，在视频信号的初始施加时，当PWM输出30被保持在三态模式时，选择电阻器44和电阻器46的值，以便在晶体管42的发射极达到大约1.6V的直流电压，这样来偏置同步脉冲顶部箝位的视频输入信号，以便提供大约1.3V的后沿电压电平。当VDEC 14通知控制器31它已经获得了锁定时，控制器31将PWM 28置于活动模式，并且在每个后续的BPC脉冲间隔期间闭合回路。在活动的视频期间，PWM被置于三态，以便电容器保持DC电平。一旦后沿被恢复到接近240的值，则视频就变为DC恢复的了，并且PWM在每一行中跟踪误差信号24。在同步脉冲顶部箝位电路参考输入33，PWM输出30被施加到电容器34之前穿过一个串联电阻32。这允许人们设置：以多快的速度来由电容器34积分PWM输出30。由电容器34、电阻器32、以及电阻器44和电阻器46的并联组合形成的电极是反馈回路的一个主电极。尽管电容器8还形成一个电极，但是，其电极的形成具有箝位二极管50的很低的值的动态阻抗，因此，频率很高可以忽略。如果从中等高的阻抗驱动器提供施加到电容器8的视频，则由于箝位电流的偏差将在同步间隔期间发生，并且，因此将不在后沿间隔期间产生偏差。以此方式，消除了对很低输出阻抗的视频运算放大器的要求，和相关的成本。这个实施例的回路增益由电阻器44和电阻器46的并联的组合对电阻器32的比来决定(图2和3中示出)。作为结果，提供了回路增益和回路响应的独立设计调整。

尽管优选实施例的描述是以电压的形式进行的，但是应当明白，可以使用电压和/或电流。虽然已经参照优选实施例具体描述了本发明，显然，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在实施例中进行各种改变。

Claims (24)

1.一种箝位视频信号的后沿间隔的方法，包括：

将所述视频信号的同步脉冲顶部箝位到可变的参考电压；

把经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的后沿电压电平与预定的参考电压进行比较；

产生表示在所述后沿电压电平与预定的参考电压之间的差的一个误差信号；以及

响应于所述的误差信号来调整所述可变的参考电压，以便最小化所述误差信号。

2.按照权利要求1的方法，还包括步骤：

在所述比较步骤之前，将所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号进行数字化。

3.按照权利要求2的方法，其中调整所述可变的参考电压的步骤包括步骤：

使用一个经过脉冲宽度调制的信号来产生所述可变的参考电压信号，以便经过所述频宽比调制的信号的频宽比响应于所述的误差信号。

4.按照权利要求2的方法，还包括步骤：

在所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压的所述调整。

5.按照权利要求1的方法，其中调整所述可变的参考电压的步骤包括步骤：

使用一个经过脉冲宽度调制的信号来产生所述可变的参考电压信号，以便经过所述频宽比调制的信号的频宽比响应于所述的误差信号。

6.按照权利要求5的方法，还包括步骤：

在所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压的所述调整。

7.按照权利要求1的方法，还包括步骤：

在所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压的所述调整。

8.按照权利要求1的方法，其中调整所述可变的参考电压的步骤还包括步骤：

在所述比较步骤之前数字化所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号；

使用一个经过脉冲宽度调制的信号来产生所述可变的参考电压信号，以便所述经过频宽比调制的信号的频宽比响应于所述的误差信号；以及

在所述经过同步脉冲顶部箝位的视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压的所述调整。

9.一种用于在视频信号的后沿间隔期间调整视频信号的电平的装置，包括：

用于响应可变的参考电压来调整所述视频信号的同步脉冲顶部电平的装置；

用于将在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的后沿间隔期间的、所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的所述后沿电平与一个预定的参考电压进行比较的装置；

用于确定在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的后沿间隔电平与所述预定的参考电压之间的一个差信号的装置；以及

用于以将所述差信号向零降低的方式、响应所述差信号来控制所述可变的参考电压的装置。

10.按照权利要求9所述的装置，还包括：

用于将所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号转换为所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的数字表示的装置。

11.按照权利要求10所述的装置，其中：

用于响应所述差信号而控制所述可变的参考电压的所述装置包括：脉冲宽度调制器。

12.按照权利要求10所述的装置，还包括：

用于在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的初始施加之后、暂时禁止用于响应所述可变的参考电压而调整所述视频信号的所述同步脉冲顶部电平的所述装置的装置。

13.按照权利要求9所述的装置，其中：

用于响应所述差信号而控制所述可变的参考电压的所述装置包括：脉冲宽度调制器。

14.按照权利要求13所述的装置，还包括：

用于在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的初始施加之后、暂时禁止用于响应所述可变的参考电压而调整所述视频信号的所述同步脉冲顶部电平的所述装置的装置。

15.按照权利要求9所述的装置，还包括：

用于在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的初始施加之后、暂时禁止用于响应所述可变的参考电压而调整所述视频信号的所述同步脉冲顶部电平的所述装置的装置。

16.按照权利要求9所述的装置，还包括：

用于将所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号转换为所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的数字表示的装置；

用于响应所述差信号而控制所述可变的参考电压的所述装置包括：脉冲宽度调制器；以及

用于在所述经过同步脉冲顶部电平调整的视频信号的初始施加之后、暂时禁止用于响应所述可变的参考电压而调整所述视频信号的所述同步脉冲顶部电平的所述装置的装置。

17.一种用于箝位视频信号的后沿间隔的装置，包括：

终端，用于接收所述视频信号；

键控比较器，用于确定在所述后沿间隔的电平与预定的参考电压之间的差，所述键控比较器具有用于提供可变的参考电压的输出；

同步脉冲顶部箝位电路，被配置成：响应所述键控比较器的输出，以一个数量和极性，来调整施加到所述输入视频信号的DC偏压，以便使得所述后沿电平实质上等于所述预定的参考电压。

18.按照权利要求17所述的装置，还包括：

A/D转换器，用于在所述视频信号被施加到所述键控比较器之前、将所述视频信号进行数字化。

19.按照权利要求18所述的装置，还包括：

脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器在一个输入端接收来自所述键控比较器的所述输出，并且在所述脉冲宽度调制器的输出提供一个可变的频宽比信号，其频宽比响应所述键控比较器的所述输出，所述脉冲宽度调制器的输出向所述同步脉冲顶部箝位电路提供所述可变的参考电压。

20.按照权利要求18所述的装置，还包括：

控制器，用于在所述输入视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压。

21.按照权利要求17所述的装置，还包括：

脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器在一个输入端接收来自所述键控比较器的所述输出，并且在所述脉冲宽度调制器的输出提供一个可变的频宽比信号，其频宽比响应所述键控比较器的所述输出，所述脉冲宽度调制器的输出向所述同步脉冲顶部箝位电路提供所述可变的参考电压。

22.按照权利要求21所述的装置，还包括：

控制器，用于在所述输入视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压。

23.按照权利要求17所述的装置，还包括：

控制器，用于在所述输入视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压。

24.按照权利要求17所述的装置，还包括：

A/D转换器，在所述视频信号被施加到所述键控比较器之前，将所述视频信号进行数字化；

脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器在一个输入端接收来自所述键控比较器的所述输出，并且，在所述脉冲宽度调制器的输出提供一个可变的频宽比信号，其频宽比响应所述键控比较器的所述输出，所述脉冲宽度调制器的输出向所述同步脉冲顶部箝位电路提供所述可变的参考电压；以及

控制器，用于在所述输入视频信号的初始施加之后、暂时禁止所述可变的参考电压。

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