DE69421899T2

DE69421899T2 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung periodischer synchronisationsreferenzen zur bildung eines synchronisationssignals

Info

Publication number: DE69421899T2
Application number: DE69421899T
Authority: DE
Inventors: Samuel Akiwumi-Assani; Carlo Basile; Victor Gornstein
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Norden AB
Current assignee: Koninklijke Philips NV; Philips Norden AB
Priority date: 1993-07-22
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: EP0662271A1; EP0662271B1; WO1995003670A1; DE69421899D1; US5418573A; JPH08501916A; JP3496218B2

Description

Anordnung und Verfahren zum Erzeugen periodischer, ein Synchronisationssignal bildender Synchronisationsreferenzen

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationssignals. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung, wie eine adaptive Schwungradschaltung, und ein Verfahren zum Erzeugen periodischer, ein Synchronisationssignal bildender Synchronisationsreferenzen aus Synchronisationsreferenzen, die einander mit bestimmter Zeitunsicherheit folgen (solche Synchronisationsreferenzen, d. h. Referenzen, die einander mit bestimmter Zeitunsicherheit folgen, werden nachstehend als "unsichere Synchronbezugswerte" bezeichnet).

2. Beschreibung des Standes der Technik

Schwungradschaltungen wurden bisher in vielen Bereichen benutzt als Hilfe bei der Wiederherstellung periodischer Signale, die bei der Synchronisation der Informationsverarbeitung benutzt werden. Ein derartiger Bereich ist der Bereich des digitalen Fernsehens.
Ein digitales Fernsehbild wird aus p Pixeln aufgebaut, die in Zeilen benachbarter Pixel gegliedert sind (beispielsweise ein Bild mit 1575 · 10&sup6; Pixeln kann 1050 Zeilen zu je 1500 benachbarter Pixeln aufweisen). Wenn diese p Pixel entsprechend digitaler Videoinformation in der richtigen Zeitfolge und Zeitordnung beleuchtet werden, wird ein Bild wiedergegeben. Typischerweise werden diese p Pixel ein nach dem anderen, Zeile für Zeile beleuchtet. Digitale Videoinformation für jedes der p Pixel befindet sich in einem Bild. (Folglich gibt es für das oben gegebene Beispiel 1575 · 10&sup6; Pixel/Bild).
Im Empfänger eines digitalen Fernsehsystems sind zur digitalen Synchronisation wenigstens zwei Synchronisationssignale erforderlich, d. h. zur Synchro nisation der digitalen Videoinformationsverarbeitung und zur Bildwiedergabe. Solche Synchronisationssignale können ein Frequenzbezugssignal enthalten, das immer periodisch ist (d. h. es treten zu regelmäßigen Intervallen in Bezug auf einander Referenzen auf), und einperiodisches Zeitbezugssignal. Wenn diese zwei periodischen Signale in einem digitalen Fernsehempfänger empfangen werden, können sie zum Herleiten der Synchronisationssignale benutzt werden, die zur digitalen Fernsehsynchronisation erforderlich sind (beispielsweise Takt-, Bild-, Teilbild- Horizontal-, Audio- Synchronisation, usw.) und können an sich wieder zur einwandfreien Synchronisation digitaler Videoinformationsverarbeitung und Bildwiedergabe benutzt werden.
Ein Frequenzbezugssignal ist ein periodisches Signal mit einer Frequenz Fr, die sich durch eine rationale Zahl m/n auf die Pixelfrequenz Fp eines Bildes bezieht, wobei m und n ganze Zahlen sind. Etwaige Frequenzbezugssignale können die Horizontal-Frequenz, d. h. die Zeilenfrequenz (für das obenstehende Beispiel n/m = 1500), die Pixelfrequenz Fp (für das obenstehende Beispiel n/m = 1) oder die Frequenz einer Gruppe von gp Pixeln sein, wobei gp eine ganze Zahl ist, oder die Frequenz eines Bruchteils eines Pixels sein.
Ein periodisches Zeitbezugssignal ist ein periodisches Signal mit einer Periode Tr, die S Frequenzbezugsignalperioden entspricht, d. h. Tr = S/Fr, wobei S eine ganze Zahl ist. Etwaige periodische Zeitbezugssignale können die Bildfrequenz (für das obenstehende Beispiel S = 1575 · 10&sup6;) oder die Frequenz einer Gruppe von gf Bildern sein, wobei gf eine ganze Zahl ist (für das obenstehende Beispiel S = gf · 1575 · 10&sup6;).
Im Stand der Technik werden Schwungradschaltungen benutzt als Hilfe bei der Wiederherstellung eines periodischen Zeitbezugssignals, wenn ein Teil oder mehrere Teile, d. h. ein Bezugswert oder mehrere Bezugswerte, eines von einem digitalen Fernsehsender erzeugten, ursprünglichen periodischen Zeitbezugssignals nicht in einem digitalen Fernsehempfänger empfangen worden ist bzw. sind. Solche Bezugswerte werden nicht empfangen, weil sie entweder verlorengegangen sind, primär durch einen bestimmten Destabilisierungsfaktor einer Telekommunikations- oder Übertragungsleitung oder eines Mediums (beispielsweise Wolken, Flugzeuge, Gewit ter oder durch eine andere Form von Interferenz) oder weil sie nicht übertragen worden sind.
Bisherige Schwungradschaltungen, die aus einem Zähler und, in manchen Fällen, einem logischen Element bestehen, bilden eine Hilfe bei der Wiederherstellung eines periodischen Zeitbezugssignals durch Erzeugung eines neuen Zeitbezugswertes zu dem geeigneten Zeitpunkt an der Stelle eines verlorengegangen oder nicht übertragenen periodischen Zeitbezugswertes. Solche Schwungradschaltungen können nur zum Wiederherstellen verlorengegangener oder nicht übertragener Zeitbezugswerte eines dadurch empfangenen periodischen Zeitbezugssignals benutzt werden (d. h. im Falle von verlorengegangenen Zeitbezugswerten, periodisch, ausgenommen verlorengegangene Zeitbezugswerte). Wenn ein von einer bekannten Schwungradschaltung empfangenes Zeitbezugssignal nicht periodisch ist (ausgenommen verlorengegangene Zeitbezugswerte), kann eine derartige Schwungradschaltung nicht benutzt werden zum Wiederherstellen verlorengegangener oder nicht übertragener Zeitbezugswerte, die zu einer Wiederherstellung eines periodischen Zeitbezugssignal führen würden.
Bei modernen digitalen Fernsehsystemen werden digitale Daten (einschließlich digitale Videoinformation) durch verschiedene Kompressionsverfahren komprimiert, wobei meistens veränderliche Längencodierung ("VLC") angewandt wird, bevor die Daten von einem digitalen Fernsehsender ausgestrahlt werden. Solche komprimierten digitalen Daten haben eine veränderliche Länge und werden in Form digitaler Datenpakete übertragen. Die Zeit, in der aufeinanderfolgende Zeitbezugswerte übertragen werden, ist eine Funktion der Länge der komprimierten digitalen Daten und der digitalen Datenpaketierung. Dadurch verliert ein periodisches Zeitbezugssignal seine Periodizität bevor es übertragen wird und seine einmal periodischen Zeitbezugswerte werden von einem digitalen Fernsehempfänger eins nach dem anderen mit einer bestimmten Ungewissheit empfangen. (Zeitbezugswerte, die mit einer bestimmten Zeitungewissheit aufeinander folgen, werden nachstehend als "ungewisse Zeitbezugswerte" bezeichnet). Solche Zeitungewissheit kann beispielsweise der Übertragungszeit zweier digitaler Datenpakete entsprechen.
Ungewisse Zeitbezugswerte können nicht durch bekannte Schwungradschaltungen benutzt werden zum Erzeugen eines periodischen Zeitbezugssignals. Ohne ein derartiges Bezugssignal wird digitale Fernsehsynchronisation fast unmöglich.
Vor der vorliegenden Erfindung gab es weder eine bekannte Schaltungsanordnung noch ein bekanntes Verfahren zum Benutzen ungewisse Zeitbezugswerte zum Erzeugen eines periodischen Zeitbezugssignals zum Gebrauch bei digitaler Fernsehsynchronisation. Was das anbelangt, es gab weder eine bekannte Schaltungsanordnung noch ein bekanntes Verfahren zum Gebrauch ungewisser Synchronbezugswerte zum Erzeugen eines Synchronisationssignals.
In US-A-4..751.575 wird ein Verfahren zum Synchronisieren von Abtastfrequenzimpulsen zur Digitalisierung und Speicherung von Farbfernsehsignalen, die von Magnetband wiedergegeben werden. Ein Ausgang eines synchronen Teilers wird zum Takten eines Analog-Digitalwandlers, der das von einem Band abgenommenen Fernsehsignal in digitale Signale umwandelt, sowie zum Takten der Einführung dieser digitalen Signale in einen Pufferspeicher benutzt. Das Rückstellen des Teilers durch Horizontal-Synchronimpulse mit denselben Synchronfehlern wie die in den Pufferspeicher gegebenen digitalen Signale sorgt dafür, dass der Teiler bei der nächsten positiven Flanke eines frequenzmultiplizierten Taktimpulses einen neuen Zählzyklus anfängt, wodurch auf diese Weise die Synchronfehler korrigiert werden.
In US-A-4.974.081 wird eine Taktimpulserzeugungsschaltung beschrieben, die imstande ist einen stabilisierten Taktimpuls zu erzeugen, ohne dass dieser durch Störung, verursacht durch den vertikalen Ausgleichsimpulse beeinträchtigt wird. Ein Eingangs-Synchronsignalgemisch wird als Horizontal-Synchronsignal weitergeleitet, wenn ein Synchronsignalgemisch während eines Fensters auftritt, wobei das Eingangs-Synchronsignalgemisch gesperrt wird, wenn es außerhalb des Fensters auftritt.
In US-A-4.688.094 wird eine Bezugsphasewiedergabeanordnung beschrieben. Die Phase eines Wiedergabebezugssignals wird mit einem eintreffenden Horizontal-Synchronsignal verglichen. Auf Basis des Vergleichsergebnisses wird ein Teilungsverhältnis eines Zählers, der das Wiedergabebezugssignal liefert, derart ein gestellt, dass das Wiedergabebezugssignal beim Eintreffen des Horizontal- Synchronsignals eingefangen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ungewisse Synchronbezugswerte zu benutzen zum Erzeugen eines Synchronsignals, wodurch es möglich wird, aus ungewissen Zeitbezugswerten periodische Zeitbezugswerte zu erzeugen, die ein periodisches Zeitbezugssignal bilden.
Dazu schafft ein erster Aspekt der Erfindung eine Anordnung zum Erzeugen periodischer Synchronbezugswerte, wie in Anspruch 1 definiert. Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Erzeugen periodischer Synchronbezugswerte, wie in Anspruch 14 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen definiert.
Die Aufgabe der Erfindung wird erzielt durch Verwendung einer Anordnung, wie einer adaptiven Schwungradschaltung, zusammen mit ungewissen Synchronbezugswerten und mit einem periodischen Eingangssignal, dessen Periode integral auf die des zu erzeugenden Synchronisationssignals bezogen ist. Eine solche Anordnung umfasst einen Zähler und eine Fehlerverarbeitungsanordnung.
Der Zähler der vorliegenden Erfindung empfängt das periodische Eingangssignal und zählt wiederholt von einem ersten Zählwert zu einem zweiten Zählwert mit einem Mehrwert für jede Periode des periodischen Eingangssignal, das sie empfängt. Beim Erreichen des zweiten Zählwertes setzt der Zähler den Zählwert zu dem ersten Zählwert zurück und erzeugt einen periodischen Synchronbezugswert. Die von dem Zähler erzeugten periodischen Synchronbezugswerte bilden das zu erzeugende Synchronisationssignal.
Die Fehlerverarbeitungsanordnung nach der Erfindung ist mit dem Zähler gekoppelt. In einer Ausführungsform detektiert die Fehlerverarbeitungsanordnung, ob ein ungewisser Synchronbezugswert in einem Fenster der Erwartung empfangen worden ist. Das Fenster der Erwartung entspricht einem Bereich vorbestimmter Zählwerte. Wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird, wenn der Zählwert des Zählers anders ist als einer der Zählwerte im Bereich vorbestimmter Zählwerte, sendet die Fehlerverarbeitungsschaltung ein Rückstellsignal zu dem Zähler, wodurch der Zählwert zu dem ersten Zählwert zurückgestellt wird. Wenn aber ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird, wenn der Zählwert des Zählers einen Wert hat, der im Bereich der vorbestimmten Zählwerte liegt, sendet die Fehlerverarbeitungsanordnung kein Rückstellsignal zu dem Zähler.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt die Fehlerverarbeitungsanordnung einen Fehler entsprechend der Anzahl der Erhöhungswerte vor oder nach dem zweiten Zählwert, der immer einen kleineren Absolutwert hat, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird. Es wird ein Vorzeichen benutzt um die Anzahl Erhöhungswerte nach dem zweiten Zählwert anzugenen. Wenn der Absolutwert eines Mittelwertes eines für den empfangenen ungewissen Synchronbezugswert bestimmten Fehlers und wenigstens ein vorher bestimmter Fehler für wenigstens einen vorher empfangenen ungewissen Synchronbezugswert größer ist als eine vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte (d. h. WC/2), sendet die Fehlerverarbeitungsanordnung ein Rückstellsignal zu dem Zähler, wodurch der Zählwert zu dem ersten Zählwert zurückgestellt wird. Sonst wird dem Zähler kein Rückstellsignal zugesendet.
Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung ein Rückstellsignal sendet, wird die Zählung des Zählers nicht den zweiten Zählwert erreichen und es wird kein periodischer Synchronbezugswert erzeugt. Wenn aber die Fehlerverarbeitungsanordnung kein Rückstellsignal sendet, wird die Zählung des Zählers den zweiten Zählwert erreichen und es wird ein periodisches Synchronisationssignal erzeugt.
Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung zunächst einen periodischen Synchronbezugswert erzeugt, wird Stabilität erreicht, d. h. die Erzeugung periodischer Synchronbezugswerte erfolgt kontinuierlich, es sei denn, es tritt eine Kanaländerung auf oder entweder ungewisse Synchronbezugswerte oder das periodische Synchronisationssignal gehen verloren. Der Grund dazu ist, dass die aufeinander folgenden ungewissen Synchronbezugswerte entweder innerhalb des Fensters der Erwartung liegen oder es wird dafür ein mittlerer Fehler ermittelt, der kleiner ist als WC/2 Erhöhungswerte oder diesen entspricht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a-1f Frequenzbezugssignale und periodische Zeitbezugssignale, erzeugt von einem digitalen Fernsehsender und erhalten oder empfangen voneinem digitalen Fernsehempfänger, ungewisse Zeitbezugswerte und periodische Zeitungewissheitsintervalle,
Fig. 2 und 7 je ein Blockschaltbild einer adaptiven Schwungradschaltung nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3a-d und 5a-d Zeitdiagramme eines Zählers nach der vorliegenden Erfindung, ungewisse Zeitbezugswerte und ein Rückstellsignal, geleiefrt von einer Fehlerverarbeitungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 und 6 je ein Blockschaltbild einer Fehlerverarbeitungsanordnung der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 8 ein Fenster der Erwartung in Termen von Zählwerten.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es wurde gefunden, dass bestimmte Zeitbezugswerte zusammen mit einem integral bezogenen Frequenzbezugssignal benutzt werden können zum Erzeugen eines periodischen Zeitbezugssignals. Deswegen können moderne digitale Fernsehempfänger, die ungewisse Zeitbezugswerte statt eines periodischen Zeitbezugssignals empfangen, dennoch eine einwandfreie Fernsehsynchronisation schaffen.
Ein digitaler Fernsehsender erzeugt ein Frequenzbezugssignal (das periodisch ist) mit einer Frequenz FrT, und ein periodisches Zeitbezugssignal mit einer Periode TrT. Die Periode TrT des periodischen erzeugten Zeitbezugssignals entspricht S/FrT, wobei 1/FrT die Periode des erzeugten Frequenzbezugssignals und S eine ganze Zahl ist. Sie Fig. 1a und 1b.
Bei Anwendung von VLC und Paketierung verliert ein einmal periodisches Zeitbezugssignal seine Periodizität vor der Übertragung, wodurch ein digitaler Fernsehempfänger ungewisse Zeitbezugswerte empfänbgt. Siehe Fig. 1d. Die Anwendung von VLC und Paketierung beeinflusst nicht das von einem digitalen Fernsehempfänger erhaltenen Frequenzbezugssignal; und folglich hat das von dem digitalen Fernsehempfänger erhaltene Frequenzbezugssignal eine Frequenz von FrR, wobei FrR dem Wert FrT entspricht. Siehe Fig. 1a und 1c.
Damit eine einwandfreie Fernsehsynchronisation auftritt, erfordert ein digitaler Fernsehempfänger ein periodisches Zeitbezugssignal mit einer Periode TrR, die der Periode TrT des von einem digitalen Fernsehsender erzeugten, ursprünglichen periodischen Zeitbezugssignals entspricht (d. h. vor der Kompression, Paketierung und Übertragung), so dass TrR dem Wert S/FrR entspricht. Siehe Fig. 1b, 1c und 1f. Die Erzeugung eines derartigen periodischen Zeitbezugssignals erfordert die Erzeugung eines Zeitbezugswertes (d. h. eines periodischen Zeitbezugswertes) alle S Perioden des Frequenzbezugssignals, d. h. S/FrR. Siehe Fig. 1c und 1f.
Ungewisse Zeitbezugswerte folgen einander periodisch auf, aber innerhalb bekannter periodischer Zeitintervalle U einer Zeitungewissheit (solche Intervalle werden nachstehend als "Zeitintervalle U" bezeichnet). Siehe Fig. 1d und 1e. Die ungewisse Zeitbezugswerte treten innerhalb der Zeitintervalle U beliebig auf, wobei ein ungewisser Zeitbezugswert innerhalb jedes Zeitintervalls U auftritt. Der Wert U ist eine Funktion der Kompression und der Paketierung digitaler Daten durch einen digitalen Fernsehsender und an sich ist dem Fachmann ein digitaler Fernsehsystemparameter bekannt.
Wenn der Wert von U bekannt ist, ist es möglich, ein Fenster der Erwartung W zu selektieren, wobei W ≥ U ist, so dass von jedem nächsten ungewissen Zeitbezugswert erwartet werden kann, dass er von dem digitalen Fernsehempfänger innerhalb des Fensters der Erwartung empfangen wird, und insbesondere eine ideale Situation, zwischen Zeiten (S/FrR) - (W/2) und (S/FrR) + (W/2) gemessen von einem periodischen Zeitbezugswert, erzeugt von der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung. Auf Basis dieser Beziehung und der oben genannten Beziehung zwischen der Periode TrR und der Frequenz FrR, d. h. TrR = S/FrR, ist es möglich, aus ungewissen Zeitbezugswerten und einem von einem digitalen Fernsehempfänger erhaltenen integral bezogenen Frequenzbezugssignal ein einwandfreies periodisches Zeitbezugssignal zu erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, dass bestimmt wird, wie viele Perioden des Frequenzbezugssignals vor dem Zeitpunkt, an dem ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen worden ist, empfangen worden sind, dies im Zusammenhang damit, ob dieser ungewisse Zeitbezugswert innerhalb (oder außerhalb) des Fensters der Erwartung empfangen worden ist.
Fig. 2 zeigt eine adaptive Schwungradschaltung, die periodische Zeitbezugswerte erzeugen kann, und ein periodisches Zeitbezugssignal aus den empfangenen ungewissen Zeitbezugswerten erzeugen kann entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die adaptive Schwungradschaltung nach Fig. 2 umfasst einen Zähler 1, ein logisches Element (beispielsweise ein ODER-Gatter 2) und eine Fehlerverarbeitungsanordnung 3.
Der Zähler 1 zählt von einem ersten Zählwert zu einem zweiten Zählwert mit einem Erhöhungswert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Zählwert ein minimaler Zählwert, der zweite Zählwert ist ein maximaler Zählwert und der Anstiegswert ist eins. Dennoch ist es möglich, dass der erste Zählwert ein maximaler Zählwert ist, und dass der zweite Zählwert ein minimaler Zählwert ist. (Obschon die Beschreibung bei der ersten Ausführung bleibt, gilt dies auch für die zweite Ausführung, mit entsprechenden Änderungen, die von dem Fachmann durchgeführt werden können).
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Zähler 1 ein L-Bit Binärzähler, der von einem minimalen Wert von 2L - S bis zu einem maximalen Wert von 2L-1 zählen kann. L ist die minimale Anzahl Bits erforderlich zur Darstellung von S in digitaler Form. Mit anderen Worten, L ≥ 1n&sub2;S, wobei L nie kleinste ganze Zahl größer als 1n&sub2;S ist.
Der Zähler 1 hat drei Eingänge. Der erste dieser Eingänge ist ein Taktimpulseingang C, der das Frequenzbezugssignal empfängt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Frequenzbezugssignal die Pixelfrequenz der übertragenen digitalen Bilder, d. h. FrR = Fp. Jedes Mal, dass der Zähler 1 eine Anzeige bekommt, dass eine andere Frequenzbezugssignalperiode aufgetreten ist, steigert er den Zählwert um den Erhöhungswert.
Der zweite Eingang des Zählers 1 ist ein paralleler Freigabeeingang PE (d. h. eine Rückstellfreigabe), der ein Rückstellsignal erhält, das dafür sorgt, dass die Zählung des Zählers 1 auf den minimalen Zählwert zurückgestellt wird bei der nächsten Anzeige, dass eine andere Frequenzbezugssignalperiode aufgetreten ist. Der minimale Zählwert wird von dem Zähler 1 über den dritten Eingang, einen Dateneingang D, empfangen.
Der Zähler 1 hat auch zwei Ausgänge. Der erste Ausgang ist ein Datenausgang Q, der die Aktuellzählung des Zählers 1 liefert, über einen Aktuellzählbus 4, zu einem Eingang 32 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3. Der zweite Zählerausgang ist ein Endzählausgang TC, der ein Signal liefert, wenn die Zählung in dem Zähler den maximalen Zählwert erreicht. Jedes Mal, dass der Endzählausgang TC des Zählers 1 ein Signal liefert, ist dieses Signal als periodischer Zeitbezugswert (des von der adaptiven Schwungradschaltung zu erzeugenden periodischen Zeitbezugssignals) wirksam. Der Endzählausgang TC des Zählers 1 ist mit einem ersten Eingang 21 des ODER- Gatters 2 verbunden. Der andere Eingang des ODER-Gatters 2, ein Eingang 22, ist mit einem Ausgang 34 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 gekoppelt. Der Ausgang 23 des ODER-Gatters 2 ist mit dem parallelen Freigabeeingang PE des Zählers 1 gekoppelt. Das ODER-Gatter 2 arbeitet derart, dass es dem parallelen Freigabeeingang PE des Zählers 1 mit einem Rückstellsignal versieht, wenn ein Signal an dem Endzählausgang TC des Zählers 1 oder an dem Ausgang 34 der Fehlerverarbeitungsanordnung auftritt. Wenn also der Endzählausgang TC des Zählers 1 ein Signal liefert, wird die Zählung des Zählers 1 auf den minimalen Zählwert zurückgestellt.
Nebst dem Eingang 32 hat die Fehlerverarbeitungsanordnung 2 noch zwei zusätzliche Eingänge. Einer dieser Eingänge ist ein Eingang 31, der das Frequenzbezugssignal erhält. Der andere Eingang ist ein Eingang 33, der ungewisse Zeitbezugswerte erhält. Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung zunächst einen ungewissen Zeitbezugswert erhält, wird die Aktuellzählung des Zählers 1 über den Eingang 32 geladen. Dann vergleicht der Zähler die Aktuellzählung mit einer Anzahl vorbestimmter Zählwerte, die bestimmte Zählwerte zwischen dem minimalen und maxima len Zählwert enthalten (siehe Fig. 3a) und die dem Fenster der Erwartung W entsprechen. Wenn die Aktuellzählung ein Zählwert ist, der nicht im Bereich der vorbestimmten Zählwerte liegt, wurde der ungewisse Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen; wenn aber die Aktuellezählung ein Zählwert ist, der in dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte liegt, wurde der ungewisse Zeitbezugswert innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen.
Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 bestimmt, dass ein unbestimmter Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung empfangen worden ist, dann erzeugt sie ein Signal an dem Ausgang 34, das dafür sorgt, dass der Ausgang des ODER-Gatters 2 ein Rückstellsignal liefert. Bei der nächsten Anzeige, dass eine andere Frequenzbezugssignalperiode aufgetreten ist, wird die Zählung des Zählers 1 auf den minimalen Zählwert zurückgestellt. In diesem Fall wird der Zähler 1 den maximalen Zählwert nicht erreichen und es wird kein periodischer Zeitbezugswert erzeugt.
Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 bestimmt, dass ein unbestimmter Zeitbezugswert innerhalb des Fensters der Erwartung empfangen worden ist, wird an dem Ausgang 34 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 kein Signal geliefert. In dem Fall wird die Zählung des Zählers 1 nicht zurückgestellt und kann der Zähler ggf. den maximalen Zählwert erreichen, und es kann ein periodisches Zeitbezugswert erzeugt werden.
Wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 zunächst einen ungewissen Zeitbezugswert empfängt, der innerhalb des Fensters der Erwartung W liegt, wird jeder nachfolgende ungewisse Zeitbezugswert ebenfalls in dem Fenster der Erwartung W liegen, es sei denn, dass eine Kanaländerung auftritt oder dass entweder ungewisse Zeitbezugswerte oder das Frequenzbezugssignal verlorengegangen ist, und Stabilität erreicht wird (d. h. kontinuierliche Erzeugung periodischer Zeitbezugswerte). Dies ist der Fall, weil das Fenster der Erwartung W derart selektiert worden ist, dass es gröber ist als das Zeitintervall U, oder diesem Wert entspricht, d. h. W ≥ U.
Aus der Beschreibung geht hervor, dass es eine Aufgabe der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 ist, die Zählung in dem Zähler 1 ständig zurückzustellen, bis die einwandfreie Anzahl Frequenzsignalperioden zwischen allen ungewissen Zeitbezugswerten empfangen worden sind. Dies ergibt Stabilität.
Fig. 3a zeigt eine geglättete Darstellung der Zählung des Zählers 1, der in der Zeit von einem minimalen Zählwert zu einem maximalen Zählwert zählt; Fig. 3b zeigt, wenn in der Zeit bestimmte Zeitbezugswerte von einem digitalen Fernsehempfänger gegenüber dem Fenster der Erwartung W empfangen werden; Fig. 3c zeigt, wenn die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 in der Zeit ein Signal an dem Ausgang 34 liefert (d. h. "ein Rückstellausgangssignal") und Fig. 3d zeigt, wenn ein periodisches Zeitbezugssignal von dem Zähler 1 in der Zeit erzeugt wird.
In dem in Fig. 3a dargestellten positiven sowie negativen Fehlerfall wird ein ungewisser Zeitbezugswert innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen. Siehe UTRPOS und UTRNEG in Fig. 3b. Auf diese Weise wird kein Rückstellausgangssignal von der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 geliefert und der Zähler 1 kann zu dem maximalen Zählwert zählen. Beim Erreichen des maximalen Zählwertes wird die Zählung des Zählers 1 auf den minimalen Zählwert zurückgestellt (siehe Res und RNEG in Fig. 3a), und sie erzeugt gleichzeitig ein periodisches Zeitbezugssignal (siehe RefPOS und RefNEG in Fig. 3d).
Die beiden Zeitbezugswerte, d. h. RefPOS und RefNEG und die Bezugswerte, die danach folgen werden periodisch sein. Siehe beispielsweise RefNEXT in Fig. 3d. Der Grund dazu ist, dass es entweder Stabilität gibt oder diese gerade erreicht wird.
Stabilität kann aber unterbrochen werden, wenn ein ungewisser Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung empfangen wird. Siehe den Rückstellfall der Schwungradschaltung nach Fig. 3a). Dennoch werden periodische Zeitbezugswerte kontinuierlich erzeugt, bis zu der Zeit, wo ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen wird. Siehe RefNEXT in Fig. 3d.
In dem in Fig. 3a erkannten Rückstellfall der Schwungradschaltung wird außerhalb des Fensters der Erwartung ein ungewisser Zeitbezugswert, als UTRERROR bezeichnet, empfangen. Siehe Fig. 3b. Dadurch erzeugt die Fehlerverarbeitungsanordnung ein Rückstellausgangssignal (in Fig. 3c als Rückstellimpuls bezeichnet), nach einer digitalen Verzögerung, verursacht durch die Verarbeitungszeit der Fehlerverarbeitungsanordnung 3. Die Erzeugung des Rückstellimpulses sorgt dafür, dass die Zählung des Zählers 1 zu den minimalen Zählwert zurückgestellt wird zu dem Zeitpunkt, wo der Rückstellimpuls geliefert wird. Siehe RERROR in Fig. 3b und den Rückstellimpulse in Fig. 3c.
Weil das Beispiel in Fig. 3 den nächsten ungewissen Zeitbezugswert zeigt, d. h. UTRERRORNEXT, der innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen worden ist, zählt der Zähler 1 zu einem maximalen Zählwert, wobei die Zählung zu dem minimalen Zählwert zurückgestellt wird (siehe UTRERERRORNEXT in Fig. 3d). In den positiven sowie in den negativen Fällen werden die Zeitbezugswerte, die dem erzeugten periodischen Zeitbezugswert folgen, periodisch sein und es wird Stabilität erreicht.
Vor einer detaillierteren Beschreibung der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 nach Fig. 2 und anderer Ausführungsformen davon, ist es nützlich, wenn man das Verhältnis zwischen den Zählwerten des Zählers 1, dem empfangenen Frequenzbezugssignal und dem Fenster der Erwartung W besser versteht. Erstens entsprechen die Zählwerte zwischen dem minimalen und dem maximalen Zählwert einer empfangenen Frequenzbezugssignalperiode (d. h. 1/FrR) (d. h. für eine bestimmte Frequenzbezugssignalperiode gibt es je einen Zählwert). Die gesamte Anzahl Zählwerte zwischen dem minimalen und dem maximalen Zählwert ist gleich S und entspricht S Frequenzbezugssignalperioden (d. h. S/FrR).
Das Fenster der Erwartung W entspricht einer bestimmten Anzahl (die nachher als "WC" bezeichnet wird) empfangener Frequenzbezugssignalperioden. Wenn das der Fall ist, entspricht dies einer bestimmten Anzahl Zählwerte.
Zu dem Zeitpunkt, wo es gerade S Zählwerte für S Frequenzbezugssignalperioden gibt, gibt es WC Zählwerte für WC Frequenzbezugssignalperioden. Folglich WC entspricht der Anzahl Zählwerte entsprechend dem Fenster der Erwartung; oder mit anderen Worten: WC entspricht der Anzahl Erhöhungswerte zwischen einem Ausgangszählwert, entsprechend dem Anfang des Fensters der Erwartung W und einem Endzählwert, entsprechend dem Ende des Fensters der Erwartung W.
Wie oben bereits erwähnt, kann das Fenster der Erwartung W in einer idealen Situation gewählt werden, so dass erwartet werden kann, dass jeder nächste ungewisse Zeitbezugswert von einem digitalen Fernsehempfänger empfangen wird zwischen den Zeiten (S/FrR) - (W/2) und (S/FrR) + (W/2), gemessen von einem periodischen Zeitbezugswert, der von der Anordnung nach der Erfindung erzeugt wird, wobei dieser periodische Zeitbezugswert erzeugt wird, wenn die Zählung des Zählers 1 den maximalen Zählwert erreicht. Wenn dies der Fall ist, ist in einer bevorzugten Ausführungsform WC vorzugsweise eine gerade ganze Zahl (d. h. das Fenster der Erwartung W ist derart gewählt worden, dass es eine gerade Anzahl Frequenzbezugssignalperioden enthält) und die WC Zählwerte haben einen Bereich (der den Bereich der vorbestimmten Zählwerte macht) der im Wesentlichen um den maximalen Zählwert zentriert ist und den minimalen Zählwert einschließt, WC/2 -2 Zählwerte (oder Erhöhungswerte) unmittelbar über dem minimalen Zählwert, den maximalen Zählwert. Und WC/2 Zählwerte (oder Erhöhungswerte) unmittelbar unterhalb des maximalen Zählwert.
In der als Beispiel gewählten Ausführungsform ist der Zählwert, der um WC/2 Erhöhungswerte unterhalb des maximalen Zählwertes liegt, der Ausgangszählwert entsprechend dem Anfang des Fensters der Erwartung W. Der Zählwert, der um WC/2 - 2 Zählwerte über dem minimalen Zählwert liegt, ist ein Zählwert, der um einen Erhöhungswert unterhalb des Endzählwertes liegt, entsprechend dem Ende des Fensters der Erwartung W. Der Endzählwert (der um WC/2 - 1 Erhöhungswerte über dem minimalen Zählwert liegt) liegt nicht in dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte, weil dies dem Zeitpunkt entspricht, an dem das Fenster der Erwartung W endet. Siehe Fig. 8.
Wenn beispielsweise (siehe Fig. 8) das Fenster der Erwartung W 200 Frequenzbezugssignalperioden entspricht, ist der minimale Zählwert 0, der maximale Zählwert ist 9999 und der Erhöhungswert ist 1, WC würde dann gleich 200 sein und der Bereich von WC Zählwerten würde die Zählwerte 9899 bis 9999 und 0 bis 98 enthalten. Der Zählwert 9899 wäre dann der Ausgangszählwert, der in dem Bereich von WC Zählwerten liegen würde und der Zählwert 99 würde der Endzählwert, der nicht in dem Bereich von WC Zählwerten liegen würde.
In Bezug auf diesen letzten Punkt zeigt Fig. 8 die Tatsache, dass es während eines Zeitintervalls zwischen den Zählwerten 9899 und 9990 (als y bezeichnet) und einem Zeitintervall zwischen den Zählwerten 99 und 100 (durch z bezeichnet), die je einer Frequenzbezugssignalperiode entsprechen, nur einen Zählwert für jedes Zeitintervall gibt, d. h. der Zählwert 9899 bzw. der Zählwert 99. Aus diesem Grund liegt der Ausgangszählwert in dem Bereich von WC Zählwerten und der Endzählwert liegt nicht darin.
Trotzdem sei bemerkt, dass der Bereich vorbestimmter Zählwerte entsprechend dem Fenster der Erwartung W nicht derart gewählt zu werden braucht, dass sie gegenüber dem zweiten Zählwert symmetrisch sind. Außerdem kann es in dem Fall, wo das Fenster der Erwartung W derart selektiert wird, dass es einer Vielzahl von Zählwerten entspricht, zu bevorzugen sein, den Endzählwert derart zu selektieren, dass er um WC/2 Erhöhungswerte über dem minimalen Zählwert liegt und diesen einschließt und alle Zählwerte zwischen diesem Wert und dem minimalen Zählwert in dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte bis zu den Zählwerten zwischen dem Ausgangszählwert (d. h. WC/2 Erhöhungswerte unterhalb des maximalen Zählwertes) und dem maximalen Zählwert. (Es sei bemerkt, dass dies die Anzahl Zählwerte in dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte entsprechend dem Fenster der Erwartung W in WC+2 Zählwerte statt WC Zählwerte, wie oben beschrieben ändert). Wenn dies gemacht wird, kann dies die Notwendigkeit für zusätzliche Hardware und Software ausschalten ohne dass dadurch die Wirkung der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt wird.
Die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 nach Fig. 2 kann viele verschiedene Typen von Schaltungsanordnungen enthalten um die Aufgaben zu erfüllen, um festzustellen ob ein ungewisser Zeitbezugswert innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen wird, und wenn nicht, ein Rückstellausgangssignal zu erzeugen. Die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 kann einen PROM enthalten, der programmiert ist zum Bestimmen, ob die von dem Zähler empfangene Aktuellzählung einem Zählwert aus dem Bereich der Zählwerte entsprechend dem Fenster der Erwartung W entspricht. Die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 könnte auch einfache logische Elemente aufweisen zum Durchführen derselben Funktionen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 aus Fig. 2 ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform umfasst ein Register 100, zwei Vergleichsschaltungen 101 und 105, einen Multiplexer 102, einen Subtrahierer 103 und eine Absolutwerteinheit 104.
Der Eingang 33 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 ist mit einem Freigabeeingang E des Registers 100 gekoppelt zum Empfangen ungewisser Zeitbezugswerte. Wenn ein ungewisser Zeitbezugswert von dem Register 100 empfangen wird, erhält dieses Register die aktuelle Zählung des Zählers 1 von dem Aktuellzählbus 4 über einen Dateneingang D, und gibt diese Zählung über einen Datenausgang Q unmittelbar weiter zu einem Aktuellzählungsverteilungsbus 150. Dieser Aktuellzählungsverteilungsbus 150 ist mit dem Subtrahierer 103 gekoppelt, über einen Eingang X, und die Vergleichsschaltung 101 über einen Eingang A, zum Liefern zusammen mit der Aktuellzählung des Zählers 1. Das Register 100 hat ebenfalls einen Takteingang C zum Empfangen des Frequenzbezugssignals von dem Eingang 31 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3.
Der Zweck der Vergleichsschaltung 101 ist, zu bestimmen, ob die Aktuellzählung höher oder niedriger ist als ein mittlerer Zählwert, der dem Mittelwert des Zählbereichs der Zählwerte zwischen dem minimalen und maximalen Zählwert nahezu entspricht. Weil es bei einer bevorzugten Ausführungsform eine gerade Anzahl Zählwerte gibt, entspricht keiner der Zählwerte einem Wert (der nachstehend als "der Mittelwert" bezeichnet wird), der genau in der Mitte des Bereichs von Zählwerten zwischen dem minimalen und maximalen Zählwert liegt (d. h. ein Zählwert, der gleich (((maximaler Zählwert - minimaler Zählwert)/2) + minimaler Zählwert). Deswegen wird bei der bevorzugten Ausführungsform der mittlere Zählwert derart selektiert, dass er entweder der Zählwert ist, der unmittelbar unterhalb des Mittelwertes, oder unmittelbar über dem Mittelwert liegt. Der mittlere Zählwert kann entsprechend der nachfolgenden Beziehung ermittelt werden, wenn es eine gerade Anzahl Zählwerte gibt:
Mittelerer Zählwert =
Wobei max. der maximale Zählwert ist und min. Der minimale Zählwert ist. Wenn der mittlere Zählwert einmal ermittelt worden ist, ist dies ein fester Wert.
Die Vergleichsschaltung 101 schafft die obengenannte Bestimmung durch einen Vergleich der Aktuellezählung mit dem mittleren Zählwert und liefert dieses Ergebnis aus, und zwar über einen Ausgang A < B, zu dem Multiplexer 102 über einen Eingang 102c. Der mittlere Zählwert wird der Vergleichsschaltungh 101 über einen Eingang B zugeführt.
Wenn die Aktuellzählung kleiner ist als der mittlere ählwert, ist ein positiver Fehler aufgetreten; während wenn die Aktuellzählung höher ist als die mittlere Zählung, ein negativer Fehler aufgetreten ist. Siehe Fig. 3a und 3b. Je nachdem, ob der Fehler positiv oder negativ ist, in der als Beispiel gewählten Ausführungsform wird der Multiplexer 102 dem Subtrahierer 103 einen Wert zuführen, der um zwei Erhöhungswerte unterhalb des minimalen Zählwertes oder des maximalen Zählwertes liegt. Es sei aber bemerkt, dass in dem Fall, wo der Endzählwert WC/2 Erhöhungswerten entsprechend gemacht worden ist, und in dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte liegt, entsprechend dem Fenster der Erwartung W, zusammen mit dem Zählwert zwischen diesem Wert und dem minimalen Zählwert (d. h. der Bereich der vorbestimmten Zählwerte umfasst WC + 2 Zählwerte), der minimale Zählwert wird von dem Multiplizierer 102 dem Subtrahierer 103 anstelle des Wertes geliefert, der zwei Erhöhungswerte unterhalb des minimalen Zählwertes liegt.
Der Multiplexer 102 hat zwei Eingänge 102a, 102b zum Empfangen des Wertes, der zwei Erhöhungswerte unterhalb des minimalen Zählwertes liegt (oder der minimale Zählwert ist) bzw. des maximalen Zählwertes. Der Multiplexer 102 liefert den geeigneten Zählwert über einen Ausgang 102d zu einem selektierten Zählbus 151, der mit dem Subtrahierer 103 gekoppelt ist, über einen Eingang Y.
Der Subtrahierer 103 subtrahiert den selektierten Wert, d. h. entweder den Wert, der zwei Erhöhungswerte unterhalb des minimalen Zählwertes liegt, oder den maximalen Zählwert von der Aktuellzählung zum Erreichen was als ungewisser Zeitbezugsfehler bezeichnet wird (der nachstehend als "der Fehler" bezeichnet wird). Der Fehler trifft mit der Anzahl Zählungen (oder Erhöhungswerte) zusammen, bei der die Zählung beendet ist, entweder positiv oder negativ, von (d. h. über oder unter) dem maximalen Zählwert, wenn ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen worden ist. Der Fehler stimmt an sich überein mit wie wenig oder zu viele Frequenzbezugssignalperioden empfangen werden, wenn ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen wird.
Wenn der Fehler einmal festgestellt worden ist, liefert der Subtrahierer 103 diesen über einen Ausgang X-Y zu einem Fehlerbus 152, der diesen Fehler über einen Eingang Z zu der Absolutwerteinheit 104 schafft. Die Absolutwerteinheit 104 nimmt den Absolutwert des Fehlers (der nachstehend als "der Absolutfehler" bezeichnet wird) und liefert diesen über einen Ausgang /Z/ zu einem Absolutwertfehlerbus 153. Der Absolutwertfehlerbus 153 liefert den Absolutfehler über einen Eingang A zu der Vergleichsanordnung 105.
Die Vergleichsanordnung 105 bestimmt, ob ein ungewisser Zeitbezugswert innerhalb des Fenster der Erwartung W empfangen worden ist, dadurch dass der Absolutwert mit dem halben Wert von WC, d. h. WC/2, verglichen wird. Der Wert WC/2 wird von einem Eingang B der Vergleichsanordnung 105 empfangen. Wenn der Absolutfehler größer ist als WC/2 ist ein ungewisser Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen worden, sonst ist er innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen worden.
Wenn ein ungewisser Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen worden ist (der Wert des Eingangs A ist größer als der Wert des Eingangs B) liefert die Vergleichsanordnung 105 über einen Ausgang A > B ein Rückstellausgangssignal zu dem Ausgang 34 der Fehlerverarbeitungsanordnung 3. Sonst liefert die Vergleichsanordnung 105 kein Rückstellausgangssignal zu dem Ausgang A > B.
Fig. 5a - d, die im Wesentlichen dieselben sind wie die Fig. 3a - d, zeigen die Beziehung zwischen der in den Fig. 3a - d dargestellten Information und S. S/2 (was dem mittleren Zählwert entspricht), WC/2 und dem Fehler. In dem Fall des positiven Fehlers, dargestellt in Fig. 5a, wird vor dem mittleren Zählwert ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen und der Fehler ist kleiner als WC/2. In dem Fall des negativen Fehlers, dargestellt in Fig. 5a, wird nach dem mittleren Zählwert ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen und der Fehler ist ebenfalls kleiner als WC/2. In beiden Fällen wird, da der Fehler kleiner ist als WC/2, kein Rückstellausgangssignal (d. h. ein Rückstellimpuls) von der Fehlerverarbeitungsanordnung 3 erzeugt und von dem Zähler 1 wird ein periodisches Zeitbezugssignal erzeugt.
In dem Fall der Schwungradrückstellung, dargestellt in Fig. 5a wird vor dem mittleren Zählwert ein ungewisser Zeitbezugswert empfangen, was bedeutet, dass es sich um einen positiven Fehler handelt. Anders aber als in dem Fall des positiven Fehlers, ist der Fehler größer als WC/2 und deswegen erzeugt die Fehlerverarbeitungsanordnung 3 ein Rückstellausgangssignal (d. h. einen Rückstellimpuls) und die Zählung des Zählers 1 wird auf den minimalen Zählwert zurückgestellt. Weiterhin wird kein periodisches Zeitbezugssignal erzeugt.
Die ganze bisherige Beschreibung hat sich bezogen auf die Situation, in der das Fenster der Erwartung W größer ist als das Zeitintervall U oder diesem Intervall entspricht, W ≥ U. Manchmal folgen fast alle ungewissen Zeitbezugswerte aufeinander, und zwar innerhalb kleinerer periodischer Zeitintervalle mit einer Zeitungewissheit u (solche Zeitintervalle werden nachstehend als "Zeitintervalle u" bezeichnet), wobei nur ein kleiner Prozentsatz ungewisser Zeitbezugswerte außerhalb der Zeitintervalle u aufeinanderfolgen. Außerdem hat es sich herausgestellt, dass je größer das Fenster der Erwartung W ist, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit der Einführung von Störung. Eine Lösung dieses Problems ist ein Fenster der Erwartung W zu wählen, das dem Zeitintervall u entspricht. Wenn das gemacht wird, wird dies aber dazu führen, dass die adaptive Schwungradschaltung nach Fig. 2 keine Stabilität schaffen kann, weil nicht alle aufeinander folgenden ungewissen Zeitbezugswerte innerhalb des Fensters der Erwartung W liegen werden.
Dieses Problem kann durch Hinzufügung einer Mittelwertbestimmungseinheit zu der Fehlerverarbeitungsanordnung nach Fig. 4 gelöst werden. Fig. 6 zeigt eine solche Ausführungsform.
Fig. 6 enthält alle Elemente aus Fig. 4. Fig. 6 umfasst aber auch eine Mittelwertbestimmungseinheit 106, die zwischen dem Fehlerbus 152 und der Absolutwerteinheit 104 vorgesehen ist. Die Mittelwertbestimmungseinheit 106 hat ebenfalls einen Takteingang C zum Empfangen des Frequenzbezugssignals und einen Freigabeeingang E zum Empfangen ungewisser Zeitbezugswerte.
Die Mittelwertbestimmungseinheit 106 nimmt die festgestellten Fehler für x (eine ganze Zahl) von ungewissen Zeitbezugswerten (beispielsweise die vergangenen 4) und der festgestellte Fehler für einen aktuellen ungewissen Zeitbezugswert, mittelt diese Werte zusammen und liefert einen mittleren Fehler über einen Datenausgang Q zu einem Mittelfehlerbus 154. Der Mittelfehlerbus 154 ist über den Eingang Z mit dem Absolutfehlerbus gekoppelt.
Durch Verwendung einer Mittelwertbestimmungseinheit, wie diese in Fig. 6 dargestellt ist, kann wieder Stabilität beibehalten werden, die einmal erreicht wurde, sogar während Situationen, in denen ein ungewisser Zeitbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen wird (es erübrigt sich eigentlich zu erwähnen, dass Fehler durch Störung ebenfalls reduziert werden). Die Mittelwertbestimmungseinheit 106 schafft Obenstehendes durch Erzeugung eines mittleren Fehlers, der kleiner ist als WC/2 oder diesem Wert entspricht, für einen ungewissen Zeitbezugswert, dessen richtiger Fehler größer ist als WC/2. Die Mittelwertbestimmungseinheit 106 schafft folglich einen Fehler, der es erscheinen lässt, als wäre ein aktueller ungewisser Zeitbezugswert, der außerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen worden ist, wirklich innerhalb des Fensters der Erwartung W empfangen. Dadurch erzeugt die Vergleichsanordnung 105 kein Rückstellausgangssignal und es wird ein periodischer Zeitbezugswert erzeugt.
Weil die von der adaptiven Schwungradschaltung, einschließlich der Fehlerverarbeitungsanordnungen, verwendeten und erzeugten Signale, die obenstehend beschrieben worden sind, primär digitale Impulse sind, wie der Rückstellimpuls aus Fig. 3c und 5c, damit gewährleistet wird, dass es eine einwandfreie Synchronisation dieser Signal gibt, werden in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmte Synchronisations- und Verzögerungselemente verwendet. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt.
Die in Fig. 7 dargestellte adaptive Schwungradschaltung umfasst alle Elemente aus den Fig. 2 und 6 und weiterhin zwei digitale stabile Kippschaltungen 107 und 110 zum Erzeugen der Dauer eines Signals, und eine digitale Verzögerungsanordnung 108 sowie eine Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109 zum Schaffen einer geeigneten Verzögerung der Freigabesignale.
Die digitale stabile Kippschaltung 107 empfängt das Frequenzbezugssignal und ungewisse Zeitbezugswerte über einen Takteingang C bzw. einen Freigabeeingang E und liefert ein Ausgangssignal an einem Datenausgang Q, das angibt, dass ein ungewisser Zeitbezugswert von der adaptiven Schwungradschaltung empfangen worden ist. Die digitale stabile Kippschaltung 107 funktioniert derart, dass sie die Dauer dieses Ausgangssignals gleich macht an der Periode des von dem Empfänger empfangenen Frequenzbezugssignals. Das Ausgangssignal der digitalen stabilen Kippschaltung 107 wird an dem Eingang 33 der Fehlerverarbeitungsanordnung empfangen, die mit einem Freigabeeingang E der digitalen Verzögerungsanordnung 108 und mit einem Freigabeeingang E des Registers 100 gekoppelt ist.
Nebst dem Freigabeeingang E hat die digitale Verzögerungsschaltung 108 einen Takteingang C zum Empfangen des Frequenzbezugssignals. Die Verzögerungsschaltung 108 liefert über einen Datenausgang Q ein Freigabesignal für die Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109.
Das Freigabesignal wird von der D-Flip-Flop-Schaltung nur dann ausgeliefert, wenn eine vorbestimmte Anzahl Frequenzbezugssignalperioden empfangen worden sind, wobei diese Anzahl der Zeit entspricht, die erforderlich ist für die Fehlerverarbeitungsanordnung um deren Funktion auszuüben.
Die Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109 weist einen Freigabeeingang E auf zum Empfangen des von der digitalen Verzögerungsschaltung 108 gelieferten Freigabesignals, einen Takteingang C zum Empfangen des Frequenzbezugssignals und einen Dateneingang D zum Empfangen des Rückstellausgangssignals von dem Ausgang A > B der Vergleichsschaltung 105. Die Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109 liefert über einen Datenausgang Q ein Anzeigesignal, das angibt, dass ein Rückstellausgangssignal von dieser Schaltungsanordnung 109 bei der nächsten Anzeige, dass eine Frequenzbezugssignalperiode (d. h. das nächste Taktsignal) aufgetreten ist, empfangen worden ist.
Der Datenausgang Q der Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109 ist über einen Freigabeeingang E mit der digitalen stabilen Kippschaltung 110 gekoppelt. Die digitale stabile Kippschaltung 110 hat einen Takteingang C zum Empfangen des Frequenzbezugssignals. Die Flip-Flop-Schaltung arbeitet um zu gewährleisten, dass die Lieferung des Anzeigesignals von der Freigabe-D-Flip-Flop-Schaltung 109 dieselbe Dauer hat als die Periode des von der adaptiven Schwungradschaltung empfangenen Frequenzbezugssignals. Die stabile Kippschaltung 110 hat einen Datenausgang Q, der mit dem Eingang 22 des ODER-Gatters 2 gekoppelt ist zum Übertragen des Anzeigesignals (mit der richtigen Dauer) zu dem ODER-Gatter 2.

Claims

1. Anordnung zum Erzeugen periodischer Synchronbezugswerte, die ein Synchronisationssignal bilden, aus ungewissen Synchronbezugswerten in einem paketierten Datenstrom, wobei die ungewissen Synchronbezugswerte aperiodisch innerhalb periodischer Zeitintervalle (U) aufeinander folgen und wobei ein periodisches Eingangssignal eine Periode 1/F hat, wobei das Synchronisationssignal eine Periode T hat, die dem Wert S/F entspricht, wobei S eine ganze Zahl ist, wobei die Anordnung die nachfolgenden Mittel umfasst:

Zählmittel (1) mit einer Zählung, die von einem ersten Zählwert zu einem zweiten Zählwert variieren kann, wobei diese Zählmittel (1) (a) das periodische Eingangssignal empfangen und die Zählung für jede empfangene Periode 1/F um einen Erhöhungswert erhöhen, (b) einen periodischen Synchronbezugswert schaffen, wenn die Zählung den zweiten Zählwert erreicht, und (c) die Zählung zu dem ersten Zählwert zurückstellen, wenn die Zählung den zweiten Zählwert erreicht; und

Fehlerverarbeitungsmittel (3), die mit den genannten Zählmitteln (1) gekoppelt sind, wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) (a) detektieren, ob ein ungewisser Synchronbezugswert außerhalb eines Fensters der Erwartung (W) empfangen worden ist und (b), dafür sorgen, dass die genannten Zählmittel (1) die Zählung zu dem ersten Zählwert zurückstellen, ohne dass der periodische Synchronbezugswert erzeugt wird, wenn der ungewisse Synchronbezugswert außerhalb des gennannten Fensters der Erwartung (W) empfangen worden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) detektieren, ob ein ungewisser Synchronbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung (W) empfangen worden ist, indem detektiert wird, ob der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung einen Zählwert hat anders als einer aus dem Bereich der vorbestimmten Zählwerte (W).

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) detektieren, ob ein ungewisser Synchronbezugswert außerhalb eines Fensters der Erwartung (W) empfangen wird, durch (a) Bestimmung eines Fehlers entsprechend der Anzahl Erhöhungswerte vor oder nach dem zweiten Zählwert, welcher denn auch einen kleineren Absolutwert hat, auf dem die Zählung steht, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird, wobei ein Vorzeichen benutzt wird um die Anzahl Erhöhungswerte nach dem zweiten Zählwert anzugeben, und (b) dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass der genannte Zähler (1) die Zählung zu dem ersten Zählwert zurückstellt, wenn ein Absolutwert des Fehler größer ist als eine vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Fehlerverarbeitungsmittel (3) eine mittelwertbestimmungsanordnung (106) aufweisen, die den genannten Fehler empfängt zum Liefern eines Absolutwertes eines Mittelwertes aus (i) dem Fehler, der für den empfangenen ungewissen Synchronbezugswert bestimmt worden ist und (ii) wenigstens einem vorher bestimmten Fehler für wenigstens einen vorher empfangenen ungewissen Synchronbezugswert, wobei der genannte Zähler (1) zu dem ersten Zählwert zurückgestellt wird, wenn der genannte Absolutwert des genannten Mittelwertes größer ist als eine vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, zum Gebrauch bei digitaler Fernsehsynchronisation, wobei die ungewissen Synchronbezugswerte ungewisse Zeitbezugswerte sind, wobei das periodische Eingangssignal ein Frequenzbezugssignal ist und das Synchronisationssignal ein periodisches Zeitbezugssignal ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei das Frequenzbezugssignal eine Pixelfrequenz ist, wobei das periodische Zeitbezugssignal eine Bildfrequenz ist und wobei S der Anzahl Pixel je Bild entspricht.

7. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten Zählmittel (1) einen L-Bit-Zähler sind, wobei der erste Zählwert 2L-S beträgt, wobei der zweite Zählwert 2L-1 beträgt und wobei der Erhöhungswert 1 ist, wobei L eine ganze Zahl gleich der kleinsten Anzahl Bits ist, die erforderlich ist um S in binärer Form darzustellen.

8. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Fenster der Erwartung (W) für jeden ungewissen Zeitbezugswert größer ist als eines der periodischen Zeitintervalle (U) oder diesem Wert entspricht.

9. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Zählwert ein minimaler Zählwert ist und der zweite Zählwert ein maximaler Zählwert ist; und wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) die nachfolgenden Elemente umfassen: Registermitel (100), die mit den genannten Zählmitteln (1) gekoppelt sind zum Empfangen der Zählung, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird; Vorzeichenmittel (101), die mit den genannten Registermitteln (100) gekoppelt sind um (a) zu bestimmen, ob die Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, höher oder niedriger ist als ein mittlerer Zählwert, der im Wesentlichen mitten zwischen dem minimalen und dem maximalen Zählwert liegt, und (b) einen Ausgangswert zu schaffen, der (i) ein von dem minimalen Zählwert hergeleitete Wert ist, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung niedriger ist als der mittlere Zählwert und (ii) der maximale Zählwert, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zähkung höher ist als der mittlere Zählwert;

Fehlermittel (103, 104), die mit den genannten Registermitteln (100) und den genannten Vorzeichenmitteln (101) gekoppelt sind um einen Fehler zu bestimmen entsprechend einem Absolutwert der Differenz zwischen der Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, und dem Ausgangswert, der von den genannten Vorzeichenmitteln (101) geliefert wird; und

Mittel (105), die mit den genannten Fehlermitteln (103, 104) gekoppelt sind um zu bestimmen, ob der Fehler größer ist als WC/2 Erhöhungswerte, und, wenn ja, um ein Rückstellsignal zu liefern, das dafür sorgt, dass die genannten Zählmittel (1) die Zählung zu dem minimalen Zählwert zurückstellen, wobei WC ein ganze Zahl ist, die der Anzahl Zählwerte innerhalb des Bereichs vorbestimmter Zählwerte zugeordnet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Zählwert ein maximaler Zählwert und der zweite Zählwert ein minimaler Zählwert ist; und wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) die nachfolgenden Elemente aufweisen:

Registermittel (100), die mit den genannten Zählmitteln (1) gekoppelt sind zum Empfangen der Zählung, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird;

Vorzeichenmittel (101), die mit den genannten Registermitteln (100) gekoppelt sind um (a) zu bestimmen, ob die Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, höher oder niedriger ist als der mittlere Zählwert, der im Wesentlichen mitten zwischen dem minimalen und maximalen Zählwert liegt, und (b) einen Ausgangswert zu schaffen, der (i) der minimale Zählwert ist, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung niedriger ist als der mittlere Zählwert und (ii) ein von dem maximalen Zählwert hergeleiteter Wert, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung höher ist als der mittlere Zählwert;

Fehlermittel (103, 104), die mit den genannten Registermitteln (100) und den genannten Vorzeichenmitteln (101) gekoppelt sind zum Bestimmen eines Fehlers entsprechend einem Absolutwert der Differenz zwischen der Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, und dem Ausgangswert, der von den genannten Vorzeichenmitteln (101) geliefert wird; und

Mittel (105), die mit den genannten Fehlermitteln (103, 104) gekoppelt sind um zu bestimmen, ob der Fehler größer ist als WC/2 Erhöhungswerte, und, wenn ja, ein Rückstellsignal zu liefern, das dafür sorgt, dass die genannten Zählmittel (1) die Zählung zu dem maximalen Zählwert zurückstellen, wobei WC eine ganze Zahl ist, die der Anzahl Zählwerte innerhalb des Bereichs vorbestimmter Zählwerte zugeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die meisten ungewissen Zeitbezugswerte aperiodisch innerhalb zweiter periodischer Zeitintervalle aufeinander folgen, wobei diese zweiten Intervalle kleiner sind als die ersten periodischen Intervalle; wobei der erste Bereich von Zählwerten einen zweiten Bereich von Zählwerten enthält, wobei dieser zweite Bereich bei dem Ausgangszählwert anfängt, der zu einem Zeitpunkt auftritt, der einem Zeitpunkt vorhergeht, an dem der zweite Zählwert auftritt, wobei der Ausgangszählwert einen Wert hat, der um die vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte niedriger ist als der zweite Zählwert, und wobei dieser zweite Bereich nicht später endet als bei einem Endzählwert, der zu einem Zeitpunkt auftritt, der dem Zeitpunkt folgt, an dem der zweite Zählwert auftritt, wobei der Endzählwert einen Wert hat, der um die vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte höher ist als der erste Zählwert, und wobei der zweite Bereich von Zählwerten einem Fenster der Erwartung (W) für jeden ungewissen Zeitbezugswert entspricht; und wobei das Fenster der Erwartung (W) einem der zweiten periodischen Zeitbezugswerte entspricht.

12. Anordnung nach Anspruch 3, wobei der erste Zählwert ein minimaler Zählwert und der zweite Zählwert ein maximaler Zählwert ist; und wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) die nachfolgenden Elemente aufweisen:

Registermittel (100), die mit den genannten Zählmitteln gekoppelt sind zum Empfangen der Zählung, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird;

Fehlermittel (103, 104), die mit den genannten Registermitteln (100) und den genannten Vorzeichenmitteln (101) gekoppelt sind zum Bestimmen eines Fehlers entsprechend der Differenz zwischen der Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, und dem Ausgangswert, der von den genannten Vorzeichenmitteln (101) geliefert wird;

Mittelwertbestimmungsmittel (106) zum Mitteln des Fehlers mit x vorher bestimmten Fehlern für x vorher empfangene ungewisse Synchronbezugswerte zum Erhalten eines mittleren Fehlers, wobei x eine ganze Zahl ist und wobei ein Absolutwert des mittleren Fehler genommen wird um zu einem absoluten mittleren Fehler zu gelangen; und

Mittel (105), die mit den genannten Mittelwertbestimmungsmitteln (106) gekoppelt sind um zu bestimmen, ob der absolute mittlere Fehler größer ist als die vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte, und, wenn ja, ein Rückstellsignal zu dem genannten Zähler (1) zu liefern zum Rückstellen der Zählung zu dem minimalen Zählwert, wobei die vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte WC/2 Erhöhungswerten entspricht und wobei WC eine ganze Zahl ist, die der Anzahl Zählwerte innerhalb des zweiten Bereichs von Zählwerten zugeordnet ist, die einem Fenster der Erwartung für jeden ungewissen Zeitbezugswert entsprechen.

13. Anordnung nach Anspruch 3, wobei der erste Zählwert ein maximaler Zählwert und der zweite Zählwert ein minimaler Zählwert ist; und wobei die genannten Fehlerverarbeitungsmittel (3) die nachfolgenden Elemente umfassen:

Vorzeichenmittel (101), die mit den genannten Registermitteln (100) gekoppelt sind um (a) zu bestimmen, ob die Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, höher oder niedriger ist als ein mittlerer Zählwert, der im Wesentlichen mitten zwischen dem minimalen und maximalen Zählwert liegt, und (b) einen Ausgangswert zu schaffen, der (i) der minimale Zählwert ist, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung niedriger ist als der mittlere Zählwert und (ii) ein von dem maximalen Zählwert hergeleiteter Wert, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung höher ist als der mittlere Zählwert;

Fehlermittel (103, 104), die mit den genannten Registermitteln (100) und den genannten Vorzeichenmitteln (101) gekoppelt sind zum Bestimmen eines Fehlers entsprechend einem Absolutwert der Differenz zwischen der Zählung, wenn der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, und dem Ausgangswert, der von den genannten Vorzeichenmitteln geliefert wird,

Mittelwertbestimmungsmittel (106) zum Mitteln des Fehlers mit x vorher be stimmten Fehlern für x vorher empfangene ungewisse Synchronbezugswerte zum Erhalten eines mittleren Fehlers, wobei x eine ganze Zahl ist und wobei ein Absolutwert des mittleren Fehler genommen wird um zu einem absoluten mittleren Fehler zu gelangen; und

14. Verfahren zum Erzeugen periodischer Synchronbezugswerte, die ein Synchronisationssignal bilden, aus ungewissen Synchronbezugswerten in einem paketierten Datenstrom, wobei die ungewissen Synchronbezugswerte aperiodisch innerhalb periodischer Zeitintervalle aufeinander folgen und wobei ein periodisches Eingangssignal eine Periode 1/F hat, wobei das Synchronisationssignal eine Periode T hat, die dem Wert 3/F entspricht, und wobei S eine ganze Zahl ist, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

das Zählen (1) von einem ersten Zählwert zu einem zweiten Zählwert, indem eine Zählung erhöht wird, die von dem ersten Zählwert bis zum zweiten Zählwert variieren kann, um einen Erhöhungswert für jede empfangene Periode 1/F, und das Rückstellen der Zählung zu dem ersten Zählwert, wenn die Zählung den zweiten Zählwert erreicht;

das Liefern (1) eines periodischen Synchronbezugswertes, wenn die Zählung den zweiten Zählwert erreicht,

das Bestimmen (3) ob ein ungewisser Synchronbezugswert außerhalb eines Fensters der Erwartung (W) empfangen wird, und

das Rückstellen (3) der Zählung zu dem ersten Zählwert, ohne Erzeugung eines periodischen Synchronbezugswertes, wenn der ungewisse Synchronbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung (W) empfangen wird.

15. Verfahren zum Erzeugen periodischer Synchrombezugswerte nach Anspruch 14, wobei der genannte Schritt der Bestimmung (3) ob der ungewisse Synchronbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung (W) empfangen wird, bestimmt, ob der ungewisse Synchronbezugswert empfangen wird, wenn die Zählung bei einem Zählwert ist, anders als einer aus dem Bereich vorbestimmter Zählwerte.

16. Verfahren zum Erzeugen periodischer Synchronbezugswerte nach Anspruch 14, wobei der genannte Schritt der Bestimmung (3) ob der ungewisse Synchronbezugswert außerhalb des Fensters der Erwartung (W) empfangen wird, die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

das Bestimmen eines Fehlers (3) entsprechend der Anzahl Erhöhungswerte vor oder nach dem zweiten Zählwert, welcher auch einen kleineren Absolutwert haben mag, bei dem sich die Zählung befindet, wenn ein ungewisser Synchronbezugswert empfangen wird, wobei ein Vorzeichen benutzt wird um die Anzahl Erhöhungswerte vor dem zweiten Zählwert anzugeben und wobei das entgegengesetzte Vorzeichen benutzt wird um die Anzahl Erhöhungswerte nach dem zweiten Zählwert anzugeben, und

das Rückstellen (3) der Zählung zu dem ersten Zählwert, wenn ein Absolutwert der Fehlers größer ist als eine vorbestimmte Anzahl Erhöhungswerte.