CN1993998A - 线性时间编码接收机 - Google Patents

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Abstract

一种用于接收和解码在电影和电视以及伴音中所使用的类型的LTC帧的线性时间编码(LTC)接收机(10)，包括第一计数器(12)，用于测量双相标记信号间隔的持续时间内的参考时钟周期的数目，以便产生用于从LTC帧中提取有效载荷的定时参考。第二计数器(16)检测LTC帧中的同步字段，以便建立LTC帧方向。第三计数器(18)用于对LTC帧中的符号的数目进行计数。状态机(12)响应第一、第二和第三计数器(14，16，18)的计数值，用于：(a)检测输入LTC帧中的有效同步序列；(b)确定LTC帧方向；(c)从LTC帧中解码(提取)有效载荷信息；以及(d)按照由LTC帧方向确定的顺序传送有效载荷信息。

Description

线性时间编码接收机
基于35U.S.C.119(e)，本申请要求于2003年5月9日提交的美国临时专利申请No.60/469,437的优先权，其教益在此被一并参考。
技术领域
本发明涉及一种技术，用于解码(提取)在电影和电视及伴音中所使用类型的线性时间编码(LTC)帧。
背景技术
如运动图像和电视工程师协会(SMPTE)标准12M：“电视、音频和电影的时间编码及控制”所述，线性时间编码(LTC)帧用作通信数字时戳和控制码信息的机制，用于在以30、29.97、25以及24帧/秒操作的电视、电影及伴音系统中使用。每一个LTC编码帧包括从0到79编号的80比特，对于“前向”时间编码通常从比特0开始顺序产生，而对于“反向”时间编码通常从比特79开始顺序产生。每一个连续LTC帧从前一帧停止处开始。每一个80比特的LTC帧包括64比特LTC数据字(有效载荷)和16比特静态同步序列。每一个LTC帧包括针对相关视频或电影帧的唯一时戳，包括表示小时、分钟、秒和帧的四个二进制编码的十进制(BCD)字段。用于LTC帧的标称比特率是Fs＝80*Fr，其中Fr是相关的标称视频或电影帧速率。除了BCD格式化的时戳以外，在LTC数据字中还剩余32比特，可用于用户定义。图1示出了典型的LTC帧。
LTC帧中同步序列中的16比特使LTC接收设备能够准确地描绘LTC帧并识别每一帧中的比特位置。LTC帧同步模式是唯一的，其中所述帧中其余部分的有效数据值的任意组合都不能产生相同的比特组合。16比特同步模式的12个中间比特全是逻辑1。前两个比特均是0，而后两个比特是逻辑0，其后是逻辑1。不同的前和后比特对模式使LTC接收机能够确定LTC帧的方向(前向/反向)。
根据在标准12M中指定的以下规则，双相标记(bi-phase-mark)编码包括LTC帧的80比特NRZ二进制数据：
·与比特值无关，在每一个比特符号边界处出现转移；
·通过出现在比特符号中点处的附加转移来表示逻辑1；以及
·通过比特符号中没有附加转移来表示逻辑0。
双相标记编码信号没有直流分量，对于幅度和极性不敏感，并且在比特符号率处包含明显的谱能量。因此，LTC帧具有自锁数据流的资格，这是因为锁相环路(PLL)能够锁定该流并提取比特率时钟。可以在音频线性带轨道上记录LTC帧。
迄今为止，LTC接收机使用模拟PLL。如上所述，LTC帧使用同步技术，对于逻辑0和逻辑1二进制符号值，在比特符号边界使用转移，对于逻辑1比特符号，加上附加中间符号转移。由于帧在符号率处具有较高的谱能量，PLL能够将其本地振荡器频率锁定到双相标记编码LTC帧的符号率。以多个恢复符号时钟工作的“数据分段”电路能够每时间编码数据帧恢复64有效载荷比特以上。
当前，使用模拟PLL的LTC接收机遇到的缺点在于：PLL时钟恢复电路必须工作在x/30到80x针对525线/60个场视频格式的2400比特/秒(80比特/帧×30帧/秒)的标称符号率的范围之上。设计工作在该较宽输入参考范围以上的压控振荡器(VCO)经常是困难的。此外，模拟电路通常需要校准以实现可复验的结果。
发明内容
简要地，根据本原理，提供了一种用于接收线性时间编码(LTC)帧的方法。在相对于参考时钟测量预定符号间隔的同时，当检测到在输入LTC帧中的有效同步序列时，开始该方法。接下来，确定LTC帧方向。然后，利用测量的符号间隔，从LTC帧中提取有效载荷信息，并按照固定顺序传送该有效载荷信息，以便进行存储。
附图说明
图1示出了传统LTC帧的图形表示；
图2示出了根据本原理优选实施例的线性时间编码(LTC)接收机的方框示意图；
图3示出了图2中LTC接收机的状态机的状态图，以演示用于实现同步检测和符号间隔测量的机器状态；
图4示出了图2中LTC接收机的状态机的状态图，以演示用于实现比特流方向检测的机器状态；以及
图5示出了图2中LTC接收机的状态机的状态图，以演示用于实现LTC帧有效载荷提取的机器状态。
具体实施方式
图2示出了根据本原理优选实施例的LTC接收机10的方框示意图，所述接收机10用于从图1所示类型的LTC帧中解码(提取)有效载荷信息。图2的接收机10包括具有55个状态的状态机12。以下参考图3-5的状态图所描述的状态机12的状态通过以下步骤实现了LTC帧有效载荷解码(提取)：
1.检测有效双相标记同步序列，同时测量当前帧的半符号间隔；
2.检测双相标记流方向：前向或反向；以及
3.从双相标记编码流中提取64比特数据，以便按照正确的比特顺序进行存储，而与流方向无关。
为了便于LTC帧有效载荷提取，LTC接收机10包括三个计数器14、16和18；时钟20，均以27MHz提供时钟，时钟20还作为状态机12的时钟。计数器14被称为“半符号持续时间计数器”，这是因为该计数器对双相标记半符号间隔的持续时间内出现的27MHz参考时钟20的时钟周期的数目进行计数。当从状态机12接收到信号“间隔计数器使能选通”时，半符号持续时间计数器14开始计数，并且响应来自状态机的复位信号“间隔计数器使能复位脉冲”，该计数器复位。
为了更好地理解半符号持续时间计数器14的计数如何提供对半符号间隔的测量，参考图1所示LTC帧的格式。如图所示，对16比特同步字的比特进行双相标记编码。利用这种双相标记编码，1比特以两倍符号率进行相位改变。因此，通过在同步字中1比特的交替之间对27MHz时钟周期的数目进行计数，半符号持续时间计数器14提供与符号率的一半相对应的计数值，以便解码(提取)包含在图1的LTC帧的64比特有效载荷中的数据。
图2的半符号持续时间计数器14将其计数值提供给状态机12和寄存器22。被称为“间隔计数值参考寄存器”的寄存器22存储计数器14的计数值，以便在接收到状态机信号“前一个计数值负载脉冲”之后，输入到状态机12。按照这种方式，间隔计数值参考寄存器22在解码(提取)处理的同步检测状态期间向状态机12提供前一个间隔计数值。前一个间隔计数值用作用于解析图1的LTC帧的64比特有效载荷的定时参考。下文中，表I示出了特定帧速率范围内，出现在半符号双相标记内的时钟周期，其中X是标称LTC帧速率。
表I
视频/电影帧速率 标称时钟计数值(标称帧速率：X) 最大时钟计数值(最小帧速率X/30) 最小时钟计数值(最大帧速率80*X)
30帧/秒 5625时钟/半符号 168,750时钟/半符号 70.31时钟/半符号
29.97帧/秒 5630.6时钟/半符号 168,918.75时钟/半符号 70.38时钟/半符号
25帧/秒 6570时钟/半符号 202,500时钟/半符号 84.38时钟/半符号
24帧/秒 7031.25时钟/半符号 210,937.5时钟/半符号 87.89时钟/半符号
时钟周期的最小所需计数值是70，而最大计数值是210,947。半符号持续时间计数器14具有18比特宽度(218＝266,144)，以适应X/30LTC流速率。27MHz参考时钟20在80*X流速率期间遇到的非常短比特符号周期内提供了足够的分辨率。
计数器16被称为“同步计数器”，这是因为该计数器对从图1的LTC帧的16比特同步字段中解码的比特的数目进行计数。响应接收到来自状态机12的“同步计数器递增脉冲”，同步计数器16开始计数，并且当接收到被表示为“同步计数器复位脉冲”的脉冲时，进行复位。具有5比特宽度的同步计数器16用于检测LTC帧的同步字段中半符号持续时间的24个交替的逻辑1和0。该序列构成了12个连续逻辑1的双相标记编码等同物，包括包含LTC帧的80比特NRZ(非归零)二进制数据帧中的同步字段。
计数器18被称为“数据符号计数器”，这是因为其用于对从状态机12移位到64比特移位寄存器24的解码(提取)数据字的数目进行计数。响应从状态机12接收的信号“符号计数器递增脉冲”，数据符号计数器18开始计数。移位寄存器24将数据字移向64比特缓冲器26的方向取决于移位寄存器24从状态机12接收的信号“流方向”的状态。比特缓冲器26用于响应从状态机12接收的信号“有效帧负载脉冲”的状态，输出从移位寄存器24接收的比特。与其名称所暗示的相同，有效帧负载脉冲信号用于当状态机12确定已经将有效帧信息输出到移位寄存器24时，触发移位寄存器26。
除了上述各种信号以外，状态机还产生其它多个信号。这些信号包括：(a)表示LTC帧方向的“LTC流方向标志”、(b)表示LTC帧的同步是否有效的“有效同步标志”、以及(c)反映是否出现LTC数据的有效传送的“传送OK信号”。
状态机12的适当操作取决于其与输入LTC帧中的双相标记转移同步地改变状态的能力。因此，对输入LTC帧的滤波变得重要。为此目的，图2的LTC接收机10包括在其输入处的假信号(glitch)滤波器30，以便滤除小于与X/30流速率相关的最小半符号持续时间的持续时间的双相标记转移。假设是27MHz的参考时钟频率，最小半符号持续时间是70。
图3图示出了状态机12的与同步检测和符号间隔测量相关的前16个状态。如随后将详细讨论的那样，需要16个状态转移来检测同步模式并测量24个交替0-1同步模式的双相标记半符号持续时间。为了检测同步序列，在27MHz时钟周期中，连续捕获经由半符号间隔计数器、双相标记转移之间的周期的间隔计数值。如果当前的间隔计数值处于前一个间隔计数值的+/25％之内，递增同步计数器16，否则将同步计数器复位到0。当同步计数器16的计数值达到24时，设置“有效同步”标志，状态机12转移到图4的比特流方向检测序列。此时，存储在间隔计数值参考寄存器22中的前一个间隔计数值成为其余帧的双向标记半符号持续时间(NRZ逻辑1的一半)的参考。该计数值二倍的+/-25％之内的间隔计数值表示双相标记全符号持续时间(NRZ逻辑0)。
在状态0(复位状态，出现在初始加电时)时执行同步检测和符号间隔检测处理。当进入状态0时，计数器12、14和16复位，同步标志和LTC流检测标志也复位。只要双相标记符号值保持为0，图2的状态机12保持在状态0。当将双相标记符号值改变为逻辑1电平时，状态机12进入图3的状态1，并触发图2的半符号持续时间计数器14，以便开始计数。半符号持续时间计数器14继续计数，直到双相标记符号值返回0，此时状态机12进入状态2，于是半符号持续时间计数器14停止计数，并存储其当前的计数值。状态2之后，状态3有效，于是半符号持续时间计数器14复位。
状态3之后，状态4有效，半符号持续时间计数器14再次开始计数。只要双相标记符号值保持为0，状态机12保持在状态4。当双相标记符号值改变到逻辑1时，状态机12进入图3的状态5，此时，半符号持续时间计数器14停止计数。状态5之后，状态机12进入多个不同状态之一，这取决于半符号持续时间计数器14的当前间隔计数值(CIC)的数值及其与间隔计数值参考寄存器22的前一个间隔计数值(PIC)的关系。如果CIC超过最大计数值(max_count，表示实际LTC符号率超过最大容许LTC比特符号率的情况)，或CIC小于最小计数值(min_count，表示实际LTC符号率低于最小容许LTC比特符号率的情况)，则状态机12在状态5之后返回状态0。按照这种方式，在遇到过高或过低的符号率之后，状态机12重新开始同步检测和符号间隔测量处理。
当发现条件min_count＜CIC＜max_count为真时，则状态机确定条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC是否为真。换句话说，状态机12确定状态5之后CIC是否处于PIC值的±25％内。如果是，状态机进入状态6，此时状态机12递增同步计数器16，然后存储半符号持续时间计数器14的当前计数值。状态6之后，状态机12进入图3的状态7，此时检查图2的同步计数器16的计数值(即，“同步”计数值)是否等于或超过23。当发现满足该条件时，状态机12得知存在与所接收LTC帧的适当同步，因此通过进入下述图4的状态17，使状态机转移到比特流方向检测序列。
如果状态机12发现同步计数器16的同步计数值在状态7期间小于23，这表示没有检测到完整的同步模式，状态8被激活，此时半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑1，状态8保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑0电平，图2的状态机12进入图3的状态11，此时半符号持续时间计数器14停止计数。当发现条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，状态机12从状态11进入图3的状态12。在图3的状态12期间，图2的状态机12递增同步计数器16并在进入状态13之前，存储半符号持续时间计数器14的当前计数值。在状态13期间，状态机12复位半符号持续时间计数器14，以及确定同步计数器16的同步计数值是否等于或超过23。如果是，状态机12通过进入下述的图4的状态27来进行比特流方向检测序列。
在图3的状态11期间，如果条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC不为真，则间隔计数值参考寄存器22中的当前值是无效半符号持续时间计数值，必须重新开始搜索有效同步模式。状态机12进入状态15，其间状态机复位同步计数器16并存储半符号持续时间计数器14的间隔计数值。该计数值是用于检测有效同步模式的新定时参考。接下来，状态16有效，其间图2的状态机12复位图2的半符号持续时间计数器14。在状态16之后，或如果同步计数值不等于或不超过23则是在状态13之后，状态14被激活，其间半符号持续时间计数器14开始计数。状态14保持有效，直到双相标记符号值变为1。
如上所述，状态机12在状态5发现条件min_count＜CIC＜max_count和0.75PIC＜CIC＜1.25PIC均为真之后，进入状态6。然而，如果状态机12发现条件min_count＜CIC＜max_count为真，而条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为假，则状态9有效。该状态转移表示检测计数值参考寄存器22中的当前值是无效半符号持续时间计数值，必须重新开始搜索有效同步模式，此时同步计数器16复位，并存储半符号持续时间计数器14的间隔计数值。该值是用于检测有效同步模式的新定时参考。之后，状态10有效，此时，在进入之前所述的状态8之前，半符号持续时间计数器14复位。
图4描述了解释与LTC帧比特流检测相关的状态的状态图。对于流方向确定，存在两个独立的10状态序列。选择哪一个10状态序列取决于之前参考图3所述的同步检测状态序列期间检测到的同步字段的极性。流方向检测序列搜索“01”前向或“00”反向NRZ比特字段的双相标记编码等同物。当确定了方向时，断定方向标志是前向还是反向，状态机转移到以下参考图5所述的数据解码(提取)序列。
参考图4，与比特流方向检测相关的两个10序列状态的第一个开始于状态17，状态17在图3的状态7之后有效，此时，图2的半符号持续时间计数器14开始计数，并设置同步标志。当变为有效时，该标志表示已经检测到了有效的LTC同步模式。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态17保持有效。当双相标记符号值转移到逻辑0电平时，状态18变为有效，半符号持续时间计数器14停止计数。之后，当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，状态19变为有效。如果所述条件为假，则检测到的方向比特模式无效，状态机12通过转移到状态0来复位其自身。当状态19变为有效时，图2的状态机12复位半符号持续时间计数器14。
状态19之后，状态20变为有效，且半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑0，状态20保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑1电平，状态机12进入状态21。在状态21期间，半符号持续时间计数器14停止计数。在状态21之后，当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，图2的状态机12进入状态22；或者当条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，进入状态23。如果两个条件均不为真，检测到的方向比特模式无效，状态机12通过转移到状态0复位。进入状态22反映了检测到反向同步模式。在状态22期间，状态机12复位半符号持续时间计数器14并将方向标志设为“REVERSE”，以表示在进行以下参考图5所述状态37之前，检测到反向同步模式。
如上所述，状态21之后，当发现条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，状态23变为有效。在状态23期间，半符号持续时间计数器14复位，并将方向标志设为FORWARD。之后，状态24变为有效，且半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态24保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑0，状态25变为有效，且半符号持续时间计数器14停止计数。在状态25之后，当0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，状态26变为有效，否则状态0变为有效。转移到状态0表示检测到无效方向比特模式，且复位状态机12。当状态25变为有效时，半符号持续时间计数器14停止计数。之后，状态26变为有效，其间半符号持续时间计数器14复位。如将参考图5所详细描述的那样，状态44在状态26之后变为有效。
参考图4，当确定同步计数器16的同步计数值等于或超过23时，状态机12在图3的状态13之后进入状态27。当进入状态27时，图2的状态机12启动半符号持续时间计数器14并设置同步标志，以表示有效同步条件。只要双相标记符号值保持在逻辑0电平，状态27保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑1电平，状态28变为有效，且半符号持续时间计数器14停止计数。在状态28之后，如果条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真，状态29变为有效。否则状态0变为有效。转移到状态0表示检测到无效方向比特模式，且复位状态机12。当状态29变为有效时，图2的状态机12复位半符号持续时间计数器14。
状态29之后，状态30变为有效，此时半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态30保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑0电平，状态31变为有效，此时半符号持续时间计数器14停止计数。当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，图2的状态机12从状态31进入状态32；或者当条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，从状态31进入状态33。如果两个条件均不为真，则状态机12进入状态0。转移到状态0表示检测到无效方向比特模式，且状态机12复位。当进入状态32时，半符号持续时间计数器14复位，并将方向标志设为“REVERSE”。之后，状态机进入如下所述的图5的状态44。
当发现条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，图2的状态机12进入图4的状态33。在状态33期间，状态机12复位半符号持续时间计数器14，并将方向标志设为FORWARD。之后，状态机进入状态34，其间半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑0值，状态34保持有效。一旦双相标记符号值转移到逻辑1值，状态机12进入状态35，此时半符号持续时间计数器14停止计数。在状态35其间，半符号持续时间计数器14停止计数。如果发现条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真，则状态36变为有效，此时在进行图5的状态37之前，半符号持续时间计数器14复位。否则，如果条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC不为真，状态35之后状态0变为有效。转移到状态0表示检测到无效方向比特模式，且状态机12复位。
图5示出了与解码图1的LTC帧的有效载荷的64比特相关的状态机12的19个状态。19状态数据解码序列使用了存储在间隔计数值参考寄存器22中的双相标记半符号间隔计数值，作为对图1的LTC帧中64比特数据有效载荷进行解码的定时参考。根据对解码序列的各个状态的说明将变得更好理解，将持续时间在参考半符号计数值的+/-25％以内的两个连续转移解码为NRZ逻辑1，而将持续时间在参考计数值二倍的+/-25％以内的转移解码为NRZ逻辑0。每一个序列解码沿着由方向标志表示的方向，将等效NRZ比特载入到图2的移位寄存器24中，并递增数据符号计数器18。当数据符号计数器的计数值达到64时，将移位寄存器24的内容传送到64比特缓冲寄存器26，并注明传送OK标志。当对下一帧进解码时，读取该寄存器。
参考图5，在图4的状态22或36之后，当进入状态37时，开始用于反向为真或前向为真双相标记流的解码序列。如下所述，在图4的状态26或32之一之后，当进入图5的状态44时，开始用于反向补充或前向补充双相标记流的解码序列。当进入状态37时，状态机12使半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态37保持有效。当双相标记符号值转移到逻辑0时，状态38变为有效，此时半符号持续时间计数器14停止计数。当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，图2的状态机12从状态38进入状态51；或者当条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，进入状态33。当两个条件均不为真时，状态机12进入图3的状态0。转移到状态0表示检测到无效数据有效载荷比特模式，且状态机12复位。当进入图5的状态39时，状态机12复位半符号持续时间计数器14。之后，状态40变为有效，此时半符号持续时间计数器14开始计数。
只要双相标记符号值保持在逻辑0，状态40保持有效。当双相标记符号值转移到逻辑1值时，状态41变为有效，且半符号持续时间计数器14停止计数。在状态41之后，如果条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真，状态42变为有效；否则，图3的状态0变为有效。转移到状态0表示检测到无效数据有效载荷比特模式，且状态机12复位。当进入图5的状态42时，图2的状态机12复位半符号持续时间计数器14，并递增图2的数据符号计数器18。此外，在状态42期间，状态机12将变量LTC_Data设为逻辑1值。同时沿方向标志(“FORWARD”或“REVERSE”)的值指示的方向(MSB在先或LSB在先)，将该数值移位到64比特移位寄存器24。LTC_Data是解码双相标记数据有效载荷比特的NRZ等同物。在状态42之后，状态43变为有效，此时将数据符号计数器18的计数值(以下称为symbol_count)和数值64之间进行比较。如果symbol_count等于64，表示已经对LTC帧的64比特有效载荷的所有比特进行了解码，则帧解码已经成功，状态55变为有效，此时在进入状态0之前，将64比特移位寄存器24的内容传送到64比特缓冲寄存器26。在转移到状态0之后，状态机12预备开始解码随后的LTC帧。否则，如果symbol_count没有超过64，在状态43之后，状态37再次变为有效，以便开始解码随后符号值的处理。
状态38之后，当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，状态51变为有效；否则当0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，进入状态39。当进入状态51时，状态机12复位半符号持续时间计数器14并递增数据符号计数器18。此外，状态机12将变量LTC_Data设为逻辑0值。同时沿方向标志(“FORWARD”或“REVERSE”)指示的方向(MSB在先或LSB在先)将该数值移位到64比特移位寄存器24。状态51之后，状态52变为有效，并且此时检查图2的符号计数器18的symbol_count的数值。当symbol_count等于或超过64时，状态55变为有效。否则，当symbol_count小于64时，状态44变为有效。
图4的状态26和32之后，图5的状态44也变为有效。当进入状态44时，状态机12使半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑0电平，状态44保持有效。当双相标记符号值转移到逻辑1时，状态45变为有效，此时半符号持续时间计数器14停止计数。当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，图2的状态机12从状态45进入状态53；或者当条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时，进入状态46。当两个条件均不为真时，则状态机12进入图3的状态0。转移到状态0表示检测到无效数据有效载荷比特模式，且状态机12复位。当进入状态46时，状态机12复位半符号持续时间计数器14。之后，状态47变为有效，此时状态机12使半符号持续时间计数器14开始计数。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态44保持有效。只要双相标记符号值保持在逻辑1电平，状态47保持有效。当双相标记符号值转移到逻辑0值时，状态48变为有效，且半符号持续时间计数器14停止计数。在状态48之后，如果条件0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真，状态49变为有效；否则，状态0变为有效。转移到状态0表示检测到无效数据有效载荷比特模式，且状态机12复位。当进入图5的状态49时，图2的状态机12复位半符号持续时间计数器14并递增图2的数据符号计数器18。此外，此时状态机12将变量LTC_Data设为逻辑1值。同时沿方向标志(“FORWARD”或“REVERSE”)指示的方向(MSB在先或LSB在先)将该数值移位到64比特移位寄存器24。状态49之后，状态50变为有效，并且此时将symbol_count和数值64之间进行比较。如果symbol_count等于或超过64，则LTC帧解码已经成功，状态55变为有效，此时在进入图2的状态0之前，将64比特移位寄存器24的内容传送到64比特缓冲寄存器26。在转移到状态0之后，状态机12预备开始解码随后的LTC帧。否则，如果symbol_count没有超过64，则在状态50之后，状态44再次有效，以便开始解码随后符号值的处理。
在状态45之后，当条件1.75PIC＜CIC＜2.25PIC为真时，状态53变为有效；否则当0.75PIC＜CIC＜1.25PIC为真时进入状态46。当进入状态53时，状态机12复位半符号持续时间计数器14并递增数据符号计数器18。此外，状态机12将变量LTC_Data设为逻辑0值。同时沿方向标志(“FORWARD”或“REVERSE”)指示的方向(MSB在先或LSB在先)将该数值移位到64比特移位寄存器24。状态51之后，状态54变为有效，并且检查此时出现的symbol_count的数值。当symbol_count等于或超过64时，状态55变为有效，这表示成功的LTC帧解码(提取)。否则，当symbol_count小于64时，状态37变为有效，此时状态机12使半符号持续时间计数器14按照前述方式开始计数。
在以下操作条件的任意组合下，LTC接收机10能够解码LTC双相标记编码数据流：
·前向和反向流方向
·从X/30到80*X的比特符号率，其中X是标称LTC帧速率
·真实和补充数据极性
当存储LTC流的音频线性带轨道(未示出)沿反向方向操作时，能够产生反向数据流。当存储LTC流的音频线性带轨道以微动(jog)或往返模式操作时，可以产生除标称以外的比特符号率。由Fs＝80*Fr给出各种视频或电影帧速率的标称比特符号率，其中Fr是视频/电影帧速率。
下表II示出了标称、最小和最大比特符号率的摘要。
表II
视频/电影帧速率 标称LTC比特符号率(X) 最小LTC比特符号率(X/30) 最大LTC比特符号率(80*X)
30帧/秒 2400比特/秒 80比特/秒 192,000比特/秒
29.97帧/秒 2397.6比特/秒 79.92比特/秒 191,808比特/秒
25帧/秒 2000比特/秒 66.666...比特/秒 160,000比特/秒
24帧/秒 1920比特/秒 64比特/秒 153,600比特/秒
由于双相标记调制方法的本质，根据数据中逻辑0的数目，各个LTC帧中同步字的第一比特的转移极性不同。因此，LTC接收机10具有解码真实或补充极性流的能力。
以上描述了具有完全数字实现的LTC帧接收机10，能够利用可以与LTC比特符号率异步的高速时钟进行操作。

Claims (15)

1、一种用于解码(提取)在电影和电视以及伴音中所使用类型的线性时间编码(LTC)帧的方法，包括以下步骤：
(a)在相对于参考时钟测量预定符号间隔的同时，检测输入LTC帧中的有效同步序列；
(b)确定LTC帧方向；
(c)从LTC帧中解码有效载荷信息；以及
(d)按照由LTC帧方向确定的顺序传送有效载荷信息。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：测量预定符号间隔持续时间的步骤包括以下步骤：测量在LTC帧中的双相编码半标记符号间隔的持续时间中出现了多少27MHz时钟周期。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：解码步骤还包括以下步骤：利用所测量的27MHz时钟周期作为参考，从LTC帧中提取连续的符号。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：27MHz时钟的最小所需符号间隔是70。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：27MHz时钟的最大容许符号间隔是210,497。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：对每一个输入LTC进行滤波，以便去除假信号。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当接收到每一个连续LTC帧时，针对所述帧重复步骤(a)-(d)。
8、一种LTC接收机，用于解码(提取)在电影和电视以及伴音中所使用的类型的线性时间编码(LTC)帧，所述接收机包括：
a)第一装置，用于在相对于参考时钟测量预定符号间隔的同时，检测输入LTC帧中的有效同步序列；
b)第二装置，用于确定LTC帧方向；
c)第三装置，用于从LTC帧中解码有效载荷信息；以及
d)第四装置，用于按照由LTC帧方向确定的顺序传送有效载荷信息。
9、根据权利要求8所述的LTC接收机，其特征在于：第一装置包括用于测量预定符号间隔持续时间的第一计数器，所述测量预定符号间隔持续时间包括测量在LTC帧中的双相编码半标记符号间隔的持续时间中出现了多少27MHz时钟周期的步骤。
10、根据权利要求8所述的LTC接收机，其特征在于：第二装置包括第二计数器，用于对输入LTC帧中的同步脉冲进行计数，以便建立LTC帧方向。
11、根据权利要求8所述的LTC接收机，其特征在于：第三装置包括数据符号计数器，用于对输入LTC帧中的符号进行计数。
12、根据权利要求8所述的LTC接收机，其特征在于：第四装置包括状态机。
13、一种LTC接收机，用于解码(提取)在电影和电视以及伴音中所使用的类型的线性时间编码(LTC)帧，所述接收机包括：
第一计数器，用于相对于参考时钟测量预定符号间隔；
第二计数器，用于对输入LTC帧中的同步脉冲进行计数；
第三计数器，用于对输入LTC帧中的数据符号进行计数；
移位寄存器，以及
状态机，响应第一、第二和第三计数器的计数值，用于：(a)检测输入LTC帧中的有效同步序列；(b)确定LTC帧方向；(c)从LTC帧中解码有效载荷信息；以及(d)按照由LTC帧方向确定的顺序传送有效载荷信息。
14、根据权利要求13所述的LTC接收机，其特征在于还包括假信号滤波器，用于对输入LTC帧进行滤波，以去除假信号。
15、根据权利要求13所述的LTC接收机，其特征在于：第一计数器通过测量在LTC帧中的双相编码半标记符号间隔的持续时间内出现了多少27MHz时钟周期，来测量预定符号间隔持续时间。
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