CN1666570B - 立体声信号处理装置 - Google Patents

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公开了一种立体声信号处理装置，尤其是用于数字BTSC电视解码器，包括子通道信号处理部件，其包括用于输入一个输入端子通道信号的输入端、DBX扩展装置以及用于输出一个输出端子通道信号的输出端。本发明的特别之处在于所述子通道信号处理部件进一步包括相位误差补偿装置，用于纠正所述DBX扩展装置的相位误差，以便在所述子通道信号处理部件的所述输出端输出子通道信号的相位在一个预定的频率范围内基本上保持恒定或者与其偏差基本为零。

Description

立体声信号处理装置
本发明涉及一种立体声信号处理装置，尤其是用于数字BTSC电视解码器，包括子通道信号处理部件，该子通道信号处理部件包括用于输入一个输入端子通道信号的输入端、DBX扩展装置以及用于输出一个输出端子通道信号的输出端。
这种装置提供了音频信号立体声传输期间的通道分离，以便重新产生原始L(左)和R(右)音频信号，其中子通道信号是立体声音频差分信号(L-R)，该信号被处理之外，另外还处理立体声音频信号(L+R)叠加的主通道信号。
这种立体声信号处理装置尤其用在BTSC电视标准下用于电视、视频磁带记录器及其他多媒体装置操作的BTSC解码器。DBX扩展装置用来解码子通道信号，该子通道信号根据包括DBX压缩扩展的BTSC多通路声系统标准被编码。
US5373562A公开了一种用于立体声信号的信号处理器，其中扩展电路用来解码音频信号，该音频信号根据包括DBX压缩扩展的BTSC多通路声系统标准被编码。使用了一种宽带扩展电路并且提供了一种DBX扩展器。宽带扩展电路提供有信号通道，其具有一个输入低通滤波器、一个立体声差分信号(L-R)解调器、一个第二低通滤波器以及一个压控放大器，其中的增益通过来源于解调差分信号的控制信号控制，该解调差分信号由带通滤波器和积分峰值检波器操作。压控放大器的输出，在提供给译码矩阵、用于结合立体声信号(L+R)叠加以重新产生原始L和R信号之前，被送到一种去加重网络。当DBX扩展器被连接以后，DBX扩展器代替去加重网络的位置，提供带宽扩展的压控放大器控制信号被一个预定电压所补偿，带通滤波器的带通滤波特性被禁止，并且输入端切换到输入低通滤波器的旁路。带通滤波器的滤波特性的禁止启动输入切换到输入低通滤波器的旁路。
类似的电路在EP0584718A2和EP1083656A2中有所描述。
然而，人们已经注意到在传统的立体声信号处理装置中，对于较高的音频来说通道分离变得很差。
本发明的一个目标是避免现有技术的上述缺点，并且提供了一个具有改进结构的立体声信号处理装置，以便通道分离不仅能满足较低频率，而且能够用于较高频率。
为了达到这个以及更多的目标，根据本发明提供一个立体声信号处理装置，尤其是用于数字BTSC电视解码器，包括一个子通道信号处理部件，其包括用于输入一个输入端子通道信号的输入端、DBX扩展装置以及用于输出一个输出端子通道信号的输出端，其特征在于所述子通道信号处理部件进一步包括一个相位误差补偿装置，用于纠正所述DBX扩展装置的相位误差，以便在所述子通道信号处理部件的所述输出端，输出端子通道信号的相位在一个预定的频率范围内基本上保持恒定或者与其偏差基本为零。
也就是，人们已经发现特别是在较高音频中差的通道分离产生于相位误差，该相位误差在DBX扩编装置中产生并且增加到了大约扫描频率的一半。为了减少或消除这种相位误差，根据本发明的子通道信号处理部件提供一个相位误差补偿装置，该装置使相位得以纠正以便在所感兴趣频率范围内基本上保持恒定或者与其偏差基本为0，该频率范围通常是音频率范围。所以，通过本发明立体声传输期间的通道分离，并且因此，不仅可以提高较低频率的音频的质量，而且也可以改善较高频率的音频质量。
特别地，对于立体声信号处理装置、特别是BTSC解码器中子通道信号处理部件的数字实施例，本发明是非常有用的。
本发明更多优点的实施例定义在相关的权利要求中。
优选地，所述相位误差补偿装置耦合在所述子通道信号处理部件的所述输入端和所述DBX扩展装置之间。
特别地，人们已经发现DBX扩展装置表现为一个相位偏移，该相位偏移在频率范围内基本上是线性的，并且取决于输入信号的振幅。因此，为克服这个问题，所述相位误差补偿装置包括一个线性电平相关相位误差校正装置。为实施电平相关，所述线性电平相关相位误差校正装置应该根据子通道信号的振幅控制。这可以产生一个很好的相位误差补偿。如果所述DBX扩展装置包括具有一个控制信号输出端的频谱扩展器，所述输出端用于输出控制信号，特别是均主平方(root main sqare RMS)控制信号，那么所述线性电平相关相位误差校正装置应该通过所述控制信号控制。
在进一步的优选实施例中，所述线性电平相关相位误差校正装置包括一个可变相位延迟(VPD)滤波器，优选的具有扩展混频器功能。换句话说，人们已经发现这种滤波器具有一个相位响应，其基本上是达到0.5x Fs的线性相关。优选的，这种VPD滤波器的控制输入端连接到DBX扩展装置的控制信号输出端。
如上所述，提供的VPD滤波器将产生一个很好的相位误差补偿，然而因此就需要一个具有很高精度等级的VPD滤波器。然而，对于经济的VPD滤波器有可能将相位误差补偿到大约FS/4，其中随后这种VPD滤波器的相位响应丢失线性度并且平滑地变化为零。如果提供的这种实用的VPD滤波器不能够增加滤波器精度等级，则建议另外提供一个固定相位变换滤波器，其用于以大概符合这种VPD滤波器相位响应的方式格式化相位误差。这种附加的固定相位变换滤波器可以是一个全通滤波器并且耦合在所述子通道信号处理部件的所述输入端和所述VPD滤波器之间。
最后，在本发明进一步优选的实施例中，主通道信号处理部件包括延迟装置，该延迟装置通过一个延迟时间延迟主通道信号，其延迟时间基本上相当于所述相位误差补偿装置的处理时间，以便使得主通道和子通道信号时间上互相平行。
在下文中，根据优选实施例参考以下附图更加详细的描述本发明：
图1图示了立体声信号处理系统优选实施例的方框图；
图2一个图表，图示了对于不同的输入电平和固定相位变换滤波器的相位响应DBX扩展器的相位偏移；和
图3一个图表，图示了DBX扩展器和固定相位变换滤波器响应的相位偏差的叠加，其以实线的形式表示，以及VPD滤波器的相位响应的图标，其以虚线表示。
立体声信号处理系统的一个实施例如图1方框图所示。该系统包括主通道处理部件和子通道处理部件。子通道处理部件包括具有固定去加重的DBX扩展器、振幅和频谱扩展器。这种DBX扩展器是由现有技术获知的传统DBX扩展器。如图1所示的系统主要用于数字BTSC电视解码器。
如图1进一步的显示，子通道处理部件另外包括一个自适应相位补偿电路，其耦合在子通道输入端和DBX扩展器之间。
换句话说，数字DBX实施的一个难题是变量去加重滤波器的线性电平相关相位误差.为克服这个难题，需要一个线性电平相关相位误差校正.为了解决这个问题，由于这种VPD滤波器具有达到扫描频率一半(Fs/2)的理论线性相位响应，在自适应相位补偿电路中提供了一个VPD(可变相位延迟)滤波器.为实施电平相关，VPD滤波器的控制输入端连接到频谱扩展器的一个路径主平方(route main square RMS)控制输出端。这可以产生很好的相位误差补偿，然而因此就需要一个具有很高精度等级地VPD滤波器。
具有实用VPD滤波器有可能将相位误差补偿达到FS/4。然后VPD滤波器的相位响应是松散线性并且平滑地变化为零。为克服这个而不增加VPD滤波器的精度等级，在自适应相位补偿电路中提供第二个固定相位变换滤波器并且耦合在子通道输入端和VPD滤波器之间，以大概符合使用的VPD滤波器的相位响应的方式来格式化相位误差。图2示出DBX扩展器和固定相位变换滤波器的相位响应的线性相位误差。
在图3中，通过三个输入电平的示例，示出了DBX扩展器和固定相位变换滤波器响应相位偏移的叠加(实线)，以及VDP滤波器的相位响应(虚线)。能够看出，DBX扩展器的相位响应加上固定相位变换滤波器的相位响应之和基本上使VDP滤波器相位响应调整到Fs/2。因此，用实用VPD滤波器通过创建DBX扩展器加固定相位变换滤波器的相位响应之和及VPD滤波器的相位响应间的差分，有可能补偿DBX扩展器相位误差，以便获得一个从0到几乎达到Fs/2的相位误差。
如图1进一步所显示，除了固定去加重电路之外，主通道处理部件还包括一个用于群时延补偿的延迟电路。这个附加群时延补偿电路耦合在主通道输入端和固定去加重电路之间，用来补偿额外的群时延，该额外的组延迟由上述子通道处理部件中的相位补偿产生。
尽管结合附图所示的实例对本发明进行了以上的描述，但是显然本发明不是局限于此，而是在附加权利要求公开的范围之内其可以以多种方式进行修改。

Claims (9)

1.一种用于数字BTSC电视解码器的立体声信号处理装置，包括子通道信号处理部件，其包括用于输入一个输入端子通道信号的输入端、DBX扩展装置以及用于输出一个输出端子通道信号的输出端，特征在于所述子通道信号处理部件进一步包括相位误差补偿装置，用于纠正所述DBX扩展装置的相位误差，以便在所述子通道信号处理部件的所述输出端输出子通道信号的相位在一个预定的频率范围内基本上保持恒定或者与其偏差基本为零；所述相位误差补偿装置包括一个线性电平相关相位误差校正装置；所述线性电平相关相位误差校正装置根据子通道信号的振幅控制；所述线性电平相关相位误差校正装置包括一个可变相位延迟滤波器。
2.根据权利要求1的装置，特征在于所述相位误差补偿装置耦合在所述子通道信号处理部件的所述输入端和所述DBX扩展装置之间。
3.根据权利要求1的装置，其中所述DBX扩展装置包括一个具有控制信号输出端的频谱扩展器，该控制信号输出端用于输出控制信号，特征在于所述线性电平相关相位误差校正装置通过所述控制信号控制。
4.根据权利要求3的装置，所述控制信号是路径主平方(RMS)控制信号。
5.根据权利要求1的装置，特征在于所述可变相位延迟滤波器具有扩展混频器功能。
6.根据权利要求3的装置，特征在于所述可变相位延迟滤波器包括控制输入端，其连接到所述控制信号输出端。
7.根据权利要求1的装置，特征在于所述相位误差补偿装置更进一步包括一个固定相位变换滤波器。
8.根据权利要求7的装置，特征在于所述固定相位变换滤波器耦合在所述子通道信号处理部件的所述输入端和所述可变相位延迟滤波器之间。
9.根据前述权利要求中任何一个的装置，进一步的包括一个主通道信号处理部件，特征在于所述主通道信号处理部件包括一个延迟装置，用于通过一个延迟时间来延迟主通道信号，该延迟时间基本上相当于所述相位误差补偿装置的处理时间。
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