FI81937C - Ljudsignalprocessor foer televisionsmottagare. - Google Patents

Description

' 81937

Telev i s ion ääni s ignaaliproses sor i Tämä keksintö koskee laitetta televisiovastaanottimessa vastaanottimen toistaman äänenlaadun parantamiseksi.

5 Tarve televisiovastaanottimen toistaman äänenlaadun parantamiseksi on kasvanut laajempikaistaisten signaalien tultua käyttöön, jotka on käsitelty monikanavaiseen ääni-vastaanottoon kykenevien televisiovastaanottimien äänikanavassa. Monikanavainen äänivastaanotto, jollainen liittyy 10 stereofoniseen ja kaksikieliseen lähetykseen, sisältää yhden tai useamman ääniapukantoaallon käytön peruskaista-äänisignaalin muodostamiseksi. Peruskaistaäänisignaali edellyttää, että television äänisignaalin kaistanleveyttä lisätään noin 110 kHz:iin tai enemmän verrattuna monofoni-15 sen ääniohjelman 15 kHz kaistanleveyteen. Televisiovastaanottimen äänikäsittelykanavan laajemman kaistanleveyden tuloksena äänikanavassa tuotettu epäsuotava äänikohi-na pyrkii olemaan yhä havaittavampi. Äänisignaalin harmoninen särö on myös havaittavampi laajakaistaisissa järjes-20 telmissä ja sitä tulisi vähentää yhdessä äänisurinan kanssa.

Äänisurina, joka on hyvin tunnettu ilmiö, voidaan määritellä kuvaan liittyvän modulaation tuloksena, joka on siirtynyt äänisignaaliin. Yksityiskohtaisemmin surina on 25 seurauksena, kun kuvakantoaallon kuvaan liittyvät vaihe-moduloidut komponentit siirtyvät äänikanavalle. Havaittavaa surinaa esiintyy vaakapoikkeutustaajuudella ja sen monikerroilla. Vaikka surina on havaittavampi vastaanottimissa, jotka kykenevät laajakaistaiseen monikanavavastaan-30 ottoon (esim. stereofoniseen vastaanottoon), surinaa voi esiintyä myös monofonisissa järjestelmissä siinä määrin, että se on havaittavaa. Äänisurinailmiötä televisiovas-taanotinjärjestelmässä on selitetty yksityiskohtaisesti P. Fockens'in ja muiden artikkelissa otsikoltaan 35 "Intercarrier Buzz Phenomena Analysis and Cures", 2 81937 julkaistu julkaisussa IEEE Transactions on Consumer Electronics, Voi. 27, elokuu 1981, s. 318-396.

Televisiovastaanottimen äänikanavassa harmonista säriö voidaan tuottaa tuloksena FM-äänikantoaallon demo-5 duloinnista, kuten 4,5 MHz yhteistieäänisignaali, kun tällaisella kantoaallolla on epäsymmetriset sivukaistat.

Keksinnön esitetyssä suoritusmuodossa laite toistetun äänen laadun parantamiseksi liittyy välitaajuiseen (IF) ääni-ilmaisujärjestelmään, jota joskus kutsutaan 10 "näennäsrinnakkaiseksi välitaajuudeksi", jossa ääni- ja videosignaalit demoduloidaan erikseen eri kanavissa. Äänikanavassa kuvavälitaajuuskantoaalto sekoitetaan ääniväli-taajuuskantoaaltosignaaliin muodostamaan 4,5 MHz yhteistieäänisignaali. Yhteistieäänisignaali demoduloidaan tä-15 män jälkeen äänisignaalin tuottamiseksi, joka käsittelyn jälkeen siirretään äänentoistavalle kaiuttimelle.

Äänikanava sisältää suotimen, joka vastaanottaa ääni-ja kuvakantoaallot ennen demodulointia. Esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti äänikanavasuotimella on 20 amplituditaajuussiirtofunktio, jolla on huippuamplitudi-vaste taajuudella, joka on hivenen sivussa äänikantoaal-totaajuudesta. Esitetyssä suoritusmuodossa äänikanavasuotimella on myös huippuamplitudivaste taajuudella, joka on hivenen sivussa kuvakantoaaltotaajuudesta. Sivussa olevat . 25 huipputaajuudet edesauttavat oleellisesti kompensoitaessa amplitutaajuusominaiskäyrän "kallistumaa", jollainen usein liittyy seuraaviin välitaajuussignaalin käsittelypiirei-hin, joihin sisältyy vastaanottimen viritin. Äänikanava-suodin aikaansaa sisääntulon äänen demoduloivaan järjes-30 telmään, joka on oleellisesti symmetrinen sekä ääni- että kuvakantoaaltotaajuuksien suhteen, kuten vaaditaan oikein *: demoduloidun äänisignaalin tuottamiseen. Kuvattu järjeste- ly esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti ei ainoastaan merkittävästi vähennä äänisurinaa, vaan myös ;; 35 vähentää säröä demoduloidussa äänisignaalissa.

3 81937

Keksinnön esitetyssä edullisessa suoritusmuodossa äänikanavasuodin on pinta-akustisiin aaltoihin (SAW) perustuva välitaajuussuodin, jolla on siirtofunktio, joka on epäsymmetrinen kunkin sivuunasetetun taajuushuipun 5 suhteen.

Piirustusten ainoa kuvio esittää osan televisio-vastaanottimesta sisältäen välitaajuusäänisignaalin käsittelylaitteen, joka on esillä keksinnön mukainen.

Yleisradiotelevisiosignaali, joka on vastaanotettu 10 antennilla 10, syötetään virittimelle 12. Viritin 12 selektiivisesti muuttaa valitun TV-kanavan radiotaajuussig-naalin välitaajuussignaaliksi, joka sisältää kuva- ja ääni-kantoaallot, esimerkiksi taajuuksilla 45,75 MHz ja 41,25 MHz NTSC-järjestelmässä. Välitaajuuskuvakantoaalto on amplitu-15 dimoduloitu toissivukaistasignaali, joka sisältää yhdistetyn videoinformaation. Välitaajuusäänikantoaalto on taajuusmoduloitu signaali. Virittimellä 12 on sellainen amplituditaajuussiirtofunktio kuva- ja äänikantoaaltojen suhteen kuin on esitetty virittimen 12 yläpuolella olevas-20 sa käyrässä. Virittimen vasteessa on "kallistusominaisuus", ts. poikkeama tasaisesta kaistanpäästöominaiskäyrästä kiinnostavien taajuuksien ympärillä, kuten on esitetty amplitudierolla äänikantoaalion taajuudella 41,25 MHz ympärillä ja kuvakantoaallon taajuudella 45,75 MHz ympärillä. 25 Virittimen amplitudivasteella on "heinäkasaominaiskäyrä" päästökaistassaan sijoittaen kuvakantoaallon ja äänikan-toaallon "heinäkasan" vastakkaisiin sivuihin. Tämän tuloksena ääni- ja kuvakantoaaltojen sivukeilat eivät ole symmetrisiä niiden vastaavien kantoaaltojen suhteen.

30 Välitaajuusulostulosignaali virittimeltä 12 syöte tään verkostoon 14 sisältäen esivahvistimen ja 47,25 MHz viereisen kanavan ääniloukun, joka estää vastaanottimen automaattisia hienovirityspiirejä (AFT) lukkiutumasta viereisen kanavan äänikantoaaltosignaalille sen kanto-;; 35 aaltosignaalin sijasta, jolle vastaanotin on viritetty.

Viereisen kanavan ääniloukulla on myös kallistusominais- 4 81 937 käyrä 41,25 MHz äänikantoaallon ympärillä ja 45,75 MHz kuvakantoaallon ympärillä, kuten on esitetty käyrällä verkoston 14 yläpuolella. Ulostulosignaalilla verkostosta 14 on yhdistetty kallistusominaiskäyrä sisältäen verkoston 14 5 ja virittimen 12 ominaiskäyrät. Yhdistetty kallistusominaiskäyrä vaikuttaa äänisivukaistojen symmetriaan äänikantoaallon ympärillä ja videosivukaistojen symmetriaan kuva-kantoaallon ympärillä.

Välitaajuussignaali verkoston 14 ulostulosta jaetaan 10 kahteen erilliseen kanavaan ääni- ja kuvainformaation de-modulointia varten näennäsrinnakkaisen periaatteen mukaisesti syöttämällä se kahteen kaistanpäästösuotimeen 15 ja 16. Ulostulosignaali verkostosta 14 syötetään suotimelle 15 kuva (video) signaalin demodulointikanavassa ja suoti-15 melle 15 äänisignaalin demodulointikanavassa. Suotimet 15 ja 16 ovat tässä esimerkissä pinta-akustisiin aaltoihin (SAW) perustuvaa tyyppiä, mutta ne voivat olla diskreettiä induktanssikapasitanssityyppiä. Kuitenkin suotimet 15 ja 16 ovat edullisesti SAW-suotimia diskreettien induk-20 tanssikapasitanssityyppisten suotimien sijasta, koska SAW-suotimen rakenne ja parametrit sallivat helpomman paremmin ennustettavissa olevan suotimen vasteen räätälöinnin halutun huipputaajuus-, muoto- ja kaltevuusominaisuuksien yhdistelmän saavuttamiseksi.

25 Suotimella 15 on vaste, kuten on esitetty käyrässä suotimen 15 yläpuolella, joka sovittaa toissivukaistaisen videovälitaajuussignaalin ja joka vaimentaa 41,25 MHz ää-nikantoaaltosignaalia. Differentiaalinen ulostulosignaali suotimelta 15 syötetään videodemodulaattoriverkoston 30 20 differentiaalisiin sisääntuloihin, joka verkosto on tässä esimerkissä sisällytetty integroituun piiriin 18, joka on esimerkiksi tyyppiä T2899, jonka on valmistanut Toshiba Corporation. Kaistanpäästösuotimen lähtöpiiri 21, joka on toiminnallisesti liitetty videodemodulaattoriin 35 20, on viritetty kuvakantoaaltotaajuudelle 45,75 MHz.

Demodulaattori 20 sisältää piirit, jotka kaistanpäästö- li 5 81937 suotimen 21 yhteydessä muodostavan näennässynkronisen ilmaisimen, joka tuottaa yhdistetyn peruskaistaisen videoulos-tulosignaalin, Peruskaistan videosignaali syötetään videosignaalin käsittelypiireihin videoprosessorissa 29 R-, 5 G- ja B-värikuvaa edustavien signaalien tuottamiseksi tavanomaisella tavalla.

Kuten seuraavassa selitetään, esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti äänikanavan suotimella 16 on vaste tai siirtofunktio, kuten on esitetty käyrässä suoti-10 men 16 yläpuolella, Suotimella 16 on kaksoisviritetty vaste ensimmäisen huippuamplitudivasteen, joka on epäsymmetrinen taajuuden 41,18 MHz ympärillä ollessa hivenen sivussa äänikantoaaltotaajuudesta 41,25 MHz ja toinen huip-puamplitudivaste, joka on epäsymmetrinen taajuuden 45,95 15 MHz ympärillä hivenen sivussa kuvakantoaaltotaajuudesta 45,75 MHz.

Differentiaalinen ulostulosignaali suotimelta 16 syötetään äänidemodulaattoriverkoston 22 differentiaali-sisääntuloihin, joka verkosto myös sisältyy integroituun 20 piiriin 18. Kaistanpäästösuotimen lähtöpiiri 25, joka on toiminnallisesti liitetty äänidemodulaattoriin 22, on viritetty kuvakantoaaltotaajuudelle 45,75 MHz. Demodulaatto-tori 22 sisältää piirejä, jotka kaistanpäästösuotimen 25 yhteydessä muodostavat sekoittimen 4,5 MHz FM-yhteistie-25 äänisignaalin muodostamiseksi ääni- ja kuvakantoaalloista. Kaistanpäästösuodin 23, jolla on oleellisesti symmetrinen amplitudiominaiskäyrä 4,5 MHz yhteistiesignaalin keskitaa-juuden suhteen, kytkee 4,5 MHz FM-yhteistieäänisignaalin demodulaattorin 22 ulostulosta FM-demodulaattorille 24.

30 Demoduloitu peruskaistan äänisignaali FM-demodulaattorin 24 ulostulosta syötetään äänisignaalin käsittelyverkos-toon 28, joka sisältää esimerkiksi stereodekooderin, joka tuottaa L (vasemman) ja R (oikean) peruskaistan ääni-·' signaalit äänivahvistimille (ei esitetty).

35 Suotimen 16 amplituditaajuusvaste (siirto-ominais- käyrä) äänikanavassa kompensoi koko järjestelmän 6 81937 "välitaajuuskallistuksen", joka on ollut edeltävillä väli-taajuussignaalin käsittelypiireillä siten, että tuloksena oleva signaali, joka on syötetty äänidemodulaattorin (se-koittimen) 22 sisääntuloon, on oleellisesti symmetrinen 5 amplitudiltaan 45,75 MHz kuvakantoaallon suhteen ja tuloksena oleva signaali, joka on syötetty FM-demodulaattorin 24 sisääntuloon, on oleellisesti symmetrinen amplitudiltaan 4,5 MHz yhteistieäänisignaalin suhteen. Demodulaatto-rin sisääntulosignaalin amplitudisymmetria 45,75 MHz kuva-10 kantoaallon suhteen johtaa merkittävästi vähentyneeseen äänisurinaan. Tässä suhteessa on havaittava, että surina on tulosta tahattomasta vaihemodulaatiosta, joka on tuotettu, kun videovälitaajuussignaalikomponentti, jolla on eri suuruiset (epäsymmetriset) sivukaistat, on sekoitettu ääni-15 välitaajuuskomponenttiin. Suotimen 16 huippuamplitudivas-te taajuudella 45,94 MHz kuvakantoaallon taajuuden 45,75 MHz läheisyydessä kompensoi edeltävien piirien välitaajuuskallistuksen vaikutuksen kuvakantoaaltotaajuuteen siten, että äänidemodulaattorin 22 sisääntuloon esitetyllä 20 kuvakantoaallolla on edullisesti symmetriset sivukaistat epäsymmetristen sivukaistojen sijasta, jotka todennäköisesti tuottaisivat äänisurinaa.

FM-demodulaattorin 24 sisääntulosignaalin amplitudisymmetria 4,5 MHz yhteistiesignaalin suhteen edullises-25 ti vähentää harmonista säröä, joka muutoin tuotettaisiin 4,5 MHz FM-yhteisäänisignaalin sivukaistojen toimesta, jolla signaalilla on epäsymmetrinen amplitudivaste 4,5 MHz kantoaallon ympärillä. FM-demodulaattorin 24 sisääntulosignaalin amplitudisymmetria 4,5 MHz yhteistiesignaalin 30 suhteen edullisesti vähentää harmonista säröä, joka on luontainen FM-moduloidun signaalin dekoodausprosessille.

Täten on esitetty välitaajuusäänikanava, jossa on välitaajuussuodin, jolla on epäsymmetriset huippuamplitu-divasteet, jotka ovat hivenen sivussa kuva- ja äänikanto-35 aaltotaajuuksista välitaajuussignaalin päästökaistan kal-listusmäärän mukaisesti, joka päästökaista sisältää ’ 81937 ääni- ja kuvakantoaaltotaajuudet, siten että tuloksena olevalla suodatetulla välitaajuussignaalilla syötettynä demo-dulaattorijärjestelmän sisääntuloon on oleellisesti symmetrinen amplitudiominaiskäyrä sekä ääni- että kuvakantoaal-5 totaajuuksien suhteen. Esitetyn suodatinjärjestelyn seurauksena televisiovastaanottimella on parantunut äänenlaatu yhdessä vähentyneen äänisurinan ja harmonisen särön kanssa. Esillä olevaa keksintöä käyttävää laitetta voidaan käyttää televisiovastaanottimessa, kuten on selitetty samoin kuin 10 videonauhurissa.

Claims (9)

1. Laite videosignaalin käsittelyjärjestelmässä, joka sisältää lohkon välitaajuussignaalin käsittelemisek-5 si, joka sisältää moduloidun äänikantoaallon ja moduloidun video kantoaallon, joka laite käsittää: videokanavan videokantoaallon demoduloimiseksi; äänikanavan sisältäen äänen demodulointivälineet (22) äänikantoaallon demoduloimiseksi; 10 suodinvälineet (16) välitaajuussignaalien kytkemi seksi sisältäen äänikantoaallon ja videokantoaallon äänen demodulointivälineille; ja signaalinkäsittelyvälineet (12, 14) välitaajuus signaalien kytkemiseksi sisältäen äänikantoaallon ja vi- 15 deo kantoaallon suodinvälineille; tunnettu siitä, että mainituilla suodinvälineillä (16) on siirto-omi-naiskäyrä, jossa äänikantoaallon huippuamplitudivaste on taajuudella, joka on eri kuin äänikantoaallon taajuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että mainituilla suodinvälineillä (16) on lisäksi siirto-ominaiskäyrä, jossa on huippuamplitudivaste taajuudella, joka on sivussa videokantoaallon taajuudesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että mainituilla suodinvälineillä (16) on huippuamplitudivaste taajuudella, joka on pienempi kuin äänikantoaallon taajuus.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n - 30. e t t u siitä, että mainittu suodinväline on pinta akustisiin aaltoihin perustuva suodin.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, jossa piireillä, jotka sisältävät mainitun välitaajuussignaalin käsittelylohkon, joka edeltää mainittua pinta-akustisiin 35 aaltoihin perustuvaa suodinta, on poikkeama tasaisesta g 81937 kaistanpäästövasteesta äänikantoaaltotaajuuden ympärillä ja videokantoaaltotaajuuden ympärillä, tunnettu siitä, että pinta-akustisiin aaltoihin perustuvalla suotimella 5 (16) on siirtofunktio, jossa ensimmäinen huippuamplitudi vaste on epäsymmetrinen mainitun ensimmäisen taajuuden suhteen ja mainittu toinen huippuamplitudivaste on epäsymmetrinen mainitun toisen taajuuden suhteen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n -10 n e t t u siitä, että pinta-akustisiin aaltoihin perustuvalla suotimella on ensimmäinen huippuamplitudivaste taajuudella, joka on pienempi kuin äänikantoaallon taajuus; ja mainitulla pinta-akustisiin aaltoihin perustuvalla 15 suotimella on toinen huippuamplitudivaste taajuudella, joka on suurempi kuin videokantoaallon taajuus.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, jossa signaalien käsittelyvälineillä (12, 14) on poikkeama tasaisesta kaistanpäästöominaiskäyrästä äänikantoaalto taajuu- 20 den ympärillä ja videokantoaaltotaajuuden ympärillä; äänen demodulointivälineet (22) sisältävät välineet yhteistiesignaalin (22, 23) muodostamiseksi riippuvaisesti välitaajuusulostulosignaalista suodinvälineiltä (16), ja FM-demodulaattorivälineet (24) jotka riippuvai-25 sesti yhteistiesignaalista muodostavat demoduloidun ääni-ulostulosignaalin ulostuloon; tunnettu siitä, että välitaajuusulostulosignaaleilla suodinvälineiltä (16) on oleellisesti symmetrinen amplitudiominaiskäyrä 30 videokantoaaltotaajuuden suhteen; ja yhteistiesignaalilla on oleellisesti symmetrinen amplitudiominaiskäyrä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, jossa videosignaalin käsittelyjärjestelmä on televisiovastaanotin 35 yleisradiotyyppisten televisiosignaalien käsittelemiseksi; 10 81 937 äänikantoaalto on taajuusmoduloitu signaali; videokantoaalto on amplitudimoduloitu signaali; tunnettu siitä, että suodinväline (16) on pinta-akustisiin aaltoihin pe-5 rustuva suodin.

8 81937

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että äänikanava on näennäsrinnakkainen äänikanava. Il 11 81937