DE69125130T2

DE69125130T2 - Mikroprozessorgesteuerte digitale AFT-Einrichtung

Info

Publication number: DE69125130T2
Application number: DE69125130T
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: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2011-12-21
Also published as: HU216468B; CN1044958C; FI916158A; MY108589A; EP0493763A1; MX9102874A; EP0493763B1; BR9105502A; JP2891581B2; KR920014227A; KR100269053B1; ES2098309T3; US5163164A; CA2057116A1; JPH0580087A; FI916158A0; HUT62739A; CA2057116C; TR25801A; HU913816D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine digitale Einrichtung zum Messen der Frequenz eines Zwischenfrequenz-(IF)- Signals, das beispielsweise in einem Fernsehempfänger erzeugt wird.

Hintergrund der Erfindung

In einem Fernsehempfänger werden von einer HF-Quelle gelieferte 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 Signal eines Hilfsoszillators (LO) gemischt wird, das eine Frequenz hat, die dem ausgewählten Kanal entspricht, um ein Zwischenfrequenz-(IF)-Signal zu erzeugen. Die Frequenz des LO-Signals wird so gesteuert, daß die Frequenz des Bildträgers des ZF-Signals auf einem nominalen Wert ist, z. B. 45,75 MHz in den Vereinigten Staaten.
Die Steuerung von Fernsehempfänger-Schaltungen über eine Mikroprozessor-Schaltung und einen seriellen Bus ist bekannt, z.B. aus Electronic Engineering, Vol. 56, Nr. 685, Januar 1984, London, GB, Seiten 41 - 48, Danbury et al.: "Small area networks using serial data transfer. Part 1 - the I2C and CLIPS".
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 von dem nominalen Wert, z.B. zur Berücksichtigung eines Frequenzversatzes der HF für das ausgewählte Kanalsignal von seinem Normwert. Die Frequenz des HF-Signals kann von ihrem Norrnwert, der durch Rundfunkvorschriften definiert ist, versetzt sein, wenn die HF-Signalquelle kein Rundfunksender ist, sondern beispielsweise ein Kabelverteilungsnetzwerk oder Videozubehör wie ein Video-Kassettenrecorder (VCR) oder ein Videoplattenspieler. Die erste Anordnung kann die Konfiguration einer geschlossenen Schleife oder einer Frequenzsynthese haben, z. B. eine Phasenregelschleife (PLL) oder eine Frequenzregelschleife (FLL) enthalten, oder sie kann die Konfiguration einer offenen Schleife oder einer Spannungssynthese haben, z. B. einen Digital-Analog-Wandler enthalten. Die zweite Anordnung enthält üblicherweise eine automatische Feinabstimmungs-(AFT)-Einheit, um ein AFT-Signal zu erzeugen, das die Abweichung der Frequenz des ZF-Bildträgers von seinem nominalen Wert darstellt, und ist beispielsweise bekannt aus JP-A-53 003 713 und dem entsprechenden japanischen Patentauszug.
Üblicherweise ist die Schaltung zur Erzeugung eines AFT-Signals eine "analoge" Schaltung und enthält ein Filter, oft als "AFT-Tank" bezeichnet, um ein analoges AFT-Signal zu erzeugen, das einen Pegel mit einer Polarität und einer Größe hat, die die Richtung und die Größe der Abweichung der Frequenz des ZF-Bildträgers von seinem nominalen Wert darstellen. Bei einigen Abstiltimsystemen, z.B. dem im U.S. Patent 4,031,549 offenbarten System mit dem Titel "Television Tuning System with Provisions for Receiving RF Carrier at Nonstandard Frequency", ausgegeben für Rast, Henderson und Wine am 21. Juli 1977, wird das analoge AFT- Signal dazu verwendet, um unmittelbar die LO-Frequenz zu steuern. Bei anderen Abstimmsystemen, z.B. dem im U.S. Patent 4,868,892 offenbarten System mit dem Titel "Tuning System for Calculating the Local Oscillator Frequency from an AFT Characteristic", ausgegeben für Tults, Testin und Rumreich am 19. September 1989, wird das analoge AFT-Signal in ein digitales Signal umgewandelt, (das üblicherweise aus zwei Bits besteht), das zur Steuerung einer Phasenregelschleife und dadurch der LO-Frequenz dient.
Es ist erwünscht, eine "digitale" AFT-Einheit vorzusehen, da die AFT-Tankschaltung, die einer "analogen" AFT-Einheit zugeordnet ist, 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 Schnittstellen-Schaltung zum Umwandeln eines analogen AFT-Signals in ein digitales AFT-Signal nicht erforderlich ist.
U.S. Patent 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 und ein digitales AFT-Signal zu erzeugen. Die zählanordnung wird während eines Meßintervalls wirksam gemacht, um Perioden des ZF-Bildträgers zu zählen. Die während des Meßintervalls angesammelte zählung wird ausgewertet, um die Frequenz des ZF-Bildträgers zu bestimmen.
Während die digitalen AFT-Einheiten der im Tults-Patent beschriebenen Art keine analoge Schaltung wie den AFT-Tank erfordem, kann die logische Schaltung, die die digitale AFT-Einheit bildet, kompliziert sein. Es ist daher erwünscht, eine digitale AFT-Einheit vorzusehen, die verhältnismäßig einfach im Aufbau ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist in dem beigefügten Anspruch 1 definiert und beruht teilweise auf der Erkenntnis, daß ein Steuersystem für einen Fernsehempfänger, der einen Mikroprozessor (auch als Mikro-Computer oder Mikro-Steuereinheit bezeichnet) und einen seriellen Datenbus zur Erzeugung und Verteilung von digitalen Steuersignalen für verschiedene Abschnitte des Fernsehempfängers enthält, auch als ein integraler Teil einer digitalen AFT-Einheit einschließlich eines Zählers zur Steuerung des Zählers und zur Ermittlung der angesammelten Zählungen durch den Zähler während einer Meßperiode verwendet werden kann, um die Frequenz des ZF-Bildträgers zu ermitteln. Genauer gesagt enthält eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen Mikroprozessor, einen bi-direktionalen seriellen Datenbus und einen Zähler. Der Zähler ist in einer integrierten Schaltung (IC) enthalten, die wenigstens einen Teil des ZF-Abschnitts des Fernsehempfängers und vorzugsweise andere Abschnitte wie das Luminanz- und den Chrominanz-Signalverarbeitungsabschnitt enthält. Der Mikroprozessor erzeugt digitale Steuerworte zur Steuerung verschiedener Funktionen des IC. Die digitalen Funktionssteuerworte werden zu dem IC über den seriellen Datenbus übertragen. Außerdem erzeugt der Mikroprozessor ein digitales Steuerwort, um den Zähler wirksam zu machen, damit er Perioden des ZF-Bildträgers während einer Meßperiode zählt. Das die digitale Zählung wirksam machende Wort wird auch zum IC über den seriellen Datenbus übertragen. In einer vorgegebenen Zeit nach der Erzeugung und Übertragung des Zähl-Auslösesignals, vorzugsweise automatisch bestimmt durch die Ausführung von für die Erzeugung und Übertragung des Zählauslösesignals erforderlichen Instruktionen, wird der Inhalt des Zählers "gelesen", wobei ebenfalls der serielle Datenbus verwendet wird, und von dem Mikroprozessor ausgewertet, um die Frequenzabweichung des ZF-Bildträgers zu bestimmen.
Dieser Aspekt sowie andere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sollte auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden. In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 in Form eines Blockschaltbildes ein Abstimmsystem eines Fernsehempfängers mit einer digitalen AFT-Einheit, die eine Zählanordnung zum Zählen von Perioden des ZF-Bildträgers enthält, um ein digitales AFT-Signal zu erzeugen;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Wahrscheinlichkeit des Auftretens verschiedener Zählungen (N) der Perioden des ZF- Bildträgers, die von der Zählanordnung der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit erzeugt werden, als Funktion der Abweichung der ZF-Bildträgerfrequenz von einem nominalen Wert veranschaulicht;
Fig. 3 teilweise in Form eines Blockschaltbilds und teilweise in Form eines logischen Diagramms eine digitale AFT-Einheit, die gemäß einem Aspekt der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 4 Wellenformen von Signalen, die während des Betriebs der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit erzeugt werden; und
Fig. 5 ein Fließdiagramm eines Software-Programms, das in Verbindung mit der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit verwendet wird.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente und Signale gleich bezeichnet.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Gemäß Fig. 1 liefert eine HF-Quelle 1 eine Vielzahl von HF- Fernsehsignalen, die entsprechenden Kanälen entsprechen. Ein HF- Fernsehsignal enthält modulierte Bild-, Farb- und Tonträger. Die von einer 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, das einem von einem Benutzer gewählten Kanal entspricht. Das ausgewählte HF-Signal wird einer Mischstufe 5 zugeführt. Die Mischstufe 5 empfängt auch ein Hilfs-Oszillator-(LO)-Signal, das von einem LO 7 erzeugt wird. LO 7 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 LO 7 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 Bildträger eine nominale Frequenz von 45,75 MHz, der Farbträger eine nominale Frequenz von 42,17 MHz, und der Tonträger hat eine nominale Frequenz von 41,25 MHz.
Das von der Mischstufe 5 erzeugte ZF-Signal wird einem ZF- Abschnitt 9 zugeführt, der das empfangene ZF-Signäl filtert und verstärkt. Das gefilterte und verstärkte ZF-Signal wird einem Video- und Audio-Signalverarbeitungsabschnitt 11 zugeführt. Der Verarbeitungsabschnitt 11 demoduliert das gefilterte und verstärkte ZF-Signal, um ein Basisband-Videosignal zu erzeugen, das Luminanz, Chrominanz-, und Synchronisationskomponenten enthält. Die Videoinformation wird in sequentiellen Halbbildern mit Zeilenintervallen organisiert und enthält die Bildinformation und die Horizontal- und Vertikalrücklauf-Austastintervalle einschließlich der Synchronisationsinformation. Der Verarbeitungsabschnitt 11 verarbeitet die Luminanz-, Chrominanz- und Synchronisationskomponenten, um ein Bild darstellende der Farbsignale zu bilden, die zur Wiedergabe eines Bildes geeignet sind. Der Verarbeitungsabschnitt 11 zieht auch die Toninformation aus dem ZF-Signal heraus, um ein Audiosignal zu erzeugen, das zur Tonwiedergabe geeignet ist. Unter anderen Funktionen kann der Verarbeitungsabschnitt 11 die Helligkeit, den Kontrast und die Schärfe des wiedergegebenen Bildes und die Lautstärke des wiedergegebenen Tons steuern.
Bedeutsame Teile des ZF-Abschnitts 9 und des Signalverarbeitungsabschnitts 11 sind in einer oder mehreren integrierten Schaltungen (ICs) enthalten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Teile in einem einzigen IC enthalten, der symbolisch durch das gestrichelte Rechteck 13 dargestellt ist. Solche ICs sind bekannt und werden auch als "jungle"-ICs oder "Ein-Chip"-ICs bezeichnet.
Ein Benutzer gibt Befehle zur Auswahl des zu empfangenden Kanals und zur Steuerung verschiedener Signalverarbeitungsfunktionen, wie Bildhelligkeit, Kontrast und Schärfe und Tonlautstärke ein, wobei eine Befehlseingabeeinheit 15 verwendet wird, die ein Tastenfeld (nicht dargestellt) enthält, das entweder auf einem Fernsteuersender (nicht dargestellt) oder unmittelbar am Gehäuse des Fernsehempfängers selbst vorgesehen ist. Eine einen Mikroprozessor umfassende Fernseh-Steuereinheit 17, die gemäß einem gespeicherten Software-Programm arbeitet, spricht auf Befehlssignale an, die von der Befehlseingabeeinheit 15 erzeugt werden, um geeignete Steuersignale für verschiedene Abschnitte des Fernsehempfängers zu erzeugen. Genauer gesagt erzeugt der Mikroprozessor 17 Bandauswahl-Steuersignale zur Steuerung der Konfiguration von HF-Verstärker 3 und LO 7 gemäß dem Frequenzband der ausgewählten Kanäle und einem digitalen Wort, das eine Zahl N darstellt, die zur Erzeugung einer Abstimmspannung (VT) für HF-Verstärker 3 und LO 7 verwendet wird. Der Steuer-Mikroprozessor 17 erzeugt ferner eine Vielzahl von Signalverarbeitungs-Steuersignalen zur Steuerung verschiedener Funktionen des Video- und Audiosignal- Verarbeitungsabschnitts 11.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Abstimmspannung (VT) durch eine Phasenregelschleife (PLL) 19 erzeugt, die die Frequenz des LO-Signals steuert, so daß sie proportional zu einem Bezugsfrequenzsignal ist, das vom Ausgangssignal eines Kristalloszillators (nicht dargestellt) mit der Zahl N abgeleitet wird. Genauer gesagt bestimmt die Zahl N das Divisionsverhältnis eines in der PLL enthaltenen programmierbaren Frequenzteilers in der in dem oben erwähnten U.S. Patent 4,868,892, ausgegeben für Tults, Testin und Rumreich, in größeren Einzelheiten beschriebenen Weise. Zusätzlich zu der Kanalzahl des ausgewählten Kanals wird auch die Zahl N in Abhängigkeit von einem AFT-Signal gesteuert, das die Abweichung der Frequenz des ZF-Bildträgers von seinem nominalen Wert, z.B. 45,75 MHz in den Vereinigten Staaten, darstellt, um so jede Abweichung der Frequenz des HF-Signals für den ausgewählten Kanal von seinem Norm-(Rundfunk)-Wert zu kompensieren. Die Frequenz des HF-Signals kann gegenüber ihrem Normwert versetzt sein, wenn die HF-Quelle 1 ein Kabelverteilungsnetzwerk oder Videozubehör, z.B. einen VCR oder einen Videoplattenspieler umfaßt. Die Art, in der diese Frequenzkorrektur erreicht wird, ist auch in größeren Einzelheiten in dem U.S. Patent von Tults et al beschrieben.
Der insoweit beschriebene Teil des Fernsehempfängers ist üblich. Der verbleibende Teil des Abstimmsystems betrifft eine digitale AFT-Einheit 20, mit der sich die vorliegende Erfindung vorwiegend befaßt.
Die digitale AFT-Einheit 20 mißt die Frequenz des ZF-Bildträgers durch Zählen der Zahl von Perioden des ZF-Bildträgers während Meßintervallen oder "Fenstern", die eine vorgegebene Dauer haben. Der ZF-Bildträger wird durch Bildinformationen während Zeilenintervallen und anderen hauptsächlich synchronisierenden Informationen während Horizontal- und Vertikal-Rücklaufaustastintervallen amplitudenmoduliert. Der Bildträger kann mit Bildinformationen übermoduliert werden, was zu einer unzuverlassigen Zählung seiner Perioden führt. Daher wurde in dem oben genannten, für Tults ausgegebenen U.S. Patent 4,485,404 vorgeschlagen, daß die Perioden des ZF-Bildträgers nur während des Vertikal-Austast-Intervalls (VBI) gezählt werden, wo der Träger nicht übermoduliert ist. Die Bestimmung, wann das VBI auftritt, kann jedoch schwierig sein, wenn das VBI nicht die normale Form hat, beispielsweise, wenn das Fernsehsignal verschlüsselt oder modifiziert ist, um das Kopieren auf Band zu behindern, oder wenn es schwach ist.
In der digitalen AFT-Einheit 20 sind die Fenster, in denen die Zählung der ZF-Bildträger-Perioden stattfindet, über eine ganze Meßperiode von wenigstens einer Halbbildperiode des Fernsehsignals verteilt, z. B. 16,7 Millisekunden (ms) in den Vereinigten Staaten. Obwohl eine zufällige Phasenbeziehung zwischen den Fenstern und dem VBI besteht, 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. Beispielsweise kann, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das Taktsignal von dem 3,58 MHz Farbhilfsträgeroszillator (nicht dargestellt) abgeleitet werden, der in der Video- und Audio-Signal-Verarbeitungseinheit 11 enthalten ist. Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 dargestellte digitale AFT-Einheit 20 durch Wahl von Fenstern mit einer Dauer von 35,76 Mikrosekunden (µs) und einem gleichgroßen Abstand voneinander der ZF-Bildträger etwa 230 mal pro 16,7 ms Meßperiode abgetastet. Daher ist sichergestellt, daß wenigstens einige der Fenster innerhalb des VBI liegen, wo der Bildträger nicht übermoduliert ist und daher zuverlässig gezählt werden kann.
Die nächstliegende Frequenz zu der nominalen ZF-Bildträgerfrequenz von 45,75 MHz, die eine ganze Zahl von Perioden 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-Bildträgerfrequenz von 45,751 MHz und eine Fensterdauer von 35,76 µs sollte die Zählung pro Fenster 1636 Perioden 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 für 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 (ΔIF) von einer Bildträgerfrequenz von 45,751 MHz angegeben.
Die in den über der Halbbildperiode verstreuten Fenstern erzeugten Zählungen können durch Übermodulationen des Bildträgers oder andere Gründe für oropouts beeinträchtigt werden, was zu Zählungen führt, die zu niedrig sind (anstatt zu hoch). Außerdem manifestiert sich Rauschen selbst als Signalkomponenten mit Frequenzen nahe der Mitte des ZF Durchlaßbereichs, z.B. bei etwa 43 MHz, und führt daher zu niedrigen Zählungen. Demzufolge werden niedrige Zählungen ignoriert.
Bei Prüfung der in Fig. 2 gezeigten graphischen Darstellung bemerkt man, daß durch Feststellung von nur zwei Zählzuständen, N1≥1636 zugeordnet zu einem Frequenzbereich, der die nominale Bildträgerfrequenz von 45,751 MHz umgibt und N2≥1638, zugeordnet zu dem höheren benachbarten Frequenzbereich, bestimmt werden kann, ob die ZF-Bildträgerfrequenz niedrig, hoch oder innerhalb bestimmter Grenzen liegt, was in der nachfolgenden Tabelle angegeben ist. In der Tabelle zeigt eine "1" das Vorhandensein einer Zählung und eine "0" das Fehlen einer Zählung an. Tabelle 1
Mit diesen grundliegenden Prinzipien im Gedächnis wird die in Fig. 1 dargestellte digitale AFT-Einheit 20 in Einzelheiten beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein vom End-ZF- Verstärker des ZF-Abschnitts 9 abgeleitetes und geeignet begrenztes Signal zur Bildung eines Signals, das kompatibel mit logischen Vorrichtungen ist, einem Tor 24 zugeführt. Das Tor 24 wird wahlweise veranlaßt, das ZF-Signal einem Zähler in Abhängigkeit von Impulsen eines CKGATE-Signals zuzuführen, das von einer Steuerlogikeinheit 26 erzeugt wird, wenn sie durch den niedrigen Pegel eines
-Signals wirksam gemacht wird.
Der niedrige Pegel des
-Signals hat eine Dauer von 16,7 ms und wird durch den Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 erzeugt, wenn es erwünscht ist, die ZF-Bildtrigerfrequenz zu messen. Das CKGATE-Signal definiert die Zählintervalle oder "Fenster", die über der gesamten 16,7 ms Meßperiode verteilt sind.
Die Perioden des ZF-Signals, die von dem Tor 24 innerhalb jedes Fensters durchgelassen werden, werden vom 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 von der Steuerlogik-Einheit 26 erzeugt wird, unmittelbar bevor jedes Fenster auftritt. Ausgewählte Ausgänge der Stufen des Zählers 22, die eindeutig das Vorhandensein der Zählungen N1 und N2 anzeigen, werden einer Zähl-Decodierungs-Logikeinheit 28 zugeführt, die einzelne Bits erzeugt, die das Vorhandensein ("1") oder das Fehlen ("0") der jeweiligen Zählungen N1 und N2 anzeigene Die die Zählungen N1 und N2 anzeigenden Bits werden in Latch-Vorrichtungen 30 bzw. 32 gespeichert. Die Latch-Vorrichtungen 30 und 32 werden vor Beginn der 16,7 ms Meßperiode in Abhängigkeit von dem hohen Pegel des
-Signals zurückgestellt gehalten, aber sie werden nicht während der Meßperiode zurückgestellt.
Die Inhalte der Latch-Vorrichtungen 30 und 32 werden nach dem Ende der 16,7 ms Meßperiode gelesen und gemäß Tabelle 1 durch den Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 interpretiert, um zu bestimmen, ob die ZF-Bildträgerfrequenz niedrig, hoch oder innerhalb bestimmter Grenzen ist. Beruhend auf dieser Bestimmung steuert der Steuer-Mikroprozessor 17 die Zahl N, die der PLL 19 zugeordnet ist, und dadurch die LO-Frequenz in der in dem oben erwähnten U.S. Patent 4,485,504 offenbarten Weise. Sofern die LO-Frequenz in Stufen von weniger als 56 KHz (dem Frequenzbereich, der von einer in Fig. 2 angegebenen Wahrscheinlichkeitsspitze umfaßt wird) eingestellt wird, kann ein im wesentlichen korrekter und stabiler Abstimmzustand erreicht werden. Beispielsweise kann die LO-Frequenz in Stufen von 31,25 KHz eingestellt werden.
Genauer gesagt funktioniert der Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 nach Lesen von N1 und N2 wie folgt:
1. Wenn N1=1 und N2=1, 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, dann ist die ZF- Frequenz innerhalb bestimmter Grenzen und die LO-Frequenz bleibt unverändert.
3. Wenn N1=0 und N2=0, dann ist die ZF- Frequenz zu niedrig, und die LO- Frequenz wird erhöht, z.B. um 31,25 KHz.
Einzelheiten der logischen Schaltung zur Ausführung der in Fig. 1 in Form des Blockschaltbildes gezeigten digitalen AFT- Einheit 20 findet man in der gleichzeitig angemeldeten U.S.-Patentanmeldung Serial Number 635,843 mit dem Titel "Digital Method and Apparatus for Measuring the Frequency of an IF Signal", auf denselben Erfinder Tults lautend wie die vorliegende Erfindung.
Die in Fig. 1 dargestellte digitale AFT-Einheit 20 arbeitet sehr zufriedenstellend. Sie erfordert jedoch einzelne logische Elemente, die dem Zähldecoder 28 und den Latch-Vorrichtungen 30 und 32 zugeordnet sind. Die in Fig. 3 dargestellte digitale AFT- Einheit 20 erlaubt, daß diese logischen Elemente entfallen oder wenigstens beträchtlich vereinfacht sind. Wie insbesondere in Fig. 3 angegeben ist, werden der Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 und ein serieller Datenbus 23, die zur Steuerung verschiedener Teile des Fernsehempfängers benutzt werden, auch als integrale Teile der digitalen AFT-Einheit 20 verwendet. In Fig. 3 sind verschiedene Elemente, die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 erörtert wurden, gleich bezeichnet.
Im einzelnen werden in dem in Fig. 1 dargestellten Fernsehempfänger verschiedene Signale zwischen dem Fernseh-Steuermikroprozessor 17 und dem Video- und Audiosignalverarbeitungsabschnitt 11, dem Abstimmspannungsgenerator 19 und der digitalen AFT-Einheit 20 über getrennte Leiter zugeführt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fernsehempfänger wird die in diesen Signalen enthaltene Information digital zwischen der Fernseh-Steuereinheit 17 und dem Verarbeitungsabschnitt 11, dem Abstimmspannungsgenerator 19 und der digitalen AFT-Einheit 20 digital über den seriellen Datenbus 23 übertragen. Eine Bus-Schnittstelleneinheit 25 ist in dem IC 13 enthalten, um die von dem Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 empfangenen Daten zu decodieren und Steuersignale für den Signal-Verarbeitungsabschnitt 11 und die digitale AFT-Einheit 20 zu erzeugen. Eine gleiche Bus-Schnittstelleneinheit (nicht dargestellt) ist in dem Abstimmspannungsgenerator 19 zur Decodierung der von dem Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 empfangenen Daten enthalten, um Steuersignale zur Steuerung des Divisionsfaktors N der PLL zu erzeugen und auch die Bandauswahlsignale für den HF-Verstärker 3 und LO 7 zu erzeugen.
Beispielsweise kann der serielle Datenbus 23 von dem Typ sein, der in von Thomson Consumer Electronics of France hergestellten und in Fig. 5 und 6 dargestellten Fernsehempfängern verwendet wird. Der serielle Datenbus 23 kann auch der bekannte IM (INTERMETALL) Typ sein, der von ITT INTERMETALL Semiconductors of Germany entwickelt und in der ITT-Veröffentlichung "Digit 2000 VLSI digital TV System" beschrieben ist, oder vom bekannten I²C (Inter IC) Typ sein, der von Philips in Holland entwickelt wurde und in Philips Technical Publication 110 - "I²C Bus In Consumer Electronics" beschrieben ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält der serielle Bus 23 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. 4 dargestellt. Der Datenbus 23 ist "bi-direktional", d.h. Daten können in beiden Richtungen zwischen einer "Haupt"-Einheit, die üblicherweise einen Mikroprozessor wie einen Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 enthält, und einer "Tochter"-Einheit, die eine Bus-Schnittstelleneinheit wie die Bus- Schnittstelleneinheit 25 enthält, gekoppelt werden. Die Daten werden synchron in bezug auf Taktimpulse des CLOCK-Signals übertragen. Das CLOCK-Signal wird durch den Steuer-Mikroprozessor 17 erzeugt und wird durch die Bus-Schnittstelleneinheit 25 verwendet, um das DATA-Signal zu decodieren. Das ENABLE-Signal wird auch durch den Steuer-Mikroprozessor 17 erzeugt und löst den Kommunikationsprozeß zwischen dem Steuer-Mikroprozessor 17 und der Bus-Schnittstelleneinheit 25 aus.
Ein erster, d.h. Teil des ENABLE-Signals mit niedrigem Pegel wird dazu verwendet, Daten von der Haupteinheit zu der Tochtereinheit zu übertragen oder "zu schreiben". Während eines ersten Intervalls des "Schreib"-Teils wird ein "Adressen"-Wort von 8 Bits übertragen, das die zu steuernde Funktion anzeigt. Während eines zweiten Intervalls des "Schreib"-Teils kann ein Datenwort von 8 Bits übertragen werden, das einen bestimmten Aspekt der zu steuernden Funktion darstellt. In der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit 20 wird das "Adressen"-Wort dazu verwendet, einen
-Befehl zu übertragen, um die Bus- Schnittstelleneinheit 25 zu veranlassen, den niedrigen Pegel des
-Signals zu erzeugen, was in Fig. 4 angegeben ist. Ein zweiter Teil des ENABLE-Signals mit hohem Pegel wird dazu verwendet, Daten von der Tochtereinheit zur Haupteinheit zu übertragen oder "zu lesen". Zwei Datenworte von beispielsweise jeweils 8 Bits werden während des "Lese"-Teils des ENABLE-Signals übertragen. Das erste Datenwort muß eine Bestätigung des Empfangs des "Adressen"-Wortes enthalten, das von der Haupteinheit übertragen wurde und einen Teil des "Adressen"-Worts enthalten kann. In der in Fig. 3 dargestellten AFT-Einheit 20 wird das zweite Datenwort dazu verwendet, die Daten zu übertragen, die die Zählung des Zählers 22 des Fernseh-Steuer-Mikroprozessors 17 darstellen. Um dies zu bewirken, wird der Inhalt des Zählers 22 einem Parallel-Serien-Wandler 27 zugeführt, der die die Zählung darstellenden Bits in einen seriellen Bitstrom wandelt, der dem Steuer-Mikroprozessor 17 über den seriellen Datenbus 23 zugeführt wird.
Der Inhalt des Zählers 22 wird teilweise durch eine logische Anordnung decodiert, die ein NAND-Tor 288 und ein NOR-Tor 289 enthält, um ein Signal zu erzeugen, das eine Zählung von 1536 ergibt. Nur die Q2-Q8-Ausgänge des Zählers 22 und die 1536 Zählanzeige, die aus insgesamt 8 Bits im Vergleich zu den 12 Ausgangsbits des Zählers 22 besteht, werden dem Steuer-Mikroprozessor 17 zugeführt. Die Verminderung der Zahl von Bits in dem die Zählung darstellenden digitalen Wort erlaubt die Verwendung von nur einem 8-Bit-Datenwort für die Übertragung der Zählinformation über den seriellen Datenbus 23.
Das Fließdiagramm für den Teil des der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit zugeordneten Programms ist in Fig. 5 dargestellt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird nach Auslösung des AFT-Unterprogramms eine "Zeitsteuerung" zur Messung der abgelaufenen Zeit gestartet, und es wird bewirkt, 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 Zählfenster errichtet. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung enthält die Steuerlogik- Einheit 26 einen 7-stufigen Welligkeitszähler 266, ein NAND-Tor 267, einen 2-stufigen Welligkeitszähler 268 und einen Inverter 269. Die Wellenformen für ein Q7 CLK-Signal und ein Q7 GATE-Signal, die innerhalb der Steuerlogikeinheit 26 erzeugt werden, sind in Fig. 4 dargestellt. Der hohe Pegel des CKGATE macht ein NAND-Tor wirksam, das als Tor 24 wirkt, um das ZF-Signal dem Zähler 22 zuzuführen, was durch den gestrichelten Teil des Signals CLKIF angegeben ist.
Nach der Beendigung des 35,76 µs Zählfensters, d.h., wenn das CKGATE-Signal zu dem niedrigen Pegel zurückkehrt, prüft der Fernseh-Steuer-Mikroprozessor 17 unter Softwaresteuerung die Inhalte des Zählers 22, um zu bestimmen, ob die von den 11 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
-Signals abgelaufen sind, was in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Zeit ist "bekannt" durch den Steuer-Mikroprozessor 17, da die Taktimpulse des CLOCK-Signals, die die Verbindung zwischen dem Steuer-Mikroprozessor 17 und der digitalen AFT-Einheit 20 synchronisieren, durch den Steuer-Mikroprozessor 17 erzeugt werden und daher auf dessen Instruktionsperioden bezogen sind. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird diese Sequenz über eine Zeitperiode von wenigstens 16,7 ms wiederholt. Da die Verbindung zwischen Steuermikroprozessor 17 und der Bus-Schnittstelleneinheit 23 etwas mehr als 256 µs erfordert (d.h. 4 Worte x 8 Bits/Wort x 8 µs/Bit) und die VBI wenigstens 9 Zeilen mit einer Gesamtdauer von 571,5 µs (9 Zeilen x 63,5 µs) umfaßt, kann sichergestellt werden, daß wenigstens ein Zählintervall während des VBI eintritt, wenn der Prozeß wiederholt wird, z. B. alle 500 µs.
Wenn am Ende der 16,7 ms Meßperioden eine oder mehrere der während der 16,7 ms Meßperiode erhaltenen Zählabtastungen 1638 oder größer war, wird die LO-Frequenz durch Verminderung von N vermindert. Wenn keine der Zählabtastungen gleich oder größer als 1636 war, wird die LO-Frequenz erhöht. Wenn eine oder mehrere der Zählabtastungen gleich oder größer als 1636 war aber keine gleich oder größer als 1638, bleibt die LO-Frequenz unverändert.
Es sei zum Vergleich bemerkt, daß in der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit 20 der untere Pegel des
Signals der gesamten 16,7 ms Meßperiode einschließlich einer Vielzahl von 35,76 µs Zählfenstern entspricht, die voneinander einen Abstand von 35,76 µs haben. In der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit 20 bestimmt jedoch der niedrige Pegel des
-Signals die Dauer eines Meßintervalls einschließlich eines 35,76 µs Zählfensters innerhalb der 16,7 ms Meßperiode. Während in der in Fig. 3 dargestellten digitalen AFT-Einheit 20 die Zählfenster einen Abstand von wenigstens der Zeit haben, die zur Übertragung über den seriellen Datenbus 23 erforderlich ist (anstatt 35,76 µs wie bei der in Fig. 1 dargestellten digitalen AFT-Einheit 20), wurde gefunden, daß die Ermittlung der ZF-Bildträgerfrequenz aus den oben genannten Gründen außerordentlich zuverlässig ist.
Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform nur beispielsweise beschrieben worden ist, und daß für den Fachmann Abwandlungen denkbar sind.
Obwohl beispielsweise eine Phasenregelschleife (PLL) bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Erzeugung der Abstimmspannung verwendet wird, kann auch eine Frequenzregelschleife (FLL) wie in dem oben erwähnten U.S. Patent 4,485,404, ausgegeben für Tults verwendet werden. Für diesen Fall kann eine Syntheseanordnung mit geöffneter Schleifenspannung mit einem Digital/Analog-Wandler verwendet werden, der ein digitales Wort in einen Gleichstrompegel umwandelt.
Außerdem kann die Frequenz des ZF-Signals durch einen Frequenzteiler (bekannt als "prescaler") vor Zuführung zur digitalen AFT-Einheit 20 geteilt werden.
Ferner kann das der digitalen AFT-Einheit 20 zugeführte ZF- Signal, wie erwähnt, von dem End-ZF-Verstärker oder dem ZF-Abschnitt 9 abgeleitet werden, die Ableitung kann jedoch auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise kann das ZF-Signal von der abgestimmten Schaltung (nicht dargestellt) des synchronen Videogleichrichters (nicht dargestellt) abgeleitet werden, der in dem Video- und Audio-Signal-Verarbeitungsabschnitt 11 enthalten ist. Vorteilhafterweise kann das an diesem Punkt erzeugte Impulssignal aufgrund der begrenzenden Vorrichtungen (Z.B. Dioden) mit den logischen Vorrichtungen der digitalen AFT-Einheit 20 kompatibel sein.
Ferner wurde in Verbindung mit dem in Fig. 5 dargestellten Software-Programm zwar angegeben, daß die aktuelle Zählung nach jeder Zählperiode gespeichert wird, jedoch ist es auch möglich, nur Angaben zu speichern, daß die Zählungen N1 und N2 erzeugt wurden. In diesem Fall ist es nach Ablauf der 16,7 ms Meßperiode nur erforderlich welche, wenn überhaupt, der N1 und N2 Zählangaben gespeichert worden sind. Ferner ist es unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 angegebene Software-Programm möglich, das Programm zu beenden, nachdem beide Zählungen N1 und N2 erzeugt worden sind und unmittelbar mit der gewünschten LO-Frequenzeinstellung fortzufahren
Schließlich können Teile der digitalen AFT-Einheit 20 wie der Zähler 22 in Zeiten außerhalb der Meßperiode abgeschaltet werden, um Energie zu sparen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die integrierte Schaltung 13 bipolare Vorrichtungen enthält, da in diesem Fall der Zähler 22 Strom verbraucht, selbst wenn er nicht zählt. Im Hinblick auf eine solche energiesparende Maßnahme sollte eine Verzögerung zwischen dem Beginn der Meßperiode (entsprechend dem negativen Übergang des
-Signals) und dem Beginn des Zählintervalls (entsprechend dem positiven Übergang des CKGATE-Signals) vorgesehen werden, um für die Erregung der abgeschalteten Teile der digitalen AFT-Einheit 20 genügend Zeit zu haben. Die in Fig. 4 dargestellte Verzögerung des CKGATE-Signals von 17,9 µs dient diesem Zweck.
Diese und andere Abwandlungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der durch die nachfolgenden Ansprüche difinierten Erfindung liegen.

Claims

1.) Einrichtung umfassend:

Mittel (3, 5, 7, 19) zum Abstimmen eines Hochfrequenz(HF)-Signals, das einen modulierten Träger hat, um ein Zwischenfrequenz-(ZF)-Signal zu erzeugen, das einen modulierten Träger hat, der dem modulierten Träger des HF-Signals entspricht und einen nominalen Frequenzwert hat;

Mittel (9) zum Demodulieren des ZF-Signals, um ein Ansprechsignal zu erzeugen;

Mittel (11) zur Verarbeitung des Ansprechsignals gemäß einer Funktions-Steuer-Information;

Mittel (22, 24, 26) zum Zählen der Perioden des modulierten Trägers des ZF-Signals während einer Meßperiode, die durch die Zähl-Steuer-Information bestimmt ist, um eine Zählinformation zu erzeugen, die die Frequenz des die Information tragenden Trägers des ZF-Signals angibt; gekennzeichnet durch;

einen seriellen Datenbus, der mit den das Ansprechsignal verarbeitenden Mitteln und mit den Zählmitteln verbunden ist, um eine Information in einem Format zu übertragen, das ein Schreibdatenintervall und ein Lesedatenintervall umfaßt, das einen anfänglichen und einen letzten Teil umfaßt; und

Mittel (17) die unter Software-Programmsteuerung arbeiten, um

(1) die Funktionssteuerinformation zu den Verarbeitungsmitteln und die Zählsteuerinformation zu den Zählmitteln über den seriellen Datenbus während des Schreibdatenintervalls zu übertragen,

(2) über den seriellen Datenbus während des letzten Teils des Lesedatenintervalls, die während der Meßperiode erzeugte Zählinformation, die in dem anfänglichen Teil des Lesedatenintervalls auftritt, zu empfangen, und

(3) die Zählinformation zu ermitteln, um die Frequenzabweichung des modulierten Trägers des ZF-Signals von dem nominalen Frequenzwert zu bestimmen.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Verarbeitungsmittel (11), die Zählmittel (22, 24, 26) und die Mittel zur Verstärkung des ZF-Signals in einer integrierten Schaltung enthalten sind.

3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Zählmittel (22, 24, 26) ein digitales Wort erzeugen, das die Zählinformation darstellt;

der Datenbus in der Lage ist, eine vorgegebene Anzahl von Bits pro Datenwort zu übertragen; und

Mittel (22, 24, 26) eingeschlossen sind, um wenigstens teilweise das digitale Wort, das die Zählinformation darstellt, zu decodieren, um ein anderes digitales Wort zu erzeugen, das die Zählinformation darstellt und nicht mehr als die vorgegebene Zahl von Bits enthält.