DK168182B1 - Fjernsynsmodtager med tegngenerator, som omfatter en ikke-liniesynkroniseret taktoscillator - Google Patents

Description

i DK 168182 B1 o

Opfindelsen angår fjernsynsmodtagere eller monitorer af den type, der omfatter en tegngenerator til frembringelse af alfanumeriske tegn eller grafiske symboler på rasterskanderingsform med henblik på fremvis-5 ning sammen med (eller i stedet for) et modtaget "billed" signal, og som indbefatter en taktgiver til styring af de af tegngeneratoren frembragte billedelementers takt.

Rasterskanderingsgeneratorer til anvendelse i forbindelse med billedtekst er nyttige i fjernsynsmodtagere 10 til fremvisning af forskellige typer information, som f.eks. teletekstdata, tids- og kanalindstillinger, data-· maskinedata osv. I en typisk generator repræsenteres de enkelte alfanumeriske tegn eller grafiske symboler af et i et læselager (ROM) lagret punktmatrixmønster. Et 15 tegn frembringes med henblik på visning ved overførsel af et ønsket punktmønster fra læselageret til en højhastighedsbuffer og sekventiel skiftning af tegn "punkterne" eller billedelementerne ud af bufferen med en billedelement- eller punkttaktsignal. Det således dannede seriesig-20 nal tilføres et billedrør i tidsmæssig afhængighed af den lodrette og vandrette skandering for at fremvise punktma-trixmønstret i en ønsket position på rasteret.

I en kendt udformning af en tegngenerator med visning på billedskærmen, hvilken tegngenerator anvendes i 25 fjernsynsmodtagere, anvendes en induktans-kapacitets (LC) eller en modstands-kapacitets (RC) oscillator til · tilvejebringelse af det taktsignal, som bestemmer takten af de af tegngeneratoren tilvejebragte tegnelementer eller billedelementer. Oscillatorfrekvensen (omkring 5MHz) be-30 stemmer bredden af de fremviste tegns mindste·element.

Oscillatoren må være i synkronisme med eller "linielåst" til det vandrette skanderingssignal for at undgå et takket eller støjfyldt udseende af de fremviste tegns lodrette kanter. I det typiske tilfælde er oscillatoren af den 35 2

O

DK 168182 B1 "start-stop" art, som gøres uvirksom i løbet af den vandrette synkroniseringsimpuls og gøres virksom ved afslut-' ningen af synkroniseringsimpulsen.

I det tilfælde, hvor oscillatoren er indføjet på 5 samme integrerede kredsløb som tegngeneratoren, må to af det integrerede kredsløbs.ben være "reserveret" tilvejebringelse af forbindelser med diskrete ydre frekvensbestemmende komponenter (eksempelvis RL eller RC elementer). Disse oscillatorens ydre komponenter frembyder en mulig 10 strålingskilde, som kan interferere med andre signaler i modtageren og således kræve filtrering for at forhindre at fejl optræder i de fremviste billeder. Et yderligere problem er, at tolerancevariationerne for LC- eller RC--oscillatorkomponenterne kan kræve en fabriksindstilling 15 for at positionere de fremviste tegn korrekt. Desuden medfører ændringer i arbejdstemperaturen og ældning af kredsløbskomponenterne mærkbare ændringer i de fremviste tegns vandrette position. Yderligere ulemper er, at mindst et af oscillatorelementerne i de kendte anlæg må være frekvens-20 indstillelig, og de ydre elementer kræver plads på det trykte kredsløbskort til montering, hvilket forøger de samlede omkostninger for fjernsynsmodtageren med tegnvisning på billedskærmen.

Der kendes fjernsynsmodtagere, som indbefatter en 25 4 MHz krystaloscillator som en signalkilde for en afstem ningsenhed af frekvenssyntesetypen. Fjernsynsmodtagere, i hvilke logik til visning på skærmen skal indføjes på samme integrerede kredsløb som frekvenssynteseafstemningsanlægget, er under overvejelse. I betragtning af ovenstående erkendes 30 det heri; at det vil være fordelagtigt at anvende en eksisterende 4 MHz krystaloscillator som en taktkilde for tegngeneratoren. Hidtil er dette ikke blevet anset for en praktisk mulighed af forskellige grunde. F.eks. må 4 MHz oscillatoren svinge kontinuerligt for at opfylde afstemningsan-35 læggets krav. Men selv om det var muligt at udforme fre- 3 DK 168182 B1

O

kvenssynteselogikkredsløbet på en sådan måde, at det kunne arbejde med en start-stop oscillator, kan en krystaloscillator ikke startes hurtigt nok til at opfylde tegngeneratorens krav som følge af krystallens meget 5 store "Q". Når en typisk krystaloscillator gøres virksom, bygges svingningerne langsomt op i løbet af en tidsperiode, som måles i millisekunder. Dette er helt enkelt for langsomt til at opfylde en tegngenerators takts ty- * ringskrav.

10 Opfindelsen angår opfyldelse af behovet for en for mindskelse af taktvariationerne fra linie til linie for de af en tegngenerator i en fjernsynsmodtager tilvejebragte tegnelementer, hvor tegngeneratoren taktstyres af en selvsvingende oscillator. I denne beskrivelse be-15 tyder "selvsvingende", at oscillatoren ikke er låst til det af modtageren tilførte videoindgangssignals liniefrekvens (selv om det kan have en meget stabil og nøjagtig frekvens}.

En fjernsynsmodtager ifølge opfindelsen omfatter 20 et visningsorgan og et videobehandlingsorgan, som er indrettet til tilførsel af et videoudgangssignal til visningsorganet, hvilket videoudgangssignal har en vandret synkroniser ingskomposant. Et oscillatororgan tilvejebringer et‘ taktsignal, som ikke er i synkronisme med videoudgangssig-25 nalets vandrette synkroniseringskomposant. Et tegngenera-tororgan tilfører et tegnsignal på rasterskanderingsform til visningsorganet med henblik på visning sammen med videoudgangssignalet, idet hvert af tegnsignalets linier omfatter et antal tegnelementer. Tegngeneratororganet har en 30 takt indgang, som gennem en takts ignal vej er forbundet med oscillatororganet for at styre tegnelementernes takt i overensstemmelse med taktsignalet. Et måleorgan tilvejebringer som svar på videoudgangssignalet og taktsignalet et styresignal, som er repræsentativt for tidsforskellen 35 mellem en given overgang for taktsignalet og videosignalets 4 DK 168182 B1 vandrette synkroniseringskomposant. Fjernsynsmodtageren er ifølge opfindelsen ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Et forsinkelsesorgan er indføjet i taktsignalvejen for at give det til tegngeneratoror-5 ganet tilførte taktsignal en forsinkelse som svar på styresignalet for herved at formindske taktvariationerne fra linie til linie for tegnelementerne.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, på hvilken 10 fig. 1 er et blokdiagram over en fjernsynsmodtager ifølge opfindelsen, fig. 2 er et detaljeret Blokdiagram over klokfor-sinkelsesorganet og styreorganerne i den i fig. 1 viste modtager, og 15 fig. 3 er et kurvediagram som viser visse arbejds mådeaspekter ved forsinkelses- og styreorganerne i fig. 2.

Den i fig. 1 viste modtager indbefatter en anten-neindgangsklemme 10 til forbindelse med en kilde for radiofrekvensmodulerede videosignaler, som f.eks. et udsendt stan-20 dardsignal, et kabelsignal eller radiofrekvensudgangssignalet fra en videobåndoptager, en videopladespiller, en datamaskine, et videospil eller lignende. Klemmen 10 er forbundet med indgangen på en spændingsstyret afstemningsenhed 12, som kan udvælge en bestemt af et forholdsvis stort antal 25 fjernsynskanaler ved hjælp af det til denne tilførte signal SI's afstemningsstyrespænding. Afstemningsstyresignalet SI tilvejebringes ved hjælp af en sædvanlig frekvenssyntese--afstemningslogikenhed 14 (eksempelvis en faselåst sløjfe) Enheden 14 multiplicerer frekvensen for et af en krystal-30 oscillator 16 tilvejebragt referencesignal S2 med et tal, som afhænger af den af modtagerens bruger valgte ønskede fjernsynskanal. Frekvensen for en krystal 18, som styrer oscillatoren 16, er typisk omkring 4 MHz (f.eks. 3,90625 MHz) for en TV-kanal tildelt ifølge NTSC-standarden.

35 Afstemningsenheden 12's udgangssignal S3 er et mel lemfrekvenssignal svarende til den af modtagerens bruger 5 DK 168182 B1 ved hjælp af afstemningslogikenheden 14 valgte fjernsynskanal, hvilket mellemfrekvenssignal føres til en videobehandlingsenhed 20, som indbefatter en mellemfrekvensforstærker af kendt art, en videodetektor oct 5 andre videosignalbehandlingskredsløb (eksempelvis farvetone- og farvemætningsstyringskredsløb, AGC-kredsløb, osv.). Enheden 20 indbefatter en hjælpeindgangs-klemme 21 til forbindelse med en kilde for et basis-båndvideoindgangssignal ved såkaldte "monitor"-an-10 vendelser, hvor afstemningsenheden 12 ikke anvendes.

Det af enheden 20 tilvejebragte, behandlede basisbånd-videosignal S4 påtrykkes en synkroniseringsenhed 22 af kendt art og en visningsenhed 24 (eksempelvis et billedrør, en projektionsenhed eller lignende). En-15 heden 22 frembringer lodrette synkroniseringssignaler (LS) og vandrette synkroniserings signaler (HS). til visningsenheden 24 for at vise signalet S4 på sædvanlig rasterskanderingsform på enheden 24.

Modtageren indbefatter en rasterskanderingstegn-20 generator 26 med en indgangsklemme 28 til forbindelse med en kilde for tegndata (eksempelvis tid, kanalidentifikation, teletekst, osv.), som skal fremvises på enheden 24 sammen med (eller i stedet for) videosignalet S4 samt en udgang til tilførsel af et tegndatasignal 25 (S5) på rasterskanderingsform til enheden 24. Genera toren 26 er af kendt udformning og indbefatter indgange, som er indrettet til modtagelse af de lodrette og vandrette synkroniseringssignaler (VS henholdsvis hS), som er tilvejebragt af synkroniseringsenheden 22 for at 30 styre positionen af de alfanumeriske data eller grafiske symboler, som skal vises på enheden 24.

Ifølge opfindelsen styres takten af tegnsignalet S5's enkelte tegnelementer (dvs. tegn "punkterne" eller "billedelementerne") ved hjælp af et højfrekvenstaktsignal % DK 168182 B1 6 S6, som er afledet fra den "selvsvingende" oscillator 16.

Det heri anvendte udtryk "selvsvingende" betyder, at oscillatoren 16 selv om den er meget stabil og nøjagtig ikke er i synkronisme med videosignalet S4's vandrette synkronise-5 ringskomposant, og derfor har taktsignalet S2 en ubestemt fase- eller taktsammenhæng med videosignalet S4's vandrette synkroniseringskomposant HS. Taktsignalet S6 frembringes ved påtrykning af krystaloscillatorsignalet S2 på en forsinkelsesenhed 30, som frembringer et antal faser af (4 10 MHz) taktsignalet S2. Styreenheden 40 sammenligner i det væsentlige det vandrette synkroniseringssignal HS med forsinkelsesenheden 30's udgangssignal S7 for at identificere det bestemt flerfasetaktsignal, som er nærmest i fase med et bestemt punkt på den vandrette synkroniseringssignalkur-15 veform, således som det forklares i det følgende. Enheden 40 tilfører et taktforsinkelsesidentifikationssignal S8 til en forsinkelsesvælgerenhed 50, der atter vælger det af de forsinkede taktsignaler S7 , som er nærmest i fase for derved at tilføre dette til tegngeneratoren 26's taktindgangsklemme 20 27.

Sammenfatningsvis gælder at styreenheden 40 sammen med forsinkelsesenheden 30 måler fase- eller tidsforskellen mellem et givet punkt på det vandrette synkroniseringssignal HS og taktsignalet S2 ved hver 25 linies begyndelse, og giver ved hjælp af en forsinkelsesvælger 50 signalet S2 en forsinkelse for at holde fasen af det til tegngeneratoren 26 tilførte taktsignal S6 fortrinsvis konstant i forhold til det vandrette synkroniseringssignal HS på en linie for linie 30 basis. Det behandlede (forsinkede) taktsignal S6's "dirren" eller taktvariationer fra linie til linie er 35

O

7 DK 168182 B1 proportional med antallet af faser af det i forsinkelsesenheden 30 frembragte signal S7. Hvis f.eks. en taktperiode deles i otte faser, vil den største dirren fra linie til linie af de fremviste af tegngeneratoren 5 26 frembragte tegnpletter eller -billedelementer svare til kun 1/8 af en taktperiode. Selv om taktsignalet S2 ikke er faselåst til det vandrette synkroniseringssignal HS, vil de på enheden 24 (som er i synkronisme med HS) fremviste tegn følgelig være ensartet rettet ind 10 i lodret retning. I modtageren i fig. 1 er der derfor ikke behov for en separat "liniesynkroniseret" oscillator til tegnfrembringelsen. Endvidere kan logikelementerne (30, 40, 50, 26) til visning på billedskærmen indføjes på det samme integrerede kredsløb som frekvenssyntese-afstemnings-15 logikenheden 14, hvorved behovet for yderligere taktindgangsben for tegngeneratoren 26 elimineres.

Pig. 2 er et detaljeret logikdiagram, som viser en særlig udførelse af enhederne 30, 40 og 50 i fig. 1. Forsinkelsesenheden 30 omfatter en kaskadeforbindelse af 20 otte forsinkelseselementer (201-208). med en indgang, som er indrettet til modtagelse af 4 MHz taktsignalet S2 og udgangsudtag til tilvejebringelse af de enkelte faser af kloksignalet (P1-P9). Forsinkelsesliniens samlede forsinkelse bør være noget større end varigheden af en (1) 25 periode af 4 MHz taktsignalet S2, f.eks. omkring 300--400 nanosekunder. En sådan forsinkelse kan udføres i en polysiliciumsignalvej med passende længde på et NMOS integreret kredsløb. Den ønskede forsinkelse kan alternativt udføres ved hjælp af en række invertere, to (2) 30 mellem hver udtagspunkt.

Som vist i fig. 3 forsinker hver af forsinkelseslinien 30's sektioner (201-208). 4 MHz taktsignalet S2 med omtrent 45 nanosekunder. Kortere eller længere forsinkelser kan anvendes afhængigt af, hvor mange forskellige 35 8 DK 168182 B1

O

faser, der ønskes til formindskelse af de fremviste tegns kantdirren. Eftersom en forsinkelse på nøjagtigt 45 nanosekunder i praksis ikke kan styres nøjagtigt fra enhed til enhed i en sædvanlig fremstillingsproces eller kan 5 være genstand for variationer med temperatur eller spænding, er logikkredsløbene udformet så der er plads til -rimelige ændringer i forsinkelserne. Enheden 301 s samlede nominelle forsinkelse er især valgt så den er omtrent 315 nanosekunder, hvilket er længere end perioden 10 på 250 nanosekunder for 4 MHz taktsignalet S2, således at der tillades tolerancevariationer i forsinkelseslinien.

Enheden 40 omfatter otte OG porte 211-218, hver enkelt med en første indgang, som er indrettet til modtagelse af det vandrette synkroniseringssignal HS, en 15 anden indgang, som er indrettet til modtagelse af en af taktsignalet S2's faser (P1-P9}, og en udgang, som er forbundet med klokindgangen ("C"), på en af otte datatype ("D") flip-flop 221-228. Dataindgangen ("D") på hver flip-flop er forbundet med en ikke vist kilde for 20 et positivt potentiale svarende til en logisk "1" værdi. Hver flip-flop har en tilbagestillingsindgang (R), som -er forbundet med den “sande" (Qi udgang fra den umiddelbart efterfølgende flip-flop, idet tilbagestillingsindgangen på den sidste flip-flop 228 er indrettet til mod-25 tagelse af udgangssignalet fra forsinkelseselementet 208 (dvs. fasen P9).

Forsinkelsesvælgerenheden 50 omfatter otte OG porte 231-238, hver enkelt med en første indgang, som er indrettet til modtagelse af den pågældende af takt-30 signalfaserne (P1-P8) og med en anden indgang, som er indrettet til modtagelse af et tilsvarende af flip--flop-udgangssignalerne Q1-Q8. Porten 231 modtager f.eks. PI og Q1 som indgangssignaler. De øvrige porte er forbundet på tilsvarende måde. Samtlige porte 231-35 -238* s udgange er forbundet med en IKKE ELLER port 240 9 DK 168182 B1

O

• med otte indgange, hvis udgang er forbundet med taktindgangen (C) på en "D" flip-flop 250. En inverter 260 fører Q udgangssignalet fra flip-flop'en 250 til dens D (data) indgang for at konditionere flip-flop'en 5 250 så den deler de på dens taktindgang påtrykte im pulser med to. Taktfasen P9 er ført til tilbagestillingsindgangen på flip-flop1en 250 for at tilvejebringe en konsistent startfase for deleprocessen.

Under drift tilvejebringer forsinkelsesenheden 10 30 de ni faser af taktsignalet S2 som tidligere omtalt.

Når det vandrette synkroniseringssignal er højt (dvs. i synkroniseringsspidsintervallet, fig. 3) er portene 211-218 alle i en sådan tilstand, at de tilfører de pågældende af taktfaserne P1-P9 til taktindgangsklemmerne 15 på flip-flop'ene 221-228. Eftersom hver flip-flop tilbagestiller den, som går forud for den, taktstyres flip--flop'ene sekventielt af fasesignalerne så der tilvejebringes "Q" udgangssignaler som vist i fig. 3.

Ved tiden TI foretager den vandrette synkroni-20 seringsimpuls HS en overgang til logisk nul, hvorved hvert af OG portene 211-218 gøres uvirksomme. Som følge heraf standser den sekventielle taktstyring af flip--flop'ene 221-228, og de bevarer alle deres tilstande ved tiden TI, da synkroniseringsimpulsen "sluttede".

25 Af kurveformerne Q1-Q8 ses det, at ved tiden TI var kun flip-flop'ene 222 (Ql) og 227 (Q7) i en INDSTILLINGS tilstand. Dette gør OG portene 232 og 237 virksomme. De øvrige OG porte 231, 233-236 og 238 er alle uvirksomme, eftersom de tilsvarende flip-flop er til-30 bagestillet.

I løbet af intervallet T1-T2 er udgangene fra samtlige uvirksomme porte nul, og udgangene fra de to indstillede porte 232 og 237 er høj, fordi taktfaserne P2 og P7 begge er høje i dette interval. Følgelig er 35 DK 168182 B1 10 ♦ o udgangssignalet fra IKKE ELLER porten 240 lav (logisk nul). Ved dette tidspunkt er flip-flop1en 250 i en tilbagestillet tilstand, idet den er blevet tilbagestillet af den sidste vandrette synkroniseringsimpuls, 5 som er tilført denstilbagestillingsindgang. Ved tiderne T2-T3 er taktfasen P2 og fasen P7 Begge lave, hvorved portene 232 og 237 er uvirksomme. I denne tilstand er samtlige otte indgangssignaler til IKKE ELLER porten 240 lave, og udgangssignalet fra porten 240 udfører en 10 positiv overgang og forbliver høj indtil taktfasen P7 gør porten 237 uvirksom ved tiden T3. Klip-flop'en 250 trigges af den positive overgang af porten 240's udgangssignal for at tilvejebringe den første halvperiode af udgangstaktsignalet S6.

15 For den øvrige del af linien trigges (taktstyres) flip-flop'en 250 derefter af taktfasen P2's bagkant, der som vist er den nærmeste fase af signalet S2 i forhold til signalet HS til tidspunktet for signalet HS's nega-, tive overgang. Eftersom der er en konstant forsinkelse 20 på 1/2 periode af signalet S2 ved taktstyringen af flip--flop'en 250, forsinkes udgangstaktsignalet S7's fase i forhold til bagkanten af signalet HS med 125 nano-sekuner. Dirren fra impuls til impuls for signalet S7 svarer til forsinkelsestiden for et trin i enheden 30, 25 der i dette udførelseseksempel på opfindelsen er 45 nanosekunder .

30 35

Claims (2)

1. Fjernsynsmodtager og af den art, der omfatter: a) et visningsorgan (24), 5 b) et videobehandlingsorgan (20), som er indrettet til tilførsel af et videoudgangssignal til visningsorganet (24), hvilket videoudgangssignal har en vandret synkroniser ingskomposant, c) et oscillatororgan (16) til tilvejebringelse * 10 af et taktsignal, som ikke er i synkronisme med den vandrette synkroniseringskomposant, d) et tegngeneratororgan (26) med en udgang, som er forbundet med visningsorganet (24), for at tilføre et tegnsignal til dette på rasterskanderingsform med henblik 15 på fremvisning sammen med videosignalet på visningsorganet, idet hvert af tegnsignalets linier omfatter et antal tegnelementer, hvilket tegngeneratororgan (26) har en taktindgang, som gennem en taktsignalvej er forbundet med oscillatororganet, for at styre tegnelementernes takt i over-20 ensstemmeIse med taktsignalet, e) synkroniseringsorgner (30, 40, 50). der som :svar på videosignalets vandrette synkroniseringskomposant og på taktsignalet giver det til tegngeneratororganet tilførte taktsignal en forsinkelse som svar på tidsfor- 25 skellen mellem den vandrette synkroniseringskomposant og taktsignalet, kendetegnet ved, at synkroniseringsorganerne omfatter f) forsinkelsesorganer (30) med et antal udtag, 30 g) styreorganer (40), der er forbundet med ud tagene, til detektering af de forsinkede taktsignalfasers overgange i forhold til videoudgangssignalets vandrette synkroniseringskomposant samt tilvejebringelse af et styresignal, 35 O 12 DK 168182 B1 h) en udgangsklemme, og i) vælgerorganer (50), der som svar på styresignalet selektivt forbinder udtagene med udgangsklemmen.

2. Fjernsynsmodtager ifølge krav 1, k e n -5 detegnet ved, at a) forsinkelsesorganerne (30) er forbundet med oscillatororganet (16) til tilvejebringelse af et antal faser af taktsignalet, b) styreorganerne (40) er forbundet med forsin-10 kelsesorganerne (30) til tilvejebringelse af et indikationssignal for at identificere den af faserne, som har en bestemt tidsrelation til videoudgangssignalets vandrette synkroniseringskomposant, og c) vælgerorganerne (50) er forbundet med ud-15 tagene og som svar på indikationssignalet forbinder en af faserne med taktindgangen på tegngeneratororganet (26) for at formindske tegnelementernes taktvariation fra linie til linie. 20 25 30 35