DE69122597T2

DE69122597T2 - Digitales Verfahren und Gerät zur Messung der Frequenz eines Zwischenfrequenzsignals

Info

Publication number: DE69122597T2
Application number: DE69122597T
Authority: DE
Inventors: Juri Tults
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-12-21
Also published as: KR920014216A; HU212522B; HUT62128A; FI105615B; EP0493755A2; EP0493755A3; MX9102875A; MX173800B; SG85058A1; TR25852A; FI916159A0; CN1063192A; CN1061504C; JP2684133B2; FI916159A; CA2057083C; JPH0580088A; BR9105501A; US5212554A; HU913941D0

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein digitales Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Frequenz eines Zwischenfrequenz-(ZF)-Signals, das beispielsweise in einem Fernsehempfänger erzeugt wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In einem Fernsehempfänger werden von einer HF-Quelle erzeugte HF-Signale von einem HF-Verstärker empfangen. Der HF-Verstärker wählt das HF-Signal entsprechend dem von einem Benutzer gewählten Kanal aus. Das ausgewählte HF-Signal wird einer Mischstufe zugeführt, wo es mit einem Hilfs-Oszillator-(LO)-Signal gemischt wird, dessen Frequenz dem ausgewählten Kanal entspricht, um ein zwischenfrequenz-(ZF)-Signal zu erzeugen. Die Frequenz des LO-Signals wird so gesteuert, daß die Frequenz des Bildträgers des ZF-Signals einen nominalen Wert aufweist, z.B. 45,75 MHz in den Vereinigten Staaten.
Es ist bekannt, die LO-Frequenz unter Verwendung von zwei Abstimmanordnungen zu steuern: eine erste zur Erzeugung der Frequenz des LO-Signals mit dem nominalen Wert für einen ausgewählten Kanal; und eine zweite zur Änderung der Frequenz des LO-Signals gegenüber dem nominalen Wert, z.B. um Frequenz-Offsets der HF für das ausgewählte Kanalsignal von ihrem Normwert zu berücksichtigen. Die Frequenz des HF-Signals kann einen Offset gegenüber ihrem durch Rundfunkvorschriften definierten Wert haben, wenn die HF-Signalquelle keine Rundfunkempfangs-Antenne ist, sondern beispielsweise ein Kabelverteilungs-Netzwerk oder ein Video-Zubehör wie ein Video-Kassettenrecorder (VCR) oder ein Video-Plattenspieler. Die erste Anordnung kann eine geschlossene Schleife oder eine Frequenz-Synthese-Konfiguration haben, z.B. einschließlich einer Phasenregelschleife (PLL) oder einer Frequenzregelschleife (FLL), oder eine offene Schleife oder eine Spannungs-Synthese-Konfiguration, z.B. einschließlich eines Digital/Analog-Konverters. Die zweite Anordnung enthält üblicherweise eine automatische Feinabstimmungs-Einheit (AFT) zur Erzeugung eines AFT-Signals, das die Abweichung der Frequenz des ZF- Bildträgers von ihrem Nominalwert darstellt.
Üblicherweise ist die Schaltung zur Erzeugung eines AFT-Signals eine "analoge" Schaltung und enthält ein Filter, oft als "AFT-Tank" bezeichnet, zur Erzeugung eines analogen AFT-Signals, das einen Pegel mit einer Polarität und Größe hat, der die Richtung und die Größe der Frequenzabweichung des ZF-Bildträgers von ihrem Normalwert darstellt. In einigen Abstimmsystemen, z.B. dem in dem US-Patent US-A-4,031,549 mit dem Titel "TELEVISION TUNING SYSTEM WITH PROVISIONS FOR RECEIVING RF CARRIER AT NON STANDARD FREQUENCY", ausgegeben für Rast, Henderson und Wine am 21. Juli 1977, offenbarten System wird das analoge AFT-Signal zur unmittelbaren Steuerung der LO-Frequenz verwendet. Bei anderen Abstimmsystemen, z.B. dem im US-Patent US-A-4,868,892, mit dem Titel "TUNING SYSTEM FOR CALCULATING THE LOCAL OSCILLATOR FRE- QUENCY FROM AN AFT CHARACTERISTIC", ausgegeben für Tults, Testin und Rumreich am 19. September 1989, offenbarten System wird das analoge AFT-Signal in ein digitales Signal (das üblicherweise aus zwei Bits besteht), umgewandelt, das zur Steuerung einer Phasenregelschleife und dadurch der LO-Frequenz dient.
Es ist erwünscht, eine "digitale" AFT-Einheit vorzusehen, da die AFT-Tankschaltung mit der zugeordneten "analogen" AFT-Einheit Komponenten erfordert, die nicht ohne weiteres in eine integrierte Schaltung (IC) einbezogen werden können, und die einen Abgleich erfordern können. Außerdem ist eine digitale AFT-Einheit kompatibler mit einer digitalen Abstimm-Steuereinheit, da eine Interface-Schaltung zum Umwandeln eines analogen AFT-Signals in ein digitales AFT-Signal nicht erforderlich ist.
US-Patent US-A-4,485,404 mit dem Titel "DIGITAL AFT WHICH IS ACTIVATED DURING THE VERTICAL RETRACE INTERVALS", ausgegeben für Tults am 27. November 1984, offenbart ein Abstimmsystem, bei dem eine Zählanordnung verwendet wird, um die Frequenz des ZF-Bildträgers zu messen, um ein digitales AFT-Signal zu erzeugen. Die Zählanordnung wird wirksam gemacht, um Zyklen des ZF-Bildträgers während einer Meßperiode zu zählen. Da der ZF-Bildträger amplitudenmoduliert ist und in Abhängigkeit von der Bildinformation bis zu einem Punkt übermoduliert sein kann, bei dem die Zählzyklen des ZF-Bildträgers unzuverlassig werden, wird dafür gesorgt, daß das Meßintervall nur während des Vertikal-Rücklaufoder Austast-Intervalls (VBI) auftritt, in dem der Bildträger nicht übermoduliert ist. Dies erfordert jedoch eine zuverlässige Feststellung des VBI, die bei bestimmten Fernsehsignalen unmöglich sein kann. Zum Beispiel: das Fernsehsignal kann verschlüsselt sein; das Synchronsignal während des VBI kann von nicht genormter Art sein, z.B. um das Herstellen von Bandkopien zu erschweren; oder das Fernsehsignal kann schwach sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Zyklen des ZF-Bildträgers während sich wiederholender Zählintervalle einer Meßperiode gezählt, die eine Dauer hat, die wenigstens so lang wie die Dauer eines Fernseh-Halbbildes ist einschließlich von Bildintervallen, in denen der Bildtrager ubermoduliert werden kann und von Austast-Intervallen, in denen der Bildträger nicht übermoduliert wird. Die Zählintervalle haben eine solche Dauer und einen solchen Abstand, daß wenigstens ein Zählintervall während des Vertikal-Austast-Intervalls (VBI) auftritt, obwohl die Zählintervalle keine vorhersagbare Phasenbeziehung zu dem VBI haben. Am Ende des Meßintervalls wird die Beziehung der Bildträgerfrequenz zu ihrem nominalen Wert dadurch ermittelt, daß bestimmt wird, welche - wenn überhaupt - von zwei vorgegebenen Zählungen während des gesamten Meßintervalls erzeugt worden sind. Vorzugsweise entspricht die erste Zählung einem Frequenzbereich, der den nominalen Frequenzwert umgibt, und die zweite Zählung entspricht einem höheren und dem ersten Bereich benachbarten Frequenzbereich,

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die beigefügten zeichnungen Bezug genommen, in denen darstellen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abschirmsystems eines Fernsehempfängers mit einer digitalen AFT-Einheit, die eine Zählanordnung zum Zählen von Zyklen des ZF-Bildträgers enthält, um ein digitales AFT-Signal zu erzeugen;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von verschiedenen Zählungen (N) der Zyklen des von der Zählanordnung der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit erzeugten ZF-Bildes als Funktion der Abweichung der ZF-Bildträgerfrequenz von einem nominalen Wert veranschaulicht;
Fig. 3 ein logisches Diagramm einer Ausführung der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit;
Fig. 4 Wellenformen von Signalen, die während des Betriebs der in Fig. 3 dargestellten Ausführung erzeugt werden;
Fig. 5 ein logisches Diagramm einer anderen Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit;
Fig. 6 Wellenformen von Signalen, die während des Betriebs der in Fig. 5 dargestellten Ausführung erzeugt werden; und
Fig. 7 ein Fließdiagramm eines Software-Programms, das in Verbindung mit der in Fig. 5 dargestellten

Ausführung verwendet wird.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente und Signale gleich bezeichnet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In Fig. 1 liefert eine Quele 1 eine Vielzahl von HF-Fernsehsignalen, die jeweiligen Kanälen entsprechen. Ein HF-Fernsehsignal enthält modulierte Bild-, Farb- und Tonträger. Die von der HF-Quelle 1 zugeführten HF-Signale werden einem HF-Verstärker 3 zugeführt, der in Abhängigkeit von einer Abstimmspannung VT abgestimmt wird, um eines der HF-Signale auszuwählen, die einem vorn Benutzer ausgewählten Kanal entsprechen. Das ausgewählte HF- Signal wird einer Mischstufe 5 zugeführt. Die Mischstufe 5 empfängt auch ein Hilfs-Oszillator-(LO)-Signal, das von einem LO7 erzeugt wird. LO7 spricht auch auf die Abstimmspannung an, um die Frequenz des LO-Signals gemäß dem ausgewählten Kanal zu steuern. Die Mischstufe 5 überlagert das von dem HF-Verstärker 3 ausgewählte HF-Signal mit dem von LO7 erzeugten LO-Signal, um ein ZF-Signal zu erzeugen, das modulierte Bild-, Farb- und Tonträger enthält, die denen des ausgewählten HF-Signals entsprechen. In den Vereinigten Staaten hat der Bildtrager eine nominale Frequenz von 45,75 MHz, der Farbträger hat eine nominale Frequenz von 42,17 MHz und der Tonträger hat eine nominale Frequenz von 41,25 MHz.
Der HF-Verstärker 3 und der Hilfs-Oszillator 7 enthalten jeweils abgestimmte Schaltungen zur Bestimmung ihrer Frequenzverläufe. Jede abgestimmte Schaltung enthält eine Induktivität und eine spannungsgesteuerte Kapazitäts-Diode, die üblicherweise als "Varactor"-Diode bezeichnet wird. Die Varactor-Diode ist durch die Abstimrnspannung in Sperrichtung vorgespannt, um eine kapazitive Reaktanz darzustellen. Die Größe der Abstimmspannung bestimmt die Größe der kapazitiven Reaktanz und damit den Frequenzverlauf der abgestimmten Schaltung. Da die Konfiguration einer einzelnen varactorgesteuerten abgestimmten Schaltung nicht in der Lage ist, auf dem gesamten Fernsehbereich abgestimmt zu werden, werden verschiedene abgestimmte Schaltungsausführungen wahlweise in Abhängigkeit von Band-Auswahl-Steuersignalen wirksam gemacht, die entsprechend den Frequenzbändern der ausgewählten Kanäle erzeugt werden.
Das von der Mischstufe 5 erzeugte ZF-Signal wird einem ZF- Abschnitt 9 zugeführt, der das empfangene ZF-Signal filtert und verstärkt. Das gefilterte und verstärkte ZF-Signal wird einem Video- und Ton-Prozessor 13 zugeführt. Der Prozessor 13 demoduliert das gefilterte und verstärkte ZF-Signal, um ein Basisband- Videosignal zu erzeugen, das Luminanz-, Chrominanz- und Synchronisations-Informationen darstellt. Die Video-Information wird in sequentiellen Halbbildern organisiert, die Zeilenintervalle ent halten, die Bildinformationen und Horizontal- und Vertikal-Rücklauf-Austast-Intervalle einschließlich Synchronisations-Informationen enthalten. Der Prozessor 13 zieht ferner die Toninformation aus dem ZF-Signal heraus, um ein Audiosignal zu erzeugen.
Der Benutzer wählt den zu empfangenden Kanal unter Verwendung der Kanalwahl-Einheit 15 aus, die ein Tastenfeld (nicht dargestellt) enthält, das entweder an einem Fernsteuersender (nicht dargestellt) oder unmittelbar am Gehäuse des Fernsehempfängers selbst angebracht ist. Eine Abstimm-Steuereinheit 17, die beispielsweise einen Mikroprozessor umfaßt, der entsprechend einem gespeicherten Software-Programm arbeitet, spricht auf Befehlssignale an, die durch die Kanalwahl-Einheit 15 erzeugt werden, um die Bandauswahl-Steuersignale für den HF-Verstärker 3 und den LO7 und ein digitales Signal zu erzeugen, das eine Zahl N darstellt, die auf die LO-Frequenz für den ausgewählten Kanal bezogen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Abstimmspannung VT durch eine Phasenregelschleife PLL 19 erzeugt, die die Frequenz des LO-Signals steuert, so daß sie proportional zu einem Bezugsfrequenz-Signal ist, das von dem Ausgangssignal eines Kristalloszillators (nicht dargestellt) durch die Zahl N in der in dem oben erwähnten US-Patent 4,868,892, ausgegeben für Tults, Testin und Rumreich, in größeren Einzelheiten beschriebenen Weise abgeleitet wird. Zusätzlich zu der Kanalzahl des ausgewählten Kanals wird die Zahl N auch in Abhängigkeit von einem AFT-Signal gesteuert, daß die Abweichung der Frequenz des ZF-Bildträgers von ihrem nominalen Wert, z.B. 45,75 MHz in den Vereinigten Staaten, darstellt, um so Frequenzabweichungen des HF-Signals für den ausgewählten Kanal von ihrem Norm-(Rundfunk)-Wert zu kompensieren. Die Frequenz des HF-Signals kann gegenüber ihrem Normwert einen Offset haben, wenn die HF-Quelle 1 ein Kabelverteilungs-Netzwerk oder ein Video-Zubehör, z.B. einen Video-Kassettenrecorder oder einen Video-Plattenspieler umfaßt. Die Art, in der diese Frequenzkorrektur bewirkt wird, ist auch in größeren Einzelheiten in dem Tults et al. US-Patent beschrieben.
Der Teil des insoweit beschriebenen Abstimmsystems ist üblich. Der verbleibende Teil des Abstimmsystems betrifft eine digitale AFT-Einheit, 20 mit der sich die vorliegende Erfindung primär befaßt.
Die digitale AFT-Einheit 20 mißt die Frequenz des ZF-Bildträgers durch Zählung der Zahl von Zyklen des ZF-Bildträgers während Zählintervallen oder "Fenstern" mit einer vorgegebenen Dauer. Der ZF-Bildträger wird durch die Bildinformation während Zeilenintervallen und anderen hauptsächlich synchronisierenden Informationen während der Horizontal- und Vertikal-Rücklauf- Austast-Intervalle amplitudenmoduliert. Der Bildträger kann mit Bildinformation übermoduliert sein, was zu einer unzuverlässigen Zählung der Zyklen führen kann. Daher wird - wie zuvor erwähnt -vorgeschlagen, daß die Zyklen des ZF-Bildträgers nur während des Vertikal-Austast-Intervalls (VBI) gezählt werden, wo der Träger nicht übermoduliert ist. Es kann jedoch die Bestimmung schwierig sein, wann das VBI auftritt, wenn das VBI nicht von normaler Form ist, weil beispielsweise das Fernsehsignal verschlüsselt oder modifiziert ist, um ein Magnetbandkopieren zu behindern, oder wenn es schwach ist.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Fenster, in denen das Zählen der ZF-Bildträgerzyklen stattfindet, über eine ganze Meßperiode von wenigstens einer Halbbildperiode des Fernsehsignals verteilt, z.B. 16,7 Millisekunden (ms) in den Vereinigten Staaten. Obwohl es eine zufällige Phasenbeziehung zwischen den Fenstern und dem VBI gibt, wird die Dauer und der Abstand der Fenster so gewählt, daß wenigstens ein Fenster während jeder Meßperiode in das VBI fällt. Die Zählintervalle oder Fenster werden durch Impulse eines stabilen Taktsignals definiert. Wie beispielsweise in Fig. 1 angegeben ist, kann das Taktsignal von dem 3,58 MHz-Farb-Hilfsträger-Oszillator (nicht dargestellt) abgeleitet werden, der in dem Video- und Audio-Prozessor 13 enthalten ist. Durch Wahl der Fenster mit einer Dauer von 35,76 Mikrosekunden (µs) und einem Abstand derselben Größe, wird der ZF- Bildträger etwa 230 Mal pro 16,7 ms Meßperiode abgetastet. Dadurch wird sichergestellt, daß wenigstens einige der Fenster innerhalb des VBI liegen, wo der Bildträger nicht übermoduliert ist und daher zuverlässig gezählt werden kann.
Die nächste Frequenz zur nominalen ZF-Bildträgerfrequenz von 45,75 MHz, die eine ganze Zahl von Zyklen innerhalb eines 35,76 µs Fensters hat, ist 45,751 MHz (d.h. eine Frequenz mit einer Abweichung von 1 kHz). Im Idealfall, z.B. für eine ZF-Bildträgerf requenz von 45,751 MHz und ein Fenster mit einer Dauer von 35,76 µs sollte die Zählung pro Fenser 1636 Zyklen betragen. Die Phasenbeziehung der Fenster und des ZF-Bildträgers ist jedoch zufällig, so daß die Zählung sich von Fenster zu Fenster ändert. Dies trifft auch auf andere ZF-Bildträgerfrequenzen zu. Außerdem kann eine bestimmte Zählung für einen Bereich von ZF-Bildträgerfrequenzen erzeugt werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß eine bestimmte Zählung für unterschiedliche ZF-Bildträgerfrequenzen auftritt, ist in der graphischen Darstellung von Fig. 2 gezeigt. In der graphischen Darstellung ist die ZF-Bildträgerfrequenz durch die Abweichung (ΔZF) von einer ZF-Bildträgerfrequenz von 45,751 MHz angegeben.
Die in den Fenstern erzeugten, über der Halbbild-Periode verstreuten Zählungen können durch Übermodulation des Bildträgers oder andere Ursachen von Signalausfällen beeinträchtigt werden, was zu Zählungen führt, die zu niedrig sind (anstatt zu hoch). Zusätzlich manifestiert sich Rauschen selbst als Signalkomponenten mit Frequenzen nahe der Mitte des ZF-Durchlaßbereiches, z.B. bei etwa 43 MHz, und führt daher zu niedrigen Zählungen. Demzufolge werden niedrige Zählungen ignoriert.
Bei Prüfung der graphischen Darstellung von Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei Feststellung von nur zwei Zählzuständen, N1> 1636 zugeordnet zu einem Frequenzbereich, der die nominale Bildträgerfrequenz von 45,751 MHz umgibt, und N2≥1638 zugeordnet dem höheren benachbarten Frequenzbereich, bestimmt werden kann, ob die ZF-Bildträgerfrequenz niedrig, hoch oder innerhalb spezifizierter Grenzen ist, was in der nachfolgenden Tabelle angegeben ist. In der Tabelle gibt eine "1" das Vorhandensein einer Zählung und eine "0" das Fehlen einer Zählung an. TABELLE 1
Mit diesen grundlegenden Prinzipien im Gedächtnis wird die in Fig. 1 dargestellte AFT 20 in Einzelheiten beschrieben.
In Fig. 1 wird ein von dem End-ZF-Verstärker des ZF-Abschnitts 9 abgeleitetes Signal, das in geeigneter Weise begrenzt ist, um ein Signal zu bilden, das kompatibel mit logischen Vorrichtungen ist, einem Tor 24 zugeführt. Das Tor 24 wird wahlweise veranlaßt, das ZF-Signal einem Zähler 22 in Abhängigkeit von Impulsen eines CKGATE-Signals zuzuführen, das durch eine Steuerlogik-Einheit 26 beim Wirksammachen durch den niedrigen Pegel eines Signals
erzeugt wird. Der niedrige Pegel des Signals
hat eine Dauer von 16,7 ms und wird durch die Abstimm-Steuereinheit 17 erzeugt, wenn es erwünscht ist, die ZF- Bildträgerfrequenz zu messen. Das CKGATE-Signal definiert die Zählintervalle oder "Fenster", die über der ganzen Meßperiode von 16,7 ms verteilt sind.
Die von dem Tor 24 innerhalb jedes Fensters durchgelassenen Zyklen des ZF-Signals werden durch den Zähler 22 gezählt. Der Zähler 22 spricht auf den ZF-Bildträger und nicht auf die anderen Komponenten des ZF-Signals an, weil der ZF-Bildträger die dominierende Komponente des ZF-Signals ist. Der Zähler 22 wird in Abhängigkeit von einem RESIF-signal zurückgestellt, das durch die Steuerlogik-Einheit 26 unmittelbar vor Auftritt jedes Fensters erzeugt wird. Ausgewählte Ausgänge der Stufen des Zählers 22, die eindeutig das Vorhandensein der Zählungen N1 und N2 anzeigen, werden in einer logischen Zählungs-Dekodiereinheit 28 zugeführt, die einzelne Bits erzeugt, die das Vorhandenseiw ("1") oder das Fehlen ("0") der jeweiligen Zählungen N1 und N2 anzeigen. Die die Zählungen N1 und N2 anzeigenden Bits werden in Latch-Vorrichtungen 30 bzw. 32 gespeichert. Die Latch-Vorrichtungen 30 und 32 werden vor dem Beginn der 16,7 ms Meßperiode in Abhängigkeit von dem hohen Pegel des Signals
zurückgestellt gehalten, aber sie werden nicht erneut während der Meßperiode zurückgestellt.
Der Inhalt der Latch-Vorrichtungen 30 und 32 wird am Ende der 16,7 ms Meßperiode ausgelesen und gemäß Tabelle 1 durch die Tuner-Steuereinheit 17 gedeutet, um zu bestimmen, ob die ZF- Bildträgerfrequenz niedrig, hoch oder innerhalb spezifizierter Grenzen ist. Auf der Basis der Bestimmung steuert die Abstimm- Steuereinheit 17 die Zahl N, die der PLL 19 zugeordnet ist, und dadurch die LO-Frequenz in der im oben genannten US-Patent 4,485,404 beschriebenen Weise. Sofern die LO-Frequenz in Stufen von weniger als 56 kHz (dem Frequenzbereich, der von einer in Fig. 2 angegebenen Wahrscheinlichkeitsspitze überdeckt wird), eingestellt wird, ist ein weitgehend korrekter und stabiler Abstirnrn-Zustand erreichbar. Beispielsweise kann die LO-Frequenz in Stufen von 31,25 kHz eingestellt werden.
Eine Ausführung der digitalen AFT-Einheit 120 ist in Fig. 3 dargestellt. Wellenformen von verschiedenen Signalen, die in Verbindung mit dem Betrieb der in Fig. 3 dargestellten Ausführung einer digitalen AFT-Einheit 20 erzeugt werden, sind in Fig. 4 dargestellt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird die ZF einem NAND-Tor zugeführt, das das in Fig. 1 dargestellte Tor 24 umfaßt. Das NAND-Tor 24 empfängt ferner Auftastimpulse, die die Fenster-Perioden definieren, die in einem Signal enthalten sind, das in Fig. 3 mit CKGATE bezeichnet ist. Das aufgetastete ZF-Signal, das durch die gestrichelte Wellenform CLKIF dargestellt ist, wird dem Takt-Eingang (CK) eines 11-stufigen Welligkeitszählers 22 zugeführt. Der Zähler 22 wird vor dem Beginn jedes Zählintervalls zurückgestellt und wird anschließend wirksam gemacht, um in Abhängigkeit von dem Signal RSIF zu zählen.
Die Zähl-Dekodiereinheit 28 umfaßt ein NAND-Gatter 281, dessen Eingänge mit den Ausgärigen (Q3, 6, 7, 10 und 11) des Zählers 22 verbunden sind, die für die Feststellung des Auftretens einer Zählung von 1636 (N1) geeignet sind. Die Dekodiereinheit 28 umfaßt ferner ein NDR-Tor 282, dessen Eingänge mit dem Q2-Ausgang des Zählers 22 über einen Inverter 283 und mit dem Ausgang des NAND-Tors 281 zur Feststellung des Auftretens einer Zählung von 1638 (N2) verbunden sind.
Der "Setz"-Eingang der Latch-Vorrichtung 30 (umfassend zwei NDR-Tore in einer überkreuz gekoppelten Konfiguration zur Bildung eines Flip-Flops oder eines bistabilen Multivibrators) ist mit dem Ausgang des NAND-Tors 281 über einen Inverter 284 verbunden. Der Setz-Eingang der Latch-Vorrichtung 32, die auch zwei überkreuz gekoppelte NOR-Tore umfaßt, ist mit dem Ausgang des NOR-Gatters 282 verbunden. Die Latch-Vorrichtungen 30 und 32 werden auf eine logische "0" durch das Signal
zurückgestellt gehalten, wenn dieses Signal hoch ist. Die Ausgänge der Latch-Vorrichtungen 30 und 32 werden während des Auftretens der Zählungen N1 bzw. N2 auf eine logische "1" gesetzt. Die Ausgänge der Latch-Vorrichtungen 30 und 32 sind mit der Abstimm- Steuereinheit 17 verbunden.
Die Steuerlogik-Einheit 26 umfaßt einen achtstufigen Welligkeitszähler 261, der die Zyklen eines 3,58 MHz-Kristalloszillators 262 zählt, um verschiedene Steuersignale zu erzeugen, die in Fig. 4 dargestellt sind. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der Kristalloszillator 262 den Farb-Hilfs-Träger-Oszillator (nicht dargestellt) des in der Video- und Ton-Verarbeitungseinheit 13 enthaltenen Empfängers umfassen.
Die Steuersignale werden erzeugt, wenn der Zähler 261 in Abhängigkeit von dem niedrigen Pegel des Signals
wirksam gemacht wird, das seinem Rückstell-Anschluß (R) zugeführt wird. Das Signal
macht auch eine Latch-Vorrichtung 263 wirksam, die vier NAND-Tore und einen Inverter umfaßt. Die Latch-Vorrichtung 263 empfängt den Q8-Ausgang (auch als bezeichnet) und den Q4-Ausgang des Zählers 261. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ändert sich der Zustand der Ausgänge der Latch-Vorrichtung 263 (DELWNDW und
nachdem sich der Zustand von (Q8) in Abhängigkeit von der nächsten Vorderflanke des Q4-Impulses ändert (sofern
niedrig ist). Das CKGATE-Signal, das zuläßt, daß das ZF-Signal den Takt-(CK)-Eingang des Zählers 22 erreicht, wird durch ein NAND-Tor 264 in Abhängigkeit von den Signalen (Q8) und
erzeugt. Das RESIF-Signal zum Rückstellen des Zählers 22 bei Beginn jedes Zähl-Fensters wird durch ein NOR-Tor 265 in Abhängigkeit von den Signalen DELWNDW und erzeugt.
Die in Fig. 1 dargestellte Abstimm-Steuereinheit 17 liest den Inhalt der Latch-Vorrichtungen 30 und 32 unmittelbar bevor dem positiven Übergang des Signals
nachdem die 35,76 µs breiten Zähl-Fenster, die einen Abstand von 35,76 µs haben, während einer Zeitperiode von wenigstens 16,7 Millisekunden erzeugt worden sind, was in Fig. 4 gezeigt ist. Nach dem Lesen von N1 und N2 arbeitet die Abstimm-Steuereinheit 17 wie folgt:
1. Wenn N1=1 und N2=1 ist, dann ist die ZF-Frequenz zu hoch, und die LO-Frequenz wird vermindert, z.B. um 31,25 kHz.
2. Wenn N1=1 und N2=0 ist, dann liegt die ZF-Frequenz innerhalb von spezifizierten Grenzen, und die LO- Frequenz bleibt unverändert.
3. Wenn N1=0 und N2=0 ist, dann ist die ZF-Frequenz zu niedrig, und die LO-Frequenz wird erhöht, z.B. um 31,25 kHz.
Eine andere Ausführung einer digitalen AFT-Einheit ist in Fig. 5 dargestellt. Wellenformen für verschiedene Signale, die in Verbindung mit der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform erzeugt werden, sind in Fig. 6 dargestellt.
Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 1 als Blockschaltbild und in Fig. 3 in Form eines Logik-Diagramms mit mehr Einzelheiten dargestellten digitalen AFT-Einheit und der in Fig. 5 dargestellten AFT-Einheit besteht darin, daß die von dem Zähl- Decoder 28 und den Latch-Vorrichtungen 30 und 32 der in Fig. 1 und 3 dargestellten AFT-Einheit in der in Fig. 5 dargestellten digitalen AFT-Einheit von der Abstimm-Steuereinheit 17 unter Software-Programmsteuerung durchgeführt werden. Um dies zu erreichen, wird der Inhalt des Zählers 22 der Bus-Interface-Einheit 23 zugeführt, der einen Parallel-Serien-Wandler enthält, der die die Zählung darstellenden Bits in einen seriellen Bit- Strom umwandelt, der der Abstimm-Steuereinheit 17 über einen seriellen Daten-Bus 25 zugeführt wird. Der Inhalt des Zählers 20 wird teilweise durch eine logische Anordnung dekodiert, die ein NAND-Tor 288 und ein NOR-Tor 289 enthält, um ein Signal zu erzeugen, das eine Zählung von 1536 anzeigt, so daß nur die Q2-Q8- Ausgänge des Zählers 22 und die 1536 Zählungsanzeige, die insgesamt aus acht Bits im Vergleich zu den zwölf Ausgangs-Bits des Zählers 22 besteht, der Abstimm-Steuereinheit 17 zugeführt werden müssen. Beispielsweise kann der serielle Daten-Bus 25 so ausgebildet sein wie in den Femsehempfängern, die von Thomson Consumer Electronics in Frankreich hergestellt werden und in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Der serielle Daten-Bus 25 kann auch der bekannte IM (INTERMETALL) sein, der von ITT INTERMETALL Semiconductors in Deutschland, beschrieben in der ITT-Veröffentlichung "Digit 2000 VLSI Digital TV System" entwickelt wurde, oder es kann auch der bekannte I²C (Inter IC) sein, der von Philips in den Niederlanden entwickelt wurde und in Philips Technical Publication 110 - "I²C Bus in Consumer Electronics" beschrieben ist.
Kurz gesagt enthält, wie in Fig. 5 darqestellt ist, der Serien-Bus 25 drei Leiter: einen für ein DATA-Signal; einen für ein CLOCK-Signal; und einen für ein ENABLE-Signal. Die Wellenformen für diese drei Signale sind in Fig. 6 dargestellt. Der Daten-Bus 25 ist "bidirektional", d.h. Daten können in beiden Richtungen zwischen einer "Haupt"-Einheit, die üblicherweise einen Mikroprozessor wie die Abstimm-Steuereinheit 17 enthält, und einer "Tochter"-Einheit zugeführt werden, die eine Bus-Interface-Einheit wie die Bus-Interface-Einheit 23 enthält. Die Daten werden synchron in bezug auf Takt-Impulse des CLOCK-Signals übertragen. Das CLOCK-Signal wird durch die Abstimm- Steuereinheit 17 erzeugt und wird durch die Bus-Interface-Einheit 23 verwendet, um das DATA-Signal zu dekodieren. Das ENABLE- Signal wird ebenfalls durch die Abstimm-Steuereinheit 17 erzeugt und löst den Kommunikationsprozeß zwischen der Abstimm- Steuereinheit 17 und der Bus-Interface-Einheit 23 aus.
Ein erster Teil des ENABLE-Signals mit niedrigem Pegel wird dazu verwendet, Daten von der Haupt-Einheit zu der Tochter-Einheit zu übertragen oder "schreiben". Während eines ersten Intervalls des "Schreib"-Teils wird ein "Adressen"-Wort, z.B. von acht Bits, das die zu steuernde Funktion anzeigt, übertragen. Während eines zweiten Intervalls des "Schreib"-Teils kann ein Datenwort mit z.B. acht Bits, das einen bestimmten Aspekt der zu steuernden Funktion darstellt, übertragen werden. In der in Fig. 5 dargestellten digitalen AFT-Einheit wird das "Adressen"-Wort dazu verwendet, einen READIF-Befehl zu übertragen, um die Bus- Interface-Einheit 23 zu veranlassen, den niedrigen Pegel des Signals
zu erzeugen, was in Fig. 6 dargestellt ist. Ein zweiter Teil des ENABLE-Signals mit hohem Pegel wird dazu verwendet, Daten von der Tochter-Einheit zur Haupt-Einheit zu übertragen oder "zu lesen". Zwei Daten-Worte mit beispielsweise jeweils acht Bits können während des "Lese"-Teils des ENABLE-Signals übertragen werden. Das erste Daten-Wort muß eine Bestätigung für den Empfang des von der Haupt-Einheit übertragenen "Adressen"-Wortes enthalten und kann einen Teil des "Adressen"- Wortes umfassen. In der in Fig. 5 dargestellten digitalen AFT- Einheit wird das zweite Daten-Wort dazu verwendet, die Daten zu übertragen, die die Zählung des Zählers 22 (d.h. Q2-Q8 und das die Zählung "1536" anzeigende Bit) zur Abstimm-Steuereinheit 17 zu übertragen.
Das Fließdiagramm für den Teil des der in Fig. 5 dargestellten digitalen AFT-Einheit zugeführten Programms ist in Fig. 7 dargestellt. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird nach Auslösung des AFT-Unterprogramms ein "Taktgeber" zur Messung der abgelaufenen Zeit gestartet, und es wird veranlaßt, daß der READIF-Befehl übertragen wird. Der resultierende niedrige Pegel des Signals
macht die Steuerlogik-Einheit 26 wirksam, um das CKGATE- Signal zu erzeugen, das ein 35,76 µs Zähl-Fenster errichtet. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung enthält die Steuerlogik- Einheit 26 einen siebenstufigen Welligkeitszähler 266, ein NAND- Tor 267, einen zweistufigen Welligkeitszähler 268 und einen Inverter 269. Die Wellenformen für ein Q7 CLK-Signal und ein Q7- GATE-Signal, die in der Steuereinheit 26 erzeugt werden, sind in Fig. 6 dargestellt. Der hohe Pegel des CKGATE macht ein NAND-Tor wirksam, das als Tor 24 dient, um das ZF-Signal dem Zähler 22 zuzuführen, was durch den schraffiert dargestellten Teil des Signals CLKIF angezeigt wird.
Nach Beendigung des 35,76 µs Zähl-Fensters, d.h. wenn das CKGATE-Signal auf den niedrigen Pegel zurückkehrt, prüft die Abstimm-Steuereinheit 17 unter Software-Steuerung den Inhalt des Zählers 22, um zu bestimmen, ob die durch die elf Bits dargestellte Zählung gleich oder größer als 1636 oder 1638 ist und speichert das Ergebnis. Die Prüfung kann jederzeit stattfinden, nachdem 53,66 µs (17,9 µs + 35,76 µs) nach dem negativen Übergang des
abgelaufen sind, was in Fig. 6 dargestellt ist. Jede Zeit ist durch die Abstimm-Steuereinheit 17 "bekannt", da Takt-Impulse des CLOCK-Signals, die die Kommunikation zwischen der Abstimm-Steuereinheit 17 und der digitalen AFT-Einheit synchronisieren, durch die Abstimm-Steuereinheit 17 erzeugt werden und daher auf ihre Instruktionszyklen bezogen sind. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, wird diese Sequenz während einer Zeitperiode von wenigstens 16,7 ms wiederholt. Da die Kommunikation zwischen der Abstimm-Steuereinheit 17 und der Bus-Interface-Einheit 23 etwas mehr als 256 µs erfordert (d.h. 4 Worte x 8 Bits/Wort x 8 µs/Bit), und da das VBI wenigstens neun Zeilen enthält, die eine Gesamtdauer von 571,5 µs haben (9 Zeilen x 63,5 µs), kann sichergestellt werden, daß wenigstens ein Zähl- Intervall während des VBI auftritt, wenn der Prozeß wiederholt wird, z.B. alle 500 µs.
Falls am Ende der 16,7 ms Meßperiode eine oder mehrere der während der 16,7 ms Meßperiode gewonnenen Zähl-Abtastungen größer als 1638 war, wird die LO-Frequenz durch Verminderung von N vermindert. Wenn keine der Zähl-Abtastungen gleich oder größer als 1636 war, wird die LO-Frequenz erhöht. Wenn eine oder mehrere der Zähl-Abtastungen gleich oder größer als 1636 aber keine gleich oder größer als 1638 war, bleibt die LO-Frequenz unverändert.
Es sei als Vergleich bemerkt, daß bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung der niedrige Pegel des
die Dauer eines Meßintervalls innerhalb der Meßperiode von 16,7 ms bestimmt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung entspricht jedoch der niedrige Pegel des Signals
der vollständigen Meßperiode von 16,7 ms.
Im Vergleich zu der Ausführung von Fig. 3 ist die logische Schaltung der Ausführung von Fig. 5 weniger kompliziert. Dies wird jedoch auf Kosten eines etwas komplizierteren Software-Programms erzielt, das für die Ermittlung der Zählungen erforderlich ist.
Vorzugsweise ist die in Fig. 5 dargestellte digitale AFT- Einheit in eine integrierte Schaltung mit anderen Teilen des Fernsehempfängers einbezogen, z.B. mit dem ZF-Abschnitt 9 und Abschnitten der Video- und Ton-Verarbeitungseinheit 13. In diesem Fall dient der Daten-Bus 25 vorteilhafterweise sowohl zur Steuerung der verschiedenen Funktionen der integrierten Schaltung als auch zur Steuerung der digitalen AFT-Einheit und zum Empfang der ZF-Bildträgerfrequenz-Abweichungs-Information von dieser.
Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nur beispielsweise in bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, und daß für den Fachmann auch Abwandlungen möglich sind.
Obwohl beispielsweise eine Phasenregelschleife (PLL) bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, um die Abstimm-Spannung zu erzeugen, kann auch eine Frequenzregelschleife (FLL), die beispielsweise in dem oben erwähnten US-Patent 4,485,404, ausgegeben für Tults, offenbart ist, verwendet werden. In diesem Fall kann eine Spannungs-Synthese-Anordnung mit offener Schleife, die einen Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung eines digitalen Wortes in einen Gleichstrompegel benutzt, verwendet werden.
Zusätzlich kann die Frequenz des ZF-Signals durch einen Frequenzteiler (bekannt als "Vorskalierer") vor der Zuführung zur digitalen AFT-Einheit geteilt werden.
Ferner kann zwar - wie erwähnt - das der digitalen AFT-Einheit 20 zugeführte ZF-Signal von dem End-ZF-Verstärker des ZF- Abschnitts 9 abgeleitet werden, es kann jedoch auch auf andere Weise abgeleitet werden. Beispielsweise kann das ZF-Signal von der abgestimmten Schaltung (nicht dargestellt) des synchronen Video-Detektors (nicht dargestellt) abgeleitet werden, der in dem Video- und Audiosignal-Verarbeitungsabschnitt 13 enthalten ist. Vorteilhafterweise kann das an diesem Punkt aufgrund der begrenzenden Vorrichtungen (z.B. Dioden) erzeugte Impuls-Signal kompatibel mit den logischen Vorrichtungen der digitalen AFT- Einheit 20 sein.
Ferner wurde noch unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 dargestellte Software-Programm angegeben, daß die aktuelle Zählung nach jedem Zähl-Zyklus gespeichert wird, jedoch ist es auch möglich, nur Anzeigen zu speicher, daß die Zählungen N1 und N2 erzeugt wurden. In diesem Fall ist es nach Ablauf der Meßperiode von 16,7 ms nur erforderlich, welche der N1- und N2-Zähl-Anzeigen - wenn überhaupt - gespeichert worden sind. Ferner ist es in bezug auf das in Fig. 7 angezeigte Software-Programm möglich, das Programm zu beenden, nachdem beide Zählungen N1 und N2 erzeugt worden sind und unmittelbar die erforderliche LO-Frequenzeinstellung vorzunehmen.
Es können sogar Teile der digitalen AFT-Einheit wie der Zähler 22 zu anderen Zeiten als während der Meßperiode abgeschaltet werden, um Energie zu sparen. In diesem Fall sollte eine Verzögerung zwischen dem Beginn der Meßperiode (entsprechend dem negativen Übergang des Signals
und dem Beginn des Zähl-Intervalls (entsprechend dem positiven Übergang des CKGATE-Signals) vorgesehen werden, um eine ausreichende Zeit für die Erregung der abgeschalteten Teile der digitalen AFT-Einheit zuzulassen. Die 17,9 µs Verzögerung des in Fig. 6 dargestellten CK- GATE-Signals dient diesem Zweck.
Diese und andere Modifikationen sollen im Schutzumfang der durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Erfindung liegen.

Claims

1.) Vorrichtung in einem Fernsehempfänger, der einen Tuner (3, 5, 7, 9, 19) zum Abstimmen eines HF-Fernsehsignals enthält, das einen Bildträger hat, der mit Video-Informationen moduliert ist, die in sich wiederholenden Halbbildern organisiert sind, die Zeilen-Intervalle mit Bild-Informationen und Horizontal- und Vertikal-Austast-Intervalle mit Synchronisations-Informationen enthalten, um ein ZF-Signal (ZF) zu erzeugen, das einen Bildträger hat, der dem Bildträger des HF-Signals entspricht, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: Mittel (22) zum Zählen von Zyklen des Bildträgers des ZF-Signals während sich wiederholender Zähl-Intervalle, die während eines Meß-Intervalls auftreten, das eine Dauer hat, die wenigstens so lang wie die Dauer eines Halbbildes ist; Mittel (24, 26) zur Erzeugung eines Takt-Signals, das die Zähl-Intervalle hinsichtlich Dauer und Abstand so definiert, daß wenigstens ein Zähl-Intervall innerhalb des Vertikal-Austast-Intervalls auftritt; und Mittel (17, 28, 30, 32), um zu bestimmen, welche - wenn überhaupt - von einer ersten und zweiten vorgegebenen Zählung während des Meß-Intervalls erzeugt worden ist, um die Frequenzabweichung des ZF-Bildträgers von einer Nominal-Frequenz zu ermitteln.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorgegebene Zählung einem ersten Frequenzbereich entspricht, der die Nominal-Frequenz des ZF-Bildträgers umgibt, und daß die zweite vorgegebene Zählung einem zweiten Frequenzbereich entspricht, der höher als der erste Frequenzbereich und diesem benachbart ist.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 28, 30, 32) zur Bestimmung, welche - wenn überhaupt - von der ersten und zweiten vorgegebenen Zählung erzeugt worden ist, Mittel (17) enthalten, die unter Software-Programmsteuerung arbeiten, um während entsprechender Zähl-Intervalle erzeugte Zählungen mit der ersten und zweiten vorgegebenen Zählung zu vergleichen.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Software-Programmsteuerung arbeitenden Mittel (17) a) nach jedem Zähl-Intervall die während dieses Zähl-Intervalls erzeugte Zählung bestimmen; b) nach jedem Zähl-Intervall die während des Zähl-Intervalls erzeugte Zählung speichern; c) am Ende der Meßperiode die gespeicherten Zählungen ermitteln.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Software-Programmsteuerung arbeitenden Mittel (17) :

a) nach jedem Zähl-Intervall die während der Zähl-Intervalle erzeugte Zählung bestimmen;

b) nach jedem Zähl-Intervall eine erste Zähl-Anzeige speichern, wenn die erste vorgegebene Zählung während des Zähl-Intervalls erzeugt worden ist, und eine zweite Zähl-Anzeige speichern, wenn die zweite vorgegebene Zählung während des Zähl-Intervalls erzeugt worden ist; und

c) nach dem Meß-Intervall die gespeicherten Zähl-Anzeigen ermitteln.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (17, 28, 30, 32) zur Bestimmung, welche - wenn überhaupt - von der ersten und zweiten Zählung erzeugt worden ist, erste (30) und zweite (32) Speichermittel enthalten, um entsprechende erste (N1) und zweite (N2) Anzeigen zu speichern, wenn die erste bzw. die zweite vorgegebene Zählung erzeugt wird.